无机非金属材料工艺学

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1、无机非金属材料工艺学传统的无机非金属材料工艺学包罗 那几个局部？水泥工艺学玻璃工艺学陶瓷工艺学现代的无机非金属材料工艺学包罗 那几个局部？水泥工艺学玻璃工艺学陶瓷工艺学耐火材料工艺学无机复合材料工艺学无机非金属材料工艺学需要预先学习的课程根底课：物理化学专业根底课：硅酸盐物理化学为什么要学习无机非金属材料工艺学？开阔视野，提高阐发问题，解决问题的能力。1 绪论1.1 材料及无机非金属材料的定义与分类材料的定义与分类定义：能够用以加工有用物质的物质。无机非金属材料的定义与分类无机非金属材料：是除金属材料和有机高分子材料之外的所有材料的总称。无机非金属材料的特性1、与金属材料和有机高分子材料的区别

2、a化学组成：1无机非金属材料：氧化物、碳化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐和非氧化物如氮化物Si3N4、碳化物 SiC、氮化硼 BN等。2金属材料：一般为固体单质材料除水银外 。3有机高分子材料：碳、氢、氧、氮、氯等元素组成的化合物。b化学键组成：1无机非金属材料：主要为离子键如NaCl或离子-共价键如 SiO2离子键和共价键各占 50% 。碳材料是例外，如金刚石是共价键，石墨是共价键和金属键2金属材料：金属键3有机高分子材料：共价键2、无机非金属材料的特征1具有复杂的晶体布局2没有自由电子石墨除外3高硬度4较好的耐化学腐蚀能力5绝大大都是绝缘体6制成薄膜时大多是透明的

3、7一般具有低导热性8大大都情况下变形微小3、无机非金属材料的底子属性1高熔点、高硬度、高抗压2耐腐蚀、耐磨损3良好的抗氧化性、隔热性4优良的介电、压电、光学、磁学性能及功能转换特性5抗拉强度低、韧性差无机非金属材料出产过程的共性与个性1、原料共性：都是以铝硅酸盐粘土、长石等 、硅质、石灰质、铝质原料为主。个性：化学组成不同2、原料的破碎共性：绝大大都原料都需要破碎为什么绝大大都原料都需要破碎？因为为什么绝大大都原料都是质地坚硬的大块状物料， 为了均化、烘干、配料等工艺过程的需要。破碎后的好处：1好均化、烘干、配料2利于成型3利于热处置，节能4产量高，产物性能好，且不变3、粉体的制备陶瓷：一般采

4、用湿法制备粉体为什么？水泥：湿法和干法制备玻璃：干法制备为什么？4、成型陶瓷成型：在高温热加工之前玻璃成型：在高温热加工之后水泥成型：在使用时5、烘干水泥：在粉体制备之前，粘土、混合材需要烘干陶瓷：成型后的坯体必需烘干为什么？6、高温热处置水泥：通过煅烧获得水泥熟料玻璃：熔融获得均匀、透明、无缺陷的熔体陶瓷：形成坚硬的烧结体1.2 典型无机非金属材料胶凝材料1、胶凝材料的定义与分类水硬性胶凝材料气硬性胶凝材料2、水泥的定义与分类通用水泥专用水泥特种水泥：快硬高强水泥膨胀水泥自应力水泥水工水泥油井水泥：出格注意在不同温度和压力情况下水泥的稠化时间的变化装饰水泥耐高温水泥其它特种水泥：道路硅酸盐水

5、泥、防辐射水泥、耐酸水泥、砌筑水泥、高效无声破碎剂等注意：使用高效无声破碎剂必然要考虑温度的影响3 水泥的底子性质水泥浆具有良好的可塑性、与其他材料混合后的混合物可拥有适当的和易性较强的适应性较好的耐侵蚀、防辐射性能硬化后的水泥浆具有较高的强度，且强度随龄期的耽误而逐渐增长良好的耐久性通过改变水泥的组成，可适当调整水泥的性质可与纤维、聚合物等多种有机-无机材料配制的各种水泥基复合材料，充实阐扬材料的潜能玻璃1、玻璃的特性1玻璃的定义及底子特性传统玻璃的定义：熔融物冷却、硬化而得到的非晶态固体底子特性： a透明、坚硬，良好的耐蚀、耐热、电学和光学性质b适用不同使用条件的要求c易于制备各种形状成品

6、或部件2、玻璃的通性1各向同性2介稳性3无固定熔点4固态和熔融态间转化的渐变性和可逆性5性质随成分变化的持续性和渐变性重要的粘度参考点： 应变点：相当于粘度为10 帕秒的温度，即应力在几小时内消除的温度。 转变点Tg ：相当于粘度为帕秒的温度，又称脆性温度，既玻璃呈现脆性的最高温度。 退火点：大致相当于粘度为1012 帕秒的温度。即应力在几分钟内消除的温度。 变形点：相当于粘度为10101012 帕秒的温度范围。 软化温度Tf: 即玻璃开始呈现液态典型性质的温度，此时是玻璃能拉成丝的下限温度，它与玻璃的密度和外表张力有关。相当于粘度为3X107 帕秒的温度。 操作范围：相当于成型时玻璃液外表的

7、温度范围。 T上限指筹办成型操作的温度。相当于粘度为 102104帕秒的温度。T下限指相当于成型时能保持成品形状的温度。粘度为105帕秒的温度。操作范围的粘度一般为103106.6帕秒。 熔化温度：相当于粘度为10 帕秒的温度，在此温度下玻璃能以一般要求的速度熔化。Tg Tf之间称为转变温度范围或反常间距 ，玻璃在此区里从典型的熔体逐渐转变为具有各项性质的玻璃。 Tg 和 Tf暗示转变温度的上下限。怎样区别某物质是晶体还是玻璃？在偏振光检测仪下，玻璃无论怎样动弹角度，仍然透明，而晶体都在动弹到必然角度时呈现不透明的亮斑。晶体各向异性，用激光束照射时呈现两个亮点，这是晶体的双折射现象。玻璃对单束

8、光只有一次折射，只形成一个亮点。3、玻璃的分类1按组成分类元素玻璃：单一元素的原子构成的玻璃。有硫系玻璃、硒玻璃等。氧化物玻璃：借助桥氧形成聚合布局的玻璃。非氧化物玻璃： a卤化物玻璃氟化物玻璃如BeF2和氯化物玻璃如 ZnCl2等。b硫族化合物玻璃氧化物和非氧化物的混合玻璃：如BaF2-Al2O3-P2O5玻璃等。2按用途分类建筑玻璃日用轻工玻璃仪器玻璃光学玻璃：冕牌玻璃：阿贝数色散系数50 的光学玻璃通常称为冕牌玻璃燧石玻璃：阿贝数色散系数50 的光学玻璃称为燧石玻璃色散：玻璃的折射率随入射光波长不同而不同的现象，叫色散。阿贝数就是色散系数。光线颠末三棱镜可以分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、

9、紫。色散系数反映镜片的分光能力，色散现象最早由欧尼斯.阿贝先生发现并对色散系数设定了界定的参数，故色散系数被称为“阿贝数。对眼用镜片来说，镜片的色散越低越好， 色散系数值越大越好， 如果色散强烈会呈现棱镜效应，人会感到色彩斑斓，致使头晕脑涨等不适感， 因此色散系数就成为衡量镜片优劣的重要指标之一。电真空玻璃3按性能分类光学特性分：光敏玻璃、声光玻璃、光色玻璃、高折射玻璃、低色散玻璃、反射玻璃、半透过玻璃、透红外玻璃等等。热学特性分：热敏玻璃、隔热玻璃、耐高温玻璃、低膨胀玻璃等电学特性分：高绝缘玻璃、导电玻璃、半导体玻璃、高介电玻璃、超导玻璃等力学特性分：高强玻璃、耐磨玻璃等化学不变性分：耐碱玻

10、璃、耐酸玻璃等4按形态分类泡沫玻璃玻璃纤维薄膜玻璃等5按颜色分类无色玻璃颜色玻璃半透明玻璃乳白色玻璃等隔热玻璃 ：它们不显著的吸收可见光线而是吸收大量发生热量的近红外光线，凡需要光线强度高的而又需要隔除热量场所都可应用。石英玻璃：其光学性能有独到之处，它既可以透过远紫外线，是所有紫外材料最优者，又可透过可见光和近红外光谱，热膨胀系数极小，化学不变性好，气泡、条纹、均匀性、双折射有可与一般光学玻璃媲美， 所以它是在各种恶劣场所下工作具有高不变度光学系数的必不成少的光学材料。产物应用主要应用于军工、激光、冶金、光学仪器、舞台灯光等行业的高温窗口。例如： 我国目前还只能拉制小直径石英玻璃管。 用在半

11、导体技术上的大直径石英玻璃管每公斤进口价 1300 元， 而小直径石英玻璃管主要用在照明工业上每公斤出口价也只有60 元， 并且由于质量差，不克不及大量出口。2000 年我国进口大直径石英玻璃管约1 亿元人民币，主要用于出产出口石英玻璃仪器器皿 。陶瓷1、陶瓷的定义与分类传统陶瓷定义： 以无机非金属天然矿物或化工产物为原料， 颠末原料处置、 成型、 枯燥、烧结等工序制成的产物。是陶器和瓷器的总称。陶瓷的分类：1按组成分类：硅酸盐陶瓷氧化物陶瓷非氧化物陶瓷2按性能分类：1普通陶瓷：包罗 日用陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷等2特种陶瓷：包罗 布局陶瓷、功能陶瓷2、陶瓷的底子性能与特点1陶瓷的显微布局由结

