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无机非金属材料总结

1、掌握硅酸盐晶体结构、熔体结构及无机非金属材料的性能。

?硅酸盐晶体结构

?硅酸盐结构中的四价Si间不存在直接的键，而四价Si原子之间的连接是通过O原子来实现。

?每个Si原子存在于四个O原子为顶点的[SiO4]四面体的中心，[SiO4]是硅酸盐晶体结构的基础。

?[SiO4]四面体的每一个顶点即O原子最多只能为两个[SiO4]四面体所共有。

?两个邻近的[SiO4]四面体间只能以共顶而不能以共棱或共面相连接。?[SiO4]四面体间可以通过共用顶角O原子而形成不同聚合程度的络阴离子团。

答：（1）、在晶体结构上，其原子间的结合力主要为离子键、共价键或离子-共价混合键

（2）、具有高熔点、耐磨损、高硬度、耐腐蚀和抗氧化的基本属性

（3）、具有宽广的导电性、导热性、透光性

（4）、具有良好的铁电性、铁磁性、压电性、高温超导性

2、了解玻璃原料，掌握玻璃原料的选择，玻璃组成的设计及确定。

答：主要原料：1.引入SiO2的原料：硅砂、砂岩

2.引入Al2O3的原料：长石、高岭土

3.引入Na2O的原料：纯碱、芒硝

4.引入CaO的原料：石灰石、方解石

5.引入MgO的原料：白云石

6.引入B2O3的原料：硼酸、硼砂

7.引入BaO的原料：硫酸钡、碳酸钡

8.引入其它成分的原料：ZnO（ZnO粉、菱锌矿）

PbO（铅丹、密陀僧）

辅助原料：1.澄清剂

氧化砷和氧化锑

硫酸盐：硫酸钠

氟化物：萤石、氟硅酸钠

2.着色剂

离子着色剂

胶体着色剂

化合物着色剂

3.脱色剂

4.氧化剂和还原剂

5.乳浊剂

6.其它原料

?碎玻璃

?钽铌尾矿

?珍珠岩

?天然碱

原料的选择与加工：

1.选择原料的原则：

?组成合格而稳定：化学（矿物）组成、粒度组成、含水量

?易于加工处理

?工艺性能合适

?价廉而供应稳妥

?不易扬尘而无害

1.设计玻璃组成的原则

满足预定的性能要求。

使形成玻璃析晶的倾向小。

能适应熔制、成型、加工等工序的实际要求。

原料易于获得，所设计玻璃成本低。

2.设计与确定玻璃组成的步骤

列出设计玻璃的性能要求。

拟定玻璃的组成。

实验、测试、确定组成。

3、了解和掌握玻璃的熔制过程的物理和化学变化。

答：熔制过程分为五个阶段：

1、硅酸盐形成

2、玻璃形成

3、澄清

4、均化

5、冷却

物理过程：1.配合料加热 2.配合料脱水 3.各个组分熔化 4.晶相转化 5.个别组分的挥发。

化学过程：1.固相反应 2.各种盐分解 3.水化物分解 4.结晶水分解 5.硅酸盐形成与相互作用。

物理化学过程：1.共熔体的生成 2.固态熔解、液态互熔 3.玻璃液、炉气、气泡间的相互作用 4.玻璃液与耐火材料间的作用。

4、掌握玻璃的澄清过程和均化过程，掌握影响玻璃熔制过程的工艺因素，熔制

过程的温度制度及成型。

答：澄清过程是指排除可见气泡的过程。

澄清机理：

1.在澄清过程中气体间的转化与平衡

2.在澄清过程中气体与玻璃液的相互作用

3.澄清剂在澄清过程中的作用机理

4.玻璃性质对澄清过程的影响

均化过程：消除玻璃液中条纹和其他化学组成与玻璃液组成不同的不均匀体。均化过程按以下三个方式进行：

1.不均体的熔解与扩散的均化过程

2.玻璃液的对流均化过程

3.因气泡上升而引起的搅拌均化作用

影响玻璃熔制过程的工艺因素：

玻璃成分、原料及配合料的性质、加速剂的使用、加料方式、玻璃的熔制制度、辅助电熔和搅拌。

?坩埚窑中玻璃熔制的温度制度：

特点：玻璃熔制在同一空间、不同时间内进行。

影响温度制度因素:

熔化温度、澄清均化温度、冷却温度

玻璃熔制各阶段在坩埚窑中的操作方式：

加热熔窑、熔化、澄清与均化、冷却、成型

池窑中玻璃熔制的温度制度：

特点：玻璃熔制在不同空间、同一时间内进行。

池窑的温度制度指沿窑长方向的温度分布。

玻璃熔制的五大工艺制度：

温度、压力、泡界线、液面、气氛

玻璃的成型：

玻璃的成型方法：热塑成型、冷成型（物理成型、化学成型）

热塑成型的方法：吹制法、压制法、压延法、浇铸法、焊接法、浮法、拉制法等。日用玻璃的成型：

1.人工成型

2.机械成型

供料：液流供料、真空吸料、滴料供料

成型：压制法和吹制法

平板玻璃的成型：

平板玻璃的成型方法：浮法、垂直引上法、平拉法、压延法。

5、了解玻璃的退火与淬火，玻璃退火工艺；掌握淬火玻璃的特性。

答：玻璃的退火：

玻璃的退火温度：

1.退火上限温度

2.退火下限温度

3.最高退火温度：

器皿玻璃550 20oC；平板玻璃550-570oC；瓶罐玻璃550-600oC。

4.退火温度与化学组成有关

玻璃的淬火：

玻璃的淬火就是将玻璃制品加热到转变温度Tg以上50~60°，然后在冷却介质中（淬火介质）急速均匀冷却的过程。

玻璃退火工艺：

1、加热阶段2.均热阶段3.慢冷阶段4.快冷阶段

玻璃淬火工艺：

1.风冷淬火

2.液冷淬火

淬火玻璃的特性：1.抗弯强度增大 2.抗冲击强度增大 3.热稳定性提高 4.其它性能（淬火玻璃在破裂时，只产生没有尖锐角的小碎片；一般不能再行切割）6、了解玻璃的缺陷。

答：由配合料经熔制所得的玻璃，在未经成型加工之前，玻璃体内存在的各种夹杂体，造成玻璃体均匀性破坏。这些夹杂体称为玻璃缺陷。

玻璃的缺陷：1、气泡2、结石3、条纹和节瘤

条纹和节瘤产生原因：

1、熔制不均匀引起的条纹和节瘤

2、耐火材料被侵蚀引起的条纹和节瘤

3、结石熔化引起的条纹和节瘤

4、表面张力引起的条纹和节瘤

7、了解几种玻璃深加工产品，掌握微晶玻璃和钢化玻璃的生产工艺，了解几类

特种玻璃。

答：目前，深加工的产品有：钢化玻璃、夹层玻璃、中空玻璃、镀膜玻璃等。微晶玻璃：把加有晶核剂（或不加晶核剂）的特定组成的玻璃在有控条件下进行晶化热处理，使原单一的玻璃相形成了有微晶和玻璃相均匀分布的复合材料。微晶玻璃的生产方法有两种：

