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【例2】已知坯料的化学组成简表1-2-2。
用原料氧化铝(工业纯、未经煅烧)、滑石(未经煅烧)碳酸钙、苏州高岭土培配制,求出其质量百分组成。
【解】设：氧化铝、碳酸钙的纯度为100%；滑石为纯滑石（3MgO·4SiO2·H2O），其理论组成为MgO31.7%，SiO263.5%，H2O4.8%；苏州高岭土为纯高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O），其理论组成为Al2O339.5%，SiO246.5%，H2O14%。
下面根据化学组成计算原料的质量百分含量：①CaCO3的质量＝1/0.5603=1.78②滑石的质量=1.3/0.317=4.10③高岭土的质量=（4.7-由滑石引入的SiO2质量）/0.465=4.51④工业纯的Al2O3质量=93-由高岭土的引入的Al2O3质量=93-4.51×0.395=91.22⑤引入原料的总质量为： M=1.78+4.10+4.51+91.22=101.61⑥配方用原料的质量百分数：CaCO3=（1.78/M）×100﹪=1.75滑石=（4.1/M）×100﹪=4.03高岭土=（4.51/M）×100﹪=4.44工业纯Al2O3=（91.22/M）×100﹪=89.77总计: 99. 99 ﹪提出问题：假使采用煅烧过的氧化铝和滑石进行配料，计算方法相同。
第一章特种陶瓷粉体的物理性能及其制备粉体----就是大量固体粒子的集合系。
它表示物质的一种存在状态。
粉体是气、液、固三相之外的所谓第四相。
粉体由一个一个固体颗粒组成，所以它仍然具有很多固体的属性，例如物质结构，密度等等。
它与固体之间最直观，也最简单的区别在于：当我们用物轻轻触及它时，会表现出固体所不具备的流动性和变形。
第一节特种陶瓷粉体的基本物理性能一、粉体的粒度与粒度分布1．粉体颗粒粉体颗粒----是指在物质的本质结构不发生改变的情况下，分散或细化而得到的固态基本颗粒。
绪论传统陶瓷：即普通陶瓷，主要包括日用器皿、建筑材料等。
指以粘土为主要原料与其他矿物原料经粉碎，混练，成型，烧成等工艺过程制成的各种制品。
如陶器，炻器，瓷器。
特种陶瓷：是一类“采用高度精选的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于控制的制造技术加工的，便于进行结构设计的，具有优异特性的陶瓷”。
传统陶瓷与特种陶瓷的区别：1、什么是特种陶瓷？特种陶瓷有哪些主要类别？请分别列举1-2种，并简述其应用。
2、简述传统陶瓷与特种陶瓷的主要区别有哪些？3、请根据特种陶瓷发展的特点，简述其发展方向。
第一章特种陶瓷粉体制备及其性能表征理想粉体的要求：形状规则一致、粒径均匀且细小、不团聚结块、纯度高、相易控制特种陶瓷粉体特性：1、化学组成精确:最基本的要求，直接决定产品的晶相结构，最终决定其性能2、化学组成均匀性好：匀将导致化学组成的局部偏离，进而产生局部晶相的偏析和显不均微结构的差异，从而造成性能下降，重复性与一致性变差。
3、纯度要高：杂质将严重影响粉体的工艺性能和产品物理性能。
原材料选择、制备加工过程4、球形颗粒：球形颗粒粉体的流动性好，颗粒堆积密度高（理论值为74%），气孔分布均匀，从而在成型和烧结时可对晶粒生长和气孔的排除与分布进行有效的控制，以获得结构均匀、性能优良、一致性好的产品。
（球形）5、适合的颗粒大小：颗粒小、表面活性大。
活性大，降低烧结温度。
易团聚，成型、烧结缺陷。
