第一篇：無(wú)機(jī)非金屬材料工藝學(xué)題庫(kù)

四、簡(jiǎn)述題

1.有一瓶罐玻璃生產(chǎn)廠欲提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性、提高機(jī)速，對(duì)配比應(yīng)做如何 調(diào)整？ 為什么？

堿金屬氧化物(Na2O，K2O)對(duì)玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性影響最大。為了提高 設(shè)計(jì)玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性，必須使設(shè)計(jì)玻璃中的 Na2O、K2O 比現(xiàn)有玻璃降低 ； 增加機(jī)速，可適當(dāng)增加CaO，同時(shí)考慮到MgO對(duì)提高化學(xué)穩(wěn)定性有 利，而又能防止析晶，為此在設(shè)計(jì)玻璃中強(qiáng)加了MgO，并使 MgO＋CaO 的含量比原有玻璃中CaO的含量增高。

2.硅酸鹽水泥熟料燒成后要進(jìn)行冷卻的目的是什么？為何生產(chǎn)實(shí)踐中要采用急速冷卻？ 熟料冷卻的目的： 改善熟料質(zhì)量與易磨性 ； 降低熟料的溫度，便于運(yùn)輸、儲(chǔ)存、和粉磨 ； 回收熱量，預(yù)熱二次空氣，降低熱耗、提高熱利用率。急速冷卻熟料的優(yōu)點(diǎn)： 急冷能防止或減少β-C2S轉(zhuǎn)化成γ-C2S ； 急冷能防止或減少C3S的分解 ； 急冷能防止或減少M(fèi)gO的 破壞作用 ； 急冷使熟料中C3A結(jié)晶體減少 ； 急冷熟料易磨性提高。3.無(wú)機(jī)非金屬材料與金屬材料在性能上有那些不同？試分析其原因？ 無(wú)機(jī)非金屬材料的化學(xué)組分主要由元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化 合物、硼化物、以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽和非氧化物等物質(zhì)，其化學(xué)鍵主要為離子鍵或離子—共價(jià)混合鍵。因此，無(wú)機(jī)非金屬材料的基本屬性主要體現(xiàn)為高熔點(diǎn)、高硬度、耐腐蝕、耐 磨損、高抗壓良好的抗氧化性、隔熱性，優(yōu)良的介電、壓電、光學(xué)、電磁性能 及其功能轉(zhuǎn)換特性等。但大多數(shù)無(wú)機(jī)非金屬材料具有抗拉強(qiáng)度低、韌性 差等缺點(diǎn)。4.簡(jiǎn)述玻璃熔化過(guò)程的各個(gè)階段及其特點(diǎn)？

1）燒結(jié)體的形成 在高溫作用下，發(fā)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，形成不透明燒結(jié)物。對(duì)于普通鈉鈣硅酸鹽玻璃而言，這一階 段結(jié)束后，配合料轉(zhuǎn)變?yōu)橛晒杷猁}和殘余石英顆粒組成的燒結(jié)體。2）玻璃液的形成 不透明燒結(jié)體經(jīng)進(jìn)一步加熱，未完全熔化的配合料殘余顆粒溶解，燒結(jié)物開(kāi) 始熔融、擴(kuò)散，并最終由不透明燒結(jié)體變?yōu)橥该鞑Ａб骸５藭r(shí)的玻璃液含有大 量可見(jiàn)氣泡，且玻璃液的化學(xué)成分很不均勻。3）玻璃液的澄清 玻璃液的澄清是指氣體夾雜物從玻璃液中的消除 的過(guò)程。4）玻璃的均化 均化過(guò)程是為了消除玻璃液中條紋和其他化學(xué)組成與玻璃液組成不同的不 均體，從而獲得化學(xué)組成均勻一致的玻璃液。5）玻璃液的冷卻 為使玻璃液滿足成型所需的粘度要求，經(jīng)高溫澄清、均化后的玻璃液需進(jìn)一 步降溫冷卻。整個(gè)冷卻過(guò)程應(yīng)力求平穩(wěn)進(jìn)行，以保證玻璃液的熱均勻性，并防止 出現(xiàn)溫度波動(dòng)，以免引起二次氣泡。

5.在硅酸鹽水泥生產(chǎn)中，當(dāng)氧化鈣含量變化時(shí)，對(duì)煅燒和礦物形成有何影響？

當(dāng)氧化鈣含量提高時(shí)，熟料中的 C3S 增加，熟料強(qiáng)度提高，因此，提高氧化鈣含量，有利于提高水泥熟料質(zhì)量 ；但氧化鈣含量過(guò)高，熟料煅燒困難，致使 f-CaO增加，熟料強(qiáng)度降低 ； 降低氧化鈣含量，熟料中的C3S減少，C2S增多，熟料強(qiáng)度降低，熟 料易粉化。6.陶瓷廠在采用注漿成型時(shí)，對(duì)坯料有何要求？

1）流動(dòng)性好。保證泥漿澆注成形時(shí)要能充滿模型的各個(gè)部位。2）懸浮性好。漿料中各種固體顆粒能在較長(zhǎng)的一段時(shí)間懸浮而不沉 淀的性質(zhì)稱為泥漿的懸浮性。它是保證坯體組分均勻和泥漿正常輸送、貯放的重要性能之一。3）觸變性適當(dāng)。受到振動(dòng)和攪拌時(shí)，泥漿粘度會(huì)降低而流動(dòng)性增加，靜置后又恢復(fù)原狀，此外，泥漿放置一段時(shí)間后，在維持原有水分的情況下也會(huì) 變稠，這種性質(zhì)稱為觸變性。泥漿觸變性過(guò)大，容易堵塞泥漿管道，且 坯體脫模后易塌落變形 ；觸變性過(guò)小，生坯強(qiáng)度較低，影響脫模和修坯。4）濾過(guò)性好。濾過(guò)性也稱滲模性，是指泥漿能夠在石膏模中濾水成 坯的性能。濾過(guò)性好，則成坯速率較快。當(dāng)細(xì)顆粒過(guò)多時(shí)，易堵 塞石膏模表面的微孔脫水通道，不利于成坯。熟料和瘠性原料較多時(shí)有 利于泥漿的脫水成坯。9.簡(jiǎn)述鈣質(zhì)原料在典型無(wú)機(jī)非金屬材料中的作用？

硅酸鹽水泥：CaO——滿足生成熟料礦物的要求。CaO量過(guò)高，生料 易燒性差，熟料中 f－CaO 增多，會(huì)導(dǎo)致安定性不良；CaO 量過(guò)低，熟料中 C2S增多，C3S減少，熟料強(qiáng)度下降。陶瓷中：主要起助熔作用，縮短燒成時(shí)間，增加瓷器的透明度，使坯釉結(jié)合牢固。玻璃中：穩(wěn)定劑，即增加玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，但含量不宜 過(guò)高，否則會(huì)使玻璃的結(jié)晶傾向增大，而且易使玻璃發(fā)脆。CaO在高溫時(shí)，能降低玻璃的粘度，促進(jìn)玻璃的熔化和澄清；但當(dāng)溫度降低 時(shí)，粘度增加得很快，使成形困難。含 CaO 高的玻璃成形后退火要快，否則易于爆裂。

13.簡(jiǎn)述普通平板玻璃的主要組成成分及其作用？

主要組成成分——Na2O、CaO、SiO2； 各成分的主要作用——Na2O，玻璃助熔劑，降低玻璃的粘度，使玻璃易于 熔融； CaO，穩(wěn)定劑，增加玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，高溫時(shí)降低玻璃的粘 度，促進(jìn)玻璃的熔化和澄清； SiO2，玻璃的形成氧化物，作為玻璃的骨架。14.簡(jiǎn)述影響玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的因素？

1）玻璃的組成 玻璃網(wǎng)絡(luò)完整性愈高，網(wǎng)絡(luò)外離子愈少，玻璃化學(xué)穩(wěn)定性愈好。2）侵蝕介質(zhì)的種類 水汽侵蝕能力大于水。弱酸濃度小者大于強(qiáng)者，因前者電解H + 強(qiáng)濃度高。堿的侵蝕受陽(yáng)離子吸附能力，OH-濃度以及生成的硅酸鹽溶解度三方面影 響。3）熱歷史 急冷玻璃較慢冷玻璃網(wǎng)絡(luò)疏松，化學(xué)穩(wěn)定性較差； 玻璃退火時(shí)，若發(fā)生析堿，在玻璃表面形成富硅層，而提高玻璃化學(xué)穩(wěn)定性。4）溫度壓力的影響 室溫下玻璃相對(duì)穩(wěn)定。但加溫加壓后，水的電離大大增加，侵蝕作用加劇，0~100℃范圍內(nèi)，溫度升高20K，侵蝕作用增大20倍.17.簡(jiǎn)述陶瓷坯體的干燥過(guò)程？

生坯與干燥介質(zhì)接觸時(shí)，生坯表面的水首先汽化，內(nèi)部的水借助擴(kuò)散作用向表面移動(dòng)，并在表面汽化，然后干燥介質(zhì)將汽化的水帶走。

干燥速度取決與內(nèi)部擴(kuò)散速度和表面汽化速度兩個(gè)過(guò)程 干燥過(guò)程可分為四個(gè)階段：

1、升速階段 短時(shí)間內(nèi)，坯體表面被加熱到等于干燥介質(zhì)濕球溫度的溫度，水分蒸發(fā)速度很快增大，到A點(diǎn)后，坯體吸收的熱量和蒸發(fā)水分耗去的熱量相等。時(shí)間短，排除水量不大。

2、等速干燥階段 坯體表面蒸發(fā)的水分由內(nèi)部向坯體表面源源不斷補(bǔ)充，坯體表面總是保持濕潤(rùn)。干燥速度不變，坯體表面溫度保持不變，水分自由蒸發(fā)。到臨界水分點(diǎn)后，坯體內(nèi)部水分?jǐn)U散速度開(kāi)始小于表面蒸發(fā)速度，坯體水分不能全部潤(rùn)濕表面，開(kāi)始降速階段，體積收縮。

3、降速干燥階段 表面停止收縮，繼續(xù)干燥僅增加坯體內(nèi)部孔隙。干燥速度下降，熱能消耗下降，坯體表面溫度提高。

4、平衡階段 坯體表面水分達(dá)到平衡水分時(shí)，干燥速度為0，取決與干燥介質(zhì)的溫度和濕度—干燥最終水分。

18.簡(jiǎn)述如何選擇陶瓷的成方法？ 1）產(chǎn)品的形狀、大小、厚薄等。一般形狀復(fù)雜或較大，壁較薄的產(chǎn)品，可采用 注漿法成形；而具有簡(jiǎn)單回轉(zhuǎn)體形狀的器皿可采用最常用的旋壓、滾壓法可塑成形。2）坯料的性能?？伤苄暂^好的坯料適用于可塑法成形，可塑性較差的 坯料可用注漿或干壓法成形。3）產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量要求。產(chǎn)量大的產(chǎn)品可采用可塑法的機(jī)械成形，產(chǎn)最小的產(chǎn)品可采用法漿法成形，產(chǎn)量很小質(zhì)量又要求不高的產(chǎn)品可考慮采用手工 可塑成形。4）設(shè)備要簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度要小。5）經(jīng)濟(jì)效果要好。在選擇成形方法時(shí)，希望在保證產(chǎn)品產(chǎn)量質(zhì)量的前提下，選用沒(méi)備最 簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期最短，成本最低的—種成形方法

21.在硅酸鹽水泥生產(chǎn)中，當(dāng) KH變化時(shí)，對(duì)煅燒和礦物形成有何影響？ 當(dāng)C3S=0時(shí)，KH=0.667，即此時(shí)的熟料礦物只有C2S、C3A、C4AF而無(wú) C3S； 當(dāng)C2S=0時(shí)，KH=1，即此時(shí)的熟料礦物只有 C3S、C3A、C4AF而無(wú)C2S。石灰飽和 系數(shù)KH應(yīng)控制在0.667~1.0之間。因此，提高石灰飽和系數(shù)KH，可提高 C3S在熟料中的含量，熟料強(qiáng)度高，有利于提高水 泥熟料質(zhì)量；但KH過(guò)高，熟料煅燒困難，熟料中的 f-CaO高，影響水泥的安定性，對(duì)水泥強(qiáng)度不利。降低 KH值，熟料中的C3S減少，C2S增多，熟料強(qiáng)度降低，熟料易粉化。

25.簡(jiǎn)述影響碳酸鈣分解速度的因素。

1）溫度：隨溫度升高，分解速度常數(shù)K和壓力的倒數(shù)差都相應(yīng)增加，分解時(shí)間縮短，分 解速度增加。但應(yīng)注意溫度過(guò)高，將增加廢氣溫度和熱耗；預(yù)熱器和分解爐結(jié)皮、堵塞的可 能性亦大。2）窯系統(tǒng)的CO2 分壓：通風(fēng)良好，CO2 分壓較低，有利了碳酸鈣的分解。3）生料細(xì)度和顆粒級(jí)配：生料細(xì)度細(xì)，顆粒均勻，粗粒少，分解速度快。4）生料懸浮分散程度：生料懸浮分散差，相對(duì)地增大了顆粒尺寸，減少了傳熱面積，降 低了碳酸鈣的分解速度。因此，生料懸浮分散程度是決定分解速度的一個(gè)非常重要的因素。這也是在懸浮預(yù)熱器和分解爐內(nèi)的碳酸鈣分解速度較回轉(zhuǎn)窯、立波爾窯內(nèi)快的主要原因之一。5）石灰石的種類和物理性質(zhì)：結(jié)構(gòu)致密、結(jié)晶粗大的石灰石，分解速度慢。6）生料中粘土質(zhì)組分的性質(zhì)：高嶺土類活性大、蒙脫石、伊利石次之，石英砂較差?；?性越大的，在800℃下越能和氧化鈣或直接與碳酸鈣進(jìn)行固相反應(yīng)，生成低鈣礦物，可以促 進(jìn)碳酸鈣的分解過(guò)程。18.SiO2 在典型無(wú)機(jī)非金屬材料中的作用？

答：硅酸鹽水泥：與氧化鈣一起形成硅酸鈣。如果熟料中 SiO2 過(guò)高，熟料煅燒困難，特別當(dāng)氧化鈣含量低，硅酸二鈣含量多時(shí)，熟料易于粉化。硅率過(guò)低，則熟料中硅酸鹽礦物太少而影響水泥強(qiáng)度，且影響窯的操作。

在玻璃中：SiO2是玻璃形成氧化物，以硅氧四面體[SiO4]的結(jié)構(gòu)組元形成不規(guī)則的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)，成為玻璃的骨架。在陶瓷產(chǎn)品燒成過(guò)程中，二氧化硅的體積膨脹可以起著補(bǔ)償坯體收縮的作用。高溫下石英部分地溶解于液相中，增加熔體的粘度，而未溶解的石英顆粒構(gòu)成坯體的骨架，減少變形的可能性。由于石英屬瘠性原料，因而可減小坯體的干燥收縮和縮短干燥時(shí)間。14.簡(jiǎn)述擬定陶瓷燒成制度的一般原則？ 答：⑴ 坯料在加熱過(guò)程中的形狀變化

