第一篇:新型无机非金属材料可行性研究报告
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新型无机非金属材料可行性研
究报告
无机非金属材料品种和名目极其繁多,用途各异,因此,还没有一个统一而完善的分类方法。通常把它们分为普通的(传统的)和先进的(新型的)无机非金属材料两大类。传统的无机非金属材料是工业和基本建设所必需的基础材料。如水泥是一种重要的建筑材料;耐火材料与高温技术,尤其与钢铁工业的发展关系密切;各种规格的平板玻璃、仪器玻璃和普通的光学玻璃以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和电瓷等与人们的生产、生活休戚相关。它们产量大,用途广。其他产品,如搪瓷、磨料(碳化硅、氧化铝)、铸石(辉绿岩、玄武岩等)、碳素材料、非金属矿(石棉、云母、大理石等)也都属于传统的无机非金属材料。新型无机非金属材料是20世纪中期以后发展起来的,具有特殊性能和用途的材料。它们是现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。主要有先进陶瓷(advanced ceramics)、非晶态材料(noncrystal material〉、人工晶体〈artificial crys-tal〉、无机涂层(inorganic coating)、无机纤维(inorganic fibre〉等。
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研究概述
研究背景与目标
研究的内容
研究方法
数据来源
研究结论
可行性研究报告大纲(具体可根据客户要求进行调整)第一章第一节第二节第三节第四节第五节
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一、市场规模
二、竞争态势
三、行业投资的热点
四、行业项目投资的经济性
第二章 新型无机非金属材料项目总论 第一节 新型无机非金属材料项目背景
一、新型无机非金属材料项目名称
二、新型无机非金属材料项目承办单位
三、新型无机非金属材料项目主管部门
四、新型无机非金属材料项目拟建地区、地点
五、承担可行性研究工作的单位和法人代表
六、研究工作依据
七、研究工作概况 第二节 可行性研究结论
一、市场预测和项目规模
二、原材料、燃料和动力供应
三、选址
四、新型无机非金属材料项目工程技术方案
五、环境保护
六、工厂组织及劳动定员
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七、新型无机非金属材料项目建设进度
八、投资估算和资金筹措
九、新型无机非金属材料项目财务和经济评论
十、新型无机非金属材料项目综合评价结论 第三节 主要技术经济指标表 第四节 存在问题及建议
第三章 新型无机非金属材料项目投资环境分析 第一节 社会宏观环境分析
第二节 新型无机非金属材料项目相关政策分析
一、国家政策
二、新型无机非金属材料行业准入政策
三、新型无机非金属材料行业技术政策 第三节 地方政策
第四章 新型无机非金属材料项目背景和发展概况 第一节 新型无机非金属材料项目提出的背景
一、国家及新型无机非金属材料行业发展规划
二、新型无机非金属材料项目发起人和发起缘由 第二节 新型无机非金属材料项目发展概况
一、已进行的调查研究新型无机非金属材料项目及其成果
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二、试验试制工作情况
三、厂址初勘和初步测量工作情况
四、新型无机非金属材料项目建议书的编制、提出及审批过程 第三节 新型无机非金属材料项目建设的必要性
一、现状与差距
二、发展趋势
三、新型无机非金属材料项目建设的必要性
四、新型无机非金属材料项目建设的可行性 第四节 投资的必要性
第五章 新型无机非金属材料行业竞争格局分析 第一节 国内生产企业现状
一、重点企业信息
二、企业地理分布
三、企业规模经济效应
四、企业从业人数
第二节 重点区域企业特点分析
一、华北区域
二、东北区域
三、西北区域
四、华东区域
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五、华南区域
六、西南区域
七、华中区域
第三节 企业竞争策略分析
一、产品竞争策略
二、价格竞争策略
三、渠道竞争策略
四、销售竞争策略
五、服务竞争策略
六、品牌竞争策略
第六章 新型无机非金属材料行业财务指标分析参考 第一节 新型无机非金属材料行业产销状况分析 第二节 新型无机非金属材料行业资产负债状况分析 第三节 新型无机非金属材料行业资产运营状况分析 第四节 新型无机非金属材料行业获利能力分析 第五节 新型无机非金属材料行业成本费用分析
第七章 新型无机非金属材料行业市场分析与建设规模 第一节 市场调查
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一、拟建 新型无机非金属材料项目产出物用途调查
二、产品现有生产能力调查
三、产品产量及销售量调查
四、替代产品调查
五、产品价格调查
六、国外市场调查
第二节 新型无机非金属材料行业市场预测
一、国内市场需求预测
二、产品出口或进口替代分析
三、价格预测
第三节 新型无机非金属材料行业市场推销战略
一、推销方式
二、推销措施
三、促销价格制度
四、产品销售费用预测
第四节 新型无机非金属材料项目产品方案和建设规模
一、产品方案
二、建设规模
第五节 新型无机非金属材料项目产品销售收入预测
第八章 新型无机非金属材料项目建设条件与选址方案
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第一节 资源和原材料
一、资源评述
二、原材料及主要辅助材料供应
三、需要作生产试验的原料
第二节 建设地区的选择
一、自然条件
二、基础设施
三、社会经济条件
四、其它应考虑的因素 第三节 厂址选择
一、厂址多方案比较
二、厂址推荐方案
第九章 新型无机非金属材料项目应用技术方案 第一节 新型无机非金属材料项目组成 第二节 生产技术方案
一、产品标准
二、生产方法
三、技术参数和工艺流程
四、主要工艺设备选择
五、主要原材料、燃料、动力消耗指标
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六、主要生产车间布置方案 第三节 总平面布置和运输
一、总平面布置原则
二、厂内外运输方案
三、仓储方案
四、占地面积及分析 第四节 土建工程
一、主要建、构筑物的建筑特征与结构设计
二、特殊基础工程的设计
三、建筑材料
四、土建工程造价估算 第五节 其他工程
一、给排水工程
二、动力及公用工程
三、地震设防
四、生活福利设施
第十章 新型无机非金属材料项目环境保护与劳动安全 第一节 建设地区的环境现状
一、新型无机非金属材料项目的地理位置
二、地形、地貌、土壤、地质、水文、气象
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三、矿藏、森林、草原、水产和野生动物、植物、农作物
四、自然保护区、风景游览区、名胜古迹、以及重要政治文化设施
五、现有工矿企业分布情况
六、生活居住区分布情况和人口密度、健康状况、地方病等情况
七、大气、地下水、地面水的环境质量状况
八、交通运输情况
九、其他社会经济活动污染、破坏现状资料
十、环保、消防、职业安全卫生和节能
第二节 新型无机非金属材料项目主要污染源和污染物
一、主要污染源
二、主要污染物
第三节 新型无机非金属材料项目拟采用的环境保护标准 第四节 治理环境的方案
一、新型无机非金属材料项目对周围地区的地质、水文、气象可能产生的影响
二、新型无机非金属材料项目对周围地区自然资源可能产生的影响
三、新型无机非金属材料项目对周围自然保护区、风景游览区等可能产生的影响
四、各种污染物最终排放的治理措施和综合利用方案
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五、绿化措施,包括防护地带的防护林和建设区域的绿化 第五节 环境监测制度的建议 第六节 环境保护投资估算 第七节 环境影响评论结论 第八节 劳动保护与安全卫生
一、生产过程中职业危害因素的分析
二、职业安全卫生主要设施
三、劳动安全与职业卫生机构
四、消防措施和设施方案建议
第十一章 企业组织和劳动定员 第一节 企业组织
一、企业组织形式
二、企业工作制度
第二节 劳动定员和人员培训
一、劳动定员
二、年总工资和职工年平均工资估算
三、人员培训及费用估算
第十二章 新型无机非金属材料项目实施进度安排 第一节 新型无机非金属材料项目实施的各阶段
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一、建立 新型无机非金属材料项目实施管理机构
二、资金筹集安排
三、技术获得与转让
四、勘察设计和设备订货
五、施工准备
六、施工和生产准备
七、竣工验收
第二节 新型无机非金属材料项目实施进度表
一、横道图
二、网络图
第三节 新型无机非金属材料项目实施费用
一、建设单位管理费
二、生产筹备费
三、生产职工培训费
四、办公和生活家具购置费
五、勘察设计费
六、其它应支付的费用
第十三章 投资估算与资金筹措
第一节 新型无机非金属材料项目总投资估算
一、固定资产投资总额
二、流动资金估算
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第二节 资金筹措
一、资金来源
二、新型无机非金属材料项目筹资方案 第三节 投资使用计划
一、投资使用计划
二、借款偿还计划
第十四章 财务与敏感性分析 第一节 生产成本和销售收入估算
一、生产总成本估算
二、单位成本
三、销售收入估算 第二节 财务评价 第三节 国民经济评价 第四节 不确定性分析
第五节 社会效益和社会影响分析
一、新型无机非金属材料项目对国家政治和社会稳定的影响
二、新型无机非金属材料项目与当地科技、文化发展水平的相互适应性
