无机非金属材料工艺标准学试题

工艺学

一、名词解释

1.澄清剂：凡在玻璃熔制过程中能分解产生气体，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。

（作用：排除气泡。）

2.烧成：通常是指将初步密集定形的粉块(生坯)经高温烧结成产品

的过程。其实质是将粉料集合体变成致密的、具有足够强度的烧结体，如砖瓦、陶瓷、耐火材料等。

3.玻璃形成体：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。

4.玻璃中间体：一般不能单独形成玻璃，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.

5.玻璃调整体：凡不能单独生成玻璃，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。

6.凝结时间：水泥从加水开始到失去流动性，即从流体状态发展到

较致密的固体状态，这个过程所需要的时间称凝结时间。

7.坯、釉适应性：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、不剥脱的能力。

8.玻璃熔化：玻璃配合料经过高温加热转变为化学组成均匀的、无

气泡的、并符合成型要求的玻璃液的过程。

9.IM：铝率又称铁率，其数学表达式为： IM = Al2O3/Fe2O3 铝率

表示熟料中氧化铝与氧化铁含量的质量比，也表示熟料熔剂矿物中铝酸三钙与铁铝酸四钙的比例。

10.SM：硅率，又称为硅酸率，其数学表达式是：

SM=SiO2/(Al2O3+Fe2O3) 硅率是表示熟料中氧化硅含量与氧化铝、氧化铁之和的质量比，也表示了熟料中硅酸盐矿物与溶剂矿物的比例。

11.石灰饱和系数KH：是熟料中全部氧化硅生成硅酸钙(C3S十 C2S)

所需的氧化钙量与全部二氧化硅理论上全部生成硅酸三钙所需的氧化钙含量的比值。

12.萤石含率：萤石含率指由萤石引入的CaF2 量与原料总量之比，

即：萤石含率=萤石含量×CaF2含量/原料总量×100％

13.水泥硬化：凝结过后，水泥浆产生明显的强度并逐渐发展成为坚

硬的固体，这一过程称为水泥的硬化。

14.水泥安定性：是指水泥浆硬化后体积变化是否均匀的性质

15.泥浆的触变性：是指泥浆在静置后变稠，而一经搅拌又立即恢复

流动的性质。

16.水泥的烧结范围：是指水泥生料加热至出现烧结所必需的、最少

的液相量时的温度(开始烧结温度)与开始出现结大块(超过正常液相量)时的温度差值。

17.可塑的性：是指具有一定细度和分散度的黏土或配合料，加适量

水调和均匀，成为含水率一定的塑性泥料，在外力作用下能获得任意形式而不产生裂缝或破裂，并在外力作用停止后仍能保持该

形状的能力。

18.坯式：根据坯和釉的化学组成计算出各氧化物的分子式，按照

19.碱性氧化物、中性氧化物和酸性氧化物的顺序列出它们的分

20.子数。这种式子称为坯式或釉式。

二、填空题

1.陶瓷的显微结构由结晶相、气孔和玻璃相组成。

2.水泥强度：抗压强度、抗折强度。

3.硅酸盐水泥熟料中含有 C3S 、 C2S 、 C3A 、 C4AF 四种矿物。

4.根据各氧化物在玻璃结构中所起的作用，一般可将他们分为网络形成体、中间体和网络调整体三类。

5.根据成型方法的不同，陶瓷坯料通常分为：注浆坯料、可塑坯料和压制坯料三类。

6.玻璃的质量缺陷主要有气泡、条纹和结石。

7.陶瓷的主要组成相为晶相、晶界、气孔和玻璃相。

8.玻璃的熔制过程包括烧结物的形成、玻璃液的形成、玻璃液的澄清、玻璃液的均化、玻璃液的冷却五个阶段。

9.玻璃的熔化过程：玻璃液的澄清、均化。

10.水泥生产的主要原料有石灰石、黏土和铁粉。

11.陶瓷的成型方法分为可塑法成型、注浆法成型和干压法成型三大类。

12.水泥熟料的三个率值分别为 KH 、 SM 、 IM。

13.硅酸盐水泥熟料由氧化钙、氧化硅、氧化铝、氧化铁四种氧

化物组成。

14.陶瓷的主要原材料有粘土、石英、长石三部分。

15.影响水泥水化速率的主要因素有熟料矿物组成、水灰比、细度、养护温度和外加剂。

16.从结构上看，陶瓷是由结晶物质、玻璃态物质和气孔组成。

17.硅酸盐水泥的基本组成材料为熟料、石膏。

18.陶瓷生产中的温度制度包括升温速度、烧成温度、保温时间及冷却速度。

19.烧成制度：温度、压力、气氛。

三、简答题

1、石膏在水泥中的作用？

答：石膏的作用主要是调节凝结时间，而且适量的石膏对提高水泥强度有利，尤其是早期强度；但石膏的量不宜过多，否则会使水泥产生体积膨胀而使强度降低，甚至影响水泥的安定性。

