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绪论1

第1章 陶瓷材料显微结构的基本理论5

1.1 基本概念5

1.1.1 陶瓷材料的显微结构和相组成5

1.1.2 晶粒11

1.1.3 晶粒的取向及织构12

1.1.4 表面及界面的结构特征13

1.1.5 晶界14

1.1.6 气孔及裂隙17

1.2 平衡和非平衡条件下组成物相与显微结构之间的关系19

1.2.1 相平衡结晶过程与显微结构19

1.2.2 同质多晶转变与显微结构22

1.2.3 非平衡条件下的结晶过程与显微结构23

1.2.4 玻璃晶化及不混溶过程与显微结构24

1.2.5 烧结和固相反应与显微结构25

1.2.6 添加剂和杂质的存在与显微结构27

1.2.7 复合相结合过程与显微结构28

1.3 显微结构特征的研究29

1.3.1 晶体生长形态研究中若干问题的说明29

1.3.2 显微结构特征研究的若干要点说明31

1.3.3 非晶态材料的显微结构特征32

1.4 晶体生长过程中涉及的重要参数和显微结构的关系33

1.5 显微结构图像解析中若干问题的讨论34

第2章 陶瓷材料的显微结构表征36

2.1 陶瓷材料的显微结构特征与结构参数36

2.1.1 陶瓷显微结构类型37

2.1.2 陶瓷显微结构特征分析40

2.1.3 体视学方法在陶瓷研究中的应用41

2.2 颗粒和粉体表征44

2.2.1 粉体表征44

2.2.2 表征颗粒的目的和目标44

2.2.3 颗粒尺寸分布46

2.2.4 颗粒尺寸分布测量50

2.2.5 在线颗粒测量54

2.2.6 统计直径58

2.2.7 粉末性能62

2.3 坯体显微结构及其表征63

2.3.1 坯体的结构64

2.3.2 生坯的结构68

2.3.3 表征方法84

2.4 陶瓷烧结体的显微结构及其表征93

2.4.1 表征技术93

2.4.2 含缺陷陶瓷材料的显微结构97

2.4.3 增韧陶瓷的显微结构103

2.4.4 新型结构及制备方法106

第3章 陶瓷材料显微结构分析114

3.1 传统陶瓷的显微结构特征114

3.1.1 瓷胎114

3.1.2 釉层116

3.1.3 骨质瓷118

3.1.4 电瓷120

3.2 结构陶瓷的显微结构特征123

3.2.1 滑石瓷与镁橄榄石瓷123

3.2.2 氧化铝瓷126

3.2.3 氧化铍瓷131

3.2.4 氧化锆瓷132

3.2.5 氧化锡（SnO2）陶瓷137

3.2.6 硅灰石（CS）瓷138

3.2.7 金红石瓷的显微结构分析138

3.3 非氧化物陶瓷的显微结构特征139

3.3.1 氮化硅陶瓷与其它氮陶瓷139

3.3.2 碳化物陶瓷145

3.3.3 多相复合陶瓷147

3.4 功能陶瓷的显微结构特征149

3.4.1 概述149

3.4.2 电容器瓷和电子陶瓷154

3.4.3 磁性瓷158

3.4.4 压电瓷160

3.4.5 远红外辐射陶瓷163

3.4.6 光学陶瓷164

3.4.7 热敏电阻瓷165

3.4.8 氧化锌变阻器瓷166

3.4.9 湿敏瓷167

3.4.10 生物功能瓷168

3.4.11 薄膜功能瓷169

3.5 氧化物超导体和快离子导体的显微结构特征169

3.5.1 氧化物超导体170

3.5.2 快离子导体173

3.6 复合材料的显微结构176

3.6.1 陶瓷基复合材料概况177

3.6.2 复合材料中增强材料的显微结构181

3.6.3 陶瓷基复合材料的显微结构184

3.6.4 金属陶瓷的显微结构分析193

3.7 非均质材料的显微结构及其性质194

3.7.1 概述195

3.7.2 非均质材料显微结构特征195

3.7.3 非均质材料宏观性质的颗粒散射理论198

