无机材料显微结构简介

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1、岩相学（材料显微结构）——晶体光学显微结构人眼或放大镜和实体显微镜只能分辨大于0.1mm(100μm)的物体，所观测到的结构称为宏观结构。光学显微镜的最大分辨率可达0.2μm左右，观测到的结构称为显微结构。显微结构电子显微镜分辨率可提高到0.01μm(10nm),观测到的结构称为亚显微结构。用高分辨率透射电镜可观测到物质的分子、原子，直接研究晶格点阵的被称为微观结构。显微结构定义在光学—电子显微镜下分辨出的试样中所含相的种类及其数量，颗粒的形状、大小、分布取向和它们相互之间的综合特征。包括了亚显微结构，但不含宏

2、观结构和微观结构。无机材料显微结构分析的研究内容◆结晶相的鉴定：主晶相往往决定着制品的理化性能。鉴定结晶相的方法：偏光显微镜薄片法和油浸法、反光显微镜光片法、X射线衍射分析法、红外光谱分析法和探针微区分析法等。一、物相组成的分析和鉴定◆固态非晶质相的分析▼非晶态团粒如粘土原料在烧结过程中脱水分解形成以无定形二氧化硅为主的粘土团粒，电镜发现，其中存在着隐晶质结晶相和玻璃相。用光学显微镜只能研究其外部形态、大小、分布、含量以及其它相之间的关系等，只有采用电子显微镜附加微区分析仪才能研究其内部构造。▼玻璃相由高温熔体

3、冷凝而成的固态非晶质相。玻璃相在制品中起着粘结及填充空隙的作用。主要用光学显微镜测定和研究玻璃相的含量、分布、析晶情况等，必要时对其化学成分并对析晶相进行鉴定。绝大多数制品中均或多或少地含有气相，制品中的气相是以气泡或气孔形式存在的。气相的存在与否以及气孔的形状、大小、含量、分布和连通情况，对制品的性能、质量及使用均有显著影响，有时起决定作用。必要时测定气孔中包裹气体的化学成分，分析其成因，以便在制造工艺上采取相应措施。气相无机材料显微结构分析的研究内容二、显微结构特征的研究和测定1、形态学研究＊晶相形态学：晶体

4、形状特点、自形程度、集合体形态和细微结构。＊固态非晶相形态学：研究非晶相的形状特点、分布情况及与其它物相间的关系，进一步研究非晶态团粒中隐晶质的晶体种类、大小、分布和含量。＊气相形态学：研究制品中气孔的形状、大小、数量及分布、气孔的贯通情况、存在形式及数量。2、体视学研究根据组成物相二维形貌特征通过结构参数的测量和推算确定颗粒三维空间的形态、大小及含量的科学，称为体视学。体视学还要研究各相在空间的分布情况及其均匀性，研究粉体颗粒如粉状原料、生料粉、成品水泥粉、超细粉体和其他细粉的形态特点、颗粒大小、粒度分布及其他

5、结构参数等3．研究物相的排列组合制品中组成物相在空间分布和排列组合情况是制造过程中各种因素作用的综合结果，亦直接影响甚至决定着制品的技术性能、质量、使用性状和效果。显微结构分析时要研究各物相分布的均匀性、取向性、致密程度以及玻璃相、气相与晶相间分布情况等。4．研究物相之间结合关系物相间的结合情况多种多样，与原料质量、混合料配方及拌和均匀程度、热工制度、冷却速度或热处理制度等均直接有关，亦显著地影响甚至决定着制品的技术性能和使用效果。在显微结构分析时，对不同材料及其制品的要求是有所差别的：单相多晶材料要用电子显微镜

6、研究同种晶体颗粒之间接触的晶界结构，多相多晶材料则要注意研究不同相之间接合的相界结构，还要研究制品中玻璃相与晶相间结合关系以及气孔壁的结构特点等。根据制品的主要化学成分，将所有无机材料划分为硅酸盐类和非硅酸盐类两大类；亦有分为氧化物材料和非氧化物材料(含金属陶瓷)两大类的．硅酸盐类无机材料以硅酸盐、铝酸盐、铝硅酸盐及硅氧、部分铝氧为主要化学成分的无机材料，称为硅酸盐类无机材料，简称为硅酸盐材料。主要有：普通陶瓷、各种耐火材料、日用玻璃及其制品、无机保温材料、硅酸盐和铝酸盐水泥熟料及其制品、铸石材料、普通磨料、工业

7、废渣、燃料灰渣、部分单晶材料及无机复合材料等。硅酸盐材料是发展历史悠久、使用面广的一大类无机材料，常被称为传统无机材料。2．非硅酸盐类无机材料除硅酸盐材料以外的无机非金属材料，总称为非硅酸盐类无机材料，简称为非硅酸盐材料。可分为五类：①单质材料，例如，石墨、金刚石、多晶硅、无定形硅等；②单晶材料，例如，单晶硅、单晶锗、水晶、蓝宝石、白云母等；⑧结构材料，例如，氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷和非硅酸盐的高温材料等；④功能材料，例如，电介质陶瓷、压电陶瓷、铁电陶瓷、生物陶瓷、快离子导体、变阻瓷及敏感陶瓷、超导材料

8、、航天航空材料、功能玻璃材料和功能薄膜材料等；⑤其他非硅酸盐无机材料，例如，特种胶凝材料、无机涂料、无机薄膜材料、部分无机及无机等复合材料等。无机材料的生产工艺及结构分类1．熔融型无机材料由一种或多种原料按化学配方制成混合料，使之全部熔融成高温熔体并快速冷却得到的制品，称为熔融型无机材料；因冷却制度和热处理情况不同又有三类的不同显微结构：(1)玻璃材料高温熔体快速冷却凝固