当前位置:文档之家› 无机非金属材料工艺学

无机非金属材料工艺学

一、填空1、根据化学组成和显微结构特点,材料可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。

2、无机非金属材料主要有陶瓷、胶凝材料、玻璃、耐火材料及天然矿物材料。

3、无机非金属材料生产过程都得共性:原料及破碎、粉体制备、成型、烘干和高温热处理。

4、胶凝材料可分为水硬性胶凝材料和气硬性胶凝材料,前者包括水泥,后者包括石灰、石膏。

5、水泥可分为通用水泥、专用水泥和特性水泥。

6、玻璃按组成分类有元素玻璃、氧化物玻璃和非氧化物玻璃。

7、黏土中的主要矿物可分为高岭石、蒙脱石和伊利石。

8、着色剂分为离子着色剂、胶态着色剂和硫硒化物着色剂。

9、陶瓷坯料中混有铁质将使制品的外观质量受到影响,如降低白度和半透明性,也会产生斑点。

10、玻璃原料中铁杂质不但对生产工艺造成不良影响,而且使玻璃着成黄绿色,透明度降低。

11、陶瓷由结晶物质,玻璃态物质和气孔组成。

12、坯料组成的表示方法:配料比表示;矿物组成表示;化学组成表示;实验公式表示。

13、陶瓷坯料可分为注浆坯料,可塑坯料和压制坯料。

14、陶瓷的成型方法可分为可塑法成型,注浆法成型和干压法成型。

15、日用陶瓷的可塑成型可分为雕塑、印坯、拉坯、旋压和滚压等。

16、注浆成型可分为吸浆成坯和巩固脱模两个过程。

17、干燥过程可分为加热阶段、等速干燥阶段和降速干燥阶段。

18、回转窑可分为干燥带、预热带、分解带、放热反应带、烧成带和冷却带。

19、坯体的烧成过程:水分蒸发期;氧化分解与晶型转变期;玻化成瓷期;冷却期。

20、烧成制度包括温度制度、气氛制度和压力制度。

21、温度制度包括升温速度、烧成温度、保温时间和冷却速度。

22、玻璃溶体的质量缺陷有气泡、条纹和结石。

23、玻璃制品的退火过程包括加热、保温、慢冷以及快冷四个阶段。

24、活性混合材分为粒化高炉矿渣、粉煤灰和火山灰质混合材料。

25、混凝土的主要组成为胶结料、细集料、粗集料和水。

26、平板玻璃的深加工分为钢化和镀膜。

27、釉指的是覆盖在陶瓷坯体表面上的玻璃状薄层,可分为透明釉、颜色釉和艺术釉。

28、基本的施釉方法有浸釉、淋釉和喷釉。

29、水分为结晶水、吸附水和自由水。

二、名词解释1、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。

2、凡能在物理、化学作用下,从浆体变成坚固的石状体,并能胶结其他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。

3、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、玻璃是由熔融物冷却、硬化而得到的非晶体物质,其内能和构形熵高于对应的晶体,其结构为短程有序、长程无序。