1、压延法

2、烧结法

微晶玻璃的工艺流程：

1、原料

2、玻璃熔制

3、成型

4、晶化热处理

玻璃钢化方法：

1、热钢化

2、化学钢化

钢化玻璃生产工艺：

玻璃的化学钢化：1.低温型处理工艺、2.高温型处理工艺、3.电辅助处理

特种玻璃：

1、光电子功能玻璃

2、微晶玻璃

3、Sol-gel及ORMOSIL（溶胶-凝胶及有机-无机材料）

4、生物玻璃

8、了解几种天然陶瓷原料及化工原料，掌握天然陶瓷原料的组成、结构及工艺

性质。

答：天然陶瓷原料：粘土类原料、石英类原料、长石类原料

粘土类原料：结构基础为n层Si2O5硅氧四面体和一层AlO(OH)2铝氧八面体。按粘土成因分类为原生粘土、次生粘土；按粘土可塑性分类为高塑性粘土、低塑性粘土；按粘土耐火度分类为耐火粘土、难熔粘土、易熔粘土；按粘土的主要矿物分类为高岭土类粘土、蒙脱石类粘土、伊利石类粘土、水铝英石类粘土。（分类按PPT）

粘土主要化学组成为SiO2和Al2O3。

粘土工艺性质：

1、可塑性

2、结合性

3、触变性

4、收缩性

5、烧结特性

石英类粘土：石英是一种结晶状SiO2的天然矿物。

主要矿石：1、硅石2、石英岩

结构与晶型转化：SiO2属同质多象晶体，按比容和结构的差异可将它们划分为三大类：1、石英2、方石英3、鳞石英

石英在陶瓷生产中的作用：

1、作为瘠性料，可降低可塑性，减少收缩，加快干燥。

2、增加液相粘度，减小高温时坯体变形。

3、增加强度。

4、提高釉的熔融温度和粘度，耐磨性和抗化学腐蚀性。

长石类原料：

矿石种类：

1、正长石亚族—有钾、钠（含正长石、透长石、微斜长石）

2、斜长石亚族—有钙、钠

3、钡长石亚族—有钾、钡

长石类原料在陶瓷生产中的作用：

1、降低烧成温度；

2、高温熔化形成的玻璃态物质是釉层的主要成分；

3、提高坯体的疏水性，提高干燥速度；

4、增加液相粘度，减小高温时坯体变形；

5、提高产品的机械强度、透光性和介电性能。

其他天然原料：

1、霞石

2、滑石

3、硅灰石

4、辉石

5、石灰石

化工原料：

1、氧化物类原料：

（1）氧化铝

特点：熔点高、硬度大、绝缘性好等。

用途：用于无线电陶瓷、高温陶瓷、耐磨材料等的材料。

制备：

工业制备

超细粉制备：热分解法和金属醇盐水解法

（2）二氧化锆

特点：化学稳定性好，导温导电和氧离子导电特性。

用途：铁电、非铁电、压电、氧化锆等陶瓷的材料。

制备：共沉淀法、锆醇盐水解、等离子喷雾热解等方法。（3）莫来石

良好的化学、力学与耐高温性能。

制备：烧结法和熔融法

2、非氧化合物类原料：

（1）碳化物

*结构与性能

*制备：

金属与碳直接化合

氧化物与碳反应

含碳气体碳化金属

气相沉积

*常用碳化物

SiC、TiC

（2）氮化物

?结构与性能

?制备

?常用氮化物原料

Si3N4、BN、AlN

9、掌握坯料配方计算，坯料组成，了解坯料的制备。

答：坯料组成：

1、坯料组成的表示方法：

*实际配料比表示

*矿物组成表示

*化学组成表示

*坯式表示

2、特种陶瓷的坯料组成

*主料

*辅料

*改性料

坯式及坯料配方的计算：

1、已知坯料的化学组成计算坯式（实验式）

步骤：

一、若坯料中的化学组成包含有灼减量成分，首先应将其换算成不含灼减量的化学组成。

二、以各氧化物的百分含量除以其摩尔质量，得到各氧化物的摩尔数。

三、以碱性氧化物或中性氧化物摩尔数之和，分别除各氧化物的摩尔数，得到以碱性氧化物或中性氧化物的相对摩尔数，按RO.R2O3.RO2的顺序排列。

2、已知坯式，求原料的配比

步骤：

一、计算1摩尔坯料中各氧化物的质量及总量。

二、计算各主要原料所需的质量百分含量。

三、计算外加剂及改性剂的质量百分含量。

四、按原料纯度计算原料用量。

3、由示性矿物组成计算

步骤：P104-105

4、依据关键指标计算

5、利用微机计算

6、利用相图计算

坯料制备：

根据成型方法不同，坯料分为

*注浆坯料：含水率为28%-35%

*可塑坯料：含水率18%-25%

*压制坯料：含水率为3%-18%

?坯料的要求

1、注浆坯料

流动性好、悬浮性好、触变性适当、滤过性好

2、可塑坯料

良好的可塑性、一定的形状稳定性、较好的干燥强度

3、压制坯料

流动性好、堆积密度大、含水率较小、水分分布均匀

坯料制备过程：原料处理、配料、混合制备

原料处理：

1.预烧

2.精选

3.原料破碎

4.过筛和除铁

5.泥浆陈化

6.泥浆脱水和造粒

7.练泥及真空处理。

10、了解可塑成型、注浆成型、压制成型工艺，掌握泥团、泥浆和压制坯料的成型性能，了解各种成型模具。

答：成型方法的种类（依据坯料性能和含水量）

可塑法成型（含水量18%-25%）

注浆法成型（含水量28%-35%）

干压法成型（含水量3%-15%）

可塑成型：

可塑泥团的成型性能：

1、可塑泥团的流变特性

2、可塑性

3、影响可塑性的因素：

液相含量与性质、颗粒尺寸和形状、矿物种类、吸附阳离子

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：

泥浆的成型性能：

?影响因素

1、流动性

2、吸浆速度

3、触变性

成型工艺：注浆成型过程

a)最初阶段：模壁吸水到形成薄层

b)第二阶段：薄坯层达到所需的注件坯体

c)最后阶段：脱膜

注浆成型方法：

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：

压制坯料的成型性能：

1.影响压制坯料的成型质量的工艺因素

1）粉料的工艺性质

2）成型压力

3）加压方式

4）加压速度和时间

5）粘结添加剂

2.影响坯体性能的因素

1）密度

2）压力大小和分布

成型工艺：

1.干压或半干压成型

2.等静压成型

成型模具：

1、石膏模型

2、塑料模型

3、无机填料模型

4、素陶模型

5、金属填料模型

11、了解釉的分类，釉的组成及配方计算，掌握釉料配方的原则。了解釉的形成，掌握釉层的性质。了解釉的制备工艺和施釉的方法。

答：可按坯体种类、制备方法、成熟程度、外观特征、主要溶剂分类。

我国习惯以主要溶剂的名称命名，如铅釉、石灰釉、长石釉。

釉的组成：玻璃形成剂、助熔剂、乳浊剂、着色剂、其他辅助剂

釉料的配方总原则是釉料必须适应于坯料

原则:

