耐火材料检验的有关知识
重点掌握：气孔率、体积密度、吸水率、真密度的概念，计算公式及定义；热膨胀、热导率、热容等热学性能检测意义；耐火材料的概念；耐火材料的常温及高温力学性能的检测方法及检测意义。
一般掌握：耐火材料的主要原料；耐火材料的种类；化学组成的分类及各类成分的作用；矿物组成的分类及各类的作用；耐火材料性能检验的特点及作用；高温使用性能的分类、检测意义及检测方法。
了解：耐火材料的用途与发展。
耐火材料是耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。尽管各国规定的定义不同，例如，国际标准化组织（ISO）正式出版的国际标准中规定，“耐火材料四耐火度至少为1500℃的非金属材料或制品（但不排除那些含有一定比例的金属）”，但耐火材料是用作高温窑、炉等热工设备的结构材料，以及工业用高温容器和部件的材料，并能承受相应的物理化学变化及机械作用。
大部分耐火材料是以天然矿石（如耐火粘土、硅石、菱镁矿、白云石等）为原料制造的。现在，采用某些工业原料和人工合成原料（如工业氧化铝、碳化硅、合成莫来石、合成尖晶石等）也日益增多。
根据耐火度，可分为普通耐火制品（1580-1770℃）、高级耐火制
品（1770-2000℃）和特级耐火制品（2000℃以上）。
按照形状和尺寸，可分为标准型砖、异型砖、特异型砖、大异型砖，以及实验室和工业用坩锅、皿、管等特殊制品。
按制造工艺方法可分为泥浆浇注制品、可塑成型制品、半干压型制品、由粉状非可塑泥料捣固成型制品，由熔融料浇注的制品以及由岩石锯成的制品。
耐火材料的分类方法有多种，其中有按耐火材料的化学矿物组成进行的分类法，它能表征各种耐火材料的基本组成和特性，在生产、使用和科学研究上均有实际意义（见表1）。
此外，耐火材料又按下列指标分类（见表2）。
今后，我国耐火材料工业要由数量型向品种质量型转变，立足于我国的资源条件和使用需要，研究发展优质高效高铝质和碱性制品，发展优质不定形耐火材料和绝热耐火材料。
1、耐火材料的组成和性质
耐火材料的一般性质，包括化学矿物组成、组织结构、力学性质、热学性质和高温使用性质。其中有些是在常温下测定的性质，例如气孔率、体积密度、真密度和耐压强度等。根据这些性质，可以预知耐火材料在高温下的使用情况；另一些是在高温下测定的性质，例如耐火度、荷重软化点、热震稳定性、抗渣性、高温体积稳定性等，这些性质反映在一定温度下耐火材料所处的状态，或者反映在该温度下它与外界作用的关系。
1.1、耐火材料的化学矿物组成
耐火材料的若干性质，取决于其中的物相组成、分布及各相的特性，即取决于制品的化学矿物组成。对于既定的原料，即化学矿物组成一定时，可以采用适当的工艺方法，获得具有某种特性的物相组成
（如晶型、晶粒大小、分布以及形成固溶体和玻璃相等），在一定限度内提高制品的工作性质。
1.1.1化学组成
化学组成是耐火材料制品的基本特性。通常将耐火材料的化学组成按各成分含量和其作用分为两部分，即占绝对多量的基本成分－主成分和占少量的从属的副成分。副成分是原料中伴随的夹杂成分和工艺过程中特别加入的添加成分（加入物）。
1.1.1.1、主成分
它是耐火制品中构成耐火基体的成分，是耐火材料的特性基础。它的性质和数量直接决定制品的性质。其主要成分可以是氧化物，也可以是元素或非氧化物的化合物。耐火材料按其主成分的化学性质又可分为三类：酸性耐火材料、中性耐火材料及碱性耐火材料。
酸性耐火材料含有相当数量的游离二氧化硅（SiO2）。酸性最强的耐火材料是硅质耐火材料，几乎由94-97%的游离硅氧（SiO2）构成。粘土质耐火材料与硅质相比，游离硅氧（SiO2）的量较少，是弱酸性的。半硅质耐火材料局于其间。
中性耐火材料按其严密含意来说是碳质耐火材料，高铝质耐火材料（Al2O345%以上）是偏酸而趋于中性耐火材料，铬质耐火材料是偏碱而趋于中性耐火材料。
碱性耐火材料含有相当数量的MgO和CaO等，镁质和白云石质耐火材料是强碱性的，铬镁系和镁橄榄石质耐火材料以及尖晶石耐火材料属于弱碱性耐火材料。
1.1.1.2、杂质成分
耐火材料的原料绝大多数是天然矿物，在耐火材料（或原料）中含有一定量的杂质。这些杂质是某些能与耐火基体作用而使其耐火性能降低的氧化物或化合物，即通常称为熔剂的杂质。例如镁质耐火材料化学成分中的主成分是MgO，其它氧化物成分均属于杂质成分。因杂质成分的熔剂作用使系统的共熔液相生成温度愈低。单位熔剂生成的液相量愈多，且随温度升高液相量增长速度愈快，粘度愈小，润湿性愈好，则杂质熔剂作用愈强。从表3中的数据可以看出，这些氧化物对SiO2的熔剂作用强度按如下顺序增强。
1.1.1.3、添加成分
在耐火制品生产中，为了促进其高温变化和降低烧结温度，有时加入少量的添加成分。按其目的和作用不同分为矿化剂、稳定剂和烧结剂等。通常分析耐火制品和原料的灼烧减量、各种氧化物含量和其它主要成分含量。将干燥的材料在规定温度条件下加热时质量减少百分率称为灼减。
1.1.2、矿物组成
耐火制品是矿物组成体。制品的性质是其组成矿物和微观结构的综合反映。耐火制品的矿物组成取决于它的化学组成和工艺条件。化学组成相同的制品，由于工艺条件的不同，所形成矿物相的种类、数量、晶粒大小和结合情况的差异，使其性能可能有较大差异。例如SiO2含量相同的硅质制品，因SiO2在不同工艺条件下可能形成结构和性质不同的两类矿物－磷石英和方石英，使制品的某些性质会有差异。即使制品的矿物组成一定，但随矿相的晶粒大小、形状和分布情况的不同，亦会对制品性质有显著的影响（如熔融制品）。
耐火材料一般是多项组成体，其中的矿物相可分为两类，即结晶相和玻璃相。
主晶相是指构成制品结构的主体且熔点较高的晶相。主晶相的性质、数量和其间结合状态直接决定着制品的性质。
基质是指耐火材料中大晶体或骨料间隙中存在的物质。基质对制品的性质（如高温特性和耐侵饰性）起着决定性的影响。在使用时制品往往首先从基质部分开始损坏，采用调整和改变制品的基质成分是改善制品性能的有效工艺措施。
绝大多数耐火制品（除少数特高耐火制品外），按其主晶相和基质的成分可以分为两类：一类是含有晶相和玻璃相的多成分耐火制品，如粘土砖、硅砖等；另一类是仅含晶相的多成分制品，基质多为细微的结晶体，如镁砖、铬镁砖等碱性耐火材料。这些制品在高温烧成时，产生一定数量的液相，但是液相在冷却时并不形成玻璃，而是形成结晶性基质，将主晶相胶结在一起，基质晶体的成分不同于主晶相。
耐火制品的显微组织结构有两种类型。一种是由硅酸盐（硅酸盐晶体矿物或玻璃体）结合物胶结晶体颗粒的结构类型，另一种是由晶体颗粒直接交错结合成结晶网，例如高纯镁砖，这种直接结合结构类型的制品的高温性能（高温力学强度、抗渣性或热震稳定性等）较前一种优越得多；因此具有广阔得发展前景。
1.2、耐火材料的组织结构
耐火材料是由固相（包括结晶相和玻璃相）和气孔两部分构成的非均质体，其中各种形状和大小的气孔与固相之间的宏观组织结构。
1.2.1 气孔率、体积密度、真密度
气孔率、体积密度、真密度等是评价耐火材料质量的重要指标。GB/T2997有十个定义：体积密度（带有气孔的干燥材料的质量与其
总体积的比值，用g/cm3或kg/m3表示）、总体积（带有气孔的材料中固体物质、开口气孔及闭口气孔的体积总和）、真密度（带有气孔的干燥材料的质量与其真体积之比值，用g/cm3或kg/m3表示）、真体积（带有气孔的材料中固体物质的体积）、开口气孔（浸渍时能被液体填充的气孔）、闭口气孔（浸渍时不能被液体填充的气孔）、显气孔率（带有气孔的材料中所有开口气孔的体积与总体积之比值，用%表示）、闭口气孔率（带有气孔的材料中所有闭口气孔的体积与总体积之比值，用%表示）、真气孔率（显气孔率和闭口气孔率的，用%表示）、致密定形耐火制品（真气孔率小于45%的定形耐火制品）。
GB/T2997得测定原理：称量试样的质量，再用液体静力称量法测定其体积，计算显气孔率、体积密度，或根据试样的真密度计算真气孔率。
1.2.1.1气孔率
耐火材料内的气孔是由原料中气孔和成型后颗粒间的气孔所构成。大致可分为三类：1）闭口气孔，它封闭在制品中不与外界相通；2）开口气孔，一段封闭，另一段与外界相通，能为流体填充；3）贯通气孔，贯通制品的两面，能为流体通过；为简便起见，通常将上述三类气孔合并为两类，即开口气孔（包括贯通气孔）和闭口气孔。一般开口气孔体积占总气孔体积的绝对多数，闭口气孔的体积则很少，闭口气孔体积难于直接测定，因此，制品的气孔率指标，常用开口气孔率（亦称显气孔率）表示。
真气孔率（总气孔率）A =(V1+V2)Χ100%/V0,开口气孔率(显气孔率) B= V1Χ100%/V0式中：V0、V1、V2分别代表总气孔体积、开口气孔体积和闭口气孔体积（CM3）.
