无机非金属期末考试

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1、 无机非金属期末试题 （A卷）一、 名词解释（10分） 1、石灰的消化： 把生石灰加水发生化学反应变成粉末的方法。 2、水泥的假凝： 水泥调水后，半水石膏重新水化为二水石膏，在拌后的几分钟内物料就显示凝结的过早变硬现象。3、荷重软化温度（荷重变形温度）： 耐火材料在恒定荷重下，对高温和荷重共同作用的抵抗性能。4、 釉： 附着在陶瓷表面上的一层很薄的玻璃体。 5、 瓷器： 用瓷土在高温条件下致密烧结而成的白色坚硬坯体。二、填空题（60分） 1、石墨的晶体结构为（六方层状结构），其升华点为（3700C）,可用于（作电极材料、高温模具等） 2、半水石膏加水发生化学反应，反应后的产物是（二水石膏）。

2、3、煅烧的水泥熟料经磨粉，其目的是（提高水化反应速率），水泥的粒度越细，（水化反应）越快。 4、陶瓷釉料的热膨胀系数（大于）坯体的热膨胀系数，以在釉层中产生（张）应力，提高釉层的（拉伸强度）。 5、硅酸盐水泥熟料专中德主要组成矿物（硅酸三钙）、（硅酸二钙）、（铝酸三钙）、（铁相固溶体）。 6、硬水泥浆体中的水存在形式有（自由水）、（结晶水）、（吸附水）。 7、耐火材料的重烧体积变化率为（V=(V1-V0)V0100%），产生的原因是（制品在高温使用条件下继续烧结和物相的继续变化），其可能造成的后果是（破坏砌体的几何形状或者崩塌）。 8、白色硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥的区别（原料尽量少含铁、锰等

3、着色元素氧化物），（煅烧温度高，氧化物少），（冷却速度快）。三、 论述题（30分）1、试述硅酸盐水泥熟料的形成过程。 答：生料的干燥与脱水。主要是蒸发生料中的自由水，和使生料中粘土矿物的分解并放出其化合水的脱水过程。 碳酸盐的分解。在加热时，碳酸钙在一定温度下吸收热量，进行分解而放出CO2气体，逐渐得到CaO。 固相反应。碳酸盐分解产物CaO与粘土分解产物SiO2 、Al2O3 和 Fe2O3之间通过双向扩散直接产生由表及里的固相反应。在11001200C时，大量形成C3A、C4AF，C2S含量达最大值的过程。 液相烧结和熟料结晶。已有的C2S和未结合的CaO在熟料液相出现后扩散反应，生成了占

4、硅酸盐水泥熟料45%65%的C3S，并形成相应晶体。 熟料的强制冷却。熟料在冷却时，形成的矿物还会进行相变，对热料质量有重要影响，冷却速度快并固溶一些离子等可以阻止相变。所以，物料经125014501250C烧结，紧接着将其快速冷却，形成玻璃体含量较高，可得到最好的熟料。2、 试述陶瓷烧成过程中的物理化学变化。 答：低温阶段（由室温至300C左右）。 干燥，固体颗粒紧密靠拢，机械强度提高，无化学变化。 分解与氧化阶段（300950C左右）。 含结晶水的矿物开始脱水分解，碳酸盐发生分解并放出CO2气体，原料中的有机物、碳素等发生氧化，铁中的硫化物分解氧化，石英发生晶型转变等。坯体重量急速减轻，气

5、孔增加，由于少量熔体起胶结颗粒作用，坯体强度相应提高。 高温阶段（950C至烧成最高温度）。 解并放出SO2气体，长石熔化产生的液相不断溶解石英和粘土分解物，高价铁还原，低价铁与石英形成低价共熔物，产生大量液相，填充空隙，促进晶粒重排。该阶段坯的气孔率降低，坯体急剧收缩，强、硬度增大，釉层玻化，坯体瓷化烧结。 冷却阶段。 在冷却阶段不析出方石英新相。冷却前期，液相处于塑性，可以快速降温而不产生应力，冷却后期，液相转变为固态玻璃，应缓慢冷却，以尽可能消除热应力。3、 提高玻璃强度的方法。答：设计高强度组成、严格遵守工艺制度。表面处理。如：表面脱碱、火抛光、酸碱腐蚀以及涂层。加强玻璃的抵抗张应力能

6、力，主要是通过物理及化学钢化。包括：微晶化，与其他材料制成高强度的复合材料。4、 水泥的体积安全性。 答：水泥的体积安全性主要是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。若水泥硬化后产生不均匀的体积变化，即为体积安全性不良，会使水泥制品或混凝土构件产生膨胀性裂缝，降低建筑物质量，甚至引起严重事故。 引起水泥安定性不良的原因主要有三种：熟料中所含的游离CaO过多、熟料中所含的游离MgO过多或掺入的石膏过多。熟料中所含的游离CaO或MgO都是过烧的，熟化很慢，在水泥硬化后才进行熟化，这是体积膨胀的化学反应，会引起不均匀的体积变化，使水泥石开裂。当石膏掺量过多时，在水泥硬化后，它还会继续与固态的水化铝

