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第3章 普通陶瓷生性脆弱

陶瓷给人的印象总是脆弱得很:一只瓷碗,掉在地上,就会“粉身碎骨”。

近年来,科学家们在对陶瓷进行悉心研究后发现,它之所以如此脆弱,主要有两个原因:

第一,由于陶器的烧成温度比较低,通常为800℃~1000℃,因此气孔率比较高。在陶器碎片的断面上,少年朋友们不难看到许多小孔洞,且组成陶器的颗粒也比较粗大。瓷器的烧成温度虽然要比陶器高得多(通常为1200℃~1400℃),组成的结构也比陶器细密多了,少年朋友们用肉眼可能看不出有什么细微的缺陷,但是,如果你通过显微镜进行观察,在瓷器碎片的断面上,就可以看到有许许多多细微的伤痕、裂纹、气孔和夹杂物。要是你把瓷器碎片放在倍数更大的电子显微镜下,那么,你还可以发现瓷器在晶体结构方面的缺陷,例如空位、位错等。而所有这些细微的裂纹、气孔、夹杂物、晶体缺陷和表面伤痕,都可能成为陶瓷裂纹的发源地。

第二,由于陶瓷属于脆性材料,一旦出现裂纹,它不像金属那样具有塑性变形能力,所以,只好“打破沙锅纹到底”了。至于在热冲击的条件下,由于陶瓷的导热性较差,热膨胀系数大,热应力由此增加,因此,裂纹的扩展速度更会进一步加剧。在日常生活中,如果我们用沙锅炖(煮)食物,只能用文火慢慢加温,要是一开始就用猛火急烧,就会出现沙锅炸裂事故。即使是烧好后,也不能用水急冷。

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