1、釉料组成要能适应坯体性能及烧成工艺要求。

2、釉料性质应符合工艺要求

3、正确选用原料

4、釉料配方应参照下列经验

*（SiO2 + B2O3 ）：（R2O+RO）＝（1：1）~（3：1）

*熔块中碱金属氧化物与碱土金属氧化物比值小于1；

*含硼熔块中应在SiO2/ B2O3 ＞2；

*熔块中Al2O3的摩尔数小于0.2。

釉的形成：

1、釉料在加热过程中的变化：原料的分解反应、化合反应、熔化、凝固

2、坯釉中间层的形成

釉层的性质：

1、釉的熔融温度范围（釉的起始温度、流动温度、成熟温度）

2、釉的粘度与表面张力：

一、釉的粘度

a)碱金属氧化物对粘度降低作用：Li+>Na+>K+

b)碱土金属氧化物在高温下降低釉的粘度，在低温下增加釉的粘度。

降低次序为：Ba2+>Sr 2+ >Ca 2+ >Mg 2+

–ZnO和PbO对釉的粘度影响与CaO相当。冷却时，粘度增加速度较慢或熔融温度范围宽。

–+3价和高价的金属氧化物增加釉的粘度。

二、釉的表面张力

–碱金属氧化物降低表面张力作用较强。表面张力由大至小排序为：Li+>Na+>K+

–碱土金属氧化物降低表面张力作用不如碱金属氧化物。表面张力由大至小排序为::Mg 2+ > Ca 2+ > Sr 2+ > Ba2+。

–PbO明显降低表面张力。

–还原气氛下表面张力比氧化气氛下增加20%。

3、釉的热膨胀系数与弹性

4、釉的光泽：釉层的折射率越高，光泽度越好。

5、釉层的化学稳定性：硅氧四面体相互程度越大，稳定性越高。

6、坯和釉的适应性：

1、热膨胀系数对坯、釉适应性的影响

–釉的热膨胀系数小于坯，冷却后釉产生压应力，形成正釉；反之形成负釉。

–正釉能提高制品的机械强度，改善表面性能和热性能。若是压应力过大，会使制品变形，重则造成釉层剥落；

–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

–中间层可填满坯体表面的缝隙，使坯釉结合为紧密整体；

–能缓冲坯、釉热膨胀系数差造成的有害应力，使坯釉间的热应力均匀；

–釉中的碱金属与碱土金属离子向坯扩散，使坯的热膨胀系数增大，釉的热膨胀系数降低，使釉层的压应力增大；

–提高制品的机械强度。

–中间层对坯、釉的适应性有较好的影响。

3.釉的弹性、扩张强度与坯、釉适应性的影响

–釉具有较高弹性，釉坯的适应性较好；

–釉的抗张强度高，坯釉的适应性较好。

4.釉层厚度对坯、釉适应性的影响

制备釉的工艺：

1、生料釉：

瘠性、硬质原料研磨，再加软质粘土细磨成浆，陈化备用。

2、熔块釉：（包括熔制熔块和制备釉浆两部分）

易溶解、有毒的原料及辅助原料加上引入SiO2、B2O3、PbO的原料熔制成玻璃，经水淬成小块后再与生料细磨成浆，陈化备用。

施釉方法：1、基本施釉方法：浸釉法、浇釉法、喷釉法

2、发展中的施釉方法：流化床施釉、热喷施釉、干压施釉

12、了解干燥过程及其特点，干燥方法；掌握制约干燥速度的因素和干燥缺陷产生的原因。

答：干燥过程：加热阶段、等速干燥阶段、降速干燥阶段、平衡阶段

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。

干燥方法：对流干燥、工频电干燥、远红外干燥、微波干燥

影响干燥速度的因素：

1.坯料的性质

2.坯体形状、大小和厚度

3.坯体温度

4.干燥介质的性质

5.热扩散与湿扩散的方向

干燥缺陷产生原因：

（1）原料制备方面

1、塑性粘土用量太多或太少；

2、原料颗粒大小相差过大；

3、坯体含水量过多或分布不均匀。

（2）成型方面

1、成型时坯体各部位紧密程度不同；

2、成型时产生的应力未能消除；

3、石膏模构造有缺点，模型过干或各部位干湿程度不一致。

（3）干燥方面

1、干燥速度过快，坯体表面收缩过大

2、干燥时受热不均匀。

13、掌握烧成过程中的物理化学变化。

答：

14、掌握烧成制度对产品的影响，了解烧成设备和烧成缺陷。

答：烧成制度：烧成制度包括温度制度、气氛制度和压力制度。

温度制度：升温速度、烧成温度、保温时间、冷却速度等，就是温度与时间的关系。

气氛制度指的是不同温度范围O2及CO浓度，空气过剩系数。

1.气氛对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中小；

*高岭土-长石-石英-膨润土瓷坯在还原气氛中过烧膨胀比在氧化气氛中大。

2.气氛对坯体收缩和烧结的影响

*瓷石质瓷坯在还原气氛中的收缩较在氧化气氛中大；长石与膨润土瓷坯在氧化气氛中的收缩较大。

*两种瓷坯在还原气氛中的烧结温度比氧化气氛的低。

3.气氛对坯的颜色和透光性及釉层质量的影响

*影响铁、钛的价数

*影响SiO2、CO

4.气氛对升温和窑内温差的影响

*氧化气氛下升温速度快，易造成窑内温差大；还原气氛下窑内温差小。

压力制度是指窑内压力与时间的关系。

烧成设备：分类依据：所用燃料不同、制品与火焰接触与否、烧成作用、烧成过程连续与否可分间歇式和连续式

烧成缺陷：1.开裂；2.变形；3.起泡；4.毛孔和桔釉；5.色黄、火刺、落渣、斑点、

烟薰；6.生烧和过烧；7.釉裂；8.釉缕和缺釉

15、掌握特种陶瓷工艺，了解几种特种陶瓷。

答：人们习惯上将特种陶瓷分成两大类，即结构陶瓷和功能陶瓷。

特种陶瓷的工艺过程：粉料制备、成型和烧结

粉料制备方法：1、液相法2、气相法

成型方法：1、热压铸成形2、等静压成形3、流延法成形

烧结方法：1、热压烧结2、反应热压烧结3、热等静压烧结4、气氛烧结5、反应烧结6、化学气相沉积法（CVD法）7、溅射法

结构陶瓷：

一、氧化物陶瓷：

1、氧化铝陶瓷

2、ZrO2陶瓷

二、非氧化物陶瓷：

1、氮化物陶瓷

2、碳化物陶瓷

功能陶瓷：

一、铁电陶瓷：

1、压电陶瓷

2、热释电陶瓷

3、透明铁电陶瓷

二、敏感陶瓷：

1、热敏陶瓷

2、压敏陶瓷

3、气敏陶瓷

4、湿敏陶瓷

5、光敏陶瓷

三、磁性陶瓷：

1、软磁铁氧体

2、硬磁铁氧体

3、旋磁铁氧体

4、矩磁铁氧体

5、压磁铁氧体

6、磁泡材料

7、磁光材料

16、掌握石膏的各种相变体的差别，石膏水化和硬化机理，了解石膏材料的原料及在建筑中的应用。

答：α-半水石膏和β-半水石膏的差异

–微观上无差别，均呈菱形结晶。

–亚微观上，晶粒形态、大小、聚集状态等有差别。

–宏观上，α-半水石膏吸水率低，强度高；β-半水石膏吸水率高，强度低。

半水石膏的水化硬化机理

–结晶理论（溶解沉淀理论）P172-173

–胶体理论（局部化学反应理论）P173

半水石膏硬化时的结构变化

–凝聚结构形成阶段

–结晶结构网的形成和发展阶段

建筑石膏加水后，与水发生的化学反应如下：

CaSO4·0.5H2O + 1.5 H2O = CaSO4·2H2O

建筑石膏的凝结硬化过程可以表示如下：

–建筑石膏凝结过程，是一个溶解、反应、沉淀、结晶的过程；

