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0　绪论1

0.1　从普通陶瓷发展到先进陶瓷1

0.2　先进陶瓷的分类、特性与用途2

0.3　先进陶瓷材料科学与工程的研究内涵4

0.4　先进陶瓷的发展前景6

1　先进陶瓷粉体制备与性能表征及设备8

1.1　机械粉碎加工粉体及设备8

1.1.1　滚筒式球磨8

1.1.2　振动磨10

1.1.3　行星式研磨11

1.1.4　行星式振动磨11

1.1.5　搅拌球磨12

1.1.6 气流粉碎13

1.1.7　高能球磨15

1.2　粉体合成制备工艺17

1.2.1 固相法17

1.2.2　液相法20

1.2.3 气相法31

1.3　粉体的物理性能及其表征45

1.3.1　粉体颗粒的表征45

1.3.2　粉体粒度测定方法47

1.3.3　颗粒形貌结构分析52

1.3.4　颗粒成分分析53

1.3.5　粉体晶态的表征55

1.3.6 纳米陶瓷的谱学表征55

1.3.7　坯体气孔分布57

思考题与习题59

2　成型工艺及设备60

2.1　配料计算与制备60

2.1.1 配料计算60

2.1.2　坯料制备62

2.2　注浆成型法64

2.2.1 石膏模注浆成型64

2.2.2　热压铸成型67

2.3　可塑法成型70

2.3.1 塑化70

2.3.2　挤压成型工艺及设备71

2.3.3　轧膜成型工艺及设备74

2.4　模压成型76

2.4.1　造粒粉的制备工艺76

2.4.2　加压方式与压力分布77

2.4.3　模压成型工艺参数控制及特点78

2.4.4　干压成型设备79

2.5　等静压成型81

2.5.1　等静压成型方法81

2.5.2　等静压成型机82

2.5.3　热等静压成型法83

2.5.4　热等静压成型机83

2.6　流延成型法84

2.6.1 流延成型的料浆制备84

2.6.2　流延成型工艺86

2.6.3　流延成型机87

2.7　其他成型方法89

2.7.1 注射成型法89

2.7.2　原位凝固成型92

2.7.3 快速原型成型技术（RP）95

思考题与习题97

3　干燥与排塑工艺99

3.1 干燥99

3.1.1 水与坯料的结合形式99

3.1.2　干燥过程99

3.1.3　干燥方法100

3.1.4　干燥速度102

3.2　排塑102

3.2.1 排塑的目的和作用102

3.2.2　排塑过程中的物理化学变化103

3.2.3 影响排塑过程的因素103

3.2.4　排塑（蜡）温度制度105

思考题与习题106

4　烧结工艺及热工设备107

4.1　先进陶瓷烧结机理107

4.1.1　先进陶瓷烧结定义107

4.1.2　烧结阶段107

4.1.3　烧结的动力108

4.1.4 烧结过程中的物质传递109

4.1.5 添加剂对烧结的影响111

4.2　烧成制度117

4.2.1　升温过程118

4.2.2 最高烧结温度与保温时间118

4.2.3 降温方式119

4.3　影响烧结的主要因素120

4.3.1 原始粉料的粒度120

4.3.2 添加剂的作用120

4.3.3 烧结温度和保温时间121

4.3.4　盐类的选择及其煅烧条件122

4.3.5 气氛的影响123

4.3.6　成型压力的影响124

4.4　烧结方法124

4.4.1 常压烧结124

4.4.2 热压烧结124

4.4.3 热等静压（HIP）125

4.4.4　反应热压烧结126

4.4.5　反应烧结（反应成型）126

4.4.6 气氛烧结127

4.4.7 电火花烧结128

4.4.8　放电等离子烧结128

4.4.9　化学气相沉积法和溅射法130

4.5　热工设备131

4.5.1 间歇式窑炉131

4.5.2 连续式窑135

4.5.3　窑炉辅助设备136

思考题与习题139