1.2.1.2 吸水率
它是制品中全部开口气孔吸满水的质量与其干燥质量之比，以百分率表示，它实质上是反映制品中开口气孔量的一个技术指标，由于其测定简便，在生产中多直接用来鉴定原料煅烧质量。烧结良好的原料，其吸水率数值应较低。
1.2.1.3 体积密度
表示干燥制品的质量与其总体积之比，即制品单位体积（表观体积）的质量，用g/cm3表示。
体积密度也是表征制品致密程度的主要指标，密度较高时，可减少外部侵入介质（液相或气相）对耐火材料作用的总面积，从而提高其使用寿命，所以致密化是提高耐火材料质量的重要途径，通常在生产中应控制原料煅烧后的体积密度，砖坯的体积密度和制品的烧结程度。
1.2.1.3 真密度
GB/T5071标准有两个定义：真密度（带有气孔的干燥材料的质量与其真体积之比值，用g/cm3或kg/m3表示）、真体积（带有气孔的材料中固体物质的体积）。
GB/T5071标准的测定原理：把试样破碎，磨碎，使之尽可能不存在有封闭气孔，测量其干燥的质量和真体积，从而测得真密度。细料的体积用比重瓶和已知密度的液体测定，所用液体温度必须控制或仔细地测量。
真密度是指不包括气孔在内的单位体积耐火材料的质量，可用下式表示。
d真=G/[ V0- (V1+V2)],式中G-干燥试样质量，g; V0、V1、V2——分别为试样的总体积，开口气孔体积，闭口气孔体积，cm3。
2、耐火材料的热学性质和导电性
2.1、热膨胀
GB/T7320标准有两个定义：线膨胀率（室温至试验温度间试样长度的相对变化率，用%表示）、平均线膨胀率（室温至试验温度间温度每升高1℃试样长度的相对变化率，单位为10-6/℃）,常见耐火制品的平均热膨胀系数见表4。
表4 耐火制品的平均热膨胀率（20-2000℃）
名称粘土砖莫来石
砖莫来石
刚玉砖
刚玉砖半硅砖硅砖镁砖
平均热膨胀
系数
（10-6/℃）
4.5-6.0
5.5-5.8 7.0-7.5 8.0-8.5 7.0-9.0 11.5-13.0 14.0-15.0
GB/T7320标准的测定原理：以规定的升温速率将试样加热到指定的试验温度，测定随温度升高试样长度的变化值，计算出试样随温度升高的线膨胀率和指定温度范围的平均线膨胀系数，并绘制出膨胀曲线。
耐火材料的热膨胀是指其体积或长度随着温度升高而增大的物理性质。
2.2、热导率
YB/T4130把导热系数定义为：指单位时间内在单位温度梯度下沿热流方向通过材料单位面积传递的热量。如式（1）所示：
λ=q/(dT/dx)
式中：λ——导热系数，单位为瓦每米开尔文（W/（m.K）;
q——单位时间热流密度，单位为瓦每平方米（W/m）;
dT/dx——温度梯度，单位为开尔文每米（K/m）。
YB/T4130测定导热系数原理为：根据傅立叶一维平板稳定导热过程的基本原理，测定稳态时单位时间一维温度场中热流纵向通过试样热面流至冷面后被流经中心量热器的水流吸收的热量。该热量同试样的导热系数，冷热面温差，中心量热器吸热面面积成正比，同试样的厚度成反比。
λ=Q.δ/(A.ΔT)
式中：λ——导热系数，单位为瓦每米开尔文（W/（m.K）;
Q——单位时间内水流吸收的热量，单位为瓦（W）;
定型耐火材料工艺流程 定型耐火材料的生产工艺流程图 活化煅烧 死烧
检验包装 一．原料的煅烧 原料的煅烧具有极为重要的必要性，原料的煅烧分为活化煅烧和死烧，活化煅烧是使原料全部或部分组分得到活化，变为活性状态的煅烧，通过加入添加剂得以实现，死烧则是使原料全部达到完全烧结，无论哪种煅烧都能够使生料变成熟料，熟料配料的好处如下： （1）熟料配料能够保证制品烧成后的尺寸准确性，以及制品的体积稳定性。 （2）熟料配料有利于改善制品的矿物组成及显微组织结构，从而保证制品具有良好的使用性能； （3）熟料配料有利于缩短制品的烧成周期，提高生产效率和烧成合格率。二．原料的挑选分级 原料的挑选分级能够保证优质品的质量，避免劣质原料被用来生产优质品；此外，这道工序还能保证优质原料被有价值的利用，避免优质原料被用来生产低等级的制品。 一般挑选分级的对象有耐火黏土、高铝矾土、菱镁矿等，根据熟料的外观颜色、有无显而易见的杂质、比重、致密度等情况进行人工拣选。 三．原料的破粉碎 破粉碎在耐火材料的生产流程中是一道极为重要的生产工序，它决定了产品质量的好坏，因此它有着极为重要的意义： （1）各种原料只有破粉碎到一定细度才能充分均匀混合，从而保证制品组织结构的均匀性； （2）通过破粉碎将各种原料的加工成适当粒度，以保证制品的成型密度； （3）只有将原料粉碎到一定细度，才能提高原料的反应活性，促进高温下的固相反应，形成预期的矿物组成和显微组织结构，以及降低烧成温 度。 根据破碎的不同要求，可以选择不同类型的破碎机，常用的破碎机有颚式破碎机和圆锥破碎机。
配料不仅仅是调配化学组成的过程，还是调配颗粒组成的过程，因此在配料过程中颗粒级配的设计师极为重要的，合理的颗粒级配可以达到最紧密堆积，保证坯体的成型密度，减小坯体的烧成收缩，从而保证制品的质量和性能。 以取得最紧密堆积为目的，耐火材料的颗粒组成，一般采用下述公式： y i =[a +(1?a )(d i D )n ]?100 y i ——粒径为d i 的颗粒应配入的数量（%）； a ——系数，取决于物料性质及细粉含量等因素，一般情况下，a=0-0.4; n ——指数，与颗粒分布特性及细粉的比例有关，一般地n=0.5-0.9; D ——最大（临界）颗粒尺寸（mm ）。 理想的堆积是粗颗粒构成骨架，中颗粒填充于大颗粒构成的空隙中，细粉则填充于中间颗粒构成的空隙中，在实际生产中，通常采取三组分颗粒配料，有时候也会采取四组分颗粒配料，不同的产品因为成型和烧成的不同，会选取不同的配比。 五． 混练 混练是使各种物料分布均匀化，并促进颗粒接触和塑化的操作过程，耐火材料的混练过程，由于颗粒粒度相差较大及成型的需要，实际上不是一个单纯的混合过程，而是伴有一定程度的碾压、排气过程。混练的最终目的是使混合料的任意单位体积内具有相同的化学组成和颗粒组成。 达到较好混练质量所需要的混练时 间，主要与物料的流动性、外加剂的种 类、混练机的结构性能等因素有关，对 应于某一种坯料及混练设备，都有一个 最佳的混练时间，超过该时间就会造成 “过混合”，如右图所示，而且最佳混练 时间有时相差较大，例如黏土砖需要 4-10min ，而镁砖需要20-25min 。
陶瓷工艺学试题库一．名词术语解释 1. 陶瓷制品——以粘土类及其它天然矿物岩石为原料，经加工烧制成的上 釉或不 上釉硅酸盐制品（如日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、普通电瓷等）。 2. 胎——经高温烧成后构成陶瓷制品的非釉、非化妆土部分。 3. 釉——融着在陶瓷制品表面的类玻璃薄层。 4. 陶瓷显微结构——在显微镜下观察到的陶瓷组成相的种类、形状、大小、数 量、 分布、取向；各种杂种（包括添加物）与显微缺陷的存在形式、分布；晶界特征。 5. 胎釉适应性——釉层与胎具有相匹配的膨胀系数，不致于使釉出现龟 裂或剥 落的性能。 6. 实验式——表示物质成分中各种组分数量比的化学式。陶瓷物料通常以 各种氧 化物的摩尔数表示。 7. 坯式——表示陶瓷坯料或胎体组成的氧化物按规定顺序排列的实验式。 8. 釉式——表示陶瓷釉料或釉组成的氧化物按规定顺序排列的实验式。 9.--------------------- 粘土矿物颗粒大小在2口m以下，具有层状结构的含水铝硅酸盐晶 体矿物
