无机非金属材料总结

《无机非金属材料总结》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无机非金属材料总结（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1 1、 掌握硅酸盐晶体结构、熔体结构及无机非金属材料的性能。?硅酸盐晶体结构 ?硅酸盐结构中的四价Si 间不存在直接的键，而四价Si 原子之间的连接是 通过 O 原子来实现。 ?每个 Si 原子存在于四个 O 原子为顶点的 SiO4四面体的中心，SiO4是 硅酸盐晶体结构的基础。 ?SiO4四面体的每一个顶点即O 原子最多只能为两个SiO4 四面体所共 有。 ?两个邻近的 SiO4四面体间只能以共顶而不能以共棱或共面相连接。 ?SiO4四面体间可以通过共用顶角O 原子而形成不同聚合程度的络阴离 子团。答： （1） 、在晶体结构上，其原子间的结合力主要为离子键、共价键或离子- 共价混合键 （2

2、） 、具有高熔点、耐磨损、高硬度、耐腐蚀和抗氧化的基本属性 （3） 、具有宽广的导电性、导热性、透光性 （4） 、具有良好的铁电性、铁磁性、压电性、高温超导性2、 了解玻璃原料，掌握玻璃原料的选择，玻璃组成的设计及确定。 答：主要原料： 1.引入 SiO2 的原料：硅砂、砂岩 2.引入 Al2O3 的原料：长石、高岭土 3.引入 Na2O 的原料：纯碱、芒硝 4.引入 CaO的原料：石灰石、方解石 5.引入 MgO 的原料：白云石 6.引入 B2O3 的原料：硼酸、硼砂 7.引入 BaO 的原料：硫酸钡、碳酸钡 8.引入其它成分的原料： ZnO（ZnO 粉、菱锌矿） PbO（铅丹、密陀僧） 辅

3、助原料： 1.澄清剂 氧化砷和氧化锑 硫酸盐：硫酸钠 氟化物：萤石、氟硅酸钠 2.着色剂 离子着色剂 胶体着色剂 化合物着色剂 3.脱色剂 4.氧化剂和还原剂 5.乳浊剂 6.其它原料 碎玻璃 钽铌尾矿 珍珠岩2 天然碱 原料的选择与加工： 1. 选择原料的原则： 组成合格而稳定：化学（矿物）组成、粒度组成、含水量 易于加工处理 工艺性能合适 价廉而供应稳妥 不易扬尘而无害 1.设计玻璃组成的原则 满足预定的性能要求。 使形成玻璃析晶的倾向小。 能适应熔制、成型、加工等工序的实际要求。 原料易于获得，所设计玻璃成本低。 2.设计与确定玻璃组成的步骤 列出设计玻璃的性能要求。 拟定玻璃的组成。

4、实验、测试、确定组成。 3、 了解和掌握玻璃的熔制过程的物理和化学变化。 答：熔制过程分为五个阶段： 1、硅酸盐形成 2、玻璃形成3、澄清 4、均化 5、冷却 物理过程： 1.配合料加热2.配合料脱水3.各个组分熔化4.晶相转化 5.个别组分 的挥发。 化学过程： 1.固相反应2.各种盐分解3.水化物分解4.结晶水分解5.硅酸盐形成 与相互作用。 物理化学过程： 1.共熔体的生成2.固态熔解、液态互熔3.玻璃液、炉气、气泡 间的相互作用4.玻璃液与耐火材料间的作用。 4、 掌握玻璃的澄清过程和均化过程，掌握影响玻璃熔制过程的工艺因素，熔制 过程的温度制度及成型。 答：澄清过程是指排除可见气泡的

5、过程。 澄清机理 ： 1.在澄清过程中气体间的转化与平衡 2.在澄清过程中气体与玻璃液的相互作用 3.澄清剂在澄清过程中的作用机理 4.玻璃性质对澄清过程的影响 均化过程：消除玻璃液中条纹和其他化学组成与玻璃液组成不同的不均匀体。 均化过程按以下三个方式进行： 1.不均体的熔解与扩散的均化过程 2.玻璃液的对流均化过程 3.因气泡上升而引起的搅拌均化作用 影响玻璃熔制过程的工艺因素： 玻璃成分、原料及配合料的性质、加速剂的使用、加料方式、玻璃的熔制制度、 辅助电熔和搅拌。 坩埚窑中玻璃熔制的温度制度： 特点：玻璃熔制在同一空间、不同时间内进行。3 影响温度制度因素 : 熔化温度、澄清均化温度、

