玻璃、陶瓷、玻璃陶瓷、透明陶瓷的區別

　　很多人不知道，在不管國內還是歐美的高校中，陶瓷和玻璃兩個學科是完全聯系在一起的，基礎課程設置基本一樣，兩個不同專業的學生坐在同一間教室上課，甚至有時候，陶瓷專業的畢業生進入了玻璃行業，而玻璃專業的畢業生又跑去搞陶瓷了，這也是比較常見的。

　　很長時間以來，玻璃與陶瓷都是作為硅酸鹽材料的代表而為人所熟知，它們都屬于硅酸鹽體系下的材料，既有不同，又不可分割。

　　但是，隨著工業的快速發展對新材料提出了新的要求，玻璃與陶瓷又有了更豐富的概念。因為現在功能玻璃材料，有很多已經摒棄了傳統的硅酸鹽或者石英，而是轉向氟化物、磷酸鹽、硫族化合物、重氧化物等方面;功能陶瓷材料則更是如此，很多與硅酸鹽根本就不沾邊。

　　但這并不意味著玻璃和陶瓷漸行漸遠，兩者之間仍有一些千絲萬縷的聯系，例如，玻璃陶瓷就是兩者的復合材料，它既可以高度晶化，也可含有大量的玻璃相。

而透明陶瓷雖然像玻璃一樣透明，但它是一種貨真價實的陶瓷。

　　這四種材料關系很近，但確實有著很明確的區別。如果說，陶瓷和玻璃關系緊密更像一對夫妻，玻璃陶瓷作為兩者的結合體就是他倆的孩子，而透明陶瓷卻只和陶瓷有關系，充其量算是陶瓷的私生子。

　　以上只是打個比方形容一下，下面我們從各個方面來對比了解一下這四種材料。

概念

玻璃

是一種較為透明的液體物質，在熔融時形成連續網絡結構，冷卻過程中粘度逐漸增大并硬化而不結晶的非金屬材料。

陶瓷

材料是指用天然或合成化合物經過成型和高溫燒結制成的一類非金屬材料。

玻璃陶瓷

又稱為微晶玻璃，是一種由適當組成的玻璃顆粒經燒結與晶化，制成的由結晶相和玻璃相組成的質地堅硬、密實均勻的復相材料。

透明陶瓷

是通過采用高純超細陶瓷原料，并通過工藝手段排除氣孔而獲得具有透明性質的陶瓷。

成分及分類

　　玻璃通常按主要成分分為氧化物玻璃和非氧化物玻璃，非氧化物玻璃品種和數量很少，主要有硫系玻璃和鹵化物玻璃。氧化物玻璃又分為硅酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃等。

　　陶瓷分為普通陶瓷(傳統陶瓷)與特種陶瓷(先進陶瓷)兩大類。其中，普通陶瓷是指以黏土及其天然礦物為原料，經過粉碎混合、成型、焙燒等工藝過程所制得的各種制品。先進陶瓷按成分可分為氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、硼化物陶瓷、硅化物陶瓷、氟化物陶瓷、硫化物陶瓷等。

　　玻璃陶瓷按基礎玻璃組成可分為硅酸鹽，鋁硅酸鹽，硼酸鹽，及磷酸鹽玻璃陶瓷。按所用原料分為技術微晶玻璃(用一般的玻璃原料)和礦渣微晶玻璃(用工礦業廢渣等為原料);按外觀分為透明微晶玻璃和不透明微晶玻璃;按性能又可分為耐高溫、耐腐蝕、耐熱沖擊、高強度、低膨脹、零膨脹、低介電損耗、易機械加工以及易化學蝕刻等微晶玻璃以及壓電微晶玻璃、生物微晶玻璃等。按微晶化原理分為光敏微晶玻璃和熱敏微晶玻璃。

　　透明陶瓷按成分可分為氧化鋁透明陶瓷、氧化釔透明陶瓷、氧化鎂透明陶瓷、釔鋁石榴石透明陶瓷、鋁鎂酸透明陶瓷、透明鐵電陶瓷、氮化鋁透明陶瓷、氮氧化鋁透明陶瓷、鎂鋁尖晶石透明陶瓷等。

微觀結構及特性

玻璃

是一種非晶體材料，其分子不像晶體那樣在空間具有長程有序的排列，而近似于液體那樣具有短程有序。玻璃像固體一樣保持特定的外形，不像液體那樣隨重力作用而流動。所以玻璃有以下特性：

　　1)各向同性

　　玻璃的分子排列是無規則的，其分子在空間中具有統計上的均勻性。在理想狀態下，均質玻璃的物理、化學性質(如折射率、硬度、彈性模量、熱膨脹系數、導熱率、電導率等)在各方向都是相同的。

　　2)無固定熔點

　　因為玻璃是混合物，非晶體，所以無固定熔沸點。玻璃由固體轉變為液體是一定溫度區域(即軟化溫度范圍)內進行的，它與結晶物質不同，沒有固定的熔點。

　　3)亞穩性

　　玻璃態物質一般是由熔融體快速冷卻而得到，從熔融態向玻璃態轉變時，冷卻過程中黏度急劇增大，質點來不及做有規則排列而形成晶體，沒有釋出結晶潛熱，因此，玻璃態物質比結晶態物質含有較高的內能，其能量介于熔融態和結晶態之間，屬于亞穩狀態。從力學觀點看，玻璃是一種不穩定的高能狀態，比如存在低能量狀態轉化的趨勢，即有析晶傾向，所以，玻璃是一種亞穩態固體材料。

