陶瓷材料有哪些缺点和优点？

Table Of Content

• 陶瓷材料有哪些缺点和优点？
  • 介绍
  • 1.定义
  • 2. 属性
  • 3.优点和缺点

陶瓷材料有哪些缺点和优点？

介绍

或许你曾经听说过“陶瓷”这个词，比如在学校里，历史老师讲解前印加文化的陶瓷形式，或者你想到插花的花瓶时，只知道它们是易碎的物品。然而，“陶瓷”这个术语要复杂得多，它还涉及其他类型的材料，例如瓷砖、玻璃、耐火材料等等。本文将阐述陶瓷材料在某些方面的化学背景，这些材料在不同活动中被广泛使用，也包括日常生活中的实用物品。

1.定义

陶瓷材料是由金属和非金属元素组成的无机固体，主要通过离子键和/或共价键连接，其中一些元素经高温处理后，形成坚硬、不易燃、不易氧化的结构。陶瓷材料可以是晶体、非晶体或微晶玻璃（即上述两种材料的结合）。

2. 属性

机械性能：室温下，由于构成它们的原子之间的键类型（离子键/共价键），它们硬而脆。此外，在高温下，由于晶粒边界可以滑动，它们易于变形。

磁性：一般来说，陶瓷材料通常不具备这些特性；除了铁氧体和石榴石（也称为铁磁陶瓷）这两种。

电性能：绝大多数陶瓷材料由于介电强度高、介电常数低，属于电绝缘体。其他陶瓷材料则具有其他介电性能，例如易于极化。

热性能：几乎所有陶瓷材料由于其强离子/共价键而具有较低的热导率。这些材料中共价带和导带之间的能量差过大，电子无法被激发至导带，因此它们是良好的热绝缘体。

3.优点和缺点

如上所述，陶瓷材料的特点是原子之间具有强离子键和/或共价键，这使得它们具有高硬度，同时也是良好的热绝缘体和电绝缘体。由于强键使电子难以自由移动，因此其电导率和热导率受到限制。这反过来又导致陶瓷材料具有高熔点，因为需要高热量才能破坏其键。

另一方面，陶瓷材料具有良好的化学稳定性，这使得它们能够抵抗诸如氧化过程中产生的腐蚀性物质。此外，由于大多数陶瓷由金属和非金属元素组成，它们可以被视为预先腐蚀的材料，因此它们能够抵抗腐蚀性成分。

然而，这类材料也存在一些缺点，例如脆性；也就是说，由于原子间的结合不发生断裂，移动原子时很容易断裂。因此，它们不易塑性变形（延展性较差），这限制了它们承受拉伸载荷的能力（韧性较低）。

综上所述，主要优点和缺点如下表所示：