2、玻璃的光学性质

答：（1）折射率

（2）色散（折射率随波长变化而变化的现象）

（3）玻璃的反射、吸收、透过

3、玻璃生产过程中的率值：

答：含水率、芒硝含率、萤石含率、煤粉含率、纯碱挥散率、碎玻璃掺入率

4、玻璃退火工艺

玻璃退火工艺可分为四个阶段：加热阶段、均热阶段、慢冷阶段和快冷阶段。

5、水泥体积安定性的影响因素？

答： f-CaO， MgO，SO3和冷却速率。

6、玻璃的粘度与成分的关系

答：1．SiO2、Al2O3、ZrO2含量升高，粘度增大；

2．碱金属氧化物R2O含量升高，粘度降低；

3．碱土金属氧化物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，增加低温粘度，而降低高温粘度。

7、陶瓷压制坯料质量要求

答：1．配方准确；2．混合均匀；3．粒度符合工艺要求；

4．含较少气体；5．干坯强度大（可塑料）；6．悬浮性和流动性好（注浆料）；7．自由堆积密度尽量大（压制料）。

8、黏土原料的工艺性质有哪些？

答：可塑性、结合性、离子交换性、触变性、膨化性、收缩、烧结温度与烧结范围和耐火度。

9、陶瓷注浆坯料应满足哪些要求？

答：（1）流动性好（2）悬浮性好（3）触变性适当（4）滤过性好10、玻璃的通性？

答：（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

11、生产低热硅酸盐水泥的矿物组成应如何调整？

答：在硅酸盐水泥熟料的四种矿物中，水化热顺序为：C3A＞C3S＞C4AF ＞C2S，因此，可降低C3A含量、适当降低C3S含量，达到降低水泥水化热之目的。

12、生产普通陶瓷的主要原料及其作用？

答：石英——骨架；粘土——成型与烧成性能；长石——熔剂物质。

13、游离氧化钙产生的原因：

答：（1）欠烧游离氧化钙（欠烧f-CaO）

熟料煅烧过程中因欠烧、漏生，在1100~1200℃低温下形成（2）一次游离氧化钙（一次f-CaO）

因配料不当、生料过粗或煅烧不良，尚未与S、A、F反应而残留的CaO

（3）二次游离氧化钙（二次f-CaO）

熟料慢冷或还原气氛下，C3S分解而形成的

14、四种矿物性能比较

答：28d内绝对强度：C3S＞C4AF＞C3A＞C2S

水化速度：C3A＞ C4AF＞ C3S＞C2S

水化热： C3A＞ C3S＞ C4AF＞ C2S

15、预均化技术有哪些？

答：纵向堆料，横向取料。

（1）预均化堆场：圆形和矩形

（2）预均化库

（3）端面切取式预均化库（DLK库）

（4）其他简易预均化库

16、釉料配料原则（依据）：

答：1、根据坯体的烧结性质确定；

2、根据坯体的膨胀系数确定；

3、根据坯体的化学性质确定；

4、正确选用原料（石英、长石、滑石、高岭土）

17、泥料产生塑性机理

答：1、可塑性是由于粘土-水界面键力作用的结果

2、颗粒间隙的毛细管作用对粘土粒子结合的影响

3、可塑性是基于带电粘土胶团与介质中离子之间的静电引力和静电斥力作用的结果

18、烧成过程中变形的因素：

答：（1）配料中溶剂原料过多；（2）成型设计不合理；

（3）装窑不当；（4）不平；（5）过烧。19、粘土的烧结性能：

答：1、当粘土试样加热到800℃以上时，体积开始剧烈收缩，气孔率明显减少，其对应温度称为开始烧结温度T1；

2、温度继续升高，液相量增加，气孔率降至最低，收缩率最大，其对应温度称为烧结温度T2。

3、若继续升温，试样将因液相太多而发生变形，其对应的最低温度称为软化温度T3。T3与T2的温度差即烧结范围

四、论述题

1、论述生料在煅烧过程中的物理化学变化

答：（1）干燥与脱水——干燥是物理水的蒸发，脱水是粘土矿物分解放出化合水；

（2）碳酸盐分解——MgCO3 = MgO十 CO2，CaCO3 = CaO十CO2；（3）固相反应——形成低钙矿物；

（4）液相和熟料的烧结——出现液相，C3S等形成，形成熟料；（5）熟料冷却——熟料温度降低至室温。

2、论述影响玻璃化学稳定性的因素

答：（1）玻璃的组成玻璃网络完整性愈高，网络外离子愈少，玻璃化学稳定性愈好。

（2）侵蚀介质的种类水汽侵蚀能力大于水。弱酸的侵蚀能力大于强酸，因前者中含水多。碱的侵蚀受阳离子吸附能力，OH- 浓度以及生成的硅酸盐溶解度三方面影响。

（3）热历史急冷玻璃较慢冷玻璃网络疏松，其中的离子迁移较容易，因而急冷玻璃的化学稳定性较差；玻璃退火时，若发生析碱，去除表面碱层后，则在玻璃表面形成富硅层，而提高玻璃化学稳定性。（4）温度压力的影响室温下玻璃相对稳定。但加温加压后，水的电离大大增加，侵蚀作用加剧， 0℃～100℃范围内，温度每升高20K，侵蚀作用增大10倍。

3、论述拟定陶瓷烧成制度的一般原则

答：⑴坯料在加热过程中的形状变化

通过分析坯料在加热过程中的形状变化，初步得出坯体在各温度或时间阶段可以允许的升、降温速率等。这些是拟定烧成制度的重要依据之一。

⑵坯体形状、厚度和入窑水分

同一组成坯体，由于制品的形状、厚度和入窑水分的不同，升温速度和烧成周期都应有所不同。壁薄、小件制品入窑前水分易于控制，一般可采取短周期快烧，大件、厚壁及形状复杂的制品升温不能太快，烧成周期不能过短。坯体中含大量可塑性粘土及有机物多的粘土时，升温速度也应放慢。有学者根据不稳定传热过程的有关参数推算出，安全升、降温的速度与陶瓷坯体厚度的平方成反比。

⑶窑炉结构、燃料性质、装窑密度

它们是能否使要求的烧成制度得以实现的重要因素。所以在拟定烧成制度时，还应结合窑炉结构、燃料类型等因素一道考虑，也就是把需要的烧成制度和实现烧成制度的条件结合起来，否则先进的烧成制度也难以实现。

⑷烧成方法

同一种坯体采用不同的烧成方法时，要求的烧成制度各不相同。日用瓷的素烧温度总是低于本烧的温度。釉面砖素烧的温度往往高于釉烧的温度。一些特种陶瓷可在常压下烧结外，还可用热压法、热等静压法等一些新的方法烧成。热压法及热等静压法的烧成温度比常压

烧结的温度低得多，烧成时间也可缩短。因此拟定烧成制度时应同时考虑所用的烧成方法。

4、论述影响水泥生料易烧成的主要因素

①．生料的潜在矿物组成。

②．原料的性质和颗粒组成：原料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。

③．生料中次要氧化物和微量元素：含少量，有利于熟料形成，易烧性好，但含量过多，不利于煅烧。

④．生料的均匀性和生料粉磨细度：生料均匀性好。粉磨细度细，易烧性好。

⑤．矿化剂：掺加各种矿化剂，均可改善生料的易烧性。

⑥．生料的热处理：生料的易烧性差，就要求烧成温度高，煅烧时间长。生料煅烧过程升温速度快，有利于提高新生态产物的活性，易烧性好。

⑦．液相：生料煅烧时，液相出现温度低，数量多，液相粘度小，表面张力小，离子迁移速度大，易烧性好，有利于熟料的烧成。

⑧．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，有利于熟料的烧成。

⑨．窑内气氛：窑内氧化气氛煅烧，有利于熟料的形成。

5、论述硅酸盐水泥熟料的矿物组成和性能

（1）C3S 性质：凝结时间正常，水化较快，放热较多，早期强度高且后期强度增进率较大。28d强度可达1年强度的70%～80%，28d强

度和1年强度在四种矿物中均最高，但水化热较高，抗水性较差。2150℃～1250℃稳定存在，1250℃以下分解为C2S＋和CaO，速率很慢，故室温下呈C3S介稳状态存在。

（2）C2S性质：水化反应较慢，28d仅水化20%左右。凝结硬化缓慢，早期强度较低，但后期强度增长率较高，在1年后可赶上阿利特。贝利特的水化热较小，抗水性较好

（3）C3A性质：水化迅速，放热多，易使水泥急凝，硬化快，强度3d内发挥出来，但绝对值不高，以后几乎不增长，甚至倒缩，干缩变形大，需加石膏等作缓凝剂。抗硫酸盐性能差。

