第一篇：無機非金屬材料專業畢業論文（大全）

新型無機非金屬材料的發展與挑戰

金屬材料、高分子合成材料、無機非金屬材料與人們的衣、食、住、行關系非常密切。材料是人類生活必不可少的物質基礎。沒有感光材料，我們就無法留下青春的回憶；沒有特殊的熒光材料，就沒有彩色電視；沒有高純的單晶硅，就沒有今天的“奔騰IV”；沒有特殊的新型材料，“神舟號”宇宙飛船就無法上天。隨著科學和生產技術的發展以及人們生活的需要，一些具有特殊結構、特殊功能的新材料相繼研制出來，如半導體材料：超硬材料、耐高溫材料、發光材料等，我們稱這些材料為新型無機非金屬材料。水泥、玻璃、陶瓷等都屬于傳統的非金屬材料，像玻璃刀上的人造金剛石、作為手表軸承的人造紅寶石、煤氣爐中用于電子打火的壓電陶瓷、傳輸信息的光導纖維都屬于新型無機非金屬材料。

在材料中，有一類叫結構材料主要制利用其強度、硬度韌性等機械性能制成的各種材料。金屬作為結構材料，一直被廣泛使用。但是，由于金屬易受腐蝕，在高溫時不耐氧化，不適合在高溫時使用。高溫結構材料的出現，彌補了金屬材料的弱點。這類材料具有能經受高溫、不怕氧化、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優點，作為高溫結構材料，非常適合。

氧化鋁陶瓷（人造剛玉）是一種極有前途的高溫結構材料。它的熔點很高，可作高級耐火材料，如坩堝、高溫爐管等。利用氧化鋁硬度大的優點，可以制造在實驗室中使用的剛玉磨球機，用來研磨比它硬度小的材料。用高純度的原料，使用先進工藝，還可以使氧化鋁陶瓷變得透明，可制作高壓鈉燈的燈管。

高溫氧化物結構陶瓷

指熔點高于1728℃的氧化物（如氧化硅晶體）或某些復合氧化物（如氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂、氧化鈣和氧化釷等）。它們的重要特點是高溫下的化學穩定性好，尤其是抗氧化性能好。但弱點是脆性較大，耐機械沖擊性差。利用氧化鋯相變作用增韌氧化物陶瓷在20世紀70年代末獲較大進展，氧化鋯增韌氧化鋁，斷裂韌性參數由2.9MPa/m2提高到 15MPa/m2，抗折強度由 350MPa提高到1200MPa。加有氧化釔的半穩定氧化鋯，斷裂韌性參數也高達 9～16MPa/m2。增韌氧化物陶瓷可用于制造錘子、水果刀、剪刀、軸和發動機部件等，可以承受一定沖擊而不碎裂。高溫氧化物陶瓷可用作高溫爐襯，熔煉稀有金屬和純金屬的坩堝，以及磁流體發電裝置的高溫電極材料和熱機材料。

氧化鋁結構陶瓷的生產，采用γ－氧化鋁（見氧化鋁）為原料與少量添加劑（如MgΟ等），經粉碎和混合后按產品的形狀，尺寸及用途，采用不同的方法成型。干壓成型時需先將混合后的坯料造粒，然后用油壓機壓制成坯樣。采用注漿成型時，則將混合后的粉料制成懸浮料漿，注入石膏模中成型。采用熱壓注時，用適量石蠟與混合料制成料漿，用熱壓注機成型。燒成的坯體需按使用的要求，進行機械加工或研磨。

高溫非氧化物結構陶瓷

包括氮化物、碳化物、硅化物、硼化物等。其中有發展前途的是氮化硅、碳化硅和氮化硼等材料。與氧化物比較，難熔化合物的熱導率較高，熱膨脹系數較低，因此具有良好的抗熱震性。氮化硅與碳化硅還具有較高強度，硬度僅次于金剛石，耐磨性好，是很好的熱機材料。采用氮化硅或碳化硅作為燃氣輪機和陶瓷發動機的高溫部件，與金屬部件比較，可承受較高的工作溫度，省去水冷卻系統，減輕自重，因而節能效果顯著。由于氮化硼具有優良的熱穩定性，而且對金屬熔體有很好的耐蝕性，用它作為水平連續鑄鋼的分離環，可較氮化硅有更長的使用壽命。

氮化硅結構陶瓷的燒成，按氮化硅合成的方式可分為反應燒結法和燒結法。反應燒結法是將硅粉預先成型，然后在通氮的情況下燒結，使氮化硅(Si3N4)的形成和燒結同時完成。燒結法是將預先合成的氮化硅粉末在高溫與壓力同時作用下熱壓燒結，或是將氮化硅粉末壓成坯體后，在高溫下無壓燒結。

近20年來，世界各工業發達國家對于發動機用高溫結構陶瓷復合材料的研究與開發—直十分重視，相繼制定了各自的國家發展計劃，并投人了大量的人力、物力和財力，對這一新型材料寄予厚望。如美國NASA制定的先進高溫熱機材料計劃（HITEMP）、DOE／NAsA的先進渦輪技術應用計劃、美國國家宇航計劃（NASP）、美國國防關鍵技術計劃以及日本的月光計劃等都把高溫結構陶瓷基復合材料作為重點研究對象，其研制目標是將發動機熱端部件的使用溫度提高到1650℃或更高，從而提高發動機渦輪進口溫度，達到節能、減重、提高推重比和延長壽命的目的，滿足軍事和民用熱機的需要。由于陶瓷材料具有高耐磨性、耐高溫和抗侵蝕能力，國外目前已將其應用于發動機高速軸承、活塞、密封環閥門導軌等要求轉速高和配合精度高的部件。在航空發動機高溫構件的應用上，到目前為止已報道有的法國將CVI法SiC／Cr用于狂風戰斗機M88發動機的噴嘴瓣以及將SiC／SiCr用于幻影2000戰斗機渦輪風扇發動機的噴管內調節片。此外，有許多陶瓷基復合材料的發動機高溫構件正在研制之中。如美國格魯曼公司正研究跨大氣層高超音速飛機發動機的陶瓷材料進口、噴管和噴口等部件；美國碳化硅公司用Si34N／SiCw制造導彈發動機燃氣噴管； 杜邦公司研制出能承受1200－1300℃、使用壽命2000h的陶瓷基復合材料發動機部件等。目前導彈、無人駕駛 飛機以及其它短壽命的陶瓷渦輪發動機正處在最后研制階段，美國空軍材料實驗室的研究人員認為，12O4-1371℃發動機陶瓷基復合材料已經研制成功。由于提高了燃燒溫度，取消或減少了冷卻系統，預計發動機熱效率可從目前的26%提高到46%。英國羅—羅公司認為，未來航空發動機高壓壓氣機葉片和機匣、高壓與低壓渦輪盤及葉片、燃燒室、加大燃燒室、火焰穩定器及排氣噴管等都將采用陶瓷基復合材料。預計在21世紀初，陶瓷基復合材料的使用溫度可提高到1650℃或更高。

氮化硅陶瓷陶瓷也是一種重要的結構材料，它是一種超硬物質，密度小、本身具有潤滑性，并且耐磨損，除氫氟酸外，它不與其他無機酸反應，抗腐蝕能力強；高溫時也能抗氧化。而且它還能抵抗冷熱沖擊，在空氣中加熱到1000以上，急劇冷卻再急劇加熱，也不會碎裂。正是氮化硅具有如此良好的特性，人們常常用它來制造軸承、汽輪機葉片、機械密封環、永久性模具等機械構件。

外觀與性狀:潤滑,易吸潮.氮化硼是白色、難溶、耐高溫的物質。將B2O3與NH4Cl共熔，或將單質硼在NH3中燃燒均可制得BN。通常制得的氮化硼是石墨型結構，俗稱為白色石墨。另一種是金剛石型，和石墨轉變為金剛石的原理類似，石墨型氮化硼在高溫（1800℃）、高壓（800Mpa）下可轉變為金剛型氮化硼。這種氮化硼中B－N鍵長（156pm）與金剛石在C－C鍵長（154pm）相似，密度也和金剛石相近，它的硬度和金剛石不相上下，而耐熱性比金剛石好，是新型耐高溫的超硬材料，用于制作鉆頭、磨具和切割工具。

