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烧结习题1

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熟料烧结(一)

熟料烧结(一)

熟料烧结（一）
冷却带 从火焰后部到窑头的一带。高温熟料在冷却带由二次空气和窑头漏风冷却， 逐步冷却到1000以下下落到冷却机。 五、熟料窑结构示意图：
熟料烧结（二）之熟料窑系统
烧结温度范围和液相量控制的意义 液相量的出现和控制 在一定的烧结温度下，液相量很少，在该温度时只能使炉料体现有少许收缩，但尚 不能把粉状炉料粘结成颗粒状（叫黄料）。 提高一定温度，出现液相量较少，在凝结时，虽能把粉状炉料粘结成颗粒状，的温度，液相量达到一定的适当量时，才能出现颗粒度均匀，孔隙度大 并有一定机械强度的熟料，叫正烧结料。 又提高一定的温度，液相量较多时，产生的是致密而少孔的，机械强度很大的熟料， 叫过烧结料。 当液相量过多时，就产生坚硬无孔的，所谓熔融熟料。 生产上把产生以上近烧结熟料，正烧结熟料、过烧结熟料所对应的温度，称为近烧 结温度、正烧结温度、过烧结温度。而炉料从近烧结温度到过烧结温度所经过 的温度区间，叫烧结温度范围。一般来说，在炉料正常配方的情况下，近烧结 时液相量为5~~10%，正烧结时液相量为15~~20%，过烧结时液相量为大于 ~~20%以上。
熟料烧结（二）之熟料窑系统
熟料烧结（二）之熟料窑系统
熟料烧结（二）之熟料窑系统
熟料烧结（二）之熟料窑系统
熟料生产工艺流程图：
熟料烧结（二）之熟料窑系统
几个概念： 烘窑 烘窑的目的是什么？ 耐火砖砌好后，在点火开窑前必须烘窑， 使胶泥和耐火砖的水分缓慢的蒸发出来，以加强耐火砖和胶泥之间的结合，同 时可避免耐火砖温度急剧上升和水分剧烈蒸发而引起耐火砖表面爆裂，也防止 机械设备（领圈）因温度急剧升高而涨裂。 挂窑皮 窑皮是物料煅烧后粘附在烧成带耐火砖表面形成的保护层（过烧熟料层）。 它可以防止高温区物料对耐火砖的化学侵蚀和机械磨损，从而可以延长耐火砖 的使用寿命，提高回转窑的运转周期，同时可以增强传热效率，稳定窑的热工 制度，减少散热损失，所以挂好和维护好窑皮是保证优质高产的前提，而挂好 第一层高温窑皮尤为重要。 窑皮形成的机理： ；炉料在回转窑中由窑尾向窑头移动，当进入到分解带前沿时， 在一定温度下开始出现液相，随着温度升高液相量也相应增加，当增加到一定 数量时，炉料有黏结性，物料和耐火砖接触时，由于耐火砖向外散热，液相和 部分炉料就黏结在耐火砖表面而形成第一层窑皮，由于炉料推进，同时形成第 二层窑皮，第二层窑皮黏结后，第一层窑皮因为温度下降而凝固，这个过程继 续下去窑皮愈厚，当厚到一定程度时，由于窑皮的热负荷增加，窑皮表面温度 升高，液相黏度逐渐减小，由于向外冷却困难，液相过热，粘性不足，此时窑 皮就会停止生成。 结圈 炉料烧结过程中，由于液相的出现和凝结，在烧结带前后两端形成了致密而 高于窑皮的结圈称前结圈和后结圈。