5　陶瓷精加工140

5.1　陶瓷精加工机理140

5.1.1 陶瓷材料的结构性能特点140

5.1.2　陶瓷材料的加工机理140

5.1.3　磨削机理140

5.2　陶瓷精加工方法种类141

5.3　磨削加工及设备142

5.3.1　砂轮和磨料的选择142

5.3.2　磨削条件及工艺143

5.3.3　研磨143

5.3.4　抛光144

5.3.5　粘弹性流动加工144

5.3.6　磨削加工设备145

5.3.7　研磨机床148

5.3.8　抛光机149

5.4　切割、打孔及设备149

5.4.1　切割工艺与切割机、切片机149

5.4.2 打孔方法150

5.5　其他加工方法151

5.5.1 激光加工151

5.5.2 线切割加工152

5.5.3　化学研磨152

5.5.4 超声波加工152

5.5.5　EMG加工法153

5.5.6 MEEC加工法153

5.5.7 电子束加工153

思考题与习题154

6　金属化与封接155

6.1　陶瓷的金属化155

6.1.1　被银法155

6.1.2　烧结金属粉未法158

6.1.3　化学镀镍法160

6.1.4　活性金属法161

6.1.5　真空蒸镀162

6.2　陶瓷与金属封接162

6.2.1　烧结金属法封接162

6.2.2　活性金属法封接162

6.2.3　激光焊接163

6.3　陶瓷的封接形式164

6.3.1 对封164

6.3.2　压封164

6.3.3 穿封165

思考题与习题165

7　氧化物陶瓷166

7.1　氧化铝陶瓷166

7.1.1 Al2O3的结晶形态与性能166

7.1.2　Al2O3原料的制备167

7.1.3 Al2O3的预烧167

7.1.4 添加剂对Al2O3陶瓷烧结性能的影响168

7.1.5 Al2O3陶瓷的制造169

7.1.6 Al2O3陶瓷的性能与用途170

7.2 氧化镁陶瓷171

7.2.1 MgO原料的制备171

7.2.2 MgO陶瓷的制造172

7.2.3 MgO陶瓷的性能与应用173

7.3 氧化铍陶瓷173

7.3.1 BeO陶瓷的制造工艺173

7.3.2 BeO陶瓷的性能与应用175

7.4 氧化锆陶瓷176

7.4.1 ZrO2的性质与晶型转变176

7.4.2 稳定ZrO2与部分稳定ZrO2178

7.4.3 ZrO2陶瓷的制造179

7.4.4 ZrO2陶瓷的性能与应用179

7.4.5 ZrO2增韧陶瓷180

7.5 二氧化硅陶瓷186

7.5.1 概述186

7.5.2 SiO2陶瓷的制造186

7.5.3 SiO2陶瓷的性能与用途187

7.6 氧化锡陶瓷187

7.6.1 概述187

7.6.2 SnO2陶瓷的制造188

7.6.3 SnO2陶瓷的性能与用途188

7.7 莫来石陶瓷188

7.7.1 概述188

7.7.2 莫来石陶瓷的制造工艺189

7.7.3 莫来石陶瓷的性能与用途191

思考题与习题192

8 非氧化物陶瓷193

8.1 概述193

8.2 碳化物陶瓷193

8.2.1 碳化硅陶瓷193

8.2.2 碳化钛陶瓷198

8.2.3 碳化硼陶瓷198

8.2.4 其他碳化物陶瓷199

8.3 氮化物陶瓷200

8.3.1 氮化硅陶瓷200

8.3.2 氮化铝陶瓷207

8.3.3　氮化硼陶瓷209

8.3.4 氮化钛陶瓷212

8.3.5 赛隆（Sialon）陶瓷213

8.4　硅化物陶瓷215

8.4.1　硅化物的结构215

8.4.2　硅化物粉末的制备方法215

8.4.3　硅化物的性质216

8.4.4　二硅化钼陶瓷216

8.5　硼化物陶瓷218

8.5.1 概述218

8.5.2　硼化物粉料的制备218

8.5.3 硼化物陶瓷的制造工艺219

8.5.4　硼化物陶瓷的性能与用途219

8.5.5　硼化锆陶瓷220

