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无机材料概论

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玻璃:

1.名词解释:桥氧、非桥氧、配位数。

桥氧:玻璃网络中作为两个成网多面体所共有顶角的氧离子,即起“桥梁”作用的氧离子。

非桥氧:仅与一个成网离子相键连,而不被两个成网多面体所共的氧离子则为非桥氧。

配位数:直接同中心离子(或原子)配位的原子数目叫中心离子(或原子)的配位数。

2.了解硅酸盐结构形态与桥氧与非桥氧之间的关系。

在无机非金属材料中,硅酸盐晶体结构有一个共同的特点,即均具有[SiO4]四面体,并遵循由此导出的硅酸盐结构定律。[PO4]四面体,[BO4]四面体,[BO3]三角体,[AlO4]四面体,[AlO6]八面体。

硅酸盐矿物的晶体结构中,最基本的结构单元是Si-O络阴离子。除硅灰石膏结构中 Si4+具有6次配位,形成Si-O6配位八面体而属于六氧硅酸盐外,其他所有硅酸盐矿物都属于四氧硅酸盐。其Si4+具有4次配位,形成Si-O4配位四面体。这样的硅氧四面体在结构中可以孤立地存在,彼此间由其他金属阳离子来连接。但硅氧四面体间经常还可通过共用角顶上的O2-(称为桥氧)而相互连接,从而构成四面体群、环、链、层和架等不同连接形式的所谓硅氧骨干。硅氧骨干与硅氧骨干之间再借助于其他金属阳离子来连接。

3.无机非金属材料与其它材料相比在结构性能上有哪些特点?

1)具有比金属键和纯共价键稳定的离子键和混合键——脆性。

2)比金属的晶体结构复杂,没有自由电子。

3)熔点高,硬度高,脆性大,透明度高,导电性低,抗化学腐蚀能力强。

4)绝大多数是绝缘体,导热系数低,受热变形小。

4.什么是玻璃态物质的四个通性?解释之。

1)各向同性

玻璃体的任何方向具有相同性质。就是说,玻璃态物质各个方向的硬度、弹性模量、热膨胀系数、热传导系数、折射率、导电率等都是相同的。

2)介稳性

玻璃处于介稳状态,就是说,从熔体冷却或其他方法形成玻璃时,系统所含的内能并不处于最低值。当玻璃从液态向固态转化时,玻璃的内能大于同组成晶体的内能,玻璃的体积大于同组成晶体的体积。从热力学的观点看,玻璃态是不稳定的,但从动力学的观点看,它又是稳定的。

3)性质变化的连续性和渐变性

在玻璃形成范围内,成分可以连续变化。因此在大部分情况下,玻璃的一些物理性质是玻璃中所含各氧化物特定的部分性质之和。

4)没有固定的熔点

玻璃在固态和熔融态间的转化是可逆的,没有固定的熔点。它由液态到固态是一个连续渐变的过程。

5.T g-T f玻璃转变温度区域的含义,及对玻璃结构、性质的研究有何意义?

1)T g—T f区域称为玻璃转变温度范围。T g—转变温度(转变点),T f—软化温度(软化点)。

2)在转变温度区域内的任一温度,玻璃熔体有对应于该温度的平衡结构,温度越低,粘度越大,达到平衡结构的速度越慢,需要的时间越长。

3)固态玻璃的性质是相对的,并不是一个常数。它与T g—T f区域的玻璃冷却速度有关。冷却速度越快,玻璃结构偏离平衡结构的程度越大,导致玻璃结构疏松,使玻璃密度、折射率等性质下降,冷却速度减慢,密度、折射率等性质上升。

4)在T g温度以下或T f温度以上,一般认为,冷却速度对玻璃结构性能影响不大。

5)研究这一温度区域内的玻璃转变,对玻璃的退火、分相、析晶、封接、成型等具有重要的实用意义。

6.解释玻璃态结构的晶子学说和无规则网络学说,概括并比较其结构特点。

无规则网络学说:原子在玻璃中和在晶体中的作用是相同的,应形成连续的、三维空间的网络,

但在玻璃中是不规则的,非周期性的,因而玻璃的内能大于晶体的内能,而晶体的结构是规则的、周期性的。

晶子学说:在玻璃中存在着有规则排列的微小区域,这种有规则排列的微小区域与晶体的晶格相比又是极度变形的,他是相对的,距晶子中心的距离越远,不规则程度越显著。

无规则网络学说着重说明了玻璃结构的连续性,无序性和均匀性,而晶子学说则比较强调玻璃的微观不均匀性和有序性。当前比较统一的看法是:玻璃结构具有近程有序,远程无序的特点。

7.石英玻璃具有哪些结构、性能特点?生产方法?

一般采用无规则网络学说的模型描述石英玻璃。[SiO4]是熔融石英和结晶态石英的基本机构单元。它的正负电荷重心重合,不带极性。并以顶角相连。Si-O键是极性共价键。其键能非常大。

性能:石英玻璃粘度大,机械强度高,热膨胀系数小,耐热耐化学稳定性好。

生产方法:间隙法、连熔法、气炼法。

8.氧化钙加入玻璃中一般来说会削弱玻璃的结构,但在钠硅玻璃中加入氧化钙反而加强了玻璃的结

构,这是为什么?

石英玻璃中,加入R2O使氧的比值增加,玻璃中的氧不可能由两个硅原子所共用,开始出现一个硅原子键合的氧原子,即非桥氧,使硅氧网络发生断裂,结果使玻璃结构减弱、疏松,导致玻璃的物理化学性能下降,如粘度、膨胀系数等。

而钠硅玻璃中加入CaO时,使玻璃的结构和性质发生明显的变化,主要表现在结构的加强,一系列物理化学性能变好,成为各种实用的钠硅玻璃的基础。钙的这种特殊作用来源于它本身的特性及其在结构中的地位。Ca2+的离子半径(0.099nm)与Na+(0.095nm)近似,但Ca2+的电荷比Na+大一倍,它的场强比钠大得多。它具有强化玻璃结构和限制钠离子活动的作用。

9.Na2O-CaO- SiO2玻璃系统非常实用,为什么?都用于哪些玻璃制品?

这主要由于该系统的玻璃使用的原料资源丰富,来源广泛,价格低廉,其生产工艺成熟、稳定,玻璃的综合性能(玻璃强度、化学稳定性、耐热性能等)优良。

应用于大多数实用玻璃,例如:瓶罐玻璃、器皿玻璃、保温瓶玻璃、灯泡玻璃、平板玻璃等。10.什么是硼氧反常性?什么是硼反常性?理解组成、结构与极值的关系。

硼氧反常性:在R2O-B2O3二元玻璃中,碱金属氧化物提供的氧,可使硼从三配位转变成四配位,从而加强了网络,使玻璃的各种物理性质出现极值,这种现象称为硼氧反常性。

硼反常性:在R2O-B2O3-SiO2系统玻璃中,R2O含量不变,用B2O3取代SiO2,如果氧化硼的含量超过一定限度时,结构和性质会发生逆转现象,在性质变化曲线上则出现极大值或极小值,这种现象称为硼反常现象。

在R2O-B2O3二元玻璃中,碱金属氧化物提供的氧,可使硼从三配位转变为四配位,即在一定范围内,它们提供的氧不像在熔融石英玻璃中使网络断裂而成为非桥氧,相反是使硼氧三角体转变成由桥氧构成的硼氧四面体,使部分形成三维空间架状结构,使原有二维结构有所加强,并因此引起玻璃的各种理化性能变好。而在Na2O-B2O3-SiO2系统玻璃中,当以B2O3取代SiO2时,折射率、密度、硬度、化学稳定性等出现极大值;热膨胀系数出现极小值,而电导、介电损耗、表面张力则不出现硼反常现象。两种现象都是由于玻璃中硼氧三角体[BO3]与硼氧四面体[BO4]之间的量变而引起玻璃性质突变的结果。

11.磷酸盐玻璃的结构特点,用途。

磷酸盐玻璃结构的基本单元是磷氧四面体[PO4] ,但每一磷氧四面体中有一个带双键的氧。

用途:制备光学玻璃,透紫外玻璃,吸热、耐氟酸玻璃,目前是低熔点玻璃的重要研究方向之一。

12.常见的卤化物玻璃、硫属化合物玻璃及用途。

常见的卤化物玻璃:BeF2,ZnCl2,ZnBr2。用途:重要的光学材料,也可作为封接材料。

常见的硫属化合物玻璃:As2S3,As2Se3,GeS2,GeSe2。用途:半导体材料、透红外材料、封接材料。

13.玻璃中氧化物的分类及作用。作为玻璃网络生成体应满足哪些条件?常见的玻璃网络生成体有哪

些?

玻璃中氧化物的分类及作用:

1)网络形成体:单键强度>335KJ/mol的氧化物能单独形成玻璃。

2)中间体:单键强度介于251--335KJ/mol的氧化物,其作用介于网络形成体和网络调整体之间。

3)网络调整体:单键强度<251KJ/mol的氧化物能调整玻璃性质。

作为玻璃网络生成体应满足的条件:

1)每个氧离子应与不超过两个阳离子相连。

2)在中心阳离子周围的氧离子配位数必须小于或等于4。

3)氧多面体相互共角而不共棱或共面。

4)每个多面体至少有三个顶角是共用的。

常见的玻璃网络生成体:SiO2,B2O3,P2O5,GeO2,As2O5。

14.什么是双碱效应(混合碱效应)?

双碱效应(混合碱效应):在二元碱硅玻璃中,当玻璃中碱金属氧化物的总含量不变,用一种R2O逐步取代另一种R2O时,玻璃性质不是呈直线变化,而是出现明显的极值,这种现象叫混合碱效应,也叫双碱效应。

15.玻璃中加入少量Al2O3的作用?

在玻璃中加入少量的Al2O3,可以夺取非桥氧形成「AlO4」,进入硅氧网络,把断网连接起来,使玻璃结构趋于紧密,从而降低了玻璃的结晶倾向,抑制分相,Al2O3的加入还可以提高玻璃的化学稳定性,热稳定性,机械强度等性能,Al2O3还可以减轻玻璃对耐火材料的侵蚀。

16.影响玻璃性质的四点结构因素?

17.玻璃生成的热力学条件?玻璃生成的动力学条件?

热力学条件:一般来说,同组分的晶体与玻璃的内能差别越大,玻璃越容易结晶,越难形成玻璃。

动力学条件:生成玻璃的关键是熔体的冷却速度(粘度增大的速度)。影响冷却速度的因素有:熔体数量,产品大小、厚薄。

18.生成玻璃的关键是什么?与哪些因素有关?

关键:晶核生成最大速度对应的温度低于晶体生长最大速度对应的温度。晶核生成最大速率与晶体生长最大速率所对应的温度之间的温差越大,越易形成玻璃;反之,越易析晶。

以下两个因素对玻璃的形成起很大的影响:(1)为了增加结晶势垒,在凝固点(势力学熔点Tm)附近的熔体粘度的大小,是决定能否生成玻璃的主要标志。(2)在相似的粘度-温度变化曲线情况下,具有较低的熔点,玻璃态易于获得。

19.如何理解泰曼将玻璃析晶分为晶核生成与晶体生长两个过程。

泰曼认为:玻璃的形成是由于过冷液体中晶核生成最大速度对应的温度低于晶体生长最大速度对应的温度所致。熔体冷却过程中,首先降到晶体生长最大速率所对应的温度,这时玻璃中晶核数量较少,不至于使玻璃析晶,然后再降到晶核生成最大速率所对应的温度,这时玻璃中有可能产生大量晶核,但此时的温度低于晶体生长最佳温度,致使晶核难以长大。

晶核生成最大速率与晶体生长最大速率所对应的温度之间的温差越大,越易形成玻璃;反之,越易析晶。在均匀成核中,存在一临界成核半径,其值越小晶核越易形成,玻璃越易析晶。

20.什么是三T图?三T图的作用?

三T图即温度-时间-转变之间的关系曲线,用于求出防止产生一定结晶容积分率的临界冷却速度。

21.玻璃生成的两个主要因素?

1) 凝固点(热力学熔点Tm)附近的熔体粘度越大,越易形成玻璃。反之,粘度越小,越不易形成玻璃。2) 在相似的粘度-温度变化曲线情况下,具有较低的熔点,较高的转变温度的化合物,易于形成玻璃。

22.玻璃生成的晶体化学条件?

影响玻璃形成的结晶化学因素主要是熔体结构、键强和键性。

1)熔体结构(原子团的大小与排列方式)

一般认为,熔体中原子团是高聚合,这种错综复杂的大原子团位移、转动和重排都较困难,重排

前还须介理,所以不易调整为晶体,因而容易形成玻璃。

2)键性

熔体析晶必须破坏熔体原有的化学键。使质点重新移位,建立新键,调整为具有晶格排列的结构,因为化学键强时不易破坏,难于调整为有规则的排列;反之,化学键弱时,容易断裂重新调整为有规则排列的晶体,不能生成玻璃。

3)键强

一般认为:熔体的聚合程度越大,化学键越强,越不易破坏,越不易形成有规则的排列,因此越容易形成玻璃。

23.多元组分对玻璃形成范围的影响。

24.什么是均匀成核?什么是非均匀成核?

