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玻璃

共性(必考):1各向同性玻璃太无知因其致电排列的不规则和宏观的均匀也所以,在任何方向上都具有相同的性质2介稳性玻璃态物质比相应的品态物质含较大的内能, 它不是处于能量最低的稳定状态,二十处于介稳状态3固态和熔融态间转化的架变形和可塑性当熔体向I 古I态玻璃转化时,是在较宽的温度范F貝内完成的,随温度下降熔体年度剧增,最后形成固态玻璃,不会有新的晶相出现4性质随成分变化的连续性和渐变性。综上,玻璃的物理化学性质除了随成分变化外,很大程度取决于它的热历史。

玻璃的结构学说(无规则网络学说与晶子学说):

异同点:(必考)

无规则网络学说着重于玻璃的结构的无序、连续、均匀和统计学;晶了学说则强调玻璃结构的微不均匀性和有序性。无规则网络学说将离子配位方式和相应的品体比较指出了近程范围离了堆积的冇序性。晶了学说也注意到了晶了Z间中间过渡层在玻璃中的作用。两者比较一致的看法是,玻璃具有近程有序,远程无序的结构特点。

无规则网络学说(查哈里阿生)

四个条件:1阳离子的配位数要小为3?4 2 —个氧离子不能与多于2个阳离子和连3 氧多而体Z间只能共角,不能共边或共面4每个氧多面体必须最少有三个角与另一个多面体共有

分类:网络形成体网络外体和网络中间体

着色方式:离子着色,金属胶体粒子着色,化合物着色

脱色方式:化学脱色,物理脱色

无机非金属材料

研究内容:组成、合成、性质和效能(是指材料在使用条件下的表现,包括环境影响、受力状态、材料特征曲线,乃至寿命佔计等)

特点:1比金属的晶体机构复杂2没有白市电子3具有比金屈键和纯共价键稳定的离子键和混合键4结晶化合物的熔点比许多金属和有机高分子髙5硬度高,抗化学腐蚀能力强6绝大多数是绝缘体,高温导电能力比金属强7—般比金属的导热性低8光化学性能优良,制成薄膜时大多是透明的8在大多数情况下观察不到变形结构的定义:是指材料系统内各组成单元之间的相互联系和相互作用方式。

微观结构:是指高分辨电子显微镜所能分辨的结构范围,结构纽成单元主要是原子、分子、离子或原子团等质点。所谓微观结构就是这些质点在相互作用力下的聚集状态、排

列形式

晶胞:能充分反映这种整个晶体构造特征的最小构造单位

零位缺陷:是理想品体中的一些原子被空位或外界原子所代替,或者在品格间隙中掺入原子, 破坏了有规则的周期性排列,弓I起质点间势场的畸变

位错:是实际晶体在结晶时受到杂志、温度变化或振动产生的应力作用,或由于晶体受到打击、切削、研磨等机械应力作用,使内部质点排列变形,原了行列相互滑移,而不再符合理想晶体的有序排列所形成的线位缺陷。

晶界:凡结构、组成相同而取向不同的品粒相互接触,英接触界血称为品界

相:在系统内部物理和化学性质相同而且均匀的一部分称为相

无机非金属材料与金属材料的晶界异同点:共同点:它们都冇一定的界面能,晶界物质容易移动,晶界滑移使晶界变形,这是晶格无序和层错行为的源泉。差别:无机非金属的离子结构在品界上有静电势,它取决于缺陷、杂质和温度,其量值位于十分之儿伏特的数量级: 出现的空间电子云对从晶界向外延伸10nm

传质

扩散方式:化学扩散和自由扩散

影响扩散因素:1扩散介质结构愈紧密扩散愈困难,反之亦然2固溶体结构类型对扩散有着显著影响3不同电荷会影响阳离子在氧化物屮的扩散

渗透:液体和熔体渗入材料内部并在其屮运动的过程

陶瓷

制作工序:制备、成型、干燥、烧成

烧结过程控制因索:温度及保温时间、原料颗粒度及活性、添加剂、气氛、压力

特种陶瓷:是指采用高度梢选的原料,具有能精确控制的化学组成,按照便于进行结构设计及控制制造的方法进行制造加工,具冇优异特性的陶瓷

耐火材料

主要性能:1高的耐火度2良好的荷重软化温度3具有高温下的体积稳定性4好的热展稳定性5良好的抗蚀性6具冇一定的耐轉性

抗蚀性影响因素耐火材料?炉料的组成和性质2耐火材料的使用温度3制品的组织结构

改善抗蚀性措施:在生产工艺上一般采用提高原料的纯度,改善制品的化学组成和矿物组成保证制品具有致密而均匀的组织结构等

熔铸耐火材料

定义:指原料及配合料经高温溶化后浇铸成一定形状的制品

特点:1制品致密,气孔少,且为闭口气孔2机械强度和高温结构强度大3具有高的导热性和抗渣性4组成相完全由成分决定,质量控制简单,最后稳定相好5耗电高,每生产一顿电熔鉛刚玉耐火砖,需耗电1450kW.ho

不定形耐火材料

定义:也称散状耐火材料,是rti合理及配的耐火原料粒状和粉状物料与结合剂组成,不经成型和烧成而直接使用的耐火材料

优点:对延氏帑炉使用寿命,提高设备作业率,实现机械化筑炉,降低劳动强度,简化耐火材料生产工艺,降低能源消耗与推动推动窑炉结构改革等起促进作用

轻质耐火材料(填空)

定义:指各种黑高气孔率、低体积密度和低导热性的耐火材料

特征:1气孔率高,一般为65%-78%,冇的高达90%,气孔细小均匀2体积密度小3导热性差,导热系数小4重烧收缩小,一般不超过2%

耐火可塑料定义:是一种在较氏时间内具冇较高可塑性呈软泥膏状的不定形耐火材料

优点:在高温下具有良好的烧结性和较高的体积稳定性,热震稳定性好,耐剥落性强。在硬化

前可塑性较高,硬化后有一定的强度

胶凝材料

定义:能将散状材料或纤维材料胶结在一起,经物理、化学作用,由浆体硕化成为坚固的人造石材的材料

分类:气硬性胶凝材料(石灰、石膏、镁制胶凝材料、耐酸胶凝材料、水玻璃)水换性胶凝材料

复合材料

是由有机高分子、无机非金属或金属等不同材料通过复合工艺组合而形成的。因此复合材料是多相材料。它主要包括革体相和增强相,基体相是一种连续相材料,它把增强相材料固结在一起,并起到传递应力的作川;增强相起承受应力和显示功能的作川。按性能分为结构复合材料和功能复合材料。按照制造成本和性能高低分类,复合材料还可以分为常见和先进两类。按照垄体相的材料种类,可分为金属基复介材料、陶瓷基复合材料、水泥棊复合材料、赠料基复合材料、橡胶基复合材料等。

功能复合材料一?般由功能体组元(增强相)和基体组元(基本相)纽成,基体相不仅起到构成整体的作用,而且能产生协同和加强功能的作用。

结构复合材料是作为承受力结构使用的材料,基本上能承受荷载的增强相为能连接增强体成为整体材料同时乂起传递力作用的基本组元构成。

复合材料设计时应考虑纤维的几何尺寸、形状和含量方向等影响因素

复合材料的增韧机理因组成不同,主要有相变增韧、延性相增韧、微裂纹增韧和颗粒强化作用。

粒子的增强效果与粒子的直径、含量、分布等因素有关。

6、要使金属陶瓷达到理想的显微结构,要满足以下条件(简答题)