10. 粘土—一种天然细颗粒矿物集合体，主体为粘土矿物，并含有部分非粘 土矿物和有机物。与水混合具有可塑性。 11. 一次粘土——母岩经风化、蚀变作用后形成的残留在原生地，与母岩未 经分离 的粘土。 12. 二次粘土——一次粘土从原生地经风化、水力搬运到远地沉积下来的粘 土。 13. 高岭石一一一种二层型结构的含水铝硅酸矿物(Al 2Q ? 2SO2- 2"0),因 首次在我国江西景德镇附近的高岭村发现而命名。 14. 瓷石——一种可供制瓷的石质原料,主要矿物为绢云母和石英,或含有少量长石、高岭石和碳酸盐矿物。 15. 釉石——制釉用瓷石, 其矿物组成与瓷石相似, 但具有较低的熔融温度, 熔融物具有较好的透明度。 16. 石英——天然产出的结晶态二氧化硅。 17. 长石——一系列不含水的碱金属或碱土金属铝硅酸盐矿物的总称。 18. a—半水石膏——石膏在水蒸气存在的条件下加压蒸煮而得到的晶体呈 针状、 结晶尺寸较大的半水石膏(a-CaSO? 1/2H2O) 19. B—半水石膏——石膏在常压下炒制而得到的晶体为不规整碎屑、比表面积较大的半水石膏（B—CaSO?1/2出0）。 20. 陶瓷颜料——以色基和熔剂配合制成的有色无机陶瓷装饰材料。 21. 陶瓷工艺——生产陶瓷制品的方法和过程。
活性炭物理活化和化学活化的机理。 1 物理活化法及其活化机理 物理活化法是将炭化材料在高温下用水蒸气、二氧化碳或空气等氧化性气体与炭材料发生反应,在炭材料内部形成发达的微孔结构。物理法一般使用水蒸气、二氧化碳、烟道气等作为活化剂。由于物理活化法在制备过程中不引入化学试剂,其制得的活性炭无需过多的后处理步骤，不像化学活化法制得的活性炭需要除去残留的活化剂，所以用物理活化法制得的活性炭用途较广泛。 物理活化反应的实质是碳的氧化反应。首先对原料进行炭化,即含碳有机物在热的作用下发生分解,非碳元素以挥发分的形式逸出,制得炭化料;然后将炭化料加热到合适温度并通入活化气体与碳发生活化反应,使炭化料的孔径疏通,进而扩大、发展,形成孔隙发达的微晶结构的活性炭。生产中炭化温度一般为600℃,活化温度一般在800一1000℃之间。 水蒸气活化的反应方程式为: C+H2O=H2+CO 此活化反应为吸热反应,应由外部供热,故多用过热水蒸气,在750一1000℃和隔绝氧的条件下完成,因为氧的存在会使碳烧失,所以用水蒸气活化法制得的活性炭得率较低。 二氧化碳活化反应为: C+CO2=2CO 此反应也是吸热反应,反应温度比水蒸气活化还要高,达850一1000℃。物理活化法具有环境污染小,产品用途广泛等优点。 1.1CO2活化 二氧化碳为活化剂时,活化反应的实质是炭的二氧化碳的氧化反应,其反应式为: C+CO2=2CO一170.5KJ 反应是吸热反应,反应温度通常在800一1000℃。因此,二氧化碳作活化剂活化温度一般在800一1000℃之间。但碳的氧化反应不是在碳的整个表面均匀地进行,而仅仅发生在“活性点”上,即与活化剂亲和力较大的部位才发生反应,如在微晶的边角和有缺陷的位置上的碳原子。活化反应在活性炭细孔形成过程中有3个作用: ①开孔作用:由于加热过程中焦油的挥发与炭化,造成了闭孔,使被吸附分子无法进入孔隙,所以无吸附能力。活化时,由于这些堵塞物与气体活化剂反应而被除去,使闭孔打开,孔隙结构变得丰富。 ②扩孔作用:由于孔隙内一部分与活化剂反应生成二氧化碳气体排出,使原有的孔隙直径增大。 ③某些结构经选择性活化而生成新孔。 1.2水蒸气活化 碳与水蒸气的活化反应实际上就碳与水的反应,是一吸热反应,反应式为: C+H20=H2+CO一129.77KJ 水蒸气过量时的反应式为: C+2H2O→2H2+CO2一75.35KJ 反应机理如下: C+2H2O?C（H2O） C（H2O）→H2+C（O）
1. 陶瓷原料按工艺特性可分为哪四类原料？ 一般按原料的工艺特性分为：可塑性原料、瘠性原料、熔剂性原料和功能性原料四大类。 2. 传统陶瓷的三大类原料是什么？ 答：粘土、石英、长石 3. 指出粘土、粘土矿物、高岭土、高岭石的差异 答：黏土是一类岩石的总称，这有利于区分黏土、黏土矿物、高岭土、高岭石等这些名词的不同 黏土矿物：含水铝硅酸盐，组成黏土的主体，其种类和含量是决定黏土类别、工业性质的主要因素。高岭土主要由高岭石组成的黏土称为高岭土。 4. 说明原生粘土和次生粘土的特点 答：原生粘土：一次粘土，母岩风化后在原地留下来的粘土，产生的可溶性盐被水带走，因此质地较纯，耐火度高，颗粒较粗，可塑性差； 次生粘土：二次粘土、沉积粘土，由河水或风力将风化产生的粘土迁移至低洼地带沉淀所成。颗粒较细，可塑性好，夹杂其它杂质，耐火度差。 5. 粘土按耐火度可分为哪几类，各自特点是什么？P17 6. 粘土的化学组成主要是什么？主要化学成分为SiO2、A12O3和结晶水（H2O）。 分别说明氧化铝、二氧化硅、氧化铁/二氧化钛、碱金属/碱土金
属氧化物、有机质对粘土烧结的影响 （1）SiO2 ：若以游离石英状态存在的SiO2多时，黏土可塑性降低，但是干燥后烧成收缩小。 （2）Al2O3 ：含量多，耐火度增高，难烧结。 （3）Fe2O3＜1％，TiO2 ＜0.5％：瓷制品呈白色，含量过高，颜色变深，还影响电绝缘性。 （4）CaO、MgO、K2O、Na2O：降低烧结温度，缩小烧结范围。（5）H2O、有机质：可提高可塑性，但收缩大。 7. 粘土中根据矿物的性质和数量可以分为哪两类？哪些是有益杂质矿物，哪些是有害杂质？ 根据性质和数量分为两大类：黏土矿物和杂质矿物 有益杂质：石英、长石 有害杂质：碳酸盐、硫酸盐、金红石、铁质矿物 8. 指出碳酸盐、硫酸盐对陶瓷烧结的影响 碳酸盐主要是方解石、菱镁矿；硫酸盐主要是石膏、明矾石等。一般影响不大，但以较粗的颗粒存在时。往往使坯体烧成后吸收空气中的水分而局部爆裂。 9. 粘土矿物主要有哪三类？各自结构上有什么特点？试用材料分析手段说明如何鉴别高岭石、蒙脱石等 粘土矿物。a．高岭石类: b．蒙脱石类: c．伊利石类:杆状以及蠕虫状。二次高岭土中粒子形状不规则，
