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(完整版)功能陶瓷工艺学知识点整理

1.从广义的角度,材料定义为能够用以加工有用物质的物质。

2.材料分类:按性能、使用用途分类:结构材料、功能材料按化学组成和显微结构特点分类:金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料3.无机非金属材料的定义:以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物、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,是除金属材料和有机高分子材料以外的所有材料的统称。

4.无机非金属材料的分类:胶凝材料、天然材料、玻璃、陶瓷无机非金属材料的特性:具有复杂的晶体结构(7晶系,14中布拉菲格子)没有自由电子、高熔点、高硬度、较好的耐化学腐蚀性、绝大多数是绝缘体一般具有低导热性、大多数情况下变形微小。

5.无机非金属材料主要化学成分:CaO、SiO2、Al2O3、Na2O等6.陶瓷成型在热加工之前;玻璃成型在热加工之后;水泥成型主要在使用时。

7.水泥煅烧;陶瓷烧结;玻璃熔融8.胶凝材料定义: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。

9.胶凝材料分类:按组成物质分类:有机胶凝材料、无机胶凝材料10.水泥的定义: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。

11.水泥的分类:按用途和性能分类:通用水泥、专用水泥、特性水泥按组成分类:硅酸盐水泥系列、铝酸盐水泥系列、氟铝酸盐水泥系列、硫铝酸盐水泥系列、铁铝酸盐水泥系列、其它:如无熟料、少熟料水泥12.水泥的基本特性:水泥浆具有良好的可塑性,与其它材料混合后的混和物可拥有适宜的和易性。

较强的适应性。

较好的耐侵蚀、防辐射性能。

硬化后的水泥浆体具有较高的强度,且强度随龄期的延长而逐渐增长。

良好的耐久性。

通过改变水泥的组成,可适当调整水泥的质量。

可与纤维、聚合物等多种有机、无机材料匹配。

制得各种水泥基复合材料,充分发挥材料潜能。

13.玻璃的定义:玻璃是由熔融物冷却、硬化而得到的非晶态固体。

14.玻璃的特性:透明,坚硬,良好的耐蚀、耐热、电学和光学性质;通过调整化学组成,并结合各种工艺方法可大幅度调整玻璃性能;能够用多种成型制成各种形状和大小的制品;通过焊接和粉末烧结等加工方法制成形状复杂、尺寸严格的器件。

15.玻璃的通性:各向同性、介稳性、无固定熔点、固态和熔融态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。

16.玻璃的分类:按组成分类:元素玻璃、氧化物玻璃、非氧化物玻璃按用途分类:建筑玻璃、日用轻工玻璃、仪器玻璃、光学玻璃、电真空玻璃按加工工艺分类:钢化玻璃、磨砂玻璃、喷砂玻璃、压花玻璃、夹层玻璃按性能分类:光学特性玻璃、热学特性玻璃、耐高温玻璃;导电玻璃、半导体玻璃、超导玻璃;力学方面的高强玻璃、耐磨玻璃;化学稳定性方面的耐碱玻璃、耐酸玻璃等17.陶瓷的定义:所述陶瓷是指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,是陶器和瓷器的总称。

18.陶瓷的分类:按组成可分为硅酸盐陶瓷、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷;按性能可分为普通陶瓷、特种陶瓷;按用途可分为日用瓷、艺术瓷、建筑瓷、化工瓷等。

19.陶瓷的基本特性与特点:陶瓷的显微结构由结晶相、气孔和玻璃相组成。

优点:较高的弹性模量、强度高,抗压强度远远大于抗拉强度、耐磨性能良好、好的耐久性、硬度高、优良的电绝缘性能脆性大,理论强度高,但实际强度较低。

缺点:脆性大,理论强度高,但实际强度较低。

20.水泥化学成分:主要化学成分:CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3其它少量氧化物:MgO、SO2、TiO2、K2O、Na2O21.水泥矿物组成:(1)硅酸二钙2CaO·SiO2 简写C2S(2)硅酸三钙3CaO·SiO2简写C3S(3)铝酸三钙3CaO· Al2O3简写C3A(4)铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3简写C4AF22.优质水泥熟料标准:晶体发育完善,阿利特和贝利特晶体大小均齐,分布均匀。