第五章 烧结-1

第五章 烧结-1

2. 中温阶段（300～950℃）
• 任务：脱水、分解、氧化、晶型转变
• 结构水排除（高岭土） Al2O3 . 2SiO2 . 2H2O
Al2O3 . 2SiO2＋2H2O
• 碳酸盐分解
✓由原料中带入
✓分解反应
500～850℃
MgCO3
MgO＋CO2
CaCO3 850～1050℃CaO＋CO2
MgCO3 . CaCO3 730～950℃ CaO＋MgO＋2CO2
研究表明，较小的颗粒尺寸分布范围是获取高烧结密度的必要条件。
二、影响陶瓷材料烧结的工艺参数
（1）烧成温度对产品性能的影响
烧成温度是指陶瓷坯体烧成时获得最优性质时的相应温度，即操作 时的止火温度。
烧成温度的高低直接影响晶粒尺寸和数量。对固相扩散或液相重结 晶来说，提高烧成温度是有益的。然而过高的烧成温度对特瓷来说，会因总 体晶粒过大或少数晶粒猛增，破坏组织结构的均匀性，因而产品的机电性能 变差。
颗粒间由点接触转变为面接触，孔隙缩小，连通孔 隙变得封闭，并孤立分布。 ③ 小颗粒间率先出现晶界，晶界移动，晶粒长大。
2）烧结后期阶段 ① 孔隙的消除：晶界上的物质不断扩散到孔隙处， 使孔隙逐渐消除。 ② 晶粒长大：晶界移动，晶粒长大。
➢ 烧结的分类：
烧结
固相烧结（只有固相传质） 液相烧结（出现液相） 气相烧结（蒸汽压较高）
颗粒形状和液相体积含量对颗粒之间作用力的影响 只有在大量液相存在的情况下，才能使这些具有一定棱角形状 的陶瓷粉体之间形成较高的结合强度。
（4）颗粒尺寸分布对烧结的影响
颗粒尺寸分布对最终烧结样品密度的影响可以通过分析有关的动力学 过程来研究，即分析由不同尺寸分布的坯体内部，在烧结过程中“拉出气孔” （pore drag）和晶粒生长驱动力之间力的平衡作用。

湘钢烧结看火工试题库(选择题部分)[1]

湘钢烧结看火工试题库(选择题部分)[1]

湘钢烧结看火工试题库（选择题部分）1．下列原料中不属于熔剂的是___D___。

A 石灰石B 白云石C 白灰D 高炉灰2．干燥层终了温度应该为 C ℃A 900B 100C 150D 3003．烧结成品矿的粒度应大于___A____。

A 5mmB 10mmC 20mmD 15mm4．下列不属于烧结矿机械强度指标的是_D______。

A 转鼓指数B 落下指数C 筛分指数D 低温粉化指数5. 每吨烧结矿所需风量为 B .m3A 3100B 3200C 3300D 34006.要调节镁的含量主要调整下列哪种熔剂__B_____。

A 石灰石B 白云石C 生石灰D 消石灰7.我厂烧结矿的碱度是指___A____。

A CaO/SiO2B FeO/SiO2C SiO2/CaOD MgO/SiO28.在烧结过程中开始出现液相是在__D_____。

A 干燥预热带B 冷凝带C 烧结矿带D 燃烧带9.烧结机每平方米有效面积_____C__生产的烧结矿数量为烧结机利用系数。

A 每班（8小时）B 每天C 每小时D 每分钟10.低温烧结的温度应控制在 C ℃A 1250~1300B 1250~ 1400C 1150~1250D 1250~150011、在烧结过程中主要反应是液相冷凝过程中，矿物析晶是在 A 。

A烧结矿带 B燃料带 C干燥预热带 D水分冷凝带12 通常烧结机机尾红火层的厚度为整个料层厚度的 B 为正常。

A 1/2-1/3B 1/3-1/4 D1/5-1/6C 1/9-1/1013 烧结矿中FeO含量高可导致烧结矿的还原性 B 。

A 好B 差C 不变 D两者毫无关系14、烧结所使用的石灰石CaO含量为AA 50～54B 42～45C 80～85D 60～6515 石灰石的化学分子式是 C 。

A CaOB Ca(OH)2C CaCO3D MgCO316 煤气管道清洗时，管道内CO 含量在 A 以下，视为置换合格。

A 50ppmB 80ppmC 100ppm C 150ppm17 烧结机炉篦条材质为 C 。

烧结砖瓦生产技术问答(一)