金属相与陶瓷和的润湿性好:润湿力越强,则金属形成连续和的可能性愈大,而陶瓷颗粒聚集成大颗粒的趋势就愈小,金属陶瓷的性能越好。

金属相与陶瓷相应无剧烈的化学反应:即不改变金属相与陶瓷相的本质及不产牛新的有害相。

金属相与陶瓷相的膨胀系数相差不可过人:若两相的膨胀系数相差过大,则在升温和冷却时易产生应力,降低金属陶瓷的热稳定性,破坏强度较差的和

硅酸盐水泥主要矿物:硅酸三钙,硅酸二钙,铝酸三钙,恢相間溶体

墙体崩裂或隆起的原因:过烧石灰的内部多孔结构变得致密,CaO结品变得粗大,消化时与水

反应的速度极慢,在石灰浆中含有这类过烧石灰细粒,它在时会将使

用示才会发生水化作用。于是将产生膨胀而引起加裂或隆起的现象

影响水泥生料锻烧时固相反应的主要因素:1牛料的细度和均匀性牛?料越细,则其颗粒尺寸

越小,比表面积越人,各纽分之间接触面积越人,同时表面的质点白由能也人,使反应和扩散能力增强,因此反应速度加快2温度和时间当温度较低时,同体的化学活性低。质点的扩散和迁移速度很慢,因此,固相反应通常需要在较高的温度下进行,以利于固相反应的加速3原料的性质如果相互进行固相反映的物质都处于品型转变或刚分解的新生态时,由于其质点间的相互作川较弱,因此,旗鼓相反应速度较快,耗能较低4矿化机加入矿化机可以加速固相反应速度

混凝土

配合比设计

A.选择好材料

B.配合比设计:在给定工程条件卜,当混凝土组成材料己定,配合比设计用以控制的参数即为:拌合物屮水泥浆体与集料之比,水泥浆体的水灰比,集料屮的砂和粗集料之比以及参合料和外加剂的用量。

混凝土及其技术的发展在混凝土100多年的发展过程中,主要经历了普通混凝土一钢筋混凝土一预应力混凝土三个阶段。每个阶段在挖掘混凝土性能潜力方面都有重人突破,因而混凝土的应用范囤也不断扩人。19世纪屮叶法国岀现钢筋混凝土,钢筋在混凝土屮的增强作用,克服了混凝土抗拉强度和抗折强度的不足;预应力混凝土的诞生,使混凝土的应用范围大大拓宽,有效地防止了混凝土构件的开裂问题;近20年来,树脂混凝土、浸渍混凝土、聚合物混凝土以及外加剂的出现,使混凝土无论在物理力学性能,还是在化学、耐久性能等方面都有重大突破。人们可以按白己的意愿改变胶凝材料和集料,或选用特殊的制作工艺, 或掺入不同种类的外加剂配合制成具有各种性能的混凝土。预计未来的100-200年内,混凝土仍将是最重要的建筑材料。

湿涨干缩

混凝土中的干缩和湿涨是因干燥和吸湿引起的。混凝土中存在着对应于不同蒸气压的水。混凝土的含水量根据周围空气的湿度及温度状态而变。混凝土中的水和周F貝的空气处于某一种平衡状态时,如果周围空气的状态发生变化,如湿度下降和温度上升则干燥,反Z 就吸湿。混凝土的干燥和吸湿引起其中含水量的变化,同时也引起混凝土的体积变化。

湿涨一方面是由于水泥凝胶体颗粒之间吸入水分,水分子破坏了凝胶体颗粒的凝聚力,迫使颗粒分离的结果;另一方面是由于水的侵入使凝胶体颗粒表面形成吸附水,降低了表面张力,使颗粒发生微小的膨胀。混凝土湿涨的同时引起质量的增加,而且比体积的增加人得多,这是由于相当部分的水占据了水泥水化作用而引起体积减少所产住的孔隙。

混凝土在于空气中因失水引起收缩,但干缩的体积并不等于失水的体积。混凝土在干燥过程中,首先发生自由水和毛细孑L水的蒸发。自由水的蒸发并不引起混凝土的收缩。毛细孔水的蒸发,使毛细孑L内水面后退,弯月面的Illi率变大,在表面张力作川卜产主收缩力,使混凝土收缩。当毛细孑L屮的水蒸发完后,如继续干燥,则凝胶体颗粒的吸附水也发生部分蒸发。失去水膜的凝胶体颗粒,由于分子引力的作用,使粒子阔的距离变小甚至发牛新的化学结合而收缩

抗压强度因素:水泥、集料、水灰比、养护(温度和湿度)

干缩因素:

A水泥地用量、细度和品种由于混凝土的干缩变形主耍由混凝土中水泥石的干缩所引起,而集料对于于缩具有制约作用,因此在水灰比不变的情况下,混凝土屮水泥浆量越多,混凝土T?缩越大。水泥颗粒越细,干缩也越人。采用掺混合材料的硅酸盐水泥配制的混凝土,比用普通

水泥配制的混凝土干缩率大,其中火山灰水泥混凝土的干缩率最大,粉煤灰水泥混凝土的干缩率较小。

B水灰比影响

当混凝土屮的水泥用量不变时,混凝土的干缩率随水灰比的增人而增加,鴉性混凝十?的干缩

率较干性混凝土大得多。混凝土单位用水虽的多少,是影响其干缩率的重要因索。

C集料质量的影响

当混凝土采用集料的吸水率较大、含泥量较多时,会增加混凝土的十缩性。所用集料的弹性模量越大,其干缩越小。集料最大粒径较大、级配较好时,由于能减少水泥浆用量,混凝土干缩率较小

混凝土的分类(了解)

混凝土按照表面密度的大小一般可分为重、普通、轻混凝土。

混凝土按用途口J分为结构混凝土、防水混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、耐火混凝土、收缩补偿混凝土、喷射混凝土、装饰混凝土、人体积混凝土、防辐射混凝土、膨胀混凝土、道路混凝土、纤维增强混凝土等。

混凝土按所用胶凝材料可分为水泥混凝土、硅酸盐混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝上、

沥青混凝土、聚合物混凝土、树脂混凝土等。

混凝土按牛产和施工方法可分为预拌混凝土(商甜混凝土)、泵送混凝土、压力灌浆混凝土(预填集料混凝土)、挤压混凝土、离心混凝土、真空吸水混凝土、碾压混凝土、热拌混凝土、喷射混凝土等。

