无机非金属工艺学2-原料及预处理
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一、填空1、根据化学组成和显微结构特点,材料可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。
2、无机非金属材料主要有陶瓷、胶凝材料、玻璃、耐火材料及天然矿物材料。
3、无机非金属材料生产过程都得共性:原料及破碎、粉体制备、成型、烘干和高温热处理。
4、胶凝材料可分为水硬性胶凝材料和气硬性胶凝材料,前者包括水泥,后者包括石灰、石膏。
5、水泥可分为通用水泥、专用水泥和特性水泥。
6、玻璃按组成分类有元素玻璃、氧化物玻璃和非氧化物玻璃。
7、黏土中的主要矿物可分为高岭石、蒙脱石和伊利石。
8、着色剂分为离子着色剂、胶态着色剂和硫硒化物着色剂。
9、陶瓷坯料中混有铁质将使制品的外观质量受到影响,如降低白度和半透明性,也会产生斑点。
10、玻璃原料中铁杂质不但对生产工艺造成不良影响,而且使玻璃着成黄绿色,透明度降低。
11、陶瓷由结晶物质,玻璃态物质和气孔组成。
12、坯料组成的表示方法:配料比表示;矿物组成表示;化学组成表示;实验公式表示。
13、陶瓷坯料可分为注浆坯料,可塑坯料和压制坯料。
14、陶瓷的成型方法可分为可塑法成型,注浆法成型和干压法成型。
15、日用陶瓷的可塑成型可分为雕塑、印坯、拉坯、旋压和滚压等。
16、注浆成型可分为吸浆成坯和巩固脱模两个过程。
17、干燥过程可分为加热阶段、等速干燥阶段和降速干燥阶段。
18、回转窑可分为干燥带、预热带、分解带、放热反应带、烧成带和冷却带。
19、坯体的烧成过程:水分蒸发期;氧化分解与晶型转变期;玻化成瓷期;冷却期。
20、烧成制度包括温度制度、气氛制度和压力制度。
21、温度制度包括升温速度、烧成温度、保温时间和冷却速度。
22、玻璃溶体的质量缺陷有气泡、条纹和结石。
23、玻璃制品的退火过程包括加热、保温、慢冷以及快冷四个阶段。
24、活性混合材分为粒化高炉矿渣、粉煤灰和火山灰质混合材料。
25、混凝土的主要组成为胶结料、细集料、粗集料和水。
26、平板玻璃的深加工分为钢化和镀膜。
无机非金属材料工艺的工艺无机非金属材料工艺是一种重要的工艺,主要应用于陶瓷、玻璃、水泥等领域。
它是一种将无机非金属材料经过加工、成型、烧结等工艺形成规定形状和性能的过程。
下面将分别从加工、成型和烧结三个方面来介绍无机非金属材料工艺的工艺流程。
一、加工加工是无机非金属材料工艺的第一个步骤,主要是将原材料进行加工处理,得到适合成型的粉体。
加工方式主要有球磨、干燥、喷雾干燥等。
球磨是将原材料放入球磨机中磨碎,在磨碎的过程中,原材料的颗粒尺寸不断变小,从而提高了材料的比表面积。
干燥是将原材料进行干燥处理,通常使用高温烘箱或烘干机。
喷雾干燥是将原材料溶液在喷嘴处进行雾化,形成细小的颗粒,在喷雾室中通过热空气干燥。
加工处理后的粉体,需要进行筛分,筛出粒径合适的原材料,以备制备成型。
二、成型成型是指将加工处理后的粉体按照规定形状进行加工,从而得到所需的材料形状。
成型工艺主要分为压制成型和注塑成型两种。
压制成型通常使用压力机将粉体压成所需形状。
注塑成型通常使用注塑机,将粉体溶液注入模具中,经过高温高压,形成所需的形状。
在成型前,需要将粉体按照规定的比例和配方充分混合,从而得到均匀的粉体混合物。
三、烧结烧结是无机非金属材料工艺的最后一个步骤,主要是将成型后的材料在高温下进行固化和晶化,形成稳定的材料结构。
烧结温度和时间根据材料的种类而不同,通常在1000℃以上。
烧结时需要控制热量和热损失,以确保材料固化和晶化,并防止质量问题。
总之,无机非金属材料工艺的工艺流程主要包含加工、成型和烧结三个步骤。
加工处理主要是对原材料进行粉体加工,得到适合成型的材料;成型工艺主要是将粉体成型为所需形状;烧结是将成型后的材料在高温下进行固化和晶化,形成稳定的材料结构。
这些步骤相互衔接,形成了一个完整的生产流程,为无机非金属材料工艺的制备提供了保障。
硫酸1、硫酸的制造方法有:硝化法(铅室法、塔式法)和接触法;其中接触法常用.2、硫酸生产流程:原料预处理(粉碎、配矿、干燥)、焙烧、净化、转化、吸收。
3、焙烧速率提高途径:提高操作温度、减小硫铁矿粒度、增加空气与矿粒的相对运动、提高入炉空气氧含量.4、沸腾焙烧炉优点:生产强度大、硫的烧出率高、传热系数高、产生的炉气二氧化硫浓度高、适用的原料范围广、结构简单、维修方便。
不足:炉尘量大、炉尘占总烧渣的60%—70%除尘净化系统负荷大、需将硫铁矿粉碎至较小粒度、需高压鼓风机动力消耗大。