（4）C4AF 性质：水化速度早期介于C3A~C3S之间，但随后发展不如C3S ，早期强度类似于C3A ，后期还能不断增长，类似C2S

抗冲击性能和抗硫酸盐性能好，水化热较C3A低，但难磨

道路水泥和抗硫酸盐水泥中， C4AF含量应高为好。

6、玻璃熔制的过程及其影响因素？

答：（1）过程：烧结体的形成；玻璃液的形成；玻璃液的澄清；玻璃的均化；玻璃液的冷却

（2）影响因素：a.玻璃组成；

b.玻璃液的粘度、表面张力；

c.原料的种类、原料的挥发、原料的粒度；

d.配合料的质量；

e.熔制作业制度。

新型无机非金属材料有哪些资料

新型无机非金属材料有哪些 新材料全球交易网 新型无机非金属材料有哪些？“新材料全球交易网”收集整理最全新型无机非金属材料知识点。更多增值服务，请关注“新材料全球交易网”。 一、重要概念 1、新型无机非金属材料 （1）是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。 （2）包括以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。 2、陶瓷 （1）从制备上开看，陶瓷是由粉状原料成型后在高温作用下硬化而形成的制品。 （2）从组分上来看，陶瓷是多晶、多相（晶相、玻璃相和气相）的聚集体。 3、玻璃 （1）狭义：熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机非金属物质。 （2）一般：若某种材料显示出典型的经典玻璃所具有的各种特征性质，则不管其组成如何都可称为玻璃（具有玻璃转变温度 Tg）。 玻璃转变温度：玻璃态物质在玻璃态和高弹态之间相互转化的温度。 具有Tg的非晶态新型无机非金属材料都是玻璃。 4、水泥 凡细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，能在空气或水中硬化，并能将砂、石、钢筋等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称为水泥。 5、耐火材料 耐火度不低于1580℃的新型无机非金属材料 6、复合材料 由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观（微观）上组成具有新性能的材料。 通过复合效应获得原组分所不具备的性能。可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获得更优秀的性能。 二、陶瓷知识点 1、陶瓷制备的工艺步骤 原材料的制备→坯料的成型→坯料的干燥→制品的烧成或烧结 2、陶瓷的天然原料 （1）可塑性原料：黏土质陶瓷成瓷的基础（高岭石、伊利石、蒙脱石） （2）弱塑性原料：叶蜡石、滑石 （3）非塑性原料：减塑剂——石英；助熔剂——长石 3、坯料的成型的目的

高分子材料与无机非金属、金属材料的区别

高分子材料与无机非金属材料、金属材料的区别有机高分子化合物简称高分子化合物或高分子，又称高聚物，与无机非金属材料、高分子材料并称三大材料。高分子材料一般具有以下特点: （1）力学性能：比强度高,韧性高，耐疲劳性好，但易应力松弛和蠕变; （2）反应性:大多数是惰性的，耐腐蚀，但粘连时要表面处理，加聚合物共混时需要表面处理，另外，有的高分子材料容易吸收紫外线或红外线及可见光发生降解; （3）物理性能：密度小，很高的电阻率，熔点相比金属较低，限制了使用领域高分子化合物的一般具有特殊的结构，使它表现出了非同凡响的特性。例如，高分子主链有一定内旋自由度，可以弯曲，使高分子链具有柔性；高分子结构单元间的作用力及分子链间的交联结构，直接影响它的聚集态结构，从而决定高分子材料的主要性能。 此外高分子材料可用纤维增强（复合材料）制成高性能的新型材料，可设极性大，部分性能超过金属。当前，高分子材料正趋向功能化，合金化发展，比传统材料有更大的发展空间和更广阔使用的领域。 高分子化合物固、液、气三种存在状态的变化一般并不很明显。固体高分子化合物的存在状态主要有玻璃态、橡胶态和纤维态。固体状态的高分子化合物多是硬而有刚性的物体。无定形的透明固体高分子化合物很像玻璃，故称它为玻璃态。在橡胶态下，高分子链处于自然无规则和卷曲状态，在应力作用下被拉伸，去掉应力又恢复卷曲，表现出弹性。纤维是由高分子化合物构成的长度对直径比大很多倍的纤细材料。 通常使用的高分子材料，常是由高分子化合物加入各种添加剂所形成，其基本性能取决于所含高分子化合物的性质，各种不同添加剂的作用在于更好地发挥、保持、改进高分子化合物的性能，满足不同的要求，用在更多的方面。 无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮

无机材料工艺学考试重点

可塑性： 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；当外力除去以后，仍能保持该形状不变的性能 可塑性指数： 表示粘土能形成可塑泥团的水分变化范围。 液限： 指粘土（或坯料）由塑性状态进入流动状态时的含水量，反映粘土颗粒与水分子 亲和力的大小 塑限： 指粘土（或坯料）由粉末状态进入塑性状态时的含水量，表示粘土被水润湿后，形成水化膜，使粘土颗粒能相对滑动而出现可塑性时的含水量 颗粒细有机质含量高；颗粒吸附的阳离子浓度大，半径小、电价高，如 Ca2+，H+，吸附水膜厚；可塑性越好 离子交换性： 粘土粒子因边棱断键和晶格内部离子同晶取代而带电，吸附溶液中异号离子该被吸附离子可被其他离子所置换（离子交换容量—pH＝7时每100g干粘土所附 的阳离子或阴离子的毫摩尔数来表示）（影响因素：粘土的种类、带电机理、结晶度、分散度。 触变性： 粘土泥浆或可塑泥团在静置以后变稠或凝固；受到搅拌或振动时，粘度降低而流 动性增加；放置一段时间后又恢复原来状态。（影响因素：矿物组成、颗粒大小和形状、水分含量、电解质种类与用量、泥浆（或可塑泥料）的温度）（对生产影响:触变性过大：注浆成型后易变形,管道输送泥浆困难;触变性过小：生坯 强度不够，影响成型、脱模与修坯质量） 粘土在陶瓷生产中的重要作用: (1)粘土可塑性是陶瓷坯泥赖以成型的基础。 (2)粘土使注浆泥料与釉料具有悬浮性与稳定性，是陶瓷注浆泥料与釉料的必 备性质。 (3)粘土一般呈细分散颗粒，同时具有结合性，这可在坯料中结合其他瘠性原 料并使坯料具有一定干燥强度，有利于坯体成型加工。 (4)粘土是陶瓷坯体烧结时的主体，其中Al2O3含量和杂质含量是决定陶瓷坯 体烧结程度、烧结温度和软化温度的主要因素。 (5)粘土形成瓷器的主体结构，是瓷器中莫来石晶体的主要来源，莫来石晶体 能赋予瓷器以良好的机械强度、介电性能、热稳定性和化学稳定性。

化学无机非金属材料的专项培优练习题(含答案)及答案解析

化学无机非金属材料的专项培优练习题(含答案)及答案解析 一、无机非金属材料练习题（含详细答案解析） 1．某混合物X由Na2O、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成．某校兴趣小组以两条途径分别对X进行如下实验探究． 下列有关说法不正确的是（） A．由Ⅱ可知X中一定存在SiO2 B．无法判断混合物中是否含有Na2O C．1.92 g固体成分为Cu D．15.6 g混合物X中m（Fe2O3）：m（Cu）=1：1 【答案】B 【解析】 途径a：15.6gX和过量盐酸反应生成蓝色溶液，所以是铜离子的颜色，但是金属Cu和盐酸不反应，所以一定含有氧化铁，和盐酸反应生成的三价铁离子可以和金属铜反应，二氧化硅可以和氢氧化钠反应，4.92g固体和氢氧化钠反应后，固体质量减少了3.0g，所以该固体为二氧化硅，质量为3.0g，涉及的反应有：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+，SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O，又Cu与NaOH不反应，1.92g固体只含Cu；结合途径b可知15.6gX和足量水反应，固体质量变为6.4g，固体质量减少15.6g﹣6.4g=9.2g，固体中一定还有氧化钠，其质量为9.2g， A．由以上分析可知X中一定存在SiO2，故A正确； B.15.6gX和足量水反应，固体质量变为6.4g，只有氧化钠与水反应，混合物中一定含有Na2O，故B错误； C．Cu与NaOH不反应，1.92g固体只含Cu，故C正确； D．设氧化铁的物质的量是x，金属铜的物质的量是y，由Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、 Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+得出：Fe2O3～2Fe3+～Cu，则160x+64y=6.4，64y﹣64x=1.92，解得 x=0.02mol，y=0.05mol，所以氧化铁的质量为0.02mol×160g/mol=3.2g，金属铜的质量为0.05mol×64g/mol=3.2g，则原混合物中m（Fe2O3）：m（Cu）=1：1，故D正确； 【点评】本题考查了物质的成分推断及有关化学反应的简单计算，侧重于学生的分析和计算能力的考查，为高考常见题型，注意掌握检验未知物的采用方法，能够根据反应现象判断存在的物质，注意合理分析题中数据，根据题中数据及反应方程式计算出铜和氧化铁的质量，难度中等． 2．下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是（） ①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 ②水泥、玻璃、陶瓷都是硅酸盐产品 ③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维

