无机非金属材料工程概论资料

可编辑修改精选全文完整版第四章无机非金属材料第一节概述一、无机非金属材料的定义除金属和高分子材料以外的固体材料以金属元素或非金属元素的化合物或非金属元素单质为组元，原子与原子之间通过离子键和共价键而键合，主要组成成分大多为硅酸盐类，因此有时也称为硅酸盐材料。

二、化学键的特点☺化学健主要是离子键、共价健以及它们的混合键；☺硬而脆、韧性低、抗压不抗拉、对缺陷敏感；☺熔点高，具有优良的耐高温和化学稳定性；☺一般自由电子数目少、导热性和导电性较小；☺耐化学腐蚀性好；☺耐磨损。

四、无机非金属材料的分类传统无机非金属材料主要包括陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料等。

无机非金属材料传统无机非金属材料——硅酸盐材料新型无机非金属材料——半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等1、玻璃态材料－熔融后，在低温下仍保持熔体结构的固态物质2、陶瓷材料－粉末状材料经过成型和烧结形成的多相固体材料3、水泥－能够在水或空气中硬化的水硬性粉体材料4、耐火材料－指能够耐高温（耐受1580度以上温度）的固体材料，包括耐火砖、耐火纤维和耐火水泥等五、无机非金属材料在自然界的分布分布广泛，存在形式多样，有晶体结构和非晶态结构，有人工产品也有天然产物六、无机非金属材料的加工工艺包括热加工工艺和冷加工工艺第二节陶瓷一、陶瓷材料的分类及性能1、普通陶瓷（传统陶瓷）指以天然硅酸盐为原料，经过粉碎、成型、烧结制成的固体材料和器皿。

包括日用陶瓷、建筑陶瓷、卫生陶瓷、绝缘陶瓷、化工陶瓷等。

2、现代陶瓷（特种陶瓷）一般指以高纯度化工原料或人工合成材料为原料烧结成的固体材料。

也称为新型陶瓷、精细陶瓷、高技术陶瓷、高性能陶瓷等。

根据功能分类有电子陶瓷、光学陶瓷、高硬度陶瓷等根据化学成分划分有氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷等（碳化物、氮化物、硼化物、硅化物等）。

根据使用性质划分有结构陶瓷（工程陶瓷）和功能陶瓷。

3、陶瓷材料的相组成及结构：陶瓷的组成相主要有晶体相、玻璃相和气相结构。

无机非金属概论重点1无机非金属材料：以某些元素的氧元素O碳化物C氮化物N卤素化合物CL硼化物B以及硅酸盐，铝酸盐，硼酸盐.磷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。