新型无机非金属材料有哪些资料

新型无机非金属材料有哪些 新材料全球交易网 新型无机非金属材料有哪些?“新材料全球交易网”收集整理最全新型无机非金属材料知识点。更多增值服务,请关注“新材料全球交易网”。 一、重要概念 1、新型无机非金属材料 (1)是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。 (2)包括以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。 2、陶瓷 (1)从制备上开看,陶瓷是由粉状原料成型后在高温作用下硬化而形成的制品。 (2)从组分上来看,陶瓷是多晶、多相(晶相、玻璃相和气相)的聚集体。 3、玻璃 (1)狭义:熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机非金属物质。 (2)一般:若某种材料显示出典型的经典玻璃所具有的各种特征性质,则不管其组成如何都可称为玻璃(具有玻璃转变温度 Tg)。 玻璃转变温度:玻璃态物质在玻璃态和高弹态之间相互转化的温度。 具有Tg的非晶态新型无机非金属材料都是玻璃。 4、水泥 凡细磨成粉末状,加入适量水后,可成为塑性浆体,能在空气或水中硬化,并能将砂、石、钢筋等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料,通称为水泥。 5、耐火材料 耐火度不低于1580℃的新型无机非金属材料 6、复合材料 由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观(微观)上组成具有新性能的材料。 通过复合效应获得原组分所不具备的性能。可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联,从而获得更优秀的性能。 二、陶瓷知识点 1、陶瓷制备的工艺步骤 原材料的制备→坯料的成型→坯料的干燥→制品的烧成或烧结 2、陶瓷的天然原料 (1)可塑性原料:黏土质陶瓷成瓷的基础(高岭石、伊利石、蒙脱石) (2)弱塑性原料:叶蜡石、滑石 (3)非塑性原料:减塑剂——石英;助熔剂——长石 3、坯料的成型的目的

化学无机非金属材料的专项培优练习题(含答案)及答案解析

化学无机非金属材料的专项培优练习题(含答案)及答案解析 一、无机非金属材料练习题(含详细答案解析) 1.某混合物X由Na2O、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成.某校兴趣小组以两条途径分别对X进行如下实验探究. 下列有关说法不正确的是() A.由Ⅱ可知X中一定存在SiO2 B.无法判断混合物中是否含有Na2O C.1.92 g固体成分为Cu D.15.6 g混合物X中m(Fe2O3):m(Cu)=1:1 【答案】B 【解析】 途径a:15.6gX和过量盐酸反应生成蓝色溶液,所以是铜离子的颜色,但是金属Cu和盐酸不反应,所以一定含有氧化铁,和盐酸反应生成的三价铁离子可以和金属铜反应,二氧化硅可以和氢氧化钠反应,4.92g固体和氢氧化钠反应后,固体质量减少了3.0g,所以该固体为二氧化硅,质量为3.0g,涉及的反应有:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+,SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O,又Cu与NaOH不反应,1.92g固体只含Cu;结合途径b可知15.6gX和足量水反应,固体质量变为6.4g,固体质量减少15.6g﹣6.4g=9.2g,固体中一定还有氧化钠,其质量为9.2g, A.由以上分析可知X中一定存在SiO2,故A正确; B.15.6gX和足量水反应,固体质量变为6.4g,只有氧化钠与水反应,混合物中一定含有Na2O,故B错误; C.Cu与NaOH不反应,1.92g固体只含Cu,故C正确; D.设氧化铁的物质的量是x,金属铜的物质的量是y,由Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、 Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+得出:Fe2O3~2Fe3+~Cu,则160x+64y=6.4,64y﹣64x=1.92,解得 x=0.02mol,y=0.05mol,所以氧化铁的质量为0.02mol×160g/mol=3.2g,金属铜的质量为0.05mol×64g/mol=3.2g,则原混合物中m(Fe2O3):m(Cu)=1:1,故D正确; 【点评】本题考查了物质的成分推断及有关化学反应的简单计算,侧重于学生的分析和计算能力的考查,为高考常见题型,注意掌握检验未知物的采用方法,能够根据反应现象判断存在的物质,注意合理分析题中数据,根据题中数据及反应方程式计算出铜和氧化铁的质量,难度中等. 2.下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是() ①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 ②水泥、玻璃、陶瓷都是硅酸盐产品 ③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维

无机非金属材料的主角——硅重点知识归纳及典型习题

重 点 突 破 锁定高考热点 探究规律方法 熔沸点高,硬度大,其中金刚石为硬度最大的物质。 2.一般情况,非金属元素单质为绝缘体,但硅为半导体,石墨为电的良导体。 3.一般情况,较强氧化剂+较强还原剂===较弱氧化剂+较弱 还原剂,而碳却能还原出比它更强的还原剂:SiO 2+2C===== 高温Si +2CO ↑,FeO +C===== 高温Fe +CO ↑。 4.硅为非金属,却可以和强碱溶液反应,放出氢气: Si +2NaOH +H 2O===Na 2SiO 3+2H 2↑。 5.一般情况,较活泼金属+酸===盐+氢气,然而Si 是非金属,却能与氢氟酸发生反应:Si +4HF===SiF 4↑+2H 2↑。 6.一般情况,碱性氧化物+酸===盐+水,SiO 2是酸性氧化物,却能与氢氟酸发生反应:SiO 2+4HF===SiF 4↑+2H 2O 。 7.一般情况,较强酸+弱酸盐===较弱酸+较强酸盐。虽然酸 性:H 2CO 3>H 2SiO 3,却能发生如下反应:Na 2CO 3+SiO 2===== 高温Na 2SiO 3+CO 2↑。 8.一般情况,非常活泼金属(Na 、K 等)才能够置换出水中的氢, 但C +H 2O(g)=====高温CO +H 2 。 9.一般情况,非金属氧化物与水反应生成相应的酸,如SO 3+H 2O===H 2SO 4,但SiO 2不溶于水,不与水反应。 题组训练

1.某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半,该元素() A.在自然界中只以化合态的形式存在 B.单质常用作半导体材料和光导纤维 C.最高价氧化物不与酸反应 D.气态氢化物比甲烷稳定 解析该短周期非金属元素为Si,硅在自然界中只以化合态形式存在,A项正确;单质硅可用作半导体材料,而光导纤维的主要成分是SiO2,B项错误;Si的最高价氧化物为SiO2,其可以与氢氟酸反应,C项错误;由于非金属性Si

建材混凝土属于无机非金属材料的介绍

建材混凝土属于无机非金属材料介绍 作者:

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1. 常用的建材混凝土属于无机非金属材料 2. 孔隙率增大,材料的表观密度降低 3. 属于气硬性胶凝材料的是石膏 4. 下列材料属于非活性材料的是石灰,石 粉 5. 对于大体混凝土工程应选择矿渣 6. 材料在水中吸收水分的性质称为吸水性 7. 含水率为10% 的湿沙200g ,其水的质量为18 ,2 克 8. 不属于气硬性胶凝材料的是水泥 9. 为了缓水泥的凝结时间,在生产水泥时必须掺入适量石膏 10. 对通用水泥体积安定性不符合标准规定为废品

11. 混凝土配合比例设计中,水灰比的值是 根据混凝土的强度及耐久性要求来确定 12. 选择混凝土骨料时,应使其总表面积少,孔隙率少 13. 普通混凝土立方体强度测试,采用200mm,200mm,200mm, 的试件,其强度换算系数为1,05 14. 普通碳素结构钢随钢号的增加,钢材的强度增加,塑性降低 15. 伸长率是衡量钢材的塑性指标 1.同种材料的孔隙率越小,材料的强度越高,当材料的孔隙率一定时,闭口孔隙率越多,材料的绝热性越好

2 .建筑工程中的花岗岩属于深层岩,大理石属于 变质岩,石灰石属于沉积岩 3 .建筑石膏的化学式是CaSO 4 ? 1/2 H2O ,天然石膏的化学式是 CaSO 4 ? 2H 2O 4 .硅酸盐水泥孰料的矿物主要有硅酸三钙,硅酸二钙,铝酸三钙和铁铝酸四钙,其中决定水泥强度的主要矿物是硅酸2 钙和硅酸3 钙 5 .混凝土拌合物的和易性包括流动性,粘聚性和保水性三个方面等含义,其流动通常采用坍落度或维勃稠度仪两种方法来测定 6 .砂浆的流动性大小用沉入度指标来表示7.碳素结构钢牌号Q235-AF 的含义是:屈服点为235N/mm2 的A 级沸腾钢