3.8 分形学在无机非金属材料显微结构研究中的应用198

3.8.1 概述198

3.8.2 分形图形200

3.8.3 分形维数200

3.8.4 分数维的测量方法201

3.8.5 分形生长的动力学模型202

3.8.6 分数维的测量设备204

3.8.7 分数维测量的实例205

3.8.8 展望208

第4章 先进陶瓷的性能特点209

4.1 材料性质与使用性能209

4.1.1 材料的物理和化学性质及其使用性能209

4.1.2 材料性质数据库210

4.2 陶瓷材料的性能特点211

4.2.1 陶瓷材料的性能特点211

4.2.2 先进陶瓷在性能上的特点221

4.2.3 功能陶瓷的性能与特征222

4.2.4 绝缘陶瓷的性能与特征222

4.3 陶瓷的基本性能与显微结构特征的关系223

4.3.1 可控气孔率224

4.3.2 室温力学强度226

4.3.3 断裂能229

4.3.4 抗高温变形性231

4.3.5 热震阻力232

4.3.6 硬度及抗磨耗性233

4.3.7 热导率234

4.3.8 热膨胀235

4.3.9 光学功能236

4.3.10 特殊的电功能237

4.3.11 磁学功能238

4.3.12 抗腐蚀性239

4.3.13 连接能力239

4.3.14 总结239

第5章 结构陶瓷的性能241

5.1 概述241

5.1.1 力学性能243

5.1.2 高温性能244

5.1.3 耐磨性能245

5.1.4 耐蚀性能246

5.2 滑石瓷的性能和应用246

5.3 氧化铝（Al2O3）陶瓷249

5.3.1 Al2O3瓷的类型和性能249

5.3.2 高铝瓷的组成和性能250

5.3.3 氧化铝陶瓷的特性及应用259

5.3.4 着色氧化铝瓷261

5.4 其它高熔点氧化物陶瓷265

5.4.1 氧化锆陶瓷的性质和应用265

5.4.2 熔融石英（SiO2）陶瓷266

5.4.3 透明氧化物陶瓷267

5.4.4 氧化铍和氧化镁陶瓷268

5.5 高温碳化物陶瓷269

5.5.1 碳化硅陶瓷的性能和应用269

5.5.2 碳化硼陶瓷270

5.5.3 碳化钛陶瓷270

5.6 氮化物耐热陶瓷271

5.6.1 氮化硅陶瓷271

5.6.2 六方氮化硼（HBN）陶瓷的性质和用途277

5.6.3 立方氮化硼（CBN）和超硬工具材料278

5.6.4 氮化铝（AlN）陶瓷286

5.7 高热导率瓷286

5.7.1 高热导率材料的结构特点286

5.7.2 BeO瓷288

5.7.3 BN瓷291

5.7.4 AlN瓷294

5.8 其它结构陶瓷298

5.8.1 二硼化锆陶瓷298

5.8.2 二硅化钼陶瓷299

5.9 结构陶瓷的合理使用300

5.9.1 陶瓷的脆性断裂和材料强度的韦伯（Weibull）分布300

5.9.2 联合强度理论和脆性材料的优化使用301

5.9.3 断裂韧性和陶瓷的韧化处理303

第6章 功能陶瓷的性能308

6.1 陶瓷材料的电性能309

6.1.1 陶瓷材料的导电性及其机理309

6.1.2 电导率310

6.1.3 陶瓷材料的极化与介电常数312

6.1.4 介电常数314

6.1.5 陶瓷材料的介质损耗315

6.1.6 绝缘强度317

6.2 力学性质318

6.2.1 弹性模量319

6.2.2 机械强度319

6.2.3 断裂韧性320

6.3 热学性质320

6.3.1 热容321

6.3.2 热膨胀系数322

6.3.3 热导率322

6.3.4 抗热冲击性323

6.4 光学性质323

6.5 磁学性质325

6.6 耦合性质326

6.7 功能陶瓷的腐蚀与氧化327

6.8 其它物理性质327

参考文献328