2无机非金属材料的特性：耐高温化学稳定性高高强度高硬度电绝缘性好韧性差3无机非金属材料生产过程的共性：原料粉料的制备与运输高温加热（热处理）成型干燥4无机非金属材料生产过程的个性：水泥PHPF或PHP 玻璃PHF 陶瓷PFH P制粉H热处理F成型5水泥生产：干法原料经烘干粉碎制成生料粉然后喂入窑内煅烧成熟料的方法半干法将生料粉加入适量的水分制成生料球再喂入立窑或立波尔窑内煅烧成熟料的方法湿法将原料加水粉磨成生料浆再喂入回转窑内煅烧成熟料的方法6原料的种类：钙质、粘土类、石英类、长石类、其他（高铝质、镁质、铁质、NA2O质、含硼、辅助性原料）7粘土的工艺性质：可塑性粘土与适量水混练后形成的泥团在外力作用下可塑造成各种形状而不裂开当外力除去以后仍能保持该形状不变的性能离子交换性触变性粘土泥浆或可塑泥团在静置以后变稠或凝固当受到搅拌或振动时粘度降低而流动性增加再放一段时间后又能恢复原来状态膨化性粘土加水后体积膨胀的性质收缩干燥收缩+烧成收缩烧结性能耐火度之材料再高温作用下达到特定软化程度时的温度随AL2O3量增加而提高随杂质含量而降低(F2O碱金物氧化物)8澄清剂：凡在玻璃熔制过程中能（1分解产生气体2或能降低玻璃粘度3促使玻璃液中气泡排除的原料）1 AS2O3 Sb2O3 2硫酸盐原料Na2SO4 3氟化物类原料9燃料的种类：固体燃料煤液体燃料石油加工产品气体燃料天然气和人造气天然气伴生气非伴生气（纯气天然气凝析气天然气）10煤：收到基指工厂实际收到的煤即实际使用煤的组成空气干燥基指将煤样干燥后，与大气达到平衡状态的煤干燥基指绝对干燥的煤的组成干燥无灰基假想的无水无灰的煤的组成11粉碎：以外力克服固体物料（质点间结合力）而使物料几何尺寸减小的过程【破碎、粉磨、超细粉碎】粉碎的施力方式：压碎、击碎、磨剥、弯折、劈碎粉碎比：粉碎前物料尺寸与粉碎后物料尺寸的比值粒化：泛指将粉体或浆液加工成形状和尺寸都比较匀整的球块的机械过程12破碎机：分为挤压式（颚式、圆锥式、辊式）和冲击式（反击式、锤式）两类13粉磨机：分为摩擦类、挤压类、冲击类主要有球磨机、辊式磨球磨机的性能优点1对物料的适应强且生产能力大2粉碎比高易于调整产品粒度3可进行干法或湿法操作也可将干燥与粉磨合并操作4结构较简单，坚固耐用，运行可靠，维护管理方便且能长期连续运行5密闭性好可负压操作基本无扬尘现象缺点1粉磨效率低大部分能量转变为粉碎过程中的热量和噪音耗散掉作业环境差2机体笨重造价较高且需要配置昂贵的减速装置3磨介和衬板金属磨耗量大工作原理球磨机的筒体内装有钢球、钢段和钢棒等磨介，物料由进料端空心轴装入筒体内，当筒体转动时，由于惯性、离心和摩擦作用，磨介随筒体上升至一定高度，然后在其自身重力作用下，呈抛物线轨迹抛落或呈泻落状态下落，从而使物料受到磨介的冲击力的作用，且磨介在筒体内沿筒体轴心的公转和自转，在磨介之间，磨介与筒体接触区对物料产生挤压和磨剥力，最终使物料磨碎影响球磨机产量的因素1入磨物料的性质（粒度、易磨性、温度和水分）2助磨剂3粉磨产品的细度4设备和流程5研磨体6干法磨机通风7干法磨水冷却8磨机的操作影响磨机的主要因素1工作转速2磨介填充率3磨介级配14分级是对由不同粒径组成的固体颗粒，按尺寸大小进行不同粒度级别分离的过程，分级可分为筛分和流体分级（气力分级、水力分级）15气力输送：吸送式、压送式和混合式吸送式：优点1起始端扬尘校，给料口可以敞开2因是负压输送，故设备之间没有物料或空气向外泄露现象3给料器结构比压送式简单4密封性要求不高缺点分离器的构造较为复杂，输送量和输送距离均较小密封性要求不高压送式特点适用于从一处向几处输送的场合，输送量大，输送压力高，输送距离长，即使输送条件有所变化，也能保持一定的适应性，因是正压输送，所以底管道连接处大气和雨水不致侵入，而物料又容易从卸料口排出。