烧结砖瓦生产技术问答(一)
示：
ｍ
ｐ 了
式中 ｐ ——材 料 的真密度 ，／ ｋ／ ｇｃ 、ｇｍ ； ｍ
ｍ —— 材料 的质 量 ， 、 ｇ ｇｋ ；
一
率及 含 水情 况 。确 定材 料 表观 密度 时 ， 应考 虑 要有 较小 的 导热 系数 、 高 的机 械强 度 和较 高 的抗 震性 较 能等 因 素 。在 一般 情况 下 ， 料 的表 观 密 度 过 大 ， 材 则气孔率下降， 导热系数增大 ， 强度提高； 材料的表
材料的堆积体积 ，ｍ 、ｑ ｃ ｎ。 材料的堆积体积包括所有颗粒 的体积 以及颗 粒之间的空隙体积 ， 它取决于材料颗粒的体积密度
— —
在 水 、 气 、 料 三 相交 点 沿 水 滴 表 面 的切 线 空 材
与水和材料接触面所成的夹角为润湿边角 。 当水分子之间作用力（ 即表面张力 ） 小于水分 子与材料分子之间的相互作用力时 ， 材料易被水润 湿， 润湿边角 ＜ Ｏ ， ９ 。这种材料为亲水性材料。 木材 、
混 凝土 、 砂石等 都属 于亲水性 材料 。
７ 什么是材 料 的憎水性 ？
和 堆 积疏 密 程 度 。材 料 的含 水 状态 也会 影 响堆 积 密度值 。 重 庆 某 电 厂 排 出 的 干 粉 煤 灰 堆 积 密 度 为
５ ０ ｇｍ ６ ｋ／ 。
４ 什么是 材料 的密实 度？
用 材料 在气 干状 态 下 的表 观 密度 ， 即干 表 观密 度 。 材 料 的 表 观 密度 取 决 于 材 料 的 真 密度 、 构造 、 隙 孔
１ 什 么是 材料 的真密 度（ 度 密
真 密度 （ 称 密 度 ） 指 材料 在 绝 对 密 实 状 态 亦 是 下（ 不包 括 空 隙在 内 ）单 位体 积 的质量 。用 下 式表 ，

第六章烧结(1)详解

第六章烧结(1)详解
➢ 温度继续升高，物质开始向空隙传递，密度增大。当密 度达到理论密度的90～95％后，其增加速度显著减小，且 常规条件下很难达到完全致密。说明坯体中的空隙(气孔) 完全排除是很难的。
2. 烧结过程的模型示意图 根据烧结性质随温度的变化，我们可以把
烧结过程用图2的模型来表示，以增强我们对 烧结过程的感性认识。
第六章 烧 结
第一节 概述 第二节 固相烧结 第三节 再结晶和晶粒长大 第四节 影响烧结的因素
1.1 概述
烧结过程是一门古老的工艺。现在，烧 结过程在许多工业部门得到广泛应用，如陶瓷、 耐火材料、粉末冶金、超高温材料等生产过程 中都含有烧结过程。
烧结的目的是把粉状材料转变为致密体。
材料的性能不仅与材料的组成有关，还与 材料的显微结构有密切关系，而烧结过程直接 影响材料的显微结构，如材料的晶粒尺寸和分 布，气孔尺寸及分布等。因此，了解粉末坯体 烧结过程的现象和机理，了解烧结动力学及其 影响因素对控制和改进材料的性能有着十分重 要的实际意义。
初期
中期
末期
图2 粉状成型体的烧结过程示意图
根据上面讨论，烧结过程可以分为三个阶段：烧结初 期、中期和后期。
烧结初期：
坯体中颗粒重排，接触处产生键合，空隙变形、缩小 （即大气孔消失），气孔的总体积迅速减小，但颗粒 之间仍以点接触为主，固-气总表面积没有变化。 烧结中期：
传质开始，粒界增大(颗粒间由点接触逐渐扩大为面接 触)，空隙进一步变形、缩小，但仍然连通，形如隧道。 烧结后期：
模型中是两个等径球体，随之烧结的进 行，质点通过传质等过程，各接触点开始形 成颈部，并逐渐扩大，最后烧结成一个整体， 由于各颈部所处的环境和几何条件相同，所 以只需确定两个颗粒形成颈部的成长速率就 基本代表了整个烧结初期的动力学关系。