均匀成核是指在宏观均匀的玻璃中,在没有外来物参与下,与相界、结构缺陷等无关的成核过程。

均匀成核是依靠相界、晶界或基质的结构缺陷等不均匀部位而成核的过程。

25.微晶玻璃的制备原理?无色透明微晶玻璃的制备?

微晶玻璃是用适当组成的玻璃控制结晶而成,它含有大量(典型的约占95-98%)细小的(在1μ 以下)晶体及少量残余玻璃相。微晶玻璃可以采用一般玻璃的熔制、成型方法,然后经过热处理后转变成为微晶材料。选用成核剂是制备微晶玻璃常用的方法。

26.成核剂的分类、选择?常用的成核剂有哪些?

按晶核剂性质大致可以分为贵金属盐类,氧化物类,氟化物类。玻璃成核剂的选择:一般来说,成核剂和初晶相之间的界面张力越小,晶格常数越接近,成核就越容易。常用的成核剂有:AgCl,AgNO3,AuCl,CuCl2,五氧化二磷,氧化锆,氧化钛,CaF2,Na3AlF6,Na2SiF6。

27.贵金属盐类、氧化物、卤化物的成核机理?

贵金属盐类:贵金属盐类熔于玻璃后,高温时,贵金属以离子状态存在,低温时,吸收电子而成原子状态,因溶解度小,热处理后而析出金属胶粒。

氧化物:氧化物成核剂电荷高,场强大,对玻璃的结构有较大的积聚作用,从而导致玻璃分相、结晶。

卤化物:氟化物加入导致硅氧键断裂,结构减弱,从而促使玻璃成核、晶化,产生结晶状的沉淀物,即氟化物晶核。

28.影响玻璃结晶的因素?

1)温度

当熔体从T m 冷却时,ΔT(即过冷度,T m-T)增大,因而成核和晶体生长的驱动力增大;但是,与此同时,粘度随着上升,成核和晶体生长的阻力增大。为此,成核速度和ΔT 的关系曲线以及晶体长大和ΔT 的关系曲线都出现峰值,两条曲线都是先上升然后下降。在上升阶段,ΔT 的驱动作用占主导地位,而在下降阶段则是粘度的阻碍作用占优势。

2)粘度

当温度较低时(即远在T m 点以下时),粘度对质点扩散的阻碍作用限制着结晶速度,尤其是限制晶核长大的速度。

3)杂质

加入少量杂质可能会促进结晶,因为杂质引起成核作用,还会增加界面处的流动度,使晶核更快地长大。杂质往往富集在分相玻璃的一相中,富集到一定浓度,会促使这些微相由非晶相转化为晶相。

4)界面能

固液界面能越小,则核的生长所需能量越低,因而结晶速度越大。加入外来物,杂质和分相等都可以改变界面能,因此可以促进或抑制结晶过程。

29.什么是玻璃的分相?玻璃分相的原因?分相对玻璃性质的影响?

在硅酸盐熔体中,桥氧离子与硅离子以硅氧四面体的形式结合,并按本身的结构要求进行了排列。如果系统中加入其它阳离子,那么这些阳离子也力图将氧原子吸引到自己周围,按本身的结构要求进行排列。双方对氧离子的争夺,结果产生分相。

玻璃分相的原因一般从结晶化学的观点来解释:认为氧化物熔体的分相是由于阳离子对氧离子的争夺所引起的。在硅酸盐熔体中,桥氧离子与硅离子以硅氧四面体的形式结合,并按本身的结构要求进行了排列。如果系统中加入其它阳离子,那么这些阳离子也力图将氧原子吸引到自己周围,按本身的结构要求进行排列。双方对氧离子的争夺,结果产生分相。

影响:1)对具有迁移性能的有关性质会产生影响,如粘度、电导、化学稳定性等。

2)对具有加和性能的有关性质影响较小,如密度、折射率、热膨胀系数、弹性模量等。

30.玻璃产生析晶的因素?

1)玻璃组成是引起玻璃析晶的内因。

2)玻璃结构。

3)玻璃分相对玻璃析晶也有一定作用。

4)工艺因素:原料成分波动、配合料称量误差、混料不匀等。

31.玻璃粘度与组成的关系?玻璃粘度与温度的关系?PDF 31-33

转变点,应变点,软化点对应的粘度分别为:1012.4,1013.6,107.6 Pa.S。

32.玻璃表面张力与组成、温度的关系?PDF 36-37

33.玻璃的密度与组成、温度、热历史的关系?PDF 38-40

34.影响玻璃机械强度的主要因素?提高玻璃的强度的方法?

影响玻璃强度的因素:

1)玻璃的化学组成。2)玻璃的微不均匀性。3)玻璃的宏观缺陷。4)玻璃的表面微裂纹。5)玻璃使用环境的活性介质。6)玻璃的使用温度。7)玻璃中的应力。8)玻璃的疲劳现象。9)随着玻璃几何尺寸的减小,试样表面和内部的缺陷生成的几率也随之减小,因而强度提高。

提高玻璃强度的方法:

(1)表面脱碱(2)火抛光(3)化学腐蚀(4)物理钢化(5)化学钢化(6)表面涂层(7)微晶化或制成复合材料35.玻璃的膨胀系数与组成、温度、热历史之间的关系?什么是玻璃的热稳定性?PDF 47-48

热稳定性:玻璃经受剧烈的温度变化而不破坏的性能为热稳定性。

36.玻璃的化学稳定性及其与组成、温度、热历史、压力之间的关系。PDF 54-56

高碱玻璃的耐酸性小于耐水性,高硅玻璃的耐酸性大于耐水性。

温度上升10℃,侵蚀介质对玻璃的侵蚀速度增加50~150%。

37.玻璃折射率与组成、温度、热历史之间的关系。PDF 57-58

玻璃的密度越大,光在玻璃中的传播越慢,折射率越大,反之密度越小,则折射率越小。离子极化率越高,摩尔折射度越大,玻璃折射率越高。

38.玻璃电阻率与组成、温度、热历史之间的关系。PDF 50-51

39.过渡金属离子着色机理及特点?金属胶粒的着色机理?化合物着色的机理?

过渡金属离子着色机理:过渡金属和稀土金属在玻璃中以离子状态存在,它们的价电子在不同能级间跃迁,由此引起对可见光的选择性吸收,导致着色。

过渡金属离子着色特点:在玻璃中,凡是变价的阳离子,由于阳离子与周围氧离子之间有电荷迁移,因此在紫外或近紫外区有强烈的吸收。1.不同价态,着色不同;2.钴、镍不变价,着色稳定;3.两种离子可以形成混合色;4.离子着色的玻璃不能产生红色。

金属胶粒的着色机理:金属胶粒的着色基于它们对光的散射。

化合物着色的机理:电子的激发跃迁。

40.影响玻璃着色因素?什么是玻璃的脱色?

内在因素:1.离子价态的平衡;2.配位数间的平衡;3.着色离子的浓度。

外在因素:1.基础玻璃的组成;2.玻璃的熔制气氛;3.熔化温度;4.冷却速度。

1.化学脱色

用化学脱色的方法,使着色氧化物的着色程度减弱,也就是使其光吸收减少,以提高透光率。

2.物理脱色

引入适当的着色剂,来中和原来玻璃所显示的颜色,使玻璃变为白色或灰色。

41.SiO2、B2O3、Al2O3、Na2O、K2O、CaO在玻璃中的所起作用?引入的原料?注意事项?

SiO2

作用:降低玻璃的热膨胀系数,提高玻璃的热稳定性,耐热性,化学稳定性,软化温度,硬度,机械强度,粘度和透紫外线。

原料:石英砂,砂岩,石英岩。

注意:粒径,杂质。

B2O3

作用:增加玻璃的折射率,改善玻璃的光泽,降低玻璃的热膨胀系数,提高玻璃的热稳定性,化学稳定性,机械强度。

原料:硼砂,硼酸。

注意:易挥发。

Al2O3

作用:降低玻璃的结晶倾向,抑制分相,减轻玻璃对耐火材料的侵蚀,增加玻璃的折射率,提高玻璃的热稳定性,化学稳定性,机械强度。

原料:长石,粘土,氧化铝,氢氧化铝。

注意:难熔,多用长石引入。

Na2O

作用:降低玻璃粘度,是良好的助熔剂,增加热膨胀系数,降低玻璃的,热稳定性,化学稳定性,机械强度等。

原料:纯碱,芒硝,硝酸钠。

注意:混料均匀。

K2O

作用:同Na2O,但粘度比Na2O 玻璃大,能降低玻璃的析晶倾向,增加玻璃的透明度和光泽度。

原料:碳酸钾,硝酸钾。

CaO

作用:稳定剂,即增加玻璃的化学稳定性和机械强度,但含量增加,析晶倾向增加,玻璃发脆,高温时,降低粘度,但温度下降,粘度下降快,料性短。

原料:方解石,石灰石。

42.玻璃配方中常用的辅助原料有哪些?

1.澄清剂(氧化物,硝酸盐,硫酸盐,氟化物等);

2.着色剂;

3.脱色剂;

4.氧化剂和还原剂(氧化剂:氧化物,硝酸盐等;还原剂:碳,酒石酸钾等);

5.乳浊剂;

6.碎玻璃。

43.常用的玻璃澄清剂、乳浊剂、氧化剂有哪些及其作用?

澄清剂:氧化物(氧化砷、氧化锑),硫酸盐(硫酸钠),氟化物(萤石、氟硅酸钠)等。

作用:熔制过程中分解产生气泡,或降低玻璃粘度促使玻璃液中气泡排出。

乳浊剂:氟化物(萤石、氟硅酸钠)、磷酸盐(磷酸钙、骨灰、磷灰石)等。

作用:是玻璃产生乳白而不透明。

氧化剂:氧化物(CeO2,AsO2,Sb2O5)、硝酸盐(硝酸钠、硝酸钾、硝酸钡)等。

作用:熔制过程中释放氧。

44.选择玻璃原料的一般性原则?

1)原料质量符合技术要求

2)易于调整成分

3)适于熔化和澄清,少用过轻和对人体有害的原料

4)对耐火材料的侵蚀要小

5)易加工,成本低,能大量供应

45.玻璃原料的加工流程?

原料—破碎—粉碎—干燥—过筛—除铁—料仓—称量—混合—配合料—熔制—成型—退火—检验—成品。

46.玻璃成分设计应考虑的主要内容?

1)性质与成分、结构间的关系。

2)设计的成分必须形成玻璃,析晶倾向小。

3)必须符合熔制、成型等工艺要求。

4)所涉及的玻璃应当价格低廉,原料易于获得。

5)如果是微晶玻璃,应考虑基础玻璃,晶核剂,热处理制度。

47.玻璃配方计算。教材P33-35

48.玻璃配合料的要求?配合料中加入一定量的水的作用?

要求:1)组成正确和稳定2)具有一定的水分

3)具有一定的气体率4)混合均匀,颗粒级配适当

加水作用:使用一定量的水,可以润湿石英类原料,在其表面形成水膜,并熔解纯碱和芒硝有助于加速熔化。原料颗粒表面润湿后粘附性增加,配合料容易混合均匀,不宜分层,容是可以减少和输送过程中的粉料飞扬,减少分了损失。

49.配合料混合时要注意哪些问题?

应注意配料的量、加料顺序、加水量及加水方式、混合时间及混料方式、碎玻璃及加入量。

配合料的加料量一般为混料设备容量的30%~50%。加料顺序不尽相同,但均是先加石英原料,同时喷水润湿,然后再按顺序加入其他原料。碎玻璃对配合料的混合均匀度有不良印象,一般在配合料混合终了将近卸料时再加入。

50.什么是玻璃的熔制?熔制时发生哪些变化?

将配合料经高温加热形成均匀的、无缺陷的并符合成型要求的玻璃液的过程,称为玻璃的熔制。

玻璃熔制过程是一个很复杂的过程,它包括一系列的物理、化学及物理化学现象及反应。

物理过程:有配合料的加热、吸附水的排除、组分的熔化、多晶转变及个别组分的挥发。

化学过程:有固相反应、各种盐类的分解、水化物的分解、化学结合水的排除、组分间的相互作用及硅酸盐的形成。

物理化学过程:低共熔物的生成、组分或生成物间的相互溶解、玻璃液与炉气介质间的相互作用,玻璃液与耐火材料间的相互作用等。

51.玻璃熔制过程中可分为哪五个阶段?

1)硅酸盐形成阶段2)玻璃形成阶段3)玻璃液的澄清阶段

4)玻璃液的均化阶段5)玻璃液的冷却阶段

52.玻璃熔制的硅酸盐形成阶段有什么特点?影响因素是什么?

特点:主要固相反应结束,大部分气态产物从配合料中逸出,得到的是硅酸盐和剩余SiO2组成的不透明烧结物。

影响因素:主要因素:熔化温度,时间,各氧化物的含量及性质。次要因素:添加物,原料颗粒度,炉内气氛及分压,耐火材料的侵蚀。

53.玻璃形成过程的速度取决于什么?为什么?

玻璃形成过程的速度取决于石英砂粒的熔解扩散速度,而石英砂粒的熔解扩散速度又取决于扩散速度。这是因为石英砂砾熔解和扩散速度比其他各种硅酸盐熔解和扩散速度低得多。与此同时,玻璃形成速度还与玻璃成分,砂粒大小,熔制温度有关。

54.玻璃澄清过程中的气体分压的平衡与玻璃澄清的关系?

