陶瓷材料发展史

材料是人类用来制造各种产品的材料，在人类出现之前就已经存在，是人类生活和生产的物质基础。人类社会的发展历史表明，生产所用材料的性质直接反映了人类社会文明的水平。因此，历史学家常常根据制作工具所用的材料，将人类生活的时代分为石器时代、青铜时代和铁器时代。现在人类正在进入合成材料的新时代。

工程材料的分类方法多种多样，比较科学的方法是根据材料的性质或材料粘结键的性质来分类。工程材料一般分为四大类:金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料。

1.金属材料

金属材料是最重要的工程材料，包括金属和金属基合金。最简单的金属材料是纯金属，其次是过渡金属。因为构成金属的原子之间的成键基本上都是金属键，所以所有的金属材料都是金属晶体材料。

在工业生产中，金属和合金分为两部分:

黑色金属-铁和铁基合金(钢、铸铁和铁合金)；

有色金属-除黑色金属及其合金以外的所有金属。

黑色金属应用广泛，铁基合金材料占整个结构材料和工具材料的90%以上。黑色金属因其优越的工程性能和低廉的价格成为最重要的工程材料。

2.陶瓷材料

陶瓷材料是人类最早使用的材料。它坚硬而稳定，可以用来制作工具和器具。在某些特殊情况下，它也可用作结构材料。

陶瓷材料属于无机非金属材料，是不含碳氢化合物和氧的化合物，主要是金属氧化物和金属非氧化物。因为大多数无机非金属材料含有硅和其他元素的化合物，所以它们也被称为硅酸盐材料。一般包括无机玻璃、微晶玻璃和陶瓷。陶瓷作为结构材料和工具材料，在工程中应用最为广泛。

根据成分和用途，工业陶瓷材料可分为:

1)普通陶瓷(或传统陶瓷)——以硅和铝的氧化物为主的硅酸盐材料。

2)特种陶瓷(或称新陶瓷、高科技陶瓷、精细陶瓷、先进陶瓷)——主要是高熔点的氧化物、碳化物、氮化物、硅化物等烧结材料。

3)金属陶瓷——主要指用陶瓷生产方法制成的金属和碳化物或其他化合物的粉末制品。

3.聚合物材料

高分子材料是有机合成材料，也称为聚合物。它具有强度高、塑性好、耐腐蚀性强、绝缘性能好、重量轻等优异性能，是工程中发展最快的新型结构材料。

高分子材料和无机材料一样，根据其分子链排列是否有序，可以分为结晶聚合物和无定形聚合物。结晶聚合物的强度高，结晶度取决于分子链排列的顺序。

高分子材料种类繁多，通常根据其力学性能和在工程中的使用条件分为三类:

1)塑料——主要指强度、韧性、耐磨性好的工程塑料，可用于制造某些机械零件或部件。可分为热塑性塑料和热固性塑料。

2)橡胶——通常指弹性优异的硫化聚合物，有通用橡胶和特种橡胶两种。

3)合成纤维——指由单体聚合而成的高强度聚合物和经机械处理得到的纤维材料。

4.复合材料

复合材料是两种或两种以上不同材料的组合，其性能是其组成材料所不具备的。复合材料可以由不同种类的材料组成，因此其粘接结合非常复杂。它在强度、刚性和耐腐蚀性方面优于纯金属、陶瓷和聚合物。它是一种具有广阔发展前景的特种工程材料。