通過(guò)分析坯料在加熱過(guò)程中的形狀變化，初步得出坯體在各溫度或時(shí)間階段可以允許的升、降溫速率等。這些是擬定燒成制度的重要依據(jù)之一。⑵ 坯體形狀、厚度和入窯水分

同一組成坯體，由于制品的形狀、厚度和入窯水分的不同，升溫速度和燒成周期都應(yīng)有所不同。壁薄、小件制品入窯前水分易于控制，一般可采取短周期快燒，大件、厚壁及形狀復(fù)雜的制品升溫不能太快，燒成周期不能過(guò)短。坯體中含大量可塑性粘土及有機(jī)物多的粘土?xí)r，升溫速度也應(yīng)放慢。有學(xué)者根據(jù)不穩(wěn)定傳熱過(guò)程的有關(guān)參數(shù)推算出，安全升、降溫的速度與陶瓷坯體厚度的平方成反比。

⑶ 窯爐結(jié)構(gòu)、燃料性質(zhì)、裝窯密度

它們是能否使要求的燒成制度得以實(shí)現(xiàn)的重要因素。所以在擬定燒成制度時(shí)，還應(yīng)結(jié)合窯爐結(jié)構(gòu)、燃料類型等因素一道考慮，也就是把需要的燒成制度和實(shí)現(xiàn)燒成制度的條件結(jié)合起來(lái)，否則先進(jìn)的燒成制度也難以實(shí)現(xiàn)。⑷ 燒成方法

同一種坯體采用不同的燒成方法時(shí)，要求的燒成制度各不相同。日用瓷的素?zé)郎囟瓤偸堑陀诒緹臏囟取Ｓ悦娲u素?zé)臏囟韧哂谟詿臏囟?。一些特種陶瓷可在常壓下燒結(jié)外，還可用熱壓法、熱等靜壓法等一些新的方法燒成。熱壓法及熱等靜壓法的燒成溫度比常壓燒結(jié)的溫度低得多，燒成時(shí)間也可縮短。因此擬定燒成制度時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮所用的燒成方法。15.如何加速玻璃的熔制過(guò)程？

答：1）添加劑 實(shí)踐中使用的加速玻璃融化的添加劑有助熔劑、澄清劑。

2）攪拌與鼓泡 在池窯上增設(shè)攪拌與池底鼓泡裝置可提高玻璃液的澄清和均化速度。

3）電助熔與全電熔 電助熔是在燃料加熱的同時(shí)，在池窯融化部、加料區(qū)和作業(yè)部增加電加熱，以提高玻璃液的熔化速度。

4）富氧燃燒 富氧燃燒可提高燃料利用率，提高熔化溫度，加速熔化過(guò)程。5）高壓與真空熔煉 高壓與真空熔煉有利于玻璃中可見(jiàn)氣泡的消除，前者可使可見(jiàn)氣泡中氣體溶解至玻璃液，后者可導(dǎo)致可見(jiàn)氣泡的迅速膨脹而加速上浮。16.簡(jiǎn)述工藝因素對(duì)陶瓷顯微結(jié)構(gòu)的影響？ 答：1.原料粉末的特征

顆粒大小、分布、聚集程度影響最為明顯。1）顆粒大小影響成瓷后晶粒尺寸。a、粗粒多：成瓷后晶粒尺寸增加?。?/p>

b、細(xì)粒多：成瓷后晶粒尺寸增加大，因?yàn)楸缺砻娲?，利于晶粒發(fā)育長(zhǎng)大。

2）粒度分布范圍影響產(chǎn)品的密度：即氣孔率分布范圍窄，則密度高，粉末要求聚集成團(tuán)，因團(tuán)粒之間的空隙往往大于顆粒之空隙。2.添加摻雜物

1）摻雜物進(jìn)入固溶體，增加晶格缺陷，促進(jìn)晶格擴(kuò)散，使坯體致密，減少氣孔；

2）晶粒周圍形成連續(xù)的第二相，促進(jìn)繞結(jié)。如第二相不易移動(dòng)，則阻礙晶界移動(dòng)，抑制晶粒長(zhǎng)大，多數(shù)情況下?lián)诫s物會(huì)抑制晶粒粗化，減緩晶界移動(dòng)速度，但也會(huì)加速晶粒生長(zhǎng)，與其數(shù)量種類有關(guān)。3.燒成制度

1）燒成氣氛是影響產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、性能的重要因素之一。氣孔率、晶粒尺寸、缺位形成、陽(yáng)離子價(jià)態(tài)、礦物組成

如：TiO2在還原氣氛下，顏色加深, Ti4+→Ti3+ O2-空位↑ Fe2O3在還原氣氛下→FeO+O2 ,使氣孔率↑ 2）升降溫度影響坯體密度，晶粒大小，相的分布。

控制速率煅燒，中間溫度下維持較長(zhǎng)時(shí)間促進(jìn)坯體致密； 快速燒成時(shí)高溫下維持較短時(shí)間抑制晶粒粗化。冷卻速度對(duì)顯微結(jié)構(gòu)影響表現(xiàn)在各相分布。

a、快速冷卻：越過(guò)第二相的析出溫度，則第二相形成數(shù)量少； b、緩慢冷卻：不同溫度會(huì)析出不同的第二相。

第二篇：無(wú)機(jī)非金屬材料工藝學(xué)試題

工藝學(xué)

一、名詞解釋

1.澄清劑：凡在玻璃熔制過(guò)程中能分解產(chǎn)生氣體，或能降低玻璃黏度，促進(jìn)排除玻璃液中氣泡的物質(zhì)稱為澄清劑。（作用：排除氣泡。）

2.燒成：通常是指將初步密集定形的粉塊(生坯)經(jīng)高溫?zé)Y(jié)成產(chǎn)品的過(guò)程。其實(shí)質(zhì)是將粉料集合體變成致密的、具有足夠強(qiáng)度的燒結(jié)體，如磚瓦、陶瓷、耐火材料等。

3.玻璃形成體：能單獨(dú)形成玻璃，在玻璃中能形成各自特有的網(wǎng)絡(luò)體系的氧化物，稱為玻璃的網(wǎng)絡(luò)形成體。

4.玻璃中間體：一般不能單獨(dú)形成玻璃，其作用介于網(wǎng)絡(luò)形成體和網(wǎng)絡(luò)外體之間的氧化物，稱之為中間體.5.玻璃調(diào)整體：凡不能單獨(dú)生成玻璃，一般不進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)而是處于網(wǎng)絡(luò)之外的氧化物，稱為玻璃的網(wǎng)絡(luò)外體。它們往往起調(diào)整玻璃一些性質(zhì)的作用。

6.凝結(jié)時(shí)間：水泥從加水開(kāi)始到失去流動(dòng)性，即從流體狀態(tài)發(fā)展到較致密的固體狀態(tài)，這個(gè)過(guò)程所需要的時(shí)間稱凝結(jié)時(shí)間。7.坯、釉適應(yīng)性：坯、釉適應(yīng)性是指熔融性能良好的釉熔體，冷卻后與坯體緊密結(jié)合成完美的整體不開(kāi)裂、不剝脫的能力。8.玻璃熔化：玻璃配合料經(jīng)過(guò)高溫加熱轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)組成均勻的、無(wú)氣泡的、并符合成型要求的玻璃液的過(guò)程。

9.IM：鋁率又稱鐵率，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： IM = Al2O3/Fe2O3 鋁率表示熟料中氧化鋁與氧化鐵含量的質(zhì)量比，也表示熟料熔劑礦物中鋁酸三鈣與鐵鋁酸四鈣的比例。

10.SM：硅率，又稱為硅酸率，其數(shù)學(xué)表達(dá)式是：SM=SiO2/(Al2O3+Fe2O3)硅率是表示熟料中氧化硅含量與氧化鋁、氧化鐵之和的質(zhì)量比，也表示了熟料中硅酸鹽礦物與溶劑礦物的比例。

11.石灰飽和系數(shù)KH：是熟料中全部氧化硅生成硅酸鈣(C3S十 C2S)所需的氧化鈣量與全部二氧化硅理論上全部生成硅酸三鈣所需的氧化鈣含量的比值。

12.螢石含率：螢石含率指由螢石引入的CaF2 量與原料總量之比，即：螢石含率=螢石含量×CaF2含量/原料總量×100％ 13.水泥硬化：凝結(jié)過(guò)后，水泥漿產(chǎn)生明顯的強(qiáng)度并逐漸發(fā)展成為堅(jiān)硬的固體，這一過(guò)程稱為水泥的硬化。

14.水泥安定性：是指水泥漿硬化后體積變化是否均勻的性質(zhì) 15.泥漿的觸變性：是指泥漿在靜置后變稠，而一經(jīng)攪拌又立即恢復(fù)流動(dòng)的性質(zhì)。

16.水泥的燒結(jié)范圍：是指水泥生料加熱至出現(xiàn)燒結(jié)所必需的、最少的液相量時(shí)的溫度(開(kāi)始燒結(jié)溫度)與開(kāi)始出現(xiàn)結(jié)大塊(超過(guò)正常液相量)時(shí)的溫度差值。

17.可塑的性：是指具有一定細(xì)度和分散度的黏土或配合料，加適量水調(diào)和均勻，成為含水率一定的塑性泥料，在外力作用下能獲得任意形式而不產(chǎn)生裂縫或破裂，并在外力作用停止后仍能保持該形狀的能力。

18.坯式：根據(jù)坯和釉的化學(xué)組成計(jì)算出各氧化物的分子式，按照 堿性氧化物、中性氧化物和酸性氧化物的順序列出它們的分 子數(shù)。這種式子稱為坯式或釉式。

二、填空題

1.陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)由結(jié)晶相、氣孔 和 玻璃相 組成。2.水泥強(qiáng)度：抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度。

3.硅酸鹽水泥熟料中含有 C3S、C2S、C3A、C4AF 四種礦物。4.根據(jù)各氧化物在玻璃結(jié)構(gòu)中所起的作用，一般可將他們分為 網(wǎng)絡(luò)形成體、中間體 和 網(wǎng)絡(luò)調(diào)整體三類。

5.根據(jù)成型方法的不同，陶瓷坯料通常分為： 注漿坯料、可塑坯料 和 壓制坯料三類。

6.玻璃的質(zhì)量缺陷主要有 氣泡、條紋 和 結(jié)石。7.陶瓷的主要組成相為 晶相、晶界、氣孔 和 玻璃相。

8.玻璃的熔制過(guò)程包括 燒結(jié)物的形成、玻璃液的形成、玻璃液的澄清、玻璃液的均化、玻璃液的冷卻 五個(gè)階段。9.玻璃的熔化過(guò)程：玻璃液的澄清、均化。10.水泥生產(chǎn)的主要原料有石灰石、黏土和鐵粉。

11.陶瓷的成型方法分為可塑法成型、注漿法成型 和 干壓法成型 三大類。

12.水泥熟料的三個(gè)率值分別為 KH、SM、IM。

13.硅酸鹽水泥熟料由 氧化鈣、氧化硅、氧化鋁、氧化鐵 四種氧化物組成。

14.陶瓷的主要原材料有粘土、石英、長(zhǎng)石三部分。

15.影響水泥水化速率的主要因素有 熟料礦物組成、水灰比、細(xì)度、養(yǎng)護(hù)溫度和外加劑。

16.從結(jié)構(gòu)上看，陶瓷是由 結(jié)晶 物質(zhì)、玻璃態(tài) 物質(zhì)和 氣孔 組成。17.硅酸鹽水泥的基本組成材料為 熟料、石膏。

18.陶瓷生產(chǎn)中的溫度制度包括 升溫速度、燒成溫度、保溫時(shí)間及 冷卻速度。

19.燒成制度：溫度、壓力、氣氛。

三、簡(jiǎn)答題

1、石膏在水泥中的作用？

答：石膏的作用主要是調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間，而且適量的石膏對(duì)提高水泥強(qiáng)度有利，尤其是早期強(qiáng)度；但石膏的量不宜過(guò)多，否則會(huì)使水泥產(chǎn)生體積膨脹而使強(qiáng)度降低，甚至影響水泥的安定性。

2、玻璃的光學(xué)性質(zhì) 答：（1）折射率

（2）色散（折射率隨波長(zhǎng)變化而變化的現(xiàn)象）

（3）玻璃的反射、吸收、透過(guò)

3、玻璃生產(chǎn)過(guò)程中的率值：

答：含水率、芒硝含率、螢石含率、煤粉含率、純堿揮散率、碎玻璃摻入率

4、玻璃退火工藝 玻璃退火工藝可分為四個(gè)階段：加熱階段、均熱階段、慢冷階段和快冷階段。

5、水泥體積安定性的影響因素？ 答： f-CaO，MgO，SO3和冷卻速率。

6、玻璃的粘度與成分的關(guān)系

答：1．SiO2、Al2O3、ZrO2含量升高，粘度增大；

2．堿金屬氧化物R2O含量升高，粘度降低； 3．堿土金屬氧化物MO含量升高，粘度增大； 4．PbO、CdO、Bi2O3、SnO含量升高，粘度增大；

5．Li2O、ZnO、B2O3含量升高，增加低溫粘度，而降低高溫粘度。

7、陶瓷壓制坯料質(zhì)量要求

答：1．配方準(zhǔn)確； 2．混合均勻； 3．粒度符合工藝要求；

4．含較少氣體； 5．干坯強(qiáng)度大（可塑料）；6．懸浮性和流動(dòng)性好（注漿料）；7．自由堆積密度盡量大（壓制料）。

8、黏土原料的工藝性質(zhì)有哪些？

答：可塑性、結(jié)合性、離子交換性、觸變性、膨化性、收縮、燒結(jié)溫度與燒結(jié)范圍和耐火度。

9、陶瓷注漿坯料應(yīng)滿足哪些要求？

答：（1）流動(dòng)性好（2）懸浮性好（3）觸變性適當(dāng)（4）濾過(guò)性好

10、玻璃的通性？

答：（1）各向同性（2）介穩(wěn)性（3）無(wú)固定熔點(diǎn)（4）固態(tài)和熔融態(tài)間轉(zhuǎn)化的漸變性和可逆性（5）性質(zhì)隨成分變化的連續(xù)性和漸變性

11、生產(chǎn)低熱硅酸鹽水泥的礦物組成應(yīng)如何調(diào)整？

答：在硅酸鹽水泥熟料的四種礦物中，水化熱順序?yàn)椋篊3A＞C3S＞C4AF＞C2S，因此，可降低C3A含量、適當(dāng)降低C3S含量，達(dá)到降低水泥水化熱之目的。

12、生產(chǎn)普通陶瓷的主要原料及其作用？

答：石英——骨架； 粘土——成型與燒成性能； 長(zhǎng)石——熔劑物質(zhì)。

13、游離氧化鈣產(chǎn)生的原因：

答：（1）欠燒游離氧化鈣（欠燒f-CaO）

熟料煅燒過(guò)程中因欠燒、漏生，在1100~1200℃低溫下形成（2）一次游離氧化鈣（一次f-CaO）

因配料不當(dāng)、生料過(guò)粗或煅燒不良，尚未與S、A、F反應(yīng)而殘留的CaO（3）二次游離氧化鈣（二次f-CaO）

熟料慢冷或還原氣氛下，C3S分解而形成的

14、四種礦物性能比較

答：28d內(nèi)絕對(duì)強(qiáng)度：C3S＞C4AF＞C3A＞C2S 水 化 速 度：C3A＞ C4AF＞ C3S＞C2S 水 化 熱： C3A＞ C3S＞ C4AF＞ C2S