5、酸雾:炉气中少量三氧化硫要与水反应生成硫酸;温度较低时,炉气中大多数三氧化硫都转化成硫酸蒸汽-酸雾.清除方法:静电沉降法。
6、净化杂质目的:除去无用杂质、提供合格原料气。
①矿尘:使催化剂中毒②As2O3和SeO2:使催化剂中毒③HF和SiF4④H2O和SO3形成酸雾7、净化流程比较水洗流程:简单、投资省、操作方便、砷和氟的净化率都高.但SO3和SO2溶于水难于回收、使S 的利用率低。
最大不足是排放有毒含尘污水多、环境污染大。
酸洗流程:酸可循环使用、多余酸排出系统他用。
可利用炉气中的SO3、提高了S的利用率。
酸泥中的砷硒也可回收.最大优点是排污量少、为水洗流程的1/200~1/300。
9、吸收硫酸浓度:当硫酸浓度<98.3%时,水的平衡分压很高,SO3平衡分压很低;当硫酸浓度〉98。
3%时,水的平衡分压很低,SO3平衡分压很高。
只有硫酸浓度=98。
3%,水和SO3平衡分压都接近于零,可得到最大的吸收率。
10、SO2催化氧化转化为SO2工艺条件:1、最适宜温度;2、二氧化硫的起始浓度3、最终转化率。
11、吸收影响因素:1、吸收酸浓;2、吸收酸温度;3、进塔气温度13、两转两吸流程特点:①反应速度快、最终转化率高;②可用SO2浓度较高的炉气;③减轻尾气污染和尾气处理负荷④需增加一换热器一次吸收后需要再加热到420℃左右才能进行转化反应⑤动力消耗增加。
无机非金属材料工艺的工艺介绍无机非金属材料是一类在自然界中普遍存在,并且没有金属元素的材料。
它们广泛应用于建筑、电子、光学、化工等领域。
而无机非金属材料的工艺则是指通过一系列的加工和处理过程将原始材料转化为最终产品的过程。
本文将深入探讨无机非金属材料工艺的各个方面。
无机非金属材料的分类根据其化学成分和性质,无机非金属材料可以分为多种类型,包括陶瓷材料、玻璃材料、水泥及混凝土材料等。
每种材料都有其独特的工艺要求和特点。
陶瓷材料陶瓷材料是由非金属物质经过成型、烧结或结晶等工艺制成的。
根据其成分和结构,陶瓷材料可分为氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和复合陶瓷。
常见的陶瓷材料有瓷器、砖瓦、隔热材料等。
玻璃材料玻璃是一种无机非晶体材料,由碱金属或碱土金属的氧化物与硅酸盐的氧化物经过熔融和快速冷却制得。
玻璃材料可分为硼酸盐玻璃、硅酸盐玻璃、钠钙玻璃等。
玻璃制品广泛应用于建筑、家居、光学等行业。
水泥及混凝土材料水泥及混凝土是常用的建筑材料。
水泥是一种粉状材料,通过加水和混合其他材料后可以形成坚固的结构。
混凝土是由水泥、骨料、砂浆等组成,经过浇注和固化后形成坚实的结构体。
无机非金属材料的加工工艺无机非金属材料的加工工艺包括原料处理、成型、烧结(或固化)和后处理等阶段。
原料处理是制备无机非金属材料的第一步,它包括选材、粉体处理和配料。
在选材过程中,需要根据材料的性质和用途选择适当的原料。
粉体处理是将原料转化为粉体,通常包括干燥、研磨和分级等步骤。
在配料过程中,需要按照一定的比例将不同原料混合。
成型成型是将处理好的原料进行模具成形的过程。
常见的成型方法包括注塑成型、挤压成型、压制成型和注浆成型等。
不同的材料和产品形状要求,需要选择适当的成型方法。
烧结(或固化)烧结是将成型后的材料在一定的温度下进行加热处理,使其颗粒间发生结合,形成致密的材料。
烧结温度和时间的选择需要根据材料的性质和产品要求来确定。
对于玻璃材料,由于其是非晶体材料,不需要烧结,而是需要快速冷却固化。
名词解释: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、卤素化合物、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。
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。
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。
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。
KH;KH= 2 3 2 3 28 . 2 35 . 0 65 . 1SiO O Fe O Al CaO ;石灰饱和系数KH 是熟料中全部氧化硅生成硅酸钙(C3S 十C2S)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。