高溫結構陶瓷除了氮化硅外，還有碳化硅（SiC）、二氧化鋯（ZrO2）、氧化鋁等。

透明陶瓷一般陶瓷是不透明的，但光學陶瓷像玻璃一樣透明，故稱透明陶瓷。一般陶瓷不透明的原因是其內部存在有雜質和氣孔，前者能吸收光，后者使光產生散射，所以就不透明了。因此如果選用高純原料，并通過工藝手段排除氣孔就可能獲得透明陶瓷。早期就是采用這樣的辦法得到透明的氧化鋁陶瓷，后來陸續研究出如燒結白剛玉、氧化鎂、氧化鈹、氧化釔、氧化釔-二氧化鋯等多種氧化物系列透明陶瓷。近期又研制出非氧化物透明陶瓷，如砷化鎵（GaAs）、硫化鋅（ZnS）、硒化鋅（ZnSe）、氟化鎂（MgF2）、氟化鈣（CaF2）等。這些透明陶瓷不僅有優異的光學性能，而且耐高溫，一般它們的熔點都在2 000 ℃以上。如氧化釷-氧化釔透明陶瓷的熔點高達3 100 ℃，比普通硼酸鹽玻璃高1 500 ℃。透明陶瓷的重要用途是制造高壓鈉燈，它的發光效率比高壓汞燈提高一倍，使用壽命達2萬小時，是使用壽命最長的高效電光源。高壓鈉燈的工作溫度高達1 200 ℃，壓力大、腐蝕性強，選用氧化鋁透明陶瓷為材料成功地制造出高壓鈉燈。透明陶瓷的透明度、強度、硬度都高于普通玻璃，它們耐磨損、耐劃傷，用透明陶瓷可以制造防彈汽車的窗、坦克的觀察窗、轟炸機的轟炸瞄準器和高級防護眼鏡等。

光導纖維從高純度的二氧化硅或稱石英玻璃熔融體中，拉出直徑約100 μm的細絲，稱為石英玻璃纖維。玻璃可以透光，但在傳輸過程中光損耗很大，用石英玻璃纖維光損耗大為降低，故這種纖維稱為光導纖維，是精細陶瓷中的一種。

利用光導纖維可進行光纖通信。激光的方向性強、頻率高，是進行光纖通信的理想光源。光纖通信與電波通信相比，光纖通信能提供更多的通信通路，可滿足大容量通信系統的需要。

光導纖維一般由兩層組成，里面一層稱為內芯，直徑幾十微米，但折射率較高；外面一層稱包層，折射率較低。從光導纖維一端入射的光線，經內芯反復折射而傳到末端，由于兩層折射率的差別，使進入內芯的光始終保持在內芯中傳輸著。光的傳輸距離與光導纖維的光損耗大小有關，光損耗小，傳輸距離就長，否則就需要用中繼器把衰減的信號放大。用最新的氟玻璃制成的光導纖維，可以把光信號傳輸到太平洋彼岸而不需任何中繼站。

在實際使用時，常把千百根光導纖維組合在一起并加以增強處理，制成像電纜一樣的光纜，這樣既提高了光導纖維的強度，又大大增加了通信容量。

用光纜代替通信電纜，可以節省大量有色金屬，每公里可節省銅1.1 t、鉛2～3 t。光纜有質量輕、體積小、結構緊湊、絕緣性能好、壽命長、輸送距離長、保密性好、成本低等優點。光纖通信與數字技術及計算機結合起來，可以用于傳送電話、圖像、數據、控制電子設備和智能終端等，起到部分取代通信衛星的作用。

光損耗大的光導纖維可在短距離使用，特別適合制作各種人體內窺鏡，如胃鏡、膀胱鏡、直腸鏡、子宮鏡等，對診斷、醫治各種疾病極為有利。

生物陶瓷人體器官和組織由于種種原因需要修復或再造時，選用的材料要求生物相容性好，對肌體無免疫排異反應；血液相容性好，無溶血、凝血反應；不會引起代謝作用異常現象；對人體無毒，不會致癌。目前已發展起來的生物合金、生物高分子和生物陶瓷基本上能滿足這些要求。利用這些材料制造了許多人工器官，在臨床上得到廣泛的應用。但是這類人工器官一旦植入體內，要經受體內復雜的生理環境的長期考驗。例如，不銹鋼在常溫下是非常穩定的材料，但把它做成人工關節植入體內，三五年后便會出現腐蝕斑，并且還會有微量金屬離子析出，這是生物合金的缺點。有機高分子材料做成的人工器官容易老化，相比之下，生物陶瓷是惰性材料，耐腐蝕，更適合植入體內。

納米陶瓷

從陶瓷材料發展的歷史來看，經歷了三次飛躍。由陶器進入瓷器這是第一次飛躍；由傳統陶瓷發展到精細陶瓷是第二次飛躍，在這個期間，不論是原材料，還是制備工藝、產品性能和應用等許多方面都有長足的進展和提高，然而對于陶瓷材料的致命弱點──脆性問題沒有得到根本的解決。精細陶瓷粉體的顆粒較大，屬微米級（10 m），有人用新的制備方法把陶瓷粉體的顆粒加工到納米級

（10 m），用這種超細微粉體粒子來制造陶瓷材料，得到新一代納米陶瓷，這是陶瓷材料的第三次飛躍。納米陶瓷具有延性，有的甚至出現超塑性。如室溫下合成的TiO2陶瓷，它可以彎曲，其塑性變形高達100%，韌性極好。因此人們寄希望于發展納米技術去解決陶瓷材料的脆性問題。納米陶瓷被稱為21世紀陶瓷

紅寶石和藍寶石的主要成分都是Al2O3（剛玉）。紅寶石呈現紅色是由于其中混有少量含鉻化合物；而藍寶石呈藍色則是由于其中混有少量含鈦化合物。1900年，科學家曾用氧化鋁熔融后加入少量氧化鉻的方法，制出了質量為2g-4g的紅寶石。現在，已經 能制造出大到10g的紅寶石和藍寶石。

綜上所述是集中高溫結構材料的簡介，而這僅僅是無機非金屬材料的一小部分而已。所以我們可以清楚的明白無機非金屬材料領域是一個覆蓋面極廣、科學含量極高的一個學科。

我知道如果想在無機非金屬材料領域有一番作為并非易事。因為科學在發展，科技在進步，各種新興的材料不斷被研發出來，所以必須時時刻刻關心當今世界材料科學的最新動態。現在，而我所能做的就是認認真真的學好所學的基礎知識為將來的發展打下堅實的基礎。此外，材料科學并不是理論上的，更重要的是實踐上的！所以，提高自己的動手能力，創新實驗能力也是必不可少的。

既然無機非金屬材料是一個前沿學科，那么單單的本科學歷顯然是不夠的，是無法滿足社會對此領域的需求的，因此，考研成為了我們繼續深造的基本要求。研究生會有更多的機會參與科學的研究，會有更多的機會學習的最新的理論知識，會有更多的機會進行高水平的實驗，而且研究生再就業方面更具有競爭力，所以考研勢在必行！

此外，我國的材料水平還沒有達到世界頂尖，我國是一個材料大國，但是我們不是一個材料強國，雖然我國每年的材料需求都是巨大的，各個領域都依靠材料，但是我國的一些先進材料基本都是進口的，所以我們要趕上其他發達國家比如美國還需要國人的不斷努力，不斷去奮斗。如果可能的話我想我會去國外繼續深造，學習更先進的理論知識，將來能為祖國貢獻自己的一份力量！！

我會在河南工業努力學習，為自己的明天而奮斗！！

第二篇：無機非金屬材料專業畢業論文

新型無機非金屬材料的發展與挑戰

（李婷 無機非金屬08-1班 14號）

無機非金屬材料、金屬材料、高分子合成材料與人們的衣、食、住、行關系非常密切。材料是人類生活必不可少的物質基礎。沒有感光材料，我們就無法留下青春的回憶；沒有特殊的熒光材料，就沒有彩色電視；沒有高純的單晶硅，就沒有今天的“奔騰IV”；沒有特殊的新型材料，“神舟號”宇宙飛船就無法上天。隨著科學和生產技術的發展以及人們生活的需要，一些具有特殊結構、特殊功能的新材料相繼研制出來，如半導體材料：超硬材料、耐高溫材料、發光材料等，我們稱這些材料為新型無機非金屬材料。水泥、玻璃、陶瓷等都屬于傳統的非金屬材料，像玻璃刀上的人造金剛石、作為手表軸承的人造紅寶石、煤氣爐中用于電子打火的壓電陶瓷、傳輸信息的光導纖維都屬于新型無機非金屬材料。

