(1)传统陶瓷 陶瓷在我国有悠长的前史，是中华民族陈旧文明的标志。从西安区域出土的秦始皇陵中大批陶兵马俑，气势雄伟，形象传神，被认为是世界文化奇观，人类的文明宝库。唐代的唐三彩、明清景德镇的瓷器均久负盛名。 传统陶瓷资料的主要成分是硅酸盐，自然界存在许多天然的硅酸盐，如岩石、土壤等，还有许多矿藏如云母、滑石、石棉、高岭石等，它们都归于天然的硅酸盐。此外，人们为了满意出产和日子的需求，出产了许多人工硅酸盐，主要有玻璃、水泥、各种陶瓷、砖瓦、耐火砖、水玻璃以及某些分子筛等。硅酸盐制品性质安稳，熔点较高，难溶于水，有很广泛的用处。 硅酸盐制品一般都是以黏土（高岭土）、石英和长石为质料经高温烧结而成。黏土的化学组成为AlO3·2SiO·2HO，石英为SiO，长石为KO·AlO3·6SiO（钾长石）或Na2O·Al2O3·6SiO2（钠长石）。这些质料中都含有SiO2，因而在硅酸盐晶体结构中，硅与氧的结合是最重要也是最底子的。 硅酸盐资料是一种多相结构物质，其间含有晶态部分和非晶态部分，但以晶态为主。硅酸盐晶体中硅氧四面体[SiO4]是硅酸盐结构的底子单元。在硅氧四面体中，硅原子以sp杂化轨迹与氧原子成键，Si—O键键长为162 pm，比起Si和O的离子半径之和有所缩短，故Si—O键的结合是比较强的。 (2)精密陶瓷 精密陶瓷的化学组成已远远超出了传统硅酸盐的规模。例如，通明的氧化铝陶瓷、耐高温的二氧化锆（ZrO2）陶瓷、高熔点的氮化硅（Si3N4）和碳化硅（SiC）陶瓷等，它们都是无机非金属资料，是传统陶瓷资料的开展。精密陶瓷是习惯社会经济和科学技能开展而开展起来的，信息科学、能源技能、宇航技能、生物工程、超导技能、海洋技能等现代科学技能需求许多特别功能的新资料，促进人们研发精密陶瓷，并在超硬陶瓷、高温结构陶瓷、电子陶瓷、磁性陶瓷、光学陶瓷、超导陶瓷和生物陶瓷等方面取得了很好的开展，下面挑选一些实例做扼要的介绍。 高温结构陶瓷轿车发动机一般用铸铁铸造，耐热功能有必定极限。因为需求用冷却水冷却，热能流失严峻，热功率只要30%左右。假如用高温结构陶瓷制作陶瓷发动机，发动机的工作温度能安稳在1 300 ℃左右，因为燃料充沛焚烧而又不需求水冷体系，使热功率大幅度进步。用陶瓷资料做发动机，还可减轻轿车的质量，这对航天航空事业更具吸引力，用高温陶瓷替代高温合金来制作飞机上的涡轮发动机效果会更好。 现在已有多个国家的大的轿车公司试制无冷却式陶瓷发动机轿车。我国也在1990年装配了一辆并完成了试车。陶瓷发动机的资料选用氮化硅，它的机械强度高、硬度高、热膨胀系数低、导热性好、化学安稳性高，是很好的高温陶瓷资料。氮化硅可用多种办法组成，工业上遍及选用高纯硅与纯氮在1 300 ℃反响后取得： 3Si+2N2→Si3N4 （1 300 ℃） 高温结构陶瓷除了氮化硅外，还有碳化硅（SiC）、二氧化锆（ZrO2）、氧化铝等。 通明陶瓷一般陶瓷是不通明的，但光学陶瓷像玻璃相同通明，故称通明陶瓷。一般陶瓷不通明的原因是其内部存在有杂质和气孔，前者能吸收光，后者使光发生散射，所以就不通明晰。因而假如选用高纯质料，并经过工艺手法扫除气孔就可能取得通明陶瓷。前期便是选用这样的办法得到通明的氧化铝陶瓷，后来连续研究出如烧结白刚玉、氧化镁、氧化铍、氧化钇、氧化钇-二氧化锆等多种氧化物系列通明陶瓷。近期又研发出非氧化物通明陶瓷，如砷化镓（GaAs）、硫化锌（ZnS）、硒化锌（ZnSe）、氟化镁（MgF2）、氟化钙（CaF2）等。这些通明陶瓷不只有优异的光学功能，而且耐高温，一般它们的熔点都在2 000 ℃以上。如氧化钍-氧化钇通明陶瓷的熔点高达3 100 ℃，比一般硼酸盐玻璃高1 500 ℃。通明陶瓷的重要用处是制作高压钠灯，它的发光功率比高压汞灯进步一倍，运用寿命达2万小时，是运用寿命最长的高效电光源。高压钠灯的工作温度高达1 200 ℃，压力大、腐蚀性强，选用氧化铝通明陶瓷为资料成功地制作出高压钠灯。