)SM;SM=3 2 3 2 2;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)IM铝率又称铁率,其数学表达式为:IM = Al2O3/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。
萤石含率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=原料总量含量萤石%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。
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。
水硬性胶凝材料;在拌水后既能在空气中硬化又能在水中硬化的材料称为水硬性胶凝材料。
无机非金属材料工艺学无机非金属材料工艺学是研究无机非金属材料的制备和加工工艺的科学。
无机非金属材料广泛应用于建筑材料、陶瓷材料、电子材料、光学材料、高温耐火材料等众多领域。
无机非金属材料工艺学的研究内容主要包括原材料的选择与处理、材料的合成与制备、材料的成型加工以及材料的性能测试与评价等方面。
在无机非金属材料工艺学中,原材料的选择与处理是非常重要的一步。
不同的原材料对最终材料的性能和用途有着重要的影响。
因此,在工艺学中,需要对原材料进行严格的筛选和处理,以确保最终的材料质量。
材料的合成与制备是无机非金属材料工艺学的核心内容之一。
根据不同的材料需求,工艺学家会通过化学合成、熔融法、溶胶凝胶法等不同的方法,制备出所需的材料。
在制备过程中,还需要关注反应条件、反应时间、添加剂的选择等因素,以确保材料的纯度和性能。
材料的成型加工是无机非金属材料工艺学的另一个重要内容。
成型加工可以根据材料的特性和用途,将材料加工成各种形状、尺寸和结构。
常见的成型加工方法包括压制、注塑、挤出、拉伸等。
在成型过程中,需要关注加工条件、模具设计、操作技术等因素,以保证加工后材料的性能和质量。
最后,材料的性能测试与评价是无机非金属材料工艺学中的关键环节。
通过各种测试方法,可以评估材料的物理、化学、力学和热学性能,以判断材料是否符合设计要求和使用环境。
常见的性能测试包括硬度测试、密度测定、热膨胀系数测量等。
无机非金属材料工艺学的研究成果,不仅可以推动无机非金属材料的发展和应用,提高材料的性能和质量,还可以为相关领域的工程技术提供有力的支持和指导。
未来,随着材料科学和工艺技术的进一步发展,无机非金属材料工艺学将继续发挥重要作用,为各行各业的发展做出贡献。
无机非金属材料工艺学是一门综合性科学,它涉及了材料科学、化学、物理、工程学等多个学科的知识,目的是通过合理的工艺和加工方法,提高无机非金属材料的性能和降低生产成本,从而推动材料技术的进步。
《无机非金属材料工艺学》教学大纲二、课程目的和任务无机非金属材料工艺学课程是无机非金属材料专业的必修专业课。
要求掌握水泥、陶瓷的生产方法、熟料的矿物组成、生料的易烧性、配料计算、熟料的烧成;水泥的水化及硬化;水泥的性能;了解传统和高技术陶瓷的原料、配料、成型、烧结、釉烧的理论和工艺,并对这些工艺实践有初步认识。
目的是使学生熟悉无机非金属材料生产的工艺过程、生产方法、配料计算;水泥水化及硬化理论及硬化水泥浆体和陶瓷的组成;掌握实际生产中无机非金属材料的制造工艺及相关技术。
三、本课程与其它课程的关系无机非金属材料工艺学是继硅酸盐工业热工基础、无机材料科学基础、水泥工业热工设备、粉体工程之后无机非金属材料工程专业的重要专业课程之一。
四、教学内容、重点、教学进度、学时分配(一)绪论(2学时)1、主要内容无机非金属材料的定义与分类;典型无机非金属材料;无机非金属材料现状及发展趋势;无机非金属材料在人类生活中的地位与作用;无机非金属材料工艺学的研究内容;典型无机非金属材料工艺。
2、重点无机非金属材料的定义与分类;无机非金属材料工艺学的研究内容;典型无机非金属材料工艺。
3、教学要求了解无机非金属材料现状及发展趋势、无机非金属材料在人类生活中的地位与作用;理解无机非金属材料现状及发展趋势;掌握机非金属材料工艺学的研究内容;典型无机非金属材料工艺。
(二)概述(6学时)1、主要内容传统陶瓷的种类和使用性能;先进陶瓷的种类和使用性能;中国传统陶瓷的发展;先进陶瓷的发展;水泥的种类、使用性能和发展;特种水泥的使用性能、种类和发展;绿色化的水泥工业。
2、重点先进陶瓷的种类和使用性能;水泥的种类、使用性能和发展。
3、教学要求了解中国传统陶瓷的发展、绿色化的水泥工业;理解传统陶瓷、水泥的种类和使用性能;掌握先进陶瓷的种类和使用性能、特种水泥的使用性能、种类和发展。
(三)原料及其预处理(8学时)1、主要内容无机非金属材料原料;工业废渣;原料的预处理;非金属材料的选矿。