[科普中國]-晶體相

晶體相是陶瓷的主要組成相，晶體相的結(jié)構(gòu)、數(shù)量、晶粒大小及形狀和分布等決定陶瓷的主要性能和應用。

簡介晶體相是陶瓷的主要組成相，其結(jié)構(gòu)、數(shù)量、晶粒大小及形狀和分布等決定了陶瓷的主要性能和應用。例如，氧化鋁瓷（剛玉瓷）由于Al2O3晶體氧和鋁以很強的離子鍵結(jié)合，結(jié)構(gòu)緊密，具有強度高、耐高溫和絕緣耐蝕的優(yōu)良性能，是很好的工具材料和耐火材料；而鈦酸鋇等則是很好的介電陶瓷。

晶體相的種類陶瓷的晶相通常不止一個，組成陶瓷晶相的晶體一般有氧化物（如氧化鋁、氧化鈦）、含氧酸鹽（如硅酸鹽、鈦酸鹽等）和非氧化合物等。

氧化物結(jié)構(gòu)氧化物是大多數(shù)陶瓷尤其是特種陶瓷的主要組成和晶體相，主要由離子鍵結(jié)合，有時也有共價鍵。氧化物結(jié)構(gòu)的特點是較大的氧離子緊密排列成晶體結(jié)構(gòu)，構(gòu)成骨架，較小的金屬正離子規(guī)則地分布在它們的間隙中，依靠強大的離子鍵，形成穩(wěn)定的離子晶體。

含氧酸鹽結(jié)構(gòu)含氧酸鹽的典型代表是硅酸鹽。硅酸鹽是普通陶瓷的主要原料，同時也是陶瓷組織中重要的晶體相，如莫來石和長石等。硅酸鹽的結(jié)合鍵主要為離子鍵與共價鍵的混合鍵。

非氧化合物結(jié)構(gòu)非氧化合物是指不含氧的金屬碳化物、氮化物及硼化物等。它們是特種陶瓷特別是金屬陶瓷的主要組成和晶體相，主要由強大的共價鍵結(jié)合，但也有一定成分的金屬鍵和離子鍵。

晶粒和晶界陶瓷主要由晶粒構(gòu)成，且因陶瓷中的晶粒取向是隨機的，不同的晶粒取向各異，故在晶粒與晶粒之間形成大量的晶界。相鄰晶粒由于取向度的差異造成原子間距的不同， 在晶界處結(jié)合時，形成晶格畸變或界面位錯而在晶界處造成應力。同時，由于晶體的各向異性，在陶瓷燒成后的冷卻過程中，晶界上會出現(xiàn)很大的晶界熱應力，其晶界熱應力的大小與晶粒大小成正比。晶界應力的存在將使晶界處出現(xiàn)微裂紋，從而大大降低陶瓷的斷裂強度。因此，陶瓷中一般要求盡可能小的晶粒尺寸。1

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

張尉 - 副教授 - 西南大學