近20年來，世界各工業發達國家對于發動機用高溫結構陶瓷復合材料的研究與開發—直十分重視，相繼制定了各自的國家發展計劃，并投人了大量的人力、物力和財力，對這一新型材料寄予厚望。美國國防關鍵技術計劃以及日本的月光計劃等都把高溫結構陶瓷基復合材料作為重點研究對象，其研制目標是將發動機熱端部件的使用溫度提高到1650℃或更高，從而提高發動機渦輪進口溫度，達到節能、減重、提高推重比和延長壽命的目的，滿足軍事和民用熱機的需要。此外，有許多陶瓷基復合材料的發動機高溫構件正在研制之中。如美國格魯曼公司正研究跨大氣層高超音速飛機發動機的陶瓷材料進口、噴管和噴口等部件；美國碳化硅公司用Si34N／SiCw制造導彈發動機燃氣噴管； 杜邦公司研制出能承受1200－1300℃、使用壽命2000h的陶瓷基復合材料發動機部件等。目前導彈、無人駕駛 飛機以及其它短壽命的陶瓷渦輪發動機正處在最后研制階段，美國空軍材料實驗室的研究人員認為，12O4-1371℃發動機陶瓷基復合材料已經研制成功。

由于提高了燃燒溫度，取消或減少了冷卻系統，預計發動機熱效率可從目前的26%提高到46%。英國羅—羅公司認為，未來航空發動機高壓壓氣機葉片和機匣、高壓與低壓渦輪盤及葉片、燃燒室、加大燃燒室、火焰穩定器及排氣噴管等都將采用陶瓷基復合材料。預計在21世紀初，陶瓷基復合材料的使用溫度可提高到1650℃或更高。

我知道如果想在無機非金屬材料領域有一番作為并非易事。因為科學在發展，科技在進步，各種新興的材料不斷被研發出來，所以必須時時刻刻關心當今世界材料科學的最新動態。現在，而我所能做的就是認認真真的學好所學的基礎知識為將來的發展打下堅實的基礎。此外，材料科學并不是理論上的，更重要的是實踐上的！所以，提高自己的動手能力，創新實驗能力也是必不可少的。

既然無機非金屬材料是一個前沿學科，那么單單的本科學歷顯然是不夠的，是無法滿足社會對此領域的需求的，因此，考研成為了我們繼續深造的基本要求。研究生會有更多的機會參與科學的研究，會有更多的機會學習的最新的理論知識，會有更多的機會進行高水平的實驗，而且研究生再就業方面更具有競爭力，所以考研勢在必行！

此外，我國的材料水平還沒有達到世界頂尖，我國是一個材料大國，但是我們不是一個材料強國，雖然我國每年的材料需求都是巨大的，各個領域都依靠材料，但是我國的一些先進材料基本都是進口的，所以我們要趕上其他發達國家比如美國還需要國人的不斷努力，不斷去奮斗。如果可能的話我想我會去國外繼續深造，學習更先進的理論知識，將來能為祖國貢獻自己的一份力量！！

第三篇：無機非金屬材料專業試題

(無機非金屬材料專業)試卷答案及評分標準

一、單選：（每題1分，共20分）

1、影響熟料安定性的主要因素是（A）。

A.一次游離氧化鈣

B.二次游離氧化鈣

C.固溶在熟料中的氧化鎂

D.固溶在熟料中的氧化鈉

2、粉磨水泥時，摻的混合材料為：礦渣16%，石灰石5%，則這種水泥為（C）

A.礦渣硅酸鹽水泥

B.普通硅酸鹽水泥

C.復合硅酸鹽水泥

D.硅酸鹽水泥

3、以下哪種措施有利于C3S的形成？（A）

A.降低液相粘度

B.減少液相量

C.降低燒成溫度

D.縮短燒成帶

4、國家標準規定，通用硅酸鹽水泥中各個品種的初凝時間均不得早于（A）

A.45分鐘

B.55分鐘

C.60分鐘

D.390分鐘

5、和硅酸鹽水泥相比，摻有混合材料的水泥的如下那個性質較差（C）

A.耐水性

B.后期強度

C.抗凍性

D.泌水性

6、引起硅酸鹽水泥熟料發生快凝主要原因是（B）

A.C3S水化快

B.C3A水化快

C.C4AF水化快

D.C2S水化快

7、水泥產生假凝的主要原因是（C）

A.鋁酸三鈣的含量過高

B.石膏的摻入量太少

C.磨水泥時石膏脫水

D.硅酸三鈣的含量過高

8、根據GB/T175-2007，下列指標中屬于選擇性指標的是（C）

A.KH減小，SM減小，鋁率增大。B.KH增大，SM減小，鋁率增大。

C.KH減小，SM增大，鋁率減小。D.KH增大，SM增大，鋁率增大。

9、硅酸鹽水泥熟料的燒結范圍一般在（C）

A.50-80℃

B.80-100℃

C.100-150℃

D.150-200℃

10、國家標準規定礦渣硅酸鹽水泥中SO3（D）

A ＜3.5%

B ≤3.5%

C ＜4.0%

D ≤4.0%

11、復合硅酸鹽水泥的代號是（D）

A

P·S

B

P·O

C

P·F

D

P·C

12、國家標準規定骨質瓷的熱穩定性為（A）

A.140℃

B.160℃

C.180℃

D.200℃

13、一般來說，凡燒成溫度降低幅度在（C）℃以上者,且產品性能與通常燒成的性能相近的燒成方法可稱為低溫燒成。

A.40-60 ℃

B.60-80℃

C.80-100℃

D.100-120℃

14、電爐爐溫為1250-1400℃可采用的電熱體是（C）。

A.鎳鉻絲

B.鐵鉻鎢絲

C.硅碳棒

D.二硅化鉬棒

15、一般將日用陶瓷的燒成過程分為幾個階段。（C）

A.2

B.3

C.4

D.5

16、干燥過程中，最容易引起坯體變形的階段是（B）

A.升速干燥階段

B.等速干燥階段

C.降速干燥階段

D.平衡階段

17、改善泥漿流動性一般不用NaOH作稀釋劑的原因是（B）

A.堿性太強

B.Ca(OH)2溶解度較大

C.Mg(OH)2溶解度較大

D.與泥漿中其它物質發生反應

18、超薄型瓷片的成型可以采用的方法是（A）

A.流延法成型

B.可塑成型

C.壓制成型

D.注漿成型

19、壓制成型四種加壓方式，坯體密度更加均勻的是（C）

A.單面加壓

B.雙面同時加壓

C.四面加壓

D.雙面先后加壓 20、釉與玻璃的不同之處是（D）

A.各向同性

B.無固定熔點

C.具有光澤

D.含較多的Al2O3

二、多選：（每題2分，共20分）

1、水泥的凝聚時間主要有下列哪些礦物控制（A

C）

A.C3A

B.C2S

C.C3S

D.C3A

E.C4AF

2、影響熟料燒結過程的因素有哪些（A B C E）

A.最低共熔溫度

B.液相量

C.氧化鈣和硅酸二鈣溶于液相的速率

D.氣氛

E.液相粘度

3、改善硬化水泥漿體耐久性的措施有（A C D E）

A.選擇適當組成的水泥

B.提高細度

C.摻適量混合材料

D.提高施工質量

E.進行表面處理

4、當原料的變異系數Cv為（A

B）時，不需要進行預均化

A.2

B.4

C.6

D.6

E.10

5、影響水泥水化程度主要因素是（B C

D）

A.摻入適量混合材料

B.熟料礦物組成 C.細度

D.養護溫度

E.液相量

6、影響泥漿流變性的因素是（B

C

E）

A.泥漿礦物組成 B.可溶性鹽類

C.陳腐

D.泥漿觸變性

E.有機物質

7、骨質瓷是指以磷酸鈣Ca3(PO4)2為熔劑的“磷酸鹽-高嶺土-石英-長石”系統瓷，燒成后坯體構成主要有（B

D

E）。A.莫來石

B.鈣長石

C.方石英

D.β-Ca3(PO4)