陶瓷工艺学试题库 一．名词术语解释 1.陶瓷显微结构——在显微镜下观察到的陶瓷组成相的种类、形状、 大小、数量、分布、取向；各种杂种（包括添加物）与显微缺陷的存在形式、分布；晶界特征。 2.胎釉适应性——釉层与胎具有相匹配的膨胀系数，不致于使釉出现 龟裂或剥落的性能。 3.实验式——表示物质成分中各种组分数量比的化学式。陶瓷物料通 常以各种氧化物的摩尔数表示。 4.坯式——表示陶瓷坯料或胎体组成的氧化物按规定顺序排列的实验 式。 5.釉式——表示陶瓷釉料或釉组成的氧化物按规定顺序排列的实验 式。 6.粘土矿物——颗粒大小在2μm以下，具有层状结构的含水铝硅酸盐 晶体矿物。 7.粘土—一种天然细颗粒矿物集合体，主体为粘土矿物，并含有部分 非粘土矿物和有机物。与水混合具有可塑性。 8.一次粘土——母岩经风化、蚀变作用后形成的残留在原生地，与母 岩未经分离的粘土。 9.二次粘土——一次粘土从原生地经风化、水力搬运到远地沉积下来 的粘土。 10.高岭石——一种二层型结构的含水铝硅酸矿物(Al 2O 3 ·2S? O2·2H 2 O)，因首次在我国江西景德镇附近的高岭村发现而命名。 11.瓷石——一种可供制瓷的石质原料，主要矿物为绢云母和石英，或 含有少量长石、高岭石和碳酸盐矿物。 12.石英——天然产出的结晶态二氧化硅。 13.长石——一系列不含水的碱金属或碱土金属铝硅酸盐矿物的总称。 14.陶瓷工艺——生产陶瓷制品的方法和过程。 15.坯釉配方——坯料，釉料中各种原料配合的重量百分数。 16.细度——指固体颗粒的大小。陶瓷生产中习惯用标准筛的筛余量来 表示。 17.成型——将坯料制成具有一定形状和规格的坯体的操作。 18.可塑成型——在外力作用下，使可塑坯料发生塑性变形而制成坯体 的方法。 19.滚压成型——用旋转的滚头，对同方向旋转的模型中的可塑坯料进 行滚压，坯料受压延力的作用均匀展开而形成坯体的方法。 20.注浆成型——将泥浆注入多孔模型内，当注件达到所要求的厚度时， 排除多余的泥浆而形成空心注件的注浆法。 21.实心注浆——泥浆中的水分被模型吸收，注件在两模之间形成，没 有多余的泥浆排出的注浆法。 22.干压成型——将含水率低于6%的粒状粉料，放在模具中直接受压而 成型的方法。 23.等静压成型——粒状粉料在有弹性的软模中受到液体或气体介质传 递的均衡压力而被压实成型的方法。
2010级化学班孟享洁2010061415 耐火材料的制备 耐火材料是一种耐火度不低于1580℃，有较好的抗热冲击和化学侵蚀的能力、导热系数低和膨胀系数低的无机非金属材料。其主要是以铝矾土、硅石、菱镁矿、白云石等天然矿石为原料经加工后制造而成的。其应用是用作高温窑、炉等热工设备的结构材料，以及工业用高温容器和部件的材料，并能承受相应的物理化学变化及机械作用。主要是广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域，在冶金工业中用量最大，占总产量的50％～60％。耐火材料的发展在国民工业生产的应用中有着举足轻重的地位。中国耐火材料的发展历史悠久，具有了较为完整的生产工艺，其当代的发展已经是能独立研发各种性能较为优越的耐火材料，但依然存在各种缺点和不足。其制备流程图如下所示： 耐火材料制备原理： 1．耐火原料的加工 原料的加工主要包括原料的精选提纯.均化或合成；原料的干燥和煅烧；原料的破粉碎和分级。 原料的精选提纯和均化为了提高原料的纯度，一般需经拣选或冲洗，剔除杂质，有的还需要采用适当选矿方法进行精选提纯。有的原料中成分不均，需要均化。 原料的煅烧：为了保证原料的高温体积稳定性。化学稳定性和高强度，多数天然原料和合成原料，需经高温煅烧制成熟料或熔融成熔块。烧结温度T约为其熔点的0.7~0.9倍。 原料的破粉碎和分级：原料的破粉碎的目的是按照配料要求制成不同粒级的颗粒及细粉，进行级配，使多组分间混合均匀，以便相互反应，并尽可能获得
致密的或具有一定粒状结构的制品胚体。 2耐火材料成型工艺 耐火材料借助于外力或模型，成为具有一定尺寸。形状和强度的胚体或制品的过程。压制或成型是耐火材料生产工艺过程中的重要环节。按胚料含水量的多少，分为半干法.可塑法.注浆法。 3耐火材料的干燥 干燥过程可分为三个阶段。在此之前有一个加热阶段。一般加热阶段时间很短，胚体温度上升到湿球温度。第二阶段是降速阶段，随着干燥时间的延长，或胚体含水量的减少，胚体表面的有效蒸发面积逐渐减少，干燥速度逐渐降低。第三阶段干燥速度逐渐接近零，最终胚体水分不再减少。 4耐火材料的烧成 烧成是耐火制品生产中最后一道工序。制品在烧成过程中发生一系列物理化学变化，随着这些变化的进行，气孔率降低，体积密度增大，使胚体变成具有一定尺寸.形状和结构强度的制品。 耐火材料的生产工艺 1原料的加工 原料的加工主要包括原料的精选提纯.均化或合成；原料的干燥和煅烧；原料的破粉碎和分级。 2配料与混练 配料组成：（1）.化学组成：主成分，易熔杂质总量和有害杂质量的规定（2）.颗粒配比（3）.常温结合剂（4）.原料中水分和灼减的换算。配料方法：重量：磅秤、自动称量称、称量车、电子称、光电数字显示称。容积：带式、板式、槽式、圆盘式、螺旋式、振动给料机。混练：使不同组分和粒度的物料同的物料同
陶瓷工艺学试题 一．名词术语解释 1．触变性：黏土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，黏度会降低而流动性增加，静置后逐渐恢复原状，泥料放置一段时间后，维持原有水分下也会出现变稠和固化现象，这种性质统称为触变性。 2．晶界：结晶方向不同的、直接接触的同成分晶粒间的交界处称为晶界。3．白度：白度指陶瓷坯体表面对白光的漫反射能力，是陶瓷对白光的反射强度与理想的白色标准物体所反射白光强度之比的百分数。 4．等静压成型：等静压成型是装在封闭模具中的粉体在各个方向同时均匀受压成型的方法。 5．快速烧成：烧成时间大幅缩短而产品性能与通常烧成的性能相近得烧成方法称为快速烧成。 6.陶瓷的显微结构：显微结构是指在光学或电子显微镜下分辨出的试样中所含相的种类及各相的数量、颗粒大小、形状、分布取向和它们相互之间的关系。 7.微波干燥：微波干燥是以微波辐射使生坯内极性强的分子，主要是水分子的运动随交变电场的变化而加剧，发生摩擦而转化为热能使生坯干燥的方法。 8.烧成温度：烧成温度是指陶瓷坯体烧成时获得最优性能时的相应温度（即烧成时的止火温度）。 9.一次粘土——母岩经风化、蚀变作用后形成的残留在原生地，与母岩未经分离的粘土。 10.二次粘土——一次粘土从原生地经风化、水力搬运到远地沉积下来的粘土。 11.陶瓷工艺——生产陶瓷制品的方法和过程。 12.粉碎——使固体物料在外力作用下，由大块分裂成小块直至细粉的操作。 13.练泥——用真空练泥机或其他方法对可塑成型的坯料进行捏练，使坯料中气体逸散、水分均匀、提高可塑性的工艺过程。 14.陈腐——将坯料在适宜温度和高湿度环境中存放一段时间，以改善其成型性能的工艺过程。 15.筛余量——指物料过筛后，筛上残留物的重量占干试样总重量的百分数。 16.成型——将坯料制成具有一定形状和规格的坯体的操作。 17.可塑成型——在外力作用下，使可塑坯料发生塑性变形而制成坯体的方法。 18.注浆成型——将泥浆注入多孔模型内，当注件达到所要求的厚度时，排除多余的泥浆而形成空心注件的注浆法。 19.干燥制度——为达到最佳的干燥效果，对干燥过程中各个阶段的干燥时间和速度、干燥介质的温度和湿度等参数的规定。 20.烧成制度——为烧成合格陶瓷制品和达到最佳烧成效果，对窑内温度、气氛、压力操作参数的规定。 21.一次烧成——施釉或不施釉的坯体，不经素烧直接烧成制品的方法。 22.氧化气氛——窑内气体具有氧化能力，其空气过剩系数大于1，称窑内气氛为氧化气氛。 23.陶器——一种胎体基本烧结、不致密、吸水率大于3%、无透光性、断面粗糙无光、敲击声沉浊的一类陶瓷制品。 24.瓷器——陶瓷制品中，胎体玻化或部分玻化、吸水率不大于3%、有一定透光性、断面细腻呈贝壳状或石状、敲击声清脆的一类制品。