烧结球团习题1

烧结球团习题1

134、试题: 磁铁矿的理论含铁量为( )。
A．72.4% B．52% C．48% D．70%
答案: A
135、试题: 复合粘接剂中含有( )。
A．石灰石 B．橄榄石 C．轻烧白云石 D．生石灰
答案: C
119、试题: 中性氧化气氛的含氧量在8%左右。 ( )
答案: ×
120、试题: 球团的生球粒度均匀性能越好，对竖炉焙烧越有利 ( )
答案: √
121、试题: 生球的暴裂温度越低越好。 ( )
答案: ×
122、试题: 竖炉希望生球粒度在10-15mm范围内。 (
)答案: √
123、试题: 球团竖炉生产的球团矿为碱性球团矿。 ( )
答案: √ 40、试题: 球团竖炉的导风墙是我国发明的。 ( ) 答案: √ 41、试题: 软化水只适用于汽化冷却系统。 ( ) 答案: √ 42、试题: 润磨机可以改善物料成球性能。 ( ) 答案: × 43、试题: 竖炉规格是以炉膛的容积确定的。 ( ) 答案: × 44、试题: 竖炉烘床是我国首创的球团技术之一。 ( ) 答案: √ 45、试题: 竖炉球团采用汽化冷却系统是我厂首创。 ( ) 答案: √ 46、试题: 圆盘造球机的圆周速度与倾角及物料性质有关，通常为2．0米/秒左右。 () 答案: √ 47、试题: 圆盘造球机的主要工艺参数是转速。 ( ) 答案: × 48、试题: 圆盘造球机转速必须小于监界转速。 ( ) 答案: √ 49、试题: 焙烧机烘炉主要是烘耐火砖砌筑体。 ( ) 答案: √ 50、试题: 钢铁中的主要有害杂质是硫、磷。 ( ) 答案: √ 51、试题: 高炉煤气对人危害最大的是二氧化碳。 ( ) 答案: × 52、试题: 工作时现场允许的煤气浓度是0.03%。 ( ) 答案: √ 53、试题: 还原性指的是铁矿石中的铁被还原剂夺走的难易程度。 ( ) 答案: √ 54、试题: 还原性最好的矿石是磁铁矿。 ( ) 答案: × 55、试题: 还原性最好的铁矿石是褐铁矿。 ( ) 答案: √ 56、试题: 混合煤气就是焦炉煤气与高炉煤气的混合物。 ( ) 答案: √ 57、试题: 混合煤气是焦炉煤气与高炉煤气混合后的产物。。 ( ) 答案: √ 58、试题: 精矿中和的原则为“平铺切取。 ( ) 答案: √ 59、试题: 球团矿的软熔温度愈低对高炉炼愈备利。 ( )

4烧结(球团)生产过程计算(1)


4.1 计算的目的、内容及原则
• 4.1.1 目的 • （1）保证产品质量； (烧结矿化学成分：配料计算、水分、焦炭) (质量：R; 燃料—FeO—强度、还原性) • （2）合理选择设备（配料计算、物料平衡计算、热平衡 计算是设备选择的基础） • （3）了解和控制生产操作过程 • 热平衡：了解热量消耗，便于节能 配料计算：了解产品质量、成本等 • 物料平衡：原料需要量 • （4）核算经济效益：烧结矿成本
Fex ⋅ x + Fey ⋅ y + Fez ⋅ z = 100 ⋅ Fe烧 − m ⋅ Fem − n ⋅ Fen
b. 碱度平衡方程
(CaO x − R ⋅ SiO 2 x ) ⋅ x + (CaO y − R ⋅ SiO 2 y ) ⋅ y + (CaO Z − R ⋅ SiO 2 Z ) ⋅ Z = (R ⋅ SiO 2 m − CaO m ) ⋅ m + (R ⋅ SiO 2 n − CaO n ) ⋅ n c. 氧平衡方程 失氧： Δ FeO = (Q 烧 FeO 烧 − Σ Q i ⋅ FeO i ) / 100
Si铁 28
x 60
x=
60 Si铁 = 2.14 Si铁, kg 28
③ 混合矿及焦炭带入高炉炉渣中CaO量 ，kg
CaO = G矿 ⋅ CaO 矿 100 + K ⋅ CaO 焦 100
R' = CaO G矿 ⋅ CaO矿 100 + K ⋅ CaO焦 100 = SiO2 G矿 ⋅ SiO2 矿 100 + K ⋅ SiO2 焦 100 − 2.14Si铁
（2）简单理论配料计算 1） 特点 ① 准确 ② 快 ③ 适用于少量原料种类（≤3） 2）步骤 ① 假设生产100kg烧结矿需要的各种原料用量 铁矿：x kg 铁矿；y kg 石灰石；z kg 高炉灰；m kg生石灰； n kg焦炭 ② 原料的烧残率，% ③ 列平衡方程 a. 铁平衡方程

粉矿烧结工高级考试(习题卷1)

