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陶瓷在传统上是指陶器和瓷器的总称，现已发展到泛指整个硅酸盐材料（包括玻璃、搪瓷、耐火材料、砖瓦、混凝土等）和氧化物类陶瓷材料及其他所有无机非金属材料，因而陶瓷也是无机非金属材料的总称。

陶瓷在我国有悠久的历史，瓷器是我国古代的伟大发明之一。近几十年来，陶瓷材料有了巨大的发展，陶瓷性能面临重大突破，陶瓷已在国防、电气、机械、宇航、化工、纺织等工业部门中广泛应用。

一般来说，陶瓷区别于其他材料的特点表现在以下三个方面。

（1）大多陶瓷材料的结构是离子键和共价键的混合结合。例如：主要是离子键的MgO，离子键占84%，共价键占16%；以共价键为主的SiC中，离子键仍占18%。另外，陶瓷中还存在金属键、氢键和范德华力等。

（2）陶瓷的生产工艺一般有三个过程：原料配制↑成型↑烧结。

（3）陶瓷具有独特的物理、化学、力学、光学、电学、磁学等性能。例如：化工陶瓷具有优良的抗腐蚀性能；电子材料陶瓷具有导电、光电、绝缘、压电等性能；光学材料陶瓷具有激光、光传输、透红外等性能；金属陶瓷具有耐高温、超高硬度等性能；建筑陶瓷具有导热率低、热膨胀系数小、耐热等性能。

陶瓷的种类多，分类很复杂，按历史发展和成分、性能特点大致可分为传统陶瓷、特种陶瓷和金属陶瓷等。

1．传统陶瓷（普通陶瓷）

传统陶瓷主要指黏土制品，按性能特点和用途，分为日用陶瓷、电器绝缘陶瓷、化工用陶瓷、多孔陶瓷（隔热、保温用）等。

2．特种陶瓷（新型陶瓷）

特种陶瓷是指具有各种特殊力学、物理、化学性能的陶瓷。特种陶瓷按性能特点可分为压电陶瓷、电容器陶瓷、磁性陶瓷、激光陶瓷、电光陶瓷、高温陶瓷、超硬陶瓷等。

用粉末冶金生产（与陶瓷生产类似）的金属材料统称为金属陶瓷。金属陶瓷是由金属和陶瓷组成，因而综合了金属和陶瓷两者的特点，金属陶瓷可分为高温金属陶瓷、超硬金属陶瓷等。

陶瓷的成型工艺复杂，它的组织很不均匀、很复杂，一般由晶相、玻璃相和气相组成。各相的组成、结构、数量、几何形状和分布决定了陶瓷的性能。

晶相是陶瓷材料中最主要的相，晶相可以有数种，其中数量最多、作用最大的为主晶相，其余的为次晶相。晶相是化合物或固溶体。晶相在陶瓷中成为骨架，主晶相的数量、大小、分布情况决定了陶瓷的主要特点和应用。例如：由氧化铝晶体组成的结构紧密的刚玉，具有机械强度高、耐高温、抗腐蚀等优良性能；钛酸钡、钛酸铅等晶体在居里点附近的介电常数很大，可以组成性能优良的介电陶瓷。陶瓷中的晶相主要有硅酸盐、氧化物和非氧化物等三种。

玻璃相的结构与液态相似，是一种低熔点非晶体结构。玻璃相一般是由SiO₂或各种硅酸盐及其他杂质组成。玻璃相的作用：黏接陶瓷中分散的晶相，填充空隙，提高致密度；降低烧结温度，抑制晶体张大并使陶瓷获得一定程度的玻璃特征；改善工艺性能等。但玻璃相降低陶瓷的力学性能、介电性能、耐热性等，因此，一般日用陶瓷及电瓷含玻璃相较多，工业陶瓷的玻璃相要控制在20%～40%范围内。

气相或气孔是在陶瓷生产工艺中不可避免地形成并残留下来的，常以孤立状态分布于玻璃相中，有时也以细小的气孔出现在晶界或晶相内。根据气孔的情况，陶瓷分为致密陶瓷、无开孔陶瓷和多孔陶瓷三种。由于气孔易造成应力集中，降低了陶瓷的机械强度，引起介电损耗增大，抗电击能力下降，因而除多孔陶瓷外气孔是不利的。一般多孔陶瓷的气孔率高达30% ～50%；普通陶瓷的气孔率为5%～10%；特种陶瓷的气孔率在5%以下；金属陶瓷的气孔率要求低于0．5%。但气相可提高陶瓷的绝热性能，降低密度。

1．陶瓷的力学性能

材料的刚度用弹性模量衡量，结合力强大的离子键或共价键决定了陶瓷材料具有很高的弹性模量。陶瓷的刚度比金属高几倍比高聚物高2～4个数量级，是各类中最高的。

陶瓷材料的硬度也是在各类材料中最高的，大多在1 000～5 000HV，淬火钢为500～800HV，而高聚物最硬的也不超过20HV。

由于陶瓷材料组织的复杂性和不均匀性，以及致密度、杂质、气孔等各种缺陷的影响，它的抗拉强度较低，但抗压强度较高。陶瓷材料抗拉强度与抗压强度之比为1／10，而金属中最脆的铸铁约为1／3。陶瓷在大气中具有极好的耐磨性，摩擦系数也相当小，其原因不单是因为硬，还由于在大气作用下使陶瓷表面生成柔软损伤层的缘故。另外，陶瓷在高温下仍有较高的强度。