思考题与习题222

9　纳米陶瓷223

9.1　概述223

9.1.1 纳米陶瓷223

9.1.2　纳米陶瓷分类223

9.1.3 纳米颗粒四个效应224

9.1.4 纳米陶瓷材料的宏观物理性能225

9.2　纳米陶瓷的制造方法226

9.2.1 纳米粉体的制备方法226

9.2.2　纳米陶瓷素坯的成型226

9.2.3 纳米陶瓷的烧结231

9.3　纳米陶瓷的显微结构分析、表面分析和性能238

9.3.1　显微结构分析238

9.3.2　表面分析239

9.3.3　性能240

9.4　纳米陶瓷的应用前景和展望243

思考题与习题246

10　低膨胀陶瓷247

10.1　堇青石陶瓷248

10.1.1 概况248

10.1.2 堇青石陶瓷的制造工艺248

10.1.3 堇青石的性能和用途250

10.2　锂辉石陶瓷252

10.2.1　概述252

10.2.2　锂辉石陶瓷的制造工艺253

10.2.3　锂辉石陶瓷的性能和用途254

10.3　钛酸铝陶瓷254

10.3.1 概述254

10.3.2　钛酸铝陶瓷的制造工艺254

10.3.3　钛酸铝的性能与用途256

10.4　微晶陶瓷260

10.4.1 概述260

10.4.2 微晶陶瓷的制造工艺260

10.4.3 微晶陶瓷的性能与用途261

思考题与习题262

11　绝缘陶瓷263

11.1　绝缘陶瓷的分类及性能要求263

11.1.1 绝缘陶瓷的分类263

11.1.2 绝缘陶瓷的性能要求263

11.2　镁质绝缘陶瓷264

11.2.1 镁质瓷的种类264

11.2.2　滑石瓷266

11.2.3　镁橄榄石瓷270

11.2.4　镁尖晶石瓷271

11.2.5 堇青石绝缘瓷271

11.3　氧化铝质绝缘陶瓷272

11.3.1 概述272

11.3.2　氧化铝绝缘瓷的配方272

11.3.3　氧化铝绝缘瓷的制造工艺274

11.3.4 氧化铝绝缘瓷的性能与用途274

11.4　莫来石质绝缘瓷275

11.4.1 莫来石瓷的合成276

11.4.2　莫来石瓷的性能与用途278

11.5　氮化物绝缘瓷278

11.5.1　AIN绝缘瓷278

11.5.2　BN绝缘瓷279

思考题与习题280

12　电容器陶瓷281

12.1 高频温度补偿型介电陶瓷281

12.2　高频温度稳定型介电陶瓷283

12.3　低频高介型介电陶瓷284

12.3.1 BaTiO3系及铁电材料284

12.3.2 SrTiO3系289

12.3.3　反铁电系290

12.4　半导体（低频）型介电陶瓷290

12.4.1 表面层型介电陶瓷290

12.4.2 晶界层型介电陶瓷290

12.5　叠层（独石）电容器瓷292

12.5.1 叠层电容器电极材料292

12.5.2 叠层电容器材料292

12.5.3 叠层电容器结构特点及制造工艺300

12.6　微波介质陶瓷302

12.6.1 微波陶瓷的介电性能303

12.6.2　微波陶瓷的应用305

思考题与习题308

13　压电和热释电陶瓷309

13.1 压电陶瓷的结构与压电性309

13.1.1 压电陶瓷的内部结构309

13.1.2 压电陶瓷的自发极化与电畴313

13.1.3 压电效应及压电效应表示式319

13.2　压电陶瓷的性能参数325

13.2.1 压电陶瓷的参数325

13.3　典型耦合压电陶瓷331

13.3.1 钛酸铅331

13.3.2　锆钛酸铅332

13.3.3　三元系压电陶瓷335

13.3.4　复合钙钛矿型压电陶瓷335

13.4　压电陶瓷的生产工艺338

13.4.1 压电陶瓷的主要工艺流程338

13.5　压电陶瓷的应用340

13.5.1 高压发生装置上的应用341

13.5.2　在电声等设备上的应用342

13.5.3 在计测仪器上的应用343

