生产陶瓷背后的化学原理
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虽然最早的陶瓷是陶器 ， 但该术语包含一大类材料 ， 包括一些纯元素 ， 陶瓷是一种无机的非金属固体 ， 通常基于氧化物、氮化物、硼化物或碳化物 ， 在高温下烧制 。 陶瓷可以在烧制之前上釉 ， 以产生减少孔隙率并具有光滑、通常有色表面的涂层 ， 许多陶瓷在原子之间含有离子键和共价键的混合物 ， 所得材料可以是结晶的、半结晶的或玻璃状的 ， 具有相似成分的无定形材料通常称为玻璃 。
陶瓷的四种主要类型是白色陶瓷、结构陶瓷、技术陶瓷和耐火材料 ， 白色器皿包括炊具、陶器和墙砖 ， 结构陶瓷包括砖、管、屋面瓦和地砖 ， 技术陶瓷也称为特殊、精细、高级或工程陶瓷 ， 此类包括轴承、特殊瓷砖 ， 例如航天器隔热板、生物医学植入物、陶瓷制动器、核燃料、陶瓷发动机和陶瓷涂层 。 耐火材料是用于制造坩埚、行窑和在燃气壁炉中散热的陶瓷 。
【生产陶瓷背后的化学原理】
陶瓷是如何制造的
陶瓷原料包括粘土、高岭土、氧化铝、碳化硅、碳化钨和某些纯元素 ， 原材料与水混合形成可成型或模塑的混合物 ， 陶瓷制成后很难加工 ， 因此通常将它们塑造成最终所需的形状 ， 让模型干燥并在称为窑的烤箱中烧制 ， 烧制过程提供能量以形成新的化学键在材料中 ， 有时还有新矿物 ， 例如烧瓷时高岭土形成的莫来石 ， 防水、装饰或功能性釉料可以在第一次烧制之前添加 ， 或者可能需要后续烧制 。
陶瓷的举例和用途
陶器、砖块、瓷砖、陶器、瓷器和瓷器是陶瓷的常见例子 。 这些材料以用于建筑、手工艺和艺术而闻名 。 还有很多其他的陶瓷材料 ， 过去 ， 玻璃被认为是一种陶瓷 ， 因为它是一种无机固体 ， 可以像陶瓷一样经过烧制和处理 。 然而 ， 由于玻璃是无定形固体 ， 玻璃通常被认为是一种单独的材料 ， 陶瓷的有序内部结构对其性能起着很大的作用 。 固体纯硅和碳可以被认为是陶瓷 ， 严格意义上来说 ， 钻石可以称为陶瓷 。
碳化硅和碳化钨是具有高耐磨性的技术陶瓷 ， 可用于防弹衣、采矿耐磨板和机器部件 ， 氧化铀是一种用作核反应堆燃料的陶瓷 ， 氧化锆用于制造陶瓷刀片、宝石、燃料电池和氧传感器 。 氧化锌是一种半导体 。 氧化硼用于制造防弹衣 。 铋锶铜氧化物和二硼化镁是超导体 。 滑石用作电绝缘体 ， 钛酸钡用于制造加热元件、电容器、传感器和数据存储元件 ， 陶瓷制品在考古学和古生物学中很有用 ， 因为它们的化学成分可以用来识别它们的起源 。 这不仅包括粘土的成分 ， 还包括回火的成分 ， 在生产和干燥过程中添加的材料 。
陶瓷的特性
陶瓷包含的材料种类繁多 ， 很难概括它们的特性 。 大多数陶瓷具有以下特性：高硬度、通常较脆 ， 韧性较差、高熔点、耐化学性、导电性和导热性差、低延展性、高弹性模量、高抗压强度、对各种波长的光学透明度、例外情况包括超导和压电陶瓷 。
陶瓷的制备和表征科学称为陶瓷学 ， 复合材料由不止一类材料组成 ， 其中可能包括陶瓷 ， 复合材料的例子包括碳纤维和玻璃纤维 ， 金属陶瓷是一种含有陶瓷和金属的复合材料 ， 玻璃陶瓷是一种具有陶瓷成分的非晶态材料 ， 虽然结晶陶瓷往往是模制的 ， 但玻璃陶瓷是通过铸造或吹制熔体形成的 ， 玻璃陶瓷的例子包括“玻璃”炉灶和用于粘合核废料以进行处置的玻璃复合材料 。
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