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第7章陶瓷材料设计
段 信息 方法论
反复实验、摸索，体
摸索性阶段 无 力
经验性阶段 经验、秘方 直觉、经验规则
实验性阶段 数据的积累 数据分析、实验式、
理论性阶段 理论 模拟
陶瓷材料中有关设计的概念
经验阶
摸索 实验 理论
知
识 阶 段 阶 阶
型作业 段
段 段
量
图7-3 发展阶段所用知识作业量对照
采用知识性方法论进行材料设计时，真正的“知
识性”是什么首先就是问题。为此，先从不是知识性的情
况来讨论，若不与材料设计有关 ，则可想到与 到与识性对知识性相对
的一个词是“直觉”，所谓开动“直觉”的作业实际上也
是高级的作业之一。“直觉”作用最有效的阶段应是集中
在表7-1中的经验性阶段，而在实验性或理论性阶段，
“直觉”作用的效果就变得非常微小了。 陶瓷材料中有关设计的概念
特性设计及其方法问题
如上所述，所谓陶瓷和玻璃的特性设计，就
是为满足某种用途或性能要求而确定陶瓷和玻璃应该
具有怎样的结构。也就是说，为了进行完全意义的材
料设计，明确结构与物性之间的函数关系是必要的。
假设物性常数为a，结构参数为c，其函数形式为f，则
下列关系
a f (c)
必须是清楚的。同时，还应该注意到上
述关系的逆函数构成的方程
c f 1(a) 陶瓷材料中有关设计的概念
考虑陶瓷结构的情况
若要从数学的角度去考察特性设计的有关问
题，就应当用数学的语言来表达陶瓷的结构特性。一
说到陶瓷的结构，首先考虑的是晶体结构。作为影响
物性的结构，除了提到的晶体结构之外，还要考虑到
其他许多结构因素的影响。在图7-1中给出了结构多
样性的情况****惯上把这里谈到的广义结构称之为
“特性（Character）”，而把对广义结构的解析表
述称为特性描述。
严格地说，特性对全部物性都会有影响，但就某一物
性或某一种陶瓷材料而言，将仅有一种特性起决定作
用，而除此之外的特性处于不太要紧的地位。 玻璃材料设计的数值计算法
玻璃材料设计的数值计算法
之所以如此，是由玻璃的非晶结构和它所
表现的下列物性所决定的：
①具有透光性，可用于制造各种光学元件及装置；
②组分可连续变化，从而物性可调；
③作为固溶体媒介，几乎所有的元素都可放入玻璃中；
④从纤维状到平板状，其形状可以自由加工、精密加工；
⑤化学性质稳定，且具有较高的强度和硬度，
⑥可进行晶化、分相、离子交换等二次加工；