12、晶相、气孔和玻璃相组成。2陶瓷的底子性能较高的弹性模量强度高，抗压强度远远大于抗拉强度耐磨性能良好好的耐久性，如抗氧化，耐高温、耐腐蚀硬度高优良的电绝缘性能脆性大，经不起外力撞击，也不克不及急冷急热。 理论强度高，但实际强度远远低于理论强度原因：陶瓷材料存在很多微裂纹微裂纹一旦形成，就会迅速的扩展对于金属， 在外力的作用下可以发生塑性变形， 塑性变形可以吸收扩展裂纹的能量，起到止裂纹的作用。对于陶瓷，缺乏塑性变形，裂纹一旦形成，材料内部的应力就会集中在裂纹的尖端，鞭策裂纹的扩展，直至断裂。如果是在热冲击的情况下，由于陶瓷材料导热性差，热应力因此增加，促进裂纹迅速扩展。1.3 无机非金属材料的研

13、究现状及开展趋势1、陶瓷怎样低成本解决陶瓷脆性问题。2、玻璃3、水泥用煤矸石出产水泥的研究用白云石替代方解石出产水泥1.4 无机非金属材料在人类生活中的地位与作用对科学技术开展的作用对工业及社会进步的作用对安靖国防、开展军事用技术的作用在生物医学方面的作用1.5 无机非金属材料工艺学的研究内容无机非金属材料科学与工艺：是一门研究材料组成、布局、合成与制备、 使用效能四者之间的关系与规律的科学。合成与制备： 是研究如何将原子、 分子聚合起来并最终转变为有用产物的一系列持续过程，是提高材料质量、降低出产成本的关键，也是开发新材料、新器件的中心环节。组成：是指构成材料物质的原子、分子、添加剂及其分布

14、。布局：是指组成原子、分子在不同层次上彼此结合的形式、状态和空间分布。组成和布局是材料的底子表征。 它们一方面是特定的合成与制备条件下的产物， 另一方面又是决定材料性能与使用效能的内在因数。无机非金属材料工艺学的研究内容：了解材料的组成与布局及它们同合成与制备之间、性能与使用效能之间的内在联系。 为什么？例 1：SiO2玻璃与 SiO2与晶体，成分完全一样但性质截然不同。SiO2玻璃：透明、各向同性，没有固定熔点，亚稳性，性质随温度变化持续性。SiO2与晶体：各向异性，有固定熔点，不变，性质随温度变化不持续原因：布局不同。SiO2玻璃，硅氧四面体摆列无序；SiO2与晶体，硅氧四面体摆列有序。与

15、合成制备的关系：SiO2玻璃，从 SiO2熔点以上熔体快速冷却；SiO2与晶体，从 SiO2熔点以上熔体迟缓冷却与合成制备方法的关系：SiO2晶体，水热法发展人工合成晶体主要性能：主要性能：石英晶体水晶 ：是一种功能材料，有优良的压电性能和光学性能，物理、化学性能不变，具有摆布旋布局特征，在4m 的范围内，有较好的透过率。注意：水晶经不起高温热冲击，它遇高温就会破裂并转化成其它晶体变态 。SiO2玻璃，熔制法，溶胶-凝胶法石英玻璃：它被人们称为“玻璃王，因为它具有一系列特殊的物理、化学性能。它具有优良的耐高温性能，其熔点与白金铂的熔点相近。热膨胀率极小，在 01000之间的平均华美热膨胀系数1

16、0-7，相当于陶瓷的 1/6，相当于普通玻璃的 1/20，石英玻璃中掺入必然量的钛，可以制成膨胀系数接近零的超低膨胀石英玻璃。 石英玻璃具有极佳的光谱特性， 不仅可以透过可见光， 并且可以透过红外线、紫外线。石英玻璃是良好的耐酸材料，相当耐酸陶瓷的30 倍，相当于不锈钢镍铬合金的150 倍。石英玻璃是极好的电绝缘材料，它的电阻值相当普通玻璃的 1 万倍。膨胀系数接近零的超低膨胀石英玻璃应用？石英玻璃属脆性材料，耐压强度很好，但抗张强度要小一些，石英玻璃不耐氢氟酸，高温条件下1000以上会转变成方石英，这是它的二个错误谬误。石英玻璃可以制成高纯材料， 合成石英玻璃金属离子总量仅为 1ppm。石英

17、玻璃的可贵之处在于它的综合性能好。 例如：它耐高温并且膨胀系数小，把它烧红了投入水中不炸裂；它耐高温并且透明，是透明的耐火材料；它耐高温、透光性好、密闭性好，是新型电光源的最正确材料；它耐高温、高纯是制造集成电路的最正确材料。石英玻璃是一种玻璃，其布局无序摆列，所以它没有固定的熔点，因为石英玻璃高温粘度很大，即使达到软化点1713粘度仍有 108 泊，与 20的沥青一样硬，在18501900时，粘度为104105 泊，石英玻璃直到汽2100也不会变成很稀的液体。石英玻璃的最高持续使用温度：1100，短时间可在 1450下使用。用途：SiO2晶体：可用作棱镜、滤光片、偏振片、波片、旋光片等，可制

18、成各种体波和声外表波振荡器、谐振器和滤波器。SiO2玻璃：1、放电管类用石英玻璃透明石英玻璃由于具有从紫外区到红外区优良的光透过性和耐热性， 所以广泛使用于水银灯、超高压水银灯、氙灯、紫外线灯、碘钨灯、卤素灯、气体激光用灯、金属卤化物灯等电光源2、半导体工业电子工业用石英玻璃透明石英玻璃是极纯的 SiO2，几乎不含杂质，在硅用坩埚和管子，钾合金用坩埚，其它高纯金属的制造装置等， 对半导体工业是不成缺少的材料。 主要品种有大规格石英玻璃钟罩制造多晶硅炉的外罩 ，过去用不透钢，影响产物质量，并且炉壳要通水冷却，此刻改为石英玻璃钟罩，不需要通水冷却，既节约能源，又提高了多晶硅的质量；用多晶硅制造单晶

19、硅，要大量使用石英玻璃坩埚， 是必要不成少的材料，没有此外材料可以替代；用硅单晶制造集成电路和晶体管时， 在石英玻璃扩大散管或石英玻璃钟罩中进行外延、 扩杂、烧结等工序； 此外清洗硅片也要用石英玻璃支架； 所以半导体工业需要大量使用各种规格的石英玻璃管、各种规格的石英棒、各种规格的石英坩埚、各种规格的石英玻璃仪器器皿 。3、红外线加热器类用石英玻璃用不透明石英玻璃乳白石英玻璃制造红外线加热器、取暖器、晶体加热器等，年消耗乳白石英玻璃管近千吨。主要用于电镀液加热、酸加热、家庭取暖、钢化玻璃的加热等，工业上自行车、汽车等油漆烘烤的烘道，食品、造纸、纺织工业的烘道等。4、各种耐酸容器类石英玻璃由于优

20、越的耐酸性和耐热性， 在化学工业领域得到广泛操纵。 如合成盐酸装置；高温酸性气体的燃烧，冷却和引导装置；酸性溶液的蒸发、冷却、吸收和贮藏装置、蒸馏水、盐酸、硫酸、硝酸类的制造装置；氯化反响容器；蒸馏塔充填物，蒸汽加热搅拌装置；耐酸阀门；过滤板等。5、电绝缘用石英玻璃石英玻璃因为有优良的电绝缘性和耐热性，用于科垂尔静电集成器、高频和各种电计器绝缘材料，发电厂锅炉液位管，高压绝缘管类等。6、各种烧成用石英玻璃容器由于石英玻璃是没有污染的纯烧成物，所以可作为荧光体物质的烧成容器和各种杯、盘使用等。7、庇护管类石英玻璃石英玻璃广泛用于一般温度计的庇护管类； 此外， 也可作浸没高温计庇护管和制钢的温度测

21、定不成缺少的材料。8、冶金工业用石英玻璃石英玻璃由于耐热性出格优良，可作平炉， 高炉的氧、碳等阐发用试样采纳管类；炼钢连注连轧出钢水口用石英玻璃； 贵重金属、 黄金、 白金冶炼用石英玻璃； 有色金属冶炼 铝及合金、易熔金属蒸发罐等用石英玻璃。9、炉芯管类石英玻璃石英玻璃由于有优良的电性能、耐热性和气密性，可作为电炉、气体炉、高频炉等的炉芯管和外管，也可用于空气，各种气体和真空炉。10、各种理化仪器用石英玻璃由于石英玻璃有很多优良的特性，可用于膨胀仪、热天平、电气计测器、弹簧天平、地动仪等的零件，烧瓶、烧杯、蒸发皿、坩埚、舟、硫黄定量装置、冷凝器等的阐发用具，分光光度计用吸收容跑龙套等各种理化尝

22、试用品。11、 光学类石英玻璃因为石英玻璃有很高的紫外线透过性、耐热性和低膨胀性等可用于纹影照像用窗玻璃，耐热用透镜和窗玻璃，反射望远镜用反射镜、棱镜，气体激光器用窗玻璃，光学尺度用等。此外因为石英玻璃不含SiO2 以外的成分，所以可作为光学玻璃熔融用坩埚和管使用12、光通讯及高新技术用石英玻璃世界 80%的信息业务由光纤传输，光纤财产的开展更具战略意义，开展光纤离不开石英玻璃， 因为光纤就是石英玻璃纤维， 出产石英玻璃纤维需要石英玻璃预制棒和石英玻璃包皮管，由于此类石英玻璃纯度要求出格高，德国贺利氏公司出产专用产物 HeraluxWG级石英玻璃管，每公斤达 3500 元人民币。我国出产光纤大