无机非金属材料的主角——硅重点知识归纳及典型习题

重 点 突 破 锁定高考热点 探究规律方法 熔沸点高，硬度大，其中金刚石为硬度最大的物质。 2．一般情况，非金属元素单质为绝缘体，但硅为半导体，石墨为电的良导体。 3．一般情况，较强氧化剂＋较强还原剂===较弱氧化剂＋较弱 还原剂，而碳却能还原出比它更强的还原剂：SiO 2＋2C===== 高温Si ＋2CO ↑，FeO ＋C===== 高温Fe ＋CO ↑。 4．硅为非金属，却可以和强碱溶液反应，放出氢气： Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑。 5．一般情况，较活泼金属＋酸===盐＋氢气，然而Si 是非金属，却能与氢氟酸发生反应：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑。 6．一般情况，碱性氧化物＋酸===盐＋水，SiO 2是酸性氧化物，却能与氢氟酸发生反应：SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O 。 7．一般情况，较强酸＋弱酸盐===较弱酸＋较强酸盐。虽然酸 性：H 2CO 3＞H 2SiO 3，却能发生如下反应：Na 2CO 3＋SiO 2===== 高温Na 2SiO 3＋CO 2↑。 8．一般情况，非常活泼金属(Na 、K 等)才能够置换出水中的氢， 但C ＋H 2O(g)=====高温CO ＋H 2 。 9．一般情况，非金属氧化物与水反应生成相应的酸，如SO 3＋H 2O===H 2SO 4，但SiO 2不溶于水，不与水反应。 题组训练

1．某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素() A．在自然界中只以化合态的形式存在 B．单质常用作半导体材料和光导纤维 C．最高价氧化物不与酸反应 D．气态氢化物比甲烷稳定 解析该短周期非金属元素为Si，硅在自然界中只以化合态形式存在，A项正确；单质硅可用作半导体材料，而光导纤维的主要成分是SiO2，B项错误；Si的最高价氧化物为SiO2，其可以与氢氟酸反应，C项错误；由于非金属性Si

考研复试题库无机非金属材料工艺学

一、名词解释 1.无机非金属材料无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物、 以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐和非氧化物等物质组成的材料。是除金属材料和有机高分子材料以外的所有材料的统称。 2.玻璃玻璃是由熔融物冷却、硬化而得到的非晶态固体。其内能和构形熵高于相应的晶体，其结构为 短程有序，长程无序。 3.水泥凡细磨成粉末状，加入适量水后成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将 砂、石等散粒或纤维材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，统称为水泥。 4.陶瓷陶瓷是以无机非金属天然矿物或化工产品为原料，经原料处理、成型、干燥、烧成等工序制 成的产品。是陶器和瓷器的总称。 5.澄清剂凡在玻璃熔制过程中能分解产生气体，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。 6.胶凝材料凡能在物理、化学作用下，从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其它物料而具有一定机械 强度的物质，统称为胶凝材料，又称胶结料。 7.烧成烧成通常是指将初步密集定形的粉块(生坯)经高温烧结成产品的过程。其实质是将粉料集合体 变成致密的、具有足够强度的烧结体，如砖瓦、陶瓷、耐火材料等。 8.玻璃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。如SiO2，B2O3和P2O5等。 9.水硬性胶凝材料在拌水后既能在空气中硬化又能在水中硬化的材料称为水硬性胶凝材料，如各种水 泥等。 10.玻璃的化学稳定性玻璃抵抗水、酸、碱、盐、大气及其它化学试剂等侵蚀破坏的能力，统称为玻璃 的化学稳定性。 11.凝结时间水泥从加水开始到失去流动性，即从流体状态发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。 12.玻璃调整体凡不能单独生成玻璃，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。常见的有Li2O，Na2O，K2O，MgO，CaO，SrO和BaO等。 13.坯、釉适应性坯、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、不剥脱的能力。 14.假凝假凝是指水泥的一种不正常的早期固化或过早变硬现象。在水泥用水拌和的几分钟内物料就 显示凝结。假凝放热量极微，而且经剧烈搅拌后，浆体又可恢复塑性，并达到正常凝结，对强度并无不利影响；但仍会给施工带来一定困难。 15.水泥混凝土由水泥、颗粒状集料以及必要时加入化学外加剂和矿物掺和料，经合理配合的混合料， 加水拌合硬化后形成具有凝聚结构的材料。 16.急凝急凝是指水泥的一种不正常的早期固化或过早变硬现象。在水泥用水拌和的几分钟内物料就显 示凝结。急凝放热，急凝往往是由于缓凝不够所引起，浆体已具有一定强度，重拌并不能使其再具塑性。 17.玻璃熔化玻璃配合料经过高温加热转变为化学组成均匀的、无气泡的、并符合成型要求的玻璃液的 过程。 18.玻璃中间体一般不能单独形成玻璃，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，如 A12O3，BeO，ZnO，镓Ga2O3，TiO2、PbO等。 19.IM 铝率又称铁率，其数学表达式为： IM = Al2O3/Fe2O3 铝率表示熟料中氧化铝与氧化铁含量的 质量比，也表示熟料熔剂矿物中铝酸三钙与铁铝酸四钙的比例。 20.萤石含率萤石含率指由萤石引入的CaF2 量与原料总量之比，即：萤石含率=萤石含量×CaF2含量/ 原料总量×100％ 21.煅烧指物料经过高温，合成某些矿物或使矿物分解获得某些中间产物的过程。 22.SM 硅率，又称为硅酸率，其数学表达式是：SM=SiO2/(Al2O3+Fe2O3) 硅率是表示熟料中氧化硅含量