15、預(yù)均化技術(shù)有哪些？ 答：縱向堆料，橫向取料。（1）預(yù)均化堆場(chǎng)：圓形和矩形

（2）預(yù)均化庫(kù)

（3）端面切取式預(yù)均化庫(kù)（DLK庫(kù)）

（4）其他簡(jiǎn)易預(yù)均化庫(kù)

16、釉料配料原則（依據(jù)）： 答：

1、根據(jù)坯體的燒結(jié)性質(zhì)確定；

2、根據(jù)坯體的膨脹系數(shù)確定；

3、根據(jù)坯體的化學(xué)性質(zhì)確定；

4、正確選用原料（石英、長(zhǎng)石、滑石、高嶺土）

17、泥料產(chǎn)生塑性機(jī)理

答：

1、可塑性是由于粘土-水界面鍵力作用的結(jié)果

2、顆粒間隙的毛細(xì)管作用對(duì)粘土粒子結(jié)合的影響

3、可塑性是基于帶電粘土膠團(tuán)與介質(zhì)中離子之間的靜電引力和靜電斥力作用的結(jié)果

18、燒成過(guò)程中變形的因素：

答：（1）配料中溶劑原料過(guò)多；（2）成型設(shè)計(jì)不合理；（3）裝窯不當(dāng)；（4）不平；（5）過(guò)燒。

19、粘土的燒結(jié)性能：

答：

1、當(dāng)粘土試樣加熱到800℃以上時(shí)，體積開(kāi)始劇烈收縮，氣孔率明顯減少，其對(duì)應(yīng)溫度稱為開(kāi)始燒結(jié)溫度T1；

2、溫度繼續(xù)升高，液相量增加，氣孔率降至最低，收縮率最大，其對(duì)應(yīng)溫度稱為燒結(jié)溫度T2。

3、若繼續(xù)升溫，試樣將因液相太多而發(fā)生變形，其對(duì)應(yīng)的最低溫度稱為軟化溫度T3。T3與T2的溫度差即燒結(jié)范圍

四、論述題

1、論述生料在煅燒過(guò)程中的物理化學(xué)變化

答：（1）干燥與脫水——干燥是物理水的蒸發(fā)，脫水是粘土礦物分解放出化合水；

（2）碳酸鹽分解——MgCO3 = MgO十 CO2，CaCO3 = CaO十CO2；（3）固相反應(yīng)——形成低鈣礦物；

（4）液相和熟料的燒結(jié)——出現(xiàn)液相，C3S等形成，形成熟料；（5）熟料冷卻——熟料溫度降低至室溫。

2、論述影響玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的因素

答：（1）玻璃的組成 玻璃網(wǎng)絡(luò)完整性愈高，網(wǎng)絡(luò)外離子愈少，玻璃化學(xué)穩(wěn)定性愈好。

（2）侵蝕介質(zhì)的種類 水汽侵蝕能力大于水。弱酸的侵蝕能力大于強(qiáng)酸，因前者中含水多。堿的侵蝕受陽(yáng)離子吸附能力，OH-濃度以及生成的硅酸鹽溶解度三方面影響。

（3）熱歷史 急冷玻璃較慢冷玻璃網(wǎng)絡(luò)疏松，其中的離子遷移較容易，因而急冷玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性較差；玻璃退火時(shí)，若發(fā)生析堿，去除表面堿層后，則在玻璃表面形成富硅層，而提高玻璃化學(xué)穩(wěn)定性。（4）溫度壓力的影響 室溫下玻璃相對(duì)穩(wěn)定。但加溫加壓后，水的電離大大增加，侵蝕作用加劇，0℃～100℃范圍內(nèi)，溫度每升高20K，侵蝕作用增大10倍。

3、論述擬定陶瓷燒成制度的一般原則 答：⑴ 坯料在加熱過(guò)程中的形狀變化

通過(guò)分析坯料在加熱過(guò)程中的形狀變化，初步得出坯體在各溫度或時(shí)間階段可以允許的升、降溫速率等。這些是擬定燒成制度的重要依據(jù)之一。

⑵ 坯體形狀、厚度和入窯水分

同一組成坯體，由于制品的形狀、厚度和入窯水分的不同，升溫速度和燒成周期都應(yīng)有所不同。壁薄、小件制品入窯前水分易于控制，一般可采取短周期快燒，大件、厚壁及形狀復(fù)雜的制品升溫不能太快，燒成周期不能過(guò)短。坯體中含大量可塑性粘土及有機(jī)物多的粘土?xí)r，升溫速度也應(yīng)放慢。有學(xué)者根據(jù)不穩(wěn)定傳熱過(guò)程的有關(guān)參數(shù)推算出，安全升、降溫的速度與陶瓷坯體厚度的平方成反比。

⑶ 窯爐結(jié)構(gòu)、燃料性質(zhì)、裝窯密度

它們是能否使要求的燒成制度得以實(shí)現(xiàn)的重要因素。所以在擬定燒成制度時(shí)，還應(yīng)結(jié)合窯爐結(jié)構(gòu)、燃料類型等因素一道考慮，也就是把需要的燒成制度和實(shí)現(xiàn)燒成制度的條件結(jié)合起來(lái)，否則先進(jìn)的燒成制度也難以實(shí)現(xiàn)。

⑷ 燒成方法

同一種坯體采用不同的燒成方法時(shí)，要求的燒成制度各不相同。日用瓷的素?zé)郎囟瓤偸堑陀诒緹臏囟取Ｓ悦娲u素?zé)臏囟韧哂谟詿臏囟?。一些特種陶瓷可在常壓下燒結(jié)外，還可用熱壓法、熱等靜壓法等一些新的方法燒成。熱壓法及熱等靜壓法的燒成溫度比常壓燒結(jié)的溫度低得多，燒成時(shí)間也可縮短。因此擬定燒成制度時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮所用的燒成方法。

4、論述影響水泥生料易燒成的主要因素

①．生料的潛在礦物組成。

②．原料的性質(zhì)和顆粒組成：原料中石英和方解石含量多，難燒，易燒性差；結(jié)晶質(zhì)粗粒多，易燒性差。

③．生料中次要氧化物和微量元素：含少量，有利于熟料形成，易燒性好，但含量過(guò)多，不利于煅燒。

④．生料的均勻性和生料粉磨細(xì)度：生料均勻性好。粉磨細(xì)度細(xì)，易燒性好。

⑤．礦化劑：摻加各種礦化劑，均可改善生料的易燒性。⑥．生料的熱處理：生料的易燒性差，就要求燒成溫度高，煅燒時(shí)間長(zhǎng)。生料煅燒過(guò)程升溫速度快，有利于提高新生態(tài)產(chǎn)物的活性，易燒性好。

⑦．液相：生料煅燒時(shí)，液相出現(xiàn)溫度低，數(shù)量多，液相粘度小，表面張力小，離子遷移速度大，易燒性好，有利于熟料的燒成。

⑧．燃煤的性質(zhì)：燃煤熱值高、煤灰分少、細(xì)度細(xì)，燃燒速度快，燃燒溫度高，有利于熟料的燒成。

⑨．窯內(nèi)氣氛：窯內(nèi)氧化氣氛煅燒，有利于熟料的形成。

5、論述硅酸鹽水泥熟料的礦物組成和性能

（1）C3S 性質(zhì)：凝結(jié)時(shí)間正常，水化較快，放熱較多，早期強(qiáng)度高且后期強(qiáng)度增進(jìn)率較大。28d強(qiáng)度可達(dá)1年強(qiáng)度的70%～80%，28d強(qiáng)度和1年強(qiáng)度在四種礦物中均最高，但水化熱較高，抗水性較差。2150℃ ～1250℃穩(wěn)定存在，1250℃以下分解為C2S＋和CaO，速率很慢，故室溫下呈C3S介穩(wěn)狀態(tài)存在。

（2）C2S性質(zhì)：水化反應(yīng)較慢，28d僅水化20%左右。凝結(jié)硬化緩慢，早期強(qiáng)度較低，但后期強(qiáng)度增長(zhǎng)率較高，在1年后可趕上阿利特。貝利特的水化熱較小，抗水性較好

（3）C3A性質(zhì)：水化迅速，放熱多，易使水泥急凝，硬化快，強(qiáng)度3d內(nèi)發(fā)揮出來(lái)，但絕對(duì)值不高，以后幾乎不增長(zhǎng)，甚至倒縮，干縮變形大，需加石膏等作緩凝劑。抗硫酸鹽性能差。

（4）C4AF 性質(zhì)：水化速度早期介于C3A~C3S之間，但隨后發(fā)展不如C3S，早期強(qiáng)度類似于C3A，后期還能不斷增長(zhǎng)，類似C2S 抗沖擊性能和抗硫酸鹽性能好，水化熱較C3A低，但難磨 道路水泥和抗硫酸鹽水泥中，C4AF含量應(yīng)高為好。

6、玻璃熔制的過(guò)程及其影響因素？

答：（1）過(guò)程：燒結(jié)體的形成；玻璃液的形成；玻璃液的澄清；玻璃的均化；玻璃液的冷卻

（2）影響因素：a.玻璃組成；

b.玻璃液的粘度、表面張力；

c.原料的種類、原料的揮發(fā)、原料的粒度； d.配合料的質(zhì)量； e.熔制作業(yè)制度。

第三篇：無(wú)機(jī)非金屬材料

緒論

1.在晶體結(jié)構(gòu)上，某結(jié)合力主要包括離子鍵，共價(jià)鍵或離子共價(jià)鍵混合離子。由于這些化學(xué)鍵的特點(diǎn)，例如高的鍵能和強(qiáng)大的鍵極性等，賦予了這一大類材料以高熔點(diǎn)，高強(qiáng)度，耐磨損，高硬度，耐腐蝕及抗氧化的基本屬性和寬廣的導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性，透光性以及良好的鐵電性，鐵磁性和壓電性等特殊性能，高溫超導(dǎo)性也是新近在這類材料上發(fā)現(xiàn)的。

2.在化學(xué)組成上，隨著無(wú)機(jī)新材料的發(fā)展，無(wú)機(jī)非金屬材料已不局限于硅酸鹽還包括其他含氧酸鹽，氧化物，氮化物，碳與碳化物，硼化物，氟化物，硫系化合物，硅，鍺，Ⅲ-V族及Ⅱ-VI族化合物等，其形態(tài)和形狀也趨于多樣化，復(fù)合材料，薄膜，纖維，單晶和非晶材料占有越來(lái)越重要的地位。

第一章 玻璃的結(jié)構(gòu) 和性質(zhì) 玻璃的結(jié)構(gòu)

晶態(tài)：周期性，對(duì)稱性，幾何形態(tài)，質(zhì)點(diǎn)排列，自限性，均一性，異向性，穩(wěn)定性，遠(yuǎn)程有序。非晶態(tài)：進(jìn)程有序，遠(yuǎn)程無(wú)序。玻璃的通性

1）各向同性

2）介穩(wěn)性：

玻璃是由熔體急劇冷卻而得，由于在冷卻過(guò)程中粘度急劇增大，質(zhì)點(diǎn)來(lái)不及形成晶體的有規(guī)則排列，系統(tǒng)的內(nèi)能尚未處于最低值，從而處于介穩(wěn)態(tài)，在一定的外界條件下，它們?nèi)跃哂?自發(fā)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能較低的晶體的趨勢(shì)。

3）無(wú)固定熔點(diǎn)

4）性質(zhì)變化的連續(xù)性和可逆性 無(wú)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō)

1）玻璃結(jié)構(gòu)與晶體一樣，具有三位方向發(fā)展的連續(xù)無(wú)序網(wǎng)架形式，硅氧四面體為最小結(jié)構(gòu)單位，但不象晶體那樣，對(duì)稱均勻地聯(lián)結(jié)成空間網(wǎng)絡(luò)（有序），而是相互不規(guī)則地聯(lián)結(jié)在一起（無(wú)序），配位數(shù)小的結(jié)構(gòu)團(tuán)構(gòu)成無(wú)限伸展的無(wú)序空間網(wǎng)絡(luò)。）玻璃中的質(zhì)點(diǎn)雖然不具有規(guī)則的格子 排列，但在大致固定的平衡位置上震動(dòng)的玻璃網(wǎng)絡(luò)中的正常離子數(shù)與晶體中的配位數(shù) 也應(yīng)該近似。）網(wǎng)絡(luò)外體的離子填充在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)空隙中，對(duì)于整體來(lái)說(shuō) 是統(tǒng)計(jì)分布的，為了使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

具有一定的穩(wěn)定性，這些陽(yáng)離子必須是半徑大而電荷小的。

4）形成氧化物玻璃必須滿足的四條規(guī)則: A 每個(gè)氧離子應(yīng)該與不超過(guò)兩個(gè)陽(yáng)離子相聯(lián)。

B 在中心陽(yáng)離子周圍的氧離子 配位數(shù)必須小于或等于4；

C 氧多面體相互共角而不共棱或共面。

D 每個(gè)多面體至少有三個(gè)頂角是共用的。

形成的氧多面體為三角體或四面體

RO2,R2O2,R2O5類型氧化物能滿足這一條件，并以玻璃形式出現(xiàn)

簡(jiǎn)答題： 石英玻璃-堿硅玻璃-鈉鈣硅玻璃結(jié)構(gòu)性能發(fā)生很大的變化，分析堿金屬，堿土金屬氧化物在其中的作用：

1）熔融石英玻璃其硅氧比值1：2與SiO2分子式相同，可以把它近似的看成是由硅氧網(wǎng)絡(luò)形成的獨(dú)立‘大分子’

2）如果在熔融石英玻璃中形成加入堿金屬氧化物(如Na2O).就使原來(lái)的大分子發(fā)生解聚 作用，由于氧的比值增大，玻璃中每個(gè)氧已不可能都為兩個(gè)硅原子所共用，開(kāi)始出現(xiàn)非橋氧，使硅氧網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生斷裂，非橋氧的存在，使【SiO4

】四面體失去原有 完整性和對(duì)稱性，結(jié)果使玻璃結(jié)構(gòu)減弱，疏松，并導(dǎo)致一系列物理化學(xué)性質(zhì)的變壞，而且堿金屬含量越高，性能變差越 嚴(yán)重，因此，二元堿硅玻璃一般無(wú)使用價(jià)值

3）當(dāng)在堿性二元玻璃中加入CaO時(shí)，性能變差情況大為改觀，使玻璃結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生明顯變化，主要表現(xiàn) 為使結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，從而表現(xiàn)為一系列物化性質(zhì)的加強(qiáng)，從而使鈉鈣硅玻璃性能優(yōu)良，CaO的這種作用，是由鈣離子和鈉離子半徑相似，但電荷比鈉離子大一倍，因此場(chǎng)強(qiáng)比鈉離子大得多，具有強(qiáng)化玻璃結(jié)構(gòu)和限制鈉離子活動(dòng)的作用