23、量使用外国进口管。此外还有生物工程、光通信技术、原子能技术、激光技术、航空技术、航天技术等高技术领域均需要用石英玻璃。石英玻璃就比如做菜的味精，用量不算大，但非常广泛，各行业均不克不及缺少它。石英玻璃属于很重要的新材料，社会经济效益很大。市场展望2000年我国进口集成电路达100亿美元相当于人民币800900亿元，此后不成能持久如此大量进口，必需本身制造。因此，“十五期间我国方案投资几千亿元人民币鼎力开展半导体硅单晶、多晶硅、集成电路工业技术。上海市已经方案在浦东张江高新技术工业园区建设微电子财产基地，“十五期间引进财产投资100亿美元，形成10条以上芯片出产线；目前，有三家芯片工厂已建成和正

24、在建设之中，一是华虹NEC工程，总投资500亿元人民币，一期工程投资200亿元，已建成投产；二是宏力半导体公司投资亿美元135亿元人民币正在建设中；三是中蕊国际集成电路公司投资15亿美元124亿元人民币正在筹建。北京市有首钢集团的北方微电子财产基地华夏半导体制造公司投资亿美元110亿元人民币；北京讯创集成电路公司投资2亿美元兴建6芯片出产线。天津市有摩托罗拉公司再增资19亿美元157亿元人民币出产通信用集成电路。深圳等市也在积极筹建上马集成电路企业，可以预计中国半导体市场将以每年17%的速度递增，到2004年发卖额将达到1500多亿元人民币，粗略估算这些半导体制造企业年需消耗40005000万

25、元石英玻璃仪器器皿；此外，在我国周边国家和地域内，如韩国、台湾地域、马来西亚均设有硅材料出产基地，年出产能力总计已达5亿平方英寸，年需要大量的石英玻璃仪器器皿，我们可以充实操纵我国出产石英玻璃大国的优势，继续提高石英玻璃质量，争取多向我国周边国家和地域出口石英玻璃。照明用石英玻璃，由于我国出产成本低，外国公司将很快转移到中国出产，美国GE公司已经采纳了步履。因此，我国石英玻璃行业的市场前景很好。例 2：金刚石和石墨金刚石：硬度最高热导率最高，300K 为铜的 5 倍，77K 为铜的 25 倍电阻率 1016cm，极好的电绝缘材料弹性模量高无色石墨：硬度低弹性模量底导热率高导电性好抗热震性好黑色

26、原因：布局不同金刚石：SP3，四个共价键石墨：平面 SP2键联形成六边形网络，P2轨道参加键联网络，三个共价键；薄层之间键联为范德华力，键长3.34 。与工艺的关系：石墨 高温、高压-金刚石颗粒CH4+H2-加热钨丝金刚石薄膜例 3：-硅酸二钙和-硅酸二钙-硅酸二钙：在常温下几乎是不变的，不和水反响。-硅酸二钙：在常温下相当活泼，能与水发生反响，生成水化产物。原因：布局不同-硅酸二钙：配位规那么Ca2+配位数为 6 ，布局不变，-硅酸二钙：配位不规那么Ca2+配位数为 6 和 8 ，布局不不变，有些部位质点较密，有些部位那么空隙较大。鲍林第五规那么节约规那么 ：在一个晶体中，本质不同的布局组元

27、的种类，倾向最少数目。1、无机非金属材料工艺道理1.1 原料及其预处置 钙质原料1钙质原料的种类及性质无机非金属材料工业常使用的主要钙质原料有： 方解石主要成分：CaCO3，常混有 Mg、Fe、Mn8%以下等碳酸盐。 石灰石主要矿物：方解石，并含有白云石、硅质石英或燧石 、含铁矿物和粘土杂质。 泥灰岩是由碳酸钙和粘土物质同时沉积所形成的均匀混合的沉积岩。主要成分：碳酸钙和粘土 白垩是由海生生物外壳与贝壳堆积而成。白垩易于粉磨和易烧性都较好2钙质原料的组成与作用主要成分：CaO、CO2 及少量的 SiO2、AL2O3、Fe2O3、MgO 等杂质。主要矿物：方解石、少量的白云石、硅质石英及燧石 、

28、含铁矿物 R2O、SO3 和黏土质杂质。 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。 1 吨水泥需 1.2-1.3 吨石灰质原料。陶瓷：陶瓷使用的钙质材料一般为方解石。钙质原料在出产中主要起助熔作用， 缩短烧成时间，增加陶器的透明度，使坯釉结合安稳。玻璃：玻璃中的 CaO 主要是通过方解石、石灰石、白垩、沉淀碳酸钙等原料引入的。作用主要是不变剂，即增加玻璃的化学不变性和机械强度， 但含量不宜过高，否那么会使玻璃的结晶倾向增大，并且易使玻璃发脆。 CaO10-12%时增加粘度。并且当温度降低时，粘度增加得很快，使成型困难。粘土类原料1

29、粘土类原料的种类粘土是多种微细的矿物的混合体，它主要是由铝硅酸盐类岩石如长石、伟晶花岗岩、斑岩、片麻岩等经持久风化而成。2粘土类原料的组成1化学组成：主要为 SiO2、AL2O3 和结晶水2矿物组成及性质：工业中所用粘土中的主要矿物可分为高岭石类、蒙脱石类及伊利石类三种。3颗粒组成3粘土的工艺性质粘土的原料的工艺性质主要取决于其化学、矿物与颗粒组成；粘土的工艺性质是工业出产中合理选择粘土原料的重要指标。1可塑性可塑性是指粘土与适量水混练后形成的泥团， 在外力作用下， 可塑造成各种形状而不开裂，当外力除去之后，仍能保持该形状不变的性能。通常用塑性限度塑限 、液性限度液限 、塑性指数或塑性指标、相

30、应含水率等参数来反映粘土的可塑性。塑限：粘土由固体状态进入塑性状态时的含水量。液限：粘土由流动状态进入塑性状态时的含水量。 塑性指数： 是粘土的液限与塑限之间的差值。 塑性指标： 是粘土在工作水分下，泥料受外力作用最初呈现裂纹时应力与应变的乘积。从粘土与水的相对关系来看，塑限暗示粘土被水潮湿后，形成水化膜，使粘土颗粒能相对滑动而呈现可塑性的含水量。所谓塑限高，说明粘土颗粒的水化膜厚，工作水分高，但枯燥收缩也大。液限反映黏土颗粒与水分子亲和力的大小。 液限高的黏土颗粒很细， 在水中分散度大，不易枯燥，湿坯度低。可塑性指数： 暗示黏土能形成可塑泥团的水分变化范围。 指数大那么成型水分范围大，成型时

31、不易受周围环境湿度及模具的影响，即成型性能好。可塑性指标也反映黏土的成型性能，但要主要相应含水率，假设相应含水率大，即工作水分多，枯燥过程易变形、枯燥。黏土颗粒越细，有机质含量较高，可塑性较好；黏土颗粒吸附的阳离子浓度高、半径小、电价高者，因吸附水膜较厚，可塑性好。2结合性结合性是指粘土能结合非塑性原料形成良好的可塑泥团、有必然的枯燥强度的能力。一般情况下，可塑性强的粘土，其结合性也大。3离子交换性粘土粒子由于外表层的断键和晶格内部离子的不等价置换而带点，它能吸附溶液中的异性离子， 这种被吸附的离子又可被其他离子所置换， 这种性质称为粘土的离子交换性。离子交换能力的大小可用离子交换容量即pH=

32、7时每100g干粘土吸附的阳离子或阴离子的毫摩尔mol数来暗示。l4触变性l粘土泥浆或可塑泥团在静置以后变稠或凝固，当受到搅拌或振动时，黏土降低而流动性增加，再放置一段时间后又能恢复本来状态， 这种性质称为触变性。 触变性的大小可用厚化度来暗示， 泥浆厚化度指泥浆放置30min 和 30s 后相对粘度之比。 可塑性泥团的厚化度那么指静置一按时间后， 球体或圆锥体压入泥团达必然深度时剪切强度增加的百分数。 颗粒外表荷电是粘土本地货生触变性的主要原因。l5膨化性l粘土加水后，体积会在不同程度上有所增加，这种性质称为膨化性。这种性质主要是因黏土颗粒层间吸水膨胀和颗粒外表水膜形成所致。通常用膨胀容来反

33、映黏土的膨化性能。 它是指黏土在水溶液中吸水膨胀后， 单元质量g所占的体积 3 。6收缩粘土和坯料的收缩实际上可分为三种：枯燥收缩、烧成收缩和总收缩。枯燥收缩：黏土经110枯燥后，由于自由水及吸附水排出所引起的颗粒间距离减小而发生的体积收缩。烧成收缩：枯燥后的黏土经高温煅烧，由于脱水、 分解、熔化等一系列的物理化学变化而导致的体积进一步收缩。粘土的收缩情况主要取决于它的组成、 含水量、吸附离子及其他工艺性能。 细粒粘土及呈长形纤维状粒子的粘土收缩较大。测定收缩是研制模型及制作生坯尺寸放尺的依据。7烧结温度与烧结范围粘土是多种矿物组成的物质。 它没有固定的熔点， 而是在相当大的温度范围内逐渐软化

34、。一般说来，当温度超过 800后，粘土试样体积开始剧烈收缩，气孔率开始明显减少。这种开始剧烈变化的温度称为开始烧结温度 T1。温度继续升高，至必然值时，开口气孔率降至最低，收缩率达到最大，试样致密度最高。此相应的温度称为完全烧结温度或简称烧结温度T2。 假设继续升高温度， 试样将因液相不竭增多， 以至于不克不及维持试样原有形状而变形，其对应的最低温度称为软化温度T3。烧结范围是指完全烧结温度T2 与软化温度 T3 之间的温度范围。8耐火度是指材料在高温作用下达到特定软化程度时的温度。它反映了材料抵当高温作用的性能。粘土的耐火度取决于化学组成。 一般随 AL2O3 含量的增加而提高，随杂质含量增