生产工艺流程 一、滴定管生产 玻璃原材料→剪裁到适当长度→经过碎火→慢慢吹制定形→拉伸成形→降温冷确→检验→不合格产品→合格产品→合格的成品→包装→入库 二、水电解演示器 玻璃原材料→剪裁到适当长度→经过碎火→慢慢吹制定形→拉伸成形→降温冷确→检验→不合格产品→合格产品→合格的成品→包装→入库 三、抽气管 玻璃原材料→剪裁到适当长度→经过碎火→慢慢吹制定形→拉伸成形→降温冷确→检验→不合格产品→合格产品→合格的成品→包装→入库 四、气体发生器
玻璃原材料→剪裁到适当长度→经过碎火→慢慢吹制定形→拉伸成形→降温冷确→检验→不合格产品→合格产品→合格的成品→包装→入库 产品合格检验规程 表1 检验项目
一、水电解器检验的内容： 1.外观要求：由支架、底座、H形电解管、胶塞、铅电极、导线、连接胶管等组成，检验外观是否有破损，不规则变形等情况 形玻璃电解管要求95# 3.产品全高为340±3 mm 形直径15± mm 5.漏斗直径≥32 mm 二、气体发生器检验的内容： 1. 全高：306±15 mm 2. 歪颈垂直度≥3 mm 3. 球斗气泡直径≥5 mm
4. 球斗节瘤最大直径≦3 mm 5. 急冷温差≥80℃ 6. 耐碱等级≦2耐酸等级≦2耐水等级≦3 三、抽气管检验的内容： 1. 内外管应在同一轴线上，内管喷口正对下管口，，两口间距不大于3mm 2. 内管喷口磨平，不允许有斜口和缺口 3. 外观节瘤最大直径小于2mm，数量不超过3个，结石最大至今小于，数量不超过2个 四、滴定管检验内容： 1. 酸式，25ml 采用透明玻璃制造 2. 耐水等级≦3 3. 铜红扩散印线，容量误差± 4. 全高570mm 5. 壁厚± 6. 活塞2#玻璃制
1、陶瓷原料按工艺特性可分为哪四类原料？ 一般按原料的工艺特性分为:可塑性原料、瘠性原料、熔剂性原料与功能性原料四大类。 2、传统陶瓷的三大类原料就是什么？ 答:粘土、石英、长石 3、指出粘土、粘土矿物、高岭土、高岭石的差异 答:黏土就是一类岩石的总称,这有利于区分黏土、黏土矿物、高岭土、高岭石等这些名词的不同 黏土矿物:含水铝硅酸盐,组成黏土的主体,其种类与含量就是决定黏土类别、工业性质的主要因素。高岭土主要由高岭石组成的黏土称为高岭土。 4、说明原生粘土与次生粘土的特点 答:原生粘土:一次粘土,母岩风化后在原地留下来的粘土,产生的可溶性盐被水带走,因此质地较纯,耐火度高,颗粒较粗,可塑性差; 次生粘土:二次粘土、沉积粘土,由河水或风力将风化产生的粘土迁移至低洼地带沉淀所成。颗粒较细,可塑性好,夹杂其它杂质,耐火度差。 5、粘土按耐火度可分为哪几类,各自特点就是什么？P17 6、粘土的化学组成主要就是什么？主要化学成分为SiO2、A12O3与结晶水(H2O)。 分别说明氧化铝、二氧化硅、氧化铁/二氧化钛、碱金属/碱土金属氧化物、有机质对粘土烧结的影响
(1)SiO2 :若以游离石英状态存在的SiO2多时,黏土可塑性降低,但就是干燥后烧成收缩小。 (2)Al2O3 :含量多,耐火度增高,难烧结。 (3)Fe2O3＜1％,TiO2 ＜0、5％:瓷制品呈白色,含量过高,颜色变深,还影响电绝缘性。 (4)CaO、MgO、K2O、Na2O:降低烧结温度,缩小烧结范围。 (5) H2O、有机质:可提高可塑性,但收缩大。 7、粘土中根据矿物的性质与数量可以分为哪两类？哪些就是有益杂质矿物,哪些就是有害杂质？ 根据性质与数量分为两大类:黏土矿物与杂质矿物 有益杂质:石英、长石 有害杂质:碳酸盐、硫酸盐、金红石、铁质矿物 8、指出碳酸盐、硫酸盐对陶瓷烧结的影响 碳酸盐主要就是方解石、菱镁矿;硫酸盐主要就是石膏、明矾石等。一般影响不大,但以较粗的颗粒存在时。往往使坯体烧成后吸收空气中的水分而局部爆裂。 9、粘土矿物主要有哪三类？各自结构上有什么特点？试用材料分析手段说明如何鉴别高岭石、蒙脱石等 粘土矿物。a.高岭石类: b.蒙脱石类: c.伊利石类:杆状以及蠕虫状。二次高岭土中粒子形状不规则,边缘折断,尺寸较小。为Al2O3·4SiO2·nH2O 高岭石属三斜晶系,常
1、解释概念：气孔率和体积密度，化学组成和矿物组成，主成分和杂质，主晶相和基质。气孔率:耐火材料中气孔体积与总体积之比称为气孔率。即是材料中含有气孔的多少。 单位表观体积占有的质量称为体积密度 矿物组成：化学成分在材料中存在的结合状态 主成分是指在耐火材料中对材料的性质起决定作用并构成耐火基体（含量高）的成分。 那些能与主成分相互作用，使其耐火性能降低的氧化物或化合物，通常称为熔剂的杂质。主晶相是指构成耐火制品结构的主体而且熔点较高的结晶相。 填充于主晶相（次晶相）之间的不同成分的细微结晶矿物和玻璃相统称为基质。 2、耐火材料的热膨胀系数和高温体积稳定性有什么关系？各自影响因素有哪些？ 3、耐火材料的导热系数和导温系数有什么关系？各自影响因素有哪些？ 4、什么是耐火度？与纯物质熔点有何区别？ 耐火材料在无荷重条件下，抵抗高温作用而不熔化的性质称为耐火度 耐火度与纯物质的熔点有严格的区别： 熔点是纯物质固液平衡共存的温度，是一个固定的温度。耐火材料一般是由多种矿物组成的多相固体混合物，没有固定的熔点。其熔融是在一定温度范围内进行的，即只有固定的开始出现液相的温度，和固定的完全熔融的温度，在这个温度范围内，液相与固相同时存在。一般材料的耐火度都低于相应纯物质的熔点。 5、何谓常温耐压强度？耐火材料一般不因为常温耐压强度不够而破坏，为什么还要测其常温耐压强度？ 耐火材料的耐压强度包括常温耐压强度和高温耐压强度，分别是指常温和高温条件下，耐火材料单位面积上所能承受的最大压力 常温耐压强度的意义: 1、可以间接反映工艺制度的合理性。耐压强度表明制品的成型坯料加工质量、成型坯体结构的均一性及砖体烧结情况良好。因此，常温耐压强度也是检验现行工艺状况和制品均一性的可靠指标。 2、可以间接的反映出其他性质的优劣，如耐磨性，不烧制品的结合强度等。 3、测定方便是判断耐火材料质量的常规检验指标。 6、何谓耐火材料的弹性模量，有哪些影响因素，有何使用意义？ 材料在其弹性范围内，在外力σ（应力）的作用下，产生变形ε（应变），当荷载去除后，材料仍恢复原来的形状和尺寸，此时应力和应变的比值称为弹性模量 影响因素分析 1、化学矿物组成，晶体的化学键类型、缺陷 2、组织结构与各相间的结合强度 3、温度的影响 多晶材料，随温度升高而下降 含有玻璃相的材料，一定温度范围内，随温度升高而增大，但温度超过一定范围后，由于基质软化而转为下降，即有一最大值，据此可以判断材料基质开始软化和液相形成的温度范围。 有晶型转化的材料，E有突变。 意义: 1、测定弹性模量可以判断材料中是否存在缺陷和缺陷的多少，从而可以评定工艺工程（成型和烧成）的优劣； 2、还可以判定基质软化和液相形成的温度范围。