无机非金属材料物理化学知识点整理完整版

无机非金属材料物理化学知识点整理无机非金属材料为北航材料学院2009年考研新加科目,考试内容包括大三金属方向限选课《无机非金属材料物理化学》(60%左右)和大四金属方向限选课《特种陶瓷材料》(40%左右)。参考书:陆佩文主编《无机材料科学基础》,武汉理工大学出版社,1996年。本资料由陆晨整理录入。祝愿大家考出好成绩。 第一章无机非金属材料的晶体结构 第一节:概述 一、晶体定义:晶体是内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。 二、晶体结构=空间点阵+结构单元 三、晶体的基本性质: 1、均一性 2、各向异性 3、自限性 4、对称性 5、稳定性 四、对称性、对称元素、七大晶系、十四种布拉菲格子 结晶符号1、晶面符号——米勒指数(hkl) 2、晶棱符号[ uvw] PS:其实只要看了金属学,这些就都会了,懒得写了… 第二节:晶体化学 一、离子键、共价键、金属键、分子间力、氢键定义、特点(大家都知道的东西…) 二、离子极化: 三、鲍林规则(重点): 鲍林第一规则──配位多面体规则,其内容是:“在中,在正离子周围形成一个负离子多面体,正负离子之间的距离取决于离子半径之和,正离子的配位数取决于离子半径比”。 鲍林第二规则──电价规则指出:“在一个稳定的离子晶体结构中,每一个负离子电荷数等于或近似等于相邻正离子分配给这个负离子的静电键强度的总和,其偏差≤1/4价”。静电键强度S=正离子数Z+/正离子配位数n ,则负离子数Z

=∑Si=∑(Zi+/ni)。 鲍林第三规则──多面体共顶、共棱、共面规则,其内容是:“在一个配位结构中,共用棱,特别是共用面的存在会降低这个结构的稳定性。其中高电价,低配位的正离子的这种效应更为明显”。 鲍林第四规则──不同配位多面体连接规则,其内容是:“若晶体结构中含有一种以上的正离子,则高电价、低配位的多面体之间有尽可能彼此互不连接的趋势”。例如,在镁橄榄石结构中,有[SiO4]四面体和[MgO6]八面体两种配位多面体,但Si4+电价高、配位数低,所以[SiO4]四面体之间彼此无连接,它们之间由[MgO 6]八面体所隔开。 鲍林第五规则──节约规则,其内容是:“在同一晶体中,组成不同的结构基元的数目趋向于最少”。例如,在硅酸盐晶体中,不会同时出现[SiO4]四面体和[[Si2 O7]双四面体结构基元,尽管它们之间符合鲍林其它规则。这个规则的结晶学基础是晶体结构的周期性和对称性,如果组成不同的结构基元较多,每一种基元要形成各自的周期性、规则性,则它们之间会相互干扰,不利于形成晶体结构。 第三节:典型的晶体结构(参考课件或复印的资料) 型 型 型 和A2X5型 型 型 型 8.硅酸盐晶体结构 第二章无机非金属材料的晶体缺陷 第一节:晶体缺陷:点缺陷、线缺陷、面缺陷(参考金属学吧…) 第二节:缺陷化学反应表示法(重点) 一、点缺陷符号: 克罗格-明克(Kroger-Vink)符号 ①主符号,表明缺陷种类; ②下标,表示缺陷位置;“i”表示填隙位置 ③上标,表示缺陷有效电荷,“?”表示有效正电荷,用“'”表示有效负电荷,用“?”表示有效零电荷,零电荷可以省略 ①空位:V VM ——M 原子空位 VX ——X 原子空位 在金属材料中,只有原子空位 对于离子晶体,如果只是M2+ 离子离开了格点形成空位,而将 2 个电子留在

无机非金属材料的应用现状与发展趋势

非金属材料的应用现状与发展趋势 无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后,随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。无机非金属材料工程是材料学中的一个专业。无机非金属材料工程是为了培养具备无机非金属材料及其复合材料科学与工程方面的知识,能在无机非金属材料结构研究与分析、材料的制备、材料成型与加工等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。 本专业学生主要学习无机非金属材料及复合材料的生产过程、工艺及设备的基础理论、组成、结构、性能及生产条件间的关系,具有材料测试、生产过程设计、材料改性及研究开发新产品、新技术和设备及技术管理的能力。我国无机非金属材料工业的发展中存在很多问题,特别是传统的无机非金属材料与国外先进水平有非常大的差距,主要有: (1) 产品等级低 在传统无机非金属材料中,无论是水泥、玻璃还是陶瓷的产品等级普遍偏低。例如:发达国家的水泥熟料强度一般都在70MPa以上,而我国平均强度仅为50 MPa。我国高等级水泥(ISO≥)仅占18%,大量生产的是中、低等级水泥(ISO≤),而很多发达国家的高等级水泥占90%以上。 (2) 资源消耗高 在资源的消耗方面,水泥和陶瓷工业更为突出。由于大量的无序开采,未能充分利用有限资源,造成了极大浪费。例如:生产水泥熟料的主要原料是相对优质的石灰石,其化学成份须满足CaO含量不低于45%、MgO不高于3%等要求。我国符合水泥生产要求,可以使用的量仅约250亿吨。目前每年生产水泥消耗的优质石灰石约亿吨,因此该储量仅可生产水泥熟料约200亿吨,仅能提供约40年的水泥生产

高考化学专题复习无机非金属材料的推断题综合题

高考化学专题复习无机非金属材料的推断题综合题 一、无机非金属材料练习题(含详细答案解析) 1.下列叙述正确的是 ①久置于空气中的氢氧化钠溶液,加盐酸时有气体产生 ②浓硫酸可用于干燥氢气、碘化氢等气体,但不能干燥氨气、二氧化氮气体 ③Na2O2与水反应,红热的Fe与水蒸气反应均能生成碱 ④玻璃、水泥、水晶项链都是硅酸盐制品 ⑤浓硫酸与铜反应既体现了其强氧化性又体现了其酸性 ⑥氢氧化铁胶体与氯化铁溶液分别蒸干灼烧得到相同的物质 A.①④⑤B.①⑤⑥C.②③④D.④⑤⑥ 【答案】B 【解析】 试题分析:①久置于空气中的氢氧化钠溶液和空气中的CO2反应生成变为碳酸钠,碳酸钠可以和盐酸反应生成氯化钠、水以及二氧化碳,①正确;②浓硫酸具有吸水性和强氧化性,浓硫酸可用于干燥中性、酸性且不具有还原性的气体,不能干燥还原性的碘化氢气体,不能干燥碱性气体如氨气等,②错误;③红热的铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,没有碱生成,③错误;④玻璃、水泥主要成分是硅酸盐,都是硅酸盐制品,水晶的主要成分是二氧化硅,不属于硅酸盐制品,④错误;⑤浓硫酸具有酸性、吸水性、脱水性和强氧化性,浓硫酸与铜反应既体现了其强氧化性又体现了其酸性,⑤正确;⑥氯化铁属于强酸弱碱盐,溶液中铁离子水解生成氢氧化铁和HCl,加热促进水解,氯化铁胶体加热会聚沉,两者均产生红褐色沉淀氢氧化铁,灼烧后产物都是三氧化二铁,⑥正确.答案选B。 考点:考查常见物质的性质与用途。 2.下列各项操作中不发生先沉淀后溶解现象的是() ①向饱和碳酸钠溶液中通入过量CO2②向Fe(OH)3胶体中逐滴滴入过量的H2SO4 ③向Ba(NO3)2溶液中通入过量SO2④向石灰水中通入过量CO2 ⑤向硅酸钠溶液中滴入过量的盐酸. A.①②③B.①②⑤C.①②③⑤D.①③⑤ 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 ①中发生的反应是Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,NaHCO3比Na2CO3溶解度小但质量大,且反应中中消耗H2O,所以有沉淀析出且不溶解,符合;②向Fe(OH)3胶体中加入H2SO4首先发生胶体的聚沉,出现Fe(OH)3沉淀,H2SO4过量,Fe(OH)3与H2SO4反应而溶解,不符合;③硝酸钡溶液中通入二氧化硫,二氧化硫溶于水生成亚硫酸,酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性,能氧化亚硫酸为硫酸,溶液中生成硫酸钡沉淀,现象是只生成沉淀,③符合;④向澄清石灰水中通入过量的CO2,先生成碳酸钙沉淀,后沉淀溶解生成碳酸氢钙溶液,反