35、加，尤其是随 Fe2O3 碱金属氧化物含量的增加而显著而降低。测定： 将必然细度的原料制成一截头三角锥 高 30mm 下底边长 8mm、 上顶边长 2mm ，在必然升温制度下，测出三角锥顶端软化下弯至锥低平面时的温度，即粘土原料的耐火度。4粘土质工业废渣5粘土原料的作用113石英类原料 (1)石英类原料的种类和性质(2)石英的组成(3)石英在加热过程中的晶型转变多晶转变按照 其进行的标的目的分为：可逆多晶转变和不成逆多晶转变。可逆多晶转变：双向转变。晶型晶型不成逆多晶转变：单向转变多晶转变按照 转变速度和转变时晶体布局变化的不同分为重建性转变和位移型转变重建性转变：这类转变发生时必需翻开原子间

36、的键，质点要重排，形成新的布局。SiO2 的晶型转变中石英、鳞石英、方石英之间的彼此转变属于重建性转变。位移型转变： 这类转变发生时不需要翻开任何键或改变最临近的配位数， 指示原子从它们原先的位置发生少许位移。如-石英和-石英间的转变、 -鳞石英和-鳞石英之间的转变、 -鳞石英和-鳞石英之间的转变、-方石英和-方石英之间的转变。石英晶型变化的作用：a) 指导硅砖、陶瓷和玻璃成品的出产SiO2 的晶型转变中石英、鳞石英、方石英之间的彼此转变尽管体积变化大，但由于转化速度慢，对成品的不变性影响并不大。-石英和-石英间的转变、-鳞石英和-鳞石英之间的转变、-鳞石英和-鳞石英之间的转变、-方石英和-方

37、石英之间的转变。由于其转变速度快，较小的体积变化就可能由于不均匀应力而引起成品开裂，影响产物质量。因此，硅砖出产中参加矿化剂的目的就是为了提高产物中鳞石英含量，减少方石英生成量，以减少位移性转变所引起的体积变化。例：为什么出产硅砖需要参加矿化剂？b) 指导硅砖、陶瓷和玻璃成品的应用例：窑炉烤窑升温时，在晶型转变时需要保温或放慢升温速度。例：石英的破碎114 长石类原料(1)长石的种类与性质(2) 长石类原料的应用1) 长石类原料在陶瓷出产中的作用。 降低产物的烧成温度； 熔化后形成液相填充坯体孔隙，增大致密度，提高产物的机械强度、透光性和介电性能。瘠性物质，提高坯体枯燥速度。2) 陶瓷出产中长

38、石的代用原料。3长石类原料在玻璃出产中的作用提供Al2O3,K2O,Na2O,SiO2，减少纯碱用量其他原料1引入氧化锂的原料2引入氧化钠的原料氧化钠 Na2O，是网络外体氧化物，钠离子居于玻璃布局网络的空穴中。 Na2O 能提供游离氧使玻璃布局中的OS 比值增加，发生断键，因而可以降低玻璃的黏度，使玻璃易于熔融，是玻璃良好的助熔剂。Na2O 增加玻璃的热膨胀系数，降低玻璃的热不变性、化学不变性和机械强度，所以不克不及引入过多的Na2O。引入Na2O 的原料主要为纯碱和芒硝，有时也采用一局部氢氧化钠和硝酸钠。3引入氧化钾的原料钾玻璃的粘度比钠玻璃的大，能降低玻璃的析晶倾向，增加玻璃的透明度和光

39、泽等。K2O 常引入高级器皿玻璃、晶质玻璃、光学玻璃和技术玻璃中。(4)镁质原料(5)引入氧化钡的原料在硅酸盐水泥出产中，BaO 可以不变C2S。 (6)引入氧化锌的原料(7)引入氧化铅的原料1)氧化铅 PbO，引人 PbO 的主要原料为铅丹和密陀僧。2)氧化铅的作用。PbO 是中间体氧化物，在一般情况下为网络外体，当 PbO 含量高时，铅离子(Pb2)容易极化变形，或降低其配位数而居于玻璃的布局网中。 PbO 能增加玻璃的比重， 提高玻璃的折射率，使玻璃具有特殊的光泽，良好的电性能。铅玻璃的高温黏度小，熔制温度低，易于澄清。铅玻璃的硬度小，便于研磨抛光刻花 。出格注意：铅丹和密陀僧都是有毒的

40、，使用时必然要注意安然！在熔制铅玻璃时，必需在氧化气氛中进行，否那么 PbO 容易复原变为金属铅，使玻璃发黑或变灰， ，或沉积在坩埚底，易使坩埚穿孔配合猜中必需参加硝酸盐原料作为氧化剂铅玻璃对耐火材料腐蚀比较严重，需要高质量的耐火材料铅玻璃化学不变性较差，但吸收辐射线的能力很大(8)引人氧化铍、氧化锶和氧化镉的原料(9)铁质原料一般铁质原料可分为两类： 一类是天然铁矿石；另一类是化工产物及其副产物， 如氧化铁、硫铁矿渣、铜矿渣、铅矿渣等。在陶瓷工业出产中所使用的是氧化铁， 用做配制釉料。在水泥工业出产中，由于所使用的黏土原猜中的氧化铁含量缺乏， 因此，绝大局部水泥厂需要使用铁质校正原料。 此时

41、铁质原猜中的氧化铁含量应大于 40。氧化铁在水泥熟料煅烧中作用主要是满足熟料矿物组成的要求，同时降低烧成温度和液相黏度，促进熟料煅烧。(10)铝质原料铝质原料主要用于出产高铝水泥、铝酸钙水泥、磷铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、制造高铝陶瓷及高铝质耐火材料。 常用的铝质原料主要有铝矾土、 工业氧化铝、氢氧化铝以及硅线石族矿物。1) 铝矾土的主要成分是 Al203，常含有 Fe203、Si02、Ti02以及碳酸盐等杂质。2) 氧化铝Al203与氢氧化铝AI(OH)3都是化工产物，一般纯度较高。氧化铝在理论上含100的Al203，氢氧化铝理论上含Al203 6540，H20 3460。价格较贵，一般只用于

42、出产光学玻璃，仪器玻璃，高级器皿，温度计玻璃以及氧化铝生物陶瓷、95氧化铝瓷、99氧化铝瓷等。95氧化铝瓷99氧化铝瓷注意：Al3+有4配位和6配位当 Na2O/ Al2031时，4配位当 Na2O/ Al2031时，6配位(11)含硼原料1) 引入B203的原料，为硼酸、硼砂和含硼矿物。硼酸H3BO3硼砂Na2B4O710H20含硼矿物。硼酸和硼砂价格都比较贵。使用天然含硼矿物，颠末精选后引入B203，B203经济上较为有利。2)氧化硼的作用。在陶瓷工业中，B203降低陶瓷釉料的熔融温度和降低高温黏度，使釉向光滑半整。当Si02引入量过高时，由于硼氧三角体增多，玻璃的膨胀系数等反而增大，发生

43、反常现象。B203是耐热玻璃，化学仪器玻璃，温度计玻璃，局部光学玻璃，电真空玻璃以及其他特种玻璃的重要组分。(12)引入五氧化二磷的原料补辅助原料(1) 澄清剂凡在玻璃熔制过程中能分解发生气体，或能降低玻璃黏度，促进排除玻璃液中气泡的物质称为澄清剂。常用的澄清剂有氧化砷和氧化锑、硫酸盐类、氟化物类等。1)氧化砷和氧化锑。单独使用时将升华挥发，仅起鼓泡作用。与硝酸盐组合使用时，能在低温吸收氧气，在高温放出氧气而起澄清作用。由于AS203的粉状和蒸气都是极毒物质，目前已很少使用，大多改用Sb203。2) 硫酸盐原料主要有硫酸钠，它在高温时分解逸出气体而起澄清作用，平板玻璃厂大都采用此类澄清剂。3)

44、氟化物类原料。主要有萤石(CaF2)及氟硅酸钠(Na2SiF6)。它们以降低玻璃液黏度而起澄清作用。对耐火材料侵蚀大，发生的气体(HF、SiF4)污染环境，目前已限制使用。4)复合澄清剂多为砷、锑、硫等的化合物，具有高效、低毒的长处。(2)着色剂定义：使物质着色的物质，称为物质的着色剂。着色剂的作用：是使物质对光线发生选择性吸收，显出必然的颜色。陶瓷、玻璃、水泥均使用着色剂。但玻璃用作色剂更为广泛。在玻璃出产中，按照 着色剂在玻璃中呈现的状态不同，分为三类：1离子着色剂2胶体着色剂3硫硒化物着色剂1)离子着色剂离子着色剂的作色机理是：钛、钒、铁等过渡金属，在玻璃中以离子状态存在，它们的价电子在

45、不同能级间跃迁，由此引起对可见光的选择吸收，导致玻璃着色。2)金属胶体着色剂金属胶体着色剂的着色机理是：玻璃可以通过细分散的金属对光的选择性吸收而着色。 一般认为， 选择性吸收是由于胶态金属颗粒的光散射而引起的。 玻璃的颜色很大程度上取决于金属粒子的大小。 例如金红玻璃，金离子150纳米将发生金粒沉析。金属胶体着色剂主要有以下几类：金化合物银化合物铜化合物金化合物。金化合物常用的是氯化金(AuCl3)。一般是将纯金用王水溶解制成AuCl3溶液，再将溶液加水稀释使用。 金红玻璃必需颠末加热显色才能得到最后的颜色。 为了使金的胶态粒子均匀分布，常在配合猜中参加-2的二氧化锡，使金发生分散作用。银化

