无机非金属材料课后问题答案
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作为可塑性陶瓷原料的粘土,可用于陶瓷坯体、釉色、色料等配方。如我国许多瓷区采用
工艺性能良好的高岭土生产的细瓷产品,成为国际市场的畅销产品。
石英在地球上储量多,在陶瓷工业中属于非可塑性陶瓷原料,可用于陶瓷产品的坯体、釉
料等配方。石英的化学成分主要是二氧化硅。石英是陶瓷坯体中的主要原料,它可以降低陶
瓷泥料的可塑性,减小坯体的干燥收缩,缩短干燥时间,防止坯体变形。在烧成中,石英的
加热膨胀可以部分抵消坯体的收缩;高温时石英成为坯体的骨架,与氧化铝共同生成莫来石,
能够防止坯体发生软化变形;石英还能提高瓷器的白度与半透明度。高石英瓷即是近年来出
现的高档瓷器产品。石英在釉料中能够提高釉的熔融温度与粘度,减少釉的膨胀系数,也能
够提高釉的机械强度、硬度、耐磨性与耐化学腐蚀性。此外石英在建筑卫生陶瓷与各类耐火
材料中也有很大的使用。
无机非金属材料与金属材料和有机高分子材料区别? ⑴一般来说,无机非金属材料在化
学组成以及化学键上与金属材料和有机高分子材料明显不同。无机非金属材料的化学组成主
要为元素的氧化物、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,其化学键主要为离子键或离子-共价混合键;金属材料的化学组
成为单质金属元素或一种金属元素与其他元素组成的合金,其化学键为金属键;有机高分子
材料是以C、H、O为主要元素和其他元素组成的聚合物其化学键为共价键。⑵从力学性能
上,金属材料有延展性,有机高分子材料有弹性,而大多数无机非金属材料却没有;从电学
性能上,金属材料具有导电性,而无机非金属绝大多数是绝缘体;从结构上,金属材料有自
由电子而无机非金属材料没有自由电子且具有复杂的晶体结构;金属材料抗拉强度高,而无
机非金属材料抗拉强度低。
.水泥、玻璃及陶瓷在成型方面有何区别? 水泥的成型除立窑之外,在热加工之前不需成
型,其成型过程主要在使用时。如加工混凝土制品等。玻璃的成型是在高温热加工之后。陶
瓷的成型较为特殊,一般是在高温热加工之前,但若是热等静压法来使陶瓷成型,成型和高
温加热同时进行。
8.为什么陶瓷成型后必须烘干? 烘干是为了除去物料或坯体中一定量的自由水。若不烘
干就拿去烧结,会导致陶瓷产生微裂纹、气泡等影响。
水泥生产中希望得到的是γ-硅酸二钙,还是β-硅酸二钙?为什么?(应用已学的硅酸盐物
理化学知识从结构分析) 希望得到β-硅酸二钙。从结构上说,γ-硅酸二钙的结构中,钙
离子的配位数是6,即6个氧离子与钙离子相配位形成【CaO6】八面体,钙离子的配位相
当规则,因此比较稳定,在常温下几乎是惰性的;β-硅酸二钙的结构中,钙离子有6和8
两种,配位不规则,因而相当活泼,常温下就能与水反应。所以,水泥生产中更希望得到活
性较高的β-硅酸二钙。?鲍林第五规则(节约规则):在一个晶体中,本质不同的结构组元
的种类,倾向最少数目。
2.水泥生产中怎样得到尽量多的β-硅酸二钙?(思考,请自己回去查资料) 答:①使石
灰饱和系数小一点;②加入矿化剂,例如Ba2+能固溶于C2S晶格,阻止其向γ-硅酸二钙转
化,并提高了β-硅酸二钙的活性;③快冷,因为在1250C时,β-硅酸二钙要向γ-硅酸二
钙转化
钙质原料在水泥、玻璃、陶瓷中的主要作用? 主要作用:提供制成无机非金属材料所需
的CaO。硅酸盐水泥:钙质原料是烧制硅酸盐水泥熟料的主要原料之一;陶瓷:钙质原料
在生产中主要起助熔作用,缩短烧成时间和降低烧成温度,增加陶器的透明度,使坯釉结合
牢固;玻璃:作用主要是稳定剂,即增加玻璃的化学稳定性和机械强度,但含量不宜过高,
否则会使玻璃的结晶倾向增大,而且易使玻璃发脆。CaO(<10-12%)在高温时,能降低玻
璃的粘度,促进玻璃的熔化和澄清;但CaO(>10-12%)时增加粘度,而且当温度降低时,
粘度增加得很快,使成型困难。
特种陶瓷与普通陶瓷的异同:
一:传统陶瓷:以黏土及其他天然矿物为主要原料,经过粉碎加工,成型,干燥,烧成等传
统陶瓷工艺制成的陶瓷产品。而特种陶瓷:在陶瓷坯料中加入特别配方的无机材料,经过
1360度左右高温烧结成型,从而获得稳定可靠的防静电性能,成为一种新型特种陶瓷,通
常具有一种或多种功能。(成分不同,烧结温度不同,还有一系列的不同,但是坯料是相同
的。)
二:原料不同:传统陶瓷的原料显得粗糙,简单易得;而特种陶瓷的原料则是经过细加工,
程序复杂。
三:传统陶瓷杂质多,气孔多;而特种陶瓷均匀细密,具有优越的强度,硬度,绝缘性,热
传导,耐高温,耐氧化,耐腐蚀,耐磨耗,高温强度等特色。由此可知传统陶瓷结构劣与特
种陶瓷。
四:性能方面:传统陶瓷以外观效果为主;特种陶瓷具有普通陶瓷不具备的“功能转换性”,
以内在质量为主。
五:成型方面:普通陶瓷以注浆,可塑成型为主;特陶以压制—注射—扎膜—等静压成型为
主。
六:烧成方面:谱陶一般在1350度以下烧结成型;特陶一般在1360度左右烧结成型,且需
要精确控制烧成温度。
七:加工方面:谱陶一般不需要加工;特陶需要切割—打孔—研磨和抛光。
八:在应用方面:谱陶一般作为日用陶瓷为主; 而特陶在工业设计中越来越重要。
长石原料在陶瓷和玻璃中的作用:
一:在陶瓷中 的作用:1,提供碱金属氧化物,有利于降低烧成温度。2,长石熔体能溶解
粘土及石英等原料,促进莫来石的形成和长大,提高坯体的机械强度和化学稳定性。3,长
石熔体填充于各颗粒间,促进坯体致密化,提高陶瓷制品的透光度。
二:在玻璃中的作用:引入三氧化二铝的主要原料,同时引入氧化钠和氧化钾。