7、酸钙反应生成高硫型水化硫铝酸钙，体积约增大1.5倍，也会引起水泥石开裂。 无机非金属材料期末试题（B卷） 一、 名词解释。（10分） 1、耐火度： 表示材料抵抗高温作用而不熔化的性能。 2、浮法玻璃： 用浮法工艺生产的平板玻璃。 3、砖瓦的耐霜冻性： 砖瓦能经受霜冻作用而其强度无影响或不被破坏的性能。 4、【SiO4】四面体的链接原则： 硅离子是一种高电价低配位数的阳离子，硅氧四面体之间如果相连，只能以共顶方式相连。 5、陶器: 用粘土在高温条件下烧制而成的器皿。 二、 填空题。（60分） 1、石膏的水化反应为（CaSO4 1/2H2O + 3/2HO=CaSO42H2O+17.1719.26

8、kJ）,硬化的原因是（二水石膏结晶沉淀，晶体连接、交错、共生）。 2、常用的玻璃澄清剂有（白砒）、（氧化锑）、（二氧化铈）、（硝酸盐）、（氟化物）。【从其中任选三个填即可】 3、ZrO2 陶瓷的熔点为（2715C），可用于（作高温绝缘材料、抗腐蚀及耐火材料）。 4、普通硅酸盐水泥不耐高温的原因是（70%水化产物含结晶水，20%的含有吸附水，以及自由水） 5、溶质普通玻璃的主要原料是（石英砂、纯碱、石灰石）。 6、玻璃的热稳定性是指（玻璃受剧烈的温度变化而不被破坏的性能），其受急热的性能（优于）受急冷的性能。 7、玻璃的淬火温度为（500600C），其目的是（使其硬化并发生反应,产生透明度和色泽

9、）。 8、玻璃液的均化过程主要靠（分子扩散）和（热对流作用）实现。三、 论述题。四、1、试述石膏在水泥熟料中的作用。 答：石膏是一种延迟剂，与铝酸盐相反应后，生成针状钙矾石，它覆盖在水泥颗粒表面，控制其后反应。生成的钙矾石进一步与残留在内部的铝酸盐反应后，形成单硫酸盐水化物的板状结晶，覆盖在水泥颗粒表面，控制反应进行。经过长时间的硬化反应，最后钙矾石和单硫酸盐都融合在硅酸盐水化物中，相互之间进行三维的结合，补强由水占据的空隙，硬化体更坚固。2、试述陶器和瓷器在组织性能和烧成过程中的区别。 答：瓷器和陶器是两种不同的物质.在烧成过程中的区别： 烧成温度不同。陶器烧成温度一般都低于瓷器，烧成温度在

10、8001100左右。瓷器的烧成温度则比较高，大都在1200以上。 使用原料不同。陶器一般用黏土制坯烧成，在陶器所需要的烧成温度阶段，则可成为陶器。瓷器则需要选择特定的高岭土作坯，在瓷器所需要的烧成温度下，则成为瓷器。但一般制作陶器的黏土制成的坯体，在烧到1200时，则不可能成为瓷器，会被烧熔为玻璃质。组织性能的区别：坚硬程度不同。陶器烧成温度低，坯体并未完全烧结，敲击时声音发闷，气孔率和吸水率较高，胎体硬度较差，有的甚至可以用钢刀划出沟痕。瓷器的烧成温度高，胎体基本烧结，胎体坚硬结实，组织致密，气孔率和吸水率较低，敲击时声音清脆，胎体表面用一般钢刀很难划出沟痕。透明度不同。陶器的坯体即使比较薄

11、也不具备半透明的特点。瓷器的胎体无论薄厚，都具有半透明的特点。釉料不同。陶器有不挂釉和挂釉的两种，挂釉的陶器釉料在较低的烧成温度时即可熔融。瓷器的釉料有两种，既可在高温下与胎体一次烧成，也可在高温素烧胎上再挂低温釉，第二次低温烧成。 3、试述玻璃的熔制过程。 答： 硅酸盐形成阶段（800900C）。 粉料的各组成发生一系列的物理和化学变化，粉料中的组要反应完成;粉料变为由硅酸盐和SiO2组成的不透明烧结物。 玻璃形成阶段（12001250C）。 烧结物开始熔化，硅酸盐和剩余SiO2相互溶解。烧结物变成透明体，但是带有大量气泡，也不均匀一致。 澄清（温度14001600C 粘度 10PaS）。

12、随着温度的继续提高，玻璃液粘度降低，并开始放出气态夹杂物。玻璃液变成无气泡的透明液体。 均化。 玻璃液长时间处于高温下，由于玻璃液的热运动及相互扩散、条纹逐渐消失，玻璃液各处的化学组成与折射率亦逐渐趋向一致，均化温度可在低于澄清的温度下完成。 冷却。 通过上述四个阶段后玻璃的质量符合了要求。然后，将玻璃液的温度冷却200300C, 使粘度达到成型所必须的数值(一般在 为10 2 10 3 Pas)。 4、试述水泥房顶长年使用后漏雨的原因。答：水泥中存在膨胀率很大的游离MgO、CaO,水泥房顶长年暴露，在经历雨雪和高温的过程中，受潮后，发生水化反应。水化同时产生体积膨胀，从而引起不均匀的体积变化而使硬化水泥石开裂。 吸附水的消失带来干燥收缩，加剧了体积不均性。 空气中CO2与水泥成分反应，导致碳化收缩。而碳化中和了混凝土碱性，使钢筋失去了防止锈蚀的环境，导致房顶的整体强度降低，漏雨更为严重。