粉矿烧结工高级考试(习题卷1)第1部分：单项选择题，共39题，每题只有一个正确答案,多选或少选均不得分。

1.[单选题]烧结过程中，固相反应的生成物组与反应物的浓度( )。

A)有关B)无关C)不一定相关答案:B解析:2.[单选题]烧结料层露点温度大约为( )。

A)10℃B)30℃C)55℃答案:C解析:3.[单选题]烧结过程中,硫化物的硫可脱去( )。

A)90%B)70%C)50%答案:A解析:4.[单选题]烧结过程中,固相反应的生成物组与反应物的浓度( )。

A)有关B)无关C)不一定相关答案:B解析:5.[单选题]烧结过程中,透气性最好是( )。

A)过湿层B)干燥层C)烧结矿层答案:C解析:6.[单选题]影响球盘造球效果的主要因素中( )是错误的。

A)水分的适宜添加B)适宜的给料量和造球时间C)适宜的混合料温答案:C解析:C)挥发份高答案:A解析:8.[单选题]点火时，煤气与空气比例适当时，火焰呈( )。

A)兰色B)黄色C)黄白亮色答案:C解析:9.[单选题]有利于矿化作用的因素是( )。

A)高碱度B)高温C)高品位答案:B解析:10.[单选题]布料过程中，垂直方向上的粒度偏析对烧结过程( )。

A)有利B)不利C)有利有弊答案:A解析:11.[单选题]烧结矿的抗冲击能力和耐转运能力称为( )。

A)转鼓指数B)落下强度C)落下指数答案:A解析:12.[单选题]烧结矿的成品率为( )。

A)成品烧结矿量占烧结饼量的百分含量B)烧结饼量占烧结料量的百分含量C)烧结矿合格品量占烧结矿量的百分含量答案:A解析:13.[单选题]( )属于可燃气体。

A)甲烷B)氮气C)氧气答案:A解析:14.[单选题]大烟道截面积取决于( )。

解析:15.[单选题]烧结矿FeO含量太高，说明( )。

A)燃料配比过大B)布料操作不当C)水分控制不稳答案:A解析:16.[单选题]烧结过程化学反应从( )开始。

A)燃烧带B)预热带C)干燥带答案:B解析:17.[单选题]烧结过程中，固体燃料的燃烧为形成( )和为其他反应的进行提供了必需的热量及气氛条件。

材料科学：烧结砖考试卷及答案.doc

材料科学：烧结砖考试卷及答案 考试时间：120分钟 考试总分：100分遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。

1、单项选择题 烧结普通砖（GB5101-2003）标准中规定，砖的（ ）允许出现轻微泛霜。

A 、优等品 B 、一等品 C 、合格品 D 、以上都错 本题答案：A 本题解析：暂无解析 2、单项选择题 蒸压灰砂砖抗折强度试验砖的数量为（ ）块。

A 、3 B 、5 C 、10 D 、以上都不对 本题答案：B 本题解析：暂无解析 3、多项选择题 根据抗压强度强度将砖和砌块分为MU20、MU15、MU10和（ ）等强度等级。

A 、MU35 B 、MU30 C 、MU25 D 、MU7.5姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------本题答案：B, C本题解析：暂无解析4、多项选择题烧结普通砖（GB5101-2003）标准中有关规定，下列砖的产品标记中正确有（）。

A、烧结.普通砖.NMU15BGB5101B、烧结.普通砖.YMU25AGB5101C、烧结.普通砖.MMU7.5BGB5101D、烧结.普通砖.FMU10AGB5101本题答案：A, B, D本题解析：暂无解析5、单项选择题根据抗压强度强度将砖和砌块分为（）个强度等级。

A、3B、4C、5D、6本题答案：C本题解析：暂无解析6、单项选择题砖的尺寸偏差检验，样本极差是20块试样同方向40个测量值的（）减去其（）的差值。

A、最大测量值.算术平均值B、算术平均值.公称尺寸C、最大测量值.最小测量值D、算术平均值.最小测量值本题答案：C本题解析：暂无解析7、单项选择题烧结普通砖（GB5101-2003）标准中，砖的冻融试验的试件数量为（）块。