46、合物银化合物通常采用硝酸银(AgN03)，分子量16989，无色结晶。硝酸银在熔制时能析出银的胶体粒子，加热显色后使玻璃当作黄色。配合猜中参加二氧化锡可以改善银黄的着色。铜化合物铜化合物主要使用氧化亚铜(Cu20)，也可以使用硫酸铜(CuSO45H20)。胶体铜的微粒使玻璃着成红色。它的着色能力很强。参加配合料量的氧化亚铜，就足以制得红色的玻璃。熔制铜红玻璃时。必需在配合猜中参加复原剂，复原剂多采用金属锡、氧化亚锡(SnO)、氯化亚锡(Sncl2)与酒石酸钾(KH5C406)。金属胶体着色一般分以下几个过程：金属离子的溶解金属离子的复原金属原子的成核和长大金属离子的溶解金属离子充实溶解于玻璃熔

47、体之中是金属胶体着色的前提。铜红玻璃必需在复原条件下使之呈Cu+状态金红玻璃必需在氧化条件下使Au成Au+状态，防止复原过甚，引起金粒成长太大，使玻璃乳浊。金属离子的复原a) 热复原法b) 光化学复原法金属原子的成核和长大金属离子复原为原子状态后， 必需进行适当的热处置显色使分散于玻璃中的金属原子堆积、成核并长大为胶体。在热处置过程中，金属颗粒常常成长过大，发生乳浊现象。因此一般必需在玻璃中参加适当的氧化亚锡 铜红常加锡粉 。 主要是操纵锡离子的“金属桥1/2Sn0特性，使金属原子在玻璃熔制过程中与锡离子的“金属桥形成合金，防止金属原子进一步长大而发生乳浊。铜红玻璃的吸收光谱和金属铜胶体溶液的

48、吸收光谱差别较大，而更接近于氧化亚铜胶体溶液的吸收光谱。并且铜红玻璃中氧化亚铜的存在可用X-射线衍射法证实。因此，铜红玻璃是氧化亚铜胶体着色。3)硫、硒化合物着色剂硫、硒化合物着色剂主要有以下几类：硒与硫化镉锑化合物硒与硫化镉。单体硒的胶体粒子，使玻璃着成玫瑰红色。硒与硫化镉共用可以制成由黄色到红色的玻璃。硫化镉(CdS)，分子量14448，黄色粉末。单独用硫化镉，可以使玻璃着成淡黄色，加硒后，可以获得纯粹的黄色。锑化合物。在钠-钙玻璃中加人三氧化二锑、硫和煤粉，在熔制过程中生成硫化钠，颠末加热显色，硫化钠与三氧化二锑形成硫化锑的胶体微粒，使玻璃着成红色。锑红玻璃也可以直接使用硫化锑和碳。硫硒

49、化镉着色的光谱特性：a) 在可见光区并不呈现吸收峰，而是一个持续的吸收区b) 透光区与吸收区之间是一条很陡的分界线，通称为吸收极限或截短波线。小于吸收线波长光全部吸收，大于吸收线波长的波全部通过。硫硒化镉着色机理:a) 硒红一类玻璃的着色与CdS、CdSe单晶的半导体性有关。按照 半导体的能带理论，由于硒原子量比硫大，其激活能必然小于硫，即硒原子中满带的电子比硫原子容易激发到导带。所以在玻璃中形成的CdSxCdSe(1 -x)微晶禁带宽度，随CdSe含量的增大而逐渐下降，导致玻璃的吸收极限逐渐向长波标的目的移动，颜色由黄色到橙色、红色、深红转变。b) 光吸收都是由于必然能量的光激发阴离子O2-

50、、S2-、Se2-、Te2-上的价电子到激发态所致。因为S2-、Se2-、Te2-的亲电势比O2-小，故能量较小的光就能激发它们的价电子到激发态，使其截短波极限进入可见光区，导致玻璃的着色。(3)脱色剂脱色剂按其作用可分为：化学脱色剂物理脱色剂1)化学脱色剂。化学脱色是主要是借助于脱色剂的氧化作用，使着色能力强的低价铁氧化物变成为出力能力较弱的三价铁氧化物，以便使用物理脱色法进一步使颜色中和，接近于无色，使玻璃的透光度增加。常用的化学脱色剂有硝酸钠、硝酸钾、硝酸钡、白砒、三氧化二锑、氧化铈等。硝酸钠(分解温度350OC)、硝酸钾(分解温度400OC)。由于它们的分解温度低，必需与白砒和三氧化二

51、锑共用，脱色效果才。白砒和三氧化二锑的脱色作用也是氧化作用。 它们还能消除用硒和氧化锰脱色时， 因用量过多而形成淡的红色。As203+6FeO=3Fe203+2As2 As203+3Se=4As+3Se032Mn203+As203=4MnO+As305二氧化铈用作脱色剂时能包管最好的脱色，其脱色作用基于在玻璃熔制的温度下分解放出氧，通常与硝酸盐共同使用。卤素化合物，如萤石、氟硅酸化钠、冰晶粉以及氯化钠，它们的作用是形成挥发性的FeF3或FeCl3，或成为无色的氟铁化钠(Na3FeF6)。化学脱色剂的用量与玻璃中铁的含量、玻璃的组成和熔制温度以及熔炉气氛等都有关系。2)物理脱色剂。物理脱色是在玻

52、璃中参加必然数量的能发生互补色的着色剂，使玻璃由于FeO、Fe2O3、Cr2O3、Ti02所发生的黄绿色到蓝绿色得到互补而消色。物理脱色使用的一般不是一种着色剂，而是选择适当比例的两种着色剂。物理脱色法可能使玻璃的色调消除， 但却使玻璃的光吸收增加， 即使玻璃的透明度降低。 物理脱色法常与化学脱色法结合使用。(4)乳浊剂、助熔剂、氧化与复原剂1)乳浊剂。使熔体降温时析出的晶体、 气体或分散粒子呈现折射率的差别， 在光线的反射和衍射作用下，引起光线散射从而发生乳浊现象的物质称为乳浊剂。乳浊剂可用于出产乳浊玻璃，掺入陶瓷釉猜中可包管釉层的覆盖能力。2)助熔剂。能促使玻璃熔制过程加速的原料称为助熔剂

53、(或加速剂)。有效的助熔剂为化合物硼化合物，钡化合物和硝酸盐等。3)氧化与复原剂。在玻璃熔制时，能分解放出氧的原料，称为氧化剂；反之，能篡夺氧的料，称为复原剂。玻璃出产中碎玻璃的作用与使用在玻璃出产中的各个工艺环节总会发生必然量的碎玻璃，在运输、使用等过程中也会产碎玻璃。回收碎玻璃加以重熔，不单具有经济意义，更重要的是，碎玻璃的参加对配合料的熔化和澄清、热耗、玻璃成品的性能、加工性能和熔窑的出产率都有影响。因此，使用碎玻璃配时必需注意以下一些情况：(1)二次挥发：在碎玻璃重熔后，易挥发组分将进行第二次挥发，因而该组分的含量将减少。(2)二次堆集：由于玻璃液对耐火材料的侵蚀， 使玻璃中Fe203

54、和A12O3含量增加。所以，二次熔化就发生二次堆集。(3)对某些化学不变性较差的玻璃，由于外表水解造成外表层成分与内层成分之间的差别， 假设熔制温度较低或玻璃液对流不大时， 在熔制后的玻璃液内部往往会留下明显的线痕。(4)当碎玻璃重熔时，此中某些组分要发生热分解并释出氧气，因此重熔后的玻璃液具有复原性质。对以变价元素为根底的颜色玻璃会引起色泽的变化。(5)在碎玻璃中含有少量的化学结合气体，在重熔时发生相当于二次气泡那样的微小气泡。因此，参加碎玻璃多时就难于澄清。(6)碎玻璃在配合猜中的比例与粒度对熔化时间的影响：碎玻璃的粒径小于025mm和粒径为220mm时，两者对熔化均有良好效果。稀土元素氧

55、化物的应用(1)磨光介质。氧化铈(Ce02)可用作玻璃抛光粉，用以代替红粉(a一Fe2O3)。使用Ce02能提高玻璃抛光效率和包管成品的光洁度。(2)着色剂和脱色剂。如氧化钐(Sm203)使玻璃着成斑斓的黄色。(3)澄清剂和乳浊剂。Ce02兼有澄清剂作用，它优于AS203的澄清作用。(4)光学玻璃。La2O3增加光学玻璃的折射率。La2O3常用来制造高折射低色散的不含Si02或Si02含量低的光学玻璃。(5)特种玻璃。稀土氧化物是制造激光玻璃的重要材料。原料的预处置(1)预烧(2)破碎(3)枯燥(4)筛分(5)除铁(1)预烧在玻璃出产中预烧的目的：为了减小粗碎时，它们对于机械设备的磨损，降低机

56、械铁的引入。在陶瓷出产中预烧的目的：消除多晶转变和特殊布局带来不利的影响。注意：预烧温度要按照 原料性质来定(2)破碎3)枯燥枯燥的方法主要有两种，即自然枯燥与强制枯燥。一般以强制枯燥为主。原材料的水分主要来自三个方面：一是天然水一来自开采；二是在运输与堆放过程中雨雪的侵袭；三是在原料加工过程中添加的水。(4)筛分在陶瓷出产中筛分具有以下作用：1)使原料颗粒适合下一制造工序的需要。2)在粉碎过程中，筛去已符合细度的颗粒，使粗粒获得充实粉碎的时机，可提高设备的粉碎效率。3)确定颗粒的大小及其比例，并限制原料或坯猜中粗(允许的)颗粒的含量，从而可以提高成品的品质。(5)除铁原猜中含铁杂质可分为金属