補(bǔ)網(wǎng)作用：使中間體氧化物全部或部分由6 配位變成4 配位的作用，主要是鋁離子取代硅離子。硼氧反常性：

堿金屬或堿土金屬氧化物加入B203玻璃中，將產(chǎn)生硼氧四面體[B04],而形成硼酸鹽玻璃。在一定范圍內(nèi)，堿金屬氧化物提供的氧使硼氧三角體[B03]轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆蓸蜓踅M成的硅氧四面體，導(dǎo)致B203玻璃從原來(lái)的兩度空間的層狀結(jié)構(gòu)部分轉(zhuǎn)變?yōu)槿瓤臻g的架狀結(jié)構(gòu)，從而加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)，使玻璃的各種物理性質(zhì)與相同條件下的硅酸鹽玻璃相比，相應(yīng)地向著相反的方向變化。玻璃結(jié)構(gòu)中的陽(yáng)離子的分類

1）按元素與氧結(jié)合的單鍵能（即化合物分解能與配位數(shù)之商）的大小和能否生成玻璃，將氧化物分成：網(wǎng)絡(luò)生成體氧化物，網(wǎng)絡(luò)外體氧化物和中間體氧化物。2）網(wǎng)絡(luò)生成體氧化物應(yīng)滿足以下的條件：

A 每個(gè)氧化物應(yīng)與不超過(guò)兩個(gè)陽(yáng)離子相連；

B 在中心陽(yáng)離子周圍的 氧離子配位數(shù)必須小于或等于4；

C氧多面體相互共角而不共棱或共面；

D 每個(gè)多面體至少有三個(gè)頂角共用。3）這類氧化物主要有SiO2,B2O3,BO5,GeO2,As2O5等。網(wǎng)絡(luò)外體或網(wǎng)絡(luò)修飾體：某些氧化物不能單獨(dú)生成玻璃，不參加網(wǎng)絡(luò)而使其陽(yáng)離子分布在四面體之間的空隙中，以保持網(wǎng)絡(luò)中局部地區(qū)的電中性，因?yàn)樗麄兊闹饕饔檬翘峁╊~外的氧離子，從而改變網(wǎng)絡(luò)，故稱為網(wǎng)絡(luò)外體或網(wǎng)絡(luò)修飾體。如Li2O,Na2O,K2O,CaO,SrO,BaO等。

1）中間體氧化物:比堿金屬和堿土金屬化合價(jià)高而配位數(shù)小的陽(yáng)離子，可以部分地參加網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如BeO,MgO,ZnO, Al2O3等。各種氧化物在玻璃中的作用：

1）堿金屬氧化物

A 堿金屬氧化物加入到熔融石英玻璃何總，促使硅氧四面體間連接斷裂，出現(xiàn)非橋氧，使玻璃結(jié)構(gòu)疏松，導(dǎo)致一系列性能變化，但由于堿金屬離子的斷網(wǎng)作用使它具有了高溫助熔，加速玻璃融化的性能。

B 混合堿效應(yīng)：在二元堿硅玻璃中，當(dāng)堿金屬氧化物的總量不變，用 一種堿金屬 氧化物取代另一種時(shí)，玻璃的性質(zhì)不是呈直線變化的，而出現(xiàn)明顯的極值。2）二價(jià)金屬氧化物：

CaO是網(wǎng)絡(luò)外體氧化物，Ca2+離子的配位數(shù)一般為6，有極化橋氧和減弱硅氧鍵的作用，CaO的引入可以降低玻璃的高溫粘度，玻璃中CaO含量過(guò)多，一般會(huì)使玻璃的料性變短，脆性增大。

MgO在硅酸鹽礦物中存在著兩種配位狀態(tài)（4或6），但多數(shù)位于八面體中，屬于網(wǎng)絡(luò)外體，在鈉鈣硅玻璃中，若以MgO取代CaO，將使玻璃結(jié)構(gòu)疏松，導(dǎo)致玻璃的 密度，硬度下降，但卻可以降低玻璃的析晶能力和調(diào)節(jié)玻璃的料性，含鎂玻璃在水和堿液的作用下，易在表面形成硅酸鹽薄膜，在一定條件下剝落進(jìn)入溶液，產(chǎn)生脫片現(xiàn)象。

PbO 鉛離子位八個(gè)氧離子所包圍，其中四個(gè)氧離子與鉛離子距離較遠(yuǎn)（0.429nm）,另外四個(gè)較近（0.23nm）.形成不對(duì)稱配位鉛離子外層的 惰性電子對(duì)，受較近的四個(gè)氧的排斥，推向另外四個(gè)氧離子的一邊，因此在晶態(tài) PbO中組成一種四方錐體[PbO4]的結(jié)構(gòu)單元，一般 認(rèn)為，在高鉛玻璃中均存在這種四方錐體，它形成一種螺旋形的網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)使PbO-SiO2系統(tǒng)

具有很大的 玻璃形成區(qū)，同時(shí)也決定了PbO在硅酸鹽熔體中的高度助熔性。2）其他金屬氧化物：

玻璃中Al3+離子與在硅酸鹽礦物中一樣，有兩種配位狀態(tài)，在鈉硅酸鹽玻璃中，當(dāng)Na2O/Al2O3大于1 時(shí)，Al3+均位于四面體中，小于1時(shí)，則作用為網(wǎng)絡(luò)外體位于八面體中，當(dāng)Al3+位于鋁氧四面體[AlO4]中時(shí)，則與硅氧四面體組成了統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)，在一般的鈉鈣硅玻璃中，引入少量的Al2O3，Al3+就可以?shī)Z取非橋氧形成鋁氧四面體，進(jìn)入硅氧網(wǎng)絡(luò)中，把由于Na+的引入而產(chǎn)生的斷裂網(wǎng)絡(luò)通過(guò)[AlO4]重新連接起來(lái)，使玻璃結(jié) 構(gòu)趨向緊密，并使玻璃的許多性能得以改善，但它對(duì)玻璃的電學(xué)性能有不良影響，在硅酸樣玻璃中，當(dāng)以Al2O3取代SiO2時(shí)，介電損耗和導(dǎo)電率升高，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，可降低玻璃的高溫粘度和提高玻璃的低溫粘度，但使用B2O3時(shí)要注意硼反?，F(xiàn)象。玻璃的生成規(guī)律及其相變

簡(jiǎn)答題： 怎樣避免在降溫過(guò)程中玻璃析晶？

為了避免玻璃析晶，關(guān)鍵是從動(dòng)力學(xué)角度研究以多快速度冷卻給定熔體，以避免出現(xiàn)可探測(cè)的晶體，卡曼認(rèn)為：A 晶核生成速率。B 晶體生長(zhǎng)速度起主要作用。隨著典型玻璃熔體過(guò)冷度增加，粘度迅速增大，而成核速率和過(guò)冷度關(guān)系曲線，晶核生長(zhǎng)速率與過(guò)冷關(guān)系曲線都是具有限量最大值，對(duì)典型玻璃熔體，其兩個(gè)極大值所在的過(guò)冷度，分開(kāi)越大時(shí)，越容易冷卻成玻璃，因此成速率出現(xiàn)極大值時(shí)，熔體在此溫度設(shè)有適宜的結(jié)晶條件，當(dāng) 兩個(gè)極大值重合在一個(gè)過(guò)冷度時(shí)，熔體即具有最大的成核速率，又具有最大的生長(zhǎng)速率，熔體較易析出晶體而不形成玻璃。影響玻璃生成的因素：

1）熱力學(xué)條件 2）動(dòng)力學(xué)條件 3）結(jié)晶化學(xué)條件:

①鍵強(qiáng)---元素與氧結(jié)合的單鍵強(qiáng)度，負(fù)離子團(tuán)[SiO4] 4-,[Si2O7] 6-

A 網(wǎng)絡(luò)形成體單鍵強(qiáng)度大于334.9。

B中間體251.2~334.9。

C 網(wǎng)絡(luò)外體（修飾體）小于251.2。

②鍵型---A 離子鍵化合物----離子，如NaCl.B 金屬鍵物質(zhì)—電子，正離子狀態(tài)，無(wú)方向性。C 共價(jià)鍵化合物---分子結(jié)構(gòu)---分子間范德華力。

D 離子鍵金屬鍵---共價(jià)鍵過(guò)度時(shí)或極性過(guò)渡鍵具有離子共價(jià)的雙重性質(zhì)，形成玻璃的概率越大.極性共價(jià)鍵成分促使生成具有固定結(jié)構(gòu)的配位多面體，構(gòu)成進(jìn)程有序性而離子成分促使配位多面體不按一定方向連接，造成不對(duì)稱變形，構(gòu)成遠(yuǎn)程無(wú)序的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，形成玻璃的傾向大。

③熔體結(jié)構(gòu)----[SiO4] 4-,[Si2O7] 6,[Si6O8]12-,[SiO3]2n-n,[Si4O14]6n-n。O/Si從2到4，聚合程度降低，粘度變小，結(jié)晶易，形成玻璃難。O/Si決定著負(fù)離子團(tuán)的大小和聚合度。負(fù)離子團(tuán)結(jié)構(gòu)越大，越易形成玻璃。熔體和玻璃體的成核過(guò)程

1）均勻成核

定義：指在宏觀均勻的玻璃中，在沒(méi)有外來(lái)物質(zhì)參與下相界、結(jié)構(gòu)缺陷等無(wú)關(guān)的成核過(guò)程，又稱為本征成核或自發(fā)成核。

當(dāng)玻璃熔體處于過(guò)冷態(tài)時(shí)，由于熱運(yùn)動(dòng)引起組成和結(jié)構(gòu)上的起伏，一部分變成晶相。晶相內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的有規(guī)則排列導(dǎo)致體積自由能減小。然而在新相產(chǎn)生的同時(shí)，又將在新生相和液相之間形成新的界面，引起界面自由能的增加，對(duì)成核造成勢(shì)壘。當(dāng)新相顆粒太小時(shí)，界面對(duì)體積的比例增大，整個(gè)體系自由能增大。當(dāng)新相達(dá)到一定大?。ㄅR界值）時(shí)，界面對(duì)體積的比例就減小，系統(tǒng)的自由能減小，這時(shí)新生相就可能穩(wěn)定成長(zhǎng)。這種可能穩(wěn)定成長(zhǎng)的新相區(qū)域成為晶核。那些較小的不能穩(wěn)定成長(zhǎng)的新相區(qū)域成為晶胚。

2）非均勻成核

定義：依靠相界、晶界或基質(zhì)的結(jié)構(gòu)缺陷等不均勻部位而成核的過(guò)程，又稱為非本征成核。晶體生長(zhǎng)

晶體的生長(zhǎng)速度隨著過(guò)冷度的增大而增大。

影響結(jié)晶的因素主要有：

1）溫度

當(dāng)熔體從Tm冷卻時(shí)，ΔT增大，成核和晶體生長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力增大；與此同時(shí)，粘度上升，成核和晶體生長(zhǎng)的阻力也增大。

2）粘度 當(dāng)溫度降低時(shí)（遠(yuǎn)在Tm點(diǎn)以下），粘度對(duì)質(zhì)點(diǎn)擴(kuò)散的阻礙作用限制著結(jié)晶速度，尤其是限制晶核長(zhǎng)大的速度。

3）雜質(zhì) 雜質(zhì)的引入會(huì)促進(jìn)結(jié)晶，雜質(zhì)起成核作用，同時(shí)增加界面處的流動(dòng)度，使晶核更快的長(zhǎng)大。雜志往往富集在分相玻璃的一相中，富集到一定濃度時(shí)將促使這些微相由非晶相轉(zhuǎn)變?yōu)榫唷?）界面能 固體的界面能越小，核的生長(zhǎng)所需的能量越低，結(jié)晶速度越大。11 玻璃的分相

定義：玻璃在高溫下為均勻的熔體，在冷卻過(guò)程中或在一定溫度下熱處理時(shí)，由于內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)遷移，某些組分分別濃集（偏聚），從而形成化學(xué)組成不同的兩個(gè)相，此過(guò)程稱為分相。玻璃的理論強(qiáng)度和實(shí)際強(qiáng)度

1）實(shí)際玻璃的抗折強(qiáng)度比理論強(qiáng)度小2~3個(gè)數(shù)量級(jí)，是由于實(shí)際玻璃的脆性和玻璃中存在有微裂紋及不均勻區(qū)所致。

2）提高玻璃機(jī)械強(qiáng)度的方法： 退火，鋼化，表面處理與涂層，微晶化與其他材料成復(fù)合材料等。

鋼化：均熱后自然冷卻，形成溫度梯度內(nèi)應(yīng)力由粘滯流動(dòng)而松弛；冷卻到最后，溫度梯度消失，松弛的應(yīng)力保留為永久應(yīng)力。

表面處理：膨脹系數(shù)小的涂層。

微晶化：析出細(xì)小晶體，分散應(yīng)力，阻止裂紋擴(kuò)散。

第二、三章 玻璃原料及配合料制備

玻璃輔助原料: 澄清劑，著色劑，脫色劑，氧化劑和還原劑，乳濁劑和其他原料。

玻璃熔制的綜合結(jié)果是使隔著原料的化合物形成透明的玻璃液。玻璃熔制的五個(gè)階段：

硅酸鹽形成的階段：玻璃形成的階段；玻璃液的澄清階段； 玻璃液的均化階段；玻璃液的冷卻階段。硅酸鹽形成階段的七點(diǎn)變化：

多晶轉(zhuǎn)變； 鹽類分解； 生成低共融混合物； 形成復(fù)鹽； 生成硅酸鹽； 排出結(jié)晶水和吸附水； 固相熔融向液相轉(zhuǎn)變。玻璃的形成

玻璃形成過(guò)程的速度實(shí)際上取決于石英砂粒的溶解擴(kuò)散速度。

石英砂的分解擴(kuò)散過(guò)程分為兩步,首先是砂粒表面發(fā)生溶解，而后溶解的SiO2向外擴(kuò)散 玻璃液中氣體的三種狀態(tài)：（1）可見(jiàn)氣泡，（2）物理溶解的氣體，（3）化學(xué)結(jié)合的氣體。5 玻璃液的均化