丝印烧结工艺培训1

烧结可看作是原子从系统中不稳定的高能位置迁移至自
由能最低位置的过程。厚膜浆料中的固体颗粒系统是高度分
散的粉末系统，具有很高的表面自由能。因为系统总是力求 达到最低的表面自由能状态，所以在厚膜烧结过程中，粉末 系统总的表面自由能必然要降低，这就是厚膜烧结的动力学 原理。
固体颗粒具有很大的比表面积，具有极不规则的复杂 表面状态以及在颗粒的制造 、细化处理等加工过程中，受 到的机械、化学、热作用所造成的严重结晶缺陷等，系统 具有很高自由能。烧结时，颗粒由接触到结合，自由表面
网布种类
不锈钢网布:具有网版张力较大,解像性好的特点,尺寸精度 稳定,但是网版张力容易下降,使用寿命短。 尼龙网布(也称锦纶网布):具有回弹性,通墨性好,缺点是耐 酸性稍差,伸长率较大,图像容易失真。 聚酯网布(也称涤纶网布):具有拉力伸度小,弹性强,尺寸稳 定,使用时间长的优点,但过墨性稍差。
网布目数
1. 铝浆包含有1~6m的Al颗粒、玻璃料以促进烧结有机粘结剂和溶 剂。在干燥之后，有机溶剂被烧掉，留下一种多孔的网络状的结 构，有60~70%被填充，这种网状结构被有机粘结剂沾附在硅表面 。此时沉淀的铝大约7mg/cm2，厚度大约40 m 。 2. 在burn-out阶段之后，在660ºC时Al融化，此时，由于相变潜热 形成一个小的平台。同时，在每个铝颗粒的周围形成一个Al2O3的 壳。熔融的Al：(1)可以穿透颗粒与硅之间的界面与硅接触形成合 金；(2)可以穿透相邻颗粒之间的界面。有两点注意： • 在此阶段，Al-Si合金化是发生在局部区域的，还没有使熔融 的Al覆盖在整个硅表面。 • 局域氧化层在整个烧结过程中不断加厚以维持网络状结构，颗 粒在整个烧结过程中的维持在原处。液态的Al和Si在Al2O3壳内 传输，而颗粒间的传输通过颗粒之间的小烧结颈传输。
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《烧结》习题课烧结中始终可以只有一相是固态。

液相烧结与固相烧结的推动力都是表面能。

二次再结晶对坯体致密化有利。

扩散传质中压应力区空位浓度<无应力区空位浓度<张应力区空位浓度。

晶粒长大源于小晶体的相互粘结。

一般来说，晶界是气孔通向烧结体外的主要扩散通道。

（对）一般来说，晶界是杂质的富集之地。

（√）烧结的主要传质方式有：________________、_______________、________________和__________________四种，这四种传质过程的坯体线收缩ΔL/L与烧结时间的关系依次为____________、___________、_____________和_____________。

烧结的主要传质方式有：蒸发-凝聚传质、扩散传质、流动传质和溶解-沉淀传质四种，线收缩ΔL/L与烧结时间的关系依次为：ΔL/L=0、ΔL/L～t2/5、ΔL/L～t和ΔL/L～t1/3。

在烧结过程中，只改变气孔形状不引起坯体收缩的传质方式是。

（a，c。

）a．表面扩散b．流动传质c．蒸发-凝聚d．晶界扩散1.在制造透明Al2O3陶瓷材料时，原料粉末的粒度为2μm，在烧结温度下保温30分钟，测得晶粒尺寸为10μm。

若在同一烧结温度下保温2小时，晶粒尺寸为: （ C ）a. 10μmb. 16μmc. 20μmd. 24μm4在烧结过程中只改变坯体中气孔的形状而不引起坯体致密化的传质方式是 B 。

a. 流动传质b. 蒸发—凝聚传质c. 溶解—沉淀d. 扩散传质7、在烧结过程中，只改变坯体中气孔的形状而不引起坯体致密化的传质方式是别。

a．流动传质b．蒸发-凝聚传质c．溶解-沉淀传质d．扩散传质8、在制造A12O3陶瓷时，原料粉末粒度为2μm。

在烧结温度下保温30分钟，测得晶粒尺寸为10μm。

则在同一烧结温度下保温2小时，品粒尺寸为：（A），为抑制晶粒生长加入0.1％MgO，同样在烧结温度下保温30分钟，测得晶粒尺寸为10μm，则保温2小时晶粒尺寸为：（B）。

a．10μm b．12μm c．16μm d．20μm e．24μm典型的传质过程有哪些？各采用什么烧结模型？典型的传质过程有：固相烧结的蒸发-凝聚传质、扩散传质，液相烧结的流动传质、溶解-沉淀传质。