无机非金属材料总结(完整版)

第一章 1. 粘土的定义:是一种颜色多样,细分散的多种含水铝硅酸盐矿物的混合体。 粘土是自然界中硅酸盐岩石(主要是长石)经过长期风化作用而形成的一种疏松的或呈胶状致密的土状或致密块状矿物,是多种微细矿物和杂质的混合体。 2. 粘土的成因:各种富含硅酸盐矿物的岩石经风化,水解,热液蚀变等作用可变为粘土。一次粘土(原生粘土)风化残积型:母岩风化后残留在原地所形成的粘土。(深层的岩浆岩(花岗岩、伟晶岩、长石岩)在原产地风化后即残留在原地,多成为优质高岭土的矿床,一般称为一次粘土)。 二次粘土(次生粘土)沉积型:风化了的粘土矿物借雨水或风力的迁移作用搬离母岩后,在低洼地方沉积而成的矿床,成为二次粘土。 一次粘土与二次粘土的区别: 分类化学组成耐火度成型性 一次粘土较纯较高塑性低 二次粘土杂质含量高较低塑性高 3. 高岭土、蒙脱土的结构特点: 高岭土晶体结构式:Al4[Si4O10](OH)8,1:1型层状结构硅酸盐,Si-O四面体层和Al-(O,OH)八面体层通过共用氧原子联系成双层结构,构成结构单元层。层间以氢键相连,结合力较小,所以晶体解理完全并缺乏膨胀性。 蒙脱土(叶蜡石)是2:1型层状结构,两端[SiO4]四面体,中间夹一个[AlO6]八面体,构成单元层。单元层间靠氧相连,结合力较小,水分子及其它极性分子易进入晶层中间形成层间水,层间水的数量是可变的。 4. 粘土的工艺特性:可塑性、结合性、离子交换性、触变性、收缩、烧结性。 1)可塑性:粘土—水系统形成泥团,在外力作用下泥团发生变形,形变过程中坯泥不开裂, 外力解除后,能维持形变,不因自重和振动再发生形变,这种现象称为可塑性。 表示方法:可塑性指数、可塑性指标 可塑性指数(w):W=W2-W1W降低——泥浆触变厚化度大,渗水性强,便于压滤榨泥。 W1塑限:粘土或(坯料)由粉末状态进入塑性状态时的含水量。 W2液限:粘土或(坯料)由粉末状态进入流动状态时的含水量。 塑限反映粘土被水润湿后,形成水化膜,使粘土颗粒能相对滑动而出现可塑性的含水量。 塑限高,表明粘土颗粒的水化膜厚,工作水分高,但干燥收缩也大。 液限反映粘土颗粒与水分子亲和力的大小。W2上升表明颗粒很细,在水中分散度大,不易干燥,湿坯强度低。 可塑性指标:在工作水分下,粘土(或坯料)受外力作用最初出现裂纹时应力与应变的乘积,也可以以这时的相应含水率表示。 反应粘土的成型性能:应力大,应变小——挤坯成型;应力小,应变大——旋坯成型根据粘土可塑指数或可塑指标分类: i.强塑性粘土:指数>15或指标>3.6 ii.中塑性粘土:指数7~15,指标2.5~3.6 iii.弱塑性粘土:指数l~7,指标<2.5 iv.非塑性粘土:指数<1。 2)结合性:粘土的结合性是指粘土能够结合非塑性原料而形成良好的可塑泥团,并且有一

考研复试题库无机非金属材料工艺学

一、名词解释 1.无机非金属材料无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物、 以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐和非氧化物等物质组成的材料。是除金属材料和有机高分子材料以外的所有材料的统称。 2.玻璃玻璃是由熔融物冷却、硬化而得到的非晶态固体。其内能和构形熵高于相应的晶体,其结构为 短程有序,长程无序。 3.水泥凡细磨成粉末状,加入适量水后成为塑性浆体,既能在空气中硬化,又能在水中硬化,并能将 砂、石等散粒或纤维材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料,统称为水泥。 4.陶瓷陶瓷是以无机非金属天然矿物或化工产品为原料,经原料处理、成型、干燥、烧成等工序制 成的产品。是陶器和瓷器的总称。 5.澄清剂凡在玻璃熔制过程中能分解产生气体,或能降低玻璃黏度,促进排除玻璃液中气泡的物质称 为澄清剂。 6.胶凝材料凡能在物理、化学作用下,从浆体变成坚固的石状体,并能胶结其它物料而具有一定机械 强度的物质,统称为胶凝材料,又称胶结料。 7.烧成烧成通常是指将初步密集定形的粉块(生坯)经高温烧结成产品的过程。其实质是将粉料集合体 变成致密的、具有足够强度的烧结体,如砖瓦、陶瓷、耐火材料等。 8.玻璃形成体能单独形成玻璃,在玻璃中能形成各自特有的网络体系的氧化物,称为玻璃的网络形成 体。如SiO2,B2O3和P2O5等。 9.水硬性胶凝材料在拌水后既能在空气中硬化又能在水中硬化的材料称为水硬性胶凝材料,如各种水 泥等。 10.玻璃的化学稳定性玻璃抵抗水、酸、碱、盐、大气及其它化学试剂等侵蚀破坏的能力,统称为玻璃 的化学稳定性。 11.凝结时间水泥从加水开始到失去流动性,即从流体状态发展到较致密的固体状态,这个过程所需要 的时间称凝结时间。 12.玻璃调整体凡不能单独生成玻璃,一般不进入网络而是处于网络之外的氧化物,称为玻璃的网络外 体。它们往往起调整玻璃一些性质的作用。常见的有Li2O,Na2O,K2O,MgO,CaO,SrO和BaO等。 13.坯、釉适应性坯、釉适应性是指熔融性能良好的釉熔体,冷却后与坯体紧密结合成完美的整体不开 裂、不剥脱的能力。 14.假凝假凝是指水泥的一种不正常的早期固化或过早变硬现象。在水泥用水拌和的几分钟内物料就 显示凝结。假凝放热量极微,而且经剧烈搅拌后,浆体又可恢复塑性,并达到正常凝结,对强度并无不利影响;但仍会给施工带来一定困难。 15.水泥混凝土由水泥、颗粒状集料以及必要时加入化学外加剂和矿物掺和料,经合理配合的混合料, 加水拌合硬化后形成具有凝聚结构的材料。 16.急凝急凝是指水泥的一种不正常的早期固化或过早变硬现象。在水泥用水拌和的几分钟内物料就显 示凝结。急凝放热,急凝往往是由于缓凝不够所引起,浆体已具有一定强度,重拌并不能使其再具塑性。 17.玻璃熔化玻璃配合料经过高温加热转变为化学组成均匀的、无气泡的、并符合成型要求的玻璃液的 过程。 18.玻璃中间体一般不能单独形成玻璃,其作用介于网络形成体和网络外体之间的氧化物,称之为中间 体,如 A12O3,BeO,ZnO,镓Ga2O3,TiO2、PbO等。 19.IM 铝率又称铁率,其数学表达式为: IM = Al2O3/Fe2O3 铝率表示熟料中氧化铝与氧化铁含量的 质量比,也表示熟料熔剂矿物中铝酸三钙与铁铝酸四钙的比例。 20.萤石含率萤石含率指由萤石引入的CaF2 量与原料总量之比,即:萤石含率=萤石含量×CaF2含量/ 原料总量×100% 21.煅烧指物料经过高温,合成某些矿物或使矿物分解获得某些中间产物的过程。 22.SM 硅率,又称为硅酸率,其数学表达式是:SM=SiO2/(Al2O3+Fe2O3) 硅率是表示熟料中氧化硅含量