三、新型无机非金属材料项目与当地基础设施发展水平的相互适应性
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四、新型无机非金属材料项目与当地居民的宗教、民族习惯的相互适应性
五、新型无机非金属材料项目对合理利用自然资源的影响
六、新型无机非金属材料项目的国防效益或影响
七、对保护环境和生态平衡的影响
第十五章 新型无机非金属材料项目不确定性及风险分析 第一节 建设和开发风险 第二节 市场和运营风险 第三节 金融风险 第四节 政治风险 第五节 法律风险 第六节 环境风险 第七节 技术风险
第十六章 新型无机非金属材料行业发展趋势分析
第一节 我国新型无机非金属材料行业发展的主要问题及对策研究
一、我国新型无机非金属材料行业发展的主要问题
二、促进新型无机非金属材料行业发展的对策 第二节 我国新型无机非金属材料行业发展趋势分析
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第三节 新型无机非金属材料行业投资机会及发展战略分析
一、新型无机非金属材料行业投资机会分析
二、新型无机非金属材料行业总体发展战略分析 第四节 我国 新型无机非金属材料行业投资风险
一、政策风险
二、环境因素
三、市场风险
四、新型无机非金属材料行业投资风险的规避及对策
第十七章 新型无机非金属材料项目可行性研究结论与建议 第一节 结论与建议
一、对推荐的拟建方案的结论性意见
二、对主要的对比方案进行说明
三、对可行性研究中尚未解决的主要问题提出解决办法和建议
四、对应修改的主要问题进行说明,提出修改意见
五、对不可行的项目,提出不可行的主要问题及处理意见
六、可行性研究中主要争议问题的结论
第二节 我国新型无机非金属材料行业未来发展及投资可行性结论及建议
第十八章 财务报表
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第一节 资产负债表 第二节 投资受益分析表 第三节 损益表
第十九章 新型无机非金属材料项目投资可行性报告附件 1、新型无机非金属材料项目位置图 2、主要工艺技术流程图 3、主办单位近5 年的财务报表、新型无机非金属材料项目所需成果转让协议及成果鉴定5、新型无机非金属材料项目总平面布置图 6、主要土建工程的平面图 7、主要技术经济指标摘要表、新型无机非金属材料项目投资概算表 9、经济评价类基本报表与辅助报表 10、现金流量表 11、现金流量表 12、损益表、资金来源与运用表 14、资产负债表 15、财务外汇平衡表 16、固定资产投资估算表
北京智博睿信息咨询有限公司 www.xiexiebang.com、流动资金估算表 18、投资计划与资金筹措表 19、单位产品生产成本估算表 20、固定资产折旧费估算表 21、总成本费用估算表、产品销售(营业)收入和销售税金及附加估算表
第二篇:无机非金属材料
绪论
1.在晶体结构上,某结合力主要包括离子键,共价键或离子共价键混合离子。由于这些化学键的特点,例如高的键能和强大的键极性等,赋予了这一大类材料以高熔点,高强度,耐磨损,高硬度,耐腐蚀及抗氧化的基本属性和宽广的导电性,导热性,透光性以及良好的铁电性,铁磁性和压电性等特殊性能,高温超导性也是新近在这类材料上发现的。
2.在化学组成上,随着无机新材料的发展,无机非金属材料已不局限于硅酸盐还包括其他含氧酸盐,氧化物,氮化物,碳与碳化物,硼化物,氟化物,硫系化合物,硅,锗,Ⅲ-V族及Ⅱ-VI族化合物等,其形态和形状也趋于多样化,复合材料,薄膜,纤维,单晶和非晶材料占有越来越重要的地位。
第一章 玻璃的结构 和性质 玻璃的结构
晶态:周期性,对称性,几何形态,质点排列,自限性,均一性,异向性,稳定性,远程有序。非晶态:进程有序,远程无序。玻璃的通性
1)各向同性
2)介稳性:
玻璃是由熔体急剧冷却而得,由于在冷却过程中粘度急剧增大,质点来不及形成晶体的有规则排列,系统的内能尚未处于最低值,从而处于介稳态,在一定的外界条件下,它们仍具有 自发转化为内能较低的晶体的趋势。
3)无固定熔点
4)性质变化的连续性和可逆性 无规则网络学说
1)玻璃结构与晶体一样,具有三位方向发展的连续无序网架形式,硅氧四面体为最小结构单位,但不象晶体那样,对称均匀地联结成空间网络(有序),而是相互不规则地联结在一起(无序),配位数小的结构团构成无限伸展的无序空间网络。)玻璃中的质点虽然不具有规则的格子 排列,但在大致固定的平衡位置上震动的玻璃网络中的正常离子数与晶体中的配位数 也应该近似。)网络外体的离子填充在网络结构空隙中,对于整体来说 是统计分布的,为了使网络结构
具有一定的稳定性,这些阳离子必须是半径大而电荷小的。
4)形成氧化物玻璃必须满足的四条规则: A 每个氧离子应该与不超过两个阳离子相联。
B 在中心阳离子周围的氧离子 配位数必须小于或等于4;
C 氧多面体相互共角而不共棱或共面。
D 每个多面体至少有三个顶角是共用的。
形成的氧多面体为三角体或四面体
RO2,R2O2,R2O5类型氧化物能满足这一条件,并以玻璃形式出现
简答题: 石英玻璃-碱硅玻璃-钠钙硅玻璃结构性能发生很大的变化,分析碱金属,碱土金属氧化物在其中的作用:
1)熔融石英玻璃其硅氧比值1:2与SiO2分子式相同,可以把它近似的看成是由硅氧网络形成的独立‘大分子’
2)如果在熔融石英玻璃中形成加入碱金属氧化物(如Na2O).就使原来的大分子发生解聚 作用,由于氧的比值增大,玻璃中每个氧已不可能都为两个硅原子所共用,开始出现非桥氧,使硅氧网络产生断裂,非桥氧的存在,使【SiO4
】四面体失去原有 完整性和对称性,结果使玻璃结构减弱,疏松,并导致一系列物理化学性质的变坏,而且碱金属含量越高,性能变差越 严重,因此,二元碱硅玻璃一般无使用价值
3)当在碱性二元玻璃中加入CaO时,性能变差情况大为改观,使玻璃结构和性能发生明显变化,主要表现 为使结构加强,从而表现为一系列物化性质的加强,从而使钠钙硅玻璃性能优良,CaO的这种作用,是由钙离子和钠离子半径相似,但电荷比钠离子大一倍,因此场强比钠离子大得多,具有强化玻璃结构和限制钠离子活动的作用
补网作用:使中间体氧化物全部或部分由6 配位变成4 配位的作用,主要是铝离子取代硅离子。硼氧反常性:
碱金属或碱土金属氧化物加入B203玻璃中,将产生硼氧四面体[B04],而形成硼酸盐玻璃。在一定范围内,碱金属氧化物提供的氧使硼氧三角体[B03]转变为完全由桥氧组成的硅氧四面体,导致B203玻璃从原来的两度空间的层状结构部分转变为三度空间的架状结构,从而加强了网络,使玻璃的各种物理性质与相同条件下的硅酸盐玻璃相比,相应地向着相反的方向变化。玻璃结构中的阳离子的分类
1)按元素与氧结合的单键能(即化合物分解能与配位数之商)的大小和能否生成玻璃,将氧化物分成:网络生成体氧化物,网络外体氧化物和中间体氧化物。2)网络生成体氧化物应满足以下的条件:
A 每个氧化物应与不超过两个阳离子相连;
B 在中心阳离子周围的 氧离子配位数必须小于或等于4;
C氧多面体相互共角而不共棱或共面;
D 每个多面体至少有三个顶角共用。3)这类氧化物主要有SiO2,B2O3,BO5,GeO2,As2O5等。网络外体或网络修饰体:某些氧化物不能单独生成玻璃,不参加网络而使其阳离子分布在四面体之间的空隙中,以保持网络中局部地区的电中性,因为他们的主要作用是提供额外的氧离子,从而改变网络,故称为网络外体或网络修饰体。如Li2O,Na2O,K2O,CaO,SrO,BaO等。
1)中间体氧化物:比碱金属和碱土金属化合价高而配位数小的阳离子,可以部分地参加网络结构,如BeO,MgO,ZnO, Al2O3等。各种氧化物在玻璃中的作用:
1)碱金属氧化物
A 碱金属氧化物加入到熔融石英玻璃何总,促使硅氧四面体间连接断裂,出现非桥氧,使玻璃结构疏松,导致一系列性能变化,但由于碱金属离子的断网作用使它具有了高温助熔,加速玻璃融化的性能。
B 混合碱效应:在二元碱硅玻璃中,当碱金属氧化物的总量不变,用 一种碱金属 氧化物取代另一种时,玻璃的性质不是呈直线变化的,而出现明显的极值。2)二价金属氧化物:
CaO是网络外体氧化物,Ca2+离子的配位数一般为6,有极化桥氧和减弱硅氧键的作用,CaO的引入可以降低玻璃的高温粘度,玻璃中CaO含量过多,一般会使玻璃的料性变短,脆性增大。
MgO在硅酸盐矿物中存在着两种配位状态(4或6),但多数位于八面体中,属于网络外体,在钠钙硅玻璃中,若以MgO取代CaO,将使玻璃结构疏松,导致玻璃的 密度,硬度下降,但却可以降低玻璃的析晶能力和调节玻璃的料性,含镁玻璃在水和碱液的作用下,易在表面形成硅酸盐薄膜,在一定条件下剥落进入溶液,产生脱片现象。
PbO 铅离子位八个氧离子所包围,其中四个氧离子与铅离子距离较远(0.429nm),另外四个较近(0.23nm).形成不对称配位铅离子外层的 惰性电子对,受较近的四个氧的排斥,推向另外四个氧离子的一边,因此在晶态 PbO中组成一种四方锥体[PbO4]的结构单元,一般 认为,在高铅玻璃中均存在这种四方锥体,它形成一种螺旋形的网络,这种网络使PbO-SiO2系统
具有很大的 玻璃形成区,同时也决定了PbO在硅酸盐熔体中的高度助熔性。2)其他金属氧化物:
玻璃中Al3+离子与在硅酸盐矿物中一样,有两种配位状态,在钠硅酸盐玻璃中,当Na2O/Al2O3大于1 时,Al3+均位于四面体中,小于1时,则作用为网络外体位于八面体中,当Al3+位于铝氧四面体[AlO4]中时,则与硅氧四面体组成了统一的网络,在一般的钠钙硅玻璃中,引入少量的Al2O3,Al3+就可以夺取非桥氧形成铝氧四面体,进入硅氧网络中,把由于Na+的引入而产生的断裂网络通过[AlO4]重新连接起来,使玻璃结 构趋向紧密,并使玻璃的许多性能得以改善,但它对玻璃的电学性能有不良影响,在硅酸样玻璃中,当以Al2O3取代SiO2时,介电损耗和导电率升高,故在真空玻璃中,一般不含或少含Al2O3.B2O3是玻璃形成氧化物,有良好的助熔性,可降低玻璃的高温粘度和提高玻璃的低温粘度,但使用B2O3时要注意硼反常现象。玻璃的生成规律及其相变
简答题: 怎样避免在降温过程中玻璃析晶?