（不规则）6、尺寸均匀单一：尺寸差异大，造成烧结活性的差异，容易造成烧结后产品内部的结构不一致，产生异常的粗晶粒7、分散好无团聚：理想的粉体是由一次颗粒组成的。
一次颗粒：是指粉体中最基本的颗粒。
二次颗粒：由一次颗粒因静电力、分子引力、表面张力等的作用聚集形成。
团聚：硬团聚和软团聚特种陶瓷颗粒的要求：1、化学组成精确2、化学组成均匀性好3、纯度高4、适当小的颗粒尺寸5、球状颗粒且尺寸均匀单一6、分散性好无团聚粉体：粉体是大量固体粒子的集合，表示物质的一种存在状态，既不同于气体、液体，也不完全同于固体。
普通陶器:即指土陶盆、罐、缸、瓮，以及耐火砖等具有多孔性着色坯体的制品，原料颗粒比较粗。
瓷：用高岭土等烧制成的材料，质硬且脆，比陶质细致，也称瓷器瓷石：主要含石英和绢云母。
由于它是石质,一般是用机器粉碎。
瓷石是天然配好的制瓷原料，在1200-1250℃的温度下可以单独烧成瓷器，这就是所谓的“一元配方”。
高岭土：元代，景德镇发现了高岭土，并将其掺入瓷石中，即所谓的“二元配方”，它提高了原料中铝的含量，使瓷胎可以耐受1280-1300℃的高温，这是提高瓷胎坚固性的必要条件。
陶瓷：以无机非金属物质为原料，在制造或使用过程中经高温（540℃以上）煅烧而成的制品和材料。
狭义：无机非金属材料中的一种类型（水泥、玻璃、陶瓷等）。
广义：一切无机非金属材料及制品统称陶瓷。
特点：1、原料丰富（Clarke value，占地壳总量的70-80%）2、性能优越：(抗压)强度高、耐高温、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化等3、与金属、高分子、复合材料呈四足鼎立之势传统陶瓷:由粘土等硅酸盐天然原料为主的坯料制成的日用餐具、耐火材料、水泥、瓶玻璃、卫生洁具等。
近代陶瓷:以Al2O3、ZrO2、TiO2、SiC、Si3N4等人工原料或合成原料为坯料制成的陶瓷。
特种陶瓷:采用高度精选的原料，具有能精确控制的化学组成、严格控制成型及烧结工艺所合成的，达到设计的微观结构和精确的尺寸精度，并具有优异特性的陶瓷。
日本称技术陶瓷结构陶瓷：用于机械结构零件的陶瓷。
功能陶瓷：具有特殊的电、磁、声、光、热、化学及生物功能的陶瓷。
陶瓷材料的结构与性能1、材料的成分、显微组织结构与性能（一体化，正交化试验方法）2、材料的结构受到组成及加工工艺的制约3、显微结构的研究指导材料工艺的制订与优化特种陶瓷的主要研究领域1、优化结构，获得优异性能2、材料的性能评价与可靠性单相多晶体：陶瓷的相组成主要由单一相的多个晶体组成多相多晶体：除了晶相（可能多相）外，还有气孔和玻璃相晶相的结构：晶粒大小(晶粒度)、分布、形态，结晶特性、取向、晶界及表面形态晶相：决定陶瓷基本性能的主导物相。
陶瓷器基础知识一、填空：（每空1分，共20分）1、瓷器出窑时在色、彩、形、音、质等方面发生具有很强不确定性的特异变化被成为。
2、南朝时期受佛教影响，瓷器上经常出现纹。
3、化妆土是质量较好的，经淘洗加工后，用水调成泥浆，施与器表，以减淡太色。
4、唐代湖南地区以生产釉下彩和釉下彩绘青瓷而著名的窑址是。
5、宋元时期景德镇青白瓷采用和的“二元配方法”，氧化铝的含量增加，胎骨硬度加大，烧成温度也有相应提高。
6、清乾隆年间朱琰所著是我国第一部陶瓷史著作。
7、哥窑釉面开片的现象被称为。
8、我国目前有明确纪念最早的白釉瓷器出土于河南安阳北齐武平六年墓。
9、明代宣德白瓷最普遍的特征是瓷面一般都有，也就是前人所说的棕眼。
10、清代康熙五彩以取代釉下青花，又加绘黑彩，丰富了色彩对比的视觉效果，从而完成了真正意义上“釉上五彩”的锐变。