玻璃液的均化包括對(duì)其化學(xué)均化和熱均化兩個(gè)方面的要求

1）定義：在玻璃形成階段結(jié)束后，在玻璃液中，仍帶有與主體玻璃化學(xué)成分不同的不均體，消除這種不均體的過(guò)程成為玻璃液的均化。

玻璃液的均化過(guò)程：

2)不均體的溶解與擴(kuò)散的均化過(guò)程；玻璃液的對(duì)流均化過(guò)程；因氣泡上升而引起的攪拌均化作用。玻璃液的冷卻

產(chǎn)生二次氣泡的原因:（1）硫酸鹽的熱分解；（2）物理溶解的氣體析出；（3）玻璃中某些組分易產(chǎn)生二次氣泡。玻璃的熔制制度：

溫度制度，壓力制度和氣氛制度 坩堝窯中玻璃熔制的溫度制度五個(gè)階段：

加熱熔窯；熔化；澄清與均化；冷卻；成型 玻璃的浮法成型

定義：指熔窯熔融的玻璃液流入錫槽后在熔融金屬錫液的表面上成型平板玻璃的方法。

金屬錫液的優(yōu)缺點(diǎn): 1)錫中所含各種雜質(zhì)都是組成玻璃的元素；

2）錫的密度大大高于玻璃的密度，有利于對(duì)玻璃托??；

3）錫熔點(diǎn)遠(yuǎn)低于玻璃出錫槽口的溫度，有利于保持玻璃的拋光面； 4）錫的導(dǎo)熱率為玻璃的60~70倍，有利于玻璃版面溫度的均勻等； 5）錫液的表面張力高于玻璃的表面張力，有利于玻璃的拉??；

6）錫液有極低的粘度，這表明有良好的熱對(duì)流的運(yùn)動(dòng)性能，這對(duì)均勻浮法表面溫度有較大的影響。7）使用錫液作浮拋介質(zhì)的主要缺點(diǎn)是Sn極易氧化為SnO和SnO2，它不利于玻璃的拋光，同時(shí)又是產(chǎn)生虹彩、沾錫、光畸變等玻璃缺陷的主要原因，為此采用保護(hù)氣體。

第四章 玻璃的退火與淬火

玻璃的應(yīng)力：

熱應(yīng)力、結(jié)構(gòu)應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力

1）熱應(yīng)力：玻璃中由于 存在溫差而產(chǎn)生的應(yīng)力。

按其存在特點(diǎn)分為：暫時(shí)應(yīng)力和永久應(yīng)力。

暫時(shí)應(yīng)力： 在溫度低于應(yīng)變點(diǎn)時(shí)，處于彈性變形溫度范圍內(nèi)（即脆性狀態(tài)）的玻璃在經(jīng)受不均勻的溫度變化時(shí)所產(chǎn)生的熱應(yīng)力，隨著溫度梯度的存在而存在，隨溫度梯度的消失而消失，這種應(yīng)力成為暫時(shí)應(yīng)力。

永久應(yīng)力: 當(dāng)玻璃內(nèi)外溫度 相等所殘留的熱應(yīng)力

將一玻璃板加熱到高于玻璃應(yīng)變點(diǎn)以上的某一溫度，待均熱后板兩面均勻自然冷卻，經(jīng)一定時(shí)間后玻璃中的溫度場(chǎng)呈拋物線分布。玻璃外層為張應(yīng)力而內(nèi)層為壓應(yīng)力，由于應(yīng)變點(diǎn)以上的玻璃具有粘彈性，即此時(shí)的玻璃為可塑狀態(tài)，在受力后會(huì)產(chǎn)生位移和變形，使由溫度梯度 所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力消失。這個(gè)過(guò)程成為應(yīng)力松弛過(guò)程，這時(shí)的玻璃內(nèi)外層雖存在著溫度梯度但不存在應(yīng)力。當(dāng)玻璃冷卻到應(yīng)變點(diǎn)以下，玻璃已成為彈性體，以后的降溫與應(yīng)力變化與前述的產(chǎn)生暫時(shí)應(yīng)力情況相同，待冷卻到室溫時(shí)，雖然消除了應(yīng)變點(diǎn)以下產(chǎn)生的應(yīng)力，但不能消除應(yīng)變點(diǎn)以上所產(chǎn)生的應(yīng)力，此時(shí)，應(yīng)力方向恰好相反，即表面為壓應(yīng)力，內(nèi)部為張應(yīng)力，這種應(yīng)力為永久應(yīng)力。

結(jié)構(gòu)應(yīng)力：玻璃因化學(xué)組成不均導(dǎo)致結(jié)構(gòu)上的不均而產(chǎn)生的應(yīng)力。

機(jī)械應(yīng)力： 由外力作用在玻璃上引起的應(yīng)力，當(dāng)外力除去時(shí)應(yīng)力隨之消失，此應(yīng)力為機(jī)械應(yīng)力。玻璃的退火

定義：為了消除玻璃中的永久應(yīng)力，必須將玻璃加熱到低于玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg附近的某一溫度進(jìn)行保溫均熱，以消除玻璃各部分的溫度梯度，使應(yīng)力松弛。

這個(gè)選定的溫度成為退火溫度。玻璃的淬火

定義：將玻璃制品家人到轉(zhuǎn)變溫度Tg以上50~60度，然后在冷卻介質(zhì)中（淬火介質(zhì)）急速均勻冷卻，在這一過(guò)程中玻璃的內(nèi)層和表面將產(chǎn)生很大的溫度梯度，由此引起的應(yīng)力由于玻璃的粘滯流動(dòng)，所以造成了有溫度梯度而無(wú)應(yīng)力的狀態(tài)。

玻璃淬火后所產(chǎn)生的應(yīng)力大小與淬火溫度，冷卻速度，玻璃的化學(xué)組成以及厚度等有直接關(guān)系。

第五章 玻璃的缺陷

通常所謂玻璃缺陷是指 玻璃體內(nèi)存在的、引起玻璃體均勻性破壞的各種夾雜物，如 氣泡、結(jié)石、條紋、節(jié)瘤等。

結(jié)石：是出現(xiàn)在玻璃中的結(jié)晶夾雜物。結(jié)石是玻璃制品中最嚴(yán)重的缺陷，它不僅 破壞了玻璃制品的外觀和光學(xué)均一性，而且降低了制品的使用價(jià)值。

玻璃夾雜物（條紋和節(jié)瘤）：玻璃主體內(nèi)存在的異類玻璃夾雜物

第六章 建筑玻璃及其深加工

深加工的產(chǎn)品主要有： 鋼化玻璃、夾層玻璃、中空玻璃、鍍膜玻璃等。

微晶玻璃：把加工晶核劑（或不加晶核劑）的特定組成的玻璃在有控條件下進(jìn)行晶化處理，使原單一的玻 璃形成了有微晶和玻璃相均勻分布的復(fù)合材料，稱之為微晶玻璃。

微晶玻璃與傳統(tǒng)玻璃不同，它是利用晶核劑或紫外輻射等方法使玻璃內(nèi)形成晶核，再經(jīng)過(guò) 熱處理使晶核長(zhǎng)大，成為一種受控結(jié)晶過(guò)程，形成玻璃與某些晶體共存的材料，能制成零膨脹，高強(qiáng)度及特定的電性質(zhì)和機(jī)械性質(zhì)的微晶玻璃。

夾層玻璃：是由兩片或兩片以上的玻璃用合成樹(shù)脂膠片（是聚乙烯丁醛薄膜）粘結(jié)在一起而制成的一種安全玻璃。

為什么又叫安全玻璃？ 由于透明樹(shù)脂膠片的粘結(jié)作用使得玻璃保持良好的透明性外，玻璃體的抗沖擊能力也得到提高。

第七章 陶瓷原料

陶瓷原料的分類：粘土，石英和長(zhǎng)石。

可塑性：指粘土與適量的水混煉以后形成的泥團(tuán)，可在外力的作用下產(chǎn)生變形但不開(kāi)裂；并在外力除去后，仍能保持原有形狀的性質(zhì)。

觸變性:指粘土泥漿或泥團(tuán)受到振動(dòng)或攪拌時(shí)，粘度降低而流動(dòng)性增加，靜置后漸恢復(fù)原狀或泥料在放置一段時(shí)間后，在水分不變時(shí)泥料變稠和固化的性質(zhì)。

石英在陶瓷生產(chǎn)中的作用：

1）是瘠性料，可降低可塑性，減少收縮變形，加快干燥；

2）在高溫時(shí)可部分 溶于長(zhǎng)石玻璃中，增加液相粘度，減小高溫時(shí)的坯體變形； 3）未熔石英與莫來(lái)石一起可構(gòu)成坯體骨架，增加強(qiáng)度；

4）在釉料中增加石英含量可提高釉的熔融溫度和粘度，提高釉的耐磨性和抗化學(xué)腐蝕性。長(zhǎng)石類原料對(duì)陶瓷的作用: 1)高溫下熔融在乳白色玻璃，溶解石英顆粒和部分高嶺土，分解物促進(jìn)成瓷反應(yīng)的進(jìn)行--助熔作用。2）高溫形成的玻璃具較大粘度，起到高溫?zé)崴茏饔煤透邷啬z結(jié)作用，防止高溫變形。

3）高溫形成的玻璃在冷卻時(shí)，不析晶，以透明玻璃體狀態(tài)存在，增加瓷的透明度，提高光澤度，改善瓷的外觀質(zhì)量和使用性能。

4）極性物料可提高坯的疏水性和干燥速度。硅灰石 Ca[SiO3]或CaO.SiO2 無(wú)水

因本身不含有機(jī)物和結(jié)構(gòu)水，干燥收縮和燒成收縮都很小，作為陶瓷原料有特殊的優(yōu)良性能，故用途很廣。其熱膨脹系數(shù)小，適于快速燒成。燒成后，瓷坯中的針狀硅灰石晶體交叉排列成網(wǎng)狀，使制品的強(qiáng)度提高，并有抗熱沖擊性能高、介電損失小等優(yōu)點(diǎn)。

第八章 配料計(jì)算及坯料制備

傳統(tǒng)陶瓷的坯料組成：瓷器、炻器、精陶

區(qū)別： 瓷器有良好的色澤，一定的透明度和熱穩(wěn)定性，機(jī)械強(qiáng)度

炻器介于陶器和瓷器之間，于陶的區(qū)別是氣孔率較低，是致密燒結(jié)；于瓷器的區(qū)別是坯體帶色且無(wú)半透明性。如鋪地磚，缸器，茶具。多孔性坯體結(jié)構(gòu)，機(jī)械強(qiáng)度不高，且有吸濕膨脹性。如建筑釉面瓷磚和衛(wèi)生器皿

其中瓷器分為三種：長(zhǎng)石質(zhì)瓷、骨灰質(zhì)瓷、日用滑石質(zhì)瓷。

第九章 成型

坯料在加入（或含有）液體（一般是水）后，可形成一種特殊狀態(tài)，具有了鎖需要的工藝性能。加入大量的 水（28%~~35%）可使 坯料顆粒形成稠厚的懸浮液、為注漿坯料；少量的水時(shí)，則形成能捏成團(tuán)的粉料，在8%~15%時(shí)為水量干壓坯料；3%~~7%之間為 干壓坯料；水量適中時(shí)（18%~~25%）則形成可塑坯料。影響可塑性的因素：

1）液相含量與性質(zhì)； 2）顆粒尺寸和形狀； 3）礦物種類； 4）吸附陽(yáng)離子 可塑成型工藝：

1）雕塑與拉坯； 2）旋壓成型； 3）滾壓成型； 4）擠壓與車坯成型； 5）塑壓成型； 6）注塑成型； 7）軋模成型 注漿成型工藝：

1）空心注漿； 2）實(shí)心注漿； 3）真空注漿； 4）離心注漿； 5）壓力注漿 壓制成型工藝：

1）干壓或半干壓成型 2)等靜壓成型

第十章 釉料制備及施釉 釉的分類：習(xí)慣以主要溶劑的名稱命名如鉛釉、石灰釉、長(zhǎng)石釉等。

長(zhǎng)石釉----釉式中的K2O+Na2O的摩爾數(shù)等于或少大于RO的摩爾數(shù)，長(zhǎng)石釉的高溫粘度大，燒成范圍寬，硬度較大。各成分在釉料中的作用：

1）玻璃形成劑； 2）助溶劑； 3）乳濁劑； 4）著色劑； 5）其他輔助劑 釉料配方的總原則是--釉料必須適應(yīng)于坯料。釉料配方的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律：

1）(SiO2+B2O3):(R2O+RO)=(1:1)~(3:1),這樣不致使熔塊溫度太高而引起PbO,B22O3和堿性氧化物大量揮發(fā)； 2）在熔塊中堿性金屬氧化物與堿土金屬氧化物之比應(yīng)小于1；

3）含硼熔塊中，SiO2/B2O3應(yīng)在2以上； 4）熔塊中Al2O3的摩爾數(shù)應(yīng)小于0.2.4 坯釉中間層的形成與作用

由于坯釉化學(xué)組成上的差異，燒釉時(shí)釉的某些成分滲透到坯體的表層中，坯體的某些成分也會(huì)擴(kuò)散到釉中，熔解到釉中。通過(guò)熔解與擴(kuò)散的作用，使接觸帶的化學(xué)組成和物理性質(zhì)介于坯體與釉層之間，結(jié)果形成中間層。具體地說(shuō)，該層吸收了坯體中的Al2O3,SiO2等成分，又吸收了釉料中的堿性氧化物及B2O3等。它對(duì)調(diào)整坯釉之間的差別、緩和釉層中應(yīng)力、改善 坯釉的結(jié)合性能起一定的作用。釉的熔融溫度范圍

化學(xué)組成對(duì)熔制性能的影響主要取決于釉式中的Al2O3, SiO2含量的增加，釉的成熟溫度相應(yīng)提高，而Al2O3的貢獻(xiàn)大于SiO2..堿金屬和金土金屬氧化物作為熔劑 可降低釉的熔融溫度。Li2O,Na2O,K2O,PbO和B2O3都是強(qiáng)助溶劑，又稱軟熔劑，在低溫下起助熔作用。而CaO,MgO,ZnO 等，主要在較高溫度下發(fā)揮熔劑作用而成硬熔劑。坯和釉的適應(yīng)性

坯釉適應(yīng)性是指熔融性能良好的釉熔體，冷卻后與坯體緊密結(jié)合成完美的整體，不開(kāi)裂，不剝落的能力。

影響坯、釉適應(yīng)性的因素主要有四個(gè)方面： 1）熱膨脹系數(shù)對(duì)坯、釉適應(yīng)性的影響

因釉和坯是緊密聯(lián)系著的，對(duì)釉的要求是釉熔體在冷卻后能與坯體很好的結(jié)合，既不開(kāi)裂也不剝落，為此要求坯和釉的熱膨脹性系數(shù)相適應(yīng)。一般要求釉的熱膨脹系數(shù)略小于坯。2）中間層對(duì)坯、釉適應(yīng)性的影響

中間層可促使坯釉間的熱應(yīng)力均勻。發(fā)育良好的中間層可填滿坯體表面的隙縫，減弱坯釉間的應(yīng)力，增大制品的機(jī)械強(qiáng)度。

3）釉的彈性、抗張強(qiáng)度對(duì)坯、釉適應(yīng)性的影響

具有較高彈性（即彈性模量較?。┑挠阅苎a(bǔ)償坯、釉接觸層中形變差所產(chǎn)生的應(yīng)力和機(jī)械作用所產(chǎn)生的應(yīng) 變，即使坯、釉熱膨脹系數(shù)相差較大，釉層也不一定開(kāi)裂、剝落。釉的抗張強(qiáng)度高，抗釉裂的能力就強(qiáng)，坯釉適應(yīng)性就好?；瘜W(xué)組成與熱膨脹系數(shù)、彈性模量、抗張強(qiáng)度三者間的關(guān)系較復(fù)雜，難以同時(shí)滿足這三方面的要求，應(yīng)在考慮熱膨脹系數(shù)的前提下使釉的抗張強(qiáng)度較高，彈性較好為佳。4）釉層厚度對(duì)坯、釉適應(yīng)性的影響