在高温澄清过程中,熔解在玻璃液内的气体、气泡中的气体及炉气这三者间会相互转移与平衡,它决定于某类气体在上述三相中的分压大小,气体总是由分压高的一相转入分压低的另一相中,如果用P A炉,P A液,P A泡分别表示炉气中、玻璃液中和气泡中A气体的分压,则将存在以下转变关系:

55.如何促进玻璃液的均化?

玻璃液的均化是指在玻璃液中消除条纹和其他不均匀体,使玻璃液的各部分在化学组成上达到预期的均匀一致。

促进玻璃液的均化,在熔制时:1)玻璃组成的熔解和扩散过程;2)玻璃液的对流均化过程;3)气泡上升引起的搅拌均化过程。在工艺上:1)配合料的均匀度;2)熔制工艺稳定性;3)减少耐火材料的侵蚀。

56.玻璃液冷却的目的、要求、应注意事项?

目的:使玻璃液的粘度增加,达到成型所需的粘度范围(1000~1100℃)。

要求:玻璃液的温度均匀一致,有利于成型。

注意事项:冷却阶段应控制热均匀性和二次气泡的产生。

57.影响玻璃熔制过程的工艺因素?

1)玻璃成分;2)配合料的物理状态;3)采用的加速剂(助熔剂和澄清剂);4)加料方式;5)熔制制度;6)辅助电熔;7)采用高压或真空熔炼;8)机械搅拌(浆叶形状,大小,转速);9)鼓泡(鼓泡点的数量,位置,排列;鼓泡的速度,大小,压力;喷嘴的结构等)。

58.玻璃液对耐火材料的侵蚀及影响因素?

1)温度的影响

温度升高,熔体的粘度降低,使玻璃液与耐火材料之间的扩散速度增加。温度升高,也使耐火材料在玻璃液中的饱和浓度显著增大。

2)玻璃液组成和性质的影响

玻璃液中半径小、电价高的阳离子具有较大的活动性,因此玻璃中碱性氧化物含量越高,对耐火材料的侵蚀越大。高碱玻璃、高铅玻璃、高钡玻璃、硼酸盐玻璃对耐火材料的侵蚀都很强烈。

3)耐火材料组成和结构的影响

首先应选用与玻璃液组成相近的耐火材料,其次是耐火材料的气孔率对侵蚀的影响。同时耐火材料中的玻璃相的组成和数量的影响。

59.坩埚窑和池窑中的玻璃熔制过程?

坩埚窑:加热熔窑—熔化—澄清与均化—冷却—成型。

池窑:池窑中玻璃熔制的各个阶段是沿窑的纵长方向按一定顺序进行的,并形成未熔化的、半熔化的和完全熔化的玻璃液的运动路线。也就是玻璃熔制的各个阶段是在同一时间、不同空间进行的。

60.日用空心制品的机械成型分为供料和成型两部分,各有哪些方法?

供料:液流供料、真空供料、滴料供料。

成型:压制法、吹制法。

61.玻璃粘度和料性对玻璃成型的影响?

1)成型粘度选在粘度曲线的弯曲部分,粘度范围一般在102~108 Pa.s。

2)从粘度曲线上,可以确定长性玻璃还是短性玻璃。

3)成型方法不同,初始的成型粘度不同。

4)由于玻璃的粘度具有渐变性,所以能用不同方法成型。

5)玻璃粘度具有可逆性,所以可反复多次加热、制作。

6)为降低玻璃的析晶倾向,成型温度可适当提高或快速冷却。

62.平板玻璃的成型有哪些方法?

浮去成型、垂直引上法成型、平拉法成型、压延法成型。

63.简述浮法玻璃的熔制成型过程。

浮法成型过程包括:自由展薄,抛光,拉引,退火。

64.浮法玻璃的拉簿通常采用什么方法?

高温拉薄法、低温拉薄法。

65.影响垂直引上法玻璃质量的因素有哪些?

玻璃组成、原燃料性能、熔化温度、液面、窑压、成型温度制度、退火和冷却等。

66.什么是玻璃中的暂时应力、永久应力?

暂时应力:热应力随着温度梯度的存在(或消失)而存在(或消失),所以称为暂时应力。

永久应力:常温下,玻璃内外层温度均衡后,(即温度梯度消失后),仍然残留的热应力称为永久应力(也叫做残余应力)。

67.玻璃退火的目的?玻璃退火的原理?解释图4-3。

玻璃的退火就是消除或减小玻璃中热应力至允许值的热处理过程。即除玻璃中的永久应力。

一般根据退火原理,退火工艺可分为四个阶段:加热阶段、均热阶段、慢冷阶段和快冷阶段。按上述四个阶段可作出温度-时间曲线,此曲线称为退火曲线。即图4-3。

68.玻璃的退火上限温度?退火下限温度?精密退火?

退火上限温度:在该温度下保持3min能消除95%应力,定为退火上限(相当于转变温度)。

退火下限温度:在该温度下保温3min仅能消除5%应力,为退火下限(对应于10 13·6 pa·s粘度值即玻璃的应变点)。

精密退火:在退火温度区域内将玻璃保持相当长的时间,使它的各部分的结构匀一,达到该温度下的平衡状态,然后以最小的温差进行降温,这个过程称为玻璃的精密退火。

69.什么是钢化玻璃?影响玻璃物理钢化的因素?

通过玻璃淬火,在冷却后,使玻璃内部具有均匀分布的内应力,从而提高玻璃的强度和热稳定性,这种淬火玻璃又称为钢化玻璃。

影响玻璃物理钢化的因素:1)淬火温度;2)冷却速度;3)玻璃的化学组成;4)玻璃的厚度。

70.玻璃常见的缺陷及产生的原因?教材P65-68

气泡:1)残留气泡的形成;2)二次气泡的形成;3)耐火材料引起的气泡;4)铁引起的气泡;5)其它气泡的形成。

结石:1)配合料结石;2)耐火材料结石;3)析晶结石;4)其它结石。

条纹:1)熔制不均匀;2)窑碹上的玻璃滴;3)耐火材料的侵蚀;4)结石熔化引起的条纹。71.简述钢化玻璃制备的工艺流程。

→热弯成型→风冷→弯钢化

原板剪裁→磨边→洗涤→干燥→检验→钢化→→检验→入库

→平板→风冷→平钢化

72.简述微晶玻璃制备的工艺流程。

烧结法

压延成型玻璃液水淬成粒

切裁粉料分级

晶化热处理装模

切、磨、抛晶热化处理

检验切、磨、抛

制品检验

制品

73.影响微晶玻璃制备和性质的各种因素

1)原始玻璃组成的影响

产生所需晶相和性能。成型和退火中不能析晶。产生的晶相要均匀分布,晶粒大小适中,1微米左右。工业条件下能够制备。

2)晶核剂的影响

晶格参数、界面张力、有效的晶核剂、加入量。

3)热处理制度的影响

热处理温度、时间要保证晶核的生成、晶粒均匀分布、大小适中。

4)玻璃相的影响

产生的应力、玻璃相的数量。

陶瓷:

1.粘土的分类?粘土的工艺性质?

原生粘土也称一次粘土或残留粘土,是钾长石经化学风化(如水解)生成。

次生粘土也称二次粘土,是由原生粘土在自然动力条件下转移到其它地方再次沉积而成的。

工艺性质:可塑性、结合性、触变性、收缩性、烧结特性。

2.什么是粘土的可塑性? 粘土的烧结特性?

可塑性:指粘土与适量的水混练以后形成的泥团,可在外力的作用下产生变形但不开裂,外力去除后,仍能保持原有形状的性质。

烧结特性:

1)无固定熔点:粘土是多组分矿物的混合物。

2)开始烧结温度:粘土在加热到一定温度后,开始出现液相,气孔率下降,体积收缩,对应于这个体积开始剧烈变化的温度是开始烧结温度。

3)烧结温度:当粘土完全烧结,气孔率降至最低,收缩率最大的温度是烧结温度。

4)软化温度:继续升温,坯体因液相太多而发生变形的最低温度或开始发生变形的温度称为软

化温度。

5)烧成温度范围:烧结温度至软化温度的区间为烧成温度范围。

6)粘土的烧结特性与构成粘土的矿物组成和化学组成有关。

3.石英在陶瓷生产中的作用?

1)石英是瘠性料,可降低可塑性,减少收缩变形,加快干燥

2)高温时,增加粘度,减小坯体变形

3)未熔石英与莫来石一起构成坯体骨架,增加强度

4)在釉料中增加石英含量可提高釉的熔融温度,提高釉的耐磨性和抗化学腐蚀性

4.长石的分类及特性?

分类:钾长石、钠长石、钙长石、钡长石。

特性:1)长石作熔剂使用,降低烧成温度。

2)长石是瘠性物质,可提高坯体的疏水性。

3)钾长石高温粘度大,钠长石相对粘度小,K2O、Na2O能显低长石的熔化温度和粘度。

4)长石有利于提高坯体的力学强度和化学稳定性。

5)斜长石、钡长石因熔融温度范围窄,只在特种陶瓷中使用。

5.普通陶瓷的三种基本矿物组成是什么?它们各有什么特点以及在陶瓷制备过程中的作用?

1)粘土类原料

特点:1. 粘土是含水铝硅酸盐,多种微细矿物的混合体。

2. 为细颗粒,层状结构,1:1层,2:1层。

3. 与水混合时,有很好的可塑性、粘合性,可保证干坯的强度和制品性能。

作用:提供了可塑性,保证成型的工艺要求。

2)石英类原料

作用:1. 石英是瘠性料,可降低可塑性,减少收缩变形,加快干燥。

2. 高温时,增加粘度,减小坯体变形。

3. 未熔石英与莫来石一起构成坯体骨架,增加强度。

4. 在釉料中增加石英含量可提高釉的熔融温度,提高釉的耐磨性和抗化学腐蚀性。

石英是耐熔的骨架成分。

3)长石类原料

特性:1. 长石作熔剂使用,降低烧成温度。

2. 长石是瘠性物质,可提高坯体的疏水性。

3. 钾长石高温粘度大,钠长石相对粘度小,K2O 、Na2O能降低长石的熔化温度和粘度。

4. 长石有利于提高坯体的力学强度和化学稳定性。

5. 斜长石、钡长石因熔融温度范围窄,只在特种陶瓷中使用。

作用:助熔剂,促进烧结时玻璃相的形成。

6.氧化铝的分类及特点?氧化铝预烧的目的和注意事项。

分类(三种变体):α- Al2O3、β- Al2O3、γ- Al2O3。

特点:熔点高、硬度大、绝缘性好等。

目的:使γ- Al2O3通过预烧变为稳定的α- Al2O3后使用以减少烧成收缩,此外还可去除原料中的杂质,提高原料纯度。

注意事项:要在1000℃以上才能有较大的转化速度,一般多取1450℃。提高预烧温度,可加速γ→α的转化,但如温度选得过高,可使形成的α- Al2O3活性降低,硬度增大,不利磨细和烧结。而预烧温度偏低,则不能完全转化为α型,且不利杂质去除,电性能亦降低。

7.二氧化锆的相变及特性?什么是二氧化锆的相变增韧?

特性:熔点高、硬度大、化学稳定性好、有导温导电性、密度5.68~6.27。

相变增韧:二氧化锆相变时伴有体积效应和剪切应变是相变增韧的理论基础。对于Y2O3,又发现在ZrO2中加入一定量的Y2O3时,可以单斜和四方两相共存形式存在,其中亚稳定相在受到应力产

生应力集中时,可诱发相变切变向稳定相转变,吸收应变能使应力得以释放,因而增加陶瓷韧性。

8.碳化物特点及制备?

特点:电阻率小、导热系数高、熔点高、硬度高、热膨胀系数小。

制备:直接化合(W+C→WC)

氧化物与碳反应(TiO2 +C→TiC +CO2)

碳化法(Mo+CH4→MoC +H2 )

气相沉积(ZrCl4+CH4+H2→ZrC+HCl)

9.氮化物特点及制备?

特点:氮化物的晶体结构与碳化物相似,熔点高、硬度大;但抗氧化能力差,高温下直接升华。

制备:氮化物都是人工合成,方法与碳化物相似。

10.陶瓷坯料配方的计算。教材P102-109

11.原料预烧的目的,为什么?

帮助碎化原、减少坯料收缩、改变结构形态、稳定晶型。

12.原料精选的目的、方法?

目的:对原料进行分离、提纯、除去各种杂质,使化学组成、矿物组成、颗粒尺寸更符合原料的质量要求。

方法:物理方法:分级法、磁选、超声波等。化学方法:溶解法、升华法。

13.陶瓷坯料的混合制备包括哪几个过程?

混合制备分为细粉碎,泥浆的脱水,造粒,陈腐,练泥及真空处理。

14.常用的陶瓷成型方法及其含水量?

常用成型法:注浆成型、可塑成型、压制成型。

注浆成型:含水量28-35%

可塑成型:含水量18-25%

含水量半干压成型:含水量8-15%

干压成型:含水量3-7%

先进陶瓷的干压成形:含水量小于1%

15.陶瓷成型方法的选用依据?

产品的形状、大小、厚薄,坯料的性能,产品的产量和质量要求。

16.什么是可塑成型?影响陶瓷坯料可塑性的因素?旋压成型和滚压成型各有哪些优缺点?