57、铁，氧化铁与含铁矿物。陶瓷坯猜中混有铁质将使成品的外不雅质量受到影响，如降低白度与半透明性，也会发生斑点。因此，在原料处置与坯釉料制备的各工序中，除铁是一个很重要的工序。玻璃中有铁会使玻璃着色，还会降低透光性。注意：水泥不需要除铁！为什么？1 12 2无机非金属材料的组成及配料计算无机非金属材料的组成及配料计算121无机非金属材料的组成(1)CaO-Si02-Al203系统在CaO-Si02-Al203系统中，随着各氧化物之间比例的不同，生成的矿物组成极其复杂。此中主要有：硅酸三钙C3S硅酸二钙C2S钙铝黄长石C2AS铝酸一钙CA铝酸三钙C3A七铝酸十二钙C12A7二铝酸一钙CA六铝酸一钙CA

58、61) 硅酸三钙(C3S)。主要由硅酸二钙和氧化钙反响生成。在水泥中其含量为50%摆布，有时高达60%以上。C3S在12502065时不变，在1250以下分解为C2S和CaO。思考：为什么水泥在常温下有C3S存在？C3S又分属于三个晶系的七种变型：三方晶系的R型；单斜晶系的M、M、MI型和三斜晶系的T、T、TI型。纯C3S在常温下，通常只能保留三斜晶系(T型)，如含有少量MgO、Al2O3、S03、ZnO、Cr2O3、Fe2O3和R2O等不变剂形成固溶体，便可保留M型或R型。故硅酸三钙通常为M型或R型。硅酸三钙固溶体的密度为31403250kgm3。阿利特或A矿： 在硅酸盐水泥熟猜中，C3S并

59、不是已纯的形式呈现， 总含有少量的MgO、Al2O3、 Fe2O3等形成固溶液，称为阿利特或A矿。硅酸三钙加水调和后，初凝时间大于或等于45min，终凝时间小于或等于12h。它水化较快。粒径为粒径为404045um45um的硅酸三钙颗粒加水28d后，有70摆布与水反响。所以硅酸三钙可发生较高的强度，且强度开展比较快，早期强度较高，且强度增进率较大，28d强度可以达到它一年强度的7080。但硅酸三钙水化热较高硅酸三钙水化热较高，抗水性较差。C3S含少量其他氧化物形成的固溶体，将影响它的反响能力和晶型。此外，硅酸三钙固溶体晶体尺寸和发育程度会影响其反响能力。当烧成温度高时，C3S固溶体晶形完整，晶

60、体尺寸适中，几何轴比大 (晶体长度与宽度之比LB=23)，矿物分布均匀，界面清晰，强度较高。当加矿化剂或用急剧升温等新的煅烧方法低温烧成时，虽然很多C3S固溶体晶体比较细小，但发育完整、分布均匀，熟料强度也很高。2硅酸二钙(C2S)在水泥中C2S一般在20%摆布。由氧化钙与氧化硅反响生成纯硅酸二钙。贝利特或B矿： C2S与少量MgO 、 Al2O3、 Fe2O3、R2O等氧化物形成固溶体，称为贝利特或B矿。在1 450oC温度以下时， C2S进行以下多晶转变 。当温度低于当温度低于500500o oC C时，硅酸二钙由时，硅酸二钙由 型转变为型，体积膨胀型转变为型，体积膨胀10%10%而导致物

61、料粉化。而导致物料粉化。型几乎无水硬性。硅酸二钙固溶体与水反响速度较慢，凝结固化较慢，早期强度低，但后期强度增进率较高。硅酸二钙固溶体的水化热较低，耐水性好。3中间体它填充在阿利特和贝利特之间可包罗 铝酸盐、 铁酸盐、 组成不定的玻璃体和含碱化合物以及游离氧化钙和方镁石。但以包裹体形式存在于阿利特和贝利特中的游离氧化钙和但以包裹体形式存在于阿利特和贝利特中的游离氧化钙和方镁石除外方镁石除外。中间体在熟料煅烧过程中，熔融成为液相，冷却时结晶，但有局部来不及结晶而凝固成玻璃体。 铝酸钙主要是铝酸三钙， 还可能有七铝酸十二钙。 掺氟化钙作矿化剂时， 可能存在 C11A7CaF2和C4A7S而无C3A

62、。 C3A在水泥中潜在含量为7%10%。 C3A水化迅速，放热多，凝结快。识别：在偏光显微镜下，纯C3A无色透明。在反光镜下，快冷呈点滴状，慢冷矩形或柱状。它的反光能力弱，呈灰暗色。 铁相固溶体潜在含量为10%18%。熟猜中含铁相较复杂，对硅酸盐水泥熟料，多用 C4AF代表铁相组成。假设熟猜中Al2O3/Fe2O3，那么可生成铁酸二钙。 含C4AF不、高的熟料难磨。 玻璃体主要为Al2O3、 Fe2O3、 CaO和少量MgO和碱等。快冷那么含玻璃相多而C3A和C4AF等晶体少。普通熟猜中，玻璃体含量约为2%21%，急冷时约8%22%，慢冷时只有02%。铝酸三钙和铁铝酸四钙主要作用：熔融成液相，

63、促进硅酸三钙的顺利形成。注意：熔剂矿物含量过少那么导致游离氧化钙增加， 影响熟料质量，降低产量；过多那么窑内容易结块，影响正常出产。 游离氧化钙指颠末煅烧后仍未结合的的氧化钙。 其布局比较致密， 水化很慢， 通常要3天后才明显，水化生成氢氧化钙体积增加97.9%,造成局部膨胀应力，抗折强度下降，3天以后强度倒缩，严重时引起安靖性不良。中国回转窑一般控制在1.5%以下。 方镁石指游离状态的MgO晶体。在煅烧中一般不参加反响，以以下三种形式存在： 溶解于C4AF和C3S中形成固溶体； 溶于玻璃体中； 以游离状态的方镁石形式存在。注意：a)前两种的MgO含量约为熟料的2%，对硬化无破坏作用；b)方镁

64、石水化时间慢，要0.51年才明显；c)水化形成氢氧化镁，体积膨胀148%，会导致安靖性不良；d)晶体尺寸1m时，含5%才膨胀起来，晶体尺寸5 7m时，含量3%就引起严重膨胀；e)国家规定不得超过5%；f)采用快速冷却减小方镁石尺寸。(2)K20-SiO2-Al203系统(3)Na20-CaO-Si02系统在Na20-CaO-Si02系统中，富硅局部共有四个二化合物NS、NS2、N3S8、CS及四个三元化合物N2CS3、NC2S3、NC3S6、NCS5。122无机非金属材料的组成设计及配料计算(1)硅酸盐水泥的组成设计1)硅酸盐水泥对矿物组成的要求。2)硅酸盐水泥组成矿物的选择。复习与思考91、

65、原料预烧的目的2、阿利特 A矿、贝利特B矿概念、特点及怎样应用各自的特点来指导出产和应用。3、游离氧化钙和方镁石对混凝土的危害及怎样减小其对混凝土的危害。(2)配料计算1)熟料的率值。水泥熟料是一种多矿物调集体，而这些矿物又是由四种主要氧化物化合而成。率值：控制各氧化物之间的比例即率值。率值作为出产控制的一种指标石灰饱和系数(KH)。熟猜中四个主要氧化物是：CaO、Si02、 A1203、 Fe2O3此中： CaO为碱性氧化物， 其余三个为酸性氧化物， 两者彼此化合形成C2S、 C3S、 C3A、C4AF四个主要熟料矿物。从理论上讲，酸性氧化物应形成碱性最高的熟料矿物C3S、C3A、C4AF、

66、CaO。CaO含量一旦超过所有酸性氧化物的需求，必然以游离氧化钙形态存在，含量高时将引起水泥安靖性不良，造成危害。因此，从理论上说，存在一个极限石灰含量。据此，古特曼与杰耳提出了他们的石灰理论极限含量的不雅点。为便于计算，将C4AF看作为“C3A和“CF，并把“C3A与C3A视为同一相。石灰饱和系数 KH 是熟猜中全部氧化硅生成硅酸钙 C3S 和 C2S所需要的氧化物与全部二氧化硅理论上全部生成硅酸三钙C3S所需要的氧化钙的比值，即KH 暗示熟猜中二氧化硅被氧化钙饱和形成硅酸三钙的程度。 硅率或硅酸率P 或 SM)硅率是暗示熟猜中氧化硅含量与氧化铝、氧化铁之和的质量比，也暗示了熟猜中硅酸盐矿物

67、与熔剂矿物的比例。2)配料熟料组成的选择及影响因素。熟料组成的选择，一般应该按照 ：a. 水泥品种b. 原料品质c. 燃料的品质d. 生料制备e. 生料的易烧性f. 熟料煅烧工艺进行综合考虑，以达到包管水泥质量、 提高产量、降低消耗和设备持久安然运转的目的。影响生料易烧性的主要因素有：a. 生料的潜在矿物组成：KH、P高，生料难烧；反之易烧，还可能结圈；P、n高，生料难烧，要求较高的烧成温度。b. 原料的性质和颗粒组成：原猜中石英和方解石含量多，难烧，易烧性差；结晶质粗粒多。易烧性差。c. 生猜中的次要氧化物和微量元素：生猜中的少量次要氧化物 MgO、Na20、K20等有利于熟料形成，易烧性好

68、，但量过多，不利于煅烧，并对证量发生严重的不良影响。d. 生料的均匀性和细度：生料的均匀性好，细度细，易烧性好。e. 矿化剂：掺加各种矿化剂，均可改善生料的易烧性。f. 生料的热处置：生料易烧性差，烧成温度就高，煅烧时间越长,生料煅烧过程中升温速度快，有利于提高新生态物质的活性。g. 液相：生料煅烧时，液相呈现温度低，数量多，液相黏度小，外表张力小，离子迁移速度大，易烧性好，有利于熟料的烧成。h. 燃煤的性质：燃煤热值高、煤灰分少、细度细，燃烧速度快，燃烧温度高，有利于熟料l的烧成。i. 窑内气氛：窑内氧化气氛煅烧，有利于熟料的形成。因此，生料易烧性好，可以选择较高石灰饱和系数、高硅率、高铝率