11、克拉克瓷是指约从明年间到清代初期生产的装饰开光图案的一种主要供外销的青花瓷。
12、珐琅彩瓷为仿制铜胎珐琅器而来，因此清宫内务府库内把珐琅彩瓷器称为“”。
13、明代永宣时期的红釉或者蓝釉器，凡内外均施釉的，其口沿大多有一条成白色的透明釉边线，俗称。
14、凤首壶流行于时期，又称壶，其形制源于地区的金银器造型。
15、八友瓷器被称为民国时期的代表品种，代表了民国彩瓷的最高水平。
16、素三彩是指在烧成的素胎瓷器上主要用、、三色彩釉绘画，经低温烧成的釉上彩，因不用红色，固有“素三彩”之名。
二、单项选择：（每题1分，共10分）1、白陶器的胎呈白色是因为其中( )的含量较低。
A、氧化钴B、氧化硅C、氧化铁D、氧化铝2、粉青和梅子青是（）窑在南宋中后期以后常见的两种釉色。
A、景德镇窑B、龙泉窑C、越窑D、耀州窑3、红陶、黑陶、灰陶、之所以呈现不同的颜色主要是由于（）的不同。
A、陶土成分B、烧成气候C、烧成温度D、釉色4、唐三彩的釉是一种（）。
A、低温铅釉B、高温石灰釉C、低温石灰釉D、高温铅釉5、斗彩工艺成就最高的时期是明代（）。
流延成型：将粉体加入粘合剂混合成浆料，再把浆料放入流延机的料斗中，流经薄膜载体上，形成膜坯。
梯度陶瓷材料：在同一材料内不同方向上由一种功能逐渐连续分布为另一种功能的材料称为梯度材料。
生物活性陶瓷：能在材料界面上诱发特殊生物反应，从而在材料和组织间形成化学键性结合的生物陶瓷。
功能陶瓷：指具有电、磁、光、超导、声、生物、化学（答出7个中的5个）等及其功能转换的陶瓷。
压电陶瓷：由机械能转变为电能或电能转变为机械能的某些陶瓷微裂纹增韧：陶瓷材料中存在许多小于临界尺寸的微纹，这些微裂纹在负载作用下是非扩展性的，但大的裂纹在扩展中遇到这些裂纹时，使扩展裂纹转向，吸收能量，起到提高韧性的作用，称为微裂纹增韧。
反应烧结：通过多孔坯体同气相或液相发生化学反应，从而使坯体质量增加，孔隙减小，并烧结成为具有一定强度和尺寸精度的成品的工艺。
PTC陶瓷：具有正的温度系数的陶瓷材料（或随温度升高，陶瓷材料的电阻率增大的陶瓷材料）热释电陶瓷：因温度而引起表面电荷变化的陶瓷（某些陶瓷）。
表面强化韧化：由于氧化锆四方晶向单斜晶转变产生的体积膨胀，从而使表面产生压应力，起到强化和韧化的作用。
低膨胀陶瓷材料：指膨胀系数的绝对值小于2×10-6/℃的陶瓷材料。
敏感陶瓷材料：当作用于由这些材料制造的元件上的某一个外界条件，如温度、压力、湿度、气氛、电场、光及射线等改变时，能引起该材料某种物理性能的变化，从而能从这种元件上准确迅速地获得有用的信号。
反应烧结：通过多孔坯体同气相或液相发生化学反应，坯体质量增加，孔隙率减小，并烧结成为具有一定强度和尺寸精度的成品的工艺。
压电效应：向压电陶瓷施加机械应力或电场后，在压电陶瓷的表面出现电荷或陶瓷沿极化方向发生形变，这种现象称为压电效应。
PTC效应：正温度系数效应，即陶瓷材料的体积电阻率随温度升高而升高的特性。
具缓变型、突变型等等。
人工极化：人工极化就是在电场作用下使材料内的电畴沿电场方向取向的过程，其结果是材料内部的正负电荷中心产生偏离而出现极化。
1、坯料的化学组成如下：Al2O3为92.0wt％，MgO为1.5wt％，SrO为1.0wt％，CaO为1.0wt％，SiO2为4.5wt％。
用原料氧化铝、纯滑石3MgO.4SiO2.H2O，碳酸锶、煅烧高岭Al2O32SiO2、氧化硅配制，根据化学组成，求出其质量百分组成。
〔Al2O3，SiO2，MgO，H2O分子量分别为101.9，60.0，40.3，18，碳酸锶中氧化锶含量为103.6/147.6，氧化钙分子量56，CO2分子量为44〕。