瓷工艺学试题库 一.名词术语解释 1. 瓷制品以粘土类及其它天然矿物岩石为原料，经加工烧制成的上釉或不 上釉硅酸盐制品（如日用瓷、建筑卫生瓷、普通电瓷等）。 2. 胎——经高温烧成后构成瓷制品的非釉、非化妆土部分。 3. 釉融着在瓷制品表面的类玻璃薄层。 4. 瓷显微结构一一在显微镜下观察到的瓷组成相的种类、形状、大小、数量、分布、取向；各种杂种（包括添加物）与显微缺陷的存在形式、分布；晶界特征。 5. 胎釉适应性一一釉层与胎具有相匹配的膨胀系数，不致于使釉出现龟裂或剥落的性能。 6. 实验式一一表示物质成分中各种组分数量比的化学式。瓷物料通常以各种氧化物的摩尔数表示。 7. 坯式表示瓷坯料或胎体组成的氧化物按规定顺序排列的实验式。 8. 釉式表示瓷釉料或釉组成的氧化物按规定顺序排列的实验式。 9. 粘土矿物——颗粒大小在2卬田以下，具有层状结构的含水铝硅酸盐晶体矿物。 10. 粘土一一种天然细颗粒矿物集合体，主体为粘土矿物，并含有部分非粘土矿物和有机物。与水混合具有可塑性。 11. 一次粘土一一母岩经风化、蚀变作用后形成的残留在原生地，与母岩未经分离的粘土。 12. 二次粘土一一一次粘土从原生地经风化、水力搬运到远地沉积下来的粘土。 13. 高岭石一一一种二层型结构的含水铝硅酸矿物（Al 2C3 -2S?O^ ^HbO）,因首次 在我国附近的高岭村发现而命名。 14. 瓷石一一一种可供制瓷的石质原料，主要矿物为绢云母和石英，或含有少量长石、高岭石和碳酸盐矿物。 15. 釉石一一制釉用瓷石，其矿物组成与瓷石相似，但具有较低的熔融温度，熔融物具有较好的透明度。 16. 石英——天然产出的结晶态二氧化硅。 17. 长石一一一系列不含水的碱金属或碱土金属铝硅酸盐矿物的总称。 18. l半水石膏一一石膏在水蒸气存在的条件下加压蒸煮而得到的晶体呈针状、结晶尺寸较大的半水石膏（l CaSO ?1/2H2。）。 19. 6一半水石膏——石膏在常压下炒制而得到的晶体为不规整碎屑、比表面积较大的半水石膏（6 —CaSO?1/2H2。）。 20. 瓷颜料一一以色基和熔剂配合制成的有色无机瓷装饰材料。 21. 瓷工艺一一生产瓷制品的方法和过程。 22. 釉料经加工精制后，施在坯体表面而形成釉面用的物料。 23. 熔块——水溶性原料、毒性原料与其他配料熔制而成的物料。 24. 熔块釉一一以熔块为主加适量生料制成的釉料。 25. 生料釉一一以生料为主不含熔块的釉料。 26. 乳浊釉——釉料中加乳浊剂，烧成后釉中悬浮有不熔性微粒子，釉呈乳浊状态。 27. 长石釉一一以长石类原料为主要熔剂的釉。 28. 石灰釉一一以钙质原料为主要熔剂的釉。 29. 颜色釉（色釉）——釉中含有适量着色剂，烧成后釉面呈彩色的釉。 30. 花釉（复色釉）——釉面呈多种色彩交混、花纹各异的颜色釉。 31. 无光釉一一釉面反光能力较弱，表面无玻璃光泽而呈现柔和丝状或绒状光泽的艺术釉。 32. 碎纹釉一一釉层呈现清晰裂纹而使制品具有独特的艺术效果的釉。 33. 结晶釉一一釉层含有明显可见晶体的艺术釉。 34. 化妆土敷施在瓷坯体表面的有色土料。烧成后不玻化，一般起遮盖或装饰作用。 35. 粉碎一一使固体物料在外力作用下，由大块分裂成小块直至细粉的操作。 36. 真空入磨一一利用真空效应使浆料进入球磨机的加料方式。 37. 压力放浆一一采用压缩空气加快球磨机出浆速度的方法。 38. 练泥一一用真空练泥机或其他方法对可塑成型的坯料进行捏练，使坯料中气体逸散、水分均匀、提高可塑性的工艺过程。 39. 腐一一将坯料在适宜温度和高湿度环境中存放一段时间，以改善其成型性能的工艺过程。 40. 坯釉配方——坯料，釉料中各种原料配合的重量百分数。 41. 筛余量指物料过筛后，筛上残留物的重量占干试样总重量的百分数。 42. 细度一一指固体颗粒的大小。瓷生产中习惯用标准筛的筛余量来表示。 43. 成型一一将坯料制成具有一定形状和规格的坯体的操作。 44. 可塑成型一一在外力作用下，使可塑坯料发生塑性变形而制成坯体的方法。 45. 刀压成型一一用型刀使放置在旋转的石膏模中的可塑坯料受到挤压、刮削和剪切的作用展开而形成坯体的方法。 46. 滚压成型一一用旋转的滚头，对同方向旋转的模型中的可塑坯料进行滚压，坯料受压延力的作用均匀展开而形成坯体的方法。 47. 注浆成型一一将泥浆注入多孔模型，当注件达到所要求的厚度时，排除多余的泥浆而形成空心注件的注浆法。
2003级《耐火材料工艺学》试题 考生姓名＿＿＿＿＿＿＿＿＿班级＿＿＿＿＿＿ 考生注意：第一题“填空”和第二题“判断题”的答案，请直接写在卷面上。 一、填空（每题2分） 1 耐火材料是指＿＿＿＿＿＿不低于＿＿＿＿的无机非金属材料，其性能主要取决于＿＿＿＿组成和＿＿＿＿组成； 2显气孔率是指制品中＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的比值； 3耐火材料的热膨胀、热导率是指其＿＿学方面的物理性质，一般情况下，晶体结构对称性愈强，热膨胀率愈＿＿，晶体结构愈复杂，热导率愈＿＿； 4 为了使硅砖中大量形成鳞石英，通常采用的矿化剂有＿＿＿＿、＿＿＿＿。 5硅酸铝质耐火材料是以＿＿和＿＿为基本化学组成的耐火材料，我国高铝矾土原料的主要矿物组成是＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿，其中＿＿等矾土熟料比＿＿等矾土熟料难烧结； 6天然产的无水硅酸铝原料“三石”是指＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿，其加热膨胀效应最大的：＿＿＿＿＿＿； 7镁碳砖的主要原料是＿＿＿＿和＿＿＿＿以及＿＿＿＿＿＿＿＿结合剂，铝碳质制品主要应用于连铸系统的“三大件”，也即＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿； 8 主晶相是指决定耐火材料性质的主要矿相，直接结合指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的结合，陶瓷结合指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的结合，镁砖的主晶相是＿＿＿＿＿＿，镁铝砖（Al2O35-10%）的主晶相是＿＿＿＿＿＿； 9 不定形耐火材料通常是指原料经混合后不需机压＿＿＿＿和高温＿＿＿＿的散状料和预制块。根据美国材料测试标准，普通水泥结合浇注料CaO为＿＿＿＿＿＿%，低水泥结合浇注料CaO为＿＿＿＿＿＿%，超低水泥结合浇注料CaO为＿＿＿＿＿＿%，无水泥结合浇注料CaO为＿＿＿＿＿＿%；