–硬化过程则是二水石膏晶体之间，结晶结构网的形成过程。晶体之间互相交叉连生，形成网状结构；随着反应的继续进行，结晶结构

网逐渐密实，从而使石膏晶体逐渐硬化。

石膏胶凝材料的原料：1.天然二水石膏（CaSO4.2H2O） 2.天然硬石膏（CaSO4 ）3.工业副产石膏

建筑石膏的应用：

?石膏砂浆及粉刷石膏－高级室内抹灰；

?制备各种石膏板；

?各类装饰石膏线、花型；

?无水石膏水泥；

?水泥缓凝剂；

?涂料的填充料

?陶瓷模具材料、外科医疗固定材料

?制作雕塑艺术品等。

在建筑工程中常用建筑石膏；高强石膏用于生产建筑石膏制品。

17、掌握石灰石的煅烧过程，石灰消化过程的变化，石灰浆体结构的形成过程，石灰浆体碳化硬化。了解镁质胶凝材料的原料，掌握镁质胶凝材料的水化相。答：煅烧过程：1、碳酸钙的分解反应2、石灰石的煅烧过程

石灰的消化：1、石灰的消化反应2、石灰在消化过程中的分散

石灰浆体的干燥硬化P181

Ca(OH)2晶体从饱和溶液中析出，晶体互相交叉连生，提高强度。

石灰浆体结构的形成过程：凝聚结构和结晶结构两个阶段P180

石灰浆体碳化硬化：

Ca（OH）2空气中的CO2发生化学反应，形成CaCO3使石灰的强度逐渐提高。硬化特点：非常缓慢

镁质胶凝材料的原料：菱镁矿、白云石

镁质胶凝材料的水化相：

1、MgCl2作为调和剂

–不用水调制，

?因：MgO+H2O=Mg(OH)2 产物结构疏松、强度低–镁质胶凝材料的水化产物与MgO/MgCl2比值的关系P184

?控制MgO/MgCl2比值（物质的量比）在4-6之间

?硬化浆体的强度高，吸湿性大，抗水性差。

2、MgSO4作为调和剂

–硬化浆体的强度低，吸湿性低。

18、了解硅酸盐水泥的原料，熟料的矿物组成。

答：硅酸盐水泥的原料：1、石灰质原料

石灰岩、泥灰岩、白垩

2、粘土质原料

黄土、粘土

3、校正原料

熟料的矿物组成：1、硅酸三钙（3CaO.SiO2,C3S）2、硅酸二钙（2CaO.SiO2,C2S ）

3、中间相

?铝酸钙（C3A，C12A7 ）

?铁相固溶体（C4AF）

?玻璃体

4、游离氧化钙和方镁石

19、掌握煅烧过程中的物理化学变化。

答：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、熟料烧结

5、熟料冷却

20、掌握熟料矿物的水化过程，硅酸盐水泥的水化过程，影响水化速率的因素，硬化水泥浆体的组成和结构。

答：熟料矿物的水化：

1、硅酸三钙的水化过程

–初始水化期

?急剧反应，迅速放热，溶液呈强碱性；

?Ca2+和OH-迅速从C3S粒子表面释放。

?约在15min内结束。

–诱导期

?水化缓慢，早期C-S-H形成。

?一般维持在2-4h。

–加速期

?水化反应加快，加速期处于4-8h；

?然后开始早期硬化。永久性水化产物开始生长。

–衰减期

?水化产物CH和C-S-H从溶液结晶并在C3S表面形成包裹

层，显微结构发展。

?反应变慢，时间为12-24h。

–稳定期

?反应慢并基本稳定，水化受扩散速率控制。显微结构致密化。

2、硅酸二钙（C2S）的水化

C2S+mH =C-S-H+(2-x)CH

– - C2S的水化过程与C3S相似，只是水化速率很慢。

–水化反应由表面溶解速率控制。

3、铝酸三钙（C3A）的水化

a)水化反应迅速，放热快。

b)水化产物组成和结构受液相CaO浓度和温度的影响大。

c)2C3A+27H＝C4AH19+C2AH8

d)低于85%的相对温度下C4AH19失去结晶水成为C4AH13。

C4AH13+ C2AH8＝2 C3AH6 +9H

–高于35°C时，C3A+6H＝C3AH6

–液相CaO浓度饱和时，C3A+CH+12H＝C4AH13

（水泥浆体产生瞬时凝结的主要原因之一）

–有石膏的情况下，C3A水化的最终产物与石膏掺入量有关。

4、铁相固溶体的水化

–C4AF的水化反应比C3A略慢，水化热较低，不引起瞬凝。

–水化反应及其产物与C3A相似。

硅酸盐水泥的水化：

1.水泥的水化作用在含碱的氢氧化钙、硫酸钙的饱和溶液中进行。

2.硅酸盐水泥水化过程

–钙矾石形成期

–C3S水化期

–结构形成和发展期

影响水化速率的因素：1、熟料矿物组成与结构

2、细度和水灰比的影响

3、温度对水化速率的影响

4、外加剂的作用

硬化水泥浆体的组成和结构：C-S-H凝胶、氢氧化钙、AFt相、AFm相

21、掌握水泥的性能和水泥强度的影响因素。

答：硅酸盐水泥的性能：

一、凝结时间

?初凝时间：

–从水泥加水开始到水泥浆开始失去可塑性的时间。

?终凝时间：

–从水泥加水开始到水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度的时间。

?石膏的作用：

–调节凝结时间，适量的石膏对提高水泥强度有利；石膏用量过多会使强度降低，影响水泥的安定性。

?影响凝结速度的因素：矿物组成、细度、水灰比、温度和外加剂等。

?假凝现象

二、强度

1.浆体组成的作用

–C-S-H凝胶起主要作用。

2.熟料矿物组成的作用

–C3S含量对水泥强度有明显作用。

–C2S对后期强度有明显作用。

–C4AF对早期强度和后期强度有作用。

–碱可使C3S等熟料矿物的水化速度加快，有助于提高水泥早期强度。

–促凝外加剂能提高早期强度。

3、密实度的影响

4、温度和压力的影响

三、体积变化

1.化学减缩

2.湿胀干缩

3.碳化收缩

四、水化热

五、抗渗性

六、抗冻性

七、环境介质的侵蚀

八、碱-集料反应

22、了解掺混合材料水泥的的水化和硬化过程及用途。

答：P225~P227

23、了解高铝水泥的组成，水化硬化过程及用途。了解快硬水泥和膨胀水泥。答：P228~P230

24、了解耐火材料的组成和结构，掌握耐火材料的物理性能。

答：耐火材料组成：化学组成、矿物组成。

耐火材料结构：

1、耐火材料的微观结构

2、耐火材料的宏观结构：1、气孔率和透气度2、结构的各向异性

3、耐火制品的结构类型

4、高温下耐火材料结构的变化:(1)带层状结构（2）气孔的合并及迁移。

耐火材料的物理性能：1、热膨胀性2、热导率3、比热容4、温度传导性

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

无机非金属材料复习资料

C3S水化反应水泥水化的化学收缩与胶孔比 ASR 与ACR的鉴别方式（LiOH）（1）利用Bingham方程定量描述水泥基材料流变性能时存在的问题：具有不同粘度的材料可能具有相同的屈服应力（图a），而具有不同屈服应力的材料也可能具有相同的粘度。（a）（b）（2）水泥水化产物：钙矾石碱-硅凝胶水化硅酸钙氢氧化钙（3）熟练掌握平均原子序数计算主要元素的原子序数： H-1；O-8；Na-11；Mg-12；Al-13；Si-14；S-16；K-19 ；Ca-20 ；Fe-26

