无机非金属材料概论

陶瓷1、传统陶瓷的分类：日用陶瓷、美术陶瓷、建筑卫生陶瓷、工业陶瓷2、近代陶瓷（在工艺方面：成型、干燥、施釉、烧成及设备环节先进）的分类：先进陶瓷、特种陶瓷、功能陶瓷3、陶器与炻器、瓷器的区别：吸水率不同，瓷器吸水率都<1%，陶器的吸水率>3%，介于两者之间的叫做炻器。

4、现在的三大材料：钢铁、塑料、陶瓷陶瓷的构成特点：多为金属氧化物。

共价键、离子键。

基本单元是（）。

陶瓷的相组成主要是：晶体、玻璃质、气孔。

陶瓷外在的共同特点是：耐腐蚀、耐高温、硬；但脆、易碎。

5、影响原料选用的原则:物尽其用、生产工艺过程、原料的标准化、就地取材。

6、粘土类原料：高岭石、蒙脱石、伊利石、叶蜡石。

7、粘土的作用：陶瓷生产的主要原料，主体化学成分是二氧化硅、三氧化二铝和水，具有独特地可塑性和结合性，调水后成为软泥，能塑造成型，烧成后变得致密坚硬。

8、石英（莫氏硬度7）的作用：瘠性原料，在坯体中呈多尖角棱状，提供生坯水分快速排出的通道，增加生坯的渗水性，有利于施釉工艺，缩短坯体的干燥时间，减少坯体的干燥收缩率。

高温下部分熔解于液相中，提高液相粘度。

未熔化的石英颗粒构成坯体的骨架，起增强作用，减少坯体变形的可能性（最主要的）。

9、长石类原料：钾长石、钠长石、钙长石、钡长石等。

作用：作为熔剂使用，降低产品的烧成温度。

1)长石熔化温度低，熔融温度范围宽，形成液相粘度大，使坯体在高温下不易变形，提高烧成合格率。

2)熔化后形成的液相填充坯体空隙，减少气孔率，增大致密度，提高坯体的机械强度、透光性能和介电性能。

3)瘠性物质，，提高坯体的疏水性，从而提高干燥速度。

10、氧化钴（天蓝色）；氧化镍---（玻璃紫色、陶瓷黄褐色）----氧化锰；氧化铁（玻璃棕色、氧化气氛砖红色，还原气氛灰绿色）；氧化铬（绿色）；氧化铜（玻璃蓝色、氧化气氛蓝-绿，还原气氛红-紫）11、哪些原料需要煅烧？石英、滑石、氧化锌煅烧的作用:1)帮助碎化原料，石英岩质地坚硬，粉碎困难，利用石英573晶型转变发生体积效应，提前预烧然后急冷，产生内应力，原料变脆，从而提高粉碎效率。

2)改变结构形态，使滑石的片状结构变成粒状，减少坯体的变形和开裂3)减小坯料收缩，预烧氧化锌可改善缩釉状况；预烧粘土。

4)稳定晶型，使多晶体发生晶型转变，稳定烧成过程。

12、粗碎：颚式破碎机（粉碎比4）中碎：轮碾机（粉碎比10）细碎：球磨机、行星磨、振动磨超细碎：气流磨、搅拌磨13、筛分的作用：1)使原料颗粒适于下一工序的需要，保证粒度的均匀性。

2)及时筛去已符合细度的颗粒，使粗粒充分粉碎，提高设备的粉碎效率。

3)确定颗粒的大小及其比例，限制原料中颗粒的含量，提高成品的质量。

14、合成粉料的方法：固相法、液相法、气相法15、坯料类型：注浆料（28-35%），可塑料（18-25%），干料（8-15%）16、坯料的质量要求：配料准确称量、各组分均匀、合理的粒度分布和细度、空气含量少。