13.5.4 在水声设备中的应用343

13.5.5　在超声仪器上的应用344

13.5.6 压电滤波器的应用344

13.6　热释电陶瓷344

13.6.1 热释电陶瓷的结构和性能344

13.6.2 热释电陶瓷的主要应用346

13.6.3 几种典型的热释电陶瓷347

思考题与习题348

14　敏感陶瓷349

14.1　敏感陶瓷的分类及应用349

14.2　敏感陶瓷的结构与性能351

14.3　敏感陶瓷的半导化过程352

14.3.1 化学计量比偏离352

14.3.2　掺杂353

14.4 热敏陶瓷354

14.4.1 热敏电阻的基本参数355

14.4.2　正温度系数热敏电阻359

14.4.3 NTC电阻材料365

14.4.4 CTR材料366

14.4.5 高温热敏电阻材料367

14.4.6　低温热敏电阻材料367

14.4.7 热敏电阻的应用367

14.5　压敏陶瓷368

14.5.1　概述368

14.5.2　压敏陶瓷的基本特性368

14.5.3　氧化锌压敏陶瓷370

14.5.4　其他压敏陶瓷376

14.6　气敏陶瓷383

14.6.1 概述383

14.6.2　等温吸附方程384

14.6.3 气敏陶瓷的种类386

14.6.4　SnO2系气敏元件386

14.6.5　ZnO系气敏元件392

14.6.6　氧化铁系气敏元件393

14.6.7　接触燃烧式可燃气体气敏陶瓷393

14.6.8　氧敏传感器陶瓷394

14.7 湿敏陶瓷399

14.7.1 湿敏陶瓷的主要特性399

14.7.2　湿敏陶瓷材料402

14.7.3 湿敏陶瓷的测量及应用411

14.8　光敏陶瓷412

14.8.1 半导体的光电导413

14.8.2　光电导材料工艺416

14.8.3 光敏电阻瓷的特性420

14.8.4 其他光敏材料421

14.8.5 太阳能电池424

思考题与习题429

15　磁性陶瓷430

15.1　材料的磁性430

15.1.1　顺磁性和抗磁性430

15.1.2　铁磁体和反铁磁体431

15.1.3　磁畴和磁畴壁431

15.1.4　磁化和磁滞431

15.1.5　磁致伸缩常数和磁晶各向异性常数433

15.2　铁氧体的晶体结构433

15.2.1 尖晶石型铁氧体433

15.2.2　磁铅石型铁氧体434

15.2.3　石榴石型铁氧体434

15.3　铁氧体的制造434

15.3.1 多晶铁氧体的生产工艺435

15.3.2　铁氧体薄膜的制备437

15.4　铁氧体微观结构与性能438

15.4.1 晶粒大小的影响438

15.4.2 气孔的影响439

15.5 铁氧体的类型及用途439

15.5.1　软磁铁氧体439

15.5.2　硬磁铁氧体445

15.5.3　旋磁铁氧体446

15.5.4　矩磁铁氧体447

15.5.5　磁泡材料448

15.5.6　磁光材料448

15.5.7　压磁铁氧体449

15.6　叠层电感元件449

15.6.1 叠层电感材料449

思考题与习题452

16　导电陶瓷与超导陶瓷453

16.1　概述453

16.2　高温发热元件和电极453

16.2.1　碳化硅453

16.2.2　二硅化钼455

16.2.3 二氧化锡455

16.2.4　二氧化锆456

16.3　欧姆电阻导电陶瓷456

16.3.1 薄膜欧姆电阻导电陶瓷456

16.3.2　厚膜欧姆电阻导电陶瓷457

16.4 Na-β-Al2O3陶瓷458

16.4.1 Na-β-Al2O3陶瓷的导电机理458

16.4.2 Na-β-Al2O3陶瓷的制造工艺459

16.4.3 Na-β-Al2O3陶瓷的性能与用途459

16.5　氧化锆导电陶瓷460

16.5.1 概述460

16.5.2　氧化锆导电陶瓷的制造工艺461

16.5.3 氧化铝导电陶瓷的性能与用途461