i i Z C Z =∑ Ci 为质量百分数。钙矾石3CaO·Al 2O 3·3 CaSO 4·32H 2O: 10.77 单硫型3CaO·Al 2O 3·CaSO 4·12H 2O:11.66 C4AH13: 4CaO·Al 2O 3·13H 2O: 11.11 3CaO·Al 2O 3·6H 2O: 11.95 单碳型C 3A.CaCO 3.11H 2O: 11.54 C-S-H: 1.7CaO·SiO 2·4H 2O: 12.08 示例：计算C-S-H 的平均原子序数 i i Z C Z =∑ =（1.7×20×40+14×28+7.7×8×16+8×1×1）/227.2 =12.08 （4）熟练掌握Powers 理论的应用：水灰比小于0.42时，水泥最大水化程度α=2.386（w/c ）自养护时，水泥最大水化程度α=2.81（w/c ），水灰比小于等于0.36 自养护时需要的内引水量：水灰比小于0.36时为0.18（w/c ）水灰比为0.36~0.42时：0.42-（w/c ）化学收缩Vcs=0.2(1-P) α，P=（w/c ）/*(w/c)+(ρw /ρc )] 100克水泥完全水化，化学收缩约为6.4ml 胶孔体积Vgs=1.52(1-P) α 毛细孔体积Vcw=P-1.32(1-P) α 水泥达到最大水化程度时，毛细孔体积为零。（5）1molC3S 水化生成1.3mol 氢氧化钙、1molC2S 水化生成0.3mol 氢氧化钙（6）类Tobermotite 的C-S-H 的钙硅比为0.83 （7）AFm 是水泥水化过程中形成的与水化铝酸盐相关的一类特定水化产物的缩写，以下几种AFm 较为常见：羟基型AFm ：C 3A·Ca(OH)2·xH 2O 。单硫型AFm ：C 3A·CaSO 4·12H 2O 。单碳型AFm ：C 3A·CaCO 3·11H 2O 。半碳型AFm ：C 3A·Ca[(OH)0.5(CO 3)0.5]·xH 2O 。（8）1体积水泥完全水化占据2.06体积空间，胶空比计算公式如下：式中：X pc 为胶空比

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考点1 碳、硅元素单质及其化合物的特征熔沸点高，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

建材混凝土属于无机非金属材料的介绍

建材混凝土属于无机非金属材料介绍作者:

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1. 常用的建材混凝土属于无机非金属材料 2. 孔隙率增大，材料的表观密度降低 3. 属于气硬性胶凝材料的是石膏 4. 下列材料属于非活性材料的是石灰，石粉 5. 对于大体混凝土工程应选择矿渣 6. 材料在水中吸收水分的性质称为吸水性 7. 含水率为10% 的湿沙200g ，其水的质量为18 ，2 克 8. 不属于气硬性胶凝材料的是水泥 9. 为了缓水泥的凝结时间，在生产水泥时必须掺入适量石膏 10. 对通用水泥体积安定性不符合标准规定为废品

11. 混凝土配合比例设计中，水灰比的值是根据混凝土的强度及耐久性要求来确定 12. 选择混凝土骨料时，应使其总表面积少，孔隙率少 13. 普通混凝土立方体强度测试，采用200mm,200mm,200mm, 的试件，其强度换算系数为1，05 14. 普通碳素结构钢随钢号的增加，钢材的强度增加，塑性降低 15. 伸长率是衡量钢材的塑性指标 1．同种材料的孔隙率越小，材料的强度越高，当材料的孔隙率一定时，闭口孔隙率越多，材料的绝热性越好

2 ．建筑工程中的花岗岩属于深层岩，大理石属于变质岩，石灰石属于沉积岩 3 .建筑石膏的化学式是CaSO 4 ? 1/2 H2O ，天然石膏的化学式是 CaSO 4 ? 2H 2O 4 ．硅酸盐水泥孰料的矿物主要有硅酸三钙，硅酸二钙，铝酸三钙和铁铝酸四钙，其中决定水泥强度的主要矿物是硅酸2 钙和硅酸3 钙 5 ．混凝土拌合物的和易性包括流动性，粘聚性和保水性三个方面等含义，其流动通常采用坍落度或维勃稠度仪两种方法来测定 6 ．砂浆的流动性大小用沉入度指标来表示7．碳素结构钢牌号Q235-AF 的含义是：屈服点为235N/mm2 的A 级沸腾钢

材料概论

第二章 1 普通的混凝土中有几种相？请分别写出各种相的名称。若在其中加入钢筋，则钢筋起到什么作用？此时又有几种相？答：3相；砂子、碎石、水泥浆；增强作用；4。 2 比较晶体与非晶体的结构特性，了解晶体的结构不完整性有哪些类型？并区分三大材料的结构类型与比较其各自的特点。答：晶体结构的基本特征是原子或分子在三维空间呈周期性的规则而有序地排列,即存在长程的几何有序。结构的不完整性：实际上，极大多数晶体都有大量的与理想原子排列的轻度偏离存在，依据其几何形状而分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。金属材料的结构：一般都是晶体。金属键无方向性，晶体结构具有最致密的堆积方式。体心立方、面心立方和紧密堆积六方结构，金刚石结构。无机非金属材料的结构：金刚石型结构；硅酸盐结构; 玻璃结构; 团簇及纳米材料高分子材料的结构包括高分子链的结构及聚集态结构各自的特点： 3 高分子材料其聚集态结构可分为：晶态和非晶态(无定形)两种，与普通的晶态和非晶态结构比较有什么特点？答：晶态有序程度远小于小分子晶态，但非晶态的有序程度大于小分子物质液态。 4 如何区分本征半导体与非本征半导体材料？答：本征半导体：材料的电导率取决于电子-空穴对的数量和温度的材料。非本征半导体：通过加入杂质即掺杂剂而制备的半导体，杂质的多少决定了电荷载流子的数量。

