陶瓷材料有哪些缺點和優點？

Table Of Content

• 陶瓷材料有哪些缺點和優點？
  • 介紹
  • 1.定義
  • 2. 屬性
  • 3.優點和缺點

陶瓷材料有哪些缺點和優點？

介紹

也許在某個時候你聽過「陶瓷」這個詞，例如在學校裡，歷史老師講解了前印加文化製作的陶瓷形式，或者當你想到花瓶時，你只知道它們是易碎物品。然而，「陶瓷」一詞要複雜得多，涉及其他類型的材料，如瓷磚、玻璃、耐火材料等。本文將解釋在不同活動中使用和利用的陶瓷材料某些方面的化學背景，其中還包括日常生活中的有用物品。

1.定義

陶瓷材料是由金屬和非金屬元素主要透過離子鍵和/或共價鍵連接而形成的無機固體，其中一些元素在高溫下達到堅硬、不易燃、不易氧化的結構。陶瓷材料可以是晶體、非晶體或玻璃陶瓷（上述兩者的組合）。

2. 屬性

機械性質：在室溫下，由於組成它們的原子之間的鍵結類型（離子/共價），它們堅硬而易碎。此外，在高溫下，由於晶粒邊界可以滑動，因此它們會變形。

磁性：一般來說，陶瓷材料通常不具備這些特性；除了鐵氧體和石榴石（也稱為鐵磁陶瓷）兩種之外。

電氣特性：絕大多數陶瓷材料都是電絕緣體，因為它們具有高介電強度和低介電常數。其他陶瓷具有其他介電特性，例如易於極化。

熱性能：幾乎所有陶瓷材料由於其強（離子/共價）鍵而具有低熱導率。這些材料中共價帶和導帶之間的能量差異太大，電子無法被激發到導帶，因此它們是良好的熱絕緣體。

3.優點和缺點

如上所述，陶瓷材料的特徵是其原子之間存在強離子鍵和/或共價鍵，這使它們具有高硬度，同時也是良好的熱和電絕緣體，因為它們的強鍵使電子難以自由移動，因此其電導率和熱導率受到限制。這反過來又導致陶瓷材料具有高熔點，因為需要高熱量來打破它們的鍵。

另一方面，陶瓷材料具有良好的化學穩定性，這使得它們能夠抵抗氧化過程中存在的腐蝕性物質。此外，由於大多數陶瓷是由金屬和非金屬元素組成的，它們可以被認為是預先腐蝕的材料，因此它們將具有抵抗腐蝕成分的能力。

但此類材料存在一些缺點，例如脆性；也就是說，原子很容易斷裂，因為不可能在不破壞原子結合的情況下移動原子。因此，它們不易發生塑性變形（延展性較差），這限制了它們承受拉伸載荷的能力（韌性較低）。

綜上所述，主要優點和缺點如下表所示：