陶瓷是一种古老的制品,它是由粘土或粘土加入石英和长石等的混合物经成形、干燥和焙烧而成的．在遥远的石器时代,原始人就在篝火上烧制出第一批陶器。

灿烂的中华文明和陶瓷关系密切．六千多年前的西安半坡村人普遍使用尖底汲水陶罐；五千多年前的仰韶文化时期出现了陶制纺轮和彩陶；四千多年前的龙山文化时期已采用了快轮制陶技术,制成了闻名中外的黑陶．有的黑陶表面光亮,厚度仅1－2 毫米,称为蛋壳陶；秦始皇陵出土的大批陶兵马涌,制作之精美,气派之宏伟,被认为举世无双；唐代的“唐三彩”陶瓷至今还为人们所喜爱．五代时期我国的陶瓷技术已登峰造极了,这时生产的陶器被誉为“青如天,明如镜,薄如纸,声如磐”．以后的历代名窖产品数不胜数,在一些国家词汇中,中国和陶瓷是同一个词“China”．中国的陶瓷于九世纪传至非洲东部和阿拉伯,13 世纪传至日本,15 世纪传至欧洲,对世界文化有很大的影响。

陶瓷的基本成分是铝硅酸盐,由于天然原料带有杂质,使陶瓷的一些性质受到损害．后来科学家用不含硅酸盐的天然原料,成功研制了性能更优越的陶瓷,从而出现了不含硅的崭新一代陶瓷,也叫现代陶瓷．常见的品种有二氧化物、氮化物、碳化物陶瓷及硼化物陶瓷等等．为了改善陶瓷的脆性和增加强度,人们又在陶瓷基体中添加金属纤维和无机纤维,组成复合材料,其中有的强度已经超过每平方厘米可承受一万千克的力,成为陶瓷材料的佼佼者。

碳化硅和氮化硅又被称为精细陶瓷材料,它们克服了一般陶瓷的致命弱点——脆性,有很高的韧性、塑性和耐磨性,并在高温下具有较高的耐热性,经几百次骤冷骤热试验不会产生破裂,抗冲击能力也比一般氧化物陶瓷强．目前,精细陶瓷材料主要使用在尖端工业上,如微电子、核反应堆、航天、地热和磁流体发电、人工骨和人工关节等方面,由于工作环境原因,对其质量要求很严．精细陶瓷材料应满足以下三方面的要求: 精选的原料——为了充分发挥功能,要选用高纯度的原料,颗粒要尽可能细；严格控制的化学成分——在制造时注意防止杂质混入和成分本身挥发．对烧结件的颗粒粒度、界面、气孔等要严格控制,以达到质量稳定和具有再现性；精确的形状和尺寸——精细陶瓷制件一般不经加工,直接使用,特别是陶瓷电子器件要求精度更高．例如,1982年日本进行了世界首次陶瓷柴油机的汽车试验,效果很好．采用精细陶瓷材料制造汽车发动机,可提高效率45％,节油30％．把陶瓷粉与金属末混匀,经高温烧结,就得到了金属陶瓷,它兼有金属和陶瓷的特点,韧而不脆,硬而耐热．例如含20％钴粉的金属陶瓷是制造火箭喷口的材料．在高温中,陶瓷中的金属首先蒸发掉,热量被带走,温度随着降低,因而能在高温环境里工作．例如,美国“哥伦比亚”号航天飞机的外壳,便是由31,000 块金属陶瓷瓦片铺砌而成,经受了返回大气层时所产生的白热化高温的严竣考验。

高铝陶瓷是有名的“硬骨头”,用它作机器上的耐磨器件,其耐磨性能比金属高2－3 倍．至于刚玉瓷、氮化硼陶瓷制成的瓷刀,更能“削铁如泥”．类似的例子还很多,无怪乎专家们预言: 人类将“重返”石器时代,不过这是一个全新的“石器时代”．在本世纪最后十年和下世纪初,陶瓷科学将实现从先进陶瓷到纳米陶瓷(晶体颗粒大小为10－100nm)的飞跃．近些年来陶瓷科学的飞速发展为这一突破打下了良好的基础,而现代技术的发展则为这一突破提供了强有力的支持．电子显微镜,包括扫描电子显微镜和透射电子显微镜的推广应用,特别是近年来高分辨电镜和分析电镜技术的发展,使人们有可能进入到纳米量级线度上来研究材料的组成和结构．现在人们已能直接观察到晶粒以及晶粒中的缺陷,从而为纳米结构的形成和控制研究提供了保证．当然,陶瓷科学家还需要在诸如纳米粉体的制备、成型、烧结等许多方面进行大量艰苦、细致的攻关,才能最终突破这一难关,实现陶瓷发展中的新飞跃。