陶瓷的典型组织是由晶体相、玻璃相和气相组成的。陶瓷的性能取决于各相的结构、数量、形状和分布。

9.2.3.1　晶体相

晶体相是陶瓷最主要的组成相，往往决定了陶瓷的力学性能、物理性能和化学性能。陶瓷中的晶体相通常有多种，可分为主晶体相、次晶体相、第三晶体相等。其中主晶体相的数量最多，对性能影响最大。例如，氧化铝陶瓷（刚玉瓷）的主晶体相是 Al2O3晶体，这种晶体由于氧和铝以很强的离子键结合，结构紧密，所以，氧化铝陶瓷具有强度高、耐高温、抗腐蚀的优良性能，是很好的工具材料和耐火材料。

组成陶瓷晶体相的种类有三种：硅酸盐、氧化物和非氧化物。

1．硅酸盐结构

硅酸盐是普通陶瓷的主要原料，同时也是陶瓷组织中重要的晶体相。硅酸盐的结合键主要为离子键与共价键的混合键。组成各种硅酸盐结构的基本单元是硅氧四面体（SiO4），其结构特征是：4 个氧离子紧密排列成四面体，硅离子居于四面体中心的间隙中，如图 9.7 所示。硅氧四面体之间通过共有顶点氧离子以不同方式相互连接起来，形成链状、岛状、层状、骨架状等不同的硅酸盐结构，其间往往含有不同的离子，派生出不同性能的陶瓷。

图9.7　Si-O四面体结构

2．氧化物结构(www.daowen.com)

氧化物是大多数陶瓷尤其是特种陶瓷的主要组成和晶体相。氧化物结构的特点是较大的氧离子紧密排列成简单立方、面心立方、密排六方晶体结构，构成骨架，较小的金属正离子位于其四面体或八面体的间隙中，依靠强大的离子键，也可能有一定成分的共价键，形成非常稳定的离子晶体。

3．非氧化合物结构非氧化合物指不含氧的金属碳化物、氮化物、硼化物和硅化物等。它们是特种陶瓷特别是金属陶瓷的主要组成和晶体相，主要由共价键结合，但也有一定成分的金属键和离子键。

9.2.3.2　玻璃相

玻璃相是陶瓷在高温烧结时形成的黏度很大的酸性或碱性氧化物熔融液相，在随后较快冷却后获得的一种非晶态固相。

玻璃相的主要作用是将分散的晶体相黏接在一起，填充晶体相之间的空隙，提高陶瓷的致密度，还可降低烧成温度，加速烧结过程，并能阻止晶体转变，抑制晶体长大，使陶瓷保持细晶粒结构。但玻璃相的强度比晶体相低，热稳定性差，在较低温度下便会引起软化。此外，由于玻璃相结构疏松，空隙中常有金属离子填充，因而降低了陶瓷的电绝缘性，增加了介电损耗。所以陶瓷中的玻璃相的含量不能太多，一般为20%～40%。

9.2.3.3　气　相

气相是陶瓷组织内部残留下来的气孔。由于陶瓷坯体成型时，粉末间不可能达到完全的致密堆积，或多或少会存在一些气孔。在烧成过程中，这些气孔能大大减少，但不可避免会有一些残留。

陶瓷中的气孔对陶瓷性能的影响十分显著。过多的气孔会使陶瓷的强度、热导率及其他性能变差。一般要求气孔数量少，呈细小球形，且分布均匀。普通陶瓷的气孔率为 5%～10%，特种陶瓷气孔率在 5%以下，金属陶瓷气孔率要求低于 0.5%。但若要求陶瓷材料密度小、隔热保温性好，则希望有一定量的气相存在。