第四节 无机非金属材料的结构

首页 >> 网络课程 >> 第二章 >> 第四节 绪论 第一章第一章 工程材料的分工程材料的分类类及性能 第二章第二章 材料的材料的结结构 第三章第三章 材料制材料制备备的基本知的基本知识识 第四章第四章 二元相二元相图图及应用 第五章第五章 材料的材料的变变形 第六章第六章 钢的热处热处理理 第七章第七章 工业用钢 第八章第八章 铸铁 第九章第九章 有色金有色金属属及其合金 第十章第十章 常用非金常用非金属属材料 第十一章第十一章 工程材料的工程材料的选选用 第四节 无机非金属材料的结构 一、陶瓷材料的结构特点 对工程师来说，陶瓷包括种类繁多的物质，例如玻璃、砖、石头、混凝土、磨料、搪瓷、介 磁性材料、高温耐火材料和许多其它材料。所有这些材料的共同特征是：它们是金属和非金 合物由离子键和共价键结合在一起。陶瓷材料的显微组织由晶体相、玻璃相和气相组成，而且很大，分布也不够均匀。 与金属相比，陶瓷相的晶体结构比较复杂。由于这种复杂性以及其原子结合键强度较大，所以 例如，正常冷却速率的玻璃没有充分时间使其重排为复杂的晶体结构，所以它在室温下可长 二、陶瓷晶体 1． AX型陶瓷晶体 AX型陶瓷晶体是最简单的陶瓷化合物，它们具有数量相等的金属原子和非金属原子。它们可以 如MgO，其中两个电子从金属原子转移到非金属原子，而形成阳离子（Mg3+）和阴离子（O2－）是共价型，价电子在很大程度上是共用的。硫化锌（ZnS）是这类化合物的一个例子。 AX化合物的特征是：A原子只被作为直接邻居的X原子所配位，且X原子也只有A原子作为第一或离子是高度有序的，在形成AX 化合物时，有三种主要的方法能使两种原子数目相等，且有如 位。属于这类结构的有： （1）CsCl型 这种化合物的结构见图2-25。A原子（或离子）位于8个X原子的中心，X原子（或离子）也处但应该注意的是，这种结构并不是体心立方的。确切的说，它是简单立方的，它相当于把简单 子晶格相对平移a/2，到达彼此的中心位置而形成。 重庆大学精品课程－工程材料

无机非金属材料物理化学知识点整理完整版

无机非金属材料物理化学知识点整理无机非金属材料为北航材料学院2009年考研新加科目，考试内容包括大三金属方向限选课《无机非金属材料物理化学》（60%左右）和大四金属方向限选课《特种陶瓷材料》（40%左右）。参考书：陆佩文主编《无机材料科学基础》，武汉理工大学出版社，1996年。本资料由陆晨整理录入。祝愿大家考出好成绩。 第一章无机非金属材料的晶体结构 第一节：概述 一、晶体定义：晶体是内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。 二、晶体结构=空间点阵+结构单元 三、晶体的基本性质： 1、均一性 2、各向异性 3、自限性 4、对称性 5、稳定性 四、对称性、对称元素、七大晶系、十四种布拉菲格子 结晶符号1、晶面符号——米勒指数(hkl) 2、晶棱符号[ uvw] PS：其实只要看了金属学，这些就都会了，懒得写了… 第二节：晶体化学 一、离子键、共价键、金属键、分子间力、氢键定义、特点（大家都知道的东西…） 二、离子极化： 三、鲍林规则（重点）： 鲍林第一规则──配位多面体规则，其内容是：“在中，在正离子周围形成一个负离子多面体，正负离子之间的距离取决于离子半径之和，正离子的配位数取决于离子半径比”。 鲍林第二规则──电价规则指出：“在一个稳定的离子晶体结构中，每一个负离子电荷数等于或近似等于相邻正离子分配给这个负离子的静电键强度的总和，其偏差≤1/4价”。静电键强度S=正离子数Ｚ＋/正离子配位数n ，则负离子数Ｚ

＝∑Si=∑(Zi+/ni)。 鲍林第三规则──多面体共顶、共棱、共面规则，其内容是：“在一个配位结构中，共用棱，特别是共用面的存在会降低这个结构的稳定性。其中高电价，低配位的正离子的这种效应更为明显”。 鲍林第四规则──不同配位多面体连接规则，其内容是：“若晶体结构中含有一种以上的正离子，则高电价、低配位的多面体之间有尽可能彼此互不连接的趋势”。例如，在镁橄榄石结构中，有[SiO4]四面体和[MgO6]八面体两种配位多面体，但Si4+电价高、配位数低，所以[SiO4]四面体之间彼此无连接，它们之间由[MgO 6]八面体所隔开。 鲍林第五规则──节约规则，其内容是：“在同一晶体中，组成不同的结构基元的数目趋向于最少”。例如，在硅酸盐晶体中，不会同时出现[SiO4]四面体和[[Si2 O7]双四面体结构基元，尽管它们之间符合鲍林其它规则。这个规则的结晶学基础是晶体结构的周期性和对称性，如果组成不同的结构基元较多，每一种基元要形成各自的周期性、规则性，则它们之间会相互干扰，不利于形成晶体结构。 第三节：典型的晶体结构（参考课件或复印的资料） 型 型 型 和A2X5型 型 型 型 8.硅酸盐晶体结构 第二章无机非金属材料的晶体缺陷 第一节：晶体缺陷：点缺陷、线缺陷、面缺陷（参考金属学吧…） 第二节：缺陷化学反应表示法（重点） 一、点缺陷符号： 克罗格-明克（Kroger-Vink）符号 ①主符号，表明缺陷种类； ②下标，表示缺陷位置；“i”表示填隙位置 ③上标，表示缺陷有效电荷，“?”表示有效正电荷，用“'”表示有效负电荷，用“?”表示有效零电荷，零电荷可以省略 ①空位：V VM ——M 原子空位 VX ——X 原子空位 在金属材料中，只有原子空位 对于离子晶体，如果只是M2+ 离子离开了格点形成空位，而将 2 个电子留在

无机非金属材料总结(完整版)

第一章 1. 粘土的定义：是一种颜色多样，细分散的多种含水铝硅酸盐矿物的混合体。 粘土是自然界中硅酸盐岩石（主要是长石）经过长期风化作用而形成的一种疏松的或呈胶状致密的土状或致密块状矿物，是多种微细矿物和杂质的混合体。 2. 粘土的成因：各种富含硅酸盐矿物的岩石经风化，水解，热液蚀变等作用可变为粘土。一次粘土（原生粘土）风化残积型：母岩风化后残留在原地所形成的粘土。（深层的岩浆岩（花岗岩、伟晶岩、长石岩）在原产地风化后即残留在原地，多成为优质高岭土的矿床，一般称为一次粘土）。 二次粘土（次生粘土）沉积型：风化了的粘土矿物借雨水或风力的迁移作用搬离母岩后，在低洼地方沉积而成的矿床，成为二次粘土。 一次粘土与二次粘土的区别： 分类化学组成耐火度成型性 一次粘土较纯较高塑性低 二次粘土杂质含量高较低塑性高 3. 高岭土、蒙脱土的结构特点： 高岭土晶体结构式：Al4[Si4O10](OH)8，1:1型层状结构硅酸盐，Si-O四面体层和Al-(O,OH)八面体层通过共用氧原子联系成双层结构，构成结构单元层。层间以氢键相连，结合力较小，所以晶体解理完全并缺乏膨胀性。 蒙脱土（叶蜡石）是2:1型层状结构，两端[SiO4]四面体，中间夹一个[AlO6]八面体，构成单元层。单元层间靠氧相连，结合力较小，水分子及其它极性分子易进入晶层中间形成层间水，层间水的数量是可变的。 4. 粘土的工艺特性：可塑性、结合性、离子交换性、触变性、收缩、烧结性。 1)可塑性：粘土—水系统形成泥团，在外力作用下泥团发生变形，形变过程中坯泥不开裂， 外力解除后，能维持形变，不因自重和振动再发生形变，这种现象称为可塑性。 表示方法：可塑性指数、可塑性指标 可塑性指数（w）：W=W2-W1W降低——泥浆触变厚化度大，渗水性强，便于压滤榨泥。 W1塑限：粘土或（坯料）由粉末状态进入塑性状态时的含水量。 W2液限：粘土或（坯料）由粉末状态进入流动状态时的含水量。 塑限反映粘土被水润湿后，形成水化膜，使粘土颗粒能相对滑动而出现可塑性的含水量。 塑限高，表明粘土颗粒的水化膜厚，工作水分高，但干燥收缩也大。 液限反映粘土颗粒与水分子亲和力的大小。W2上升表明颗粒很细，在水中分散度大，不易干燥，湿坯强度低。 可塑性指标：在工作水分下，粘土（或坯料）受外力作用最初出现裂纹时应力与应变的乘积，也可以以这时的相应含水率表示。 反应粘土的成型性能：应力大，应变小——挤坯成型；应力小，应变大——旋坯成型根据粘土可塑指数或可塑指标分类： i.强塑性粘土：指数＞15或指标＞3.6 ii.中塑性粘土：指数7～15，指标2.5～3.6 iii.弱塑性粘土：指数l～7，指标<2.5 iv.非塑性粘土：指数<1。 2)结合性：粘土的结合性是指粘土能够结合非塑性原料而形成良好的可塑泥团，并且有一