为了避免玻璃析晶,关键是从动力学角度研究以多快速度冷却给定熔体,以避免出现可探测的晶体,卡曼认为:A 晶核生成速率。B 晶体生长速度起主要作用。随着典型玻璃熔体过冷度增加,粘度迅速增大,而成核速率和过冷度关系曲线,晶核生长速率与过冷关系曲线都是具有限量最大值,对典型玻璃熔体,其两个极大值所在的过冷度,分开越大时,越容易冷却成玻璃,因此成速率出现极大值时,熔体在此温度设有适宜的结晶条件,当 两个极大值重合在一个过冷度时,熔体即具有最大的成核速率,又具有最大的生长速率,熔体较易析出晶体而不形成玻璃。影响玻璃生成的因素:
1)热力学条件 2)动力学条件 3)结晶化学条件:
①键强---元素与氧结合的单键强度,负离子团[SiO4] 4-,[Si2O7] 6-
A 网络形成体单键强度大于334.9。
B中间体251.2~334.9。
C 网络外体(修饰体)小于251.2。
②键型---A 离子键化合物----离子,如NaCl.B 金属键物质—电子,正离子状态,无方向性。C 共价键化合物---分子结构---分子间范德华力。
D 离子键金属键---共价键过度时或极性过渡键具有离子共价的双重性质,形成玻璃的概率越大.极性共价键成分促使生成具有固定结构的配位多面体,构成进程有序性而离子成分促使配位多面体不按一定方向连接,造成不对称变形,构成远程无序的网络结构,形成玻璃的倾向大。
③熔体结构----[SiO4] 4-,[Si2O7] 6,[Si6O8]12-,[SiO3]2n-n,[Si4O14]6n-n。O/Si从2到4,聚合程度降低,粘度变小,结晶易,形成玻璃难。O/Si决定着负离子团的大小和聚合度。负离子团结构越大,越易形成玻璃。熔体和玻璃体的成核过程
1)均匀成核
定义:指在宏观均匀的玻璃中,在没有外来物质参与下相界、结构缺陷等无关的成核过程,又称为本征成核或自发成核。
当玻璃熔体处于过冷态时,由于热运动引起组成和结构上的起伏,一部分变成晶相。晶相内质点的有规则排列导致体积自由能减小。然而在新相产生的同时,又将在新生相和液相之间形成新的界面,引起界面自由能的增加,对成核造成势垒。当新相颗粒太小时,界面对体积的比例增大,整个体系自由能增大。当新相达到一定大小(临界值)时,界面对体积的比例就减小,系统的自由能减小,这时新生相就可能稳定成长。这种可能稳定成长的新相区域成为晶核。那些较小的不能稳定成长的新相区域成为晶胚。
2)非均匀成核
定义:依靠相界、晶界或基质的结构缺陷等不均匀部位而成核的过程,又称为非本征成核。晶体生长
晶体的生长速度随着过冷度的增大而增大。
影响结晶的因素主要有:
1)温度
当熔体从Tm冷却时,ΔT增大,成核和晶体生长的驱动力增大;与此同时,粘度上升,成核和晶体生长的阻力也增大。
2)粘度 当温度降低时(远在Tm点以下),粘度对质点扩散的阻碍作用限制着结晶速度,尤其是限制晶核长大的速度。
3)杂质 杂质的引入会促进结晶,杂质起成核作用,同时增加界面处的流动度,使晶核更快的长大。杂志往往富集在分相玻璃的一相中,富集到一定浓度时将促使这些微相由非晶相转变为晶相。4)界面能 固体的界面能越小,核的生长所需的能量越低,结晶速度越大。11 玻璃的分相
定义:玻璃在高温下为均匀的熔体,在冷却过程中或在一定温度下热处理时,由于内部质点迁移,某些组分分别浓集(偏聚),从而形成化学组成不同的两个相,此过程称为分相。玻璃的理论强度和实际强度
1)实际玻璃的抗折强度比理论强度小2~3个数量级,是由于实际玻璃的脆性和玻璃中存在有微裂纹及不均匀区所致。
2)提高玻璃机械强度的方法: 退火,钢化,表面处理与涂层,微晶化与其他材料成复合材料等。
钢化:均热后自然冷却,形成温度梯度内应力由粘滞流动而松弛;冷却到最后,温度梯度消失,松弛的应力保留为永久应力。
表面处理:膨胀系数小的涂层。
微晶化:析出细小晶体,分散应力,阻止裂纹扩散。
第二、三章 玻璃原料及配合料制备
玻璃辅助原料: 澄清剂,着色剂,脱色剂,氧化剂和还原剂,乳浊剂和其他原料。
玻璃熔制的综合结果是使隔着原料的化合物形成透明的玻璃液。玻璃熔制的五个阶段:
硅酸盐形成的阶段:玻璃形成的阶段;玻璃液的澄清阶段; 玻璃液的均化阶段;玻璃液的冷却阶段。硅酸盐形成阶段的七点变化:
多晶转变; 盐类分解; 生成低共融混合物; 形成复盐; 生成硅酸盐; 排出结晶水和吸附水; 固相熔融向液相转变。玻璃的形成
玻璃形成过程的速度实际上取决于石英砂粒的溶解扩散速度。
石英砂的分解扩散过程分为两步,首先是砂粒表面发生溶解,而后溶解的SiO2向外扩散 玻璃液中气体的三种状态:(1)可见气泡,(2)物理溶解的气体,(3)化学结合的气体。5 玻璃液的均化
玻璃液的均化包括对其化学均化和热均化两个方面的要求
1)定义:在玻璃形成阶段结束后,在玻璃液中,仍带有与主体玻璃化学成分不同的不均体,消除这种不均体的过程成为玻璃液的均化。
玻璃液的均化过程:
2)不均体的溶解与扩散的均化过程;玻璃液的对流均化过程;因气泡上升而引起的搅拌均化作用。玻璃液的冷却
产生二次气泡的原因:(1)硫酸盐的热分解;(2)物理溶解的气体析出;(3)玻璃中某些组分易产生二次气泡。玻璃的熔制制度:
温度制度,压力制度和气氛制度 坩埚窑中玻璃熔制的温度制度五个阶段:
加热熔窑;熔化;澄清与均化;冷却;成型 玻璃的浮法成型
定义:指熔窑熔融的玻璃液流入锡槽后在熔融金属锡液的表面上成型平板玻璃的方法。
金属锡液的优缺点: 1)锡中所含各种杂质都是组成玻璃的元素;
2)锡的密度大大高于玻璃的密度,有利于对玻璃托浮;
3)锡熔点远低于玻璃出锡槽口的温度,有利于保持玻璃的抛光面; 4)锡的导热率为玻璃的60~70倍,有利于玻璃版面温度的均匀等; 5)锡液的表面张力高于玻璃的表面张力,有利于玻璃的拉薄;
6)锡液有极低的粘度,这表明有良好的热对流的运动性能,这对均匀浮法表面温度有较大的影响。7)使用锡液作浮抛介质的主要缺点是Sn极易氧化为SnO和SnO2,它不利于玻璃的抛光,同时又是产生虹彩、沾锡、光畸变等玻璃缺陷的主要原因,为此采用保护气体。
第四章 玻璃的退火与淬火
玻璃的应力:
热应力、结构应力和机械应力
1)热应力:玻璃中由于 存在温差而产生的应力。
按其存在特点分为:暂时应力和永久应力。
暂时应力: 在温度低于应变点时,处于弹性变形温度范围内(即脆性状态)的玻璃在经受不均匀的温度变化时所产生的热应力,随着温度梯度的存在而存在,随温度梯度的消失而消失,这种应力成为暂时应力。
永久应力: 当玻璃内外温度 相等所残留的热应力
将一玻璃板加热到高于玻璃应变点以上的某一温度,待均热后板两面均匀自然冷却,经一定时间后玻璃中的温度场呈抛物线分布。玻璃外层为张应力而内层为压应力,由于应变点以上的玻璃具有粘弹性,即此时的玻璃为可塑状态,在受力后会产生位移和变形,使由温度梯度 所产生的内应力消失。这个过程成为应力松弛过程,这时的玻璃内外层虽存在着温度梯度但不存在应力。当玻璃冷却到应变点以下,玻璃已成为弹性体,以后的降温与应力变化与前述的产生暂时应力情况相同,待冷却到室温时,虽然消除了应变点以下产生的应力,但不能消除应变点以上所产生的应力,此时,应力方向恰好相反,即表面为压应力,内部为张应力,这种应力为永久应力。
结构应力:玻璃因化学组成不均导致结构上的不均而产生的应力。
机械应力: 由外力作用在玻璃上引起的应力,当外力除去时应力随之消失,此应力为机械应力。玻璃的退火
定义:为了消除玻璃中的永久应力,必须将玻璃加热到低于玻璃转变温度Tg附近的某一温度进行保温均热,以消除玻璃各部分的温度梯度,使应力松弛。
这个选定的温度成为退火温度。玻璃的淬火
定义:将玻璃制品家人到转变温度Tg以上50~60度,然后在冷却介质中(淬火介质)急速均匀冷却,在这一过程中玻璃的内层和表面将产生很大的温度梯度,由此引起的应力由于玻璃的粘滞流动,所以造成了有温度梯度而无应力的状态。
玻璃淬火后所产生的应力大小与淬火温度,冷却速度,玻璃的化学组成以及厚度等有直接关系。
第五章 玻璃的缺陷
通常所谓玻璃缺陷是指 玻璃体内存在的、引起玻璃体均匀性破坏的各种夹杂物,如 气泡、结石、条纹、节瘤等。
结石:是出现在玻璃中的结晶夹杂物。结石是玻璃制品中最严重的缺陷,它不仅 破坏了玻璃制品的外观和光学均一性,而且降低了制品的使用价值。
玻璃夹杂物(条纹和节瘤):玻璃主体内存在的异类玻璃夹杂物
第六章 建筑玻璃及其深加工
深加工的产品主要有: 钢化玻璃、夹层玻璃、中空玻璃、镀膜玻璃等。
微晶玻璃:把加工晶核剂(或不加晶核剂)的特定组成的玻璃在有控条件下进行晶化处理,使原单一的玻 璃形成了有微晶和玻璃相均匀分布的复合材料,称之为微晶玻璃。