23.玻璃结构1.晶子学说:认为玻璃是由无数“晶子”组成的,“晶子”的化学性质取决于玻璃的化学组成。

核心:结构的不均匀性及近程有序性,缺点:晶子尺寸、晶子含量、晶子化学组成未得到合理确定。

2.无规网络学说:认为玻璃的结构与相应的晶体结构类似,也是由一个三维空间的网络构成。

玻璃的网络与晶体的网络不同,是由离子多面体构筑起来的,且多面体的重复性没有规律性。

24. 传统陶瓷制品的基本生产过程:25.陶瓷的研究进程分为三个阶段:新石器时代先进陶瓷阶段、纳米陶瓷阶段26.陶瓷原料选择的基本要求:质量达标;储量要大;价格合理;性能稳定;运输方便27.原料选择原则:原料的组成应能保证产品的质量性能要求;原料的工艺性能应能满足生产加工过程的工艺要求28.陶瓷原料的分类:29.粘土的概念:粘土是由多种微细矿物(主要是含水铝硅酸盐矿物)构成的混合体。

30.粘土成因:粘土主要是由铝硅酸盐类岩石,如长石、片麻岩、伟晶花岗岩等经过漫长的自然风化作用形成的。

31.粘土分类:根据粘土的成因分类:一次粘土(原生粘土):母岩风化后的产物滞留于原地,再经地质作用而形成的粘土。

二次粘土(次生粘土):母岩的风化产物经过自然力(洪水、大风)搬迁,在别处沉积下来而形成的粘土,此即为沉积型粘土矿。

根据粘土的可塑性强弱分类:强塑性粘土、中等塑性粘土、弱塑性粘土根据粘土的耐火度高低分类:耐火粘土:耐火度>1580℃、难熔粘土:耐火度介于1350℃~1580℃、易熔粘土:耐火度<1350℃32.粘土的组成粘土的化学组成:主要化学成分为SiO2、A12O3和结晶水(H2O)。

杂质化学成分:含有少量的碱金属氧化物K2O、Na2O,碱土金属氧化物CaO、MgO,以及着色氧化物Fe2O3、TiO2等。

33.粘土的矿物组成:粘土矿物主要为高岭石类(包括高岭石、多水高岭石等)、蒙脱石类(包括蒙脱石、叶蜡石等)和伊利石类(也称水云母)等等。

34.高岭石受热35.塑限:粘土由干粉状态变为塑性状态时的最低含水率。

36.液限:粘土由塑性状态变为无塑性的泥浆状态时的含水率。

37.可塑性指数:液限与塑限的差值。

38.可塑性指标:在一定的工作水分下,粘土泥团受外力作用时,最初出现裂纹时的应力与应变的乘积。

39. 二氧化硅晶型转变:40.长石的种类41.α、β 、γ晶型为氧化铝的三种主要晶型。

在所有温度下,α-Al2O3是热力学上稳定的Al2O3晶型。

氧化铝的其他多种同素异构体在高温下将几乎全部转化为α-Al2O3。

42.氧化锆(ZrO2)晶型转变:43.粉碎:固体物料在外力作用下,克服了内聚力,使固体物料破碎的过程。

44.45.粉碎方法:压碎,劈碎,剪碎,磨碎,击碎46.粉碎比:(平均)尺寸为D的物料,经过粉碎机粉碎后(平均)尺寸为d,则D/d = i为粉碎比(平均粉碎比)。

为了更简便的衡量各种破碎机械的性能指标等,也可用破碎机的最大进料口宽度与最大出料口宽度之比作为粉碎比(公称粉碎比)。

47.开路流程:从破碎机卸除的物料全部作为产品。

(破碎效率低)闭路流程:从破碎机卸除的物料全部作为产品。

(破碎效率高)48.除杂方法:物理(分级法、磁选法、超声波法)、化学(溶解法和升华法)、物理-化学(电解法和浮选法)49.均化的目的:保证原料稳定、确保配方准确50.均化的评价指标:样品合格率、标准偏差、波动范围、均化效果51.样品合格率:物料中若干个样品在规定质量标准上下限之内的百分率,即在一定范围内的合格率。