沥青混合料（矿料级配及沥青用量）检验报告 委托单位 收样日期 年 月曰 工程名称 级配类型 代表部位 检验日期 年 月曰 样品来源 报告日期 年 月曰 委托人 见证单位 见证人 检验依据 检 验 项 目 及 结 果 检验项目 筛孔尺寸（mm ） 取样部位及桩号 料级 标准级配 单项判定 关键性筛孔 通过率（％） 标准要求 实测值 单项判定 沥青用量（％） —设计标准值 ---------------------------- 实测值 单项判定 )%( 率 分百量质过 检验结论 o O O O O O O O O O O O 87654321 0.000 0.0 0.000 0.0 0.000 0 筛孔尺寸 50 0 0.00 0.00 0 0.000 标准级配上限 ............. 标准级配下限 ------- 实测值 ----------- 检验单位（盖章） 技术负责人: 校核人: 检验人:
沥青混合料（矿料级配及沥青用量）检验 检测样品取样的注意事项 沥青混合料取样应是随机的，并具有充分代表性，必须分几次取样，拌合均匀后作为代表性试样。取样数量应为每日、每品种检查1 次。 在拌和厂取样时，宜用专用的容器（一次可装5kg?8 kg）装在拌合机卸料斗下方，每放一次料取一次样，顺次装入试样容器中，每次倒在清扫干净的平板上，连续几次取样，混合均匀，按四分法取样至足够试样。（规范中所提到的几次，一般应为三次以上） 在运料车上取沥青混合料样品时，宜在汽车装料一半后,在汽车车厢内，分别用铁锹从不同方向的3 个不同高度处取样，然后混在一起用手铲适当拌合均匀，取出规定数量。这种车到达施工现场后取样时，应卸掉沥青混合料一半以后，从不同方向的3 个不同高度处取样。宜从3 辆不同的车上取样混合使用。 在道路施工现场取样时，应在摊铺后未碾压前于摊铺宽度的两侧1／2?1／3位置处取样，用铁锹将摊铺层的全部铲出，但不得将摊铺层下的其它层料铲入。每摊铺一车料取一次样，连续3车取样后，混合均匀按四分法取样12?20kg。对现场制件的细粒式沥青混合料，也可在摊铺机经螺旋拨料杆拌匀的一端取样。 填写委托单时必须填清楚工程名称、委托单位、施工单位、代表起止桩号、取样部位及桩号、级配类型、设计用油量或油石比等信息。
耐火材料制备原理及工艺 摘要耐火材料是一种耐火度不低于1580℃，有较好的抗热冲击和化学侵蚀的能力、导热系数低和膨胀系数低的无机非金属材料。其主要是以铝矾土、硅石、菱镁矿、白云石等天然矿石为原料经加工后制造而成的。其应用是用作高温窑、炉等热工设备的结构材料，以及工业用高温容器和部件的材料，并能承受相应的物理化学变化及机械作用。主要是广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域，在冶金工业中用量最大，占总产量的50％～60％。耐火材料的发展在国民工业生产的应用中有着举足轻重的地位。中国耐火材料的发展历史悠久，具有了较为完整的生产工艺，其当代的发展已经是能独立研发各种性能较为优越的耐火材料，但依然存在各种缺点和不足。 关键词耐火材料分类，原理工艺，前景 前言耐火材料是耐火度不低于1580℃的材料。一般是指主要由无机非金属材料构成的材料和制品，耐火度是指材料在高温作用下达到特定软化程度时的温度，它标志材料抵抗高温作用的性能，是高温技术的基础材料。没有耐火材料就没有办法接受燃料或发热体散发的大量热，没有耐火材料制成的容器也没有办法使高温状态的物质保持一定时间。随着现代工业技术的发展，不但对耐火材料质量要求越来越高，对耐火材料有特殊要求的品种越来越多，形状越来越复杂。其成产流程大多如图1-1。 图1-1耐火材料的生产流程[1] 1耐火材料的分类和性能要求 1.1分类 1.1.1按组成来分 耐火材料可分为硅质制品、硅酸铝质制品、镁质制品、白云石制品、铬质制品、锆质制品、纯氧化制品及非纯氧化物制品等。 1.1.2按工艺方法来划分
可分为泥浆浇注制品、可塑成形制品、半干压成形的制品、由粉末非可塑料捣固成形制品、由熔融料浇注的制品、经喷吹或拉丝成形的制品及由岩石锯成的天然制品等。 1.1.3根据耐火度来分 可分为普通耐火材料制品，其耐火度为1580℃~1770℃；高级耐火材料制品，其耐火度为1770℃~2000℃；特级耐火材料制品。其耐火度为2000℃℃以上。1.1.4根据耐火材料制品的外形来分 可分为定形耐火材料制品，如烧成砖。电熔砖。耐火隔热砖以及实验和工业用坩埚。器皿等特殊制品；不定形耐火材料制品，简称散装料，在使用地点才制成所需要的形状和进行热处理，如浇注料、捣打料、投射料、耐火泥等；耐火纤维，如铝纤维、硅酸铝纤维等，使用时一般经过加工成毯、毡、板、绳。组合键和纤维块制品。 1.2基本性能要求 耐火材料的性能表现在诸多方面，其中它的物理性能包括结构性能、热学性能、力学性能、使用性能和作业性能。结构性能包括气孔率、体积密度、吸水率、透气度、气孔孔径分布等。热学性能包括热导率、热膨胀系数、比热、热容、导温系数、热发射率等。力学性能包括耐压强度、抗拉强度、抗折强度、抗扭强度、剪切强度、冲击强度、耐磨性、蠕变性、粘结强度、弹性模量等。使用性能包括耐火度、荷重软化温度、重烧线变化、抗热震性、抗渣性、抗酸性、抗碱性、抗水化性、抗CO侵蚀性、导电性、抗氧化性等。作业性包括稠度、塌落度、流动度、可塑性、粘结性、回弹性、凝结性、硬化性等。其中耐火度是耐火材料的最主要的性能技术指标，耐火度越高，其质量也好[2]。 耐火材料的重要性体现在：影响炉子生产率，影响产品质量，影响炉子寿命，以及影响产品成本。 2传统耐火材料的生产工艺 2.1原料的加工