微晶玻璃与传统玻璃不同,它是利用晶核剂或紫外辐射等方法使玻璃内形成晶核,再经过 热处理使晶核长大,成为一种受控结晶过程,形成玻璃与某些晶体共存的材料,能制成零膨胀,高强度及特定的电性质和机械性质的微晶玻璃。
夹层玻璃:是由两片或两片以上的玻璃用合成树脂胶片(是聚乙烯丁醛薄膜)粘结在一起而制成的一种安全玻璃。
为什么又叫安全玻璃? 由于透明树脂胶片的粘结作用使得玻璃保持良好的透明性外,玻璃体的抗冲击能力也得到提高。
第七章 陶瓷原料
陶瓷原料的分类:粘土,石英和长石。
可塑性:指粘土与适量的水混炼以后形成的泥团,可在外力的作用下产生变形但不开裂;并在外力除去后,仍能保持原有形状的性质。
触变性:指粘土泥浆或泥团受到振动或搅拌时,粘度降低而流动性增加,静置后渐恢复原状或泥料在放置一段时间后,在水分不变时泥料变稠和固化的性质。
石英在陶瓷生产中的作用:
1)是瘠性料,可降低可塑性,减少收缩变形,加快干燥;
2)在高温时可部分 溶于长石玻璃中,增加液相粘度,减小高温时的坯体变形; 3)未熔石英与莫来石一起可构成坯体骨架,增加强度;
4)在釉料中增加石英含量可提高釉的熔融温度和粘度,提高釉的耐磨性和抗化学腐蚀性。长石类原料对陶瓷的作用: 1)高温下熔融在乳白色玻璃,溶解石英颗粒和部分高岭土,分解物促进成瓷反应的进行--助熔作用。2)高温形成的玻璃具较大粘度,起到高温热塑作用和高温胶结作用,防止高温变形。
3)高温形成的玻璃在冷却时,不析晶,以透明玻璃体状态存在,增加瓷的透明度,提高光泽度,改善瓷的外观质量和使用性能。
4)极性物料可提高坯的疏水性和干燥速度。硅灰石 Ca[SiO3]或CaO.SiO2 无水
因本身不含有机物和结构水,干燥收缩和烧成收缩都很小,作为陶瓷原料有特殊的优良性能,故用途很广。其热膨胀系数小,适于快速烧成。烧成后,瓷坯中的针状硅灰石晶体交叉排列成网状,使制品的强度提高,并有抗热冲击性能高、介电损失小等优点。
第八章 配料计算及坯料制备
传统陶瓷的坯料组成:瓷器、炻器、精陶
区别: 瓷器有良好的色泽,一定的透明度和热稳定性,机械强度
炻器介于陶器和瓷器之间,于陶的区别是气孔率较低,是致密烧结;于瓷器的区别是坯体带色且无半透明性。如铺地砖,缸器,茶具。多孔性坯体结构,机械强度不高,且有吸湿膨胀性。如建筑釉面瓷砖和卫生器皿
其中瓷器分为三种:长石质瓷、骨灰质瓷、日用滑石质瓷。
第九章 成型
坯料在加入(或含有)液体(一般是水)后,可形成一种特殊状态,具有了锁需要的工艺性能。加入大量的 水(28%~~35%)可使 坯料颗粒形成稠厚的悬浮液、为注浆坯料;少量的水时,则形成能捏成团的粉料,在8%~15%时为水量干压坯料;3%~~7%之间为 干压坯料;水量适中时(18%~~25%)则形成可塑坯料。影响可塑性的因素:
1)液相含量与性质; 2)颗粒尺寸和形状; 3)矿物种类; 4)吸附阳离子 可塑成型工艺:
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 注浆成型工艺:
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 压制成型工艺:
1)干压或半干压成型 2)等静压成型
第十章 釉料制备及施釉 釉的分类:习惯以主要溶剂的名称命名如铅釉、石灰釉、长石釉等。
长石釉----釉式中的K2O+Na2O的摩尔数等于或少大于RO的摩尔数,长石釉的高温粘度大,烧成范围宽,硬度较大。各成分在釉料中的作用:
1)玻璃形成剂; 2)助溶剂; 3)乳浊剂; 4)着色剂; 5)其他辅助剂 釉料配方的总原则是--釉料必须适应于坯料。釉料配方的经验规律:
1)(SiO2+B2O3):(R2O+RO)=(1:1)~(3:1),这样不致使熔块温度太高而引起PbO,B22O3和碱性氧化物大量挥发; 2)在熔块中碱性金属氧化物与碱土金属氧化物之比应小于1;
3)含硼熔块中,SiO2/B2O3应在2以上; 4)熔块中Al2O3的摩尔数应小于0.2.4 坯釉中间层的形成与作用
由于坯釉化学组成上的差异,烧釉时釉的某些成分渗透到坯体的表层中,坯体的某些成分也会扩散到釉中,熔解到釉中。通过熔解与扩散的作用,使接触带的化学组成和物理性质介于坯体与釉层之间,结果形成中间层。具体地说,该层吸收了坯体中的Al2O3,SiO2等成分,又吸收了釉料中的碱性氧化物及B2O3等。它对调整坯釉之间的差别、缓和釉层中应力、改善 坯釉的结合性能起一定的作用。釉的熔融温度范围
化学组成对熔制性能的影响主要取决于釉式中的Al2O3, SiO2含量的增加,釉的成熟温度相应提高,而Al2O3的贡献大于SiO2..碱金属和金土金属氧化物作为熔剂 可降低釉的熔融温度。Li2O,Na2O,K2O,PbO和B2O3都是强助溶剂,又称软熔剂,在低温下起助熔作用。而CaO,MgO,ZnO 等,主要在较高温度下发挥熔剂作用而成硬熔剂。坯和釉的适应性
坯釉适应性是指熔融性能良好的釉熔体,冷却后与坯体紧密结合成完美的整体,不开裂,不剥落的能力。
影响坯、釉适应性的因素主要有四个方面: 1)热膨胀系数对坯、釉适应性的影响
因釉和坯是紧密联系着的,对釉的要求是釉熔体在冷却后能与坯体很好的结合,既不开裂也不剥落,为此要求坯和釉的热膨胀性系数相适应。一般要求釉的热膨胀系数略小于坯。2)中间层对坯、釉适应性的影响
中间层可促使坯釉间的热应力均匀。发育良好的中间层可填满坯体表面的隙缝,减弱坯釉间的应力,增大制品的机械强度。
3)釉的弹性、抗张强度对坯、釉适应性的影响
具有较高弹性(即弹性模量较小)的釉能补偿坯、釉接触层中形变差所产生的应力和机械作用所产生的应 变,即使坯、釉热膨胀系数相差较大,釉层也不一定开裂、剥落。釉的抗张强度高,抗釉裂的能力就强,坯釉适应性就好。化学组成与热膨胀系数、弹性模量、抗张强度三者间的关系较复杂,难以同时满足这三方面的要求,应在考虑热膨胀系数的前提下使釉的抗张强度较高,弹性较好为佳。4)釉层厚度对坯、釉适应性的影响
薄釉层在煅烧时组分的改变比厚釉层大,釉的热膨胀系数降低得多,而且中间层相对 厚度增加,有利于提高釉中的压力,有利于提高釉适应性。对于厚釉层,坯、釉中间层厚度相对降低,因而不足以缓和两者之间因热膨胀 系数差异而出现的有害应力,不利于坯釉适应性。
釉层厚度对于釉面外观质量有直接影响,釉层厚会加重中间层的负担,易造成釉面开裂及其它缺陷,而釉层过薄则易发生于釉想象,一般釉层通常小于0.3mm或通过实验来确定。7 基本施釉的方法有浸釉、烧釉和喷釉。
发展中的施釉方法:流化床施釉、热喷施釉、干压施釉。
第十一章 干燥 坯体在干燥过程中变化的主要特征是随干燥时间的延长,坯体温度升高,含水率降低,体积收缩;气孔率提高,强度增加。影响干燥速度的因素及其作用
1)坯料的性质 粘土的可塑性越强,加入量越多,颗粒越细,干燥速度就越难提高;瘠性物料越多,颗粒越粗,越有利于提高干燥速度。
2)坯体形状、大小和厚度 形状复杂,体大壁厚的坯体在干燥时易产生收缩应力,故其干燥速度应加以控制,不宜太快。
3)坯体温度 坯体温度高,水的粘度小,有利于水分表面移动。
4)干燥介质的性质 干燥介质温度越高,湿度越小,则吸收水分的能力越大。增大干燥介质速度,减小边界层的厚度,增大对流传质系数,则可加快干燥速度。
5)使热扩散与湿扩散的方向一致 坯体中水分的内扩散包括湿扩散和热扩散。湿扩散是坯体内部由于存在湿度梯度引起的水分移动,其方向由坯体内部指向坯体外部;热扩散是坯体内部由于存在温度梯度而使水分移动,其方向由坯体表面指向坯体中心。当温度梯度与湿度梯度方向一致时会显著加快内扩散速度。
第十二章 烧成 烧成过程中的物理化学变化
1)低温阶段(室温~300度)
低温阶段也成坯体水分蒸发期。主要是排除在干燥过程中没有除掉的残余水分。随水分的 排除,组成坯体的固体颗粒逐渐靠拢,坯体发生少量收缩哦,气孔率增加。2)中温阶段(300~950度)
坯体内部发生较复杂的物理化学变化,瓷坯中所含有机物、碳酸盐、硫酸盐及铁的化学物等,大多要在此阶段发生氧化与分解,此外还伴随有晶型转变,结构水排除和一些物理变化。
坯体中存在的碳素及有机物在600度以上开始氧化分解,这类反应一直要进行到高温。碳素、硫化物及有机物必须在本阶段氧化,产生的气体必须完全排除掉,不然会引起坯体起泡。3)高温阶段(950度~~最高烧成温度)
高温阶段也称为玻化成瓷期,是烧成过程中温度最高的阶段。在本阶段坯体开始烧结,釉层开始融化。由于各地陶瓷制品晶胚、釉组成和性能的不同,对烧成温度和烧成气氛的要求也不相同。