17、触变性：在陶瓷中当将泥浆或泥料静置时变稠或变硬，在振动或揉练作用下又成为流质或变软的性质。

18、对压制坯料的质量要求：流动性好、堆积密度大、适当含水率及水分要均匀。

19、主要成型方法：浆料成型、可塑成型、压制成型20、浆料成型：1)注浆成型：空心注浆（单面吸浆）；实心注浆（双面吸浆）2)热压铸成型3)流延法成型：（超薄型瓷片）4)凝胶注模成型21、可塑成型：雕塑与拉坯、挤压成型、车坯成型、滚压成型、注射成型、旋压成型、轧膜成型22、压制成型的特点：优点，生产过程简单，坯体收缩小，致密度高，产品尺寸精确，对坯料可塑性要求高；缺点，形状复杂的制品难以成型。

23、成型后坯体所含水分以（化学结合水）、（吸附水）、（游离水）。

坯体的干燥主要是排除游离水和部分吸附水，此过程为物理排水过程。

坯体的干燥过程分为（加热阶段）、（等速阶段）、（降速阶段）、（平衡阶段）。

干燥过程中随干燥时间延长，坯体温度升高、含水率降低、体积收缩、气孔率提高、强度增加。

24、干燥方法：热空气干燥、工频电干燥、微波干燥、红外干燥。

干燥缺陷：变形和开裂。

25、釉的分类（釉料是覆盖在陶瓷坯体表面的硅酸盐玻璃层）1)按烧成温度:低温釉、中温釉、高温釉、易熔釉、难熔釉2)按制备方法：生料釉、熔块釉、盐釉、土釉3)按烧成方法:一次烧成釉、二次烧成釉釉的作用：改善陶瓷的表面性能，使制品表面光滑，对液体和气体具有不透气性，不易沾污；赋予陶瓷制品装饰功能；提高机械强度、电学性能、化学稳定性和热稳定性。

施釉方法：（1）湿法：浸釉、淋釉、喷釉（2）干法施釉26、烧成的物理化学变化1)低温阶段（室温-300）：坯体产生少量收缩，气孔率有所增加2)氧化分解阶段（300-950）：氧化反应，碳素、有机物及硫化铁的氧化；分解反应，化学结合水的排除，碳酸盐的分解，晶型转变及液相形成。

坯体进一步失重，气孔率增大，后期坯体强度有所增大。

3)高温阶段（950-烧成温度）：玻化成瓷阶段，继续氧化分解及排水；硫酸盐的分解和高价铁的还原与分解；液相及莫来石新相的形成；新相重结晶和坯体烧结及坯釉中间层的形成。

物理变化：液相的粘滞流动填充坯体中的空隙，莫来石晶体的析出使坯体的气孔率急剧下降，收缩显著，显气孔率为0，强度和硬度增加，坯体颜色趋白。

4)冷却阶段（烧成温度---室温）：在870、573左右发生石英的晶型转变由ａ-石英转变为-石英27、烧成缺陷：开裂、变形、气泡、釉裂、生烧、过烧、缺釉、橘釉、烟熏窑炉的分类：隧道窑、辊道窑、梭式窑、罩式窑水泥1、水泥是一种水硬性胶凝材料。

1)按水泥的用途及性能分：通用水泥：一般土木建筑工程通常采用的水泥专用水泥：专门用途的水泥。

特性水泥：某种性能比较突出的水泥。

2）通用硅酸盐水泥:a 本组分材料为符合本标准5.2.3的活性混合材料，其中允许用不超过水泥质量8%且符合本标准5.2.4的非活性混合材料或不超过水泥质量5%且符合本标准5.2.5的窑灰代替。

b本组分材料为符合GB/T 203或GB/T 18046的活性混合材料，其中允许用不超过水泥质量8%且符合本标准第5.2.3条的活性混合材料或符合本标准第5.2.4条的非活性混合材料或符合本标准第5.2.5条的窑灰中的任一种材料代替。

e 本组分材料为由两种（含）以上符合本标准第5.2.3条的活性混合材料或/和符合本标准第5.2.4条的非活性混合材料组成，其中允许用不超过水泥质量8%且符合本标准第5.2.5条的窑灰代替。