　　4)漸變性可逆性

　　玻璃態物質從熔融態到固體狀態的過程是漸變的，其物理、化學性質的變化也是連續的和漸變的。這與熔體的結晶過程明顯不同，結晶過程必然出現新相，在結晶溫度點附近，許多性質會發生突變。而玻璃態物質從熔融狀態到固體狀態是在較寬溫度范圍內完成的，隨著溫度逐漸降低，玻璃熔體黏度逐漸增大，最后形成固態玻璃，但是過程中沒有新相形成。相反玻璃加熱變為熔體的過程也是漸變的。

陶瓷特性

陶瓷

是晶體材料(單晶或多晶)，這和玻璃完全不同。

　　1)力學特性

　　陶瓷材料是工程材料中剛度最好、硬度最高的材料，其硬度大多在1500HV以上。陶瓷的抗壓強度較高，但抗拉強度較低，塑性和韌性很差，但近年來，一些陶瓷增韌技術得到了極大的發展。

　　2)熱特性

　　陶瓷材料一般具有高的熔點(大多在2000℃以上)，且在高溫下具有極好的化學穩定性;陶瓷的導熱性低于金屬材料，陶瓷還是良好的隔熱材料。同時陶瓷的線膨脹系數比金屬低，當溫度發生變化時，陶瓷具有良好的尺寸穩定性。

　　3)電特性

　　大多數陶瓷具有良好的電絕緣性，因此大量用于制作各種電壓(1kV~110kV)的絕緣器件。鐵電陶瓷(鈦酸鋇BaTiO3)具有較高的介電常數，可用于制作電容器，鐵電陶瓷在外電場的作用下，還能改變形狀，將電能轉換為機械能(具有壓電材料的特性)，可用作擴音機、電唱機、超聲波儀、聲納、醫療用聲譜儀等。少數陶瓷還具有半導體的特性，可作整流器。

　　4)化學特性

　　陶瓷材料在高溫下不易氧化，并對酸、堿、鹽具有良好的抗腐蝕能力。

　　5)光學特性

　　陶瓷材料還有獨特的光學性能，可用作固體激光器材料、光導纖維材料、光儲存器等，透明陶瓷可用于高壓鈉燈管等。磁性陶瓷(鐵氧體如：MgFe2O4、CuFe2O4、Fe3O4)在錄音磁帶、唱片、變壓器鐵芯、大型計算機記憶元件方面的應用有著廣泛的前途。

玻璃陶瓷

具有玻璃和陶瓷的雙重特性，比陶瓷的亮度高，比玻璃韌性強。它不僅可以代替傳統材料以獲得更好的經濟效益和改善工作條件，而且開辟了許多新的應用領域。玻璃陶瓷優異的性能主要體現為以下幾點：

　　1)強度高，機械強度好。

　　2)具有優良的電學性能，介電損耗率低，電絕緣性質優良。

　　3)具有良好的熱學性能，熱膨脹系數低，熱振穩定性能好，變形溫度高。

　　4)具有更加穩定的化學性能，抗水合，抗水化能力，抗陽離子交換能力。

　　5)加工性能好，可與眾多材料匹配。

透明陶瓷

作為先進陶瓷的分支，除了繼承了陶瓷耐高溫、耐腐蝕、高強度、高硬度、化學穩定性、低膨脹系數以外，獨特的透光性讓它增加了諸多應用。

應用

玻璃

的種類繁多，應用自然不少。從玻璃的不同應用分類上就能夠看出來玻璃的廣泛應用。具體有：鋼化玻璃、磨砂玻璃、噴砂玻璃、壓花玻璃、夾絲玻璃、中空玻璃、夾層玻璃、防彈玻璃、熱彎玻璃、玻璃磚、玻璃紙、LED光電玻璃、調光玻璃、節能玻璃等，以及近年來興起的不反光玻璃、防盜玻璃、隔音玻璃、空調玻璃、智能玻璃、全息玻璃、生物玻璃、天線玻璃、薄紙玻璃、信息玻璃、泡沫玻璃、自清潔玻璃等。

　　這些玻璃被廣泛應用在建筑、日用、藝術、醫療、化學、電子、儀表、核工程等領域。

玻璃陶瓷

集中了多種優良性能，如機械強度高、耐磨耐腐蝕、抗氧化性好、電學性質優良、膨脹系數可調、熱穩定性好等，現已在日常生活、機械工程、電磁、生物醫學、航空航天、軍事、光學、建筑等領域獲得了廣泛應用。

透明陶瓷

主要用于照明燈具、激光材料、紅外窗口材料、閃爍陶瓷、電光陶瓷、防彈材料。

總結

　　這四類材料雖然有諸多不同，但在基礎理論及生產中都有許多相同之處，并在各自領域扮演著重要角色，并且他們現在都屬于無機非金屬材料。同時，隨著新材料、新技術的進一步發展，玻璃和陶瓷很可能會衍生出新的方向，陶瓷和玻璃的應用范圍終會被進一步拓寬。

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