答案：需SrCO31.42克；需CaCO31.79克；需滑石4.7克；需补高岭2.77克；需补氧化铝90.73克；合计：1.42+1.79+4.7+2.77+90.73=101.41克配方质量百分组成为：Al2O3 89.47% SrCO3 1.40% CaCO3 1.77% 高岭2.73% 滑石4.63%2、以BaCO3、SrCO3、Pb3O4、Fe2O3配料，试计算钡锶复合铁氧体Ba0.45Sr0.45Pb0.1O．6Fe2O3配方的百分组成。
BaCO3、SrCO3、Pb3O4、Fe2O3的摩尔质量分别是197.3、147.6、685.6、159.7。
解BaCO3 0.45×197.3＝88.79 7.82%SrCO3 0.45×147.6＝66.24 5.83%Pb3O4 0.1×685.6÷3＝22.85 2.01%Fe2O3 6×159.7＝958.20 84.34%∑＝1136.083、坯料的化学组成如下：Al2O3为93.0wt％，MgO为1.5wt％，SrO为1.0wt％，SiO2为4.5wt％。
用原料氧化铝、纯滑石3MgO.4SiO2.H2O，碳酸锶、XX高岭配制，根据化学组成，求出其质量百分组成。
〔Al2O3，SiO2，MgO，H2O分子量分别为101.9，60.0，40.3，18，碳酸锶中氧化锶含量为103.6/147.6〕。
特种陶瓷试题一、填空1. 陶瓷的断裂方式分为 穿晶断裂 和 沿晶断裂 。
2. 陶瓷的增韧方法有 相变增韧 、 颗粒弥散增韧 、 纤维（晶须）补强增韧 和 纳米陶瓷增强增韧。
3. 理想粉体的特点：形状规则（各向同性）一致 、 粒度均匀且细小 、不结块 、 纯度高 、 能控制相。
4. 特种陶瓷粉体的制备方法：机械法 和 合成法。
5. 混料加料的顺序为：先多后少再多。
6. 烧结温度低于 材料熔点。
7. 烧结过程的驱动力为 粉体过剩的表面能。
8. 烧结的定义：一种或者多种固体粉末经过成型，在加热到一定温度后开始收缩，在低于熔点的温度下变成致密、坚硬的烧结体，这种过程称为烧结。
9. 在热力学上，所谓烧结是指 系统总能量或Gibbs 自由能减少的过程。
10. 烧结，根据物质状态的不同分为 固相烧结 和 液相烧结。
11. 32O Al 有 α-32O Al 、β-32O Al 、γ-32O Al 三种晶相，其中α-32O Al 最稳定。
12. 四方氧化锆多晶体（TZP ）是韧性最好的陶瓷。
13. SiC 俗称 金刚砂，是 共价键化合物，晶相有 α-SiC （六方），β-SiC（立方），其中α-SiC 是 高温稳定相，β-SiC 是低温稳定相。
14. 功能陶瓷 拥有声、光、电、热、磁、化学等的检测、转换、传输、处理和储存能力的陶瓷。
15. 陶瓷根据导电性分为 电绝缘陶瓷、电解质陶瓷、半导体陶瓷、导体陶瓷、超导体陶瓷。
二、简答1.原料煅烧的主要目的是什么？答：①去除原料中易挥发的杂质、化学结合和物理吸附的水分、气体、有机物等，从而提高原料纯度；②使原料颗粒致密化及结晶长大，这样可以减少在以后烧结中的收缩，提高产品的合格率；③完成同质异晶的晶型转变，形成稳定的晶相。
2.简述先进陶瓷材料的制备过程及要求。
答：①粉体的制备：要求使用人工合成的高质量粉体作起始材料。
②陶瓷的成型：要求使用高纯度粉体添加有机添加剂才能适用于干法或湿法成型。
第一章特种陶瓷粉体的制备及其性能表征1、特种陶瓷粉体应具有的6个特性。
（1）化学组成精确（2）化学组成均匀性好（3）纯度高（4）适当小的颗粒尺寸（5）球形颗粒且尺寸均匀单一（6）分散性好无团聚2、粒度分布的概念及其2种表示方法。