无机非金属材料知识点

无机非金属材料知识点 一、重要概念 1、无机非金属材料 ①以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。 ②是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。 2、陶瓷 ①从制备上开看,陶瓷是由粉状原料成型后在高温作用下硬化而形成的制品。 ②从组分上来看,陶瓷是多晶、多相(晶相、玻璃相和气相)的聚集体。 3、玻璃 ①狭义:熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机物质 ②一般:若某种材料显示出典型的经典玻璃所具有的各种特征性质,则不管其组成如何都可称为玻璃(具有玻璃转变温度 Tg)。 玻璃转变温度:热膨胀系数和比热等物理性质的突变温度。 具有Tg的非晶态材料都是玻璃。 4、水泥 凡细磨成粉末状,加入适量水后,可成为塑性浆体,既能在空气中硬化,又能在水中硬化,并能将砂、石、钢筋等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料,通称为水泥。 5、耐火材料 耐火度不低于1580℃的无机非金属材料 6、复合材料 复合材料是两种或两种以上物理、化学性质不同的物质组合而成的一种新的多相固体材料。 通过复合效应获得原组分所不具备的性能。可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联,从而获得更优秀的性能。 二、陶瓷知识点 1、陶瓷制备的工艺步骤 原材料的制备→坯料的成型→坯料的干燥→制品的烧成或烧结 2、陶瓷的天然原料 ①可塑性原料:黏土质陶瓷成瓷的基础(高岭石、伊利石、蒙脱石) ②弱塑性原料:叶蜡石、滑石 ③非塑性原料:减塑剂:石英助熔剂:长石

3、坯料的成型的目的 将坯料加工成一定形状和尺寸的半成品,使坯料具有必要的机械强度和一定的致密度 4、陶瓷的成型方法 ①可塑成型:在坯料中加入水或塑化剂,制成塑性泥料,然后通过手工、挤压或机加工成型;(传统陶瓷) ②注浆成型:将浆料浇注到石膏模中成型 ③压制成型:在金属模具中加较高压力成型;(特种陶瓷) 5、烧结 将初步定型密集的粉块(生坯)高温烧成具有一定机械强度的致密体。 固相烧结:烧结发生在单纯的固体之间 液相烧结:有液相参与,加助溶剂产生液相 好处:降低烧结温度,促进烧结 6、陶瓷的组织结构:晶相、玻璃相、气相 ①晶相:陶瓷的主要组成;分为主晶相和次晶相 ②玻璃相:玻璃相对陶瓷的机械强度、介电性能、耐热性等不利,不能成为陶瓷的主导组成部分。 玻璃相在陶瓷中的作用:粘结:粘结晶粒,填充空隙,提高致密度 降低烧成温度,促进烧结 ③气相:气孔;降低强度,造成裂纹。 7、陶瓷力学性能的特点 ①硬度:高②强度:抗拉强度很低、抗压强度非常高 ③塑性:塑性极差④韧性:韧性差、脆性大 8、陶瓷热学性能的特点 ①导热性:差,良好的绝热材料 ②热稳定性(抗热震性):概念:材料承受温度的急剧变化而不至于被破坏的能力。陶瓷抗热震性一般较差 9、结构陶瓷 ①概念:能作为工程结构材料使用的陶瓷,一般具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐磨损、耐高温、耐腐蚀、抗氧化等优异性能,可以承受金属材料和高分子材料难以胜任的严酷工作环境。 ②常见种类:Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4…陶瓷 ③应用:…… 10、陶瓷增韧技术:【机理:阻碍裂纹的扩展】 ①相变增韧:相变可吸收能量;体积膨胀可松弛裂纹尖端的拉应力,甚至产生

无机非金属材料工程专业介绍及就业前景

无机非金属材料工程专业介绍及就业前景 无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后,随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。 成分结构 在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂,并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。 硅酸盐材料是无机非金属材料的主要分支之一,硅酸盐材料是陶瓷的主要组成物质。 应用领域 无机非金属材料品种和名目极其繁多,用途各异,因此,还没有一个统一而完善的分类方法。通常把它们分为普通的(传统的)和先进的(新型的)无机非金属材料两大类。传统的无机非金属材料是工业和基本建设所必需的基础材料。如水泥是一种重要的建筑材料;耐火材料与高温技术,尤其与钢铁工业的发展关系密切;各种规格的平板玻璃、仪器玻璃和普通的光学玻璃以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和电瓷等与人们的生产、生活休戚相关。它们产量大,用途广。其他产品,如搪瓷、磨料(碳化硅、氧化铝)、铸石(辉绿岩、玄武岩等)、碳素材料、非金属矿(石棉、云母、大理石等)也都属于传统的无机非金属材料。新型无机非金属材料是20世纪中期以后发展起来的,具有特殊性能和用途的材料。它们是现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。主要有先进陶瓷(advanced ceramics)、非晶态材料(noncrystal material〉、人工晶体〈artificial crys-tal〉、无机涂层(inorganic coating)、无机纤维(inorganic fibre〉等。 传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的比较传统无机非金属材料新型无机非金属材料具有性质稳定,抗腐蚀耐高温等优点,但质脆,经不起热冲击。除具有传统无机非金属材料的优点外,还有某些特征如:强度高、具有电学、光学特性和生物功能等。 业务培养目标: 本专业培养具备无机非金属材料及其复合材料科学与工程方面的知识,能在