可塑成型:加入水分或塑化剂,将坯料混合,捏练成为有塑性的料团,然后,通过手工或各种成型机械成型。

影响因素:1)液相含量与性质

可塑水量:可塑性最大时的含水量(图9—2)

2)颗粒尺寸和形状

颗粒越细,可塑性越大

板状、柱状颗粒比球状颗粒等的可塑性好

3)矿物种类

可塑性:蒙脱石>高岭石>伊利石

吸附阳离子

施压成型的优点是设备简单、适应性强、可以旋制大型深孔制品。问题是成型质量不高,劳动强度大,要有一定的操作技术,效率低等。

滚压成型有胚体质量好,产量大,适于自动化生产的特点。

17.什么是注浆成型?影响陶瓷注浆成型吸浆速度的因素?注浆成型有哪些工艺?解释图9-4。

注浆成型:将含有一定水分的流体状泥浆注入所需形状的石膏模内,泥浆中水分逐渐被多孔石膏吸收,泥料便沉积在石膏模内壁上,逐渐形成泥层并具有石膏模赋予的形状。

影响因素:1)泥浆流动性:固相含量、颗粒尺寸和形状、温度、干燥温度、pH值、电解质。

2)吸浆速度:颗粒的比表面积,压力差,泥浆的粘度,注浆温度,模型中的气孔数。

3)触变性:厚化系数大,触变性大。

成型工艺:空心注浆、实心注浆、真空注浆、离心注浆、压力注浆。

18. 什么是压制成型?影响陶瓷坯体压制成型的与粉料有关的因素?解释图9-6。

压制成型:将含有一定水分的粒状粉料填充到模型之中,施加压力,使之成为具有一定形状和强度的陶瓷坯体。

影响因素:1、粒度和粒度分布;2、粉料的流动性;3、粉料的含水率。

19. 影响陶瓷压制成型坯体性能的因素? 压制成型方法?

影响因素:1、密度(粉体性质和压制压力);2、压制压力;3、压力分布。

方法:1、干压或半干压成型;2、等静压成型。

20. 有哪些陶瓷成型模具?

石膏模具、新型多孔模具(塑料模具、无机填料模具、素陶模具、金属填料模具)

21. 什么是釉?釉的分类及作用?

釉是指覆盖在陶瓷坯体表面上的一层玻璃态物质。是根据瓷坯的成分和性能要求,采用陶瓷原料和某些化工原料按一定比例配方、加工、施覆在坯体表面,经高温熔融而成。

作用:改善陶瓷制品的表面性能,保护釉下彩绘,提高制品的机械强度、电学性能、化学稳定性、热稳定性。

分类:

22. 釉料配方的原则?釉料配方选用的一般规律?

原则:1)釉料应在坯体烧结范围内成熟;

2)熔化范围要宽些;

3)釉的膨胀系数要与坯体相适应;

4)形成良好的中间层;

5)釉料性质应符合工艺要求;

6)正确选用原料。

一般规律:酸性强的坯体配酸性弱的釉,酸性弱的坯体配偏碱性的釉,含SiO2高的坯体配长石釉,含Al2O3高的坯体配石灰釉。还原气氛对陶瓷烧成釉料的表面张力有提高作用,一般可达20~25%。

23.什么是坯釉中间层,它的作用?

中间层的形成:由于坯和釉化学组成上的差异,在高温烧成时,某些成分通过溶解、渗透与扩散作用,使接触面的化学组成和物理性质介于坯体和釉层之间,结果形成中间层。

中间层的组成:它吸收溶解了坯体中的SiO2、Al2O3,釉层中的R2O、B2O3等成分。

中间层的厚度及晶相:厚度为15~20μm,存在莫来石、钙长石、硅灰石等析晶相。

中间层的作用:起到改善坯釉结合性,缓冲坯釉间应力的作用。

24.什么是釉的始熔温度、流动温度、釉的熔融温度范围、釉的成熟温度?

始熔温度:熔融温度的下限指釉的软化点,习惯上称之为釉的始熔温度。

流动温度:熔融温度的上限指完全熔融时的温度,又称为流动温度。

釉的熔融温度范围:始熔温度——流动温度

釉的成熟温度:就是生产中烧釉温度,可理解为在某温度下釉料充分熔化,并均匀分布于胚体表面,冷却后呈现一定光泽的玻璃层时的温度。

25.釉层的性质包括哪些?釉的性质对陶瓷制品的影响?教材P131-133

熔融温度范围、粘度、表面张力、膨胀系数、弹性、光泽、化学稳定性、适应性。

26.什么是坯釉适应性?影响坯釉适应性的因素有哪些?

坯釉适应性:是指熔融性能良好的釉熔体,冷却后与胚体紧密结合成完美的整体,不开裂,不剥脱的能力。

影响因素:热膨胀系数、中间层、釉的弹性、抗张强度、釉层厚度。

27.釉料的制备与施釉?

釉料分为生料釉和熔块釉。

生料釉制备与坯料类似,可直接配料磨成釉浆。熔块釉是经配料、熔制、球磨、制成浆体。

施釉时应注意事项:生坯经干燥、吹灰、抹水等工序处理后,再施釉。

施釉的方法:浸釉、浇釉、喷釉。

28.如何控制釉料浆体的质量?

细度、釉浆比重(含水量)、流动性与悬浮性。

29.陶瓷干燥的定义、目的?

定义:用加热蒸发的方法除去物料中部分水分的过程称为干燥

目的:降低水分,提高强度。提高坯体吸附釉层的能力。提高烧成窑的效率,缩短烧成周期。30.影响干燥速度的因素?解释图11-1。常用的干燥方法?

影响因素:1、坯料的性质;2、坯体形状大小和厚度;3、坯体温度;4、干燥介质的性质;5、热扩散与湿扩散的方向。

常用方法:1.对流干燥;2.工频电干燥;3.远红外干燥;4.微波干燥。

31.陶瓷烧成中液相的作用?

1)促进晶粒长大。

2)促进致密化、性能提高。

3)使坯体变成白色或半透明,釉面有光泽。

32.陶瓷烧成过程中的几个阶段的作用及注意事项

1)低温阶段(室温~300℃)胚体水分蒸发期

作用:主要是排除在干燥过程中没有除掉的残余水分。

注意:安全升温。

2)中温阶段(300~950℃)氧化分解及晶型转化期

作用:脱水、分解、化合、晶型转变、氧化。

注意:适当控制升温速度,并保证窑内氧化气氛,加强通风。

3)高温阶段(950℃~最高烧成温度)玻化成瓷期

作用:此阶段大量液相生成,填充于空隙,颗粒重排,间距缩小,坯体致密,并促进莫来石的生成和发育,降低烧成温度,促进烧结。

注意:应注意控制升温速度,其次注意控制还原气氛的浓度,最后应注意减小窑内温差。

4)冷却阶段(烧成温度~室温)

冷却阶段可细分急冷(烧成-850℃)、缓冷(850℃- 400℃)和快冷(400℃-室温)三个阶段。

作用:前期急冷:1. 缩短烧成周期。

2. 抑制莫来石长大。

3. 防止釉层过渡析晶和晶粒过大。

4. 防止低价铁的再度氧化。

中期缓冷:液相凝固、石英晶型转化,产生应力。

后期快冷:但是方石英含量高的陶瓷制品仍应缓冷

注意:控制冷却速度,控制氧化分解反应在胚釉烧结之前进行充分,因此在950℃以上应缓慢升温,减小温差,加强通风。

33.陶瓷烧成的冷却阶段可分为急冷、缓冷、快冷,这是为什么?

从最高烧成温度到850℃为极冷阶段,此时胚体内液相还处于塑性状态,固可进行快冷而不干裂。850℃以下液相开始凝固,初期凝固强度很低。因含碱高的玻璃热膨胀系数大,加之石英晶型转变引起的体积收缩应力很大,故应缓慢冷却。从400℃到室温为最终冷却阶段,一般为快冷。但由于温差逐渐减小,实际上冷却速度提高将受到限制。对于含大量方石英的胚体在晶型转变区间仍应缓冷。34.陶瓷烧成制度的拟定应考虑的因素?

原料颗粒度与活性,添添加剂的种类和含量,坯料在加热过程中的性状变化,坯体形状、厚度和入窑水分,窑炉结构、燃料性质、装窑密度,烧成方法。

35.陶瓷添加剂的作用机理?

1)添加剂能与烧结物生成固溶体,形成晶格缺陷,降低烧结温度。

2)加入添加剂,使晶型转变、体积变化较大的氧化物,生成稳定的固溶体。

3)添加剂可以与某些组分在低温下生成液相。

4)添加剂可以富集于晶粒表面或反应生成新晶相,抑制晶相异常生长。

36.陶瓷烧成时的温度制度的拟定所包含的内容?

1)升温速度

应考虑坯料的性能、坯体的特性、窑炉特性

2)烧成温度

应考虑产品的性能、配方、坯料的细度、保温时间

3)保温时间

应考虑产品的性能、烧成温度

4)冷却速度

应考虑玻璃相、晶形转变

37.陶瓷烧成时气氛、压力制度的对制品有哪些影响?教材P148-149

气氛对坯体的过烧膨胀、烧结温度和收缩、颜色和透光性、升温和窑内温差的影响。

压力制度的影响:陶瓷烧成中,通常负压有利于氧化气氛的形成,正压有利于还原气氛的形成。

38.陶瓷常见的缺陷有哪些?

开裂、变形、生烧和过烧、起泡、毛孔和桔釉、色黄、火刺、落渣、斑点、烟薰、釉裂、釉缕与缺釉。

39.热等静压烧结的特点?

热等静压烧结的陶瓷制品的烧结温度仅为熔点的50~60%。热等静压烧结可使陶瓷瓷件的致密度基本上达100%。热等静压烧结的陶瓷制品只需很少的精加工甚至无需加工就能使用。

40.普通陶瓷和特种陶瓷的生产工艺有什么差异?

41.陶瓷等静压成型的特点和缺点是什么?

等静压分为:常温等静压和高温等静压。

特点:密度高,强度大,尺寸精确,可压制形状复杂、H/D大的坯体。

缺点:设备费用高,产量低。

42.特种陶瓷中结构陶瓷有哪些?功能陶瓷有哪些?

结构陶瓷:氧化物陶瓷(氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷等)、非氧化物陶瓷(氮化物陶瓷、碳化物陶瓷等)。

功能陶瓷:铁电陶瓷(压电陶瓷,热释电陶瓷等),敏感陶瓷(热敏、压敏、光敏陶瓷等),磁性陶瓷(软磁铁氧体,硬磁铁氧体等)。敏感陶瓷多属半导体陶瓷。

水泥:

1.什么是胶凝材料?胶凝材料的分类?

胶凝材料:能将散状材料或纤维材料胶结在一起,经物理、化学作用,由浆体硬化而成为坚固的人造石材的材料。

胶凝材料分为有机和无机两类,无机中包含以下两类:

气硬性胶凝材料:只能在空气中凝结、硬化并增长强度的胶凝材料。

水硬性胶凝材料:不仅能在空气中凝结、硬化而且能在水中继续增长强度的胶凝材料。

2.硅酸盐水泥的定义?

由硅酸盐水泥熟料、适量石膏混合磨细制成的水硬性胶凝材料。

3.硅酸盐水泥生产的主要流程?

两磨一烧。煅烧窑有回转窑、立窑、机械化立窑。

4.硅酸盐水泥的主要技术指标?

1)细度:80μm方孔筛不得超过10%。

2)凝结时间:初凝不早于45min,终凝不迟于10h。

3)强度等级:用3天和28天强度表示。

5.水泥的主要原料有哪些?以及作用?

1)石灰质原料

2)粘土质原料

提供熟料所需要的酸性氧化物,主要是SiO2和Al2O3,其次是Fe2O3。

3)校正原料

弥补SiO2、Al2O3、Fe2O3的不足。

6.校正原料的分类及作用?

为了弥补SiO2、Al2O3、Fe2O3的不足,分别选用硅质、铝质、铁质三种校正原料。

7.什么是生料制备?依据是什么?

生料制备:指生料入窑前对原料的全部加工过程。

主要依据:熟料的率值。

8.硅酸盐水泥生产方法按生料的制备方法分为几类?

1)湿法:将原料加水粉磨成生料浆(含水33~40%)后,送入湿法回转窑内煅烧成熟料,称为湿法生产。

2)半湿法:将湿法制备的生料浆脱水后,制成生料块入窑煅烧,称为半湿法,含水18-22% 。

3)干法:将原料烘干与粉磨同时进行或烘干后粉磨成生料粉,而后送入干法窑内煅烧成熟料,称为干法生产。

4)半干法:将生料粉加入适量水份制成生料浆,而后送入立窑内煅烧成熟料的方法叫半干法,含水12-15%。

9.水泥煅烧的设备有哪些?

回转窑、立窑、机械化立窑。

10.影响碳酸钙分解的因素有哪些?

石灰石的种类和物理性质;细度和颗粒级配;温度;窑系统的CO2分压,生料的悬浮分散程度;粘土质组分的性质。

11.影响水泥生料煅烧时固相反应的因素?

生料细度和均匀性;温度和时间;原料的性质;矿化剂。

12.什么是水泥熟料?