薄釉層在煅燒時(shí)組分的改變比厚釉層大，釉的熱膨脹系數(shù)降低得多，而且中間層相對(duì) 厚度增加，有利于提高釉中的壓力，有利于提高釉適應(yīng)性。對(duì)于厚釉層，坯、釉中間層厚度相對(duì)降低，因而不足以緩和兩者之間因熱膨脹 系數(shù)差異而出現(xiàn)的有害應(yīng)力，不利于坯釉適應(yīng)性。

釉層厚度對(duì)于釉面外觀質(zhì)量有直接影響，釉層厚會(huì)加重中間層的負(fù)擔(dān)，易造成釉面開(kāi)裂及其它缺陷，而釉層過(guò)薄則易發(fā)生于釉想象，一般釉層通常小于0.3mm或通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。7 基本施釉的方法有浸釉、燒釉和噴釉。

發(fā)展中的施釉方法：流化床施釉、熱噴施釉、干壓施釉。

第十一章 干燥 坯體在干燥過(guò)程中變化的主要特征是隨干燥時(shí)間的延長(zhǎng)，坯體溫度升高，含水率降低，體積收縮；氣孔率提高，強(qiáng)度增加。影響干燥速度的因素及其作用

1）坯料的性質(zhì) 粘土的可塑性越強(qiáng)，加入量越多，顆粒越細(xì)，干燥速度就越難提高；瘠性物料越多，顆粒越粗，越有利于提高干燥速度。

2）坯體形狀、大小和厚度 形狀復(fù)雜，體大壁厚的坯體在干燥時(shí)易產(chǎn)生收縮應(yīng)力，故其干燥速度應(yīng)加以控制，不宜太快。

3）坯體溫度 坯體溫度高，水的粘度小，有利于水分表面移動(dòng)。

4）干燥介質(zhì)的性質(zhì) 干燥介質(zhì)溫度越高，濕度越小，則吸收水分的能力越大。增大干燥介質(zhì)速度，減小邊界層的厚度，增大對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)，則可加快干燥速度。

5）使熱擴(kuò)散與濕擴(kuò)散的方向一致 坯體中水分的內(nèi)擴(kuò)散包括濕擴(kuò)散和熱擴(kuò)散。濕擴(kuò)散是坯體內(nèi)部由于存在濕度梯度引起的水分移動(dòng)，其方向由坯體內(nèi)部指向坯體外部；熱擴(kuò)散是坯體內(nèi)部由于存在溫度梯度而使水分移動(dòng)，其方向由坯體表面指向坯體中心。當(dāng)溫度梯度與濕度梯度方向一致時(shí)會(huì)顯著加快內(nèi)擴(kuò)散速度。

第十二章 燒成 燒成過(guò)程中的物理化學(xué)變化

1）低溫階段（室溫~300度）

低溫階段也成坯體水分蒸發(fā)期。主要是排除在干燥過(guò)程中沒(méi)有除掉的殘余水分。隨水分的 排除，組成坯體的固體顆粒逐漸靠攏，坯體發(fā)生少量收縮哦，氣孔率增加。2）中溫階段（300~950度）

坯體內(nèi)部發(fā)生較復(fù)雜的物理化學(xué)變化，瓷坯中所含有機(jī)物、碳酸鹽、硫酸鹽及鐵的化學(xué)物等，大多要在此階段發(fā)生氧化與分解，此外還伴隨有晶型轉(zhuǎn)變，結(jié)構(gòu)水排除和一些物理變化。

坯體中存在的碳素及有機(jī)物在600度以上開(kāi)始氧化分解，這類反應(yīng)一直要進(jìn)行到高溫。碳素、硫化物及有機(jī)物必須在本階段氧化，產(chǎn)生的氣體必須完全排除掉，不然會(huì)引起坯體起泡。3）高溫階段（950度~~最高燒成溫度）

高溫階段也稱為玻化成瓷期，是燒成過(guò)程中溫度最高的階段。在本階段坯體開(kāi)始燒結(jié)，釉層開(kāi)始融化。由于各地陶瓷制品晶胚、釉組成和性能的不同，對(duì)燒成溫度和燒成氣氛的要求也不相同。

弱還原階段：在此階段，由于熔融長(zhǎng)石和其他低共融物形成的液相大量增加液相的表面張力作用，使坯體顆粒重新排列緊密，使顆粒相互膠結(jié)并填充空隙，顆粒間距縮小，坯體逐漸致密。同時(shí)促進(jìn)莫來(lái)石的生成和發(fā)育，降低燒成溫度，促進(jìn)燒結(jié)。莫來(lái)石晶體長(zhǎng)大并 形成‘骨架’，坯體強(qiáng)度增大。2 燒成制度包括溫度制度、氣氛制度和壓力制度。氣氛的作用：

1）氣氛對(duì)陶瓷坯體過(guò)燒膨脹的影響

瓷石-高嶺土瓷坯在還原氣氛中過(guò)燒，產(chǎn)生的膨脹比在氧化氣氛小得多；高嶺土-長(zhǎng)石-石英-膨潤(rùn)土瓷坯卻在還原氣氛下的過(guò)燒膨脹較大。2）氣氛對(duì)坯體的收縮和燒結(jié)的影響

二者在還原氣氛中的燒結(jié)溫度都比在氧化氣氛中低，隨含鐵量的減少而減小。瓷石質(zhì)坯體在還原氣氛中的收縮大，長(zhǎng)石和膨潤(rùn)土坯則相反。

3）氣氛對(duì)坯的顏色和透光性以及釉層質(zhì)量的影響 A 影響鐵、鈦的價(jià)數(shù)

氧化焰燒成產(chǎn)生膠態(tài)Fe2O3而顯黃色，還原焰則形成FeO顯淡青色。含鈦坯料應(yīng)避免還原焰，因?yàn)槠鋾?huì)使坯體顏色加深，而失去增白作用。

B 使SiO2和CO還原 SiO2經(jīng)還原分解作用，生成單質(zhì)硅，產(chǎn)生黑斑；CO則會(huì)分解出C而產(chǎn)生煙熏，也可產(chǎn)生釉泡。瓷器的燒成缺陷： 記五個(gè)

開(kāi)裂；變形；氣泡； 毛孔和桔釉； 色黃、火刺、落渣、斑點(diǎn)、煙熏； 生燒和過(guò)燒； 釉裂（驚釉）； 釉縷與缺釉。

第十四章 氣硬性膠凝材料 石膏的脫水轉(zhuǎn)變圖 P170-圖14-2 2 石膏漿體的硬化

石膏哦漿體硬化并形成具有強(qiáng)度的人造石，一般認(rèn)為其結(jié)構(gòu)變化經(jīng)歷兩個(gè)階段，即凝聚結(jié)構(gòu)形成階段和結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的形成和發(fā)展階段。在凝聚結(jié)構(gòu)形成階段，石膏漿體中的微粒彼此之間存在一個(gè)薄膜，粒子之間通過(guò)水膜以范德華分子引力互相作用，僅具有低的強(qiáng)度，這種結(jié)構(gòu)具有觸變復(fù)原的特性。在結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的形成和發(fā)展階段，水化物晶粒已大量形成，結(jié)晶不斷長(zhǎng)大，且晶粒之間相互接觸和連生，使整個(gè)石膏漿體形成一個(gè)結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)，具有較高的強(qiáng)度，并且不再具有觸變復(fù)原的特點(diǎn)。

尤為指出的是，石膏漿體在其自身硬化過(guò)程中，存在著結(jié)構(gòu)的形成和結(jié)構(gòu)的破壞這一對(duì)矛盾，其影響因素是多方面的，但是最本質(zhì)的因素是與過(guò)飽和度有關(guān)。過(guò)飽和度較高時(shí)液相中形成的晶核數(shù)量多，晶粒細(xì)小，因而產(chǎn)生的結(jié)晶接觸點(diǎn)多，容易形成結(jié)構(gòu)網(wǎng)，反之，過(guò)飽和度較低則液相中形成的晶核數(shù)量少，晶粒粗大，因而結(jié)晶接觸點(diǎn)也較少，形成同等結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)所消耗的水化物較多。在初始結(jié)構(gòu)形成以后，水化物繼續(xù)生成，有利于結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的密實(shí)強(qiáng)化。但是，當(dāng)達(dá)到某一限度值后，若過(guò)飽和度仍然過(guò)大，水化物勢(shì)必會(huì)繼續(xù)增加，就會(huì)對(duì)已形成的結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)產(chǎn)生一種內(nèi)應(yīng)力（成為結(jié)晶應(yīng)力），當(dāng)結(jié)晶應(yīng)力大于結(jié)構(gòu)所能承受的限度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。此外，在結(jié)晶接觸點(diǎn)的區(qū)段，晶格不可避免地發(fā)生歪曲和變形，因此，它與規(guī)則晶體相比較，具有較高的溶解度。所以，在潮濕條件下，產(chǎn)生接觸點(diǎn)的溶解和較大晶體的再結(jié)晶，也會(huì)明顯地影響石膏硬化漿體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)注意控制石膏的質(zhì)量和細(xì)度、養(yǎng)護(hù)溫度、水灰比以及外加劑的 種類和摻量，從而保證石膏制品的質(zhì)量。

3石灰漿體的硬化： 干燥硬化和碳化硬化。

第十五章 硅酸鹽水泥 煅燒過(guò)程中的物理和化學(xué)變化

1）干燥和脫水； 2）碳酸鹽分解； 3）固相反應(yīng)； 4）孰料燒結(jié)； 5）孰料冷卻。水泥孰料中各種氧化物的作用;1)CaO.CaO是水泥孰料的主要成分。作用：與酸性氧化物作用，生成C2S,C3S,C3A,C4AF等孰料礦物，其中C3S是由CaO與C2S作用后形成的，因此CaO的含量會(huì)直接影響到C3S的含量。CaO含量過(guò)少，生成的C3S就少； 若CaO過(guò)量，會(huì)產(chǎn)生游離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，其含量決定水泥孰料中CaSiO3礦物的數(shù)量。當(dāng)CaO含量一定時(shí)，SiO2的含量影響C3S和C2S的相對(duì)含量。SiO2含量較高時(shí)，C3S的生成量減少，其含量一般在20~24%。

3）Al2O3,Fe2O3.與CaO作用，生成C3A,C4AF.在CaO-Al2O3-Fe2O3組成中，首先是CaO+ Al2O3形成C3A，隨后C3A+ Fe2O3生成C4AF.只有Fe2O3及時(shí)作用完了，才有C3A的存在，所以配比應(yīng)考慮Al2O3/ Fe2O3比。4）MgO.MgO超過(guò)一定含量時(shí)，會(huì)以方鎂石的形式存在，使水泥安定性不良。水泥孰料的組成：

1）硅酸三鈣

A礦：硅酸三鈣并不以純的形式存在，而是含有少量氧化鎂，氧化鋁等形成的固溶體。

硅酸三鈣加水調(diào)和后，凝結(jié)時(shí)間正常。它水化較快，粒徑為40μm~45μm的硅酸三鈣顆粒，加水后28D其水化程度可達(dá)到70%左右。所以硅酸三鈣強(qiáng)度發(fā)展比較快，早期強(qiáng)度較高，且強(qiáng)度增進(jìn)率較大，28D強(qiáng)度可以達(dá)到其一年強(qiáng)度的70%~80%。但硅酸三鈣水化熱較高，抗水性較差，且孰料中硅酸三鈣含量過(guò)高時(shí)，會(huì)給煅燒帶來(lái)困難，往往使孰料中游離氧化鈣增高，從而降低水泥強(qiáng)度，甚至影響水泥安定性。2）硅酸二鈣

B礦：以固熔有少量氧化物的β-C2S的形式存在的硅酸二鈣。

貝利特水化較慢，至28D 齡期僅水化20%左右，凝結(jié)硬化緩慢，早期強(qiáng)度較低，但28D以后，強(qiáng)度仍能較快增長(zhǎng)，在一年后，可以趕上阿里特。貝利特水化熱較小，抗水性較好，因而對(duì)大體積工程或處于一定侵蝕環(huán)境下的工程用水泥，適量提高貝利特含量，降低阿里特含量是有利的。3）中間相

填充在阿里特，貝利特之間的鋁酸鹽，鐵酸鹽，組成不定的玻璃體和含堿化合物等成為中間相。

A.鋁酸鈣：鋁酸三鈣水化迅速，放熱多，凝結(jié)很快，如不加石膏等緩凝劑，易使水泥急凝。鋁酸三鈣硬化也很快，它的強(qiáng)度3天內(nèi)就大部分發(fā)揮出來(lái)；故其早期強(qiáng)度較高，但絕對(duì)值不高，以后幾乎不再增大，甚至倒縮。鋁酸三鈣的干縮變形大，抗硫酸鹽性能差。

B.鐵鋁酸四鈣的水化速度在早期介于鋁酸三鈣與硅酸三鈣之間，但隨后的發(fā)展不如硅酸三鈣。它的強(qiáng)度早期發(fā)展較快，后期還能不斷增長(zhǎng)，類似于硅酸二鈣，才利特（C礦）的抗沖擊性能和抗硫酸鹽性能較好，但有一定的水硬性。

4）游離氧化鈣和方鎂石 4 孰料的率值

率值作為生產(chǎn)控制的一種指標(biāo)，可以比較方便地表示化學(xué)成分和礦物組成之間的關(guān)系，明確地表示對(duì)水泥孰料的性能和煅燒的影響。

1）硅率：表示孰料中SiO2與Al2O3,Fe2O3之和的質(zhì)量比值，以SM或n表示。

硅率表達(dá)了水泥孰料礦物中硅酸鹽礦物與熔劑性礦物C3A+C4AF)之間的數(shù)量對(duì)比關(guān)系。硅率越大，則硅酸鹽礦物含量越高，熔劑性礦物含量越少，煅燒過(guò)程中出現(xiàn)的液相含量越小，所要求的燒成溫度越高；但硅率過(guò)小，則煅燒過(guò)程中容易形成孰料大塊甚至結(jié)圈。通常硅率控制在1.7~2.7之間。

2）鋁率：又稱鐵率，表示孰料中Al2O3和Fe2O3含量的質(zhì)量比，以IM或P表示。

若孰料中Al2O3和Fe2O3的總含量已確定，那么鋁率表示C3A和C4AF的相對(duì)含量。3）石灰飽和系數(shù)

在水泥孰料中，氧化鈣總是與酸性氧化物Al2O3,Fe2O3飽和生成C3A，C4AF，在生成上述礦物后，所余下的CaO與使SiO2飽和形成C3S所需的CaO的比值成為石灰飽和系數(shù)，以KH表示。它表示SiO2與CaO 飽和形成C3S的程度。C3S的水化

C3S的水化作用、產(chǎn)物以及所形成的結(jié)構(gòu)對(duì)硬化水泥漿體的性能起主導(dǎo)作用。P198-圖15-4說(shuō)明C3S的水化過(guò)程五個(gè)階段。表15-10.6 硅酸鹽水泥的水化（三個(gè)階段）：