2E.玻璃相

8、影響乳濁釉乳濁效果的因素是（A

C

E）

A.微晶與玻璃折射率的差值

B.坯體的透光度

C.微晶的大小

D.釉的厚度

E.微晶的分散均勻程度

9、晶界上的雜質往往是以（A

D

E）形式存在。

A.分散沉積物

B.滲透沉積物

C.偏析沉積物

D.擴散沉積物

E.顆粒狀沉積物

10、對于什么樣的產品我們采用注漿成型方法（A

D

E）

A.形狀復雜

B.簡單回轉體

C.形狀規整

D.薄壁

E.大件

三、判斷：（對“”，錯“”，每題1分，共15分）

1、硅酸鹽礦物主要指C3A、C4AF。×

2、安定性不合格的水泥為不合格品。×

3、通過固相反應能形成的礦物有C3S。×

4、石膏是緩凝劑，石膏對水泥凝結時間的影響與摻入量成正比。×

5、熟料的熱耗表示生產1kg熟料所消耗的熱量。√

6、影響熟料早期強度的礦物主要是C2S。×

7、礦渣中玻璃體的含量越多，礦渣的活性越好。√

8、GB規定礦渣硅酸鹽水泥，水泥中MgO的含量不得超過5.0%。×

9、石灰飽和系數表示熟料中二氧化硅被飽和成硅酸三鈣的程度。√

10、陶瓷坯料酸度系數增大，坯體脆性降低，強度降低，制品透光度提高。×

11、B2O3是玻璃形成體，以硼氧三角體和硅氧四面體為結構單元，在硼硅酸鹽玻璃中與硅氧四面體共同組成結構網絡。×

12、干燥速度主要取決于坯體的內擴散速度和外擴散速度，同時，坯體的干燥速率也受傳熱效率，坯泥性能，坯體形狀和厚度等影響。√

13、雙面注漿的模型比較復雜，而且與單面注漿一樣，注件的均勻性并不理想，通常遠離模面處致密度大。×

14、粘土礦物的基本構造單位是硅氧四面體和鋁氧八面體。√

15、結晶方向不同的、直接接觸的同成分晶粒間的交界處稱為相界×

四、簡答（每題5分，共25分）

1、熟料冷卻的目的是什么？為什么要急冷？

答 ：熟料冷卻的目是：改善熟料質量與易磨性；(1分)降低熟料溫度，便于熟料的運輸、儲存和粉磨；(1分)部分回收熟料出窯帶走的熱量，預熱二、三次空氣，從而降低熟料熱耗，提高熱利用率。(1分)急冷是為了防止或減少 C 3 S的分解；避免β-C 2 S轉變成γ-C 2 S；改善了水泥安定性；(1分)使熟料C 3 A晶體減少，提高水泥抗硫酸鹽性能；改善熟料易磨性；可克服水泥瞬凝或快凝。(1分)

2、與硅酸鹽水泥相比，為什么摻有混合材料的水泥的早期強度低而后期強度卻較高？ 答： 由于礦渣水泥中水泥熟料礦物相對地減少了（與硅酸鹽水泥相比），而礦渣的 潛在活性早期尚未得到充分激發與發揮，水化產物相對較少，因而礦渣水泥的早期硬化較漫，所表現出來的是水泥的 3d、7d強度偏低。(2分)

隨著水化不斷進行，礦渣的潛在活性得以激發與發揮，雖然 Ca（OH）2 在不斷減少，但新的水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣以及鈣礬石大量形成，水泥顆粒與水化產物間的連結較硅酸鹽水泥更緊密，結合更趨牢固，三維空間的穩固性更好，硬化體孔隙率逐漸變低，平均孔徑變小，強度不斷增長，其28d以后的強度可以趕上甚至超過硅酸鹽水泥。(3分)

3、什么是泥漿觸變性？解釋泥漿觸變性產生的原因。

黏土泥漿或可塑泥團受到振動或攪拌時，黏度會降低而流動性增加，靜止后逐漸恢復原狀。(2分)

黏土類礦物大多數是板狀顆粒，在板面上往往帶負電荷，而端面處帶有一定的正電荷，端——板面相互吸引，形成棚架結構．很多水被包圍在棚架中，不能自由流動，(2分)所以泥漿的流動性差．這種結構對著攪動而逐步打開，一旦靜止時又漸漸恢復．(1分)

4、影響泥漿壓濾效率的因素

（1）壓力大小壓力大小和加壓方式。一般來說，送漿壓力與壓率速度成正比，但隨著泥層的增厚，毛細管曲折，阻力加大，會降低壓濾速度。(1分)

（2）加壓方式。開始壓濾時，用低的壓力，以免泥層顆粒間的毛細管減少和濾布孔堵塞。(1分)

（3）泥漿溫度。液體黏度隨著溫度的提高而降低。一般控制在30-50 ℃，太高影響泥料的可塑性。(1分)

(4)泥漿比重。泥漿的密度小，往往要延長壓濾時間。泥漿的相對密度一般控制在1.45-1.55%(1分)

（5）泥漿的性質。顆粒越細，粘性越強的泥料濾泥越困難。(1分)

5、在我國日用陶瓷生產中，為什么北方常采用燒氧化焰而南方燒還原焰? 我國北方制瓷原料大多采用二次高嶺土與耐火粘土，含鐵較少而含氧化鈦、有機物較多，坯體粘性和吸附性較強，適宜用氧化氣氛燒成。(3分)

南方制瓷原料大多采用原生高嶺土和瓷石，含鐵量較多而含氧化鈦、有機物較少，粘性和吸附性較小，適宜用還原氣氛燒成。(2分)

五、問答、論述（每題10分，共20分）

1、硅酸鹽水泥熟料中主要礦物對強度的發展有什么影響？有哪些因素影響水泥強度？

答：1）主要礦物對經強度發展的影響： C 3 S早期強度高，強度的絕對值和強度的增進率較大；(2分)C 2 S：早期強度低，但28d以后強度仍能較快增長，一年后其強度可以趕上甚至超過阿利特的強度；(2分)C 3 A早期強度較高，但絕對值不高。它的強度3d之內就大部分發揮出來，以后卻幾乎不再增長，甚至倒縮；(2分)C 4 AF早期強度類似于鋁酸三鈣，而后期還能不斷增長，類似于硅酸二鈣。(2分)2)影響水泥強度的因素有：熟料的礦物組成；水泥細度；施工條件包括水灰比及密實程度、養護溫度、外加劑等。(2分)

2、燒結過程中出現晶粒長大現象可能與哪些因素有關？其對燒結是否有利？為什么？

答：晶粒的異常長大是指在長大速度較慢的細晶基體內有少部分區域快速長大形成粗大晶粒的現象。(2分)在單相和復相材料中如果混料不均勻就很容易造成晶粒異常長大，通常情況下，在燒結過程中發生異常長大與以下主要因素有關：

① 材料中含有雜質或者第二相夾雜物(2分)

② 材料中存在高的各向異性的界面能，例如固/液界面能或者是薄膜的表面能等(2分)

③ 材料內存在高的化學不平衡性。(2分)燒結過程中的晶粒異常長大同樣會降低燒結驅動力，對燒結樣品的結構均勻性和性能均勻性都不利，通常提高原始材料的純度及混料均勻性等方法均能避免晶粒異常長大現象的發生。(2分)

第四篇：無機非金屬材料

緒論

1.在晶體結構上，某結合力主要包括離子鍵，共價鍵或離子共價鍵混合離子。由于這些化學鍵的特點，例如高的鍵能和強大的鍵極性等，賦予了這一大類材料以高熔點，高強度，耐磨損，高硬度，耐腐蝕及抗氧化的基本屬性和寬廣的導電性，導熱性，透光性以及良好的鐵電性，鐵磁性和壓電性等特殊性能，高溫超導性也是新近在這類材料上發現的。

2.在化學組成上，隨著無機新材料的發展，無機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，其形態和形狀也趨于多樣化，復合材料，薄膜，纖維，單晶和非晶材料占有越來越重要的地位。

第一章 玻璃的結構 和性質 玻璃的結構

晶態：周期性，對稱性，幾何形態，質點排列，自限性，均一性，異向性，穩定性，遠程有序。非晶態：進程有序，遠程無序。玻璃的通性

1）各向同性

2）介穩性：

玻璃是由熔體急劇冷卻而得，由于在冷卻過程中粘度急劇增大，質點來不及形成晶體的有規則排列，系統的內能尚未處于最低值，從而處于介穩態，在一定的外界條件下，它們仍具有 自發轉化為內能較低的晶體的趨勢。

3）無固定熔點

4）性質變化的連續性和可逆性 無規則網絡學說

1）玻璃結構與晶體一樣，具有三位方向發展的連續無序網架形式，硅氧四面體為最小結構單位，但不象晶體那樣，對稱均勻地聯結成空間網絡（有序），而是相互不規則地聯結在一起（無序），配位數小的結構團構成無限伸展的無序空間網絡。）玻璃中的質點雖然不具有規則的格子 排列，但在大致固定的平衡位置上震動的玻璃網絡中的正常離子數與晶體中的配位數 也應該近似。）網絡外體的離子填充在網絡結構空隙中，對于整體來說 是統計分布的，為了使網絡結構