颗粒分布用于表征多分散颗粒体系中粒径大小不等的颗粒的组成情况，分为频度分布和累积分布。
3、筛分法中目数的计算公式。
为什么说筛分法适合于40μm以上的粗粉？4、粉体在液体介质中的分散原则及调控措施。
分散原则：（1）润湿原则：颗粒必须被液体介质润湿，使颗粒能很好地浸没在液体介质中。
（2）表面力原则：颗粒间的总表面力必须是一个较大的正值，以使颗粒间有足够强的相互排斥作用，防止颗粒相互接触并产生凝聚。
调控措施：（1）介质调控（2）分散剂调控（3）机械调控（4）超声波分散5、特种陶瓷粉体的球磨制备法中球磨的目的。
球磨的目的：（1）提高原料粉的分散度、减小粒度（粉碎细化）；（2）球磨过程可以使各组分混合更均匀（混合均匀）；（3）由于粉末粒度变细，粉末颗粒内部的杂质暴露出来，有利于粉料的净化（除杂）6、影响球磨效率的主要因素。
（1）临界转速；（2）磨球的直径级配；（3）水与电解质的加入量；（4）装载量；（5）球磨时间；（7）磨球与内衬的质料。
7、球磨机临界转速的概念。
球磨机中最外层钢球刚刚随筒体一起旋转而不下落时的球磨机转速称为临界转速。
用N表示，单位是r/min。
实际上是使最外层球也不会发生离心运转的筒体最高转速。
8、粉碎机械力化学作用中粉碎平衡的定义、原因及特点。
粉碎平衡：粉碎过程中颗粒微细化过程与微细颗粒团聚过程的平衡。
粉碎平衡出现的原因：（1）颗粒团聚微细化粉体的表面相互间有引力（vanderwaals 力、静电力、磁力）、水膜凝聚力、机械压力、摩擦力等作用使颗粒团聚。
微颗粒界面积越大，越易于团聚。
结晶化、活性化能量小的离子晶体也易发生团聚。
（2）粉体应力作用出现缓和状态微颗粒团聚体中由于颗粒间的滑移、颗粒本身的弹性变形以及颗粒表面的晶格缺陷、晶界不规则结构所产生的粉体应力作用出现缓和，致使碎裂作用减小。
1：新型陶瓷材料：除硅酸盐类无机非金属材料以外，非硅酸盐类无机非金属材料(氧化物、非氧化物和其它盐类)发展异常迅猛，这部分材料称为新型无机非金属材料。
2：晶体结构：主要为离子键、共价键或离子键-共价混合键3：化学组成：已不局限于硅酸盐，还包括其他含氧酸盐、氧化物、氮化物、碳与炭化物、硼化物、氟化物、硫系化物、硅与硅化物、锗、Ⅲ~Ⅴ族和Ⅱ~Ⅵ族化合物等。
4：存在的形态与形状：多样化、复合化、薄膜，纤维，纳米等低维化、单晶和非晶材料越来越重要。
5：陶瓷分类：特种陶瓷（结构陶瓷，功能陶瓷），陶器，瓷器，炻器6：功能陶瓷的基本电学性质：在电场作用下传导电流和被电场感应的性质。
7：陶瓷材料的两个基本电学性质: 电导率 介电常数8：各种陶瓷材料或多或少都存在着能传递电荷的质点，这些质点称为载流子。
金属材料中的载流子是自由电子，陶瓷中的载流子可能是离子，也可能是电子、空穴或几种载流子共同存在。
离子作为载流子的电导机制称为离子电导；电子或空穴作为载流子的电导机制称为电子电导。
9：电流I 通过电子电导的陶瓷试样时，如果在垂直于电流的方向加上一磁场H ，则在垂直于I-H 平面的方向产生了电场EH ，该电场EH 称之为霍耳电场，这种现象称之为霍耳效应。
实验证明霍耳效应的产生是由于电子在磁场作用下，产生横向位移的结果。
由于离子质量比电子大得多，离子在该磁场作用下，不呈现横向位移，因此离子电导则不呈现有霍耳效应。
因此，常用霍耳效应来区分陶瓷材料的载流子主要是电子还是离子。
如果霍耳电场EH 的方向与图示方向相反则为空穴电导10：介电常数：是衡量电介质材料储存电荷能力的参数，通常又叫介电系数或 电容率，是材料的特征参数。