弱还原阶段:在此阶段,由于熔融长石和其他低共融物形成的液相大量增加液相的表面张力作用,使坯体颗粒重新排列紧密,使颗粒相互胶结并填充空隙,颗粒间距缩小,坯体逐渐致密。同时促进莫来石的生成和发育,降低烧成温度,促进烧结。莫来石晶体长大并 形成‘骨架’,坯体强度增大。2 烧成制度包括温度制度、气氛制度和压力制度。气氛的作用:
1)气氛对陶瓷坯体过烧膨胀的影响
瓷石-高岭土瓷坯在还原气氛中过烧,产生的膨胀比在氧化气氛小得多;高岭土-长石-石英-膨润土瓷坯却在还原气氛下的过烧膨胀较大。2)气氛对坯体的收缩和烧结的影响
二者在还原气氛中的烧结温度都比在氧化气氛中低,随含铁量的减少而减小。瓷石质坯体在还原气氛中的收缩大,长石和膨润土坯则相反。
3)气氛对坯的颜色和透光性以及釉层质量的影响 A 影响铁、钛的价数
氧化焰烧成产生胶态Fe2O3而显黄色,还原焰则形成FeO显淡青色。含钛坯料应避免还原焰,因为其会使坯体颜色加深,而失去增白作用。
B 使SiO2和CO还原 SiO2经还原分解作用,生成单质硅,产生黑斑;CO则会分解出C而产生烟熏,也可产生釉泡。瓷器的烧成缺陷: 记五个
开裂;变形;气泡; 毛孔和桔釉; 色黄、火刺、落渣、斑点、烟熏; 生烧和过烧; 釉裂(惊釉); 釉缕与缺釉。
第十四章 气硬性胶凝材料 石膏的脱水转变图 P170-图14-2 2 石膏浆体的硬化
石膏哦浆体硬化并形成具有强度的人造石,一般认为其结构变化经历两个阶段,即凝聚结构形成阶段和结晶结构网的形成和发展阶段。在凝聚结构形成阶段,石膏浆体中的微粒彼此之间存在一个薄膜,粒子之间通过水膜以范德华分子引力互相作用,仅具有低的强度,这种结构具有触变复原的特性。在结晶结构网的形成和发展阶段,水化物晶粒已大量形成,结晶不断长大,且晶粒之间相互接触和连生,使整个石膏浆体形成一个结晶结构网,具有较高的强度,并且不再具有触变复原的特点。
尤为指出的是,石膏浆体在其自身硬化过程中,存在着结构的形成和结构的破坏这一对矛盾,其影响因素是多方面的,但是最本质的因素是与过饱和度有关。过饱和度较高时液相中形成的晶核数量多,晶粒细小,因而产生的结晶接触点多,容易形成结构网,反之,过饱和度较低则液相中形成的晶核数量少,晶粒粗大,因而结晶接触点也较少,形成同等结晶结构网所消耗的水化物较多。在初始结构形成以后,水化物继续生成,有利于结晶结构网的密实强化。但是,当达到某一限度值后,若过饱和度仍然过大,水化物势必会继续增加,就会对已形成的结晶结构网产生一种内应力(成为结晶应力),当结晶应力大于结构所能承受的限度时,就会导致结构破坏。此外,在结晶接触点的区段,晶格不可避免地发生歪曲和变形,因此,它与规则晶体相比较,具有较高的溶解度。所以,在潮湿条件下,产生接触点的溶解和较大晶体的再结晶,也会明显地影响石膏硬化浆体的结构强度。实际生产中,应注意控制石膏的质量和细度、养护温度、水灰比以及外加剂的 种类和掺量,从而保证石膏制品的质量。
3石灰浆体的硬化: 干燥硬化和碳化硬化。
第十五章 硅酸盐水泥 煅烧过程中的物理和化学变化
1)干燥和脱水; 2)碳酸盐分解; 3)固相反应; 4)孰料烧结; 5)孰料冷却。水泥孰料中各种氧化物的作用;1)CaO.CaO是水泥孰料的主要成分。作用:与酸性氧化物作用,生成C2S,C3S,C3A,C4AF等孰料矿物,其中C3S是由CaO与C2S作用后形成的,因此CaO的含量会直接影响到C3S的含量。CaO含量过少,生成的C3S就少; 若CaO过量,会产生游离CaO,使水泥的安定性不良。一般含量在62~68%。
2)SiO2.SiO2也是水泥的主要成分之一,其含量决定水泥孰料中CaSiO3矿物的数量。当CaO含量一定时,SiO2的含量影响C3S和C2S的相对含量。SiO2含量较高时,C3S的生成量减少,其含量一般在20~24%。
3)Al2O3,Fe2O3.与CaO作用,生成C3A,C4AF.在CaO-Al2O3-Fe2O3组成中,首先是CaO+ Al2O3形成C3A,随后C3A+ Fe2O3生成C4AF.只有Fe2O3及时作用完了,才有C3A的存在,所以配比应考虑Al2O3/ Fe2O3比。4)MgO.MgO超过一定含量时,会以方镁石的形式存在,使水泥安定性不良。水泥孰料的组成:
1)硅酸三钙
A矿:硅酸三钙并不以纯的形式存在,而是含有少量氧化镁,氧化铝等形成的固溶体。
硅酸三钙加水调和后,凝结时间正常。它水化较快,粒径为40μm~45μm的硅酸三钙颗粒,加水后28D其水化程度可达到70%左右。所以硅酸三钙强度发展比较快,早期强度较高,且强度增进率较大,28D强度可以达到其一年强度的70%~80%。但硅酸三钙水化热较高,抗水性较差,且孰料中硅酸三钙含量过高时,会给煅烧带来困难,往往使孰料中游离氧化钙增高,从而降低水泥强度,甚至影响水泥安定性。2)硅酸二钙
B矿:以固熔有少量氧化物的β-C2S的形式存在的硅酸二钙。
贝利特水化较慢,至28D 龄期仅水化20%左右,凝结硬化缓慢,早期强度较低,但28D以后,强度仍能较快增长,在一年后,可以赶上阿里特。贝利特水化热较小,抗水性较好,因而对大体积工程或处于一定侵蚀环境下的工程用水泥,适量提高贝利特含量,降低阿里特含量是有利的。3)中间相
填充在阿里特,贝利特之间的铝酸盐,铁酸盐,组成不定的玻璃体和含碱化合物等成为中间相。
A.铝酸钙:铝酸三钙水化迅速,放热多,凝结很快,如不加石膏等缓凝剂,易使水泥急凝。铝酸三钙硬化也很快,它的强度3天内就大部分发挥出来;故其早期强度较高,但绝对值不高,以后几乎不再增大,甚至倒缩。铝酸三钙的干缩变形大,抗硫酸盐性能差。
B.铁铝酸四钙的水化速度在早期介于铝酸三钙与硅酸三钙之间,但随后的发展不如硅酸三钙。它的强度早期发展较快,后期还能不断增长,类似于硅酸二钙,才利特(C矿)的抗冲击性能和抗硫酸盐性能较好,但有一定的水硬性。
4)游离氧化钙和方镁石 4 孰料的率值
率值作为生产控制的一种指标,可以比较方便地表示化学成分和矿物组成之间的关系,明确地表示对水泥孰料的性能和煅烧的影响。
1)硅率:表示孰料中SiO2与Al2O3,Fe2O3之和的质量比值,以SM或n表示。
硅率表达了水泥孰料矿物中硅酸盐矿物与熔剂性矿物C3A+C4AF)之间的数量对比关系。硅率越大,则硅酸盐矿物含量越高,熔剂性矿物含量越少,煅烧过程中出现的液相含量越小,所要求的烧成温度越高;但硅率过小,则煅烧过程中容易形成孰料大块甚至结圈。通常硅率控制在1.7~2.7之间。
2)铝率:又称铁率,表示孰料中Al2O3和Fe2O3含量的质量比,以IM或P表示。
若孰料中Al2O3和Fe2O3的总含量已确定,那么铝率表示C3A和C4AF的相对含量。3)石灰饱和系数
在水泥孰料中,氧化钙总是与酸性氧化物Al2O3,Fe2O3饱和生成C3A,C4AF,在生成上述矿物后,所余下的CaO与使SiO2饱和形成C3S所需的CaO的比值成为石灰饱和系数,以KH表示。它表示SiO2与CaO 饱和形成C3S的程度。C3S的水化
C3S的水化作用、产物以及所形成的结构对硬化水泥浆体的性能起主导作用。P198-图15-4说明C3S的水化过程五个阶段。表15-10.6 硅酸盐水泥的水化(三个阶段):
1)钙矾石形成期 C3A率先水化,在石膏存在条件下,迅速形成钙矾石,是导致第一放热峰的主要因素。2)C3S水化期 C3S开始迅速水化,大量放热,形成第二放热峰。有时会有第三放热峰或在第二放热峰上,出现一个‘峰肩’,一般认为是由于钙矾石转化成单硫型水化硫铝(铁)酸钙而引起的,当然,C2S与铁相亦以不同程度参与了这两个阶段的反应,生成相应的 水化产物。
3)结构形成和发展期 放热速率很低,趋于稳定。随着各种水化产物的增多,填入原先由水所占据的空间,再逐渐连接,相互交织,发展成硬化的浆体结构。水化速度 :常以单位时间内的水化程度或水化深度来表示。8 水泥浆体的水化硬化:
水泥的水化反应在开始主要为化学反应所控制;当水泥颗粒四周形成较为完整的水化物膜层后,反应历程又受到离子通过水化产物层时扩散速率的影响。随着水化产物层的不断增厚,离子扩散速率即成水化历程动力学行为的决定性因素。在所生成的水化产物中,有许多是属于胶体尺寸的晶体。随着水化反应的不断进行,各种水化产物逐渐填满原来由水所占据的空间,固体粒子 逐渐接近。由于钙矾石针、棒状晶体的相互搭接穿插,特别是大量箔片 状、纤维状C-S-H的交叉攀附,从而使原先分散的水泥颗粒以及水化产物连结起来,够长一个三维空间牢固结合、密实的整体。孔分布及总孔隙率