16.6　铬酸镧导电陶瓷462

16.6.1 概述462

16.6.2　铬酸镧导电陶瓷的制造工艺463

16.6.3　铬酸镧导电陶瓷的性能与用途463

16.7　其他导电陶瓷464

16.7.1 氧化钍导电陶瓷464

16.7.2　氧化铈导电陶瓷465

16.8　超导陶瓷465

16.8.1　超导体466

16.8.2　超导体的分类467

16.8.3　超导陶瓷的晶体结构467

16.8.4　超导理论470

16.8.5　超导体的性质和测试473

16.9　超导陶瓷的制造工艺476

16.10　超导陶瓷的应用478

16.10.1　在电力系统方面478

16.10.2　在交通运输方面478

16.10.3　在选矿和探矿方面479

16.10.4　在环保和医药方面479

16.10.5 在高能核实验和热核聚变方面479

16.10.6　在电子工程方面479

思考题与习题480

17　生物陶瓷481

17.1　概述481

17.2　生物惰性陶瓷483

17.2.1　氧化铝陶瓷483

17.2.2　氧化铝单晶材料487

17.2.3　玻璃陶瓷489

17.2.4　其他陶瓷491

17.3　生物活性陶瓷494

17.3.1 生物活性玻璃494

17.3.2　羟基磷灰石陶瓷495

17.3.3　磷酸三钙陶瓷499

17.3.4 生物复合活性材料501

17.4 医用陶瓷503

17.4.1 医疗陶瓷503

17.4.2　诊断陶瓷504

17.4.3 其他医用陶瓷505

思考题与习题506

18　抗菌陶瓷507

18.1　概述507

18.1.1　微生物的分类及其危害507

18.1.2　抗菌的概念508

18.1.3　抗菌剂的分类508

18.2　陶瓷用无机抗菌剂509

18.2.1 抗菌陶瓷用无机抗菌剂选择原则509

18.2.2 抗菌陶瓷用无机抗菌剂的种类及特征510

18.3　抗菌陶瓷的制备515

18.3.1 金属离子溶出型抗菌陶瓷的制备515

18.3.2　光催化表面镀膜型抗菌陶瓷524

18.4　抗菌剂的性能表征与评价方法以及抗菌陶瓷的评价标准529

18.4.1　抗菌剂的性能表征529

18.4.2　抗细菌性能评价方法530

18.4.3 抗真（霉）菌性能评价方法532

18.4.4　抗菌陶瓷的评价标准532

18.5 国内外抗菌材料及制品的研究开发应用状况及发展前景536

18.5.1 国外抗菌材料研究开发和应用状况536

18.5.2　我国抗菌塑料研发应用及其市场发展状况538

18.5.3　抗菌陶瓷的应用及发展前景539

思考题与习题541

19　多孔陶瓷542

19.1　概述542

19.1.1 分类542

19.1.2　微观结构544

19.2　普通多孔陶瓷545

19.2.1 普通多孔陶瓷的制备工艺545

19.2.2　普通多孔陶瓷的性能547

19.2.3　普通多孔陶瓷的用途551

19.3 蜂窝陶瓷554

19.3.1 蜂窝陶瓷的制造工艺554

19.3.2　蜂窝陶瓷的性能557

19.3.3　蜂窝陶瓷的用途558

19.4　泡沫陶瓷560

19.4.1 泡沫陶瓷的制造工艺560

19.4.2 泡沫陶瓷的性能561

19.4.3 泡沫陶瓷的用途562

19.5　轻质隔热材料563

19.5.1 轻质隔热材料的制造工艺563

19.5.2 轻质隔热材料的性能与用途566

19.6　滚压波纹陶瓷568

19.6.1 滚压波纹陶瓷的制备工艺568

19.6.2 滚压波纹陶瓷的性能570

19.6.3 滚压波纹陶瓷的用途571

19.7　孔梯度陶瓷573

19.7.1 概述573

19.7.2 孔梯度陶瓷的制造工艺573

19.7.3　孔梯度陶瓷的性能576

19.7.4　孔梯度陶瓷的用途578

19.8　多孔陶瓷的性能检测578

19.8.1 多孔陶瓷孔道直径试验方法578