5、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,是陶器和瓷器的统称。

6、凡在玻璃熔制过程中能分解产生气体,或能降低玻璃粘度,促进排除玻璃液中气泡的物质统称为澄清剂。

7、玻璃形成体: 能单独形成玻璃,在玻璃种能形成各自特有的网络体系的氧化物,如氧化硅。

8、玻璃调整体:凡不能单独形成玻璃,一般不进入网络而是处于网络之外的氧化物,往往起着调整玻璃一些性质的作用,如氧化钙。

9、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,如氧化铝。

10、物料的粉磨作业是在外力作用下,通过冲击、挤压、研磨等克服物体变形时的应力与质点间的内聚力,使块状物料变成细粉的过程。

11、煅烧是指将物料经过高温,合成某些矿物或使矿物分解得到某些中间产物的过程。

12、烧成是指将初步密集定型的粉块(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。

13、熔化是指将配合料投入耐火材料砌筑的熔窑中经高温加热,得到无固体颗粒、符合成型要求的各种单相连续体的过程。

14、烧结范围就是指生料加热至出现烧结时所必须的、最少的液相量时的温度(开始烧结温度)与开始出现结大块时温度的差值。

15、玻璃的熔化是指玻璃配合料进行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。

16、混凝土:由胶结材料、颗粒状集料以及必要时加入化学外加剂和矿物掺和料组分、经合理配合的混合料,加水拌合硬化后形成具有堆聚结构的材料。

17、坯、釉适应性是指熔融性能良好的釉溶体,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。

18、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,这个过程所需的时间称为凝结时间,分为初凝(从加水开始到水泥浆开始失去可塑性的时间)和终凝(从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)。

19、在水泥硬化以后发生了剧烈的不均匀的体积变化即为安定性不良。

20、玻璃抵抗水、酸、碱、盐、大气及其他化学试剂等侵蚀破坏的能力,统称为玻璃的化学稳定性。

三、问答1、玻璃的通性:各向同性;介稳性;无固定熔点;固态和熔融态之间转化的渐变性和可逆性;性质随成分变化的连续性和渐变性。

2、钙质原料的作用:提供制成无机非金属材料所需的CaO。

(1)在硅酸盐水泥生产中,钙质原料是烧制硅酸盐水泥熟料的主要原料之一,主要提供生成熟料矿物所需的CaO;(2)陶瓷生产中主要起助溶作用,缩短烧成时间,增加陶瓷的透明度,使坯釉结合牢固;(3)在玻璃中的作用主要是稳定剂,即增加玻璃的化学稳定性和机械强度;CaO在高温时,能降低玻璃的粘度,促进玻璃的熔化和澄清。

3、黏土的工艺性质:(1)可塑性:指黏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,仍能保持改形状不变的性能。

通常用塑性限度(黏土由固态进入塑性状态时的含水量)、液性限度( 黏土由塑性状态进入流动状态时的含水量)、塑性指数(黏土的塑性和液限的差值)或塑性指标等来表示。

(2)结合性:指黏土能结合非塑性原料形成良好的可塑泥团、有一定的干燥强度的能力。

(3)离子交换性。

(4)触变性:黏土泥浆或可塑泥团在静置以后变稠或凝固,当受到搅拌或振动时,黏度降低而流动性增加,再放置一段时间后又能恢复原来状态。

(5)膨化性。

(6)收缩。

(7) 烧结温度与烧结范围:烧结范围指完全烧结温度与软化温度之间的温度范围。

(8)耐火度。

4、黏土原料的作用:(1)在硅酸盐水泥生产中,黏土原料主要提供SiO2、Al2O3以及Fe2O3等成分;(2)质地较软的高岭土可用于制造无碱玻璃和一起玻璃;(3)是陶瓷生产的基础原料。

5、石英原料的作用:(1)在硅酸盐水泥生产中,当氧化硅含量不足时,需掺加硅质校正原料;(2)在陶瓷产品烧成过程中,二氧化硅的体积膨胀可以起着补偿坯体收缩的作用,高温下石英部分地溶解于液相中,增加坯体的粘度,而未溶解的石英颗粒构成坯体的骨架,减少变形的可能性。

由于石英属瘠性原料,可减少坯体的干燥收缩和缩短干燥时间;(3)在玻璃生产中,二氧化硅是形成玻璃的重要氧化物,以硅氧四面体的结构组元形成不规则的连续网络,成为玻璃的骨架。

6、长石类原料在陶瓷生产中的作用:作为溶剂物质,能降低陶瓷产品的烧成温度;和石英等原料高温熔化后所形成的玻璃态物质是釉层的主要成分;高温下生成的长石玻璃能溶解黏土及长石等原料,在液相中Al2O3和SiO2互相作用,促进莫来石的形成和生长。