具有一定的穩定性，這些陽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則: A 每個氧離子應該與不超過兩個陽離子相聯。

B 在中心陽離子周圍的氧離子 配位數必須小于或等于4；

C 氧多面體相互共角而不共棱或共面。

D 每個多面體至少有三個頂角是共用的。

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

簡答題： 石英玻璃-堿硅玻璃-鈉鈣硅玻璃結構性能發生很大的變化，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絡形成的獨立‘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).就使原來的大分子發生解聚 作用，由于氧的比值增大，玻璃中每個氧已不可能都為兩個硅原子所共用，開始出現非橋氧，使硅氧網絡產生斷裂，非橋氧的存在，使【SiO4

】四面體失去原有 完整性和對稱性，結果使玻璃結構減弱，疏松，并導致一系列物理化學性質的變壞，而且堿金屬含量越高，性能變差越 嚴重，因此，二元堿硅玻璃一般無使用價值

3）當在堿性二元玻璃中加入CaO時，性能變差情況大為改觀，使玻璃結構和性能發生明顯變化，主要表現 為使結構加強，從而表現為一系列物化性質的加強，從而使鈉鈣硅玻璃性能優良，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，因此場強比鈉離子大得多，具有強化玻璃結構和限制鈉離子活動的作用

補網作用：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，將產生硼氧四面體[B04],而形成硼酸鹽玻璃。在一定范圍內，堿金屬氧化物提供的氧使硼氧三角體[B03]轉變為完全由橋氧組成的硅氧四面體，導致B203玻璃從原來的兩度空間的層狀結構部分轉變為三度空間的架狀結構，從而加強了網絡，使玻璃的各種物理性質與相同條件下的硅酸鹽玻璃相比，相應地向著相反的方向變化。玻璃結構中的陽離子的分類

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

A 每個氧化物應與不超過兩個陽離子相連；

B 在中心陽離子周圍的 氧離子配位數必須小于或等于4；

C氧多面體相互共角而不共棱或共面；

D 每個多面體至少有三個頂角共用。3）這類氧化物主要有SiO2,B2O3,BO5,GeO2,As2O5等。網絡外體或網絡修飾體：某些氧化物不能單獨生成玻璃，不參加網絡而使其陽離子分布在四面體之間的空隙中，以保持網絡中局部地區的電中性，因為他們的主要作用是提供額外的氧離子，從而改變網絡，故稱為網絡外體或網絡修飾體。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高而配位數小的陽離子，可以部分地參加網絡結構，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，出現非橋氧，使玻璃結構疏松，導致一系列性能變化，但由于堿金屬離子的斷網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：在二元堿硅玻璃中，當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，玻璃的性質不是呈直線變化的，而出現明顯的極值。2）二價金屬氧化物：

CaO是網絡外體氧化物，Ca2+離子的配位數一般為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含量過多，一般會使玻璃的料性變短，脆性增大。

MgO在硅酸鹽礦物中存在著兩種配位狀態（4或6），但多數位于八面體中，屬于網絡外體，在鈉鈣硅玻璃中，若以MgO取代CaO，將使玻璃結構疏松，導致玻璃的 密度，硬度下降，但卻可以降低玻璃的析晶能力和調節玻璃的料性，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入溶液，產生脫片現象。

PbO 鉛離子位八個氧離子所包圍，其中四個氧離子與鉛離子距離較遠（0.429nm）,另外四個較近（0.23nm）.形成不對稱配位鉛離子外層的 惰性電子對，受較近的四個氧的排斥，推向另外四個氧離子的一邊，因此在晶態 PbO中組成一種四方錐體[PbO4]的結構單元，一般 認為，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絡，這種網絡使PbO-SiO2系統

具有很大的 玻璃形成區，同時也決定了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，在鈉硅酸鹽玻璃中，當Na2O/Al2O3大于1 時，Al3+均位于四面體中，小于1時，則作用為網絡外體位于八面體中，當Al3+位于鋁氧四面體[AlO4]中時，則與硅氧四面體組成了統一的網絡，在一般的鈉鈣硅玻璃中，引入少量的Al2O3，Al3+就可以奪取非橋氧形成鋁氧四面體，進入硅氧網絡中，把由于Na+的引入而產生的斷裂網絡通過[AlO4]重新連接起來，使玻璃結 構趨向緊密，并使玻璃的許多性能得以改善，但它對玻璃的電學性能有不良影響，在硅酸樣玻璃中，當以Al2O3取代SiO2時，介電損耗和導電率升高，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時要注意硼反常現象。玻璃的生成規律及其相變

簡答題： 怎樣避免在降溫過程中玻璃析晶？

為了避免玻璃析晶，關鍵是從動力學角度研究以多快速度冷卻給定熔體，以避免出現可探測的晶體，卡曼認為：A 晶核生成速率。B 晶體生長速度起主要作用。隨著典型玻璃熔體過冷度增加，粘度迅速增大，而成核速率和過冷度關系曲線，晶核生長速率與過冷關系曲線都是具有限量最大值，對典型玻璃熔體，其兩個極大值所在的過冷度，分開越大時，越容易冷卻成玻璃，因此成速率出現極大值時，熔體在此溫度設有適宜的結晶條件，當 兩個極大值重合在一個過冷度時，熔體即具有最大的成核速率，又具有最大的生長速率，熔體較易析出晶體而不形成玻璃。影響玻璃生成的因素：

1）熱力學條件 2）動力學條件 3）結晶化學條件:

①鍵強---元素與氧結合的單鍵強度，負離子團[SiO4] 4-,[Si2O7] 6-

A 網絡形成體單鍵強度大于334.9。

B中間體251.2~334.9。

C 網絡外體（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—電子，正離子狀態，無方向性。C 共價鍵化合物---分子結構---分子間范德華力。

D 離子鍵金屬鍵---共價鍵過度時或極性過渡鍵具有離子共價的雙重性質，形成玻璃的概率越大.極性共價鍵成分促使生成具有固定結構的配位多面體，構成進程有序性而離子成分促使配位多面體不按一定方向連接，造成不對稱變形，構成遠程無序的網絡結構，形成玻璃的傾向大。

③熔體結構----[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，結晶易，形成玻璃難。O/Si決定著負離子團的大小和聚合度。負離子團結構越大，越易形成玻璃。熔體和玻璃體的成核過程

1）均勻成核

定義：指在宏觀均勻的玻璃中，在沒有外來物質參與下相界、結構缺陷等無關的成核過程，又稱為本征成核或自發成核。

當玻璃熔體處于過冷態時，由于熱運動引起組成和結構上的起伏，一部分變成晶相。晶相內質點的有規則排列導致體積自由能減小。然而在新相產生的同時，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，對成核造成勢壘。當新相顆粒太小時，界面對體積的比例增大，整個體系自由能增大。當新相達到一定大小（臨界值）時，界面對體積的比例就減小，系統的自由能減小，這時新生相就可能穩定成長。這種可能穩定成長的新相區域成為晶核。那些較小的不能穩定成長的新相區域成為晶胚。

2）非均勻成核

定義：依靠相界、晶界或基質的結構缺陷等不均勻部位而成核的過程，又稱為非本征成核。晶體生長

晶體的生長速度隨著過冷度的增大而增大。

影響結晶的因素主要有：

1）溫度

當熔體從Tm冷卻時，ΔT增大，成核和晶體生長的驅動力增大；與此同時，粘度上升，成核和晶體生長的阻力也增大。

2）粘度 當溫度降低時（遠在Tm點以下），粘度對質點擴散的阻礙作用限制著結晶速度，尤其是限制晶核長大的速度。

3）雜質 雜質的引入會促進結晶，雜質起成核作用，同時增加界面處的流動度，使晶核更快的長大。雜志往往富集在分相玻璃的一相中，富集到一定濃度時將促使這些微相由非晶相轉變為晶相。4）界面能 固體的界面能越小，核的生長所需的能量越低，結晶速度越大。11 玻璃的分相

定義：玻璃在高溫下為均勻的熔體，在冷卻過程中或在一定溫度下熱處理時，由于內部質點遷移，某些組分分別濃集（偏聚），從而形成化學組成不同的兩個相，此過程稱為分相。玻璃的理論強度和實際強度