熟料:指生料在窑内(回转窑、立窑),由常温加热到1400-1500℃的高温下,进行复杂的物理化学和热化学反应,形成各种矿物(C3S、C2S、C3A、C4AF)的过程。

13.C3S形成的影响因素?

1)最低共熔温度

最低共熔温度:物料在加热过程中,两种或两种以上组分开始出现液相时的温度。C3S-C2S-C3A-C4AF系统,液相出现温度1338oC,能熔入的少量化合物,可降低液相出现温度,降低熟料烧成温度。硅酸盐水泥生料最低共熔温度为1250-1280oC。

2)液相量

液相量增加,C3S形成快;过多,结大块、结圈、结炉瘤等。

3)液相的粘度

影响硅酸三钙晶体形成速度和晶粒尺寸。粘度小,有利于硅酸三钙的形成和晶体的发育成长。

4)液相的表面张力

表面张力小,有利于硅酸三钙的形成。

5)氧化钙溶解于熟料液相的速率

粘度降低,氧化钙溶解速率增加;颗粒越大,溶解速率越低。

6)反应物存在的状态

晶体尺寸小、缺陷多的新生态,反应能力强,急剧煅烧,有利于硅酸三钙的形成。

14.熟料的强制冷却的目的?

1)防止相变,β-C2S转化为γ-C2S。

2)防止C3S分解出游离氧化钙,防止晶体长大。

3)增加玻璃相、增加应力、增加微裂纹,改善熟料的质量和易磨性。

4)回收热量,提高热效率,便于熟料运输、贮存与粉磨。

5)如果慢冷,熟料矿物晶体长大。阿利特C3S晶体的大小,影响熟料的易磨性,水泥的水化速度和活性。

所以,物料在1250℃~1450 ℃~1250 ℃烧结,紧接着将其快速冷却,得到最好的熟料

15.硅酸盐水泥的煅烧?P188

16.微量元素的矿化作用?

1)氧化镁

降低液相出现温度,增加液相数量,降低液相粘度,有利于熟料烧成,改善水泥色泽。固溶量与溶解于玻璃相中总MgO量约为2%,其余以方镁石存在。

2)Cr2O3

2%以下时,降熟料粘度,加速C3S形成;过高,导致分解。

3)ZnO

阻止β-C2S向γ型转化,促进阿利特形成。2%以下时,改善水泥的早期强度,降低需水量、提高水泥强度;过高,影响强度,出现不正常凝结。

4)TiO2

降低液相形成温度、液相粘度、表面张力,稳定β-C2S,提高水泥强度。过多生成钙钛矿(CaO·TiO2),无水硬性,影响水泥强度。小于1%。

5)BaO和SrO

少量BaO替代CaO,阻止贝利特的晶形转化,提高硅酸二钙活性,降低煅烧温度,增加C3S含量。SrO,熟料烧成的矿化剂,提高硅酸二钙活性,稳定β-C2S。

6)磷酸盐

熟料烧成的矿化剂,与氧化钙生成固溶体。熟料中P2O5含量0.1-0.15%为宜。过量,使C3S分解,降低水泥强度、延缓水泥凝结。

7)氟化物

促进碳酸盐分解过程;加速碱性长石、云母的分解过程;加强碱的氧化物的挥发;促进结晶SiO2中Si-O键的断裂,有利于固相反应;使C3S在低于1200℃形成,熟料在1350℃左右烧成,熟料质量好,安定性合格。需急冷,防止C3S分解。

8)硫化物

对熟料形成有矿化作用,降低液相温度、液相粘度、表面张力,促进阿利特晶体的生长过程。

9)萤石-石膏复合作用

复合矿化剂。熟料在1300-1350℃下烧成,游离氧化钙含量低,阿利特含量高,形成早强产物,早强高。超过1400℃煅烧熟料,也可获得高质量水泥熟料。

有时出现闪凝或慢凝现象。复合矿化剂对窑衬腐蚀,对大气污染。

10)含碱氧化物

粘土质原料、煤灰。微量碱降低最低共熔温度和熟料烧成温度,增加液相量,起助熔作用。最佳量1%,要小于1.3%(Na2O计),过高,形成含碱矿物,减少C3S、增加游离氧化钙含量,影响水泥质量。

17.什么是水泥粉磨?水泥的细度对水泥的性能有何影响?

水泥粉磨:将熟料、石膏和某些混合材料在磨机中磨成细粉。

影响:1. 水泥颗粒大小与水化的关系:

<10μm水化最快;

3~30μm,水泥主要活性组分;

>60μm,水化缓慢;

>90μm,表面水化,只起微集料作用。

2. 比表面积相同,颗粒分布范围越窄,强度越高。过细,强度反而下降。

18.硅酸盐水泥熟料尽管是多种矿物集合体,但主要氧化物只有四种,哪四种?

氧化钙,氧化硅,氧化铝,氧化铁。

19.硅酸盐水泥熟料尽管是多种矿物集合体,但主要矿物组成只有四种,哪四种?

硅酸三钙(3CaO·SiO2,C3S),也称阿利特或A矿。

硅酸二钙(2CaO·SiO2,C2S),也称贝利特或B矿。

铝酸三钙(3CaO·Al2O3,C3A),也称中间相。

铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3,C4AF),也称才利特或C矿。

20.C3S含量的高低,对水泥性能有何影响?

水泥熟料中,适当提高C3S的含量,有利熟料质量,但C3S过高,熟料煅烧困难,熟料中游离CaO增加,使强度下降。

21.CaO含量的高低,对水泥性能有何影响?

一般来说,增加水泥熟料中的CaO含量,能增加水泥的强度,加速水泥的硬化过程。但不是CaO 含量越多,质量越好。CaO含量过多,反应不完全,残留CaO会以游离CaO状态存在,而游离CaO 水化极慢,会在水泥凝结后,在水泥制品中缓慢消解,发生体积膨胀,产生应力,降低强度,严重时甚至使整个结构破坏。因此,制备质量好的水泥,必须使熟料中的CaO呈化合状态,熟料中游离CaO 含量越低越好,最好不超过1%。

22.简述硅酸盐水泥加水后的水化过程。

加水后,C3A立即发生反应,C3S和C4AF也很快水化,而C2S则较慢。

23.硅酸三钙(3CaO·SiO2,C3S)的特点及对水泥煅烧及性能的影响?

1)水化反应快、强度发展快、早强高且强度增进率较大。

2)28天或一年强度在四种矿物中均最高。

3)水化热较高,抗水性较差。

24.硅酸二钙(2CaO·SiO2,C2S)的特点及对水泥煅烧及性能的影响?

1)水化较慢,28天水化20%左右。

2)凝结硬化缓慢、早期强度较低。

3)28天后仍能较快增长,一年后可赶上阿利特。

4)水化热小、抗水性较好。

25.铝酸三钙(3CaO·Al2O3,C3A)的特点及对水泥煅烧及性能的影响?

1)水化迅速、放热量大、凝结很快、硬化也很快。

2)强度三天就大部分发挥出来了,早强较高但绝对值不高,以后几乎不增加甚至倒缩。

3)干缩变形大,抗硫酸盐性能差。

26.铁铝酸四钙的特点及对水泥煅烧及性能的影响?

1)水化速度早期介于铝酸三钙和硅酸三钙,后期还能不断增长,类似于硅酸二钙。

2)抗冲击性能和抗硫酸盐性能好,水化热较铝酸三钙低。

3)铁铝酸四钙含量高时,熟料较难磨。

27.硅率的含义及意义?

硅率:熟料中氧化硅含量与氧化铝、氧化铁之和的质量比。表示了熟料中硅酸盐矿物与溶剂矿物的比例。

特点:1)硅率越高,烧成温度越高。

2)硅率过低,易结块结圈。

3)通常,硅率控制在1.7~2.7。

28.铝率的含义及意义?

铝率:熟料中氧化铝和氧化铁含量的质量比,也表示溶剂矿物中铝酸三钙与铁铝酸四钙的比例。

特点:1)铝率越高,C3A多,C4AF相对少,物料难烧。

2)铝率过低,烧结范围变窄,易结块。

3)通常,铝率控制在0.9-1.7.

29.石灰饱和系数KH值的含义及意义?

石灰饱和系数(KH值):在水泥熟料中,CaO总是与Al2O3和Fe2O3饱和生成C3A、C4AF,所余下的CaO与SiO2饱和形成C3S所需CaO的比值称为石灰饱和系数。石灰饱和系数表示SiO2与CaO

饱和形成C3S的程度。

意义:1)当石灰饱和系数等于1.0时,此时形成的矿物组成为C3S,C3A和C4AF,无C2S。

2)当石灰饱和系数等于0.667时,此时形成的矿物组成为C2S,C3A和C4AF,无C3S。

3)当石灰饱和系数升高,说明熟料中C3S相对含量增加,C2S相对含量减少。

4)为保证水泥熟料的质量,控制游离石灰的含量,通常石灰饱和系数取0.82~0.94。30.水泥熟料中矿物组成与率值的一般规律是什么?

1)石灰饱和系数越高,则熟料中C3S/ C2S比值越高。

2)硅率越高,硅酸盐矿物越多,熔剂矿物越少。

3)铝率高,熟料中C3A/C4AF比会相应地高一些。

4)硅率一定时,C3S 越多,C2S越少。

5)硅率较低,即使石灰饱和系数高,C3S含量也不一定高。

31.影响水泥水化速率的因素?

1)熟料矿物的水化速率:熟料组成,杂质的种类和数量。

2)细度与水灰比的影响:水灰比0.25—1.0 。

3)温度对水化速率的影响:温度上升,水化速度快。

4)外加剂的影响:有促凝剂,早强剂,缓凝剂等。

32.水泥的凝结时间?影响水泥凝结时间的因素?

水泥的凝结时间:水泥从和水开始到失去流动性即可塑状态发展到固体状态所需的时间。

影响因素::

1)影响水泥水化速度的因素,也影响水泥的凝结时间。

2)铝酸三钙和硅酸二钙与凝结时间的关系最密切,水泥细度越细、水化环境温度提高,凝结时间缩短,水灰比增大,凝结变慢。

材料工厂工艺设计概论期末复习资料

绪论 1、设计工作要做到技术先进、经济合理、安全适用。 2、工艺专业是主体专业。它的主要任务是确定工艺流程、进行工艺设备的选型和布置和向其它专业提供设计依据和要求。 3、工厂设计的任务:按期提供质量优良的设计文件,使得工厂建设或技术改造得以顺利地进行,并为投入生产创造有利条件。 第一章:基本建设程序和前期工作 1、基本建设的程序一般分为三个阶段: (一)基本建设前期工作阶段。通常包括:环境影响评价;安全与评价;可行性研究;项目申请报告;设计文件编制。 (二)施工阶段。包括内容:1.建设准备;2.组织施工。 (三)竣工投产阶段。包括内容:1.生产准备;2.竣工验收和交付使用。 2、政府对于投资项目的管理分为审批、核准和备案三种方式。对于政府投资项目,实行审批制;对于企业不使用政府性资金投资建设的项目,则区别不同情况实行核准制和备案制。 3、环境影响评价是指对规划和建设项目实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评估,提出预防或者减轻不良环境影响的对策和措施,进行跟踪监测的方法与制度。 4、实行审批制的建设项目,建设单位应当在报送可行性研究报告前完成环境影响评价文件报批手续;实行核准制的建设项目,建设单位应当在提交项目申请报告前完成环境影响评价文件报批手续;实行备案制的建设项目,建设单位应当在办理备案手续后和项目开工前完成环境影响评价文件报批手续。 5、建设单位委托持有“建设项目环境影响评价(综合)资格证书”的单位,承担环境影响评价工作,并按环保部门的要求提供环境影响报告书。 6、对环境可能造成重大影响的建设项目,其环境影响评价文件由国家环境保护总局审批。对环境可能造成轻度影响的建设项目,其环境影响评价文件由省级环境保护行政主管部门审批。 7、可行性研究:为了防止和减少投资失误、保证投资效益,企业在进行自主决策时,应编制可行性研究报告,对项目的市场前景、经济效益、资金来源、产品技术方案等内容进行分析论证,作为投资决策的重要依据。 8、项目申请报告:是企业投资建设应报政府核准的项目时,为获得项目核准机关对拟建项目的行政许可,按核准要求报送的项目论证报告。 9、项目申请报告应重点阐述项目的外部性、公共性等事项,包括维护经济安全、合理开发利用资源、保护生态环境、优化重大布局、保障公众利益、防止出现垄断等内容。 10、编写项目申请报告时,应根据政府公共管理的要求,对拟建项目从规划布局、资源利用、征地移民、

材料概论

第二章 1 普通的混凝土中有几种相?请分别写出各种相的名称。若在其中加入钢筋,则钢筋起到什么作用?此时又有几种相? 答:3相;砂子、碎石、水泥浆;增强作用;4。 2 比较晶体与非晶体的结构特性,了解晶体的结构不完整性有哪些类型?并区分三大材料的结构类型与比较其各自的特点。 答:晶体结构的基本特征是原子或分子在三维空间呈周期性的规则而有序地排列,即存在长程的几何有序。 结构的不完整性:实际上,极大多数晶体都有大量的与理想原子排列的轻度偏离存在,依据其几何形状而分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。 金属材料的结构:一般都是晶体。金属键无方向性,晶体结构具有最致密的堆积方式。体心立方、面心立方和紧密堆积六方结构,金刚石结构。 无机非金属材料的结构:金刚石型结构;硅酸盐结构; 玻璃结构; 团簇及纳米材料 高分子材料的结构包括高分子链的结构及聚集态结构 各自的特点: 3 高分子材料其聚集态结构可分为:晶态和非晶态(无定形)两种,与普通的晶态和非晶态结构比较有什么特点? 答:晶态有序程度远小于小分子晶态,但非晶态的有序程度大于小分子物质液态。 4 如何区分本征半导体与非本征半导体材料? 答:本征半导体:材料的电导率取决于电子-空穴对的数量和温度的材料。 非本征半导体:通过加入杂质即掺杂剂而制备的半导体,杂质的多少决定了电荷载流子 的数量。