无机非金属材料的分类

无机非金属材料的分类 (1)传统陶瓷(其中,瓷是在陶的基础上上一层釉) 陶瓷在我国有悠久的历史,是中华民族古老文明的象征。从西安地区出土的秦始皇陵中大批陶兵马俑,气势宏伟,形象逼真,被认为是世界文化奇迹,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。 传统陶瓷材料的主要成分是硅酸盐,自然界存在大量天然的硅酸盐,如岩石、土壤等,还有许多矿物如云母、滑石、石棉、高岭石等,它们都属于天然的硅酸盐。此外,人们为了满足生产和生活的需要,生产了大量人造硅酸盐,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。硅酸盐制品性质稳定,熔点较高,难溶于水,有很广泛的用途。 硅酸盐制品一般都是以黏土(高岭土)、石英和长石为原料经高温烧结而成。黏土的化学组成为Al?O3·2SiO?·2H?O,石英为SiO?,长石为K?O·Al?O3·6SiO?(钾长石)或Na2O·Al2O3·6SiO2(钠长石)。这些原料中都含有SiO2,因此在硅酸盐晶体结构中,硅与氧的结合是最重要也是最基本的。 硅酸盐材料是一种多相结构物质,其中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]是硅酸盐结构的基本单元。在硅氧四面体中,硅原子以sp杂化轨道与氧原子成键,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)精细陶瓷 精细陶瓷的化学组成已远远超出了传统硅酸盐的范围。例如,透明的氧化铝陶瓷、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材料,是传统陶瓷材料的发展。精细陶瓷是适应社会经济和科学技术发展而发展起来的,信息科学、能源技术、宇航技术、生物工程、超导技术、海洋技术等现代科学技术需要大量特殊性能的新材料,促使人们研制精细陶瓷,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进展,下面选择一些实例做简要的介绍。 高温结构陶瓷汽车发动机一般用铸铁铸造,耐热性能有一定限度。由于需要用冷却水冷却,热能散失严重,热效率只有30%左右。如果用高温结构陶瓷制造陶瓷发动机,发动机的工作温度能稳定在1 300 ℃左右,由于燃料充分燃烧而又不需要水冷系统,使热效率大幅度提高。用陶瓷材料做发动机,还可减轻汽车的质量,这对航天航空事业更具吸引力,用高温陶瓷取代高温合金来制造飞机上的涡轮发动机效果会更好。 目前已有多个国家的大的汽车公司试制无冷却式陶瓷发动机汽车。我国也在1990年装配了一辆并完成了试车。陶瓷发动机的材料选用氮化硅,

最新无机非金属材料工学知识点总结

1.为什么北方常采用烧氧化焰而南方烧还原焰? 答:我国北方制瓷原料大多采用二次高岭土与耐火粘土,含铁较少而含氧化钛、有机物较多,坯体粘性和吸附性较强,适宜用氧化气氛烧成。 南方制瓷原料大多采用原生高岭土和瓷石,含铁量较多而含氧化钛、有机物较少,粘性和吸附性较小,适宜用还原气氛烧成。 2.与金属材料相比,无机非金属材料在性能上有那些特点?原因是什么? 答:无机非金属材料的化学组分主要由元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物、以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐和非氧化物等物质,其化学键主要为离子键或离子—共价混合键。因此,无机非金属材料的基本属性主要体现为高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高抗压良好的抗氧化性、隔热性,优良的介电、压电、光学、电磁性能及其功能转换特性等。但大多数无机非金属材料具有抗拉强度低、韧性差等缺点。 3.玻璃浮法成型的原理? 答:玻璃液从池窑连续流入并浮在有还原气氛保护的锡液上,由于各物相界面张力和重力的综合作用,摊成厚度均匀,上下两平面平行,平整和火抛光的玻璃带,经冷却硬化后脱离锡液,再经退火、切割而得到浮法玻璃。 4.采用陶瓷注浆成型时坯料应满足哪些要求?为什么? 答:1)流动性好。保证泥浆浇注成形时要能充满模型的各个部位。 2)悬浮性好。浆料中各种固体颗粒能在较长的一段时间悬浮而不沉淀的性质称为泥浆的悬浮性。它是保证坯体组分均匀和泥浆正常输送、贮放的重要性能之一。 3)触变性适当。受到振动和搅拌时,泥浆粘度会降低而流动性增加,静置后又恢复原状,此外,泥浆放置一段时间后,在维持原有水分的情况下也会变稠,这种性质称为触变性。泥浆触变性过大,容易堵塞泥浆管道,且坯体脱模后易塌落变形;触变性过小,生坯强度较低,影响脱模和修坯。 4)滤过性好。滤过性也称渗 模性,是指泥浆能够在石膏模中滤水成坯的性能。滤过性好,则成坯速率较快。当细颗粒过多时,易堵塞石膏模表面的微孔脱水通道,不利于成坯。熟料和瘠性原料较多时有利于泥浆的脱水成坯。 5.陶瓷制品开裂的主要原因? 答:生坯在搬运过程中因被碰而产生的细微裂纹;坯体入窑水分过高、升温过急;高温阶段生温太快,收缩过大;坯体在晶体型转化阶段冷却过快;器形设计不合理。 6.实际生产中应该如何选择陶瓷的成型方法? 答:1)产品的形状、大小、厚薄等。一般形状复杂或较大,壁较薄的产品,可采用注浆法成形;而具有简单回转体形状的器皿可采用最常用的旋压、滚压法可塑成形。

高一化学人教版必修第二册 第五章 第三节 无机非金属材料

无机非金属材料 核心知识点一: 一、硅酸盐材料 硅酸盐是由盐、氧和金属组成的化合物的总称,在自然界分布极广。硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质,大多不溶于水,化学性质很稳定。 1. 硅酸 (1)物理性质 不溶于水、无色透明、胶状(硅胶)。 硅胶多孔,吸附水分能力强,常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂,也可以用催化剂的载体。 (2)化学性质 ①弱酸性:所以在与碱反应时只能与强碱反应

H2SiO3 + 2NaOH=Na2SiO3 + H2O H2SiO3 + 2OH-=SiO32-+ 2H2O 比碳酸酸性弱:Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+ H2SiO3 ②硅酸的热稳定性较弱,受热易分解为SiO2和水:H2SiO3H2O+SiO2 (3)制备方法 由于SiO2不溶于水,所以硅酸只能用间接的方法制取,一般用可溶性硅酸盐+酸制得。 Na2SiO3 + 2HCl=2NaCl + H2SiO3 ↓ SiO32-+ 2H+=H2SiO3 ↓ 【注意】①硅酸不溶于水,不能用SiO2与水反应制取硅酸 ②硅酸的酸性比碳酸的酸性还弱,所以往可溶性硅酸盐溶液中通入CO2也可以制取硅酸: Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3 ↓ SiO32-+CO2+H2O=CO32-+H2SiO3 ↓ ③如前所述, SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑,该反应在高温条件下进行,有利于CO2从体系中挥发出来,而SiO2为高熔点固体,不能挥发,所以反应可以进行,符合难挥发性酸酐制取易挥发性酸酐的原理;而上述反应“Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+ H2SiO3↓”可以进行,是因为该反应是在溶液中进行的,符合复分解反应的原理,两者反应原理不矛盾【想一想】碳酸和硅酸的酸性比较 2. 硅酸钠 (1)物理性质:最简单的硅酸盐是硅酸钠(Na2SiO3),可溶于水,其水溶液俗称水玻璃,是制备硅胶和木材防火剂等的原料。 【注意】①硅酸钠溶液可用玻璃瓶盛装,但是不能用玻璃塞,应用橡胶塞或木塞。 ②玻璃中含有二氧化硅,盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。 (2)化学性质