长石熔化后形成的液相能填充坯体空隙,增大致密度,提高产品的机械强度、透光性和介电性能;长石原料为瘠性物质,可提高坯体的干燥速度。

7、铁质原料:(1)在陶瓷工业生产中所使用的是氧化铁,用作配制釉料;(2)在水泥生产中,需要使用铁质校正原料,氧化铁在水泥熟料煅烧中作用主要是满足熟料矿物组成的要求,同时降低烧成温度和液相粘度,促进熟料煅烧。

8、生产中预烧工业氧化铝,作用是:(1)在高温下使γ- Al2O3尽量转变为γ- Al2O3,保证产品性能稳定;(2)预烧工业氧化铝时,所加入的添加物和Na2O生成挥发性化合物,高温下变成气体离开氧化铝,可提高纯度;(3)由于γ- Al2O3转变为γ- Al2O3引起的体积收缩在预烧时已经完成,所以预烧工业氧化铝可以使产品尺寸准确,减少开裂;(4)采用经烧过的工业氧化铝配制热压注浆料时,可减少用蜡的数量。

9、当配料不当,生料过粗或煅烧不良时,熟料中就会出现没有被吸收的以游离状态存在的氧化钙,成为游离氧化钙(f-CaO)。

在烧成温度下,游离氧化钙结构比较致密,水化很慢,水化生成氢氧化钙时,体积膨胀97.7%,在硬化水泥石内部造成局部膨胀应力,随着含量的增加,首先是抗拉、抗折强度的降低,进而3 d 以后强度收缩,严重时甚至引起安定性不良。

10、方镁石是游离状态的氧化镁晶体。

当熟料中含有少量氧化镁时,能降低熟料液相的生成温度,增加液相数量,有利于熟料形成,还能改善色泽。

方镁石的水化比游离氧化钙更慢,水化生成氢氧化镁时,体积膨胀148%,引起安定性不良。

11、影响生料易烧性的主要因素有:(1) 生料的潜在矿物组成(2)原料的性质和颗粒组成;(3)生料中的次要氧化物和微量元素;(4)生料的均匀性和细度;(5)矿化剂;(6)生料的热处理;(7)液相;(8)燃煤的性质;(9)窑内气氛。

12、引入玻璃种氧化物的原料的选择:(1)原料的质量必须符合要求,而且成分稳定。

(2)易于加工处理。

(3)成本低,能大量供应。

(4)少用过轻相对人体健康有害的原料。

(5)对耐火材料的侵蚀要小。

13、设计玻璃组成应注意的原则:(1)根据组成,结构和性质的关系,使设计的玻璃能满足预定的性能要求;(2)根据玻璃形成图和相图,使设计的组成能形成玻璃,结晶倾向小;(3)根据生产条件,使设计的玻璃能适应熔制、成型和加工等工序的实际要求;(4)所设计的玻璃应该价格低廉,原料易于获得。

14、设计一瓶罐玻璃,使其化学稳定性和机速比现有玻璃提高:(1) 碱金属氧化物对玻璃的化学稳定性影响最大,使设计玻璃中Na2O,K2O的降低,将SiO2、Al2O3适当增加;(2)由于要求增加机速,设计玻璃的料性应比原有玻璃短,同时考虑到MgO对提高化学稳定性有利,又能防止析晶,为此在设计玻璃种强加,并使(MgO+CaO)的含量比原有比例中CaO的含量高。

15、设计配料配方的依据:(1)产品的物理化学性质、使用要求是考虑坯、釉料组成的主要依据;(2)在拟定配方时可采用一些工厂活研究单位积累的数据和经验;(3)了解各种原料对产品性能的影响是配料的基础;(4)配方要能满足生产工艺的要求;(5)希望采用的原料来源丰富、质量稳定、运输方便、价格低廉。

16、对坯料的质量要求: 配料比较准确,组分均匀,细度合理,所含空气量较少。

(1)注浆坯料:流动性好;悬浮性好;触变性适当;滤过性好。

相关主题