6、冷却温度 玻璃熔制各阶段在坩埚窑中的操作方式： 加热熔窑、熔化、澄清与均化、冷却、成型 池窑中玻璃熔制的温度制度： 特点：玻璃熔制在不同空间、同一时间内进行。 池窑的温度制度指沿窑长方向的温度分布。 玻璃熔制的五大工艺制度： 温度、压力、泡界线、液面、气氛 玻璃的成型： 玻璃的成型方法：热塑成型、冷成型（物理成型、化学成型） 热塑成型的方法： 吹制法、压制法、压延法、浇铸法、 焊接法、浮法、拉制法等。 日用玻璃的成型： 1.人工成型 2.机械成型 供料：液流供料、真空吸料、滴料供料 成型：压制法和吹制法 平板玻璃的成型： 平板玻璃的成型方法：浮法、垂直引上法、平拉法、压延法。 5、 了解玻璃的

7、退火与淬火，玻璃退火工艺；掌握淬火玻璃的特性。 答：玻璃的退火： 玻璃的退火温度： 1.退火上限温度 2.退火下限温度 3.最高退火温度： 器皿玻璃 550 20o C；平板玻璃 550-570o C；瓶罐玻璃 550-600o C。 4.退火温度与化学组成有关 玻璃的淬火： 玻璃的淬火就是将玻璃制品加热到转变温度Tg 以上 5060，然后在冷却介 质中（淬火介质）急速均匀冷却的过程。 玻璃退火工艺 ： 1、加热阶段2.均热阶段3.慢冷阶段4.快冷阶段 玻璃淬火工艺： 1.风冷淬火2.液冷淬火 淬火玻璃的特性：1.抗弯强度增大2.抗冲击强度增大3.热稳定性提高4.其它 性能（淬火玻璃在破裂时，

8、只产生没有尖锐角的小碎片；一般不能再行切割） 6、 了解玻璃的缺陷。 答：由配合料经熔制所得的玻璃，在未经成型加工之前， 玻璃体内存在的各种夹 杂体，造成玻璃体均匀性破坏。这些夹杂体称为玻璃缺陷。 玻璃的缺陷： 1、气泡 2、结石 3、条纹和节瘤 条纹和节瘤产生原因： 1、熔制不均匀引起的条纹和节瘤 2、耐火材料被侵蚀引起的条纹和节瘤 3、结石熔化引起的条纹和节瘤4 4、表面张力引起的条纹和节瘤 7、 了解几种玻璃深加工产品，掌握微晶玻璃和钢化玻璃的生产工艺，了解几类 特种玻璃。 答：目前，深加工的产品有：钢化玻璃、夹层玻璃、中空玻璃、镀膜玻璃等。 微晶玻璃： 把加有晶核剂 （或不加晶核剂）

9、的特定组成的玻璃在有控条件下进行 晶化热处理，使原单一的玻璃相形成了有微晶和玻璃相均匀分布的复合材料。 微晶玻璃的生产方法有两种： 1、压延法2、烧结法 微晶玻璃的工艺流程： 1、原料 2、玻璃熔制3、成型4、晶化热处理 玻璃钢化方法： 1、热钢化2、化学钢化 钢化玻璃生产工艺： 玻璃的化学钢化： 1.低温型处理工艺、 2.高温型处理工艺、 3.电辅助处理 特种玻璃： 1、光电子功能玻璃2、微晶玻璃3、Sol-gel及 ORMOSIL（溶胶 -凝胶及有机 - 无机材料）4、生物玻璃 8、 了解几种天然陶瓷原料及化工原料，掌握天然陶瓷原料的组成、结构及工艺 性质 。 答：天然陶瓷原料：粘土类原料

10、、石英类原料、长石类原料 粘土 类原料 ： 结 构 基础 为 n 层 Si2O5 硅氧四面体和一层AlO(OH)2 铝氧八面体。按粘土成因分类为原生粘土、次生粘土；按粘土可塑性分类为 高塑性粘土、低塑性粘土；按粘土耐火度分类为耐火粘土、难熔粘土、易熔 粘土；按粘土的主要矿物分类为高岭土类粘土、蒙脱石类粘土、伊利石类粘 土、水铝英石类粘土。 （分类按 PPT） 粘土主要化学组成为SiO2 和 Al2O3。 粘土工艺性质： 1、可塑性2、结合性3、触变性4、收缩性5、烧结特性 石英类粘土 ：石英是一种结晶状SiO2 的天然矿物。 主要矿石： 1、硅石2、石英岩 结构与晶型转化： SiO2 属同质多

11、象晶体，按比容和结构的差异可将它们划分 为三大类： 1、石英2、方石英3、鳞石英 石英在陶瓷生产中的作用： 1、作为瘠性料，可降低可塑性，减少收缩，加快干燥。 2、增加液相粘度，减小高温时坯体变形。 3、增加强度。 4、提高釉的熔融温度和粘度，耐磨性和抗化学腐蚀性。 长石类原料： 矿石种类： 1、正长石亚族 有钾、钠（含正长石、透长石、微斜长石） 2、斜长石亚族 有钙、钠 3、钡长石亚族 有钾、钡 长石类原料在陶瓷生产中的作用： 1、降低烧成温度；5 2、高温熔化形成的玻璃态物质是釉层的主要成分； 3、提高坯体的疏水性，提高干燥速度； 4、增加液相粘度，减小高温时坯体变形； 5、提高产品的机械