5 极大多数晶体实际上都存在有种种与理想原子排列的轻度偏离,依据结构不完整性的几何形状可分为哪几种缺陷类型?按溶质原子在溶剂晶格中的位置不同,固溶体可分成哪几种类型? 答:依据其几何形状而分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。 按溶质原子在溶剂晶格中的位置不同,固溶体可分成: 置换型固溶体(或称取代型):溶剂A晶格中的原子被溶质B的原子取代所形成的固溶体。原子A同B的大小要大致相同。 填隙型固溶体(也称间隙型):在溶剂A的晶格间隙内有溶质B的原子填入(溶入)所形成的固溶体。B原子必须是充分小的,如C和N等是典型的溶质原子。 6 比较热塑性高分子材料和热固性高分子材料的结构特点,并说明由于结构的不同对其性能的影响。 答:线型结构的高分子化合物:在适当的溶剂中可溶胀or溶解,升高温度时则软化、流动,∴易加工,可反复加工使用,并具有良好的弹性和塑性。(热塑性) 交联网状结构高分子:性能特点:较好的耐热性、难溶剂性、尺寸稳定性和机械强度,但弹性、塑性低,脆性大。∴不能进行塑性加工,成型加工只能在网状结构形成前进行,材料不能反复加工使用。(热固性) 7 聚二甲基硅氧烷的结构式为?其柔顺性怎么样? 答:非常好 8 何为材料的力学强度?影响力学强度的主要因素有哪些?按作用力的方式不同,材料的力学强度可分为哪几种强度? 答:材料在载荷作用下抵抗明显的塑性变形或破坏的最大能力。 通常材料中缺陷越少、分子间键合强度越大,材料的强度也越高。 按作用力的方式不同,可分为:拉伸强度;压缩强度;弯曲强度;冲击强度;疲劳强度等。 9 区分高分子材料的大分子之间的相互作用中的主价力和次主价力,比较两者对其性能的影响。 答:大分子链中原子间、链节间的相互作用是强大的共价键这种结合力称为主价力,大小取决于链的化学组成→键长和键能。对性能,特别是熔点、强度等有重要影响。 大分子之间的结合力是范德华力和氢键,称为次价力,比主价力小得多(只有主价力1-10%),但对高分子化合物的性能影响很大。如乙烯呈气态,而聚乙烯呈固态并有相当强度,∵后者的分子间力较前者大得多。 10 按电阻率的大小,可将材料分成哪几类?何谓超导性? 答:按电阻率的大小,可将材料分:超导体;导体;半导体;绝缘体。 超导性:一旦T< Tc(超导体临界T)时,电阻率就跃变为零。Tc依赖于作用于导体的磁场强度。

无机非金属材料工厂设计概论本科

一、单选( 每题参考分值2.5分 ) 1、_____________指基本建设全过程中各项工作必须遵循的先后顺序 A. 建设程序 B. 基本建设程序 C. 基本建设报告 D. 基本建设设计 错误:【B】 2、工厂总平面的布置方式有街区式、台阶-区带式、成片式和自由式等,现代化的工厂应尽可能采用街区式和成片式布置方式。 A. 直接滴定法 B. 间接滴定法 C. 返滴定法 D. 置换滴定法 错误:【C】 3、建设工程项目招标必须按中华人民共和国招标法实施,通过_____________等方式择优选定设计单位、勘察单位、施工单位、监理单位和设备供货单位,签订相应合同时必须按中华人民共和国相关合同法实施。 A. 招标或成本控制 B. 招标或安全性 C. 招标或推荐 D. 招标或比选 错误:【D】 4、工厂厂区内道路可分为人行道和车行道,车行道又可分为__________________________________等,其中大型厂主干道宽度一般为7~9米,次干道宽度一般为6~7米。 A. 主干道、次干道、辅助道、车间引道、车场 B. 主干道、次干道、人行道、车间引道、车场 C. 主干道、次干道、辅助道、货物通道、车场 D. 主干道、次干道、人行道、货物通道、车场 错误:【A】 5、设计资料的可分为 _______________、__________________、_________________ 三大类。 A. 文字表格,图形表格 B. 设计,图样 C. 文字表格,图样 D. 设计,图形表格 错误:【C】 6、___________是对新开工项目而言的,包括本年度新开工的新建项目和本年度开始扩建或恢复建设的项目,不包括往年度已经正式开工而本年度继续施工的项目。 A. 开工报告 B. 新开工报告 C. 项目剪彩 D. 新项目报告 错误:【B】

对无机非金属材料工厂设计概论基本

对无机非金属材料工厂设计概论基本建 设程序的读书笔记 无机非金属材料工厂的工程设计是根据无机非金属材料工厂生产所积累的知识和经验,构成一种有用、可行、适用的系统工程的方法。学习本书的目的是为了了解工厂设计的基本内容和步骤,掌握工厂设计的基本方法,培养工厂设计的实际能力,为我们将来从事工厂设计打下一定的基础。 基本建设程序,是指基本建设项目从立项、决策、设计、竣工、试生产、竣工验收直到后评价的全部过程及其先后顺序。根据基本建设的特点,并结合我国在工程建设方面长期的实践经验,基本建设的程序大凡分为三个阶段:建设前期阶段、建设实施阶段和竣工验收生产期阶段。 一、建设前期阶段 建设前期阶段包括立项和决策两个步骤。 首先由建设单位或工业企业编制环境影响评价报告、安全与评价报告、可行性研究报告,而后编制项目申请报告,报经政府审批或核准或备案。本阶段还要完成对选定的厂区和矿区进行工程地质、水文地质的勘查和地形的测量。要收集与设计有关的基础资料并取得与设计有关的各种协议书和证明文件。 1.编辑项目建议书 项目建议书是为了分析和说明拟建项目建设的必要性、条件的可行性、获利的可能性,并以分析必要性为主。由于它只是对拟建项目的一个轮廓设想,不要求十分精准,因此这个阶段的数据大凡可参照类似项目的已有资料进行推算。小型项目的项目建议书可由建设单位自行编制,大中型项目则要委托有设计资格的单位代为编制。 2编辑可行性研究报告及设计任务书 国家发改委有关文件要求,对所有新建、扩建大中型项目以及所有利用外资进行基本建设的项目,必须编制可行性研究报告。设计任务书(又称计划任

务书)是在项目进行可行性研究,选出最佳方案后,对项目的实施计划进行综述。 有些中小型项目,如经济、技术条件不太繁复,协作条件比较简单的,可行性研究与编制设计任务书可以合并为一个阶段。可行性研究要由建设单位委托有设计资格的单位编制,完成后则按项目大小和性质分级送审批。 可行性研究报告报批。项目建设筹建单位提交书面报告附可行性研究报告文本、其他附件(如建设用地规划许可证、工程规划许可证、土地使用手续、环保审批手续、拆迁评估报告、可行性研究报告的评估论证报告、资金来源和筹措情况等手续)上报原项目审批部门审批。可行性研究报告经批准后,不得随意修改和变更。如果在建设规模、建设方案、建设地区或建设地点、主要协作关系等方面有变动以及突破投资控制额时应经原批准机关同意从头审批。经过批准的可行性研究报告,是确定建设项目、编制设计文件的依据。可行性研究报告批准后即国家、省、市(地、州)、县(市区)同意该项目进行建设,何时列入年度计划,要根据其前期工作的进展情况以及财力等因素进行综合平均后决定。 2.1厂址选择 国家发改委早已明确将厂址选择列入可行性研究的一部分,在报批可行性研究报告的同时,须附有厂址选择的专题报告。厂址选择大凡分两个阶段进行,即选择建厂的地区和选择建厂的详尽厂址。 2.2编辑环境影响评价报告 编制环境影响报告书(表)的目的,是在项目的可行性研究阶段,即对项目可能对环境造成的近期和远期影响、拟采取的防治措施进行评价;选择和论证技术上可行、经济上合理、对环境的无益影响较小的最佳方案,为领导部门决策提供科学依据。 环境影响评价工作的程序:(1)建设单位依据拟建项目,按规定的审批权限送交相应的环保部门,由环保部门根据项目的规模及其对环境影响程度,确定编报环境影响报告书或填报环境影响报告表,并提出编制意见。(2)建设单位委托持有“建设项目环境影响评价(综合)资格证书”的单位,承担环境影响

无机非金属材料概论

授课教师命题教师或命题负责人签字付玉彬 年月日 院系负责人签 字年月日 共3页第2页

中国海洋大学2007-2008学年第2学期期末考试试卷

材料科学与工程院《无机非金属材料概论》课程试题(A卷) 共3页第3页 四.名词解释(每题2分,共12分) 1,材料硬度;答:用来表示固体材料软硬程度的力学性能指标,表示材料表面局部区域抵抗压缩和断裂的能力。 2,高温蠕变性;答:无机非金属材料在常温下呈脆性,但在高温下承受小于其极限强度的某一恒定荷重时,会产生塑性变形。变形量随时间增长而逐渐增加,甚至会使材料破坏,此即高温蠕变。 3,耐火度;答:材料在高温下达到特定软化程度时的温度。 4,热震稳定性(热稳定性);答:指材料承受温度的急剧变化活在一定温度范围内冷热交替变化而不致破坏的能力。 5,水玻璃的模数;答:分子式中二氧化硅与氧化钠活氧化钾摩尔数的比值 6,混练;答:是两种以上不均匀物料的成分与颗粒度均匀化,促进颗粒接触和塑化的操作过程。 五.简答与例举题(每题3分,共18分) 1,简要比较玻璃态结构的微晶学说和不规则网络学说,并概括其结构特点。 答微晶学说认为,玻璃是由无数微晶体组成,晶子是具有变形晶格的有序排列区域,分布在无定形介质中,从“晶子”到无定形部分是逐渐过度的,两者无明显界限。 它强调玻璃的微观不均匀性、不连续性和有序性;不规则网络学说则认为,玻璃是由硅氧四面体为结构单元的三度空间网络所组成,,但其排序不像晶体那样有序,而是完全无规则的,缺乏对称性与周期性的重复,它主要强调玻璃结构的连续性、无序性和均匀性。 2,简述多晶材料中玻璃相的作用和分布形式。 作用:1,填充气孔与空隙,把多晶材料内松散的晶粒结合在一起,降低烧成温度, 3, 举例说明如何克服无机非金属材料的脆性,改善韧性,提高强度。

武汉理工大学《无机非金属工厂设计概论》重点

工程设计的特点/基本认识1工程设计是一项目的性和针对性较强的工作,其基本目的就是使工厂达产达标2工程设计是一项重经验和重依据的工作,把可靠性和安全性放在首位3工程设计追求整体的最优效果4工程设计的主要问题往往要进行方案比选5工程设计过程从总体来说一般是比较复杂的6工程设计过程有其自身的一般规律。 基本建设程序的概念是指基本建设项目从立项到决策,经过设计,施工,试生产,竣工验收直到后评价的全部过程及其先后顺序。 基本建设程序的三个阶段,七个步骤,十二项内容1建设前期阶段(1)立项(2)决策①编报项目建设书→评估、审批②立项后进行可行性研究、编制设计任务书、上报→评估、审批2建设实施阶段(3)设计③编制初步设计文件、上报→审批④进行施工图设计(4)施工⑤施工准备→⑥上报新开发报告→审批⑦列入年度计划→⑧开工建设、组织施工→⑨生产准备3竣工验收生产期阶段(5)试生产⑩试生产(6)竣工验收?竣工验收、交付生产→生产经营(7)后评价?后评价 项目建议书是项目拟建单位或业主根据各种方针政策和规划结合资源情况提出的基本建设项目的立项建议,不是项目的最终决策文件项目建议书表达的是对建设项目的轮廓设想和投资意愿,用来分析和说明拟建项目建设的必要性,条件的可行性,获利的可能性,并以论述建设的必要性为主项目

建议书对于财政直接投资的项目是必须要编制的,而且应经过有关部门审核批准,对于社会投资项目则有投资人决定是否编制项目建议书,项目建议书不是向政府提交项目申请报告的必须文件新开工报告对新开工项目而言,包括本年度新开工的新建项目和本年度开始扩建或恢复建设的项目,不包括往年已经开始而未完工在本年度继续施工的项目后评价是对已建成投产的基本建设项目从立项决策,设计施工到竣工投产,生产运营全过程的评价,可作为同类型项目立项决策和建设的参考依据。 建设前期工作的主要内容就是编制项目建议书和可行性研究报告,目的就是进行项目的立项审批。 项目建议书主要内容①建设项目提出的必要性和依据②市场预测③建设规模和产品方案设想④建设地点⑤资源供给的可能性和可靠性⑥主要技术工艺设想,主要单项工程与辅助、配套工程的总体部署设想⑦外部协作条件⑧投资测算和资金筹措方案⑨建设工期预计⑩经济效益和社会效益的初步评价 厂址选择基本要求1节约用地,考虑发展2利用城镇设施,节约投资3满足环境卫生与交通运输要求4不淹不涝,靠水近电5地质可靠,地形简单6利用协作7避开古墓,文物,航空站,高压输电线路和城市工程管道等 厂址选择原则1按产品特点,厂址靠近主要原料基地或主要