无机非金属材料工艺学

无机非金属材料工艺学-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

合肥学院 Hefei University 无机非金属材料工艺学 课程总结 题目：无机非金属材料工艺学课程总结 年级: XXXXXXXXXX 学号: XXXXXXXXXXXX 姓名: XXXXXX 指导老师：田长安 2017年 6月 4 日

无机非非金属材料工艺学课程总结 无机非金属材料科学与工艺：是一门研究材料组成、结构、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品的一系列连续过程，是提高材料质量、降低生产成本的关键，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。 结构：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。 组成和结构是材料的基本表征。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：了解材料的组成与结构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。 材料 材料的定义：能够用以加工有用物质的物质。 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 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。 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

最新无机非金属材料工学知识点总结

1.为什么北方常采用烧氧化焰而南方烧还原焰? 答：我国北方制瓷原料大多采用二次高岭土与耐火粘土，含铁较少而含氧化钛、有机物较多，坯体粘性和吸附性较强，适宜用氧化气氛烧成。 南方制瓷原料大多采用原生高岭土和瓷石，含铁量较多而含氧化钛、有机物较少，粘性和吸附性较小，适宜用还原气氛烧成。 2.与金属材料相比，无机非金属材料在性能上有那些特点？原因是什么？ 答：无机非金属材料的化学组分主要由元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物、以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐和非氧化物等物质，其化学键主要为离子键或离子—共价混合键。因此，无机非金属材料的基本属性主要体现为高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高抗压良好的抗氧化性、隔热性，优良的介电、压电、光学、电磁性能及其功能转换特性等。但大多数无机非金属材料具有抗拉强度低、韧性差等缺点。 3.玻璃浮法成型的原理？ 答：玻璃液从池窑连续流入并浮在有还原气氛保护的锡液上，由于各物相界面张力和重力的综合作用，摊成厚度均匀，上下两平面平行，平整和火抛光的玻璃带，经冷却硬化后脱离锡液，再经退火、切割而得到浮法玻璃。 4.采用陶瓷注浆成型时坯料应满足哪些要求？为什么？ 答：1）流动性好。保证泥浆浇注成形时要能充满模型的各个部位。 2）悬浮性好。浆料中各种固体颗粒能在较长的一段时间悬浮而不沉淀的性质称为泥浆的悬浮性。它是保证坯体组分均匀和泥浆正常输送、贮放的重要性能之一。 3）触变性适当。受到振动和搅拌时，泥浆粘度会降低而流动性增加，静置后又恢复原状，此外，泥浆放置一段时间后，在维持原有水分的情况下也会变稠，这种性质称为触变性。泥浆触变性过大，容易堵塞泥浆管道，且坯体脱模后易塌落变形；触变性过小，生坯强度较低，影响脱模和修坯。 4）滤过性好。滤过性也称渗 模性，是指泥浆能够在石膏模中滤水成坯的性能。滤过性好，则成坯速率较快。当细颗粒过多时，易堵塞石膏模表面的微孔脱水通道，不利于成坯。熟料和瘠性原料较多时有利于泥浆的脱水成坯。 5.陶瓷制品开裂的主要原因？ 答：生坯在搬运过程中因被碰而产生的细微裂纹；坯体入窑水分过高、升温过急；高温阶段生温太快，收缩过大；坯体在晶体型转化阶段冷却过快；器形设计不合理。 6.实际生产中应该如何选择陶瓷的成型方法？ 答：1）产品的形状、大小、厚薄等。一般形状复杂或较大，壁较薄的产品，可采用注浆法成形；而具有简单回转体形状的器皿可采用最常用的旋压、滚压法可塑成形。

无机非金属材料知识点

无机非金属材料知识点 一、重要概念 1、无机非金属材料 ①以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。 ②是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。 2、陶瓷 ①从制备上开看，陶瓷是由粉状原料成型后在高温作用下硬化而形成的制品。 ②从组分上来看，陶瓷是多晶、多相（晶相、玻璃相和气相）的聚集体。 3、玻璃 ①狭义：熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机物质 ②一般：若某种材料显示出典型的经典玻璃所具有的各种特征性质，则不管其组成如何都可称为玻璃（具有玻璃转变温度 Tg）。 玻璃转变温度：热膨胀系数和比热等物理性质的突变温度。 具有Tg的非晶态材料都是玻璃。 4、水泥 凡细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石、钢筋等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称为水泥。 5、耐火材料 耐火度不低于1580℃的无机非金属材料 6、复合材料 复合材料是两种或两种以上物理、化学性质不同的物质组合而成的一种新的多相固体材料。 通过复合效应获得原组分所不具备的性能。可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获得更优秀的性能。 二、陶瓷知识点 1、陶瓷制备的工艺步骤 原材料的制备→坯料的成型→坯料的干燥→制品的烧成或烧结 2、陶瓷的天然原料 ①可塑性原料：黏土质陶瓷成瓷的基础（高岭石、伊利石、蒙脱石） ②弱塑性原料：叶蜡石、滑石 ③非塑性原料：减塑剂：石英助熔剂：长石