69、 (或低铝率)的配料方案；反之，只能配低一些。熟料的石灰饱和系数、硅率、铝率三个率值是互相影响、互相制约的，不克不及单方面强调某一率值而无视其他两个率值，必需彼此配合。如石灰饱和系数较高，那么硅率和铝率就要相应低一些，以包管硅酸三钙的顺利形成。(3)玻璃的组成设计及配料计算1)玻璃的组成与布局玻璃的组成。许多氧化物或元素是玻璃的组成物质， 按照 各氧化物在玻璃布局中所起的作用，一般可将它们分为三类：玻璃形成体(网络形成体)玻璃中问体(网络中间体)玻璃调整体(网络外体)a玻璃形成体(网络形成体)能单独形成玻璃，在玻璃中能形成各自特有的网络体系的氧化物，称为玻璃的网络形成体。b调整体(或网络外体)

70、凡不克不及单独生成玻璃，一般不进入网络而是处于网络之外的氧化物，称为玻璃的网络外体。它们往往起调整玻璃一些性质的作用。c中间体。一般不克不及单独形成玻璃，其作用介于网络形成体和网络外体之间的氧化物，称之为中间体。阳离子配位数主要按照 玻璃布局中“游离氧的数目而定， 当“游离氧充沛时， 阳离子可以篡夺“游离氧以四配位参加网络布局， 与网络形成体共同构成统一的布局网络(又称补网作用)，当“游离氧缺乏时，那么以其他配位数(比方六配位等)，处于网络之外，与网络外体作用相似。在含有不只一种中间体氧化物的复杂系统玻璃中，中间体能否进入布局网络主要由其电场强度大小来决定，电场强度大的阳离子，夺氧能力大，可以

71、进人布局网络，而电场强度小的阳离子，在“游离氧缺乏时，只可能处于网络之外。一般情况下，中间体离子大致按以下次序进入网络：BeO4 Al2O3GaO4 TiO2 ZnO4晶子学说(a)玻璃由无数微小的“晶子组成(b) “晶子是带有晶格变形的有序区域(c) “晶子分散在无定形介质中，“晶子和介质之间的过渡是渐变的，两者之间无明显界线无规那么网络学说玻璃态物质也与晶体布局一样，由离子多面体形成的三度空间网络所组成，晶体布局是由多面体的无数次有规律重复构成，而玻璃布局中多面体重复没有规律。“硼反常：在必然范围内，碱金属氧化物提供的氧，不象在熔融石英中作为非桥氧呈现于布局中，而是使硼氧三角体BO3转变成

72、为完全由桥氧组成的硼氧四面体，导致B2O3玻璃两度空间的层状布局局部转变为三度空间的架状布局， 从而加强了网络，使玻璃的各种物理性质， 与相应的硅酸盐玻璃比拟，相应地向着相反标的目的变化。氧化铝：在钠硅酸盐中当Na2O/Al2O31时，Al3+位于四面体中。当Na2O/Al2O3C3SC4AFC2S2)水灰比水灰比(water cement ratio)大，那么水泥颗粒能高度分散，水与水泥的接触面积大，因此水化速率快3)细度水泥细度细，与水接触面积多，水化快4)养护温度温度提高，水化加快5)外加剂常用的外加剂有促凝剂、促硬剂及延缓剂等(4)水化热水泥的水化热是由各熟料矿物水化作用所发生的一般规

73、律为：C3A的水化热和放热速率最大；C3S和C4AF次之：C2S的水化热最小，放热速率也最慢(5)体积变化水泥浆体在硬化过程中会发生体积变化，固相体积大大增加，而水泥一水体系的总体积那么有所减缩减缩作用大小挨次：C3AC4AFC3SC2S(6)水泥石的布局1)水化产物的底子特征2)孔布局和表里表积各种尺寸的孔也是硬化水泥浆体布局中的一个重要组成局部，总孔隙率、孔径大小的分布以及孔的形态等，都是水泥浆体的重要布局特征3)水及其存在形式按其与固相组成的作用情况，可以分为：结晶水按照 其结合力强弱又可分为强结晶水和弱结晶水两种吸附水吸附水是在吸附效应及毛细现象作用下被机械地吸附于固相颗粒外表及孔隙之

74、中的水，可分为凝胶水和毛细水自由水自由水又称游离水。主要存在于大孔、微孔内，与普通水性质无异212水泥的物理性能(1)密度与容积密度硅酸盐水泥疏松状态的容积密度为9001 300km3，紧密状态的容积密度为l4001700kgm3。影响水泥密度的因素主要有熟料矿物组成，熟料的煅烧程度，水泥的贮存时间和条件，以及混合材料掺加量和种类等(2)细度水泥一般由几微米到几十微米的大小不同的颗粒组成，它的粗细程度(颗粒大小)即称为水泥细度水泥细度有筛余百分数、比外表积、颗粒平均直径和颗粒级配等不同暗示方法。目前，我国遍及采用的是筛析法和比外表积测定方法两种。筛析法包罗 水筛法和干筛法(3)需水性(稠度、流

75、动度)为了使水泥凝结时间、体积安靖性的测定具有准确的可比性，规定水泥净浆处于一种特定的可塑状态，称为尺度稠度。而尺度稠度用水量是指使水泥净浆达到尺度稠度时所需要拌杂水量，以占水泥质量的百分数暗示流动度是规定水泥砂浆和混凝土处于一种特定的和易状态。 砂浆流动度是用跳桌仪器来测定的，常用mm来暗示其大小(4)凝结时间水泥从加水开始到掉去流动性，即从流体状态开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水泥的凝结时间又分为初凝时间和终凝时间影响水泥凝结时间的因素 ：1)石膏的作用及掺加量石膏的作用主要是调节凝结时间2)假凝现象假凝是指水泥的一种不正常的早期固化或过早变硬现象3)调凝外加剂按照

76、其所起的作用，通常有促凝剂和缓凝剂两种(5)水泥体积安靖性水泥体积安靖性，简称安靖性水泥的安靖性不合格应严禁出厂体积安靖性不良的原因，一般是由于熟猜中所含的游离氧化钙、游离氧化镁或石膏掺人量过多造成。游离氧化钙是影响安靖性的主要因素(6)水泥强度1)抗压强度水泥胶砂硬化试体承受压缩破坏时的应力，称为水泥的抗压强度，以MPa暗示2)抗拉强度水泥胶砂硬化试体承受拉伸破坏时的应力，称为水泥的抗拉强度，以MPa暗示3)抗折强度水泥胶砂硬化试体承受弯曲破坏时的最大应力称为水泥的抗折强度，以MPa暗示影响水泥强度的因素很多，如熟料的矿物组成、煅烧程度、冷却速度、水泥细度、用水量、环境温度、湿度、外加剂以及

77、贮存的时间和条件等(7)保水性和泌水性水泥析出水分的性能称为泌水性或析水性；水泥保留水分的性能，称为保水性泌水性是与保水性相反的现象，对制造均质混凝土是有害的(8)抗渗性水泥混凝土抵当水的渗透作用的性能称为抗渗性混凝土的抗渗性主要与它的密实性有关，影响混凝土密实性的因素很多，如所有集料的致密程度、集料的级配、水泥中掺入混合材料的性能、水泥用量以及混凝土浇灌时捣实方法等(9)干缩性水泥混凝土在硬化过程中必然会同时发生体积变化影响混凝土干缩性的因素很多，如：单元体积混凝土的水泥用量、水灰比、集料的性质和级配、混凝土硬化时周围温度、混凝土硬化时间和水泥质量等(10)耐热性水泥石受热后，在必然温度下其

78、内部的水化物和碳酸盐等就会发生脱水作用。这些水化物受热后分解成游离氧化钙，在空气中遇到水，又发生二次水化作用，生成氢氧化钙发生膨胀，从而破坏了水泥石的布局注注意意：氢氢氧氧化化钙钙开开始始脱脱水水的的温温度度为为：4 40 00 05 59 90 0 度度碳碳酸酸钙钙开开始始脱脱水水的的温温度度为为 8 81 10 08 87 70 0 度度为为什什么么建建筑筑物物必必需需要要出出格格注注意意防防火火？(11)水化热水泥水化时，会有放热现象。水化过程中所放出的热量，称为水泥的水化热在断面大的布局物中，由于混凝土的热传导率低，热量就长时间地存在于混凝土的内部，致使混凝土内部的温度升高。由于布局物

79、内部和外部之间存在着明显的温度差，于是发生有害的内应力，严重地损害了混凝土的布局，影响了混凝土的寿命降低混凝土内部的发烧量，是包管大体积混凝土质量的重要因素(12)抗冻性在严寒地域使用水泥时，抗冻性是水泥石的重要性能之一水泥石的耐久性很大程度上也取决于它抵当冻融循环的能力一般认为硅酸盐水泥比掺混合材的水泥的抗冻性要好些为为什什么么北北方方出出格格是是黑黑龙龙江江、新新疆疆等等严严寒寒地地域域的的水水渠渠容容易易自自然然开开裂裂而而被被破破坏坏？213硅酸盐水泥的化学侵蚀对水泥耐久性有害的环境介质主要为：淡水、酸和酸性水、硫酸盐溶液和碱溶液等影响侵蚀过程的因素很多，除了水泥品种和熟料矿物组成以外