1）實際玻璃的抗折強度比理論強度小2~3個數量級，是由于實際玻璃的脆性和玻璃中存在有微裂紋及不均勻區所致。

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

鋼化：均熱后自然冷卻，形成溫度梯度內應力由粘滯流動而松弛；冷卻到最后，溫度梯度消失，松弛的應力保留為永久應力。

表面處理：膨脹系數小的涂層。

微晶化：析出細小晶體，分散應力，阻止裂紋擴散。

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變化：

多晶轉變； 鹽類分解； 生成低共融混合物； 形成復鹽； 生成硅酸鹽； 排出結晶水和吸附水； 固相熔融向液相轉變。玻璃的形成

玻璃形成過程的速度實際上取決于石英砂粒的溶解擴散速度。

石英砂的分解擴散過程分為兩步,首先是砂粒表面發生溶解，而后溶解的SiO2向外擴散 玻璃液中氣體的三種狀態：（1）可見氣泡，（2）物理溶解的氣體，（3）化學結合的氣體。5 玻璃液的均化

玻璃液的均化包括對其化學均化和熱均化兩個方面的要求

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

玻璃液的均化過程：

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

產生二次氣泡的原因:（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。

金屬錫液的優缺點: 1)錫中所含各種雜質都是組成玻璃的元素；

2）錫的密度大大高于玻璃的密度，有利于對玻璃托浮；

3）錫熔點遠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，有利于玻璃的拉薄；

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

第四章 玻璃的退火與淬火

玻璃的應力：

熱應力、結構應力和機械應力

1）熱應力：玻璃中由于 存在溫差而產生的應力。

按其存在特點分為：暫時應力和永久應力。

暫時應力： 在溫度低于應變點時，處于彈性變形溫度范圍內（即脆性狀態）的玻璃在經受不均勻的溫度變化時所產生的熱應力，隨著溫度梯度的存在而存在，隨溫度梯度的消失而消失，這種應力成為暫時應力。

永久應力: 當玻璃內外溫度 相等所殘留的熱應力

將一玻璃板加熱到高于玻璃應變點以上的某一溫度，待均熱后板兩面均勻自然冷卻，經一定時間后玻璃中的溫度場呈拋物線分布。玻璃外層為張應力而內層為壓應力，由于應變點以上的玻璃具有粘彈性，即此時的玻璃為可塑狀態，在受力后會產生位移和變形，使由溫度梯度 所產生的內應力消失。這個過程成為應力松弛過程，這時的玻璃內外層雖存在著溫度梯度但不存在應力。當玻璃冷卻到應變點以下，玻璃已成為彈性體，以后的降溫與應力變化與前述的產生暫時應力情況相同，待冷卻到室溫時，雖然消除了應變點以下產生的應力，但不能消除應變點以上所產生的應力，此時，應力方向恰好相反，即表面為壓應力，內部為張應力，這種應力為永久應力。

結構應力：玻璃因化學組成不均導致結構上的不均而產生的應力。

機械應力： 由外力作用在玻璃上引起的應力，當外力除去時應力隨之消失，此應力為機械應力。玻璃的退火

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

這個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變溫度Tg以上50~60度，然后在冷卻介質中（淬火介質）急速均勻冷卻，在這一過程中玻璃的內層和表面將產生很大的溫度梯度，由此引起的應力由于玻璃的粘滯流動，所以造成了有溫度梯度而無應力的狀態。

玻璃淬火后所產生的應力大小與淬火溫度，冷卻速度，玻璃的化學組成以及厚度等有直接關系。

第五章 玻璃的缺陷

通常所謂玻璃缺陷是指 玻璃體內存在的、引起玻璃體均勻性破壞的各種夾雜物，如 氣泡、結石、條紋、節瘤等。

結石：是出現在玻璃中的結晶夾雜物。結石是玻璃制品中最嚴重的缺陷，它不僅 破壞了玻璃制品的外觀和光學均一性，而且降低了制品的使用價值。

玻璃夾雜物（條紋和節瘤）：玻璃主體內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合材料，稱之為微晶玻璃。

微晶玻璃與傳統玻璃不同，它是利用晶核劑或紫外輻射等方法使玻璃內形成晶核，再經過 熱處理使晶核長大，成為一種受控結晶過程，形成玻璃與某些晶體共存的材料，能制成零膨脹，高強度及特定的電性質和機械性質的微晶玻璃。

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

為什么又叫安全玻璃？ 由于透明樹脂膠片的粘結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，石英和長石。

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

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

石英在陶瓷生產中的作用：

1）是瘠性料，可降低可塑性，減少收縮變形，加快干燥；

2）在高溫時可部分 溶于長石玻璃中，增加液相粘度，減小高溫時的坯體變形； 3）未熔石英與莫來石一起可構成坯體骨架，增加強度；

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腐蝕性。長石類原料對陶瓷的作用: 1)高溫下熔融在乳白色玻璃，溶解石英顆粒和部分高嶺土，分解物促進成瓷反應的進行--助熔作用。2）高溫形成的玻璃具較大粘度，起到高溫熱塑作用和高溫膠結作用，防止高溫變形。

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

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 無水

因本身不含有機物和結構水，干燥收縮和燒成收縮都很小，作為陶瓷原料有特殊的優良性能，故用途很廣。其熱膨脹系數小，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狀，使制品的強度提高，并有抗熱沖擊性能高、介電損失小等優點。

第八章 配料計算及坯料制備

傳統陶瓷的坯料組成：瓷器、炻器、精陶

區別： 瓷器有良好的色澤，一定的透明度和熱穩定性，機械強度

炻器介于陶器和瓷器之間，于陶的區別是氣孔率較低，是致密燒結；于瓷器的區別是坯體帶色且無半透明性。如鋪地磚，缸器，茶具。多孔性坯體結構，機械強度不高，且有吸濕膨脹性。如建筑釉面瓷磚和衛生器皿

其中瓷器分為三種：長石質瓷、骨灰質瓷、日用滑石質瓷。

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，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，則形成能捏成團的粉料，在8%~15%時為水量干壓坯料；3%~~7%之間為 干壓坯料；水量適中時（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； 2）顆粒尺寸和形狀； 3）礦物種類； 4）吸附陽離子 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：習慣以主要溶劑的名稱命名如鉛釉、石灰釉、長石釉等。

長石釉----釉式中的K2O+Na2O的摩爾數等于或少大于RO的摩爾數，長石釉的高溫粘度大，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--釉料必須適應于坯料。釉料配方的經驗規律：

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； 2）在熔塊中堿性金屬氧化物與堿土金屬氧化物之比應小于1；

3）含硼熔塊中，SiO2/B2O3應在2以上； 4）熔塊中Al2O3的摩爾數應小于0.2.4 坯釉中間層的形成與作用

由于坯釉化學組成上的差異，燒釉時釉的某些成分滲透到坯體的表層中，坯體的某些成分也會擴散到釉中，熔解到釉中。通過熔解與擴散的作用，使接觸帶的化學組成和物理性質介于坯體與釉層之間，結果形成中間層。具體地說，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。它對調整坯釉之間的差別、緩和釉層中應力、改善 坯釉的結合性能起一定的作用。釉的熔融溫度范圍

化學組成對熔制性能的影響主要取決于釉式中的Al2O3, SiO2含量的增加，釉的成熟溫度相應提高，而Al2O3的貢獻大于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揮熔劑作用而成硬熔劑。坯和釉的適應性

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

影響坯、釉適應性的因素主要有四個方面： 1）熱膨脹系數對坯、釉適應性的影響

因釉和坯是緊密聯系著的，對釉的要求是釉熔體在冷卻后能與坯體很好的結合，既不開裂也不剝落，為此要求坯和釉的熱膨脹性系數相適應。一般要求釉的熱膨脹系數略小于坯。2）中間層對坯、釉適應性的影響

中間層可促使坯釉間的熱應力均勻。發育良好的中間層可填滿坯體表面的隙縫，減弱坯釉間的應力，增大制品的機械強度。

3）釉的彈性、抗張強度對坯、釉適應性的影響

具有較高彈性（即彈性模量較小）的釉能補償坯、釉接觸層中形變差所產生的應力和機械作用所產生的應 變，即使坯、釉熱膨脹系數相差較大，釉層也不一定開裂、剝落。釉的抗張強度高，抗釉裂的能力就強，坯釉適應性就好。化學組成與熱膨脹系數、彈性模量、抗張強度三者間的關系較復雜，難以同時滿足這三方面的要求，應在考慮熱膨脹系數的前提下使釉的抗張強度較高，彈性較好為佳。4）釉層厚度對坯、釉適應性的影響

