陶瓷器

陶瓷是通过将无机非金属材料（例如粘土）在高温下成型然后烧制而成的各种硬、脆、耐热和耐腐蚀材料中的任何一种。 常见的例子是陶器、瓷器和砖。

人类最早制作的陶瓷是陶器（罐、器皿或花瓶）或由粘土制成的小雕像，粘土可以单独制成，也可以与二氧化硅等其他材料混合，在火中硬化和烧结。 后来，陶瓷被上釉并烧制以形成光滑的彩色表面，通过在结晶陶瓷基板上使用玻璃状、无定形陶瓷涂层来减少孔隙率。 陶瓷器现在包括家用、工业和建筑产品，以及为用于先进陶瓷工程（例如半导体）而开发的各种材料。

陶瓷这个词来自希腊语单词 κεραμικός (keramikos)，表示陶器或陶器，来自 κέραμος (keramos)，陶土、瓷砖、陶器。 已知最早提及词根 ceram- 的是迈锡尼希腊语 ke-ra-me-we，用线性 B 音节文字书写的陶瓷工人。 陶瓷一词可以用作形容词来描述材料、产品或工艺，也可以用作名词，单数或更常见的复数名词陶瓷。

陶瓷器材料是一种无机的、非金属的氧化物、氮化物或碳化物材料。 一些元素，例如碳或硅，可以被认为是陶瓷。 陶瓷器材料脆、硬、抗压能力强，抗剪切和抗拉能力弱。 它们可以承受在受到酸性或腐蚀性环境影响的其他材料中发生的化学侵蚀。 陶瓷器通常可以承受非常高的温度，范围从 1,000 °C 到 1,600 °C（1,800 °F 到 3,000 °F）。

陶瓷材料的结晶度差异很大。 大多数情况下，烧制陶瓷要么是玻璃化的，要么是半玻璃化的，就像陶器、炻器和瓷器一样。 离子键和共价键中不同的结晶度和电子组成导致大多数陶瓷材料成为良好的热绝缘体和电绝缘体（在陶瓷工程中进行研究）。 由于陶瓷的成分/结构有如此大范围的可能选择（几乎所有元素、几乎所有类型的键合和所有结晶度水平），该主题的广度是巨大的，并且可识别的属性（硬度、 韧性、导电性）很难作为一个整体来指定。 高熔化温度、高硬度、导电性差、高弹性模量、耐化学性和低延展性等一般特性是常态，但这些规则中的每一个都有已知的例外情况（压电陶瓷、玻璃化转变温度、超导陶瓷）。 许多复合材料，如玻璃纤维和碳纤维，虽然含有陶瓷材料，但不被视为陶瓷家族的一部分。

高度定向的结晶陶瓷材料不适合大范围的加工。 处理它们的方法往往分为两类之一——通过原位反应将陶瓷制成所需的形状，或者将粉末制成所需的形状，然后烧结形成固体。 陶瓷器成型技术包括手工成型（有时包括称为抛掷的旋转过程）、注浆、流延（用于制造非常薄的陶瓷电容器）、注塑、干压和其他变体。

许多陶瓷专家不认为具有无定形（非结晶）特性的材料（即玻璃）是陶瓷，尽管玻璃制造涉及陶瓷工艺的几个步骤并且其机械性能与陶瓷材料相似。 然而，热处理可以将玻璃转化为称为玻璃陶瓷的半结晶材料。

传统的陶瓷原料包括高岭石等粘土矿物，而最近的材料包括氧化铝，通常称为氧化铝。 现代陶瓷材料属于高级陶瓷，包括碳化硅和碳化钨。 两者都因其耐磨性而受到重视，因此被用于采矿作业中破碎设备的耐磨板等应用中。 高级陶瓷还用于医疗、电气、电子和装甲行业。

人类制造陶瓷似乎已有至少 26,000 年的历史，将粘土和二氧化硅置于高温下熔化并形成陶瓷材料。 迄今为止最早发现的是在中欧南部，是雕刻人物，而不是盘子。 已知最早的陶器是通过将动物产品与粘土混合并在高达 800°C 的窑炉中烘烤制成的。 虽然实际的陶器碎片已被发现长达 19,000 年，但直到大约一万年后，普通陶器才变得普遍。