掺矿渣时混合材料掺量不得与矿渣硅酸盐水泥重复。

2、硅酸盐水泥熟料组分材料：硅酸盐水泥熟料、石膏(调节凝结时间，缓凝剂。

)技术要求：1)化学要求：不溶物、烧失量、三氧化硫、氧化镁、氯离子（碱含量，选择性指标）2)物理指标：凝结时间（硅酸盐水泥初凝时间不小于45min，终凝时间不大于390min. 普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥初凝时间不小于45min，终凝时间不大于600min.）；安定性：引起水泥安定性不良的原因有：熟料中游离氧化钙、方镁石过高及水泥中石膏掺加量过多3)强度指标：抗折强度、抗压强度4)细度（选择性指标）：硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥以比表面积表示，其比表面积不小于300m2/kg；矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥以筛余表示，其80μm方孔筛筛余不大于10%或45μm方孔筛筛余不大于30%。

3、生产过程：两磨一烧4、硅酸盐水泥熟料的组成主要化学成分：CaO 62%~67%SiO220%~24%Al2O34%~ 7%Fe2O3 2.5%~6%5、熟料的矿物组成硅酸三钙：3CaO·SiO2(C3S)硅酸二钙：2CaO·SiO2(C2S)铝酸三钙：3CaO·Al2O3(C3A)铁铝酸四钙：4CaO·Al2O3·Fe2O3 (C4AF)1、硅酸三钙：阿利特或A矿水化产物：水化硅酸钙（也称C-S-H凝胶）和氢氧化钙。

2、硅酸二钙：α- C2S ---β- C2S（体积膨胀10%，熟料粉化）贝利特简称B 矿水化产物：水化硅酸钙（也称C-S-H 凝胶）和氢氧化钙3、中间相铝酸三钙 （C 3A+C 12A 7）快冷时呈点滴状，慢冷时呈矩形或柱状，反光能力弱，呈暗灰色，一般称为黑色中间相铁相固溶体（C 4AF ）---才利特或C 矿在反光 镜下其反射能力强，呈亮白色，并填充在A 矿与B 矿之间，也称白色中间相。

4、性能比较：28d 内绝对强度：C 3S ＞C 4AF ＞C 3A ＞C 2S水化速度：C 3A ＞ C 4AF ＞ C 3S ＞C 2S水化热： C 3A ＞ C 3S ＞ C 4AF ＞ C 2S5、熟料的率值：1）硅率（硅酸率 SM 或n 表示）2）铝率3）石灰饱和系数(KH)（IM ≥0.64）形成C3S 、C2S 、C3A 、C4AF ，KH 越大，硅酸三钙较多（IM ﹤0.64）形成C3S 、C2S 、C2F 、C4AF6、生产硅酸盐水泥熟料的原料包括(主要原料）和(校正原料)；主要原料包括：（石灰质原料）和（粘土质原料）。

32322O Fe O Al SiO )SM (n +=或3232O Fe O Al )IM (p =或1、生料在煅烧过程中的物理化学变化1)干燥（自由水蒸发）吸热100~150℃2)粘土质原料脱水吸热450℃3)碳酸盐分解强吸热900℃4)固相反应放热800~1200℃5)熟料烧结微吸热1300~1450~1300℃6)熟料冷却放热1300℃~2、碳酸盐分解：碳酸镁的分解温度始于402～480℃左右，最高分解温度700℃左右；碳酸钙在600℃时就有微弱分解发生但快速分解温度在812～928℃之间变化·可逆反应；·强吸热反应；·反应起始温度较低；·分解温度与CO2分压和矿物结晶程度有关。

3、固相反应：（1100～l200℃大量形成C3A和C4AF，C2S含量达最大值）反应特点·放热反应，固相反应的放热量约为420～500J/g；·非均相反应；·固相反应通常需要在较高温度下进行；·新生态的物质易于反应；4、熟料烧结C2S + Ca0 →C3S1300～1450～1300℃称为熟料的烧结温度。

在此温度范围内大致需要20-30%的液相量、10～20min完成熟料烧结过程。

5、熟料冷却（冷却的目的）·回收熟料余热，预热二次空气，提高窑的热效率；·迅速冷却熟料以改善熟料质量与易磨性；·降低熟料温度，便于熟料的运输、储存和粉磨。

6、急冷对改善熟料质量的作用·防止或减少C3S的分解·防止β-C2S 转化成γ- C2S·改善水泥的安定性·减少熟料中C3A结晶体，提高水泥的抗硫酸盐性能·提高熟料易磨性耐火材料定义：耐火度不低于1580的无机非金属材料。