无机非金属材料工程专业知识1. 无机非金属材料的基础1.1. 你知道吗，无机非金属材料其实并不复杂，它们就是我们生活中随处可见的那些东西。

比如，玻璃、陶瓷、砖头，这些看似普通的东西，实际上是无机非金属材料的代表。

它们不像金属那样闪闪发光，却各有各的妙处。

你想想，咱们的家用玻璃、卫生间的瓷砖，都是这些材料做的，不仅耐磨，而且清洁起来方便多了。

没错，它们就是这些材料的“超级明星”！1.2. 说到无机非金属材料，它们的“家族”可是非常庞大的。

像硅酸盐、铝土矿、石英，这些都是无机非金属材料的一部分。

它们在建筑、电子、甚至航空航天领域都有广泛应用。

举个例子，现代建筑中使用的混凝土，其实就是由水泥、沙子和碎石混合而成的，而水泥的主要成分就是一种叫做硅酸钙的物质。

这些材料不仅在外观上大有讲究，性能上更是让人刮目相看。

2. 无机非金属材料的特性2.1. 那么，无机非金属材料究竟有哪些“超能力”呢？首先，它们的耐高温性能可是一绝。

不像有些材料一到高温就“熔化”，无机非金属材料却能在高温下保持稳定。

这就是为什么我们在高温炉里能看到陶瓷和耐火砖，甚至航空航天中也会用到这些材料。

别小看这些材料，它们可是能顶得住炙热火焰的“超级战士”！2.2. 除了耐高温，它们还有个“超能力”就是耐腐蚀。

这些材料对酸、碱等化学物质的抵抗能力很强，不容易被腐蚀。

所以说，咱们的水泥桥梁和建筑物才能经受住风吹雨打，稳如磐石。

想想看，如果没有这些耐腐蚀的无机材料，城市建设可就要面临很多麻烦了。

3. 无机非金属材料的应用3.1. 无机非金属材料在我们生活中无处不在，它们在建筑、交通、电子等领域都有广泛应用。

比如，你家里的厨房用具，很多都是陶瓷的，耐高温又不容易变形；而电子设备中的绝缘材料，很多也用到这类材料，保障了电路的安全和稳定。

简直是“万能选手”，无论你想到什么地方，都能找到它们的身影。

3.2. 最后，说到无机非金属材料的未来，真是让人充满期待。

第二篇无机非金属材料工程基础第三章无机非金属材料工程概论本章内容及要求1.本章共三节，教授课时2学时，通过本章学习，要掌握无机非金属材料生产工艺过程的共性和特性。

3。

1 概述3。

2 无机非金属材料生产工艺过程的共性3。

3 不同类型无机非金属材料生产过程的特性2.重点是无机非金属材料生产工艺过程的共性。

3.要求：①掌握无机非金属材料生产工艺过程的共性；②掌握几种典型无机非金属材料生产工艺过程的特性；③了解无机非金属材料的分类和发展简史。

具体内容第一节概述一、无机非金属材料定义与分类无机非金属材料(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、硫酸盐、碳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。

与有机高分子材料和金属材料并列的三大类型材料之一。

在晶体结构上，无机非金属材料的元素结合力主要为离子键、共价键或离子—共价混合键.这些化学键所特有的高键能、高键强度赋于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，分类方法较多，但还没有一个统一而完善的分类方法。

可以按无机非金属材料所含化学成分和矿物组成分类、按材料性能（功能）分类、按材料用途分类、按材料内部结构和生产工艺特点分类等,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与冶金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我们的生活密切相关,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）、碳素材料等也都属于传统的无机非金属材料。

传统上的无机非金属材料: 陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料四种，主要化学组成均为硅酸盐类第一章玻璃的结构与性质玻璃态的通性：各向同性、介稳性、无固定熔点、性质变化的连续性和可逆性玻璃态是非晶态固体的一种，习惯上称之为“过冷的液体”玻璃结构的假说：微晶学说1）玻璃的微晶学说，认为玻璃由微晶与无定形物质两部分组成，微晶具有规则的原子排列并与无定形物质间有明显的界限，微晶尺寸为1.0~1.5nm，含量为80%以下，微晶取向无序。

2）无规则网络学说：他借助于离子结晶化学的一些原理，描述了离子—共价键的化合物，如熔石英、硅酸盐和硼酸盐玻璃，并指出玻璃的近程有序与晶体相似，即形成氧离子多面体（三角体和四面体），多面体间顶角相连形成三度空间连续的网络，但其排列是拓扑无序的。

根据无规则网络学说将氧化物分为：网络生成体氧化物，网络外体氧化物和中间体氧化物网络生成体氧化物应满足一下条件：1、每个阳离子应与不超过俩个阳离子相联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公用的玻璃的粘度：粘度是指面积为S的二平行液层，以一定速度阶梯dv/dx移动时需克服的内摩察力f f=n•S•dv／dx。

1常见氧化物对玻璃粘度的作用归纳如下：1、SiO2，AL2O3,ZrO等提高玻璃粘度，2、碱金属氧化物R2O降低玻璃粘度，3、碱土金属氧化物对玻璃粘度的作用较为复杂，稀土金属引起粘度增加的能力为：Mg2+>Ca2+>Sr2+>Ba2+，4、PbO,CdO,Bi2O3,SnO等降低玻璃粘度，此外，Li2O,ZnO,B2O3等增加低温粘度，降低高温粘度。

热历史对玻璃密度影响为：1、玻璃从高温状态冷却时，淬冷玻璃密度比退火玻璃小，2、在一定退火温度下保温一段时间后，玻璃密度趋于平衡，3、冷却速度越快，偏离平衡密度越高，其Tg值也越高。

玻璃组成对热膨胀系数的影响主要有以下几个方面：1.能形成网络的氧化物使α降低，能引起断网氧化物使α上升2.R2O和RO主要起断网作用，积聚作用是次要的，而高电荷离子主要起积聚作用3.在玻璃中R2O问题不变情况下，引入两种不同的R+离子产生混合碱效应，同样能使α下降，出现极小值4.中间体氧化在有足够“游离氧”条件下，形成四面体参加网络，α降低第二章玻璃原料及料制备玻璃主要原料及辅助原料：1）引入SiO2的原料主要有硅砂和砂岩2）引入Al2O3的原料主要有长石和高岭土3）引入Na2O的原料主要有纯碱（Na2CO3）和芒硝（Na2SO4）4）引入CaO 的原料：石灰石和方解石。