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

釉層厚度對于釉面外觀質量有直接影響，釉層厚會加重中間層的負擔，易造成釉面開裂及其它缺陷，而釉層過薄則易發生于釉想象，一般釉層通常小于0.3mm或通過實驗來確定。7 基本施釉的方法有浸釉、燒釉和噴釉。

發展中的施釉方法：流化床施釉、熱噴施釉、干壓施釉。

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

1）坯料的性質 粘土的可塑性越強，加入量越多，顆粒越細，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 形狀復雜，體大壁厚的坯體在干燥時易產生收縮應力，故其干燥速度應加以控制，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。

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

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

第十二章 燒成 燒成過程中的物理化學變化

1）低溫階段（室溫~300度）

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

坯體內部發生較復雜的物理化學變化，瓷坯中所含有機物、碳酸鹽、硫酸鹽及鐵的化學物等，大多要在此階段發生氧化與分解，此外還伴隨有晶型轉變，結構水排除和一些物理變化。

坯體中存在的碳素及有機物在600度以上開始氧化分解，這類反應一直要進行到高溫。碳素、硫化物及有機物必須在本階段氧化，產生的氣體必須完全排除掉，不然會引起坯體起泡。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，是燒成過程中溫度最高的階段。在本階段坯體開始燒結，釉層開始融化。由于各地陶瓷制品晶胚、釉組成和性能的不同，對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，使顆粒相互膠結并填充空隙，顆粒間距縮小，坯體逐漸致密。同時促進莫來石的生成和發育，降低燒成溫度，促進燒結。莫來石晶體長大并 形成‘骨架’，坯體強度增大。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）氣氛對陶瓷坯體過燒膨脹的影響

瓷石-高嶺土瓷坯在還原氣氛中過燒，產生的膨脹比在氧化氣氛小得多；高嶺土-長石-石英-膨潤土瓷坯卻在還原氣氛下的過燒膨脹較大。2）氣氛對坯體的收縮和燒結的影響

二者在還原氣氛中的燒結溫度都比在氧化氣氛中低，隨含鐵量的減少而減小。瓷石質坯體在還原氣氛中的收縮大，長石和膨潤土坯則相反。

3）氣氛對坯的顏色和透光性以及釉層質量的影響 A 影響鐵、鈦的價數

氧化焰燒成產生膠態Fe2O3而顯黃色，還原焰則形成FeO顯淡青色。含鈦坯料應避免還原焰，因為其會使坯體顏色加深，而失去增白作用。

B 使SiO2和CO還原 SiO2經還原分解作用，生成單質硅，產生黑斑；CO則會分解出C而產生煙熏，也可產生釉泡。瓷器的燒成缺陷： 記五個

開裂；變形；氣泡； 毛孔和桔釉； 色黃、火刺、落渣、斑點、煙熏； 生燒和過燒； 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度的人造石，一般認為其結構變化經歷兩個階段，即凝聚結構形成階段和結晶結構網的形成和發展階段。在凝聚結構形成階段，石膏漿體中的微粒彼此之間存在一個薄膜，粒子之間通過水膜以范德華分子引力互相作用，僅具有低的強度，這種結構具有觸變復原的特性。在結晶結構網的形成和發展階段，水化物晶粒已大量形成，結晶不斷長大，且晶粒之間相互接觸和連生，使整個石膏漿體形成一個結晶結構網，具有較高的強度，并且不再具有觸變復原的特點。

尤為指出的是，石膏漿體在其自身硬化過程中，存在著結構的形成和結構的破壞這一對矛盾，其影響因素是多方面的，但是最本質的因素是與過飽和度有關。過飽和度較高時液相中形成的晶核數量多，晶粒細小，因而產生的結晶接觸點多，容易形成結構網，反之，過飽和度較低則液相中形成的晶核數量少，晶粒粗大，因而結晶接觸點也較少，形成同等結晶結構網所消耗的水化物較多。在初始結構形成以后，水化物繼續生成，有利于結晶結構網的密實強化。但是，當達到某一限度值后，若過飽和度仍然過大，水化物勢必會繼續增加，就會對已形成的結晶結構網產生一種內應力（成為結晶應力），當結晶應力大于結構所能承受的限度時，就會導致結構破壞。此外，在結晶接觸點的區段，晶格不可避免地發生歪曲和變形，因此，它與規則晶體相比較，具有較高的溶解度。所以，在潮濕條件下，產生接觸點的溶解和較大晶體的再結晶，也會明顯地影響石膏硬化漿體的結構強度。實際生產中，應注意控制石膏的質量和細度、養護溫度、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 煅燒過程中的物理和化學變化

1）干燥和脫水； 2）碳酸鹽分解； 3）固相反應； 4）孰料燒結； 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的含量會直接影響到C3S的含量。CaO含量過少，生成的C3S就少； 若CaO過量，會產生游離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礦物的數量。當CaO含量一定時，SiO2的含量影響C3S和C2S的相對含量。SiO2含量較高時，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及時作用完了，才有C3A的存在，所以配比應考慮Al2O3/ Fe2O3比。4）MgO.MgO超過一定含量時，會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。

硅酸三鈣加水調和后，凝結時間正常。它水化較快，粒徑為40μm~45μm的硅酸三鈣顆粒，加水后28D其水化程度可達到70%左右。所以硅酸三鈣強度發展比較快，早期強度較高，且強度增進率較大，28D強度可以達到其一年強度的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高時，會給煅燒帶來困難，往往使孰料中游離氧化鈣增高，從而降低水泥強度，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，凝結硬化緩慢，早期強度較低，但28D以后，強度仍能較快增長，在一年后，可以趕上阿里特。貝利特水化熱較小，抗水性較好，因而對大體積工程或處于一定侵蝕環境下的工程用水泥，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，它的強度3天內就大部分發揮出來；故其早期強度較高，但絕對值不高，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，但隨后的發展不如硅酸三鈣。它的強度早期發展較快，后期還能不斷增長，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

率值作為生產控制的一種指標，可以比較方便地表示化學成分和礦物組成之間的關系，明確地表示對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之和的質量比值，以SM或n表示。

硅率表達了水泥孰料礦物中硅酸鹽礦物與熔劑性礦物C3A+C4AF)之間的數量對比關系。硅率越大，則硅酸鹽礦物含量越高，熔劑性礦物含量越少，煅燒過程中出現的液相含量越小，所要求的燒成溫度越高；但硅率過小，則煅燒過程中容易形成孰料大塊甚至結圈。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的相對含量。3）石灰飽和系數

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，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、產物以及所形成的結構對硬化水泥漿體的性能起主導作用。P198-圖15-4說明C3S的水化過程五個階段。表15-10.6 硅酸鹽水泥的水化（三個階段）：

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，是導致第一放熱峰的主要因素。2）C3S水化期 C3S開始迅速水化，大量放熱，形成第二放熱峰。有時會有第三放熱峰或在第二放熱峰上，出現一個‘峰肩’，一般認為是由于鈣礬石轉化成單硫型水化硫鋁（鐵）酸鈣而引起的，當然，C2S與鐵相亦以不同程度參與了這兩個階段的反應，生成相應的 水化產物。

3)結構形成和發展期 放熱速率很低，趨于穩定。隨著各種水化產物的增多，填入原先由水所占據的空間，再逐漸連接，相互交織，發展成硬化的漿體結構。水化速度 ：常以單位時間內的水化程度或水化深度來表示。8 水泥漿體的水化硬化：

水泥的水化反應在開始主要為化學反應所控制；當水泥顆粒四周形成較為完整的水化物膜層后，反應歷程又受到離子通過水化產物層時擴散速率的影響。隨著水化產物層的不斷增厚，離子擴散速率即成水化歷程動力學行為的決定性因素。在所生成的水化產物中，有許多是屬于膠體尺寸的晶體。隨著水化反應的不斷進行，各種水化產物逐漸填滿原來由水所占據的空間，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物連結起來，夠長一個三維空間牢固結合、密實的整體。孔分布及總孔隙率

在水化過程中，水化產物的體積要大于孰料礦物的體積。據計算，每1cm3的水泥水化后約需占據2.2cm3的空間。即約45%的水化產物處于水泥顆粒原來的周界之內，成為內部水化產物；另有55% 則為外部水化產物，占據著原來沖水的空間。這樣，隨著水化過程的進展，原來沖水的空間減少，而沒有被水化產物填充的空間，則逐漸被分割成形狀極不規則的毛細孔。另外，在C-S-H凝膠所占據的空間內還存在著孔，尺寸極為細小，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%）的孔已經在100nm以下。隨著水化過長的進展，孔徑小于10nm，即凝膠孔的數量由于水化產物的增多而增加，毛細孔則逐漸填充減小，總的孔隙率則相應降低。凝結速度