无机非金属材料的主角硅教学设计

《无机非金属材料的主角──硅》教学设计 北京潞河中学孟祥雯 1.指导思想与理论依据 高中化学新课程着眼于学生发展、社会发展和学科发展的需要,强调密切联系社会生活实际,关注化学发展的前沿,注重化学与生活、社会、技术之间的相互影响和相互联系,高度重视实验与探究,倡导自主、探究、合作的学习方式。 因此,本节课在内容安排上突破传统的物质中心模式,不再追求元素化合物知识系统(存在、组成、结构、性质、制法、用途)的完整,而是注重STS教育,从学生已有的生活经验出发,引导学生学习身边的常见物质,将物质性质的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中,体现其社会应用价值。这样的学习顺序符合学生的认知规律,有利于学生的学习。 2.教学内容分析 (1)主要内容 本课时位于化学必修1的第四章第一节,主要内容是二氧化硅和硅酸。本节课的主线是: 本节课重点介绍了硅酸凝胶的制取方法、硅胶的用途以及二氧化硅的重要性质和用途。 (2)地位与作用 硅及其化合物作为非金属元素知识的开端,是在第三章“金属及其化合物”内容的基础上,继续进行关于元素化合物知识的学习和研究方法的训练,本节教学采用主线为“硅酸盐──硅酸──二氧化硅(硅的亲氧性)──硅单质(应用)”的纵向学习方法,有别于第三章的横向对比学习法,丰富了元素族概念及元素性质的递变规律的形成,为元素周期律、元素周期表的学习积累了丰富的感性材料,同时,也为以后学习选修模块2 “化学与技术”中的第三单元“化学与材料的发展”奠定了知识基础。 本节内容与生产生活、材料科学、信息技术等联系较为密切,知识面广,趣味性强,能使学生真正认识化学在促进社会发展,改善人类的生活条件方面所起的重要作用,全面地体现了化学学科的社会应用价值。通过本节的学习,有利于贯彻STS教育的观点,激发学生学习的兴趣,促进学生科学素养的提高。 (3)教材处理 本节课从生活中常见的干燥剂入手,创设问题情景,激发学生的学习兴趣和求知欲,进而主动接受学习任务;通过探究实验,体验硅酸的制取,进一步了解硅胶和变色硅胶;通过对比碳和硅原子结构的相同点和不同点,认识二氧化硅的结构,采用比较的方法学习SiO2的化学性质,并把硅及其化合物在信息技术、材料化学等领域的应用和发展融合在性质的介绍中,从而让生活在信息技术时代的学生体会到常见硅及其化合物知识的价值,深刻理解硅成为无机非金属材料的主角的原因,激发学生对材料科学的兴趣和求知欲望,全面体现化学课程的科学教育功能。 本节课也为不同层次的学生设计了不同的教学目标,基础较弱的学生把重点放在课前的预习和课堂上的性质对比教学中,而学有余力的优秀学生可以在课后对课堂上没有深入研究的一些问题进行挖掘和拓展,如将硅及其化合物的结构理论知识、在材料领域中的应用等作为拓展性内容,通过查阅资料、讨论等方法进行更深入的学习。 3.学生情况分析 (1)本节课的教学对象为高一学生,学生已有知识和未知知识分析: (2)学生学习本单元可能会遇到的障碍点

无机非金属材料专业材料概论英语词汇

alloy 合金atomic-scale architecture 原子尺度结构(构造)brittle 脆性的 ceramic 陶瓷composite 复合材料concrete 混凝土conductor? 导体crystalline? 晶态的devitrified 反玻璃化的(晶化的) ductility (可)延(展)性,可锻性electronic and magnetic material? 电子和磁性材料element 元素fiberglass 玻璃钢 glass 玻璃glass-ceramic 玻璃陶瓷/微晶玻璃insulator 绝缘体materials science and engineering 材料科学与工程 materials selection 材料选择metallic 金属的microcircuitry 微电路microscopic-scale architecture 微观尺度结构(构造)noncrystalline 非晶态的nonmetallic 非金属的oxide 氧化物periodic table 周期表plastic 塑性的、塑料polyethylene 聚乙烯polymer 聚合物 property 性能(质)refractory 耐火材料、耐火的semiconductor 半导体silica 石英、二氧化硅silicate 硅酸盐silicon 硅 steel 钢structural material 结构材料wood 木材 Chapter 7 aluminum alloy 铝合金gray iron 灰口铁amorphous metal 无定形金属high-alloy steel 高合金钢austenitic stainless steel 奥氏体不锈钢high-strength low-alloy steel 高强度低合金钢Brinell hardness number 布氏硬度值Hooke’s law 胡克定律carbon steel 碳钢 impact energy 冲击能cast iron 铸铁lead alloy 铅合金Charpy test Charpy试验low-alloy steel 低合金钢 cold working 冷作加工lower yield point 屈服点下限copper alloy 铜合金magnesium alloy 镁合金creep curve 蠕变曲线 malleable iron 可锻铸铁primary stage 第一(初期)阶段martensitic stainless steel 马氏体不锈钢secondary stage 第二阶段 modulus of elasticity 弹性模量tertiary(final)? stage 第三(最后)阶段modulus of rigidity 刚性模量 dislocation climb 位错攀(爬)移nickel alloy 镍合金ductile iron 球墨铸铁nickel-aluminum superalloy 镍铝超合金 ductile-to-brittle transition temperature 韧性-脆性转变温度nonferrous alloy 非铁合金ductility (可)延(展)性,可锻性 plastic deformation 塑性变形elastic deformation 弹性变形Poission’s ratio 泊松比engineering strain 工程应变 precious metal 贵金属engineering stress 工程应力precipitation-hardened stainless steel 沉淀(脱溶)硬化不锈钢fatigue curve 疲劳曲线rapidly solidified alloy 速凝合金/快速固化合金fatigue strength (endurance limit) 疲劳强度(耐久极限)refractory? metal 耐火(高温)金属 ferritic stainless steel 铁素体不锈钢Rockwell hardness 洛氏硬度ferrous alloy 铁基合金shear modulus 剪(切)模量 fracture mechanics 断裂机制shear strain 剪(切)应变fracture toughness 断裂韧性shear stress 剪(切)应力 gage length 标距(长度),计量长度,有效长度solution hardening 固溶强化galvanization 电镀,镀锌steel 钢 strain hardening 应变强化white iron 白铁,白口铁superalloy 超合金wrought alloy 可锻(锻造、轧制)合金tensile strength 拉伸强度yield point 屈服点titanium alloy 钛合金yield strength 屈服强度tool steel 工具钢Young’s modulus 杨氏模量toughness 韧性 zinc alloy 锌合金upper yield point 屈服点上限 Chapter 8 annealing point 退火点linear coefficient of thermal expansion线性热膨胀系数refractory 耐火材料borosilicate glass 硼硅酸盐玻璃expansion 膨胀silicate 硅酸盐brittle fracture 脆性断裂magnetic ceramic 磁性陶瓷silicate glass 硅酸盐玻璃clay 粘土 melting range 熔化(温度)范围soda-lime silica glass 钠钙硅酸盐玻璃color 颜色modulus of rupture 断裂模量softening point 软化点cosine law 余弦定律network former 网络形成体specular reflection 镜面反射creep 蠕变netwrok modifier 网络修饰体/网络外体 static fatigue 静态疲劳crystalline ceramic 晶态陶瓷nonoxide ceramic 非氧化物陶瓷structural clay product 粘土类结构制品 diffuse reflection 漫反射nonsilicate glass 非硅酸盐玻璃surface gloss 表面光泽E-glass 电子玻璃(E玻璃) nonsilicate oxide ceramic 非硅酸盐氧化物陶瓷tempered glass 钢化玻璃electronic ceramic 电子陶瓷nuclear ceramic 核用陶瓷 thermal conductivity 热传导率enamel 搪瓷nucleate 成(形)核thermal shock 热震Fourier’s law 傅立叶定律Opacity 乳浊transformation toughening 相变增韧fracture toughness 断裂韧性optical property 光学性质translucency 半透明 Fresnel’s formula Fresnel公式partially stabilized zirconia ??部分稳定氧化锆transparency 透明glass 玻璃polar diagram 极坐标图viscosity 粘度glass-ceramic 玻璃陶瓷/微晶玻璃pottery 陶器(制造术)viscous deformation 粘性变形 glass transition temperature 玻璃转变温度pure oxide 纯氧化物vitreous silica 无定形二氧化硅/石英玻璃glaze 釉 reflectance 反射(率)whiteware 白瓷Griffith crack model Griffith裂纹模型refractive index 折射率working range 工作(温度)范围intermediate 中间体/中间的

无机非金属工厂设计概论

无机非金属工厂设 计概论

无机非金属工厂设计概论 绪论 1.工程设计的特点 ①工程设计是一项目的性和针对性较强的工作。其基本目的就是使工厂达产达标。 ②工程设计是一项重经验和重依据的工作。把可靠性和安全性放在首位。 ③工程设计追求整体的最优效果。 ④工程设计主要问题的解决往往要进行方案比选。 ⑤工程设计过程从总体来说一般是比较复杂的。 ⑥工程设计过程有其自身的一般规律。 第一章 1.基本建设程序的概念 是指基本建设项目从立项到决策,经过设计、施工、试生产、竣工验收知道后评价的全部过程及其先后顺序。 2.基本建设程序的三个阶段、七个步骤、十二项内容。 3.项目建议书是项目拟建单位或业主根据各种方针政策和规划结合资源情况提出的基本建设项目立项建议,不是项目的最终决策文件。 4.项目建议书表示的是对建设项目的轮廓设想和投资意愿,用来分析和说明拟建项目建设的必要性。条件的可行性、获利的可能性,并以论述建设的必要性为主。

5.项目建议书对于财政直接投资的项目是必须要编制的,而且应经过有关部门审核标准。对于社会投资项目则由投资人决定是否编制项目建议书,项目建议书不是向政府提交项目申请报告的必须文件。 6.新开工报告:对新开工项目而言,包括本年度新开工的新建项目和本年度开始扩建或恢复建设的项目,不包括往年已经开始而未完工在本年度继续施工的项目。 7.后评价:是对已建成投产的基本建设项目从立项决策、设计施工到竣工投产、生产运营全过程的评价,可作为同类型项目立项决策和建设的参考依据。 第二章 1.建设前期工作的主要内容就是编制项目建议书和可行性研究报告,目的就是进行项目的立项及审批。 2.可行性研究主要是论证建设的必要性、技术上的可行性和经济方面的合理性。 3.可行性研究报告在项目建议书获得批准后编制,大型项目的可行性研究必须委托给有工程咨询资质的单位编制。可行性研究报告经批准后,不得随意修改变更。如确实需要修改,需经原审批机关同意重新审批。 4.有了批准的项目建议书,才能编制可行性研究报告;有了批准的可行性研究报告,才能编制设计任务书;有了批准的设计任务书(或可行性研究报告),才能进行初步设计。各项批准文件