1)鈣礬石形成期 C3A率先水化，在石膏存在條件下，迅速形成鈣礬石，是導(dǎo)致第一放熱峰的主要因素。2）C3S水化期 C3S開(kāi)始迅速水化，大量放熱，形成第二放熱峰。有時(shí)會(huì)有第三放熱峰或在第二放熱峰上，出現(xiàn)一個(gè)‘峰肩’，一般認(rèn)為是由于鈣礬石轉(zhuǎn)化成單硫型水化硫鋁（鐵）酸鈣而引起的，當(dāng)然，C2S與鐵相亦以不同程度參與了這兩個(gè)階段的反應(yīng)，生成相應(yīng)的 水化產(chǎn)物。

3)結(jié)構(gòu)形成和發(fā)展期 放熱速率很低，趨于穩(wěn)定。隨著各種水化產(chǎn)物的增多，填入原先由水所占據(jù)的空間，再逐漸連接，相互交織，發(fā)展成硬化的漿體結(jié)構(gòu)。水化速度 ：常以單位時(shí)間內(nèi)的水化程度或水化深度來(lái)表示。8 水泥漿體的水化硬化：

水泥的水化反應(yīng)在開(kāi)始主要為化學(xué)反應(yīng)所控制；當(dāng)水泥顆粒四周形成較為完整的水化物膜層后，反應(yīng)歷程又受到離子通過(guò)水化產(chǎn)物層時(shí)擴(kuò)散速率的影響。隨著水化產(chǎn)物層的不斷增厚，離子擴(kuò)散速率即成水化歷程動(dòng)力學(xué)行為的決定性因素。在所生成的水化產(chǎn)物中，有許多是屬于膠體尺寸的晶體。隨著水化反應(yīng)的不斷進(jìn)行，各種水化產(chǎn)物逐漸填滿原來(lái)由水所占據(jù)的空間，固體粒子 逐漸接近。由于鈣礬石針、棒狀晶體的相互搭接穿插，特別是大量箔片 狀、纖維狀C-S-H的交叉攀附，從而使原先分散的水泥顆粒以及水化產(chǎn)物連結(jié)起來(lái)，夠長(zhǎng)一個(gè)三維空間牢固結(jié)合、密實(shí)的整體?？追植技翱偪紫堵?/p>

在水化過(guò)程中，水化產(chǎn)物的體積要大于孰料礦物的體積。據(jù)計(jì)算，每1cm3的水泥水化后約需占據(jù)2.2cm3的空間。即約45%的水化產(chǎn)物處于水泥顆粒原來(lái)的周界之內(nèi)，成為內(nèi)部水化產(chǎn)物；另有55% 則為外部水化產(chǎn)物，占據(jù)著原來(lái)沖水的空間。這樣，隨著水化過(guò)程的進(jìn)展，原來(lái)沖水的空間減少，而沒(méi)有被水化產(chǎn)物填充的空間，則逐漸被分割成形狀極不規(guī)則的毛細(xì)孔。另外，在C-S-H凝膠所占據(jù)的空間內(nèi)還存在著孔，尺寸極為細(xì)小，用掃描電鏡也難以分辨。

一般在水化24h以后，硬化漿體中絕大部分（70~80%）的孔已經(jīng)在100nm以下。隨著水化過(guò)長(zhǎng)的進(jìn)展，孔徑小于10nm，即凝膠孔的數(shù)量由于水化產(chǎn)物的增多而增加，毛細(xì)孔則逐漸填充減小，總的孔隙率則相應(yīng)降低。凝結(jié)速度

從礦物組成后，鋁酸三鈣水化最為迅速，硅酸三鈣水化也快，數(shù)量也多，因而這兩種礦物與凝結(jié)速度的關(guān)系最為密切。強(qiáng)度及影響因素： 1）漿體組成和強(qiáng)度的關(guān)系； 2）密實(shí)度和強(qiáng)度的關(guān)系； 3）溫度和壓力對(duì)強(qiáng)度的影響 環(huán)境介質(zhì)的侵蝕

對(duì)水泥侵蝕的環(huán)境介質(zhì)主要有：淡水、酸和酸性水、硫酸鹽溶液和堿溶液等。其侵蝕作用可以概括為：溶解浸析、離子交換以及膨脹性產(chǎn)物等三種形式。

第十六章 摻混合材料的水泥 水泥混合材料

常用的激發(fā)劑有兩類:堿性激發(fā)劑（石灰或水化時(shí)能析出Ca(OH)2的 硅酸鹽水泥孰料）和硫酸鹽激發(fā)劑（二水石膏、半水石膏、無(wú)水石膏或以CaSO4為主要成分的化工廢渣，如磷石膏、氟石膏等），起作用機(jī)理如下: 堿性激發(fā)劑的Ca(OH)2與活性混合材料中所含呈活性狀態(tài)的SiO2和Al2O3發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，發(fā)生水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣。在同時(shí)有硫酸鹽激發(fā)劑存在的條件下，石膏與活性Al2O3化合，生成水化硫鋁酸鈣。礦渣水泥的水化硬化過(guò)程

礦渣水泥調(diào)水后，首先是 孰料礦物與水作用，生成水化硅酸鹽，水化鋁酸鈣、氫氧化鈣、水化硫（鐵）鋁酸鈣等。還可能生成水化鋁硅酸鈣（C2ASH3）等水化產(chǎn)物。因此，礦渣水泥早期硬化速度就較慢。礦渣水泥的性質(zhì)和用途：礦渣水泥早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度可趕上甚至超過(guò)硅酸鹽水泥。

第十七章 其他品種水泥

高鋁水泥的水化，主要是鋁酸一鈣的水化，其水化產(chǎn)物與溫度關(guān)系極大。2 膨脹水泥:是指在水化過(guò)程中，由于生成膨脹性水泥產(chǎn)物，使水泥在硬化后體積不收縮或膨脹的水泥。由強(qiáng)度組分和膨脹組分組成。

鋁酸鹽自應(yīng)力水泥

鋁酸鹽自應(yīng)力水泥加水拌和后，高鋁水泥中的CA和CA2等鋁酸鹽礦物與石膏進(jìn)行水化。

在水化形成鈣礬石的同時(shí)，會(huì)析出相當(dāng)數(shù)量的氫氧化鋁（AH3）凝膠，不但有效地增進(jìn)了水泥石的密實(shí)性，而且在鈣礬石晶體生長(zhǎng)、膨脹過(guò)程中，起著極為重要的塑性襯墊作用，使水泥石在不斷增高強(qiáng)度的情況下，具有較大的變形能力。又由于鈣礬石析晶時(shí)的過(guò)飽和度較小，生成的鈣礬石就比較分散，而且分布均勻，結(jié)晶壓力不會(huì)過(guò)分集中，對(duì)水泥石結(jié)構(gòu)的破壞就相對(duì)較小。因此，可以任務(wù)鈣礬石和氫氧化鋁凝膠共同構(gòu)成了強(qiáng)度因素和膨脹因素。

第十八章 耐火材料的組成、結(jié)構(gòu)和性能 耐火材料

定義: 是由多種不同化學(xué)成分及不同結(jié)構(gòu)礦物組成的非均質(zhì)體。

耐火材料的若干性質(zhì)取決于其中的物相組成、分布和各相的特性。

1）化學(xué)組成： 是耐火材料的基本特征。為了抵抗高溫作用，必須選擇高熔點(diǎn)化合物。2）礦物組成

耐火材料一般是多相組成體，其礦物相可分為結(jié)晶相和玻璃相兩類，又可分為主晶相和基質(zhì)。主晶相是構(gòu)成耐火材料的主題，一般來(lái)說(shuō)，主晶相是熔點(diǎn)較高的晶體，其性質(zhì)、數(shù)量及結(jié)合狀態(tài)決定制品性質(zhì)?；|(zhì)又稱為結(jié)合相，是填充在主晶相之間的結(jié)晶礦物和玻璃相。其含量不多，但對(duì)制品的某些性質(zhì)影響極大，是制品使用過(guò)程中容易損壞的薄弱環(huán)節(jié)。耐火材料中氣孔可分為三類:（1）封閉氣孔；（2）開(kāi)口氣孔；（3）貫通氣孔 高溫蠕變性： 在高溫條件下，承受應(yīng)力作用的耐火制品隨時(shí)間變化而發(fā)生的等溫變形 4 抗熱震性

耐火材料對(duì)于急熱急冷式的溫度變動(dòng)的抵抗能力較抗熱震性，又稱為抗溫度急變性、耐火熱崩裂性、耐熱沖擊性、熱震穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、耐急冷急熱性等。

第十九章 耐火材料生產(chǎn)工藝 陶瓷結(jié)合：主晶相間低熔點(diǎn)的硅酸鹽非晶質(zhì)和晶質(zhì)聯(lián)結(jié)在一起而形成的結(jié)合較陶瓷結(jié)合 2 化學(xué)結(jié)合

化學(xué)結(jié)合指耐火材料制品中由化學(xué)結(jié)合劑形成的結(jié)合，即加入少量結(jié)合物質(zhì)，在低于燒結(jié)溫度的條件下，發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)使制品硬化而形成的結(jié)合。直接結(jié)合

由耐火主晶相直接接觸所產(chǎn)生的一種結(jié)合方式稱之為直接結(jié)合，它既不同于化學(xué)結(jié)合，也不屬于陶瓷結(jié)合。

第四篇：無(wú)機(jī)非金屬材料工學(xué)（本站推薦）

1無(wú)機(jī)非金屬材料的制備方法可以分為兩大類：普通燒制和高技術(shù)制備，前者主要包括集中具體的制備方法？不論哪一種方法，燒制過(guò)程又包括哪幾個(gè)階段？

固相燒結(jié)、液相燒結(jié)、熔化；預(yù)熱 燒成 冷卻三個(gè)階段。根據(jù)作業(yè)性質(zhì)來(lái)，無(wú)機(jī)非金屬熱工設(shè)備（窯爐）可分為間歇式、連續(xù)式窯爐，各舉一例。按火焰進(jìn)行的方向，無(wú)機(jī)非金屬熱工設(shè)備（窯爐）可分為哪幾種，并解釋什么是倒煙爐。間歇式：倒煙窯 連續(xù)式：隧道窯 按火焰進(jìn)行方向分可以分為：直煙窯 橫煙窯 倒煙窯 倒煙窯：是一種間歇式窯爐。燃燒所產(chǎn)生的火焰都從燃燒室的噴火口上行至窯頂然后下降經(jīng)匣缽柱間傳熱給窯爐，窯爐氣氛對(duì)材料的燒制具有重要的影響，根據(jù)氣體的性質(zhì)，窯內(nèi)氣氛可分為哪幾種，與空氣過(guò)剩系數(shù)之間的關(guān)系如何？

分為氧性氣氛 還原氣氛 中性氣氛；空氣過(guò)剩系數(shù)：a>1為氧化氣氛 a<1為還原氣氛 a=1中性氣氛目前工業(yè)上水泥窯有哪兩大類？SP窯和NSP窯分別指的什么窯？其主要差別是什么？ 立窯和回轉(zhuǎn)窯；SP窯是指懸浮預(yù)熱器窯，NSP窯是指窯外分解窯；SP窯沒(méi)有分解爐嗎，窯尾只有懸浮預(yù)熱器；NSP窯有分解爐。新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)由哪幾大部分組成？每一級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器由哪兩部分組成？什么是懸浮預(yù)熱技術(shù)？

預(yù)熱器系統(tǒng)、分解爐、回轉(zhuǎn)窯、熟料冷卻機(jī)、燃料燃燒器等設(shè)備組成。每一級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器由旋風(fēng)筒及其聯(lián)接管道所構(gòu)成。旋風(fēng)預(yù)熱技術(shù)：水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)中通入空氣被分為三個(gè)部分（一次、二次、三次風(fēng)），各有什么作用？對(duì)他們的溫度有何要求，為什么？

一次風(fēng)的作用：攜帶從窯頭煤粉倉(cāng)下來(lái)的煤粉經(jīng)噴煤管高速噴入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)高效燃燒來(lái)保持剛噴出的火焰有一定的“剛度”；二次風(fēng)的作用：是從窯頭進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)成為窯內(nèi)煤粉燃燒的主要助燃空氣；三次風(fēng)的作用：成為分解爐內(nèi)煤粉燃燒所需的助燃空氣。二次空氣和三次空氣的預(yù)熱溫度不受限制，越高越好，而一次空氣不允許被預(yù)熱，否則溫度較高的一次風(fēng)會(huì)使煤粉中的揮發(fā)分在噴煤管中提前逸出，從而造成煤粉爆炸事故。一般來(lái)說(shuō)，玻璃制品的生產(chǎn)過(guò)程，都要經(jīng)過(guò)哪幾個(gè)階段？洛陽(yáng)浮法

配合料制備、玻璃液熔制、玻璃制品成型、玻璃產(chǎn)品退火浮法平板玻璃生產(chǎn)過(guò)程的三大熱工設(shè)備是什么？玻璃池窯通常要用什么樣的耐火材料做成？

玻璃池窯 錫槽 退火窯；玻璃池窯使用耐火磚砌成。在浮法平板玻璃的熱源供給部分，為什么要設(shè)置蓄熱室？其結(jié)構(gòu)中最重要的部分是什么？簡(jiǎn)述蓄熱室的工作原理？

蓄熱室不僅僅是回收余熱，節(jié)能，也是為了達(dá)到熔制高質(zhì)量玻璃所要求的高溫而必須采取的措施。格子體結(jié)構(gòu)是蓄熱室結(jié)構(gòu)中最重要的部分。工作原理：利用廢氣與空氣交替地通過(guò)其內(nèi)的格子體，以格子體為傳熱的中間體，從而使得空氣間接地獲得廢氣的余熱。10 影響玻璃帶成型的因素是？玻璃的自然厚度約為？

重力 粘度 表面張力；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？

生產(chǎn)薄玻璃的控制方法：機(jī)械拉邊法；生產(chǎn)厚玻璃：擋墻法 負(fù)角度機(jī)械拉邊法 擋墻拉邊法； 得到薄玻璃可采用機(jī)械拉邊法，在錫槽中段玻璃原版的兩邊放置若干個(gè)橫向拉邊器，玻璃越薄，拉邊器越多。在錫槽內(nèi)為什么要通入保護(hù)氣體？何種氣體？

為防止錫液被氧化；N2、H2

13什么叫泡界線，它有何作用？

在橫焰玻璃池窯的熔化部，由于熱點(diǎn)與投料池的溫度差，表層玻璃液會(huì)向投料池方向回流，使得五泡沫的玻璃和有泡沫的玻璃之間有一條明顯的成分界限，稱為泡界線。泡界線的為之和形狀是判斷橫焰窯熔化作業(yè)正常與否的標(biāo)志，它還會(huì)影響到玻璃池窯的產(chǎn)量和玻璃池窯的質(zhì)量。玻璃池窯的作業(yè)制度包括:溫度制度，壓力制度，泡界線制度，液面制度，氣氛制度！一大穩(wěn):熱工制度穩(wěn)，四小穩(wěn):溫度穩(wěn)，壓力穩(wěn)，泡界線穩(wěn)，液面穩(wěn)！山型，橋型橋型 15 隧道窯用來(lái)制備:陶瓷制品包括微晶玻璃，燒結(jié)型耐火材料，磚瓦！通過(guò)曲折密封的方式！16采用由許多平行排列的轉(zhuǎn)動(dòng)的輥?zhàn)咏M成的輥道來(lái)代替窯車來(lái)作為被燒制胚件的盛載工具，胚件可以直接放在輥道上，也可以放在墊板上！