3、坯料的成型的目的 将坯料加工成一定形状和尺寸的半成品，使坯料具有必要的机械强度和一定的致密度 4、陶瓷的成型方法 ①可塑成型：在坯料中加入水或塑化剂，制成塑性泥料，然后通过手工、挤压或机加工成型；（传统陶瓷） ②注浆成型：将浆料浇注到石膏模中成型 ③压制成型：在金属模具中加较高压力成型；（特种陶瓷） 5、烧结 将初步定型密集的粉块（生坯）高温烧成具有一定机械强度的致密体。 固相烧结：烧结发生在单纯的固体之间 液相烧结：有液相参与，加助溶剂产生液相 好处：降低烧结温度，促进烧结 6、陶瓷的组织结构：晶相、玻璃相、气相 ①晶相：陶瓷的主要组成；分为主晶相和次晶相 ②玻璃相：玻璃相对陶瓷的机械强度、介电性能、耐热性等不利，不能成为陶瓷的主导组成部分。 玻璃相在陶瓷中的作用：粘结：粘结晶粒，填充空隙，提高致密度 降低烧成温度，促进烧结 ③气相：气孔；降低强度，造成裂纹。 7、陶瓷力学性能的特点 ①硬度：高②强度：抗拉强度很低、抗压强度非常高 ③塑性：塑性极差④韧性：韧性差、脆性大 8、陶瓷热学性能的特点 ①导热性：差，良好的绝热材料 ②热稳定性（抗热震性）：概念：材料承受温度的急剧变化而不至于被破坏的能力。陶瓷抗热震性一般较差 9、结构陶瓷 ①概念：能作为工程结构材料使用的陶瓷，一般具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐磨损、耐高温、耐腐蚀、抗氧化等优异性能，可以承受金属材料和高分子材料难以胜任的严酷工作环境。 ②常见种类：Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4…陶瓷 ③应用：…… 10、陶瓷增韧技术：【机理：阻碍裂纹的扩展】 ①相变增韧：相变可吸收能量；体积膨胀可松弛裂纹尖端的拉应力，甚至产生

无机非金属材料工艺学试题

工艺学 一、名词解释 1.澄清剂:凡在玻璃熔制过程中能分解产生气体，或能降低玻璃黏 度，促进排除玻璃液中气泡得物质称为澄清剂。 （作用:排除气泡.) 2.烧成：通常就是指将初步密集定形得粉块(生坯)经高温烧结成产 品得过程。其实质就是将粉料集合体变成致密得、具有足够强度得烧结体,如砖瓦、陶瓷、耐火材料等. 3.玻璃形成体：能单独形成玻璃，在玻璃中能形成各自特有得网络 体系得氧化物，称为玻璃得网络形成体。 4.玻璃中间体:一般不能单独形成玻璃,其作用介于网络形成体与 网络外体之间得氧化物,称之为中间体、 5.玻璃调整体：凡不能单独生成玻璃,一般不进入网络而就是处于 网络之外得氧化物,称为玻璃得网络外体。它们往往起调整玻璃一些性质得作用。 6.凝结时间：水泥从加水开始到失去流动性，即从流体状态发展到 较致密得固体状态，这个过程所需要得时间称凝结时间。 7.坯、釉适应性：坯、釉适应性就是指熔融性能良好得釉熔体，冷 却后与坯体紧密结合成完美得整体不开裂、不剥脱得能力。

8.玻璃熔化：玻璃配合料经过高温加热转变为化学组成均匀得、无 气泡得、并符合成型要求得玻璃液得过程。 9.IM：铝率又称铁率,其数学表达式为： IM = Ａｌ２Ｏ3／Fｅ2O3 铝率表示熟料中氧化铝与氧化铁含量得质量比,也表示熟料熔剂矿物中铝酸三钙与铁铝酸四钙得比例。 10.SＭ：硅率，又称为硅酸率,其数学表达式就是：SＭ＝Ｓ iO2/(Al2O3+Fｅ2Ｏ3）硅率就是表示熟料中氧化硅含量与氧化铝、氧化铁之与得质量比，也表示了熟料中硅酸盐矿物与溶剂矿物得比例。 11.石灰饱与系数KH：就是熟料中全部氧化硅生成硅酸钙(C3S十 Ｃ2S)所需得氧化钙量与全部二氧化硅理论上全部生成硅酸三钙所需得氧化钙含量得比值. 12.萤石含率:萤石含率指由萤石引入得CａF2量与原料总量之比, 即:萤石含率=萤石含量×CａF2含量/原料总量×100% 13.水泥硬化：凝结过后,水泥浆产生明显得强度并逐渐发展成为坚 硬得固体，这一过程称为水泥得硬化。 14.水泥安定性：就是指水泥浆硬化后体积变化就是否均匀得性质 15.泥浆得触变性:就是指泥浆在静置后变稠，而一经搅拌又立即恢 复流动得性质。 16.水泥得烧结范围：就是指水泥生料加热至出现烧结所必需得、最

无机非金属材料生产过程

第一章概论 第一节无机非金属材料生产过程的共性与个性无机非金属材料是三大材料之一，它不同于金属材料和有机高分子材料。而具有自身的特性。1.耐高温；2.化学稳定性高；3.高强度、高硬度；4.电绝缘性好；5.韧性差。材料工学的任务就是要研究如何选择合适的原料，通过各种工艺过程、生产出符合各种要求的材料．并能达到低投入高产出、无机非金属材料生产过程具有其共性与个性。可分别介绍如下： 一、无机非金属材料生产过程的共性 （一）原料 无机非金属材料的大宗产品，如水泥、玻璃、砖瓦、陶瓷、耐火材料的原料大多来自储量丰富的非金属矿物，如石英砂（SiO2）、粘土（Al2O3.2SiO2.2H2O）、长石（K2O.Al2O3.6SiO2等）、铝钒士（Al2O3.nH2O）、石灰石(CaCO3)、白云石（CaCO3.MgCO3）、硅灰石（CaO.SiO2）、硅线石（Al2O3.SiO2）等。 据统计，氧、硅、铝三者的总量占地壳中元素总量的90%、其中除天然砂和软质粘土外都是比较坚硬的岩石。 （二）粉料的制备与运输 因原料大多来自天然的硬质矿物，要使其重新化合、造型，必须进行矿物的破粉碎再利用粉料配料，然后才能进行各种热处理或成型。粉体颗粒的大小、级配、形状及其均匀性往往直接影响产品的质量和产量，也决定了采用设备的性质，随着机械化和自动化水平的提高，对产品质量要求和原料的均匀性要求愈来愈高，而天然矿物往往均匀性差，当前水泥工业采取种种措施进行原料的均化，陶瓷工业则成立了许多原料公司，通过对原料进行加工，成分检验、掺和，提供标准化、系列化的粉料。因此，粉体的制备和运输在无机非金属材料的生产过程中占有重要的地位。在粉体的制度和运输过程中容易产生粉尘和噪音污染，如何防治

无机非金属材料的现状与前景

无机非金属材料的现状与前景 【摘要】无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。在材料学飞速发展的今天，无机非金属材料有这广阔的应用前景和良好的就业形势。 【关键字】无机非金属材料方向前景智能 1. 无机非金属材料的特点及应用 无机非金属材料(inorganic nonmetallic materials)是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后,随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一。 在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂，并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。 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。 普通无机非金属材料的特点是：耐压强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀。此外，水泥在胶凝性能上，玻璃在光学性能上，陶瓷在耐蚀、介电性能上，耐火材料在防热隔热性能上都有其优异的特性，为金属材料和高分子材料所不及。但与金属材料相比，它抗断强度低、缺少延展性，属于脆性材料。与高分子材料相比，密度较大，制造工艺较复杂。