52.均化效果:均化前物料的标准偏差与均化后物料的标准偏差之比。

53.物料干燥过程(1) 加热阶段物料温度不断升高,水分蒸发量不断升高(2) 等速干燥阶段物料温度保持不变,内部水分不断向表面迁移内扩散速率>外扩散速率(3) 降速干燥阶段外扩散速率>内扩散速率温度不断升高54.预烧的目的改变结晶的形态,稳定晶型、改变物理性能、制备人工原料55.开路粉磨系统56.闭路粉磨系统57.球磨过程中的三种转动形态:周转状态、倾斜状态、抛落状态58.粉体颗粒:指在物质的结构不发生改变的情况下,分散或细化得到的固态基本颗粒。

一次颗粒:指没有堆积、絮联等结构的最小单元的颗粒。

二次颗粒:指存在有在一定程度上团聚了的颗粒。

团聚:一次颗粒之间由于各种力的作用而聚集在一起称为二次颗粒的现象。

硬团聚体与软团聚体:一次颗粒之间发生部分烧结,形成了较强的键合,颗粒之间难以分离,这样的团聚体称为硬团聚体。

59.频率分布:表示与各个粒径相对应的粒子占全部颗粒的百分含量。

累积分布: 表示小于或大于某一粒径的粒子占全部颗粒的百分含量,累积分布是频率分布的积分形式。

粒度分布曲线:包括累积分布曲线和频率分布曲线。

60.坯料的概念:将原料经过配料和加工后,得到的具有良好成型性能的多组分均匀混合物,称为坯料。

61.坯料的分类:根据成型方法分为62.坯料的质量要求(1)坯料的化学组成符合配方要求。

(2)各种原料成分混合均匀。

(3)坯料中各组分的细度符合工艺要求。

(4)坯料中空气含量尽量的少。

63.坯料组成的表示方法配料量表示法、化学组成表示方法、实验式表示法、分子式表示法、示性矿物组成表示法64.釉的特点(1) 釉与玻璃的相似性大多数釉本质上是玻璃体,具有普通玻璃的物理化学性质,如各向同性、介稳性、无固定熔点等。

(2) 釉与玻璃的不同点釉层中通常含有气泡和晶体。

釉的化学组成中氧化铝较玻璃高,而且组成更复杂。

釉的熔融温度范围较宽。

(3) 产生差异的原因配方不同。

烧成制度不同。

釉组分与坯体组成之间会发生扩散和反应。

65.釉的熔融温度范围始熔温度、全熔温度、流动温度熔融温度范围=(始熔温度~ 流动温度)66.影响熔融温度范围的因素物料细度、各组分混合均匀程度、物料的化学组成67.润湿性润湿性常用润湿角(θ)来表示,θ越小润湿越好68.69.陶瓷制品的成型方法:注浆法成型、可塑法成型、压制法成型70.影响泥浆流变性质的因素:泥浆浓度、固相颗粒的大小及其分布、电解质的种类和加入量陈腐处理、泥浆的pH值粘土吸附的可溶性盐类71.影响泥浆浇注性能的因素:流动性、成坯速度脱模性、湿坯强度、可加工性。

72.影响泥料可塑性的因素:矿物组成、颗粒大小及形状、吸附的阳离子种类、液相的性质及含量73.压制成型提高坯体密度的有效工艺途径:(1)采取适当的造粒工艺,使粉料具有合理的颗粒级配和良好的流动性。

(2)添加适当的外加剂以减小粉料颗粒间内摩擦力η。

(3)在设备性能允许的前提下,适当增大成型压力P。

74.影响压制成型坯体质量的因素成型压力、加压速度及次数、添加剂、加压方式75.坯体中的水分76.烧结:是一种利用热能使粉末坯体致密化的技术。

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