19.8.2 多孔陶瓷透气度试验方法579

19.8.3 多孔陶瓷渗透率试验方法580

思考题与习题581

20　光学陶瓷582

20.1 概述582

20.2　透明氧化铝陶瓷583

20.2.1 透明氧化铝陶瓷的制造工艺583

20.2.2 透明氧化铝陶瓷的性能与用途585

20.3　透明TiO2-SiO2玻璃586

20.4　透明微晶玻璃586

20.4.1 概述586

20.4.2　透明微晶玻璃的制造587

20.4.3　透明微晶玻璃的性能与应用588

20.5　光导纤维588

20.5.1　概述588

20.5.2　光导纤维的构造588

20.5.3　光导纤维的制造589

20.5.4　光导纤维的性能特点与应用589

20.6　激光陶瓷591

20.6.1　红宝石592

20.6.2　掺钕的钇铝石榴石592

20.6.3　铝酸钇593

20.6.4　钕玻璃593

思考题与习题595

21　发光陶瓷596

21.1　概述596

21.2　发光基本知识597

21.2.1 发光光谱597

21.2.2 分立中心发光598

21.2.3 复合发光600

21.2.4　发光期间600

21.2.5　发光衰减600

21.2.6　发光强度、亮度和效率601

21.2.7　斯托克斯规则和反斯托克斯发光601

21.2.8　上转换现象602

21.3 固体发光603

21.3.1 光致发光603

21.3.2 电致发光605

21.3.3　辐射发光606

21.3.4　热释发光607

21.3.5　光释发光607

21.4　发光陶瓷的制备工艺608

21.4.1 无机发光材料的制备608

21.4.2　发光陶瓷釉的制备610

思考题与习题610

22　红外辐射陶瓷612

22.1　概述612

22.2　常用的红外辐射陶瓷615

22.2.1　碳化硅系红外辐射陶瓷615

22.2.2　氧化锆系红外辐射陶瓷616

22.2.3　铁-锰-镍-锆-铜系红外辐射陶瓷617

22.2.4 红外辐射陶瓷的制造工艺618

22.3　红外辐射陶瓷涂料620

22.3.1　红外辐射陶瓷填料620

22.3.2　红外辐射陶瓷涂料粘结剂622

22.3.3 红外辐射陶瓷涂料的制造工艺624

22.3.4　熔融型红外辐射陶瓷涂料627

22.3.5　新型红外辐射陶瓷涂料628

22.4　红外辐射陶瓷涂料的性能629

22.4.1 红外辐射陶瓷涂料的性能629

22.4.2　新型红外辐射陶瓷涂料的性能629

22.5　红外辐射陶瓷的应用630

22.5.1 红外辐射陶瓷在加热干燥技术上的应用630

22.5.2　红外辐射陶瓷在航天、军事及其他方面的应用632

思考题与习题634

23　复合材料635

23.1　概述635

23.1.1　复合材料的命名635

23.1.2　复合材料的分类636

23.2　复合材料用补强剂636

23.2.1 概述636

23.2.2 陶瓷纤维（晶须）的制造工艺637

23.2.3 陶瓷纤维（晶须）的力学性能641

23.2.4 陶瓷纤维（晶须）的种类643

23.3　纤维补强陶瓷基复合材料654

23.3.1 概述654

23.3.2 纤维补强陶瓷复合材料制造工艺655

23.3.3 陶瓷纤维（晶须）补强陶瓷基复合材料658

23.4　颗粒补强陶瓷基复合材料662

23.4.1　概述662

23.4.2　颗粒复合增韧的复合原则663

23.4.3 陶瓷基复合材料的性能664

23.5　金属陶瓷665

23.5.1　概述665

23.5.2　金属陶瓷制造原则665

23.5.3　金属陶瓷的制造工艺666

23.6　梯度陶瓷668

23.6.1　概述668

23.6.2　梯度陶瓷的制造工艺668

23.6.3　梯度陶瓷的性能670

思考题与习题671

参考文献672