17傳統(tǒng)的余熱鍋通常由省煤器，蒸發(fā)器，過(guò)熱器和汽包等幾部分組成，汽包的作用:匯集省煤器來(lái)的水，匯集蒸發(fā)器來(lái)的汽水混合物。提供合格的飽和蒸汽進(jìn)入過(guò)熱器或供給用戶！加熱蒸發(fā)器，過(guò)程的分界點(diǎn)，有一定蓄熱能力，能快速適應(yīng)外界負(fù)荷度，提高蒸汽品質(zhì)，使運(yùn)行安全！自然循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)的余熱鍋爐中，汽包是必不可少的重要部分。汽包內(nèi)裝有汽水分離設(shè)備，來(lái)自蒸發(fā)器的汽水混合物進(jìn)行分離！

第五篇：無(wú)機(jī)非金屬材料1

一、概念題 連續(xù)性與可逆性以及可變性。④多孔材料法。（四選三）

1.無(wú)機(jī)非金屬材料：是以某些元素的氧化物，碳化物，10.石英在陶瓷生產(chǎn)中發(fā)揮的主要作用。7.試述陶瓷三大原料之一的長(zhǎng)石的化學(xué)式、結(jié)構(gòu)式氮化物，鹵素化合物，硼化物以及硅酸鹽，鋁酸鹽，答：①在燒成前是瘠性原料，可對(duì)泥料的可塑性起調(diào)節(jié)作及作用。

磷酸鹽，硼酸鹽等物質(zhì)組成的材料，是除有機(jī)高分用，能降低坯體的干燥收縮，縮短干燥時(shí)間并防止坯體變答：化學(xué)式子材料和金屬材料以外的所有材料的統(tǒng)稱。形。結(jié)構(gòu)式

2.熔塊釉：在制釉過(guò)程中，把一些毒性原料或易溶于②在燒成時(shí)，石英的加熱膨脹可部分抵消坯體收縮的影響，鉀長(zhǎng)石K2O·Al2O3·6SiO2水的原料預(yù)先制成不溶于水或微溶于水、無(wú)毒的硅當(dāng)玻璃質(zhì)大量出現(xiàn)時(shí)，在高溫下石英能部分熔解于液相中，K[AlSi3O8]

酸鹽熔塊。增加熔體的粘度，而未熔解的石英顆粒，則構(gòu)成坯體的骨鈉長(zhǎng)石Na2O·Al2O3·6SiO2

3.生料釉：直接以釉料配方稱料混合磨細(xì)的釉料。架，可防止坯體發(fā)生軟化變形等缺陷。Na[AlSi3O8]

4.二次燒成：分兩種，一種是“高溫素?zé)?，低溫釉燒”，③在瓷器中，石英?duì)坯體的力學(xué)強(qiáng)度有著很大的影響，合鈣長(zhǎng)石CaO·Al2O3·2SiO2一種是“低溫素?zé)?，高溫釉燒”，目的是為了減少釉理的石英顆粒能大大提高瓷器坯體的強(qiáng)度，否則效果相反，Ca[Al2Si2O8]

面和產(chǎn)品的其他缺陷。同時(shí)，石英也能使瓷坯的透光度和白度得到改善。鋇長(zhǎng)石BaO·Al2O3·6SiO2

5.開(kāi)始燒結(jié)溫度：粘土在加熱過(guò)程中，體積開(kāi)始劇烈④在釉料中二氧化硅是生成玻璃質(zhì)的主要成分，增加釉料Ba[Al2Si2O8]

變化氣孔率明顯減少時(shí)的溫度。中石英含量能提高釉的熔融溫度，并減少釉的熱膨脹系數(shù)。①長(zhǎng)石在高溫下熔融，形成粘稠的玻璃熔體，是

6.示性礦物組成：坯料配方組成以純理論的粘土，石同時(shí)它是賦予釉以高的力學(xué)強(qiáng)度、硬度、耐磨性和耐化學(xué)坯料中堿金屬氧化物（K2O、Na2O）的主要來(lái)源，英，長(zhǎng)石等礦物來(lái)表示的方法。侵蝕性的主要因素。能降低陶瓷坯體組分的熔化溫度，有利于成瓷和

7.耐火度：材料在高溫下，雖已發(fā)生軟化而沒(méi)有全部

三、問(wèn)答題 降低燒成溫度 ②熔融后的長(zhǎng)石熔體能溶解部分熔融，在使用中所能承受的最高溫度。1.試述坯—釉中間層對(duì)坯釉適應(yīng)性的影響。高嶺土分解產(chǎn)物和石英顆粒 ③長(zhǎng)石熔體能填充

8.觸變性：粘土泥漿或可塑泥團(tuán)在靜置以后變稠或凝答：①降低了釉的膨脹系數(shù)，消除釉裂②若中間層生成了于各結(jié)晶顆粒之間，有助于坯體致密和減少空隙 固，當(dāng)受到攪拌或振動(dòng)時(shí)，粘度降低而流動(dòng)性增加，與坯體性質(zhì)相近的晶相，則有利于坯釉結(jié)合；反之，則不④在釉料中長(zhǎng)石是主要的熔劑 ⑤長(zhǎng)石作為瘠性再放置一段時(shí)間后又能恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)，這種性質(zhì)稱利于坯釉結(jié)合③有熔解了部分坯體表面，并滲入坯體，坯原料，在生坯中還可以縮短坯體干燥時(shí)間，減少為觸變性。釉接觸面積增大，有利于釉的粘附，增加了坯釉適應(yīng)性。坯體的干燥收縮和變形等。

9.混凝土：是由膠凝材料，水和粗，細(xì)骨料按適當(dāng)比2.試述陶瓷工業(yè)用二氧化硅原料主要結(jié)晶礦物—石英隨溫8.試述提高坯料可塑性的措施。

例配合拌制成拌合物，經(jīng)一定時(shí)間硬化而成的具有度變化發(fā)生晶型轉(zhuǎn)化的情況。答： 提高坯料可塑性的措施有：①將粘土原料進(jìn)所需形狀，強(qiáng)度和耐久度的人造石材。答：石英類原料在加熱過(guò)程中會(huì)發(fā)生復(fù)雜的多晶轉(zhuǎn)變，同行淘洗或長(zhǎng)期風(fēng)化 ②將潤(rùn)濕的粘土或坯料長(zhǎng)期

10.水泥：加入適量水后可形成塑性漿體，既能在空時(shí)伴隨體積變化，這是使用石英類原料時(shí)必須注意的一個(gè)陳腐 ③將泥料進(jìn)行真空連泥 ④加入無(wú)機(jī)或有機(jī)氣中硬化又能在水中硬化，并能將砂，石等材料牢重要性質(zhì)。具體見(jiàn)書(shū)無(wú)非材料22頁(yè) 塑化劑。

固地膠結(jié)在一起的細(xì)粉狀水硬性膠凝材料。3.試述我國(guó)傳統(tǒng)細(xì)瓷生產(chǎn)的主要原料—瓷石的主要成分及9.試述陶瓷配料的主要依據(jù)。

二、簡(jiǎn)答題 其作用。答：①充分考慮產(chǎn)品的物理化學(xué)性能和使用性能

1.簡(jiǎn)述釉的組成（按其在釉中所起的作用）。答：絹云母、石英為主要成分或未風(fēng)化巖石狀礦物是多種要求 ②參考前人的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù) ③了解各種原料答：① 網(wǎng)絡(luò)形成劑：作用是氧化物在釉層中以四面狀物的集合體，石英40~40%；長(zhǎng)石 5~30%；絹云母15~30%；對(duì)產(chǎn)品性能的影響 ④應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝的要求⑤ 體的形式相互結(jié)合的不規(guī)則網(wǎng)絡(luò) 高嶺石 0~10%。可塑性不高，結(jié)合強(qiáng)度大，但干燥速度了解原料的品味、來(lái)源和到廠價(jià)格。

②助熔劑：這類成分能促進(jìn)高溫分化反應(yīng)，加速高快，一般玻化溫度在1150~1350C之間，燒成溫度較寬。燒10.試述釉料配方常用的助熔劑并給出使用注意事熔點(diǎn)晶體化學(xué)鍵的斷裂和生成共熔物。成時(shí)能生成莫來(lái)石及玻璃相，起促進(jìn)成瓷及燒結(jié)作用，還項(xiàng)。

2.在陶瓷生產(chǎn)中對(duì)坯料質(zhì)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：配方準(zhǔn)確，組分均勻，細(xì)度合理，氣4.試述玻璃的兩大結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)，并比較兩者的不同。石灰石、白堊、硅石灰、鈣長(zhǎng)石等引入。一般用孔少。答：玻璃的兩大結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)，是晶子學(xué)說(shuō)和無(wú)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō)。量不超過(guò)18%，否則導(dǎo)致釉層濕透，形成無(wú)光釉 ②

3.簡(jiǎn)述真空練泥的作用。晶子學(xué)說(shuō)認(rèn)為玻璃是由無(wú)數(shù)“晶子”所組成。晶子是具有MgO主要由菱鎂礦、白云石、滑石等引入。以菱答：可排除泥餅中的殘留空氣，提高泥料的致密度晶格變形的有序排列區(qū)域，分散在無(wú)定形介質(zhì)中，從“晶鎂礦引入時(shí)，MgO用量一般不超過(guò)3%，否則釉面和可塑性，并使泥料組織均勻，改善成形性能，提子”部分到無(wú)定形部分是逐步過(guò)渡的，兩者之間并無(wú)明顯難以控制，與CaO同時(shí)引入時(shí)，對(duì)于高溫瓷來(lái)說(shuō)高干燥強(qiáng)度和成瓷后的力學(xué)強(qiáng)度。界限。無(wú)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō)認(rèn)為像石英晶體一樣，熔融石英玻一般應(yīng)使CaO/MgO摩爾比小于1 ③ Li2O、Na2O、4.簡(jiǎn)述耐火材料的使用性質(zhì)。璃的基本結(jié)果單元也是硅氧四面體[SiO4]，石英玻璃是由K2O來(lái)源于鋰云母、鋰輝石、鈦酸鋰、硅酸鋰、答：耐火度，荷重軟化溫度，高溫體積穩(wěn)定性，耐[SiO4]作為結(jié)構(gòu)單元，相互連接而成的三度空間網(wǎng)絡(luò)，但鋯酸鋰、碳酸鋰等。Li2O引入少量效果就很好，熱震性，抗渣性，耐真空性，制品形狀規(guī)整性和尺[SiO4]的排列是無(wú)序的，缺乏對(duì)稱性和周期性的重復(fù)，故Na2O與K2O一般同時(shí)引入，其最佳摩爾比為2~4寸的準(zhǔn)確性。不同于晶態(tài)石英結(jié)構(gòu)。前者強(qiáng)調(diào)了不連續(xù)性、微不均勻性④ZnO直接以氧化鋅或碳酸鋅引入，一般用量

05.簡(jiǎn)述陳化的作用。和有序性；后者強(qiáng)調(diào)了玻璃中多面體間排列的連續(xù)性、均不宜過(guò)多，且ZnO在使用前，要經(jīng)過(guò)1250~1280C

答：陳化即陳腐，作用有：使坯料中水分更加均勻，勻性和無(wú)序性。的高溫煅燒⑤PbO其有毒，且易揮發(fā)，對(duì)提高坯料的可塑性，5.試述粘土在陶瓷生產(chǎn)中的主要作用。生鉛釉，如果操作不當(dāng)，易被還原，使釉面呈現(xiàn)

6.玻璃退火和淬火的目的是什么？各包括幾個(gè)階答：粘土在陶瓷中的作用：①粘土可塑性是陶瓷坯泥賴以灰黑色。一般做熔塊釉使用⑥ B2O3 由硼砂、段？ 形成的基礎(chǔ)②粘土使注漿泥料與釉料具有懸浮性與穩(wěn)定性硼酸、硼鈣石、硼鎂石、方硼石引入。用量適當(dāng)答：退火的目的是為了減小和消除玻璃的永久應(yīng)力③粘土一般是細(xì)分散顆粒，同時(shí)具有結(jié)合性，這可在坯料否則熱膨脹增大，并降低釉的耐酸和抗水侵蝕能

0和提高玻璃的光學(xué)均勻性，包括加熱，保溫，慢冷，中結(jié)合其它瘠性原料使坯料具有一定干燥強(qiáng)度，有利于坯力。B2O3在1000C左右時(shí)揮發(fā)加快，故在配方設(shè)

快冷四個(gè)階段。淬火的目的是？ 體的成形，另細(xì)分散度顆料與較細(xì)瘠性原料相結(jié)合，且可計(jì)時(shí)，需要考慮此項(xiàng)損失⑦BaO 有碳酸鋇、7.粘土礦物的按照成因分類。得到較大堆積密度而有利于燒結(jié)④Al2O3 形成莫來(lái)石，決定硫酸鋇、氯化鋇引入。鋇的化合物大部分有毒，答：可分為：①原生粘土：是母巖風(fēng)化崩解在原地?zé)沙潭娶菡惩列纬商沾芍黧w原料。使用時(shí)注意。

殘留下來(lái)的粘土②次生粘土：是由風(fēng)化形成的粘土，6.試述輕質(zhì)耐火材料的優(yōu)缺點(diǎn)，并列舉至少三個(gè)生產(chǎn)輕質(zhì)耐

經(jīng)雨水河流的沖刷與漂流及有時(shí)外加風(fēng)力的作用以火材料的方法。

后，遷移到盆地或水流緩慢的湖泊沼澤地沉積下來(lái)，答 ：輕質(zhì)耐火材料優(yōu)點(diǎn)是，熱導(dǎo)率低，可節(jié)省材料消耗；

而形成的粘土層?？梢钥焖偕郎睾屠鋮s，提高設(shè)備生產(chǎn)效率；減輕爐體質(zhì)量；

8.坯料的類型有哪些？ 降低環(huán)境溫度，改善勞動(dòng)條件。缺點(diǎn)是，氣孔率較大，組

答：有長(zhǎng)石瓷，絹云母瓷，骨灰瓷，滑石瓷。織疏松，抗渣性能差，熔渣會(huì)很快地侵入磚體氣孔內(nèi)，使

9.玻璃的通性是什么？ 之碎裂；力學(xué)強(qiáng)度低，耐磨性能差；熱穩(wěn)定性不好。生產(chǎn)

答：各向異性，無(wú)固定熔點(diǎn)，亞穩(wěn)性，性質(zhì)變化的氣質(zhì)耐火材料的方法：①燃燼加入物法②泡沫法③化學(xué)法