固相烧结的蒸发-凝聚传质过程采用中心距不变的双球模型。

固相烧结的扩散传质、液相烧结的流动传质、溶解-沉淀传质过程采用中心距缩短的双球模型。

3.固相烧结与液相烧结之间有何相同与不同之处？9-1.试述烧结的推动力和晶粒生长的推动力。

并比较两者的大小。

解：烧结的推动力是粉状物料的表面能（γsv）大于多晶烧结体的晶界能（γgb）。

γsv>γgb.如若反之γsv<γgb ,则烧结体会自动粉化。

晶粒生长的推动力是晶界两侧曲率的差异，在界面能驱动下，晶界向曲率半径小的晶粒中心推进，从而形成平均粒径尺寸的增长。

烧结的推动力约为4－20J/g，因而烧结推动力比晶粒生长推动力约大十倍。

9-2. 99％Al2O3瓷的烧结实验测得（1）在1350℃烧结时间为10min时，收缩率ΔL/L为4％；烧结时间为45min时，收缩率为7.3％。

（2）在1300℃烧结5min收缩率为1％。

已知Al2O3 高温下表面张力为900mN/m，Al3＋离子半径0.0535nm粉料起始粒径为1µm。

试求（a）99% AlO3 瓷烧2结的主要传质方式是哪一种。

（b）Al2O3瓷烧结活化能是多少？（c）Al3＋的自扩散系数在1350℃时是多少？解：（a）烧结收缩率通式logΔL/L＝1/P . logt +kˊkˊ＝logK2log0.04＝1/P log10*60+ kˊ①log0.073＝1/P log45*60+ kˊ②解之求得：P＝2.5kˊ＝－2.5091 K2＝3.097*10－3P=2.5 即logΔL/L－logt直线斜率为2/5,因此Al2O3瓷主要传质机制是扩散传质。

（b）1300℃log 0.01＝1/2.5 log5 *60 + kˊkˊ=logK1求得kˊ＝－2.9909 K1＝1.02*10－3烧结活化能Q：Q＝RT1T2/(T2-T1) lnK2/K1＝8.314*1623*1573/(1623-1573) ln3.097*10－3/ 1.020*10－3＝424.5kJ/mol(c) 根据扩散传质初期动力学公式ΔL/L＝3（5γΩD˙/kT）2/5 r-6/5 t2/5K＝3（5γΩD˙/kT）2/5 r-6/5Ω＝4/3πR Al3＋3 =4/3π(0.053*10-9)3 =6.4*10－31 m3代入K式得: D˙=2.64*10－16m2/s9-3.设有粉料粘度为5μm，若经两小时烧结后，x/r＝0.1。

若烧结至x/r ＝0.2，如果不考虑，晶粒生长，试比较蒸发凝聚；体积扩散；粘性流动；溶解－沉淀传质各需多少时间？若烧结8小时，各个过程的x/r 又是多9-4.在制造透明Al2O3材料时，原始粉料粒度为2μm，烧结至最高温度保温半小时，测得晶粒尺寸为10μm，试问保温2小时，晶粒尺寸多大？为抑制晶粒生长加入0.1％MgO，此时若保温2小时，晶粒尺寸又有多大？解：（1）G2-G02=kt 102-22 =k.0.5 得k＝192G2-22=192*2 G≈20μm(2) G3-G03=kt k=1984G3 –8=1984*2 G≈15.84μm9-5.试说明相图和烧结、固相反应、相变的关系。

解：相图是材料高温反应过程中可以广泛使用的重要指南。

相图中可查得出现液相和熔融温度，由此推算该系统原子扩散开始温度、固相反应温度、烧结温度。

相图中可查得某温度下平衡存在各相，固/液相对含量。

从而了解固相反应产物、烧结中主晶相、第二晶相的组成和相对量，由固/液相对比例可推知烧结传质机理。

相图中可查知相变温度及相变前后各相比例并可活得关于液－液分相得有关区域…….。

9-6.在烧结期间，晶粒长大能促进胚体致密化吗？晶粒长大能够影响烧结速率吗？试说明之。

解：晶粒生长是界面移动的结果，并不是原子定向向颈部迁移得传质过程，因而不能促进胚体致密化。

晶界移动可以引起原子跃迁，也可使气孔移入晶粒内，从而影响烧结速率。

因而晶界移动速率需进行控制。

五、（20分）说明影响烧结的因素？1、粉末的粒度。

细颗粒增加了烧结推动力，缩短原子扩散距离，提高颗粒在液相中的溶解度，从而导致烧结过程的加速。

2、外加剂的作用。

在固相烧结中，有少量外加剂可与主晶相形成固溶体，促进缺陷增加，在液相烧结中，外加剂改变液相的性质（如粘度，组成等），促进烧结。

3、烧结温度：晶体中晶格能越大，离子结合也越牢固，离子扩散也越困难，烧结温度越高。

保温时间：高温段以体积扩散为主，以短时间为好，低温段为表面扩散为主，低温时间越长，不仅不引起致密化，反而会因表面扩散，改变了气孔的形状而给制品性能带来损害，要尽可能快地从低温升到高温，以创造体积扩散条件。