（公式中：Q0为真空介质时电极上的电荷量； Q 为同一电场和电极系统中介质为非真空介质时电极上的电荷量。
） 物理意义：同一电场作用下，同一电极系统中介质为非真空电介质比 真空介质情况下，电极上的储存电荷量增加的倍数等于该 非真空介质的介电常数。
普通陶器:即指土陶盆、罐、缸、瓮，以及耐火砖等具有多孔性着色坯体的制品，原料颗粒比较粗。
瓷：用高岭土等烧制成的材料，质硬且脆，比陶质细致，也称瓷器瓷石：主要含石英和绢云母。
由于它是石质,一般是用机器粉碎。
瓷石是天然配好的制瓷原料，在1200-1250℃的温度下可以单独烧成瓷器，这就是所谓的“一元配方”。
高岭土：元代，景德镇发现了高岭土，并将其掺入瓷石中，即所谓的“二元配方”，它提高了原料中铝的含量，使瓷胎可以耐受1280-1300℃的高温，这是提高瓷胎坚固性的必要条件。
陶瓷：以无机非金属物质为原料，在制造或使用过程中经高温（540℃以上）煅烧而成的制品和材料。
狭义：无机非金属材料中的一种类型（水泥、玻璃、陶瓷等）。
广义：一切无机非金属材料及制品统称陶瓷。
特点：1、原料丰富（Clarke value，占地壳总量的70-80%）2、性能优越：(抗压)强度高、耐高温、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化等3、与金属、高分子、复合材料呈四足鼎立之势传统陶瓷:由粘土等硅酸盐天然原料为主的坯料制成的日用餐具、耐火材料、水泥、瓶玻璃、卫生洁具等。
近代陶瓷:以Al2O3、ZrO2、TiO2、SiC、Si3N4等人工原料或合成原料为坯料制成的陶瓷。
特种陶瓷:采用高度精选的原料，具有能精确控制的化学组成、严格控制成型及烧结工艺所合成的，达到设计的微观结构和精确的尺寸精度，并具有优异特性的陶瓷。
日本称技术陶瓷结构陶瓷：用于机械结构零件的陶瓷。
功能陶瓷：具有特殊的电、磁、声、光、热、化学及生物功能的陶瓷。
陶瓷材料的结构与性能1、材料的成分、显微组织结构与性能（一体化，正交化试验方法）2、材料的结构受到组成及加工工艺的制约3、显微结构的研究指导材料工艺的制订与优化特种陶瓷的主要研究领域1、优化结构，获得优异性能2、材料的性能评价与可靠性单相多晶体：陶瓷的相组成主要由单一相的多个晶体组成多相多晶体：除了晶相（可能多相）外，还有气孔和玻璃相晶相的结构：晶粒大小(晶粒度)、分布、形态，结晶特性、取向、晶界及表面形态晶相：决定陶瓷基本性能的主导物相。
单相多晶、多相多晶晶形：晶体在形成、生长过程中，习惯性地、自发地按一定的规律生长和发育成一定的几何形态。
（自形晶：完整（完全发育）晶体；半自形晶和他形晶：生长受到抑制，部分完整或很不完整。
）主晶相：决定材料基本性能。
次生相：对陶瓷性能起重要调节性能。
（析出相）玻璃相：配料中引入的各种杂质组分经高温烧结的物理、化学反应，形成液相，冷却时转变为玻璃相（常分布于晶界部位）。
结构与作用—烧结体中起粘结作用，粘结晶相，连续分布—填充气孔、烧结体致密化—降低烧结温度，促进烧结—抑制晶体长大、防止晶形转变（低温烧结）—有利于杂质、添加物的重新分布—液相量依陶瓷的用途而定（液相量↑易变形，耐火度↓强度↓介电性↓）—热处理，促进玻璃相晶化—玻璃相有利于提高日用瓷的透明度—釉料绝大多数形成玻璃气孔：1、孤立状态、球形、分布于玻璃相、晶内、晶界2、易造成应力集中、减小有效截面面积，强度↓3、介电性（介电损耗↑）透明度↓4、隔热、消音、过滤功能（多孔陶瓷（连通气孔））形成：—烧结温度低、时间短（欠烧）—气体来自结构水、碳酸盐及硫酸盐分解及有机物氧化(脱蜡、去除粘结剂、增塑剂等）—烧结环境中气氛的扩散—烧结温度过高或升温过快（过烧）晶粒：晶相的组成单元，是陶瓷材料最基本、最重要的显微组成。