5 极大多数晶体实际上都存在有种种与理想原子排列的轻度偏离，依据结构不完整性的几何形状可分为哪几种缺陷类型？按溶质原子在溶剂晶格中的位置不同，固溶体可分成哪几种类型？答：依据其几何形状而分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。按溶质原子在溶剂晶格中的位置不同，固溶体可分成：置换型固溶体(或称取代型)：溶剂A晶格中的原子被溶质B的原子取代所形成的固溶体。原子A同B的大小要大致相同。填隙型固溶体(也称间隙型)：在溶剂A的晶格间隙内有溶质B的原子填入(溶入)所形成的固溶体。B原子必须是充分小的，如C和N等是典型的溶质原子。 6 比较热塑性高分子材料和热固性高分子材料的结构特点，并说明由于结构的不同对其性能的影响。答：线型结构的高分子化合物：在适当的溶剂中可溶胀or溶解，升高温度时则软化、流动，∴易加工，可反复加工使用，并具有良好的弹性和塑性。(热塑性) 交联网状结构高分子：性能特点：较好的耐热性、难溶剂性、尺寸稳定性和机械强度，但弹性、塑性低，脆性大。∴不能进行塑性加工，成型加工只能在网状结构形成前进行，材料不能反复加工使用。(热固性) 7 聚二甲基硅氧烷的结构式为？其柔顺性怎么样？答：非常好 8 何为材料的力学强度？影响力学强度的主要因素有哪些？按作用力的方式不同，材料的力学强度可分为哪几种强度？答：材料在载荷作用下抵抗明显的塑性变形或破坏的最大能力。通常材料中缺陷越少、分子间键合强度越大，材料的强度也越高。按作用力的方式不同，可分为：拉伸强度；压缩强度；弯曲强度；冲击强度；疲劳强度等。 9 区分高分子材料的大分子之间的相互作用中的主价力和次主价力，比较两者对其性能的影响。答：大分子链中原子间、链节间的相互作用是强大的共价键这种结合力称为主价力，大小取决于链的化学组成→键长和键能。对性能，特别是熔点、强度等有重要影响。大分子之间的结合力是范德华力和氢键，称为次价力，比主价力小得多(只有主价力1-10％)，但对高分子化合物的性能影响很大。如乙烯呈气态，而聚乙烯呈固态并有相当强度，∵后者的分子间力较前者大得多。 10 按电阻率的大小，可将材料分成哪几类？何谓超导性？答：按电阻率的大小，可将材料分：超导体；导体；半导体；绝缘体。超导性：一旦T< Tc(超导体临界T)时，电阻率就跃变为零。Tc依赖于作用于导体的磁场强度。

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

无机非金属材料工程专业介绍及就业前景

无机非金属材料工程专业介绍及就业前景无机非金属材料(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。成分结构在晶体结构上,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。硅酸盐材料是无机非金属材料的主要分支之一，硅酸盐材料是陶瓷的主要组成物质。应用领域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。传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的比较传统无机非金属材料新型无机非金属材料具有性质稳定，抗腐蚀耐高温等优点，但质脆，经不起热冲击。除具有传统无机非金属材料的优点外，还有某些特征如：强度高、具有电学、光学特性和生物功能等。业务培养目标：本专业培养具备无机非金属材料及其复合材料科学与工程方面的知识，能在

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

无机非金属材料热工设备重点

无机非金属材料热工设备重点 1，无机非金属材料与有机（高分子）材料、金属材料并列为三大基础材料。除了这三种基础材料以外，材料的另一个重要分支就是基于这三大基础材料而发展迅速的复合材料。（P3） 2，热工设备的主要代表就是：窑炉。（P3） 3，烧结的本质就是在物料温度低于融化温度的高温条件下，物料内部产生致密化的过程。（P4） 4，热工设备主要是指窑炉，窑炉是一个能够产生高温的空间，构成这个空间的窑体材料叫做：筑炉材料，显然筑炉材料包括耐火材料、保温材料、普通建筑材料。（P9）5，新型干法水泥回转窑系统是以“悬浮预热”和“窑外分解”技术为核心。（P19）6，“二磨一烧”：生料磨、水泥窑和水泥磨。（P19） 7，P20 图2.1 NSP窑系统的流程图（a）和（b）要求：注解物料流程新型干法水泥回转窑：预热器系统，分解炉，回转窑，熟料冷却机，燃料燃烧器。 8，整个系统内燃料燃烧所需要的助燃空气被分成三部分：第一部分来自窑头的鼓风机，被称为：一次空气（或称：一次风），其主要作用是：携带从窑头煤粉舱下来的煤粉经喷煤管高速喷入回转窑内高效燃烧来保持喷出的火焰有一定的“刚度”(平、顺、直)。另外两部分的助燃空气则是来自于水泥熟料冷却机内的预热空气，它们分别被称为：二次空气（或称：二次风）和三次空气（或称：三次风）。二次空气是从窑头进入回转窑内成为窑头煤粉燃烧的主要助燃空气。三次空气则是通过专门设立的三次风管进入分解炉而成为分解炉内煤粉燃烧所需的助燃空气。在这三种空气中，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，从而有可能造成煤粉爆炸的事故。（P21） 9，新型干法水泥回转窑系统的两个主要评价指标：一是产量；二是热耗。即：产量是否达标（产量是否高于设计产量）；热耗是否达标（热耗是否低于设计热耗）。（P21）10，表观分解率e：是指从窑尾入窑的下料管中取料样，经测定其烧失量后计算而得到的分解率。真实分解率et：在已知出窑飞灰的数量m fh和出窑飞灰的分解率所求出的分解率。（P24） 11，回转窑的五个重要性能指标：回转窑的发热能力，回转窑内燃烧带的截面、表面、容积热力强度，回转窑内燃烧带的空气过剩系数。（P25） 12，设置悬浮预热器是为了实现气(废气)、固（生料粉）之间的高效换热，从而达到提高生料温度，降低排出废气温度的目的。（P26） 13，一个换热单元必须同时具备以下三个功能才能完成其任务：第一，生料粉在废气中的分散与悬浮；第二，气、固相之间的换热；第三，气、固相之间的分离：气体被排走，生料粉被收集。（P26） 14，各个旋风筒之间的联接管道在换热方面起着主要作用，所以有人干脆将其称为“换热管道”。而旋风筒的主要功能则是完成气、固相的分离和固相生料粉的收集。（P27）15，影响旋风预热器换热效率的三个因素：一是粉料在管道内的悬浮状况；二是气、固之间的换热效果；三是气、固之间的分离程度。（P29） 16，旋风预热器系统需要若干个换热单元相串联的原因：在管道内的悬浮态，由于气流速度较大，气、固之间的换热速度极快，经过0.02～0.04s的时间，气、固两相之间就可以达到温度的动态平衡，而且气、固两相换热过程主要发生在固相刚刚加入到气相后的加速段，尤其是加速的初始段。然后再增加气、固两相之间的接触时间，其意义已经不大，所以这时只有实现气、固相分离进入下一个换热单元，才能够起到强化气、固两相之间传热的作用。（P31）