陶瓷材料中的结构使位错运动所需的切应力极大，导致陶瓷材料在室温状态下只有少量弹性变形，几乎没有塑性，呈现脆性断裂，这是陶瓷材料的主要缺点，但在高温低速加载时，陶瓷材料可产生一定的塑性变形。

2．陶瓷的物理性能、化学性能

热膨胀性是材料的重要热学性能之一，用热膨胀系数表征材料受热时长度或体积增大的程度，结合键强度高的材料热膨胀系数小，结构较紧密材料的热膨胀系数较大，因而陶瓷的线膨胀系数〔α＝（7～300）×10^－7／℃〕比高聚物〔α＝（5～15）×10^－5／℃〕低，比金属〔α＝（15～150）×10^－5／℃〕低得多。

热传导是在一定温度下，热量在材料中传递的速率，即材料的导热能力。绝缘体的电子被束缚于原子中，它们的导热主要通过晶格振动来实现。因而金属导体在高温时热导率减小，陶瓷绝缘体在高温时热导率增加。陶瓷的导热系数（λ＝10^－2～10^－5 W／（m·K））较金属的（λ＝10－2 W／（m·K））小几个数量级，陶瓷是良好的绝热材料。

热稳定性就是抗热振性或热冲击性，如陶瓷在不同温度范围振动时的寿命，一般用急冷到水中不破裂所能承受的最高温度来表达。例如，日用陶瓷的热稳定性为200℃，它与材料热膨胀系数、强度、导热性、弹性模量、比热容等基本物理性质有关。由于陶瓷脆性大，它的热稳定性很低，与金属相比低得多，这也是陶瓷的主要缺点之一。

化学稳定性就是耐腐蚀性和抗氧化性。陶瓷的离子键和共价键结构很稳定，对酸、碱、盐及熔融金属有较强的抗腐蚀能力，并有良好的耐火性和不可燃烧性，甚至在1 000℃以上也难以发生氧化。但在某些条件下也不能完全避免腐蚀，例如，高温盐溶和氧化渣可侵蚀陶瓷表面，液态金属也能使某些陶瓷受到破坏。

陶瓷的导电性在很大范围内变化。由于陶瓷无自由电子，大多数是良好的绝缘体，可以制作隔电的瓷器。有些陶瓷具有导电性，常用于硫酸钠电池、电子手表电池、磁流体发电的电极材料等。

耐酸陶瓷按其原料来源分为两种：一种是以高硅酸性黏土、长石和石英等天然原料制成的耐酸陶瓷、耐酸耐温陶瓷和硬质陶瓷；另一种是以人工化合物为原料制成的莫来石瓷、氧化铝瓷、氧化钙瓷和氟化钙瓷等。后者具有更优越的力学性能和耐腐蚀性，其中氟化钙瓷的耐腐蚀性最优。耐酸陶瓷常用于制作耐酸砖、板、管道、容器、过滤器，各种阀、泵及砌筑耐酸池、电解电镀槽、防酸地面等。

过滤陶瓷是一种多孔陶瓷，开口气孔率一般为30%～40%，气孔半径在0．2～200μm之间，且具有耐化学腐蚀、耐高温、强度大、不易老化、不易污染、易清洗、再生及操作简单方便等优点。

过滤陶瓷以石沙、河砂、矾土熟料、碳化硅或刚玉砂等原料为骨架，添加结合剂和增孔剂，经成型、烧结可制成厚度小于0．1mm的薄膜、圆板或薄壁长管的形式。过滤陶瓷常用于气体、液体、尘埃、细菌等的过滤和分离。

3．高温、高强度、耐磨、耐腐蚀陶瓷

这类陶瓷主要由氧化物、硅化物、硼化物、碳化物压制烧结而成，如常用的氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、氮化硼陶瓷、碳化硅陶瓷等。

氧化铝陶瓷具有耐高温、高强度、耐磨、耐腐蚀等特点，还有良好的抗氧化性、电绝缘性和真空气密性，同时有高的硬度与红硬性，因而在电力、电子及机械工业中得到广泛应用。如集成电路板、真空电容器及微波管管壳、汽车和航空火花塞、闭门、喷油嘴、管道泵零件、淬火钢切削刃具、拉丝模等。

氮化硅陶瓷具有高硬度，以及良好的耐磨性、耐腐蚀性、耐高温等特点，摩擦系数小，线膨胀系数小，抗热振和耐热疲劳性能好，在1 200℃以下强度保持不变，能耐除氢氟酸外的各种无机酸、碱及某些金属胶体的侵蚀。一般用于切削刀具、耐腐蚀、耐磨的密封环、热电偶套管、高温轴承、燃气轮机转子及叶片等。

氮化硼陶瓷有良好的抗热振性、耐热性、导热性、化学稳定性，是电绝缘体，且密度小。氮化硼陶瓷一般制作半导体元件、坩埚、热电偶套管、切削工具、高温模具和磨料等。

碳化硅陶瓷具有高强度、高硬度，以及优良的耐磨性、耐腐蚀性、热稳定性、抗氧化性和导电性、高的热传导能力。碳化硅陶瓷常制作高温元件，如火箭尾喷管的喷嘴、热电偶套管、电炉炉衬、发热元件，还可制作泵的密封圈。