無機(jī)非金屬材料工藝學(xué)

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1、無機(jī)非金屬材料工藝學(xué)傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料工藝學(xué)包括那幾個(gè)部分？水泥工藝學(xué)玻璃工藝學(xué)陶瓷工藝學(xué)現(xiàn)代的無機(jī)非金屬材料工藝學(xué)包括那幾個(gè)部分？水泥工藝學(xué)玻璃工藝學(xué)陶瓷工藝學(xué)耐火材料工藝學(xué)無機(jī)復(fù)合材料工藝學(xué)無機(jī)非金屬材料工藝學(xué)需要預(yù)先學(xué)習(xí)的課程基礎(chǔ)課：物理化學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課：硅酸鹽物理化學(xué)為什么要學(xué)習(xí)無機(jī)非金屬材料工藝學(xué)？開闊視野，提高分析問題，解決問題的能力。1緒論1.1材料及無機(jī)非金屬材料的定義與分類1.1.1材料的定義與分類定義：能夠用以加工有用物質(zhì)的物質(zhì)。1.1.2無機(jī)非金屬材料的定義與分類無機(jī)非金屬材料：是除金屬材料和有機(jī)

2、高分子材料之外的所有材料的總稱。1.1.3無機(jī)非金屬材料的特性1、與金屬材料和有機(jī)高分子材料的區(qū)別（a）化學(xué)組成：（1）無機(jī)非金屬材料：氧化物、碳化物、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（如氮化物Si3N4、碳化物SiC、氮化硼B(yǎng)N）等。（2）金屬材料：一般為固體單質(zhì)材料（除水銀外）。（3）有機(jī)高分子材料：碳、氫、氧、氮、氯等元素組成的化合物。（b）化學(xué)鍵組成：（1）無機(jī)非金屬材料：主要為離子鍵（如NaCl）或離子-共價(jià)鍵（如SiO2離子鍵和共價(jià)鍵各占50%）。碳材料是例外，如金剛石是共價(jià)鍵

3、，石墨是共價(jià)鍵和金屬鍵（2）金屬材料：金屬鍵（3）有機(jī)高分子材料：共價(jià)鍵2、無機(jī)非金屬材料的特征（1）具有復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)（2）沒有自由電子（石墨除外）（3）高硬度（4）較好的耐化學(xué)腐蝕能力（5）絕大多數(shù)是絕緣體（6）制成薄膜時(shí)大多是透明的（7）一般具有低導(dǎo)熱性（8）大多數(shù)情況下變形微小3、無機(jī)非金屬材料的基本屬性（1）高熔點(diǎn)、高硬度、高抗壓（2）耐腐蝕、耐磨損（3）良好的抗氧化性、隔熱性（4）優(yōu)良的介電、壓電、光學(xué)、磁學(xué)性能及功能轉(zhuǎn)換特性（5）抗拉強(qiáng)度低、韌性差1.1.4無機(jī)非金屬材料生產(chǎn)過程的共性與個(gè)性1、原料共性：

4、都是以鋁硅酸鹽（粘土、長(zhǎng)石等）、硅質(zhì)、石灰質(zhì)、鋁質(zhì)原料為主。個(gè)性：化學(xué)組成不同2、原料的破碎共性：絕大多數(shù)原料都需要破碎為什么絕大多數(shù)原料都需要破碎？因?yàn)闉槭裁唇^大多數(shù)原料都是質(zhì)地堅(jiān)硬的大塊狀物料，為了均化、烘干、配料等工藝過程的需要。破碎后的好處：（1）好均化、烘干、配料（2）利于成型（3）利于熱處理，節(jié)能（4）產(chǎn)量高，產(chǎn)品性能好，且穩(wěn)定3、粉體的制備陶瓷：一般采用濕法制備粉體為什么？水泥：濕法和干法制備玻璃：干法制備為什么？4、成型陶瓷成型：在高溫?zé)峒庸ぶ安ＡС尚停涸诟邷責(zé)峒庸ぶ笏喑尚停涸谑褂脮r(shí)5、烘干水泥：

5、在粉體制備之前，粘土、混合材需要烘干陶瓷：成型后的坯體必須烘干為什么？6、高溫?zé)崽幚硭啵和ㄟ^煅燒獲得水泥熟料玻璃：熔融獲得均勻、透明、無缺陷的熔體陶瓷：形成堅(jiān)硬的燒結(jié)體1.2典型無機(jī)非金屬材料1.2.1膠凝材料1、膠凝材料的定義與分類水硬性膠凝材料氣硬性膠凝材料2、水泥的定義與分類通用水泥專用水泥特種水泥：快硬高強(qiáng)水泥膨脹水泥自應(yīng)力水泥水工水泥油井水泥：特別注意在不同溫度和壓力情況下水泥的稠化時(shí)間的變化裝飾水泥耐高溫水泥其它特種水泥：道路硅酸鹽水泥、防輻射水泥、耐酸水泥、砌筑水泥、高效無聲破碎劑等注意：使用高效無聲破

6、碎劑一定要考慮溫度的影響3水泥的基本性質(zhì)水泥漿具有良好的可塑性、與其他材料混合后的混合物可擁有適當(dāng)?shù)暮鸵仔暂^強(qiáng)的適應(yīng)性較好的耐侵蝕、防輻射性能硬化后的水泥漿具有較高的強(qiáng)度，且強(qiáng)度隨齡期的延長(zhǎng)而逐漸增長(zhǎng)良好的耐久性通過改變水泥的組成，可適當(dāng)調(diào)整水泥的性質(zhì)可與纖維、聚合物等多種有機(jī)-無機(jī)材料配制的各種水泥基復(fù)合材料，充分發(fā)揮材料的潛能1.2.2玻璃1、玻璃的特性（1）玻璃的定義及基本特性傳統(tǒng)玻璃的定義：熔融物冷卻、硬化而得到的非晶態(tài)固體基本特性：（a）透明、堅(jiān)硬，良好的耐蝕、耐熱、電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)（b）適用不同使用條件的要求

7、（c）易于制備各種形狀制品或部件2、玻璃的通性1）各向同性2）介穩(wěn)性3）無固定熔點(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★重要的粘度參考點(diǎn)：①應(yīng)變點(diǎn)：相當(dāng)于粘度為~1013.6帕?秒的溫度，即應(yīng)力在幾小時(shí)內(nèi)消除的溫度。②轉(zhuǎn)變點(diǎn)（Tg）：相當(dāng)于粘度為1012.4~1013.0帕?秒的溫度，又稱脆性溫度，既玻璃出現(xiàn)脆性的最高溫度。③退火點(diǎn)：大致相當(dāng)于粘度為1012帕?秒的溫度。即應(yīng)力在幾分鐘內(nèi)消除的溫度。④變形點(diǎn)：相當(dāng)于粘度為1010~1012帕?秒的溫度范圍。⑤軟化溫度（Tf）:即玻璃開

8、始出現(xiàn)液態(tài)典型性質(zhì)的溫度，此時(shí)是玻璃能拉成絲的下限溫度，它與玻璃的密度和表面張力有關(guān)。相當(dāng)于粘度為3X106~1.5X107帕?秒的溫度。⑥操作范圍：相當(dāng)于成型時(shí)玻璃液表面的溫度范圍。T上限指準(zhǔn)備成型操作的溫度。相當(dāng)于粘度為102~104帕?秒的溫度。T下限指相當(dāng)于成型時(shí)能保持制品形狀的溫度。粘度為>105帕?秒的溫度。操作范圍的