通明陶瓷的通明度、强度、硬度都高于一般玻璃，它们耐磨损、耐划伤，用通明陶瓷能够制作防弹轿车的窗、坦克的观察窗、轰炸机的轰炸瞄准器和高档防护眼镜等。 光导纤维从高纯度的二氧化硅或称石英玻璃熔融体中，拉出直径约100 μm的细丝，称为石英玻璃纤维。玻璃能够透光，但在传输过程中光损耗很大，用石英玻璃纤维光损耗大为下降，故这种纤维称为光导纤维，是精密陶瓷中的一种。 运用光导纤维可进行光纤通讯。激光的方向性强、频率高，是进行光纤通讯的抱负光源。光纤通讯与电波通讯比较，光纤通讯能供给更多的通讯通路，可满意大容量通讯体系的需求。 光导纤维一般由两层组成，里边一层称为内芯，直径几十微米，但折射率较高；外面一层称包层，折射率较低。从光导纤维一端入射的光线，经内芯重复折射而传到结尾，因为两层折射率的不同，使进入内芯的光始终保持在内芯中传输着。光的传输间隔与光导纤维的光损耗巨细有关，光损耗小，传输间隔就长，不然就需求用中继器把衰减的信号扩大。用最新的氟玻璃制成的光导纤维，能够把光信号传输到太平洋对岸而不需任何中继站。 在实际运用时，常把千百根光导纤维组合在一起并加以增强处理，制成像电缆相同的光缆，这样既进步了光导纤维的强度，又大大增加了通讯容量。 用光缆替代通讯电缆，能够节约许多有色金属，每公里可节约铜1.1 t、铅2～3 t。光缆有质量轻、体积小、结构紧凑、绝缘功能好、寿命长、运送间隔长、保密性好、本钱低一级长处。光纤通讯与数字技能及计算机结合起来，能够用于传送电话、图画、数据、操控电子设备和智能终端等，起到部分替代通讯卫星的效果。 光损耗大的光导纤维可在短间隔运用，特别合适制作各种人体内窥镜，如胃镜、膀胱镜、直肠镜、子宫镜等，对确诊、治疗各种疾病极为有利。 生物陶瓷人体器官和安排因为种种原因需求修正或再造时，选用的资料要求生物相容性好，对肌体无免疫排异反响；血液相容性好，无溶血、凝血反响；不会引起代谢效果异常现象；对人体无毒，不会致癌。现在已开展起来的生物合金、生物高分子和生物陶瓷底子上能满意这些要求。运用这些资料制作了许多人工器官，在临床上得到广泛的使用。可是这类人工器官一旦植入体内，要饱尝体内杂乱的生理环境的长时间检测。例如，不锈钢在常温下是非常安稳的资料，但把它做成人工关节植入体内，三五年后便会呈现腐蚀斑，而且还会有微量金属离子分出，这是生物合金的缺陷。有机高分子资料做成的人工器官简单老化，比较之下，生物陶瓷是慵懒资料，耐腐蚀，更合适植入体内。 氧化铝陶瓷做成的假牙与天然齿非常挨近，它还能够做人工关节用于许多部位，如膝关节、肘关节、肩关节、指关节、髋关节等。ZrO2陶瓷的强度、断裂耐性和耐磨性比氧化铝陶瓷好，也可用以制作牙根、骨和股关节等。羟基磷灰石〔Ca10(PO4)6(OH)2〕是骨安排的主要成分，人工组成的与骨的生物相容性非常好，可用于颌骨、耳听骨修正和人工牙栽培等。现在发现用熔融法制得的生物玻璃，如CaO-Na2O-SiO2-P2O5，具有与骨骼键合的才能。 陶瓷资料最大的缺点是性脆，耐性缺乏，这就严峻影响了它作为人工人体器官的推广使用。陶瓷资料要在生物工程中占有位置，有必要考虑处理其脆性问题。 （3）纳米陶瓷 从陶瓷资料开展的前史来看，阅历了三次腾跃。由陶器进入瓷器这是第一次腾跃；由传统陶瓷开展到精密陶瓷是第2次腾跃，在这个期间，不论是原资料，仍是制备工艺、产品功能和使用等许多方面都有长足的开展和进步，但是关于陶瓷资料的丧命缺点──脆性问题没有得到底子的处理。精密陶瓷粉体的颗粒较大，属微米级（10 m），有人用新的制备办法把陶瓷粉体的颗粒加工到纳米级 （10 m），用这种超纤细粉体粒子来制作陶瓷资料，得到新一代纳米陶瓷，这是陶瓷资料的第三次腾跃。纳米陶瓷具有延性，有的乃至呈现超塑性。如室温下组成的TiO2陶瓷，它能够曲折，其塑性变形高达100%，耐性极好。因而人们寄希望于开展纳米技能去处理陶瓷资料的脆性问题。纳米陶瓷被称为21世纪陶瓷。