无机非金属材料工艺学.doc

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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括那几个部分？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括那几个部分？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基础课：物理化学专业基础课：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，提高分析问题，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1.1.1材料的定义与分类定义：能够用以加工有用物质的物质。1.1.2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

2、分子材料之外的所有材料的总称。1.1.3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（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

3、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）具有复杂的晶体结构（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）绝大多数是绝缘体（6）制成薄膜时大多是透明的（7）一般具有低导热性（8）大多数情况下变形微小3、无机非金属材料的基本属性（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1.1.4无机非金属材料生产过程的共性与个性1、原料共性：都是以

4、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：绝大多数原料都需要破碎为什么绝大多数原料都需要破碎？因为为什么绝大多数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）利于热处理，节能（4）产量高，产品性能好，且稳定3、粉体的制备陶瓷：一般采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

5、备之前，粘土、混合材需要烘干陶瓷：成型后的坯体必须烘干为什么？6、高温热处理水泥：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1.2.1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：特别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一定要

6、考虑温度的影响3水泥的基本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，且强度随龄期的延长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，充分发挥材料的潜能1.2.2玻璃1、玻璃的特性（1）玻璃的定义及基本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基本特性：（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

7、备各种形状制品或部件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）性质随成分变化的连续性和渐变性★重要的粘度参考点：①应变点：相当于粘度为~1013.6帕•秒的温度，即应力在几小时内消除的温度。②转变点（Tg）：相当于粘度为1012.4~1013.0帕•秒的温度，又称脆性温度，既玻璃出现脆性的最高温度。③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。④变形点：相当于粘度为1010~1012帕•秒的温度范围。⑤软化温度（Tf）:即玻璃开始出现液态典型

8、性质的温度，此时是玻璃能拉成丝的下限温度，它与玻璃的密度和表面张力有关。相当于粘度为3X106~1.5X107帕•秒的温度。⑥操作范围：相当于成型时玻璃液表面的温度范围。T上限指准备成型操作的温度。相当于粘度为102~104帕•秒的温度。T下限指相当于成型时能保持制品形状的温度。粘度为>105帕•秒的温度。操作范围的