12、强度、透光性和介电性能。 其他天然原料： 1、霞石 2、滑石 3、硅灰石4、辉石 5、石灰石 化工原料： 1、氧化物类原料： （1）氧化铝 特点：熔点高、硬度大、绝缘性好等。 用途：用于无线电陶瓷、高温陶瓷、耐磨材料等的材料。 制备： 工业制备 超细粉制备：热分解法和金属醇盐水解法 （2）二氧化锆 特点：化学稳定性好，导温导电和氧离子导电特性。 用途：铁电、非铁电、压电、氧化锆等陶瓷的材料。 制备：共沉淀法、锆醇盐水解、等离子喷雾热解等方法。 （3）莫来石 良好的化学、力学与耐高温性能。 制备：烧结法和熔融法 2、非氧化合物类原料： （1）碳化物 *结构与性能 *制备： 金属与碳直接化合 氧化

13、物与碳反应 含碳气体碳化金属 气相沉积 *常用碳化物 SiC、TiC （2）氮化物 ?结构与性能 ?制备 ?常用氮化物原料 Si3N4、BN、AlN 9、 掌握坯料配方计算，坯料组成，了解坯料的制备。 答：坯料组成： 1、坯料组成的表示方法： *实际配料比表示 *矿物组成表示 *化学组成表示 *坯式表示 2、特种陶瓷的坯料组成6 *主料 *辅料 *改性料 坯式及坯料配方的计算： 1、已知坯料的化学组成计算坯式（实验式） 步骤： 一、若坯料中的化学组成包含有灼减量成分，首先应将其换算成不含灼减量的化 学组成。 二、以各氧化物的百分含量除以其摩尔质量，得到各氧化物的摩尔数。 三、以碱性氧化物或中性

14、氧化物摩尔数之和，分别除各氧化物的摩尔数， 得到以 碱性氧化物或中性氧化物的相对摩尔数，按RO.R2O3.RO2的顺序排列。 2、已知坯式，求原料的配比 步骤： 一、计算 1 摩尔坯料中各氧化物的质量及总量。 二、计算各主要原料所需的质量百分含量。 三、计算外加剂及改性剂的质量百分含量。 四、按原料纯度计算原料用量。 3、由示性矿物组成计算 步骤： P104-105 4、依据关键指标计算 5、利用微机计算 6、利用相图计算 坯料制备： 根据成型方法不同，坯料分为 *注浆坯料：含水率为28%-35% *可塑坯料：含水率18%-25% *压制坯料：含水率为3%-18% ?坯料的要求 1、注浆坯料

15、流动性好、悬浮性好、触变性适当、滤过性好 2、可塑坯料 良好的可塑性、一定的形状稳定性、较好的干燥强度 3、压制坯料 流动性好、堆积密度大、含水率较小、水分分布均匀 坯料制备过程： 原料处理、配料、混合制备 原料处理： 1.预烧2.精选3.原料破碎4.过筛和除铁5.泥浆陈化6.泥浆脱水和造粒 7.练泥及真空处理。 10、了解可塑成型、注浆成型、压制成型工艺，掌握泥团、泥浆和压制坯料的成 型性能，了解各种成型模具。 答：成型方法的种类（依据坯料性能和含水量） 可塑法成型（含水量18%-25%） 注浆法成型（含水量28%-35%） 干压法成型（含水量3%-15%）7 可塑成型： 可塑泥团的成型性能

16、： 1、可塑泥团的流变特性 2、可塑性 3、影响可塑性的因素： 液相含量与性质、颗粒尺寸和形状、矿物种类、吸附阳离子 成型工艺： 1、雕塑与拉坯2、旋压成型3 滚压成型4、挤压与车坯成型 5、塑压成型6、注塑成型7、轧模成型 注浆成型： 泥浆的成型性能： ?影响因素 1、流动性2、吸浆速度3、触变性 成型工艺：注浆成型过程 a)最初阶段：模壁吸水到形成薄层 b)第二阶段：薄坯层达到所需的注件坯体 c)最后阶段：脱膜 注浆成型方法： 1.空心注浆2.实心注浆3.真空注浆4.离心注浆5.压力注浆 压制成型： 压制坯料的成型性能： 1.影响压制坯料的成型质量的工艺因素 1）粉料的工艺性质 2）成型压力 3）加压方式 4）加压速度和时间 5）粘结添加剂 2.影响坯体性能的因素 1）密度 2）压力大小和分布 成型工艺： 1.干压或半干压成型2.等静压成型 成型模具： 1、石膏模型2、塑料模型3、无机填料模型4、素陶模型5、金属填料模 型 11、了解釉的分类， 釉的组成及配方计算， 掌握釉料配方的原则。 了解釉的形成， 掌握釉层的性质。了解釉的制备工