古人常以“相面術”來辨吉兇、斷禍福；甚至與中醫理論相結合，來剖析某些疑難雜癥。根據《陽明心學》，這些吉兇禍福皆源自心之意動，隱于善惡，顯于相貌，故“相由心生，可辨善惡”。特種陶瓷以性能獨特而別于普通陶瓷，其性能的“善惡”，亦可用“相面術”來辨別，這種方法被稱作——顯微分析。

顯微分析指利用光學或電子顯微鏡來分辨試樣的顯微組成和顯微結構，進而判別二者與試樣性能之間的對應關系。特種陶瓷的特殊性能，如高強度、高韌性、導電、絕緣、透光、磁性、壓電、光電等等，與組成和結構密不可分；因此，對于特種陶瓷而言，顯微分析至關重要。

金相顯微鏡

掃描電鏡

1 特種陶瓷的顯微組成

人的相貌由眉、眼、鼻、唇、耳等器官組成。而特種陶瓷的顯微組成主要包括晶相、玻璃相和氣孔相。

特種陶瓷的顯微組成

2 特種陶瓷的顯微結構

有些人臉上的每個器官都很漂亮，組合起來卻有失美感；還有些人五官一般，結合在一起卻頗顯氣質，這說明了結構的重要性。特種陶瓷的顯微結構按結晶程度、晶型發育程度、晶粒大小及相對大小、分布特征可得到如下分類。

特種陶瓷的顯微結構

3 特種陶瓷的顯微分析

3.1剛玉瓷

剛玉瓷是最常見的特種陶瓷，主晶相是剛玉（α-Al₂O₃），具有優異的機械和電性能，常用作集成電路基板、高頻絕緣材料及高溫耐火材料等。根據氧化鋁含量的不同可分為90瓷、95瓷、97瓷和99瓷等，這幾種瓷的性能不同，顯微組成與結構也存在差別。

①主晶相剛玉的形態存在差異

95瓷呈短柱狀晶體，97瓷亦以柱狀為主，而99瓷多呈粒狀，多趨向于六邊形。

95瓷顯微結構（416倍）

99瓷顯微結構（550倍）

②玻璃相含量存在差別

隨著氧化鋁含量的增加，90瓷、95瓷、97瓷和99瓷中的玻璃相含量依次減少。

③燒成溫度隨氧化鋁含量增加而提高

95瓷燒結溫度在1600℃左右，99瓷燒結溫度在1700℃以上。

3.2 莫來石瓷

莫來石瓷的主晶相是莫來石（3Al₂O₃·2SiO₂），熔點高、熱膨脹系數低、介電常數低，常用于耐火材料、電子封裝材料等領域。主要原料有黏土、長石、石英等。常見晶體形態為針狀，也有呈鱗片狀、柱狀的。

一次莫來石多由高嶺土加熱分解而成，鱗片狀，粒度在100埃左右；大約在1000℃開始形成，若溫度繼續升高，可轉變為二次莫來石。

鱗片狀莫來石（5500倍）

二次莫來石呈針狀，大多從長石熔體中析出，或由黏土分解的Al₂O₃與石英熔融物反應生成，在1250℃開始出現，至1300℃長大到幾微米。

二次針狀莫來石（長石熔體析出）

3.3 滑石瓷

滑石瓷主晶相為頑火輝石（MgO·SiO₂），介電性能優良，常用于高頻設備中的絕緣零部件等。主要原料是滑石和黏土，常見晶體形態為短柱狀或板柱狀，斜方晶系。次晶相為斜頑火輝石，柱狀或板柱狀，單斜晶系。

滑石瓷中玻璃相較多，含量達25%-45%，包裹所有晶相，有時還會含有氣孔，結構類型屬?；郀罱Y構。

滑石瓷顯微結構（900倍）

3.4 鎂橄欖石瓷

鎂橄欖石瓷主晶相是鎂橄欖石（2MgO·SiO₂），介電損耗低，且隨頻率變化小，廣泛用于電真空零件、高功率電容器等。主要原料有滑石、菱鎂礦等。常見晶體形態為粒狀、短柱狀，斜方晶系。瓷體含玻璃相，將晶粒包裹起來，結構類型屬?；郀罱Y構。

鎂橄欖石瓷顯微結構（480倍）

3.5 金紅石瓷

金紅石瓷主晶相是金紅石（TiO₂），介電常數高，可制作陶瓷電容器。主要原料是二氧化鈦，少量高嶺土、螢石、碳酸鋇等。常見晶體形態為粒狀、短柱狀，四方晶系，晶型多為半自形晶或他形晶。瓷體中玻璃相很少，有時晶粒內包裹氣孔，結構類型屬不等粒結構。

金紅石瓷顯微結構（400倍）

3.6 鈦酸鋇瓷

鈦酸鋇瓷的主晶相是鈦酸鋇（BaTiO₃），這類瓷是主要的鐵電、壓電、半導體功能材料。主要原料有碳酸鋇、鈦白粉等。主晶相有立方、四方、斜方和三方四種變體。其中，立方相轉為四方相的溫度是120℃（居里溫度），120℃以上穩定的立方相屬鈣鈦礦型；0-120℃之間穩定的四方相在Z軸方向可自發極化，具有鐵電和壓電性能。

BaTiO₃基PTC的顯微結構

3.7 氧化鋅瓷

氧化鋅瓷的主晶相是氧化鋅（ZnO），次晶相是氧化鉍、硅鋅石、鋅銻尖晶石等，常用作半導體變阻瓷。主要原料是氧化鋅粉，還需添加一定量的Bi₂O、Sb₂O₃、SiO₂等。晶形發育比較完整，呈粒裝自形或半自形晶，粒徑多10-20μm，六方晶系，纖鋅礦型構造。晶界處常見2-6μm的鋅銻尖晶石和氧化鉍方形小晶粒。

氧化鋅瓷顯微結構（2000倍）

粉體圈 王京