影响晶粒大小的因素：原料的粒度分布、配方化学组成、烧结制度等（粒度较细、配方精确、合理科学的原料选择、配料、混料、成型、烧成制度等，特别地，在配料中加入添加物）晶粒取向：晶粒在空间的位置与方向织构：取向相同的晶粒，择优取向—各向异性（组织概念）陶瓷是以晶体为主的多晶集合体。
—各向同性特种成形工艺，如热压，可能导致晶粒的择优取向导致组织应力、热应力，变形开裂表面：与真空或本身蒸气接触的面界面：表面与另一相物质直接接触时，称为界面（晶界与相界）表面能：一定数量的质点从体内变成表面原子所需的能量表面缺陷：表面凹凸(缺口效应)与微裂纹晶界：不同位向的毗邻晶粒间的原子(离子)的过渡排列。
（几个-几百个原子层厚度）晶界应力：晶界上由于杂质排列不规则而使质点距离疏密不均，从而形成微观的机械应力。
晶粒越大，晶界应力越大，易产生裂纹，导致断裂。
界面工程：—晶界(细化晶粒）强韧化—晶界钉扎、弥散强化特种陶瓷与传统陶瓷的区别：1、成分上：有天然硅酸盐原料发展到人工精选或合成原料2、结构上：有以硅-氧四面体基本结构单元发展到单纯铝-氧、锆-氧八面体和硅-碳、硅-氮四面体以及其它结构单元的组合3、晶粒尺寸上：由普通陶瓷的1-100μm发展到10nm-1μm，精细陶瓷4、工艺上：由液相烧结发展到少量或没有液相的固相烧结分类：1、按晶质与非晶质的含量：全晶质、半晶质和玻璃质结构2、主晶相的晶粒尺寸：伟晶、巨晶、粗晶、中晶、细晶、微晶和隐晶结构伟晶：d>3cm 巨晶：d=1~3cm 粗晶：d=10 ~ 5mm 中晶：d=2 ~ 5mm 细晶：d =0.2 ~ 2mm 微晶：d =0.02 ~ 0.2mm 2.隐晶：d <0.02mm（矿物学）3、主晶相晶粒的相对大小：均粒状、非均粒状和斑状结构4、主晶相晶粒的自形程度：自形晶、半自形晶及他形晶5、晶粒(组织)的形态：粒状、柱状、柱粒状、针状、片状、树枝状、网络状、放射状6、气孔形态与分布：粗孔、细孔、微孔结构7、其它：欠烧、过烧结构，缺陷结构、反应结构、分相结构、熔蚀结构等按晶粒形态分类(常用的分类方法)1、粒状结构：晶粒大小相近，彼此相互接触，具颗粒状(等轴晶）等轴晶对应高致密度和高性能2、柱状结构：主晶呈柱状，晶粒尺寸相近，排列无序3、柱粒状结构：晶粒大小不均、悬殊不大、粗晶粒呈柱状、细晶粒呈粒状，充填在柱粒之间4、针状结构：晶粒细长如针状，相互交织构成网状5、斑状结构：晶粒大小悬殊，粗晶形成斑晶，细晶构成基质，当基质为玻璃时，构成玻璃斑状结构按物理-化学过程分类1、反应结构：晶体相在高温过程的物理化学过程中被置换或被熔蚀所留下的残骸或形成的熔蚀边界2、定向结构：在温度梯度或应力作用下，主晶相为柱状或长条状，定向排列3、缺陷结构：烧结制度或氧分压控制不当，晶粒大小悬殊，晶内、晶间布满气孔和裂纹（异常长大）4、欠烧与过烧结构：烧结温度偏低，晶体发育不良，未形成固定的晶型；烧结温度偏高，晶体易受熔蚀以致晶面弯曲5、分相结构：陶瓷通过某种机理分离成两种互不混溶的液相6、复合结构：两种或以上不同组分结合，表现出特有的双重结构，并具独特的性能缺陷♠气孔：1)原料颗粒不均匀堆积(桥接)，2)其它物质污染，3）不合理的烧结制度(温度过高或过低、有机物未充分去除等)♠异常晶粒长大（二次再结晶）—导致晶粒的穿晶断裂，异于小晶粒的沿晶断裂(冰糖状断口）—烧结过程的不均匀致密化造成，局部有更快的致密化速率—晶界的不均匀钉扎造成—晶界少量的液相♠团聚和第二相夹杂物分散性差、混料不均导致软、硬团聚夹杂物—材料强度及可靠性显著降低高温蠕变：高温长时间恒温、恒压作用下，即使应力小于屈服强度，也会缓缓发生塑性变形的现象。