无机非金属材料的主角硅教学设计

《无机非金属材料的主角──硅》教学设计北京潞河中学孟祥雯 1．指导思想与理论依据高中化学新课程着眼于学生发展、社会发展和学科发展的需要，强调密切联系社会生活实际，关注化学发展的前沿，注重化学与生活、社会、技术之间的相互影响和相互联系，高度重视实验与探究，倡导自主、探究、合作的学习方式。因此，本节课在内容安排上突破传统的物质中心模式，不再追求元素化合物知识系统（存在、组成、结构、性质、制法、用途）的完整，而是注重STS教育，从学生已有的生活经验出发，引导学生学习身边的常见物质，将物质性质的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中，体现其社会应用价值。这样的学习顺序符合学生的认知规律，有利于学生的学习。 2．教学内容分析（1）主要内容本课时位于化学必修1的第四章第一节，主要内容是二氧化硅和硅酸。本节课的主线是：本节课重点介绍了硅酸凝胶的制取方法、硅胶的用途以及二氧化硅的重要性质和用途。（2）地位与作用硅及其化合物作为非金属元素知识的开端，是在第三章“金属及其化合物”内容的基础上，继续进行关于元素化合物知识的学习和研究方法的训练，本节教学采用主线为“硅酸盐──硅酸──二氧化硅(硅的亲氧性)──硅单质(应用)”的纵向学习方法，有别于第三章的横向对比学习法，丰富了元素族概念及元素性质的递变规律的形成，为元素周期律、元素周期表的学习积累了丰富的感性材料，同时，也为以后学习选修模块2 “化学与技术”中的第三单元“化学与材料的发展”奠定了知识基础。本节内容与生产生活、材料科学、信息技术等联系较为密切，知识面广，趣味性强，能使学生真正认识化学在促进社会发展，改善人类的生活条件方面所起的重要作用，全面地体现了化学学科的社会应用价值。通过本节的学习，有利于贯彻STS教育的观点，激发学生学习的兴趣，促进学生科学素养的提高。（3）教材处理本节课从生活中常见的干燥剂入手，创设问题情景，激发学生的学习兴趣和求知欲，进而主动接受学习任务；通过探究实验，体验硅酸的制取，进一步了解硅胶和变色硅胶；通过对比碳和硅原子结构的相同点和不同点，认识二氧化硅的结构，采用比较的方法学习SiO2的化学性质，并把硅及其化合物在信息技术、材料化学等领域的应用和发展融合在性质的介绍中，从而让生活在信息技术时代的学生体会到常见硅及其化合物知识的价值，深刻理解硅成为无机非金属材料的主角的原因，激发学生对材料科学的兴趣和求知欲望，全面体现化学课程的科学教育功能。本节课也为不同层次的学生设计了不同的教学目标，基础较弱的学生把重点放在课前的预习和课堂上的性质对比教学中，而学有余力的优秀学生可以在课后对课堂上没有深入研究的一些问题进行挖掘和拓展，如将硅及其化合物的结构理论知识、在材料领域中的应用等作为拓展性内容，通过查阅资料、讨论等方法进行更深入的学习。 3．学生情况分析（1）本节课的教学对象为高一学生，学生已有知识和未知知识分析：（2）学生学习本单元可能会遇到的障碍点

无机非金属材料专业材料概论英语词汇

alloy 合金atomic-scale architecture 原子尺度结构（构造）brittle 脆性的 ceramic 陶瓷composite 复合材料concrete 混凝土conductor? 导体crystalline? 晶态的devitrified 反玻璃化的（晶化的） ductility （可）延（展）性，可锻性electronic and magnetic material? 电子和磁性材料element 元素fiberglass 玻璃钢 glass 玻璃glass-ceramic 玻璃陶瓷/微晶玻璃insulator 绝缘体materials science and engineering 材料科学与工程 materials selection 材料选择metallic 金属的microcircuitry 微电路microscopic-scale architecture 微观尺度结构（构造）noncrystalline 非晶态的nonmetallic 非金属的oxide 氧化物periodic table 周期表plastic 塑性的、塑料polyethylene 聚乙烯polymer 聚合物 property 性能（质）refractory 耐火材料、耐火的semiconductor 半导体silica 石英、二氧化硅silicate 硅酸盐silicon 硅 steel 钢structural material 结构材料wood 木材 Chapter 7 aluminum alloy 铝合金gray iron 灰口铁amorphous metal 无定形金属high-alloy steel 高合金钢austenitic stainless steel 奥氏体不锈钢high-strength low-alloy steel 高强度低合金钢Brinell hardness number 布氏硬度值Hooke’s law 胡克定律carbon steel 碳钢 impact energy 冲击能cast iron 铸铁lead alloy 铅合金Charpy test Charpy试验low-alloy steel 低合金钢 cold working 冷作加工lower yield point 屈服点下限copper alloy 铜合金magnesium alloy 镁合金creep curve 蠕变曲线 malleable iron 可锻铸铁primary stage 第一（初期）阶段martensitic stainless steel 马氏体不锈钢secondary stage 第二阶段 modulus of elasticity 弹性模量tertiary(final)? stage 第三（最后）阶段modulus of rigidity 刚性模量 dislocation climb 位错攀（爬）移nickel alloy 镍合金ductile iron 球墨铸铁nickel-aluminum superalloy 镍铝超合金 ductile-to-brittle transition temperature 韧性-脆性转变温度nonferrous alloy 非铁合金ductility （可）延（展）性，可锻性 plastic deformation 塑性变形elastic deformation 弹性变形Poission’s ratio 泊松比engineering strain 工程应变 precious metal 贵金属engineering stress 工程应力precipitation-hardened stainless steel 沉淀(脱溶)硬化不锈钢fatigue curve 疲劳曲线rapidly solidified alloy 速凝合金/快速固化合金fatigue strength (endurance limit) 疲劳强度（耐久极限）refractory? metal 耐火（高温）金属 ferritic stainless steel 铁素体不锈钢Rockwell hardness 洛氏硬度ferrous alloy 铁基合金shear modulus 剪（切）模量 fracture mechanics 断裂机制shear strain 剪（切）应变fracture toughness 断裂韧性shear stress 剪（切）应力 gage length 标距（长度），计量长度，有效长度solution hardening 固溶强化galvanization 电镀，镀锌steel 钢 strain hardening 应变强化white iron 白铁，白口铁superalloy 超合金wrought alloy 可锻（锻造、轧制）合金tensile strength 拉伸强度yield point 屈服点titanium alloy 钛合金yield strength 屈服强度tool steel 工具钢Young’s modulus 杨氏模量toughness 韧性 zinc alloy 锌合金upper yield point 屈服点上限 Chapter 8 annealing point 退火点linear coefficient of thermal expansion线性热膨胀系数refractory 耐火材料borosilicate glass 硼硅酸盐玻璃expansion 膨胀silicate 硅酸盐brittle fracture 脆性断裂magnetic ceramic 磁性陶瓷silicate glass 硅酸盐玻璃clay 粘土 melting range 熔化（温度）范围soda-lime silica glass 钠钙硅酸盐玻璃color 颜色modulus of rupture 断裂模量softening point 软化点cosine law 余弦定律network former 网络形成体specular reflection 镜面反射creep 蠕变netwrok modifier 网络修饰体/网络外体 static fatigue 静态疲劳crystalline ceramic 晶态陶瓷nonoxide ceramic 非氧化物陶瓷structural clay product 粘土类结构制品 diffuse reflection 漫反射nonsilicate glass 非硅酸盐玻璃surface gloss 表面光泽E-glass 电子玻璃（E玻璃） nonsilicate oxide ceramic 非硅酸盐氧化物陶瓷tempered glass 钢化玻璃electronic ceramic 电子陶瓷nuclear ceramic 核用陶瓷 thermal conductivity 热传导率enamel 搪瓷nucleate 成（形）核thermal shock 热震Fourier’s law 傅立叶定律Opacity 乳浊transformation toughening 相变增韧fracture toughness 断裂韧性optical property 光学性质translucency 半透明 Fresnel’s formula Fresnel公式partially stabilized zirconia ??部分稳定氧化锆transparency 透明glass 玻璃polar diagram 极坐标图viscosity 粘度glass-ceramic 玻璃陶瓷/微晶玻璃pottery 陶器（制造术）viscous deformation 粘性变形 glass transition temperature 玻璃转变温度pure oxide 纯氧化物vitreous silica 无定形二氧化硅/石英玻璃glaze 釉 reflectance 反射（率）whiteware 白瓷Griffith crack model Griffith裂纹模型refractive index 折射率working range 工作（温度）范围intermediate 中间体/中间的