80、，还与硬化浆体或混凝土的密实度、抗渗性以及侵蚀介质的压力、流速、温度的变化等多种因素有关(1)淡水侵蚀机理：硬化浆体如不竭受到淡水的浸泡和溶蚀时，此中一些组成如Ca(OH)2等，将按照溶解度的大小，依次逐渐被水溶解，发生溶出性侵蚀，最终能导致破坏(2)酸和酸性水侵蚀机理： 当水中溶有一些无机酸或有机酸时， 硬化水泥浆体就受到溶蚀和化学溶解的双重作用，将浆体组成转变为易溶盐类，侵蚀明显加速，酸类离解出来的H+离子和酸根R-，别离与浆体所含Ca(OH)2的0H-和Ca2+结合成水和钙盐(3)硫酸盐侵蚀机理：硫酸钠、硫酸钾等多种硫酸盐都能与浆体所含的氢氧化钙作用生成硫酸钙，再和水化铝酸钙反响，生成钙

81、矾石，从而使固相体积增加很多，别离为 124和94，发生相当大的结晶压力，造成膨胀开裂以至毁坏(4)含碱溶液侵蚀一般情况下，水泥混凝土能够抵当碱类的侵蚀。但如持久处于较高浓度(大于10)的含碱溶液中，也会发生迟缓的破坏为为什什么么非非水水下下建建筑筑物物如如桥桥梁梁等等也也需需要要防防水水？(5)提高水泥抗蚀性的办法1)调整硅酸盐水泥熟料的矿物组成减少水泥熟猜中的C3S含量可提高抗淡水溶蚀的能力， 也有利于改善其抗硫酸盐性能2)在硅酸盐水泥中掺混合材掺入火山灰质混合材能提高混凝土的致密度，减少侵蚀介质的渗入量3)提高混凝土致密度混凝土越致密，侵蚀介质就越难渗入，被侵蚀的可能性就越小22陶瓷的物

82、理性能221陶瓷材料的硬度陶瓷及矿物材料常用的划痕硬度称为莫氏硬度用静载压入的硬度尝试种类很多，常用布氏硬度、维氏硬度及洛氏硬度:布氏硬度法主要用来测定金属材料、较软及中等硬度的材料，很少用于陶瓷；维氏硬度法及洛氏硬度法都适于较硬的材料，也用于测量陶瓷的硬度；洛氏硬度法测量的范围较广，采用不同的压头和负荷可以得到15种尺度洛氏硬度222陶瓷材料的脆性断裂与强度223陶瓷材料的透光性以高纯物质为原料、底子上为单一晶相的多晶材料“ 透明陶瓷。这类材料lmm厚的试片其透光率(II0)可以达到80以上(1)透明瓷具有良好透光性的主要原因1)高密度，尽可能接近理论密度；2)晶界处无气孔和空洞，或其尺寸比

83、入射的可见光波长小得多，即使发生散射现象其所引起的损掉也很轻微；3)晶界无杂质和玻璃相或它们与主晶相的光学性质差别很小；晶粒细小，尺寸接近均一，晶粒内无气泡封人等(2)提高陶瓷材料透光性的办法1)高纯度原料2)适当的转相(或预烧)温度3)充实排除气孔4)晶化23玻璃的物理化学性质按照 玻璃不同性质间的共同特点，可将玻璃的性质分为三类：第一类是与玻璃中离子迁移有关的性质，如：黏度、电阻率、化学不变性等第二类性质主要与玻璃的网络骨架及网络与网络外阳离子的彼此作用有关。如：密度、强度、折射率、膨胀系数、硬度等第三类性质包罗 玻璃的光吸收、颜色等231玻璃的黏度与外表张力黏度又称黏滞系数。 是流体(液

84、体或气体)抵当流动的量度。 外表张力是作用于液体外表单元长度上使液面收缩的力(1)影响玻璃黏度的因素1)温度的影响与大大都液体一样，玻璃的黏度随温度的升高而降低2)组成的影响硅酸盐玻璃的黏度首先取决于硅氧网络的连接程度， OSi比增大，玻璃黏度下降；反之，玻璃的黏度增大(2)影响外表张力的因素1)温度的影响对于一般液体，温度升高，质点问结合力减弱，液体的的外表张力减小2)组成的影响按照 外表张力的定义，组成玻璃的物质问的彼此吸引力越小，其对玻璃外表张力的奉献越小232玻璃的密度(1)玻璃成分对密度的影响玻璃的密度与其组成之间的关系非常密切(2)温度对玻璃密度的影响温度对玻璃密度的影响是温度对玻

85、璃布局影响的外在暗示。 当温度低于玻璃的转变温度Tg时，温度升高玻璃的密度略有下降；温度高于Tg，玻璃的密度显著下降。(3)对玻璃密度的影响从高温急冷所得的玻璃因担当了玻璃熔体高温下的松散、开放布局，其密度较慢冷或退火玻璃小233玻璃的热学性质玻璃的热膨胀系数、热不变性为玻璃的主要热学性质。玻璃的热膨胀系数有线膨胀系数a和体膨胀系数之分玻璃的热不变性是玻璃在非室温条件下使用时最重要的性能之一。常用玻璃能耐受的急变温度差来暗示玻璃的热不变性234玻璃的机械性质(1)玻璃的理论强度与实际强度玻璃的理论强度是按不同的理论计算方法推导得出的，是无缺陷玻璃的强度(2)影响玻璃强度的因素影响玻璃强度的因素

86、包罗 内因和外因两个方面(3)玻璃的硬度与脆性玻璃的广泛使用在很大程度上得益于其具有高的硬度，但玻璃的脆性在很大程度上又限制了其使用235玻璃的光学性质玻璃的主要光学指数包罗 折射率、色散。玻璃的主要光学性质包罗 玻璃对光的反射、吸收、透过。(1)折射率(Refractive Index)光通过二物质界面时，入射角a与折射角口的正弦之比即为折射率影响折射率的因素主要有：1)玻璃的组成2)温度的影响3)波长的影响(2)色散玻璃的折射率随入射光波长的变化而变化的现象即为玻璃的色散(3)玻璃的反射、吸收、透过当光照射到玻璃上，一局部光被玻璃外表反射，一局部被玻璃所吸收，另一局部光透过玻璃236玻璃的

87、电学性质(1)概述1)玻璃的导电机理：离子导电电子导电2)描述导电性能的参数(2)影响电阻率的因素1)温度对电阻率的影响：低温时高温时2)组成对电阻率的影响R2O的影响RO的影响Al203的影响3)热处置的影响4)外表状态及环境237玻璃的化学不变性玻璃抵当水、酸、碱、盐、大气及其他化学试剂等侵蚀破坏的能力，统称为玻璃的化学不变性依据侵蚀介质的不同，别离称为耐水性、耐酸性、耐碱盐、耐侯性(1)侵蚀机理1)水对玻璃的侵蚀2)酸对玻璃的侵蚀3)碱对玻璃的侵蚀(2)影响玻璃化学不变性的因素1)玻璃的组成2)侵蚀介质的种类3)热历史4)温度、压力的影响3其他胶凝材料和新材料31其他胶凝材料311石灰石

88、灰是将以碳酸钙为主要成分的原料，经适当温度煅烧后，所得到的以氧化钙为主要成分的物质(1)石灰的出产石灰的出产实际上就是碳酸钙的分解过程。(2)煅烧温度石灰的煅烧温度主要与窑的形式、 石灰石的致密程度、 石块大小以及杂质含量有关。(3)石灰的水化硬化石灰的水化又称消化，是指生石灰与说发生水化反响，生成氢氧化钙的过程。312氯氧镁水泥氯氧镁水泥也称sorel水泥、菱苦土水泥或镁水泥，是一种高强镁质胶结料。法国人sord于1867年缔造。氯氧镁水泥由苛性菱苦土粉加浓氯化镁溶液调和而得。(1)氯氧镁水泥水化机理(2)氯氧镁水泥的物化性能1)影响氯氧镁水泥强度的影响因素2)影响氯氧镁水泥耐水性的因素1氯

89、氧镁水泥硬化体是一个多孔的多晶体堆积布局；2氯氧镁水泥的局部水化物在水中的可溶性甚大；3硬化试件浸水后水化物5 相或 3 相会转变成 Mg(OH)2。改进氯氧镁水泥耐水性方法主要有：1选择合理的配比和工艺方法；2改变氯氧镁水泥的水化物的组成与布局；3掺加抗水外加剂。313石膏石膏分为两类，一类是天然石膏，包罗 天然二水石膏和天然硬石膏两种；另一类是工业副产物，如烟气脱硫石膏、磷石膏、氟石膏等(1)石膏胶凝材料的制备石膏胶凝材料一般是用二水石膏或烟气脱硫石膏为原料，经必然热处置后制得(2)石膏的水化硬化1)半水石膏2)硬石膏32复合材料工艺321绪论(1)引言复合材料是继天然材料、加工材料和合成

90、材料之后开展起来的新一代材料。复合材料是指由两种或两种以上不同性质的单一材料， 通过必然的工艺过程复合而成的，性能优于原材料的多相固体材料。复合材料区别于任意混合材料的一个主要特征是多相布局中存在着复合效应。(2)复合材料的分类(3)复合材料的特性与特点1)质量轻、强度高2)可设计性3)工艺性能好4)抗疲劳性能好5)减震性好6)耐腐蚀性好322无机非金属基复合材料无机非金属基复合材料，通常是以水泥、玻璃、陶瓷、石膏等无机非金属材料为基体材料，用各种纤维(或晶须)为增强材料的一类复合材料。(1)陶瓷基复合材料(2)水泥基复合材料1)水泥基复合材料简介2)纤维增强水泥基复合材料的性能及应用33开展中的新材料331纳米材料332智能材料智能材料是指对环境具有可感知、可响应并具有功能发现能力的新材料。333梯度功能材料334复合功能材料