在水化过程中,水化产物的体积要大于孰料矿物的体积。据计算,每1cm³的水泥水化后约需占据2.2cm³的空间。即约45%的水化产物处于水泥颗粒原来的周界之内,成为内部水化产物;另有55% 则为外部水化产物,占据着原来冲水的空间。这样,随着水化过程的进展,原来冲水的空间减少,而没有被水化产物填充的空间,则逐渐被分割成形状极不规则的毛细孔。另外,在C-S-H凝胶所占据的空间内还存在着孔,尺寸极为细小,用扫描电镜也难以分辨。
一般在水化24h以后,硬化浆体中绝大部分(70~80%)的孔已经在100nm以下。随着水化过长的进展,孔径小于10nm,即凝胶孔的数量由于水化产物的增多而增加,毛细孔则逐渐填充减小,总的孔隙率则相应降低。凝结速度
从矿物组成后,铝酸三钙水化最为迅速,硅酸三钙水化也快,数量也多,因而这两种矿物与凝结速度的关系最为密切。强度及影响因素: 1)浆体组成和强度的关系; 2)密实度和强度的关系; 3)温度和压力对强度的影响 环境介质的侵蚀
对水泥侵蚀的环境介质主要有:淡水、酸和酸性水、硫酸盐溶液和碱溶液等。其侵蚀作用可以概括为:溶解浸析、离子交换以及膨胀性产物等三种形式。
第十六章 掺混合材料的水泥 水泥混合材料
常用的激发剂有两类:碱性激发剂(石灰或水化时能析出Ca(OH)2的 硅酸盐水泥孰料)和硫酸盐激发剂(二水石膏、半水石膏、无水石膏或以CaSO4为主要成分的化工废渣,如磷石膏、氟石膏等),起作用机理如下: 碱性激发剂的Ca(OH)2与活性混合材料中所含呈活性状态的SiO2和Al2O3发生化学反应,发生水化硅酸钙和水化铝酸钙。在同时有硫酸盐激发剂存在的条件下,石膏与活性Al2O3化合,生成水化硫铝酸钙。矿渣水泥的水化硬化过程
矿渣水泥调水后,首先是 孰料矿物与水作用,生成水化硅酸盐,水化铝酸钙、氢氧化钙、水化硫(铁)铝酸钙等。还可能生成水化铝硅酸钙(C2ASH3)等水化产物。因此,矿渣水泥早期硬化速度就较慢。矿渣水泥的性质和用途:矿渣水泥早期强度低,后期强度可赶上甚至超过硅酸盐水泥。
第十七章 其他品种水泥
高铝水泥的水化,主要是铝酸一钙的水化,其水化产物与温度关系极大。2 膨胀水泥:是指在水化过程中,由于生成膨胀性水泥产物,使水泥在硬化后体积不收缩或膨胀的水泥。由强度组分和膨胀组分组成。
铝酸盐自应力水泥
铝酸盐自应力水泥加水拌和后,高铝水泥中的CA和CA2等铝酸盐矿物与石膏进行水化。
在水化形成钙矾石的同时,会析出相当数量的氢氧化铝(AH3)凝胶,不但有效地增进了水泥石的密实性,而且在钙矾石晶体生长、膨胀过程中,起着极为重要的塑性衬垫作用,使水泥石在不断增高强度的情况下,具有较大的变形能力。又由于钙矾石析晶时的过饱和度较小,生成的钙矾石就比较分散,而且分布均匀,结晶压力不会过分集中,对水泥石结构的破坏就相对较小。因此,可以任务钙矾石和氢氧化铝凝胶共同构成了强度因素和膨胀因素。
第十八章 耐火材料的组成、结构和性能 耐火材料
定义: 是由多种不同化学成分及不同结构矿物组成的非均质体。
耐火材料的若干性质取决于其中的物相组成、分布和各相的特性。
1)化学组成: 是耐火材料的基本特征。为了抵抗高温作用,必须选择高熔点化合物。2)矿物组成
耐火材料一般是多相组成体,其矿物相可分为结晶相和玻璃相两类,又可分为主晶相和基质。主晶相是构成耐火材料的主题,一般来说,主晶相是熔点较高的晶体,其性质、数量及结合状态决定制品性质。基质又称为结合相,是填充在主晶相之间的结晶矿物和玻璃相。其含量不多,但对制品的某些性质影响极大,是制品使用过程中容易损坏的薄弱环节。耐火材料中气孔可分为三类:(1)封闭气孔;(2)开口气孔;(3)贯通气孔 高温蠕变性: 在高温条件下,承受应力作用的耐火制品随时间变化而发生的等温变形 4 抗热震性
耐火材料对于急热急冷式的温度变动的抵抗能力较抗热震性,又称为抗温度急变性、耐火热崩裂性、耐热冲击性、热震稳定性、热稳定性、耐急冷急热性等。
第十九章 耐火材料生产工艺 陶瓷结合:主晶相间低熔点的硅酸盐非晶质和晶质联结在一起而形成的结合较陶瓷结合 2 化学结合
化学结合指耐火材料制品中由化学结合剂形成的结合,即加入少量结合物质,在低于烧结温度的条件下,发生一系列的化学反应使制品硬化而形成的结合。直接结合
由耐火主晶相直接接触所产生的一种结合方式称之为直接结合,它既不同于化学结合,也不属于陶瓷结合。
第三篇:高中化学《新型无机非金属材料》教学案例
高中化学《新型无机非金属材料》教学案例
海南三亚榆林八一中学周冬阳5720
21新课标中,科学课程的基本理念是以全面提高每一个学生的科学素养为核心,要求教师在教学中应面向全体学生,立足学生发展,体现科学本质,突出科学探究,反映当代科学成果。在总目标中也特别强调了科学探究,并指出,科学探究活动是培养科学观念与能力的最关键的途径,也是培养创新精神与实践能力最有效的手段。对科学探究的具体设计,力求突出科学素养,体现学生的主体作用,符合学生的心理特点,从学生身边熟悉的事物出发,为学生所喜爱,并让学生参与科学探究活动的开发。因此,怎样在化学课堂中更好的处理好“知识点的落实”与“充分运用探究手段”的关系是落实学生主体地位,实现化学总体教学目标的基本前提。本课是基于多媒体网络教室(Web教室)中高中化学学科自主探索学习的试验研究课,是多媒体技术和网络技术在中学化学教育应用的新尝试。
一、教材分析
(一)知识内容
本节教材介绍新型无机非金属材料的特点、用途和发展。
(二)学习目标
1、知识目标:使学生对新型无机非金属材料有大致印象。
2、能力目标:通过对相关网络资料的阅读,结合观察思考探究、协作交流讨论,培养学生的分析资料、提取信息、发现问题和解决问题的能力。
3、德育目标
①帮助学生建立勇于探索创新的精神和克服困难的信心。
②使学生认识到化学在现代社会、现代科技中的重要作用。
③通过对新型无机非金属材料的介绍,培养学生崇尚科学、热爱科学的情感。④通过本节课的学习,使学生意识到人类智慧力量的伟大。
⑤通过介绍我国在新型无机非金属材料方面的成就,培养学生的爱国主义情感。
(三)教学重点
新型无机非金属材料的特点、用途和发展。
(四)教学难点
1、激发学生学习的积极性。
2、培养学生热爱科学的情感。
二、学生分析
1、学习特点:学习对象为高一学生,对化学学科和计算机等现代信息技术有着浓厚的学习兴趣,但基本的计算机操作熟练程度不一,对学习资源利用和知识信息的获取、加工、处理与综合能力较低。
2、学习习惯:高一学生知识面较狭隘,习惯于教师传道授业解惑这种被动接受式的传统教学,缺乏独立发现和自主学习能力。
3、学习交往:高一学生在新的学习环境中,学习交往表现为个别化学习,课堂上群体性的小组交流与协同讨论学习机会很少。
三、教学方法
基于新课改提出教育要为学生的终身发展奠定基础,让学生学会做人、学会求知、学会合作、学会实践、学会创新的理念。本课为了充分体现学生的主体作用,进行教法与学法优化组合:
1、实物展示法:展示新材料实物,使学生获得感性认识。
2、探究学习法:联系所学知识和运用网络资源进行问题思考、解决的学习。
3、发现学习法:善于分析资料、寻找和发现思考性问题。
4、自主学习法:利用网络资源、教材资源,独立地进行学习。
5、问题讨论法:运用网络教室的各种交流手段对学习主题展开讨论。
6、协作学习法:通过网络教室中师生、生生协同、交流、讨论的学习。
四、教学过程
[课前准备]做好课文预习;相关网络课件发布到校园网的服务器;
[新课引入]展示实物:玻璃刀、机械手表、光导玩具。
提问:
1、玻璃刀的刀头是什么材料制作的?(人造金刚石);
2、机械手表上的“19钻”字样是什么意思?(人造红宝石的数目);
3、气炉中电子打火用的是什么材料?(压电陶瓷);
4、在的长途电话信号是通过什么传输的?(光导纤维)。
[教师]好,同学们基础很扎实也很用功.这些都是新型无机非金属材料。而我们上一节课所讲的水泥、玻璃、陶瓷等都属于传统无机非金属材料。按化学组成,材料可以进行如下分类。
[投影](材料的分类)
[教师]这一节课我们来认识几种新型无机非金属材料。
[投影]课题:新型无机非金属材料
学习任务:新型无机非金属材料的特点、用途和发展。
学习要求:
①明确本课的学习目标,以学习任务驱动为方式,以新型无机非金属材料为中心,以小组协作讨论的方法(语言交流和在线讨论方式)进行主动地探究学习。
②抓住本课学习的重点和难点,运用发现、探究、协作、讨论学习方法,大胆、主动分析问题和解决问题。
③注重本课网页素材和相关网站的学习资源利用,联系所学知识和技能,对信息进行获取、收集、加工、处理,提高自己的学习能力。
[教师] 为什么要叫新型无机非金属材料呢?
[学生]为了与传统无机非金属材料相区别。
[复习提问]传统无机非金属材料的成分是什么?它有什么特点?
