第1章 陶瓷材料概述

1.1 陶瓷材料的种类、性能及用途

1.1.1 陶瓷材料的种类

1.按组成物分类

（1）氧化物陶瓷 这种陶瓷材料最多，它包括简单的氧化物，如Al₂O₃、SiO₂、MgO、TiO₂、BeO、CaO、V₂O₃等，以及各种氧化物的混合物，如Al₂O₃中加入SiO₂、MgO及CaO；ZrO₂中加入Y₂O₃或加入MgO、CaO；SiO₂中加入Na₂O、Al₂O₃、MgO等。还有具有超导性能的复杂的氧化物陶瓷，如Y-Ba-Cu-O（YBa₂Cu₃O_7-x）、Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O（Bi_1.6Pb_0.4Sr₂Ca₂Cu₃O_y）等。

（2）非氧化物陶瓷 包括如下种类：

1）碳化物陶瓷，如WC、HfC、ZrC、W₂C、ThC、BC、ZrC、MoC、SiC、TiC、VC、TaC、NbC等。

2）氮化物陶瓷，如ZrN、HfN、TaN、UN、BeN、VN、Cr₂N、Mo₂N、SiN、TiN、Si₃N₄、BN、AlN、NbN等。

3）硼化物陶瓷，如ZrB₂、HfB₂、TaB₂、WB₂、WB、NbB₂、ThB₂、MoB₂、MoB、CrB₂、TiB₂、W₂B₅等。

4）硅化物陶瓷，如Mg₂Si、WSi₂、W₅Si₃、MoSi₂、NbSi₂、Zr₆Si₃、CoSi、ZrSi、Ti₅Si₃、TiSi、HfSi等。

5）氟化物陶瓷，如CaF₂、BaF₂、MgF₂等。

6）硫化物陶瓷，如ZnS、TiS₂、M_xMo₆S₈（M为Pb、Cu、Cd）等。

生产中广泛应用的主要是氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷等，本书也只是讨论这些陶瓷的焊接问题。

2.按结晶组织分类

按结晶组织分类，有单晶相陶瓷、多晶相陶瓷和非晶相陶瓷。生产中单晶相陶瓷较少，多晶相陶瓷较为普遍。单晶相陶瓷有蓝宝石、钇铝石榴石和水晶石等，多晶相陶瓷有Al₂O₃、ZrO₂、BeO、Si₃N₄、BN、SiC、结晶化玻璃等，其晶体结构有面心立方结构（FCC）、密排六方结构（HCP）和体心立方结构（BCC）。

非晶相陶瓷主要是各种成分的玻璃。

3.按形态分类

按形态分类，陶瓷主要有粉状陶瓷、纤维状陶瓷和块状陶瓷以及薄膜陶瓷等。

粉状（颗粒状）陶瓷可以加入金属形成金属基颗粒增强复合材料，以达到增大强度、塑性和韧性的目的，如Al₂O₃质量分数为30%的6061Al的铝基复合材料等。

将陶瓷材料制成纤维状或者丝状，并加入金属形成金属基纤维增强复合材料，同样可以达到增大强度、塑性和韧性的目的，如SiC质量分数为20%的6061Al的铝基晶须复合材料等。

此外，陶瓷还可以按用途进行分类。