新石器的诞生

在陕西半坡村出土的彩色陶器已有 6000 年的历史；大约在魏晋时期出现了瓷器；到宋元时期就已经发展到很高的水平，中国瓷器大量运往世界各地。以致在英语及许多拉丁语系的语言中，瓷器与中国是同一词汇，瓷器源于中国，是不争的事实。

但是对瓷器内部结构的深入认识，是在本世纪由布拉格父子开始用现代化科学手段搞清了陶瓷的化学结构之后。

传统的瓷器原料是粘土、长石、石英。它们的化学成份主要是氧化铝、碱金属氧化物、碱土金属氧化物、二氧化硅。把这些原料加水和成泥，制成一定形状，在高温下烧结形成瓷器。由于长石熔点较低在烧结时形成液体， 液体的流动填满了各个孔隙，使瓷器质地致密；液体又是一种良好的传热介质，使粘土和石英在高温下形成的微小的晶体，结构更加完善。液体冷凝后成为玻璃态填在多晶的缝隙中，因此瓷器不漏水。陶器是由粘土和成泥制成坯，再经烧结而成，由于缺少长石，在烧结时没有流动相，陶器中有许多孔洞，因此，因为没有长石溶化后形成的流动相作为传热介质，它的多晶相发育不好，强度也低。

人们发现，添加长石可以降低烧结温度，但得到的陶瓷自然不能经受太高温度；也发现，当粘土中氧化铝含量增加时，就必须提高烧结温度。烧结温度提高以后，可以得到致密坚实的陶瓷，而且这种陶瓷的耐高温性能也更好。例如，当陶瓷原料中氧化铝含量超过 99.5％时，烧成的陶瓷的耐热温度可达 1900℃以上。这件事启发人们用纯氧化铝做原料来烧制耐高温陶瓷。1924 年，德国科学家用纯氧化铝粉做成试片，在 2000℃烧结，得到一块洁白如玉、坚硬无比的氧化铝陶瓷。1933 年德国西门子公司开始生产氧化铝陶瓷，命名为“烧结刚玉”。1948 年前苏联研究出氧化铝陶瓷工具，能切削铸铁和合金刚。二战以后飞机上的火花塞都用氧化铝陶瓷作绝缘体。火花塞一秒引爆 20 至 30 次，瞬时高温达到 2500℃，压力峰值达到 100 大气压，要求材料在高温高压下有高的机械强度，耐热冲击，耐腐蚀，一般材料达不到这种要求。

能不能降低烧结温度得到致密、高强度的氧化铝陶瓷呢？陶瓷学家们为此进行了大量研究。最初，添加氧化铬和氧化钛能把烧结温度降到 1500℃以下。后来发现添加氧化镁更好，烧结温度可以降到 1400℃以下，而且可以得到几乎完全致密的透明刚玉瓷。后来又发现，在加压下进行烧结，还可以把烧结温度降到 1300℃。

现在，商业上已经有配制好的纯氧化铝粉体出售，烧结温度不高于 1400

℃，陶瓷生产者只需买回去加工、烧结就行了。

像这样的新型陶瓷。还有氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、莫来石陶瓷、氧化锆陶瓷等。它们也被称为先进陶瓷、精细陶瓷、精密陶瓷、高技术陶瓷等。

从氧化铝陶瓷可以看出新型陶瓷与传统陶瓷的区别。从化学成份看，传统陶瓷是由粘土、长石、石英烧结而成的，而新型陶瓷是由高纯度的化学原料烧结成的。用作新型陶瓷的原料，即使是来自天然矿物，也要精制到很高纯度；有的则完全不含天然矿物。第二，传统陶瓷含有粘土，加水即成泥， 容易成型；新型陶瓷不含粘土，用粉体成型，有的加有少量淀粉或人工合成高分子做粘合剂，有的靠加压成型，成型技术要求很高。从结构上看，传统陶瓷是硅酸盐多晶夹有非晶的玻璃态，而新型陶瓷是完全不含玻璃态的多晶相。就性质而言，传统陶瓷只适合做生活用品，易碎，而新型陶瓷有的用锤击也不碎，有的在一千多度以上还能保持高强度，被用作高温结构材料；有的具有特殊的电学、热学、光学性质，被用作功能材料。正是由于这些宝贵性质，才使新型陶瓷受到广泛的重视。

总之，新型陶瓷是从传统陶瓷发展而来，又和传统陶瓷性能迥异的新材料，有的甚至和传统陶瓷没有什么共同之处。