无机非金属材料工学知识点总结综述无机非金属材料工学是一个关于无机非金属材料的研究领域，涉及材料的合成、结构、性质、加工和应用等方面的知识。

无机非金属材料工学广泛应用于材料科学、化学工程、能源科学、环境科学等领域，对推动社会经济发展具有重要意义。

以下是对无机非金属材料工学中一些重要的知识点的总结和综述。

1.无机非金属材料的种类和特性：无机非金属材料主要包括陶瓷、玻璃、水泥和复合材料等。

这些材料具有硬度高、耐高温、耐腐蚀和绝缘性能好的优点。

陶瓷材料具有高强度、高硬度、高熔点和抗腐蚀性能好的特点，广泛应用于陶瓷工艺品、建筑材料、电子器件等领域。

玻璃材料具有透明、韧性好和化学稳定性高的特点，广泛应用于建筑、汽车、电子和光学等领域。

水泥材料具有粘结力强、抗压强度高和化学稳定性好的特点，被广泛用作建筑材料。

复合材料是由两种或多种材料组合而成，具有结构轻、强度高和耐腐蚀性能好的特点，广泛应用于航空航天、汽车和船舶等领域。

2.无机非金属材料的合成方法：常用的无机非金属材料的合成方法包括溶胶-凝胶法、燃烧法、水热法和固相法等。

溶胶-凝胶法是一种通过溶胶的形成和凝胶的形成来制备材料的方法，具有成本低、工艺简单和可控性好的优点。

燃烧法是一种通过高温燃烧反应来合成材料的方法，具有合成速度快和产率高的特点。

水热法是一种通过在高温高压水环境中进行合成反应的方法，具有合成温度低、结晶度高和尺寸可控的特点。

固相法是一种通过将多种原料混合后在高温条件下反应来合成材料的方法，具有反应适应性广和成本低的特点。

3.无机非金属材料的组织结构和性能：无机非金属材料的性能与其组织结构密切相关。

晶体结构是无机非金属材料的基础，晶体微观结构的不同会导致材料性能的差异。

晶体缺陷是影响材料性能的重要因素之一，包括点缺陷、线缺陷和面缺陷等。

晶界是晶体之间的分界面，对材料的力学性能、导电性能等影响很大。

孔隙是材料中的空隙，会导致材料的强度和密度下降。

材料的结构和性能之间存在着复杂的关系，研究和控制结构的变化可以提高材料的性能。

无机非金属材料工程无机非金属材料工程的研究内容主要包括材料的组成和结构、材料的性能与应用、材料的制备工艺等方面。

首先，无机非金属材料工程研究的一个重要内容是材料的组成和结构。

无机非金属材料的组成和结构对其性能和应用具有重要影响。

例如，陶瓷材料的组成和结构决定了其硬度、抗压强度、导热性等性能，玻璃材料的组成和结构决定了其透明度、抗热震性等性能。

因此，研究无机非金属材料的组成和结构对于理解材料性能的形成机制、提高材料性能具有重要意义。

其次，无机非金属材料工程研究的另一个重要内容是材料的性能与应用。

无机非金属材料的性能包括力学性能、热学性能、光学性能、电磁性能等多个方面。

这些性能直接影响了材料的应用范围和应用效果。

例如，陶瓷材料的高温抗氧化性能使其成为高温结构材料的理想选择，玻璃材料的高透明度和抗腐蚀性能使其成为光学器件和化学容器的理想选择。

因此，研究无机非金属材料的性能与应用对于拓展材料的应用领域、提高材料的性能具有重要意义。

最后，无机非金属材料工程研究的另一个重要内容是材料的制备工艺。

无机非金属材料的制备工艺包括原料的选择、工艺参数的控制、制备设备的设计等多个方面。

这些工艺因素直接影响了材料的成分和结构，进而影响了材料的性能和应用。

因此，研究无机非金属材料的制备工艺对于提高材料的质量和降低制备成本具有重要意义。

综上所述，无机非金属材料工程是一门研究无机非金属材料的组成、结构、性能、制备工艺以及应用的学科。

该学科的研究内容涉及材料的组成和结构、性能与应用、制备工艺等多个方面，对于拓展材料的应用领域、提高材料的性能具有重要意义。

希望通过不断深入的研究，能够推动无机非金属材料工程的发展，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。