從礦物組成后，鋁酸三鈣水化最為迅速，硅酸三鈣水化也快，數量也多，因而這兩種礦物與凝結速度的關系最為密切。強度及影響因素： 1）漿體組成和強度的關系； 2）密實度和強度的關系； 3）溫度和壓力對強度的影響 環境介質的侵蝕

對水泥侵蝕的環境介質主要有：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

常用的激發劑有兩類:堿性激發劑（石灰或水化時能析出Ca(OH)2的 硅酸鹽水泥孰料）和硫酸鹽激發劑（二水石膏、半水石膏、無水石膏或以CaSO4為主要成分的化工廢渣，如磷石膏、氟石膏等），起作用機理如下: 堿性激發劑的Ca(OH)2與活性混合材料中所含呈活性狀態的SiO2和Al2O3發生化學反應，發生水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣。在同時有硫酸鹽激發劑存在的條件下，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程

礦渣水泥調水后，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）等水化產物。因此，礦渣水泥早期硬化速度就較慢。礦渣水泥的性質和用途：礦渣水泥早期強度低，后期強度可趕上甚至超過硅酸鹽水泥。

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，其水化產物與溫度關系極大。2 膨脹水泥:是指在水化過程中，由于生成膨脹性水泥產物，使水泥在硬化后體積不收縮或膨脹的水泥。由強度組分和膨脹組分組成。

鋁酸鹽自應力水泥

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

在水化形成鈣礬石的同時，會析出相當數量的氫氧化鋁（AH3）凝膠，不但有效地增進了水泥石的密實性，而且在鈣礬石晶體生長、膨脹過程中，起著極為重要的塑性襯墊作用，使水泥石在不斷增高強度的情況下，具有較大的變形能力。又由于鈣礬石析晶時的過飽和度較小，生成的鈣礬石就比較分散，而且分布均勻，結晶壓力不會過分集中，對水泥石結構的破壞就相對較小。因此，可以任務鈣礬石和氫氧化鋁凝膠共同構成了強度因素和膨脹因素。

第十八章 耐火材料的組成、結構和性能 耐火材料

定義: 是由多種不同化學成分及不同結構礦物組成的非均質體。

耐火材料的若干性質取決于其中的物相組成、分布和各相的特性。

1）化學組成： 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，其礦物相可分為結晶相和玻璃相兩類，又可分為主晶相和基質。主晶相是構成耐火材料的主題，一般來說，主晶相是熔點較高的晶體，其性質、數量及結合狀態決定制品性質。基質又稱為結合相，是填充在主晶相之間的結晶礦物和玻璃相。其含量不多，但對制品的某些性質影響極大，是制品使用過程中容易損壞的薄弱環節。耐火材料中氣孔可分為三類:（1）封閉氣孔；（2）開口氣孔；（3）貫通氣孔 高溫蠕變性： 在高溫條件下，承受應力作用的耐火制品隨時間變化而發生的等溫變形 4 抗熱震性

耐火材料對于急熱急冷式的溫度變動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、熱震穩定性、熱穩定性、耐急冷急熱性等。

第十九章 耐火材料生產工藝 陶瓷結合：主晶相間低熔點的硅酸鹽非晶質和晶質聯結在一起而形成的結合較陶瓷結合 2 化學結合

化學結合指耐火材料制品中由化學結合劑形成的結合，即加入少量結合物質，在低于燒結溫度的條件下，發生一系列的化學反應使制品硬化而形成的結合。直接結合

由耐火主晶相直接接觸所產生的一種結合方式稱之為直接結合，它既不同于化學結合，也不屬于陶瓷結合。

第五篇：無機非金屬材料專業實習報告

無機非金屬材料專業實習報告

6月22日至27日是我們無機非金屬材料專業的實習周，我們無機非金屬材料專業先后參觀了中鐵九局和沈陽泰豐混凝土有限公司，使我受益匪淺！

23日，我們在老師的帶領下，來到著名的中鐵九局，中鐵九局集團有限公司系國務院國資委監管的中央企業，隸屬于中國鐵路工程總公司，無機非金屬材料專業實習報告。是集設計、施工、科研、房地產開發、機加工為一體的多功能、大型企業集團，年施工能力100億元以上，為中國500家最大建筑企業之一。集團總部設在中國沈陽。

來這樣的企業參觀真是榮幸。我們在工程師的帶領下參觀了中鐵九局的T梁的生產流程。通過學習基本上掌握T梁的設計原理，其主要流程圖：模板初裝－鋼筋制作－吊裝鋼筋－穿鋼絞線－質量檢驗－整體砼澆注－蒸汽養護－強度測驗－拆模養護－張拉－壓漿－出模吊移－模外封堵擋頭－質量驗收評定。

我們休息一天后，又來到了沈陽泰豐特種混凝土有限公司公司，沈陽泰豐特種混凝土有限公司是具有雄厚實力的大型預拌商品混凝土生產企業。被遼寧省信譽評級委員會評為AA***單位；沈陽質量信譽保證單位；是 ISO9001國際質量體系、ISO14001環境管理體系、GB/T28001職業健康安全管理體系認證單位，實習報告《無機非金屬材料專業實習報告》。被沈陽市質量技術監督局推薦為名牌產品。作為全國混凝土協會常務理事、遼寧省混凝土協會副會長、沈陽市混凝土協會會長的公司董事長兼總經 理瞿慶華先生被評為中國混凝土行業優秀企業家。公司亦被中國混凝土協會和遼寧省混凝土協會分別評為2005-2006全國混凝土行業先進企業和遼寧省 混凝土行業先進企業；被沈陽市科委認定為沈陽市外商投資先進技術企業。

老師首先給我們介紹了什么是混凝土，混凝土-概述混凝土也稱砼，是當代最主要的土木工程材料之一。它是由膠結材料，骨料和水按一定比例配制，經攪拌振搗成型，在一定條件下養護而成的人造石材。混凝土具有原料豐富，價格低廉，生產工藝簡單的特點，因而使其用量越來越大；同時混凝土還具有抗壓強度高，耐久性好，強度等級范圍寬，使其使用范圍出十分廣泛，不僅在各種土木工程中使用，就是造船業，機械工業，海洋的開發，地熱工程等，混凝土也是重要的材料。

然后又帶領我們參觀其生產流程，首先看到的是混凝土的原料，沙子、碎石、水泥。水泥、沙子、碎石等材料與水拌和使混凝土拌合物具有可塑性；進而通過化學和物理化學作用凝結硬化而產生強度。一般說來，飲用水都可滿足混凝土拌和用水的要求。水中過量的酸、堿、鹽和有機物都會對混凝土產生有害的影響。集料不僅有填充作用，而且對混凝土的容重、強度和變形等性質有重要影響。

為改善混凝土的某些性質，可加入外加劑。由于摻用外加劑有明顯的技術經濟效果，它日益成為混凝土不可缺少的組分。為改善混凝土拌合物的和易性或硬化后混凝土的性能,節約水泥,在混凝土攪拌時也可摻入磨細的礦物材料──摻合料。它分為活性和非活性兩類。摻合料的性質和數量，影響混凝土的強度、變形、水化熱、抗滲性和顏色等。混凝土的制備

1、配合比設計：制備混凝土時，首先應根據工程對和易性、強度、耐久性等的要求，合理地選擇原材料并確定其配合比例，以達到經濟適用的目的。混凝土配合比的設計通常按水灰比法則的要求進行。材料用量的計算主要用假定容重法或絕對體積法。

2、攪拌：根據不同施工要求和條件，混凝土可在施工現場或攪拌站集中攪拌。流動性較好的混凝土拌合物可用自落式攪拌機；流動性較小或干硬性混凝土宜用強制式攪拌機攪拌。攪拌前應按配合比要求配料，控制稱量誤差。投料順序和攪拌時間對混凝土質量均有影響，應嚴加掌握，使各組分材料拌和均勻。

3、輸送與灌筑：混凝土拌合物可用料斗、皮帶運輸機或攪拌運輸車輸送到施工現場。其灌筑方式可用人工或借助機械。采用混凝土泵輸送與灌筑混凝土拌和物，效率高，每小時可達數百立方米。無論是混凝土現澆工程，還是預制構件，都必須保證灌筑后混凝土的密實性。其方法主要用振動搗實，也有的采用離心、擠壓和真空作業等。摻入某些高效減水劑的流態混凝土，則可不振搗。