无机非金属材料结构知识点整理

一概述 1.材料是人类社会所能接受的、可经济地制造有用物品的物质。材料性能关系到材料的应用材料含义在于应用,材料的什么决定应用的概念和设计,决定了应用的基础——综合的性能决定最终产品的形态和应用…… 2.材料研究的核心问题:以材料的结构和性能为研究对象,并重点研究结构与材料性能之间的关系,为材料性能的改进和新材料的开发提供指导。 3材料结构层次:原子结构,晶体结构——功能材料密切相关;显微结构,微观组织——结构材料密切相关;宏观结构——复合材料相关;、 4材料的电子结构——指材料中的电子分布和状态,它不同于单个的分子和原子的电子结构,因为这两者不是长程的完整的材料。它是决定材料晶体结构的主要和本质原因。 5. 电子波动反映到原子中,为驻波。 6.现代材料结构和性能测量的重要原理和基础:X光衍射和电子显微技术——微观结构,磁性分布和能隙空间分布等等,其中大都以微观过程或性能直接体现了量子效应和作用…… 7.量子理论是解决电子结构的惟一工具。是以能量的量子化和波函数概念为核心的,可依照薛定额方程确定的第一性原理分析方法。 二、晶体结构 1晶体的特征:均匀性;各向异性;自发地形成多面体外形;晶体具有明显确定的熔点;晶体的对称性;晶体对X射线的衍射; 2晶体的宏观特性是由晶体内部结构的周期性决定的,即晶体的宏观特性是微观特性的反映。 3晶体结构即晶体的微观结构,是指晶体中实际质点(原子、离子或分子)的具体排列情况 4晶体与非晶体的最本质差别在于组成晶体的原子、离子、分子等质点是规则排列的(长程序),而非晶体中这些质点除与其最近邻外,基本上无规则地堆积在一起(短程序)。晶体与非晶体之间的主要差别在于它们是否有三维长程点阵结构。 5晶体――原子或原子团、离子或分子在空间按一定规律呈周期性地排列构成的固体 6固体分类(按结构)――晶体:长程有序;非晶体:不具有长程序的特点,短程有序;准晶体:有长程取向性,而没有长程的平移对称性。 7在晶体中适当选取某些原子作为一个基本结构单元,这个基本结构单元称为基元,基元是晶体结构中最小的重复单元,基元在空间周期性重复排列就形成晶体结构。晶格+基元=晶体结构 8晶体的内部结构可以概括为是由一些相同的点子在空间有规则地做周期性无限分布,通过这些点做三组不共面的平行直线族,形成一些网格,称为晶格(或者说这些点在空间周期性排列形成的骨架称为晶格)。9取一格点为顶点,由此点向近邻的三个格点作三个不共面的矢量,以此三个矢量为边作平行六面体即为固体物理学(简称原胞)。 10结晶学原胞(简称单胞)构造:使三个基矢的方向尽可能地沿着空间对称轴的方向,它具有明显的对称性和周期性。 11维格纳--塞茨原胞构造:以一个格点为原点,作原点与其它格点连接的中垂面(或中垂线),由这些中垂面(或中垂线)所围成的最小体积(或面积)即为W--S原胞。特点:它是晶体体积的最小重复单元,每个原胞只包含1个格点。其体积与固体物理学原胞体积相同。 12原胞与分类—7大晶系 晶系晶轴轴间夹角实例 立方 a = b = c α=β=γ= 900Cu, NaCl 四方 a = b ≠ c α=β=γ= 900Sn, SiO2 正交 a = ≠ b ≠ c α=β=γ= 900I2, BaCO3 三方 a = b = c α=β=γ≠ 900As, Al2O3 a = b ≠ c α=β= 900,γ = 1200 单斜 a ≠ b ≠ c α= γ= 900,β≠ 900KClO3 三斜 a ≠ b ≠ c α≠ β≠ γ≠ 900 K2CrO7 六方 a = b ≠ c α=β= 900,γ =1200 Mg,CuS

无机非金属材料名词解释

1. 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。 2. 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。 3.IM :铝率又称铁率,其数学表达式为: IM=Al2O2 /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。 4. 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。 5. 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x CaF2含量)/原料总量X 100% 1. 水硬性胶凝材料:和水成浆体后,既能在空气中硬化,又能在水中硬化的胶凝材料。如各种水泥等 2. 贱烧:指物料经过高温,合成某些矿物入水泥、水泥熟料,矿物等)或 使矿物分解获得某些中间产物〔如石灰和黏土熟料)的过程。 4. 玻璃熔化:玻璃配合料经过高温加热转变为化学组成均勾的、无气泡的、并复合成型要求的玻璃液的过程 3. 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。 5. 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。

4. 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 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、人素化合物、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. 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 3. 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、耐火材等 4. KH: KH= (CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3 ) /2.8SiO2 石灰饱和系数KH是熟料中全部氧化硅生成硅酸钙(C3S+C3S)所需的氧化钙量与全部二氧化硅理论上全部生成硅酸三钙所需的氧化钙含量的比 值。(即KH表熟料中二氧化硅被氧化钙饱和形成硅酸三钙的程度。) 5. 澄清剂:凡在玻璃熔制过程中能分解产生气体,或能降低玻璃粘度,促进排除玻璃液中气泡的物质称为澄清剂 2.玻璃:玻璃是由熔融物冷却、硬化而得到的非晶态固体。其内能和构性炳局于相应的晶体,其结构为短程有序,长程无序 4.SM: SM=SiO2/Al2O3+Fe2O3 硅率是表示熟料中氧化硅含量与氧化铝、氧化铁之和的质量比。(表示了熟料中硅酸盐矿物与熔剂矿物的比例) 5. 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。

无机非金属材料概论新教学大纲

《无机非金属材料概论》课程教学大纲 第一部分:课程设置概述 一、课程定位 1.课程性质 无机非金属材料概论是建筑装饰材料及检测专业的一门主干课程,是建筑装饰材料管理和产品质量控制人员检验和控制产品质量,进行产品质量管理、合理地处理生产过程中出现的问题所必备的基本知识和能力。 本课程的实践性较强,与检测、生产和工程实际结合紧密,需要学生较多地参与教学活动。 2.课程作用 培养学生掌握无机非金属材料结构、性能以及制备方面的知识和能力。 二、课程教学目标 1.能力目标 (1)具有熟练地掌握材料性能、用途和生产工艺基本知识的能力; (2)具有一定的生产工艺技能; (3)具有设备使用、维护的能力以及相应的产品生产技术和检测技能。 2.知识目标 (1)掌握玻璃的结构、性能以及制备工艺; (2)掌握陶瓷的结构、性能以及制备工艺; (3)掌握水泥的结构、性能以及制备工艺; (4)掌握耐火材料的结构、性能以及制备工艺; 3.素质目标 培养学生树立严谨、认真、刻苦的学习态度,养成善于观察周围事物,及时发现相互间的差异,积极接受新鲜事物的素质。 三、课程教学设计

本课程主要讲授水泥、玻璃、陶瓷和耐火材料方面的知识内容,教学上以理论教学为主,以参观和现场教学为辅。主要是通过各种有效的教学方法向学生介绍各种水泥、玻璃、陶瓷和耐火材料产品性能、生产工艺、检测方法和施工应用,增加学生对生产工艺、生产设备和检测要求的感性认识。 第二部分:课程教学内容纲要 一、课程教学内容学时分配表 《无机非金属材料概论》课程教学内容学时分配见表551620-1。 《无机非金属材料概论》课程教学内容学时分配表表551620-1 二、课程教学内容纲要 (一)绪论 1、教学要求 了解无机材料的发展历史和发展方向;材料的分类及功能;掌握各种材料材料的物理、力学性能。 2、教学内容 材料的发展历史和发展方向;材料的分类及功能;各种材料材料的物理、力学性能。

《无机非金属材料工厂设计概论》教学大纲

《无机非金属材料工厂设计概论》教学大纲 开课专业:无机非金属材料工程学时:32 课程性质:专业课学分:3 先修主要课程:无机非金属材料工学、生产机械设备、热工过程及设计一、教学目的及要求 本课程开设的目的是培养学生工程师的素质,并为后面的课程设计和毕业设计打好基础。本课程讲述了水泥、混凝土制品、玻璃、陶瓷等建材工厂工艺设计所需基本知识。包括:基本建设前期工作;工艺设计的原则、程序和平衡计算;生产车间工艺流程的选择、工艺设备选型及工艺布置(附有较多的工艺布置实例);工艺设计制图的基本要求等。同时,对工艺设计所需的其它专业知识(土建、电气、环保、卫生工程和技术经济等)也作了简要的介绍。要求学生学完本课程掌握工厂设计的项目建议书、可行性研究编制方法、以及初步设计及施工设计的基本方法,并具有用计算机Auto CAD绘制总平图及车间工艺布置图的能力。 二、课程内容及学时分配 绪论 第一章基本建设程序(重点)(1学时) 第二章建设前期工作(3学时) 第一节项目建议书(重点) 第二节可行性研究(重点) 第三节设计任务书(重点) 第四节厂址选择 第五节环境影响评价 第三章设计阶段和过程(3学时) 第一节设计阶段划分和基本过程(重点) 第二节初步设计(重点) 第三节施工图设计(重点) 第四节初步设计图与施工设计图的区别与联系 第四章设计资料收集(重点)(1学时) 第一节设计资料的分类

第二节新建工厂设计资料收集提纲 第三节改扩建工程设计资料收集提纲 第五章设计过程中的提资(1学时)第六章总平面设计(重点)(6学时)第一节总平面设计的任务和基本原则(重点) 第二节工厂的组成和厂区划分(重点) 第三节工厂总平面的布置方式(重点) 第四节工厂主要构成单元的布置原则(重点) 第五节竖向布置(重点) 第六节工程管线综合(重点) 第七节交通运输布置(重点) 第八节厂区绿化 第九节总平面布置的发展趋势 第十节总平面设计的步骤(重点) 第十一节风玫瑰图及总平面技术经济指标(重点) 第七章工艺设计(重点)(4学时)第一节工艺设计的主要任务和基本原则 第二节工艺设计的步骤和方法(重点) 第三节工艺流程的确定(重点) 第四节物料平衡计算(重点) 第五节设备选型和计算(重点) 第六节工艺贮库堆物面积计算 第八章主要车间工艺布置(重点)(4学时)第一节车间工艺布置的基本原则 第二节原料车间工艺布置 第三节成型车间工艺布置 第四节烧成车间工艺布置 第九章工厂设计的其他知识(3学时)第一节土建 第二节供电 第三节给排水

新型无机非金属材料概述

0920732 32 王瞧

目录 1.无机非金属材料技术发展现状 2.特种水泥的使用性能、种类和发展 2.1特种水泥的重要性 2.2特种水泥的种类 2.3特种水泥的发展方向 3.特种玻璃 3.1特种玻璃的概述 3.1.1光学功能玻璃 3.1.2电磁功能玻璃 3.1.3热学功能玻璃 3.1.4力学与机械功能玻璃 3.1.5生物活性玻璃 3.2特种玻璃的制备和加工 4.新型陶瓷 4.1新型陶瓷的定义、性能 4.2新型陶瓷与传统陶瓷的区别 4.3新型陶瓷的分类 5.特种耐火材料 5.1特种耐火材料的概述 5.2特种耐火材料的特点 5.3特种耐火材料的性能 5.4特种耐火材料的组织结构 5.5特种耐火材料的用途 5.6特种耐火材料展望 6.结束语

摘要:材料是人类赖以生存的物质基础,是科技进步的核心,是高新技术发展和社会现代化的先导,是一个国家科学技术和工业水平的反映和标志。20世纪80年代以高技术群为代表的新技术革命,把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志,世界各先进工业国家都把新材料作为优先发展的领域。在材料领域,无机非金属材料(简称无机材料)占有举足轻重的地位。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。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。本文简要介绍无机非金属材料领域几类主要的新型材料的发展前景、类型、应用等。 关键词:特种水泥特种玻璃新型陶瓷特种耐火材料 1.无机非金属材料技术发展现状 无机非金属材料包括结构陶瓷、水泥与建筑材料、日用陶瓷、玻璃制品、非金属矿物材料等,是国防军工、现代工业、现代交通和基本建设的物质基础,无机非金属材料的发展对于保障和加快我国国民经济和国防工业的发展有着十分重要的意义。 近几十年来,我国无机非金属材料工业取得离突飞猛进的发展,其中水泥、平板玻璃、建筑卫生陶瓷等的产量多年来一直位居世界第一位。水泥工业从科研、设计到制造等各个环节的技术水平有了很大提高。新型干法窑外分解水泥生产线实现了国产化,其主要经济技术指标达到国际先进水平,且已出口国外。中国水泥品种的研究开发处于世界先进行列,已形成六大通用系列、约六十多个品种,包括快硬、膨胀、油井、水工、耐高温、防腐防护、装饰等特种水泥系列,并研究开发了具有中国自主知识产权的流铝酸盐等系列水泥。 建筑卫生陶瓷工业在我国也得到了飞速发展,先后从发达国家引进了大量世界先进的技术装备,经过科技攻关和引进技术的消化吸收,中国建筑卫生陶瓷产品质量的整体水平大幅度提高,花色品种大量增加,产品档次逐步提高,有的品种已达到国外高档产品水平。 我国独立自主研究开发出浮法玻璃生产工艺,经过多次攻关,技术不断完善,取得了日产500吨玻璃生产工艺技术的突破。目前,我国浮法玻璃产量占平板玻璃工业总产量的近70%。浮法玻璃生产工艺技术已向国外出口。此外,发达国家先后在上海、深圳、大连等地与中方合资建设了大型浮法玻璃生产线,提高了我国玻璃生产的总体技术水平。 2.特种水泥的使用性能、种类和发展 2.1特种水泥的重要性 水泥是一种细磨成粉末装、加水可为塑性浆体、在空气或水中均能硬化、并能将沙石与金属等材料牢固胶结在一起的水硬性凝胶材料。水泥自从与18世纪20年代问世以来,已有正规生产达170多年的历史。中国大量生产的是传统的硅酸盐水泥,但是这些通用水泥不可能完全满足各种现代化建设工程和施工新工艺的不同技术要求,某些特种工程就必须采用某种特种水泥来确保建设成功。如油田的油井,需要有适用于不同深度油井固井工程的各种温度的油井水泥品种系列。国防等用的紧急抢修工程需要不同性能的快硬高强水泥、特快硬水泥、快凝快硬水泥等。在房屋建设中,需要用高强度、水硬性好的白水泥和彩色水泥,是建筑物的造型、色彩和纹理更为美观而经久耐用。此外,还要因地制宜、因原燃料制宜,力求更好的经济效益与社会效益。中国地大物博,如有色杂质含量低的优质石灰石、黏土和燃料,既有利于制造白水泥;储量大的优质矾土可制高铝水泥、耐火材料和膨胀水泥:低品位矾土和石膏可制硫铝酸盐水泥:有铁矾土可知铁铝酸盐水泥:明矾石可制膨胀水泥等。中国已成为世界上水泥品种较多的国家之一。 2.2特种水泥的种类

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