[学生]传统无机非金属材料具有抗腐蚀、耐高温的优点,但也有质脆、经不起热冲击的弱点。
[教师]同学们记得很牢。事实上,我们看下面一些住宅图中各自的构成材料也会发现,即使在人类社会发展的过程中,大自然馈赠与人类的材料(如泥土、木材、石头等),已远远不能满足人类社会发展的需求。为了人类自身发展的需要,人们总是在大自然的馈赠之外,用自己的聪明才智和勤劳的双手,不断地研制、创造着各种各样的新材料,以满足人类物质文明和科学技术不断发展的需要。
[电脑图片展示]
图片1:图原始人居住的洞穴
图片2:用茅草搭起来的房屋
图片3:用树枝、泥巴盖起来的房子
图片4:用石头砌起来的石屋,用木棍、木板搭起来的房子
图片5:用砖、水泥等盖的住宅
图片6:高楼大厦
图片7:现代居室(包括电视机、音响、电脑等)
[讲述]传统无机非金属材料与现在所用的许多金属材料相比,有许多独特的优势,这使得很多行业的科学家都对它情有独钟,然而,它的弱点的存在,又使它的应用范围受到了一定的限制。为此,科学家们进行深入的研究和探索,并进行了反复的实验,随之而来的便是多种多样具有特殊性能的新型无机非金属材料的问世,那么,新型无机非金属与传统的无机非金属材料相比有哪些特性呢?
[投影]学习探究的问题:课本主要介绍了高温结构陶瓷和光导纤维。为什么从知道钠蒸气放电到高压钠灯的使用经过了二十几个年头呢?陶瓷发动机的优点?光纤通信较之普通电缆通信有哪些优点呢?光导纤维在医学上有什么应用?
[学生活动](资源利用、自主探索)
[教师活动]指导学生利用资源学习的顺序依次为:化学教材(文本)----媒体资源(图片、视频)----“碳族元素”网站或其它相关网站(检索新型无机非金属材料的相关资料)。
[师生互动](浏览网页的同时并在线讨论。)
[投影]上述问题的相关知识和答案
[教师]预习中同学们从各种渠道收集到一些新型无机非金属材料的有关材料,下面请每一组选出一名代表上台跟大家交流一下。(3分钟演讲)
[第一组]生物陶瓷
[第二组]夹层玻璃
[第三组]半导体陶瓷
[第四组]赛伦
[教师]新型无机非金属材料的种类还有很多,它们有些什么特性呢?在哪些领域会大显神通呢?
[师生互动](学生浏览网页、总结,教师巡回指导。)
[投影]新型无机非金属材料的特性
[教师]材料是人类生活必不可少的物质基础。材料的发展史就是一部人类文明史。没有感光材料,我们就无法留下青春的回忆;没有特殊的荧光材料,就没有彩色电视;没有高纯的单晶硅,就没有今天的信息技术;没有特殊的新型材料,神州五号飞船就无法上天。可见,科技的发展和社会的进步往往受到材料的制约。反过来,一种新材料的发现可能回给社会带来革命性的变化。
新材料在不断涌现如1985年发现了足球烯。旧材料的功能也在拓展,如石英早就存在,石英钟的普及却是近几年的事,光导纤维使玻璃“老爷爷”又焕发了青春。
谈谈你所知道的未来材料发展的趋势或者你对材料的设想。
[分组讨论]学生分为八组,语言交流讨论。每组选一名代表对未来新材料的美好设想。
[教师]展望21世纪,材料科学的发展前景是美好的:1.光电转换材料,分解水的催化材料和储氢材料将实现高效化;2.集多种功能于一身的复合材料可使我们的生活质量得到进一步改善(如“白色污染”将被消除);3.高温超导材料将进入实用阶段;4.智能材料和机敏材料将得到广泛应用;5.纳米材料将在治疗癌症、存储信息等领域大显神通„„
社会需要材料,材料离不开化学。同学们一定要学好化学,将来开发和应用更多更好的新材料,为社会主义现代化建设服务。
[练习巩固]在线训练10个选择题,当场评分。
[小结]
[作业布置]有兴趣的同学课后搜集有关新型无机非金属材料的实物或文字资料,写一篇科普小论文。
五、课后反思
“新型无机非金属材料”这节课的较理想的有以下几个环节:
1、实物展示,使学生获得感性认识,同时拉近了学生与知识内容之间的距离,充分调动了学生的学习积极性;
2、创设多种学习情境,引导学生展开学习与探究活动,积极调动学生的主体性进行自主探究和协作学习;
3、通过台上的角色扮演,培养学生综合素质;
4、在线练习和检测,及时反馈教学效果。不足之处:对学生综合能力分析不透,导致一些漏洞的出现。另外,教师自己本身综合素质有待提高。
第四篇:无机非金属材料工学(本站推荐)
1无机非金属材料的制备方法可以分为两大类:普通烧制和高技术制备,前者主要包括集中具体的制备方法?不论哪一种方法,烧制过程又包括哪几个阶段?
固相烧结、液相烧结、熔化;预热 烧成 冷却三个阶段。根据作业性质来,无机非金属热工设备(窑炉)可分为间歇式、连续式窑炉,各举一例。按火焰进行的方向,无机非金属热工设备(窑炉)可分为哪几种,并解释什么是倒烟炉。间歇式:倒烟窑 连续式:隧道窑 按火焰进行方向分可以分为:直烟窑 横烟窑 倒烟窑 倒烟窑:是一种间歇式窑炉。燃烧所产生的火焰都从燃烧室的喷火口上行至窑顶然后下降经匣钵柱间传热给窑炉,窑炉气氛对材料的烧制具有重要的影响,根据气体的性质,窑内气氛可分为哪几种,与空气过剩系数之间的关系如何?
分为氧性气氛 还原气氛 中性气氛;空气过剩系数:a>1为氧化气氛 a<1为还原气氛 a=1中性气氛目前工业上水泥窑有哪两大类?SP窑和NSP窑分别指的什么窑?其主要差别是什么? 立窑和回转窑;SP窑是指悬浮预热器窑,NSP窑是指窑外分解窑;SP窑没有分解炉吗,窑尾只有悬浮预热器;NSP窑有分解炉。新型干法水泥回转窑系统由哪几大部分组成?每一级旋风预热器由哪两部分组成?什么是悬浮预热技术?
预热器系统、分解炉、回转窑、熟料冷却机、燃料燃烧器等设备组成。每一级旋风预热器由旋风筒及其联接管道所构成。旋风预热技术:水泥回转窑系统中通入空气被分为三个部分(一次、二次、三次风),各有什么作用?对他们的温度有何要求,为什么?
一次风的作用:携带从窑头煤粉仓下来的煤粉经喷煤管高速喷入回转窑内高效燃烧来保持刚喷出的火焰有一定的“刚度”;二次风的作用:是从窑头进入回转窑内成为窑内煤粉燃烧的主要助燃空气;三次风的作用:成为分解炉内煤粉燃烧所需的助燃空气。二次空气和三次空气的预热温度不受限制,越高越好,而一次空气不允许被预热,否则温度较高的一次风会使煤粉中的挥发分在喷煤管中提前逸出,从而造成煤粉爆炸事故。一般来说,玻璃制品的生产过程,都要经过哪几个阶段?洛阳浮法
配合料制备、玻璃液熔制、玻璃制品成型、玻璃产品退火浮法平板玻璃生产过程的三大热工设备是什么?玻璃池窑通常要用什么样的耐火材料做成?
玻璃池窑 锡槽 退火窑;玻璃池窑使用耐火砖砌成。在浮法平板玻璃的热源供给部分,为什么要设置蓄热室?其结构中最重要的部分是什么?简述蓄热室的工作原理?
蓄热室不仅仅是回收余热,节能,也是为了达到熔制高质量玻璃所要求的高温而必须采取的措施。格子体结构是蓄热室结构中最重要的部分。工作原理:利用废气与空气交替地通过其内的格子体,以格子体为传热的中间体,从而使得空气间接地获得废气的余热。10 影响玻璃带成型的因素是?玻璃的自然厚度约为?
重力 粘度 表面张力;6~7mm在成型部,如何控制玻璃的厚度?如想得到薄玻璃,如何操作?
生产薄玻璃的控制方法:机械拉边法;生产厚玻璃:挡墙法 负角度机械拉边法 挡墙拉边法; 得到薄玻璃可采用机械拉边法,在锡槽中段玻璃原版的两边放置若干个横向拉边器,玻璃越薄,拉边器越多。在锡槽内为什么要通入保护气体?何种气体?
为防止锡液被氧化;N2、H2
13什么叫泡界线,它有何作用?
在横焰玻璃池窑的熔化部,由于热点与投料池的温度差,表层玻璃液会向投料池方向回流,使得五泡沫的玻璃和有泡沫的玻璃之间有一条明显的成分界限,称为泡界线。泡界线的为之和形状是判断横焰窑熔化作业正常与否的标志,它还会影响到玻璃池窑的产量和玻璃池窑的质量。玻璃池窑的作业制度包括:温度制度,压力制度,泡界线制度,液面制度,气氛制度!一大稳:热工制度稳,四小稳:温度稳,压力稳,泡界线稳,液面稳!山型,桥型桥型 15 隧道窑用来制备:陶瓷制品包括微晶玻璃,烧结型耐火材料,砖瓦!通过曲折密封的方式!16采用由许多平行排列的转动的辊子组成的辊道来代替窑车来作为被烧制胚件的盛载工具,胚件可以直接放在辊道上,也可以放在垫板上!
17传统的余热锅通常由省煤器,蒸发器,过热器和汽包等几部分组成,汽包的作用:汇集省煤器来的水,汇集蒸发器来的汽水混合物。提供合格的饱和蒸汽进入过热器或供给用户!加热蒸发器,过程的分界点,有一定蓄热能力,能快速适应外界负荷度,提高蒸汽品质,使运行安全!自然循环和强制循环的余热锅炉中,汽包是必不可少的重要部分。汽包内装有汽水分离设备,来自蒸发器的汽水混合物进行分离!