《耐火材料工艺学》复习提纲 第一章 1.耐火材料的概念：耐火材料是指耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。 2.按化学矿物组成分类：硅质制品、硅酸铝制品、镁质制品、白云石制品、铬质制品、特殊制品。 第二章 1.三种化学矿物组成： ①主成分。耐火制品中构成耐火基体的成分。它的性质和数量直接决定制品的性质。氧化物、元素或非氧化物的化合物。分酸性、中性和碱性三类。 ②杂质成分。由原料及加工过程中带入的非主要成分的化学物质（氧化物、化合物等）。这些杂质的存在往往能与主成分在高温下发生反应，生成低熔性或大量的液相，从而降低耐火基体的耐火性能，也称之为溶剂。 ③添加成分。为促进其高温变化和降低烧结温度。分为矿化剂、稳定剂和烧结剂等。 两种矿物组成： ①结晶相（主晶相和次晶相）：主晶相是耐火制品结构的主体而且熔点较高的结晶相。其性质、数量、结合状态直接决定着耐火材料的性质。次晶相又称第二固相，也是熔点较高的晶体，提高耐火制品中固相间的直接结合，改善制品的某些性能。 ②玻璃相：基质是指填充于主晶相之间的不同成分的结晶矿物（次晶相）和玻璃相，也称为结合相。 硅砖的主晶相：磷石英、方石英 粘土砖的主晶相：莫来石、方石英 2.三种气孔率表示方法及关系： ①总气孔率（真气孔率）Pt，总气孔体积与制品总体积之比； ②开口气孔率（显气孔率）Pa，开口气孔体积与制品总体积之比； ③闭口气孔率Pc，闭口气孔体积与制品总体积之比。 三者的关系为：Pt＝Pa +Pc 气孔率大小影响耐火制品哪些性能？ 气孔率是耐火材料的基本技术指标。其大小影响耐火制品的所有性能，如强度、热导率、抗热震性等。 3.高温蠕变性的概念：制品在高温下受应力作用随着时间变化而发生的等温形变。分为高温压缩蠕变、高温拉伸蠕变、高温弯曲蠕变和高温扭转蠕变等。 高温蠕变曲线的三阶段 ①oa-起始段：加外力后发生瞬时弹性变形，外力超过试验温度下的弹性极限时会有部分塑性形变； ②ab-第一阶段：紧接上阶段的蠕变为一次蠕变，初期蠕变，应变速率de/dt随时间增加而愈来愈小，曲线平缓，较短暂； ③bc-第二阶段：二次蠕变，黏性蠕变、均速蠕变或稳态蠕变。应变速率和时间无关，几乎不变。蠕变曲线最小速率； ④cd-第三阶段：第三次蠕变，加速蠕变。应变速率de/dt随时间稍微增加而迅速增加，曲线变陡直到断裂，最终断裂在d点。
第一章耐火材料基本知识 1．什么是耐火材料 耐火材料一般是指耐火度在1580℃以上的无机非金属材料。它包括天然矿石及按照一定的目的要求经过一定的工艺制成的各种产品。具有一定的高温力学性能、良好的体积稳定性，是各种高温设备必需的材料。 2．耐火材料是怎样分类的 耐火材料的分类方法有很多。但主要的有按化学成分划分：可以分为酸性、碱性和中性；按耐火度划分：可以分为普通耐火材料(1580—1770~C)、高级耐火材料(1770—2000℃)、特级耐火 材料(2000~C以上)和超级耐火材料(大于3000~C)四大类；按 加工制造工艺划分：可分为烧成制品、熔铸制品、不烧制品；按用途划分：可分为高炉用、平炉用、转炉用、连铸用、玻璃窑用、水泥窑用耐火材料等；按外观划分：可分为耐火制品、耐火泥、不定形耐火材料；按形状和尺寸划分可分为：标型、普型、异型、特型和超特型制品；按成型工艺划分：可分为天然岩石切锯、泥浆浇注、可塑成型、半干成型和振动、捣打、熔铸成型等制品；按化学一矿物组成划分：可分为硅酸铝质(粘土砖、高铝砖、半硅砖)、硅质(硅砖、熔融石英烧制品)、镁质(镁砖、镁铝砖、镁 铬砖)；碳质(碳砖、石墨砖)、白云石质、锆英石质、特殊耐火 材料制品(高纯氧化物制品、难熔化合物制品和高温复合材料)。 5．经常使用的耐火材料有哪些
耐火材料一般使用在冶金、玻璃、水泥、陶瓷、机械热加工、 石油化工、动力和国防等工业部门。 经常使用的普通耐火材料有硅砖、半硅砖、粘土砖、高铝砖、 镁砖等。· 经常使用的特殊耐火材料有AZS砖、刚玉砖、直接结合镁铬 砖、碳化硅砖、氮化硅结合碳化硅砖，氮化物、硅化物、硫化物、 硼化物、碳化物等非氧化物耐火材料；氧化钙、氧化铬、氧化铝、 氧化镁、氧化铍等耐火材料。 经常使用的隔热耐火材料有硅藻土制品、石棉制品、绝热板 等。 经常使用的不定形耐火材料有补炉料、耐火捣打料、耐火浇 注料、耐火可塑料、耐火泥、耐火喷补料、耐火投射料、耐火涂 料、轻质耐火浇注料、炮泥等。 6．制造普通耐火材料的工艺是什么 制造普通耐火材料的生产工艺一般包括原料的煅烧、原料的 拣选、破粉碎，配料、混合、困料、成型、干燥、烧成等工序。但 目前的耐火材料厂往往是购进煅烧好的熟料，所以原料的煅烧已 不再是普通耐火材料生产厂考虑的问题。 7．耐火材料应该具备什么条件 耐火材料应具有高的耐火度、良好的荷重软化温度、高温体 积稳定性、热震稳定性及良好的抗渣性。此外，还要求耐火材料 具有一定的耐磨性。对于耐火制品，除上述要求外，还要求其外形规整，尺寸准确。对某些特殊领域使用的耐火材料，还要求其
1、按照工艺特性的不同，陶瓷原料一般分为哪三类？并举例说明？ 答：⑴可塑性原料：粘土 ⑵非可塑性原料：石英 ⑶熔剂性原料：长石 2、粘土在陶瓷生产中的作用？ 答：①粘土的可塑性是陶瓷坯体成型的基础。②粘土使注浆泥料和釉料具有悬浮性和稳定性。③粘土的结合性使坯体具有一定的干燥强度，利于成型加工，烧结。 ④粘土是陶瓷坯体烧结的主体，含有较高的氧化铝。⑤粘土是陶瓷坯体中莫来石晶体的主要来源。 3、长石在陶瓷生产中的作用？ 答：①长石是坯料中氧化钾和氧化钠的主要来源；起熔剂作用，有利于成瓷和降低烧成温度。②长石熔体能溶解部分高岭土分解产物和石英颗粒，在液相中氧化铝和氧化硅相互作用，促进莫来石生成。③长石熔体填充于各晶体颗粒之间，提高坯体致密度、透明度等，减少空隙。④在釉料中长石是主要熔剂。⑤起瘠性物料作用，在生坯中可以缩短坯体干燥时间，减少坯体的干燥收缩和变形等。 4、如何改善坯料的可塑性以满足成型工艺的要求？ 答：提高可塑性的措施：⑴将粘土原矿淘洗，除去所夹杂的非可塑性物料，或进行长期风化。⑵将润湿的粘土或坯料长期陈腐。⑶将泥料进行真空处理，并多次练泥。⑷掺用少量强可塑性粘土。⑸必要时加入适当的胶体物质。 降低坯料可塑性的措施：⑴加入非可塑性原料，如石英等；⑵将部分粘土预先煅烧。 5、粘土的工艺性质有哪些？ 答：①可塑性：粘土与适量的水混练以后形成泥团，这种泥团在一定外力作用下产生形变而不开裂，除去外力后仍保持其形状不变。 ②结合性：是指粘土能粘结一定细度的瘠性物料，形成可塑泥团并有一定干燥强度的性能。 ③离子交换性：粘土颗粒由于其表面层的断键和晶格内部离子的被置换，粘土表面总是带有电荷同时又吸附一些反离子。在水溶液中。这种吸附的离子又可被其他相同电荷的离子所置换。 ④触变性：粘土泥浆或可塑泥团受到振动和搅拌时，粘度降低，流动性增加，静置一段时间后，泥浆又重新稠化的性能。 ⑤干燥收缩和烧成收缩：粘土泥料干燥时，因包围在粘土颗粒间的水分蒸发，颗粒相互靠拢引起体积收缩，称为干燥收缩。粘土泥料在煅烧时，由于发生一系列的物理化学变化，因而粘土再度收缩，称为烧成收缩。 ⑥烧结温度与烧结范围：粘土完全烧结时的温度称为烧结温度。烧结温度到软化温度之间粘土试样处于相对稳定阶段的温度范围称为烧结范围。 ⑦耐火度：材料在高温下，虽已发生软化而没有全部熔融，在使用中所能承受的最高温度称为耐火度。 6、石英在加热过程中的晶型转变以及对陶瓷生产的影响？ 答：石英晶型转化主要有高温型的缓慢转化（体积效应值大）和低温型的快速转化（体积效应值小）。高温型的缓慢转化是由表面开始向内部进行的，发生结构变化，形成新的稳定晶型，其体积膨胀大，但时间长，同时生成缓冲液，使得体积膨胀进行缓慢，因而对陶瓷制品影响不大。相反，低温型的快速转化是晶体表里瞬间同时发生转化，无结构变化，虽然体积膨胀小，但反应是瞬间的，又无液