無機非金屬材料工藝學(xué)

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1、無機非金屬材料工藝學(xué)傳統(tǒng)的無機非金屬材料工藝學(xué)包括那幾個部分？水泥工藝學(xué)玻璃工藝學(xué)陶瓷工藝學(xué)現(xiàn)代的無機非金屬材料工藝學(xué)包括那幾個部分？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)無機復(fù)合材料工藝學(xué)無機非金屬材料工藝學(xué)需要預(yù)先學(xué)習的課程基礎(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)習無機非金屬材料工藝學(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無機非金屬材料的定義與分類無機非金屬材料：是除金屬材料和有機高分子材料之外的所有材料的總稱。1.1.3無

2、機非金屬材料的特性1、與金屬材料和有機高分子材料的區(qū)別（a）化學(xué)組成：（1）無機非金屬材料：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）無機非金屬材料：主要為離子鍵（如NaCl）或離子-共價鍵（如SiO2離子鍵和共價鍵各占50%）。碳材料是例外，如金剛石是共價鍵，石墨是共價鍵和金屬鍵（2）金屬材料：金屬鍵（3）有機高分子材料：共價鍵2、無機非金屬材

3、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、無機非金屬材料的基本屬性（1）高熔點、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）抗拉強度低、韌性差1.1.4無機非金屬材料生產(chǎn)過程的共性與個性1、原料共性：都是以鋁硅酸鹽（粘土、長石等）、硅質(zhì)、石灰質(zhì)、鋁質(zhì)原料為主。個性：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

4、數(shù)原料都需要破碎？因為為什么絕大多數(shù)原料都是質(zhì)地堅硬的大塊狀物料，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：在高溫熱加工之前玻璃成型：在高溫熱加工之后水泥成型：在使用時5、烘干水泥：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、高溫熱處理水泥：通過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：形成堅硬的燒結(jié)體1.2

5、典型無機非金屬材料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?shù)暮鸵仔暂^強的適應(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度，且強度隨齡期的延長而逐漸增長良好的耐久性通過改變

6、水泥的組成，可適當調(diào)整水泥的性質(zhì)可與纖維、聚合物等多種有機-無機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（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：①應(yīng)變點：相當于粘度為~1013.6帕?秒的溫度，即應(yīng)力在幾小時內(nèi)消除的溫度。②轉(zhuǎn)變點（T

7、g）：相當于粘度為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：大致相當于粘度為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：相當于粘度為1010~1012帕?秒的溫度范圍。⑤軟化溫度（Tf）:即玻璃開始出現(xiàn)液態(tài)典型性質(zhì)的溫度，此時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)。相當于粘度為3X106~1.5X107帕?秒的溫度。⑥操作范圍：相當于成型時玻璃液表面的溫度范圍。T上限指準備成型操作的溫度。相當于粘度為102~104帕?秒的溫度。T下限指相當于成型時能保持制品形狀的溫度。粘度為>105

8、帕?秒的溫度。操作范圍的