传统陶瓷

陶瓷在我国有悠久的历史，是中华民族古老文明的象征。从西安地区出土的秦始皇陵中大批陶兵马俑，气势宏伟，形象逼真，被认为是世界文化奇迹，人类的文明宝库。唐代的唐三彩，明清景德镇的瓷器均久负盛名。

传统陶瓷材料的主要成分是硅酸盐，自然界存在大量天然的硅酸盐，如岩石、砂子、粘土、土壤等，还有许多矿物如云母、滑石、石棉、高岭石、锆英石、绿柱石、石英等，它们都属于天然的硅酸盐。此外，人们为了满足生产和生活的需要，生产了大量人造硅酸盐，主要有玻璃、水泥、各种陶瓷、砖瓦、耐火砖、水玻璃以及某些分子筛等。硅酸盐制品性质稳定，熔点较高， 难溶于水，有很广泛的用途。

硅酸盐制品一般都是以粘土（高岭土）、石英和长石为原料。粘土的化学组成为 Al2O3·2SiO2·2H2O，石英为 SiO2，长石为 K2O·Al2O3· 6SiO2（钾长石）或 Na2O·Al2O3· 6SiO2（钠长石）。这些原料中都含有 SiO2，因此在硅酸盐晶体结构中，硅与氧的结合是最重要的。

硅氧四面体[SiO4 ] 硅酸盐材料是一种多相结构物质，其中含有晶态

部分和非晶态部分，但以晶态为主。硅酸盐晶体中硅氧四面体[SiO4]是硅酸盐结构的基本单元。在硅氧四面体中，硅原子以 sp3 杂化轨道与氧原子成键， Si－O 键键长为 162pm，比起 Si4+和 O2-的离子半径之和有所缩短，故 Si－O 键的结合是比较强的。

[SiO4]四面体的每个顶点上的 O2-只能为两个[SiO4]四面体所公用，按照

[SiO4]四面体公用顶点的不同，可将硅酸盐分为四大类：分立型、链型、层型和骨架型，列于表 7－5 中。图 7－12 示出了一些分立型、链型（单链和双链）、层型和骨架型的硅酸盐骨架。

续表

硅酸盐中除了 SiO2 外，还含有 Al2O3。由于 Al3+的半径与 Si2+相近，所以 Al3+可以置换硅氧四面体中的 Si4+，形成铝氧四面体[AlO4]。由于铝是+3 价的，因此置换后必然要引进其他阳离子以保持电荷平衡。

硅酸盐都需要高温烧结。粘土在高温下先脱水，然后转化为莫来石

（3Al2O3·2SiO2），耐火材料基本上由石英、莫来石和玻璃构成。