通过位错滑移、晶界滑动和迁移等方式进行。
蠕变及断裂机制：位错滑移蠕变（位错滑移、攀移）空位扩散蠕变（Nabarro-Herring蠕变）晶界滑移蠕变（晶界位错滑移与攀移，介于位错滑移与空位扩散之间）液相存在下的蠕变（界面溶解析出模型及液相扩散模型）沿晶断裂形式，晶界滑移引起应力集中与空位扩散，形成蠕变空洞，在与拉应力垂直晶界上聚集成为裂纹高温缺陷——高温蠕变与裂纹扩展—玻璃相在晶界形成一层薄的(约1 nm)的非晶态层—高温蠕变产生晶界滑移和蠕变孔隙(空位)、形成裂纹并扩展变形特性：1、弹性变形弹性模量E:原子间结合力的大小，也即化学键的强弱(晶格类型、原子间距) 单晶体：各向异性，多晶体：各向同性复合材料（层板）：E//=E1V1 +E2V2（等应变）,E┴=E1 E2/(E1V2 +E2V1)（等应力）影响因素：T↑E↓（石墨除外）、T m ↑E↑、致密度↑E↑陶瓷材料：E压缩>>E拉伸组织不敏感性缺陷结构（置换原子、第二相等）组织结构（组织转变、冷塑性变形）对E影响不大2、塑性变形—塑性低(键强、滑移系少，位错形成及运动极困难）—离子晶体高温呈现一定的塑性，高温下更多的滑移系。
—共价键晶体高温不易滑移3、超塑性：在高温和低应变速率下出现的异常高的塑性变形率的现象。
相变超塑性（陶瓷在承载时的温度循环产生相变来获得超塑性）组织超塑性（特定的组织在恒定应变速率下获得超塑性）细晶粒超塑性4、高温蠕变：形成晶间玻璃相，T↑η↓Griffith脆性断裂理论材料中存在裂纹(孔隙、裂纹、夹杂等）外力作用下，裂纹尖端应力集中，大于σth，材料断裂C>>a，σ< σth裂纹的三种扩展方式：张开型(I型)、滑开型(II型) 与撕开型(III型)，以I 型最为常见平面应力：只在平面内有应力，与该面垂直方向的应力可忽略，例如薄板拉压问题。
平面应变：只在平面内有应变，与该面垂直方向的应变可忽略，例如蒸汽管道气压问题。
具体说来：平面应力是指所有的应力都在一个平面内，如果平面是OXY平面，那么只有正应力σx，σy，剪应力τxy(它们都在一个平面内)，没有σz，τyz，τzx。
平面应变是指所有的应变都在一个平面内，同样如果平面是OXY 平面，则只有正应变εx，εy和剪应变γxy，而没有εz，γyz，γzx。
1）、纤维增韧机制：纤维断裂、拔出桥连、裂纹转向2）、连续长纤维增韧3）、短纤维和晶须（单晶体，低缺陷）4）、颗粒增韧机制：细化晶粒、裂纹转向与分叉5）、界面结构：强结合界面（界面扩散、界面反应）、弱结合界面（机械结合、弱相互作用）与ZrO2相变相关的增韧机制—相变过程，M相变(Ms~M f)—尺寸效应dc, d I, dmd<d I，过于稳定，无相变d I <d< d c,应力诱发相变，相变增韧1、外加张应力作用，应力诱发相变2、相变吸收能量3、裂纹尖端产生压应力当σ<σf时，裂纹钝化d c < d< d m,冷却过程相变，残余应力增韧尺寸较小的粒子相变时，总膨胀变小，应变能也小，不足以使基体产生微裂纹，这些应变能就以残余应力的形式存在下来，当主裂纹进入残余应力区时，残余应力释放，阻碍主裂纹的进一步扩展。
（对主裂纹产生压应力作用）d>dm，微裂纹增韧1、诱发的微裂纹<2C crit,为安全裂纹、钝化裂纹2、导致主裂纹偏转、分叉，吸收断裂能，在更高应力下断裂。
桥联增韧：多晶陶瓷中局部晶粒的桥联、延性颗粒及纤维（晶须）补强主要增韧方法与材料相变增韧：ZrO2的增韧是多重机制的综合，应力诱发相变，微裂纹分叉，微裂纹偏转和残余应力等。