无机非金属材料的现状与前景

无机非金属材料的现状与前景 【摘要】无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。在材料学飞速发展的今天,无机非金属材料有这广阔的应用前景和良好的就业形势。 【关键字】无机非金属材料方向前景智能 1. 无机非金属材料的特点及应用 无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后,随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。 在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂,并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。 无机非金属材料品种和名目极其繁多,用途各异,因此,还没有一个统一而完善的分类方法。通常把它们分为普通的(传统的)和先进的(新型的)无机非金属材料两大类。 普通无机非金属材料的特点是:耐压强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀。此外,水泥在胶凝性能上,玻璃在光学性能上,陶瓷在耐蚀、介电性能上,耐火材料在防热隔热性能上都有其优异的特性,为金属材料和高分子材料所不及。但与金属材料相比,它抗断强度低、缺少延展性,属于脆性材料。与高分子材料相比,密度较大,制造工艺较复杂。

无机非金属材料实验教学的创新路径

无机非金属材料实验教学的创新路径 发表时间:2019-07-16T14:22:17.513Z 来源:《电力设备》2019年第6期作者:丁希玥 [导读] 【摘要】在现阶段的中国高等教育中,已经经历了许多探索和改革创新,许多新的人才模式在各个高校得到推广,而随着实验教学的人才培养模式的不断的推广和发展,一些问题也在不断浮现。 (佳木斯大学材料科学与工程学院2016级本科生 154000) 【摘要】在现阶段的中国高等教育中,已经经历了许多探索和改革创新,许多新的人才模式在各个高校得到推广,而随着实验教学的人才培养模式的不断的推广和发展,一些问题也在不断浮现。作为教育工作者,我们必须进行分析和思考,在实验教学人才培养模式的发展过程中进行总结和探索,进行新的人才培养模式的完善。在新时代的人才需求下,对现阶段高校的人才培养模式进行改革,以满足新形势下对高素质人才的需求,也使得我们的教育体系能够做出对新形势下经济发展建设的贡献。 【关键词】无机非金属;实验教学;教育创新 一、我国无机非金属材料专业出现的问题 (一)无机非金属材料专业人才与社会需求的脱节 随着我国高等教育的扩招,以及我国高等教育人数的快速增长,随着而来的却是我国社会上出现的用工难现象和毕业生找不到工作的现象。用人单位对于人才的要求越来越高,而高等教育却没能跟上社会的需求,对于学校的应届生用人单位大多不太乐意重新培训上岗,更愿意在社会上招收有经验的人员,而应届生因为在学校教育中的学习与社会现实情况的脱节,很容易导致学校学习内容对工作没有帮助[1]。 (二)专业课程与现实需求的脱节 一般的,对于学生的教育来说,是使用固定的教学内容和教学课程,在教材的更新上远远比不上经济的快速发展和用人单位的变化。而新的人才培养模式应该从课程设计到理论教学,从专业技能到综合理论知识,都是根据企业对人才的要求来设立标准,制定学习计划和考核内容。对学生的课程以实践的方式为主。因为实践型的人才培养模式对就业的注重,学生能够接触到社会现状和他们未来的就业压力,增加学生的学习积极性。 二、现阶段无机非金属材料专业的创新路径 (一)创新教学风格和新的教学方法 现阶段的高职教育中,学生们的身心状况与以前的学生不同。现在的学生更侧重于感知认知和理性的学习方法。传统的“教师教学,学生学习”教学方式已经不太合适现在的学生。这不仅需要学校引进新的课程组合模式,还需要学校改变过去的教学方法。这要求我们与时俱进,采用以项目为导向的教学风格和逆向讲座教学风格,包括以“学生为主体,教师起引导作用”的学习方式,使学生的学习由被动学习转向自动自主的学习方式。在学生不断熟悉课程,处理问题的过程中,可以使学生自行讨论以激发对学生们对差异的理解,学校要注意培养学生的思维模式。在教学方法中,采用开放式的教学方法,辅助以互动式,会议式,发散性思维等多种教学模式,这样可以增强学生的自主性和主动性,不易使学生产生厌倦的情绪,学生的疲劳程度也会随之降低[2]。 (二)加强对学生的思想道德教育 学生的基本职业素养包括了德育,体育和文化基础课程。在进行化工专业人才培养的过程中,学校应该加强对学生进行中国文化的教育,同时重视学生的体育锻炼,减少学校文化课的难度。长期以来,因为各种原因,我国的高职学生的整体人文素质不高,但高职的学生处于世界观人生观价值观建立的时期,需要教师们进行正确的价值引导。道德教育的重点是改善学生们的人格和精神生活,引入思想道德教育,有利于学生理解自我,自我完善,塑造良好的道德,逐步形成人,,逐步形成人与社会的良性关系。让学生掌握现在,期待未来,并学会安定下来。思想道德教育有利于学生树立正确的人生观,更快地成熟,自觉进入专业化学领域的学生生活中,有目的地学习与自己专业相关的文化知识。有些学生在刚开始学习的时候进度缓慢,学校应降低学习难度,避免学生厌恶,提高学生的学习兴趣。 (三)加深学生对于行业现状的认知 与此同时,学校应该让学生了解无机非金属材料行业的发展前景和趋势,尽量让学生站在国家发展的高度,了解行业的未来。以此增强学生的信心。在学生入学的第一个学期,建议开设无机非金属材料的专业课程。根据学生学习的进度,制定相应的专业课程以及相应教学内容。开展专业认知课程的教学模式允许学生在参加专业课程之前充分了解行业和专业的具体情况。使学生增加对无机非金属材料专业的兴趣,学生从担心这个行业的就业和安全问题,到慢慢接受无机非金属材料行业,再到逐渐喜欢这个职业[3]。 (四)增加学生的实践机会 在创新精神引导下的专业人才培养模式的目标是使学生能够增加实际工作能力,和增加学生在社会上的竞争力。但因为学校内部的实践条件非常有限,所以对学校来说,很难让学生在校园里体验到企业中的工作氛围和化工环境。在这种要求下,学校应该加强学校与企业之间的合作,并邀请经历过公司理论的员工来学校进行讲解。使企业的一线员工更多地参与教学指导当中。也可以把学生带到工厂进行观光和练习。让学生尽快感受到实际的企业情况,感受到工人们的创新精神和实干精神,培养学生理论能力的同时注重学生创新精神的培养。而创新精神引导下的专业人才培养模式的应用,能够很好的缓解这种社会需求和学校学习中的脱节,帮助学生增加工作经验,帮助用人单位解决招工难的问题。 总而言之,对于高等教育院校学生的专业素质培养是现阶段职业院校教育改革的重点。在高等教学体系中,培养学生的实践能力是非常重要的。在无机非金属材料理论教学中,实践精神应该融入人力资源培养的全过程。加强学生细致,专注和独立的精神品质。 参考文献: [1]朱艳超,郑克玉,黄绍龙, 等.无机非金属材料专业应用型人才培养模式探讨[J].教育教学论坛,2018,(40):186-187. [2]张军剑,李钢,罗旋.无机非金属材料工程专业实践教学体系构建[J].南方农机,2018,49(16):216. [3]胡标,徐望胜,庞贝贝, 等.无机非金属材料工程专业实践教学体系的改革与创新[J].安徽化工,2018,44(5):108-110.

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