高一化学人教版必修第二册 第五章 第三节 无机非金属材料

无机非金属材料 核心知识点一： 一、硅酸盐材料 硅酸盐是由盐、氧和金属组成的化合物的总称，在自然界分布极广。硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质，大多不溶于水，化学性质很稳定。 1. 硅酸 （1）物理性质 不溶于水、无色透明、胶状（硅胶）。 硅胶多孔，吸附水分能力强，常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂，也可以用催化剂的载体。 （2）化学性质 ①弱酸性：所以在与碱反应时只能与强碱反应

H2SiO3 + 2NaOH＝Na2SiO3 + H2O H2SiO3 + 2OH－＝SiO32－+ 2H2O 比碳酸酸性弱：Na2SiO3+CO2+H2O＝Na2CO3+ H2SiO3 ②硅酸的热稳定性较弱，受热易分解为SiO2和水：H2SiO3H2O＋SiO2 （3）制备方法 由于SiO2不溶于水，所以硅酸只能用间接的方法制取，一般用可溶性硅酸盐+酸制得。 Na2SiO3 + 2HCl＝2NaCl + H2SiO3 ↓ SiO32－+ 2H+＝H2SiO3 ↓ 【注意】①硅酸不溶于水，不能用SiO2与水反应制取硅酸 ②硅酸的酸性比碳酸的酸性还弱，所以往可溶性硅酸盐溶液中通入CO2也可以制取硅酸： Na2SiO3＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋H2SiO3 ↓ SiO32－＋CO2＋H2O＝CO32－＋H2SiO3 ↓ ③如前所述， SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑，该反应在高温条件下进行，有利于CO2从体系中挥发出来，而SiO2为高熔点固体，不能挥发，所以反应可以进行，符合难挥发性酸酐制取易挥发性酸酐的原理；而上述反应“Na2SiO3+CO2+H2O＝Na2CO3+ H2SiO3↓”可以进行，是因为该反应是在溶液中进行的，符合复分解反应的原理，两者反应原理不矛盾【想一想】碳酸和硅酸的酸性比较 2. 硅酸钠 （1）物理性质：最简单的硅酸盐是硅酸钠（Na2SiO3），可溶于水，其水溶液俗称水玻璃，是制备硅胶和木材防火剂等的原料。 【注意】①硅酸钠溶液可用玻璃瓶盛装，但是不能用玻璃塞，应用橡胶塞或木塞。 ②玻璃中含有二氧化硅，盛放氢氟酸不用玻璃瓶而用塑料瓶。 （2）化学性质

无机非金属材料工艺学习题

第一章 问答题 1.什么是无机非金属材料？如何分类？ 答：无机非金属材料是以某些元素的氧化物，碳化物，氮化物，卤素化合物，硼化物以及硅酸盐，磷酸盐，硼酸盐等物质组成的材料，是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。 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。通常把它分为普通的（传统的）和先进的（新型的）无机非金属两大类。其中传统可分为：水泥，陶瓷，耐火材料，玻璃，搪瓷磨料等，而新型的有：先进陶瓷，非晶态材料，人工晶体，无机涂层，无机纤维等。 2.试简述无机非金属材料生产过程的共性与个性。） 答: 无机非金属材料的特性：①耐高温；②化学稳定性高；③高强度、高硬度；④电绝缘性好；⑤韧性差。 共性：1，原料：水泥、玻璃、砖瓦、陶瓷、耐火材料的原料大多来自储量丰富的非金属矿物 2，粉料的制备与运输：因原料大多来自天然的硬质矿物，必须进行矿物的破粉碎。粉体颗粒的大小、级配、形状及其均匀性往往直接影响产品的质量和产量。 3，高温加热（热处理） 由于无机非金属材料工业所用原料的稳定性和耐高温性，要使它们相互反应生成新的高度稳定的物质或使其形成熔融体，必须要在较高的温度下进行（一般都在1000C以上）， 4，成形 由粉体变成产品都有一个成形过程。 5，干燥 由于有些天然原料如粘土、砂等常含有水分而不好加工，需要烘干。各种浆体都要脱水烘干，成形后的制品必须经过于燥，才能进入烧成。 个性：粉体的制备过程以P来表示，热处理过程用H来表示，成形以F来表示 （一）胶凝材料类 这类产品首先要经过热处理，合成能水化的矿物，然后磨成细粉，最后成形。因此，它的生产过程组合应是H－P－F。

无机非金属材料中的常见结构类型

无机非金属材料中的常见结构类型
尹从岭
（北京大学化学与分子工程学院）
摘要：本文综述了无机非金属材料中的常见结构类型，介绍了它们之间的联系与区别。 关键词：钙钛矿；钨青铜；尖晶石；六方密堆积；立方密堆积 无机化合物的结构型式复杂多样，本文选择一些简单而重要的结构型式加以讨论。 1． MX 型化合物的结构 1． NaCl 型的晶体结构 在 NaCl 的晶体中，Na+和 Cl-交替排列，具有正八面体配位，晶体属于面心立方点阵 Oh 点群。 NaCl 晶体结构可看作 Cl-作立方最密堆积， 在这堆积的每个八面体空隙中填入 Na+。 晶体结构示于图 1 中。属于 NaCl 型结构的化合物有离子键型的 碱金属卤化物和氢化物，碱土金属的氧化物和硫化物；有过渡 键型的金属氧化物、硫化物以及间隙型的碳化物和氮化物。 LiVO2 是与 NaCl 结构相关的化合物。LiVO2 结构中氧离子 构成立方密堆积，金属离子沿体对角线方向交替占据八面体空 隙，形成锂原子层和钒原子层。图 2 Li+ 给出了 LiVO2 的晶体结构。LiVO2 可 以看作是有序的 NaCl 结构，具有三 图 1 NaCl 的结构 2O 方对成行，空间群为 R32/m。在较高 的温度下，LiVO2 结构中的两种阳离子趋于无序分布，LiVO2 转 变成典型的 NaCl 立方结构。 3+ NbO 是另外一个与 NaCl 结构相关的化合物。 NbO 结构中， 在 V 有 1/4 的铌和氧格位未被占据， 因而可以看作 NaCl 的有序缺陷结 构。 NbO 结构中， 是平面四方配位。 在 Nb NbO 结构也可以看作是由八面体金属原 子簇 Nb6 共用顶点而形成的骨架结构。 NbO 的结构如图 3 所示。 CaC2 是另外一个与 NaCl 结构相关的 图2. LiVO2的结构 化合物。CaC2 有多种晶型，四方晶系的 图 3. NbO 的结构 22+ CaC2 由 Ca 和 C2 组成，Ca2+和 C22-的分布和 NaCl 相似，但由于 C22-离子是哑铃状，而不是球形，使结构沿 c 轴方向拉长成四方晶系。结构的图形示于图 4。 2．CsCl 型的晶体结构 在 CsCl 的晶体结构中，Cl-作简单立方堆积，Cs+填入 立方体空隙中，正、负离子的配位数均为 8，其结构示于 图 5。 CsCl 型结构属于简单立方点 阵，Oh 点群。属于 CsCl 型的例子 化合物有 CsCl， CsBr， CsI， RbCl， ThCl， TlCl， TlBr， 4Cl， 4Br， NH NH
图 5. CsCl 的结构
C2
Ca2
图 4. CaC2 的结构