4、气氛的影响：氧化，还原，中性。

5、成形压力影响：一般说成型压力越大颗粒间接触越紧密，对烧结越有利。

简述烧结过程的推动力是什么?能量差，压力差，空位差。

详细说明外加剂对烧结的影响?（1）试说明晶界能总是小于相邻二个晶粒表面能之和；解：（1）在恒温恒压条件下增加单位表面积时体系自由能的增量称为表面能，而形成单位新界面所需要的能量称为界面能。

表面能和界面能的本质是处在表面或界面上的质点受到不对称力场作用，与晶体内部质点相比具有较高的能量。

晶粒的表面能指晶粒与气相接触，界面能通常指两个晶粒相接触。

显然，晶粒与气相接触时，表面质点受到力场的不对称性远远大于两个晶粒相接触时。

因此，界面能总是小于相邻二个晶粒表面能之和。

在扩散传质的烧结过程中，使坯体致密的推动力是什么？哪些方法可促进烧结？说明原因。

答：在扩散传质的烧结过程中，系统内不同部位（颈部、颗粒接触点、颗粒内部）空位浓度不同，导致原子或质点由颗粒接触点向颈部迁移，填充到气孔中。

因此使坯体致密化的推动力是空位浓度差。

对于扩散传质：（1）控制原料的起始粒度非常重要，颗粒细小的原料可促进烧结，因为颈部增长速率x/r与原料起始粒度r的3/5次方成反比；（2）温度对烧结过程有决定性作用，扩散系数与温度呈指数关系，因此提高温度可加速烧结。

八、（15分）2、99％A12O3瓷的烧结实验测得在1350℃烧结时间为10min时，收缩率ΔL／L为4%；烧结时间为45min，收缩率为7.3%。

试求这种氧化铝瓷烧结的主要传质方式是哪一种？九、试述X射线粉末衍射分析法中如何确定晶体物相。

（10分）八、（15分）1、试述烧结的推动力和晶粒生长的推动力，并比较两者之大小。

解：1、烧结推动力是粉状物料的表面能（γsv）大于多晶烧结体的晶界能（γgb），即γsv>γgb。

晶粒生长的推动力是晶界两侧物质的自由焓差，使界面向晶界曲率半径小的晶粒中心推进。

烧结的推动力较大，约为4~20J/g。

晶粒生长的推动力较小，约为0.4~2J/g，因而烧结推动力比晶粒生长推动力约大十倍。

2、由知道，故这种Al2O3瓷烧结的主要传质方式是扩散传质。

九、（10分）答：在X射线衍射仪中，入射的X射线通过晶体粉末样品时发生衍射后，出射的X射线被计数器所接收，经过计算机处理后绘制成XRD图谱，即2θ角（即晶面间距d值）与衍射强度之间的关系曲线。

根据测得的d 值和相对强度先查找PDF卡片索引（若已知样品的化学组成，也可以先查找字顺索引），找出基本符合的PDF卡片，再将测得的数据与PDF卡片比对分析，使测得的数据与卡片上的全部符合（在误差范围内），就可以确定物相。

也可以先使用计算机自动检索，再比对PDF卡片。

若物相比较复杂，比对PDF卡片确定物相时，需要注意重迭的衍射峰，从最强的衍射峰入手，逐步确定，直至所有的数据全部符合。

八、（8分）熔制、冷却后得到的45CaO-5MgO-34SiO2-16P2O5（wt%）玻璃是一种脆性材料，采用哪些方法可以提高这种玻璃的断裂韧性？请说明之。

六、（12分）氧化铝烧结到接近理论密度时，可使可见光几乎透过100％，用它来装钠蒸气（在超过大气压的压力下）作为路灯。

为通过烧结实现这一点，请你列出研究方案。

答：制备透明氧化铝陶瓷的主要技术措施是：（1）采用高纯氧化铝原料，Al2O3>99.9%，无杂质和玻璃相；（2）添加0.1～0.5%MgO，在晶粒表面生成镁铝尖晶石，降低晶界移动速度，抑制晶粒生长；（3）在氢气或真空中烧结，促进气孔扩散；（4）采用热压烧结，提高制品致密度。

八、（8分）答：采用如下方法可以提高45CaO-5MgO-34SiO2-16P2O5（wt%）玻璃的断裂韧性：（1）物理强化，将玻璃加热到淬火温度，淬冷，可以提高抗弯强度和抗冲击强度；（2）微晶化，将玻璃进行核化和晶化热处理，使之析出硅灰石和透辉石微晶体，可以大大提高其机械强度和断裂韧性；（3）对制品表面进行涂层处理，涂覆有机或无机保护层，消除表面缺陷；（4）用晶须或纤维增强，制备玻璃基复合材料。