第五篇:无机非金属材料1
一、概念题 连续性与可逆性以及可变性。④多孔材料法。(四选三)
1.无机非金属材料:是以某些元素的氧化物,碳化物,10.石英在陶瓷生产中发挥的主要作用。7.试述陶瓷三大原料之一的长石的化学式、结构式氮化物,卤素化合物,硼化物以及硅酸盐,铝酸盐,答:①在烧成前是瘠性原料,可对泥料的可塑性起调节作及作用。
磷酸盐,硼酸盐等物质组成的材料,是除有机高分用,能降低坯体的干燥收缩,缩短干燥时间并防止坯体变答:化学式子材料和金属材料以外的所有材料的统称。形。结构式
2.熔块釉:在制釉过程中,把一些毒性原料或易溶于②在烧成时,石英的加热膨胀可部分抵消坯体收缩的影响,钾长石K2O·Al2O3·6SiO2水的原料预先制成不溶于水或微溶于水、无毒的硅当玻璃质大量出现时,在高温下石英能部分熔解于液相中,K[AlSi3O8]
酸盐熔块。增加熔体的粘度,而未熔解的石英颗粒,则构成坯体的骨钠长石Na2O·Al2O3·6SiO2
3.生料釉:直接以釉料配方称料混合磨细的釉料。架,可防止坯体发生软化变形等缺陷。Na[AlSi3O8]
4.二次烧成:分两种,一种是“高温素烧,低温釉烧”,③在瓷器中,石英对坯体的力学强度有着很大的影响,合钙长石CaO·Al2O3·2SiO2一种是“低温素烧,高温釉烧”,目的是为了减少釉理的石英颗粒能大大提高瓷器坯体的强度,否则效果相反,Ca[Al2Si2O8]
面和产品的其他缺陷。同时,石英也能使瓷坯的透光度和白度得到改善。钡长石BaO·Al2O3·6SiO2
5.开始烧结温度:粘土在加热过程中,体积开始剧烈④在釉料中二氧化硅是生成玻璃质的主要成分,增加釉料Ba[Al2Si2O8]
变化气孔率明显减少时的温度。中石英含量能提高釉的熔融温度,并减少釉的热膨胀系数。①长石在高温下熔融,形成粘稠的玻璃熔体,是
6.示性矿物组成:坯料配方组成以纯理论的粘土,石同时它是赋予釉以高的力学强度、硬度、耐磨性和耐化学坯料中碱金属氧化物(K2O、Na2O)的主要来源,英,长石等矿物来表示的方法。侵蚀性的主要因素。能降低陶瓷坯体组分的熔化温度,有利于成瓷和
7.耐火度:材料在高温下,虽已发生软化而没有全部
三、问答题 降低烧成温度 ②熔融后的长石熔体能溶解部分熔融,在使用中所能承受的最高温度。1.试述坯—釉中间层对坯釉适应性的影响。高岭土分解产物和石英颗粒 ③长石熔体能填充
8.触变性:粘土泥浆或可塑泥团在静置以后变稠或凝答:①降低了釉的膨胀系数,消除釉裂②若中间层生成了于各结晶颗粒之间,有助于坯体致密和减少空隙 固,当受到搅拌或振动时,粘度降低而流动性增加,与坯体性质相近的晶相,则有利于坯釉结合;反之,则不④在釉料中长石是主要的熔剂 ⑤长石作为瘠性再放置一段时间后又能恢复原来状态,这种性质称利于坯釉结合③有熔解了部分坯体表面,并渗入坯体,坯原料,在生坯中还可以缩短坯体干燥时间,减少为触变性。釉接触面积增大,有利于釉的粘附,增加了坯釉适应性。坯体的干燥收缩和变形等。
9.混凝土:是由胶凝材料,水和粗,细骨料按适当比2.试述陶瓷工业用二氧化硅原料主要结晶矿物—石英随温8.试述提高坯料可塑性的措施。
例配合拌制成拌合物,经一定时间硬化而成的具有度变化发生晶型转化的情况。答: 提高坯料可塑性的措施有:①将粘土原料进所需形状,强度和耐久度的人造石材。答:石英类原料在加热过程中会发生复杂的多晶转变,同行淘洗或长期风化 ②将润湿的粘土或坯料长期
10.水泥:加入适量水后可形成塑性浆体,既能在空时伴随体积变化,这是使用石英类原料时必须注意的一个陈腐 ③将泥料进行真空连泥 ④加入无机或有机气中硬化又能在水中硬化,并能将砂,石等材料牢重要性质。具体见书无非材料22页 塑化剂。
固地胶结在一起的细粉状水硬性胶凝材料。3.试述我国传统细瓷生产的主要原料—瓷石的主要成分及9.试述陶瓷配料的主要依据。
二、简答题 其作用。答:①充分考虑产品的物理化学性能和使用性能
1.简述釉的组成(按其在釉中所起的作用)。答:绢云母、石英为主要成分或未风化岩石状矿物是多种要求 ②参考前人的经验和数据 ③了解各种原料答:① 网络形成剂:作用是氧化物在釉层中以四面状物的集合体,石英40~40%;长石 5~30%;绢云母15~30%;对产品性能的影响 ④应满足生产工艺的要求⑤ 体的形式相互结合的不规则网络 高岭石 0~10%。可塑性不高,结合强度大,但干燥速度了解原料的品味、来源和到厂价格。
②助熔剂:这类成分能促进高温分化反应,加速高快,一般玻化温度在1150~1350C之间,烧成温度较宽。烧10.试述釉料配方常用的助熔剂并给出使用注意事熔点晶体化学键的断裂和生成共熔物。成时能生成莫来石及玻璃相,起促进成瓷及烧结作用,还项。
2.在陶瓷生产中对坯料质量有哪些基本要求? 可以用于配制釉果。答:① CaO主要由方解石、大理石、白云石、答:要求有:配方准确,组分均匀,细度合理,气4.试述玻璃的两大结构学说,并比较两者的不同。石灰石、白垩、硅石灰、钙长石等引入。一般用孔少。答:玻璃的两大结构学说,是晶子学说和无规则网络学说。量不超过18%,否则导致釉层湿透,形成无光釉 ②
3.简述真空练泥的作用。晶子学说认为玻璃是由无数“晶子”所组成。晶子是具有MgO主要由菱镁矿、白云石、滑石等引入。以菱答:可排除泥饼中的残留空气,提高泥料的致密度晶格变形的有序排列区域,分散在无定形介质中,从“晶镁矿引入时,MgO用量一般不超过3%,否则釉面和可塑性,并使泥料组织均匀,改善成形性能,提子”部分到无定形部分是逐步过渡的,两者之间并无明显难以控制,与CaO同时引入时,对于高温瓷来说高干燥强度和成瓷后的力学强度。界限。无规则网络学说认为像石英晶体一样,熔融石英玻一般应使CaO/MgO摩尔比小于1 ③ Li2O、Na2O、4.简述耐火材料的使用性质。璃的基本结果单元也是硅氧四面体[SiO4],石英玻璃是由K2O来源于锂云母、锂辉石、钛酸锂、硅酸锂、答:耐火度,荷重软化温度,高温体积稳定性,耐[SiO4]作为结构单元,相互连接而成的三度空间网络,但锆酸锂、碳酸锂等。Li2O引入少量效果就很好,热震性,抗渣性,耐真空性,制品形状规整性和尺[SiO4]的排列是无序的,缺乏对称性和周期性的重复,故Na2O与K2O一般同时引入,其最佳摩尔比为2~4寸的准确性。不同于晶态石英结构。前者强调了不连续性、微不均匀性④ZnO直接以氧化锌或碳酸锌引入,一般用量
05.简述陈化的作用。和有序性;后者强调了玻璃中多面体间排列的连续性、均不宜过多,且ZnO在使用前,要经过1250~1280C
答:陈化即陈腐,作用有:使坯料中水分更加均匀,匀性和无序性。的高温煅烧⑤PbO其有毒,且易挥发,对提高坯料的可塑性,5.试述粘土在陶瓷生产中的主要作用。生铅釉,如果操作不当,易被还原,使釉面呈现
6.玻璃退火和淬火的目的是什么?各包括几个阶答:粘土在陶瓷中的作用:①粘土可塑性是陶瓷坯泥赖以灰黑色。一般做熔块釉使用⑥ B2O3 由硼砂、段? 形成的基础②粘土使注浆泥料与釉料具有悬浮性与稳定性硼酸、硼钙石、硼镁石、方硼石引入。用量适当答:退火的目的是为了减小和消除玻璃的永久应力③粘土一般是细分散颗粒,同时具有结合性,这可在坯料否则热膨胀增大,并降低釉的耐酸和抗水侵蚀能
0和提高玻璃的光学均匀性,包括加热,保温,慢冷,中结合其它瘠性原料使坯料具有一定干燥强度,有利于坯力。B2O3在1000C左右时挥发加快,故在配方设
快冷四个阶段。淬火的目的是? 体的成形,另细分散度颗料与较细瘠性原料相结合,且可计时,需要考虑此项损失⑦BaO 有碳酸钡、7.粘土矿物的按照成因分类。得到较大堆积密度而有利于烧结④Al2O3 形成莫来石,决定硫酸钡、氯化钡引入。钡的化合物大部分有毒,答:可分为:①原生粘土:是母岩风化崩解在原地烧成程度⑤粘土形成陶瓷主体原料。使用时注意。
残留下来的粘土②次生粘土:是由风化形成的粘土,6.试述轻质耐火材料的优缺点,并列举至少三个生产轻质耐
经雨水河流的冲刷与漂流及有时外加风力的作用以火材料的方法。
后,迁移到盆地或水流缓慢的湖泊沼泽地沉积下来,答 :轻质耐火材料优点是,热导率低,可节省材料消耗;
而形成的粘土层。可以快速升温和冷却,提高设备生产效率;减轻炉体质量;
8.坯料的类型有哪些? 降低环境温度,改善劳动条件。缺点是,气孔率较大,组
答:有长石瓷,绢云母瓷,骨灰瓷,滑石瓷。织疏松,抗渣性能差,熔渣会很快地侵入砖体气孔内,使
9.玻璃的通性是什么? 之碎裂;力学强度低,耐磨性能差;热稳定性不好。生产
答:各向异性,无固定熔点,亚稳性,性质变化的气质耐火材料的方法:①燃烬加入物法②泡沫法③化学法