陶瓷,一般是通過將粉末原料形成、燒成而獲得的。經過這些工藝所制得的陶瓷,是由許多微晶聚集的多晶體構成,這就不可避免的存在著晶界。晶界不僅在陶瓷燒成過程中起著重要作用,而且還對得到的燒結體之物理、化學性能有很大影響。以往,在利用多晶體時,往往認為這些晶界帶來不良影響,但近年來由于對屬于陶瓷特征的這些晶界從積極方面加以利用的方法的開發和實用化,從而產生了由“用陶瓷也是可能實現的”,到“只有用陶瓷才能實現“這樣的變化。
陶瓷的微觀結構如圖1(a)所示,是由微晶、晶界、晶界析出物、晶界氣孔、晶粒內析出物、晶粒內氣孔等構成的。構成陶瓷主成分的微晶尺寸,一般由1微米至幾十微米,結晶軸方是任意的。微晶直徑與原料顆粒直徑、雜質、燒成條件有關。陶瓷晶界有位錯、空孔等晶格缺陷和晶格畸變存在。因而雜質易容集中,形成圖1(b)、(c)、(d)所示的晶界偏析層、層狀析出物等。下面分項簡述之。

(1)晶界偏析層 一般,將在晶界由偏析的雜質離子所形成的層稱為晶界偏析層。晶界偏析層厚度由20埃至1微米。在晶界,因為形成遠遠超過一般固溶界限的固溶,所以,可以發現與結晶內部晶相明顯不同的物質。
(2)層狀析出物 在含有雜質特別多而超過固溶界限時,雜質作為另外的結晶相在晶界析出。這種析出物有層狀和粒狀之分。層狀析出物通常由液相燒結所造成。晶界析出物的熔點比陶瓷的燒結溫度低時,產生液相燒結。在液相的浸潤性良好時,完全浸透微晶晶界,各個微晶被液相包圍,形成層狀偏析層。ZnO非線性電阻是熟知的實例。
(3)粒狀析出物 雜質的量超過結晶固溶量,其熔點比燒結溫度高時,雜質呈粒狀在晶界析出。MgO作為添加劑可用于透明氧化鋁陶瓷,但如添加量較多,則會在晶界析出MgAl2O4,從而降低透光性。
晶界獨具的物理、化學現象是:(1)晶界擴散;(2)控制晶界引起的生成反應;(3)晶界電勢;(4)晶界高電阻層;(5)由晶界形成結合,等。圖2所示是晶界的物理化學現象及其應用實例。