无机非金属材料结构知识点整理

一概述 1.材料是人类社会所能接受的、可经济地制造有用物品的物质。材料性能关系到材料的应用材料含义在于应用，材料的什么决定应用的概念和设计，决定了应用的基础——综合的性能决定最终产品的形态和应用…… 2.材料研究的核心问题：以材料的结构和性能为研究对象，并重点研究结构与材料性能之间的关系，为材料性能的改进和新材料的开发提供指导。 3材料结构层次：原子结构，晶体结构——功能材料密切相关；显微结构，微观组织——结构材料密切相关；宏观结构——复合材料相关；、 4材料的电子结构——指材料中的电子分布和状态，它不同于单个的分子和原子的电子结构，因为这两者不是长程的完整的材料。它是决定材料晶体结构的主要和本质原因。 5. 电子波动反映到原子中，为驻波。 6.现代材料结构和性能测量的重要原理和基础：X光衍射和电子显微技术——微观结构，磁性分布和能隙空间分布等等，其中大都以微观过程或性能直接体现了量子效应和作用…… 7.量子理论是解决电子结构的惟一工具。是以能量的量子化和波函数概念为核心的，可依照薛定额方程确定的第一性原理分析方法。二、晶体结构 1晶体的特征：均匀性；各向异性；自发地形成多面体外形；晶体具有明显确定的熔点；晶体的对称性；晶体对X射线的衍射； 2晶体的宏观特性是由晶体内部结构的周期性决定的,即晶体的宏观特性是微观特性的反映。 3晶体结构即晶体的微观结构，是指晶体中实际质点（原子、离子或分子）的具体排列情况 4晶体与非晶体的最本质差别在于组成晶体的原子、离子、分子等质点是规则排列的（长程序），而非晶体中这些质点除与其最近邻外，基本上无规则地堆积在一起（短程序）。晶体与非晶体之间的主要差别在于它们是否有三维长程点阵结构。 5晶体――原子或原子团、离子或分子在空间按一定规律呈周期性地排列构成的固体 6固体分类(按结构)――晶体:长程有序；非晶体:不具有长程序的特点,短程有序；准晶体:有长程取向性，而没有长程的平移对称性。 7在晶体中适当选取某些原子作为一个基本结构单元，这个基本结构单元称为基元，基元是晶体结构中最小的重复单元，基元在空间周期性重复排列就形成晶体结构。晶格+基元=晶体结构 8晶体的内部结构可以概括为是由一些相同的点子在空间有规则地做周期性无限分布，通过这些点做三组不共面的平行直线族，形成一些网格，称为晶格(或者说这些点在空间周期性排列形成的骨架称为晶格)。9取一格点为顶点，由此点向近邻的三个格点作三个不共面的矢量，以此三个矢量为边作平行六面体即为固体物理学（简称原胞）。 10结晶学原胞（简称单胞）构造：使三个基矢的方向尽可能地沿着空间对称轴的方向，它具有明显的对称性和周期性。 11维格纳--塞茨原胞构造：以一个格点为原点，作原点与其它格点连接的中垂面(或中垂线)，由这些中垂面(或中垂线)所围成的最小体积(或面积)即为W--S原胞。特点：它是晶体体积的最小重复单元，每个原胞只包含1个格点。其体积与固体物理学原胞体积相同。 12原胞与分类—7大晶系晶系晶轴轴间夹角实例立方 a = b = c α=β=γ= 900Cu, NaCl 四方 a = b ≠ c α=β=γ= 900Sn, SiO2 正交 a = ≠ b ≠ c α=β=γ= 900I2, BaCO3 三方 a = b = c α=β=γ≠ 900As, Al2O3 a = b ≠ c α=β= 900，γ = 1200 单斜 a ≠ b ≠ c α= γ= 900，β≠ 900KClO3 三斜 a ≠ b ≠ c α≠ β≠ γ≠ 900 K2CrO7 六方 a = b ≠ c α=β= 900，γ =1200 Mg,CuS

无机非金属材料实习报告

一、总述二、河南奔月浮法玻璃有限公司 1、公司简介 2、实习安排 3、浮法玻璃及其生产工艺流程 4、玻璃制造行业前景展望 5、小结三、济源市巨康陶瓷有限公司 1、公司简介 2、实习安排 3、陶瓷工艺及陶瓷文化 4、新型陶瓷及其应用 5、小结四、济源市太行水泥有限公司 1、公司简介 2、实习安排 3、回转窑简介 4、水泥的生产工艺 5、水泥行业发展方向 6、小结五、实习总结

作为学校教学的重要补充部分，生产实习是区别于普通学校教育的一个重要环节，是教育教学体系中的一个不可或缺的重要组成部分。它是与几年后的职业生活最直接联系的，学生在生产实习过程中将完成学业到就业的过渡，因此生产实习是培养技能型人才、实现培养目标的主要途径。它不仅是校内教学的延续，而且是校内教学的总结。可以说，没有生产实习，就没有完整的教育。学校要提高教育教学质量，在注重理论知识学习的前提下，生产实习这一环节是必不可少的。通过生产实习，使学生学习和了解从原材料到成品批量生产的全过程以及生产组织管理等知识，培养学生树立理论联系实际的工作作风，以及生产现场中将科学的理论知识加以验证、深化、巩固和充实。并培养学生进行调查、研究、分析和解决工程实际问题的能力，为后继专业课的学习、课程设计和毕业设计打下坚实的基础。通过生产实习，拓宽学生的知识面，增加感性认识，把所学知识条理化系统化，学到从书本学不到的专业知识，并获得本专业国内、外科技发展现状的最新信息，激发学生向实践学习和探索的积极性，为今后的学习和将从事的技术工作打下坚实的基础。生产实习是与课堂教学完全不同的教学方法，在教学计划中，生产实习是课堂教学的补充，生产实习区别于课堂教学。课堂教学中，教师讲授，学生领会，而生产实习则是在教师指导下由学生自己向生产向实际学习。通过现场的讲授、参观、座谈、讨论、分析、作业、考核等多种形式，一方面来巩固在书本上学到的理论知识，另一方面，可获得在书本上不易了解和不易学到的生产现场的实际知识，使学生在实践中得到提高和锻炼。因此，生产实习对于我们即将开始大四生活的在校大学生而言，是必须的，也是至关重要的。