无机非金属材料工学(个人整理).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上无机非金属材料工学期末总结1概述水泥生产过程：P-H-P水泥制品生产过程：H-P-F玻璃生产过程：P-H-F陶瓷生产过程：P-F-H2 原料与燃料2.1钙质原料陶瓷工业中使用的钙质原料主要有纯度要求更高的方解石，石灰石和硅灰石等，其目的主要是增加坯体及釉料中熔剂型矿物的含量降低产品的烧成温度。生产1t水泥熟料通常需要1.21.3t石灰石干原料。2.2黏土类原料生产1t水泥熟料需要0.20.3t黏土类原料。2.2.2粘土的组成由于粘土主要由含水的铝硅酸盐组成，因而其主要化学成分为SiO2和Al2O3，还有少量的碱金属氧化物，碱土金属氧化物，着色氧化物等，除此之外就是部分

2、结晶水。矿物组成：粘土按其主导粘土矿物的不同分为高岭石类、蒙脱石类和伊利石类三大类别。高岭石（Al2O32SiO22H2O）1:1型层状结构硅酸盐，Si-O四面体层和Al-(O,OH)八面体层通过共用氧原子联系成双层结构，构成结构单元层。层间以氢键相连，结合力较小，所以晶体解理完全并缺乏膨胀性。高岭土蒙脱石（Al2O34SiO2nH2O，n2）是2:1型层状结构，两端SiO4四面体，中间夹一个AlO6八面体，构成单元层。单元层间靠氧相连，结合力较小，水分子及其它极性分子易进入晶层中间形成层间水，层间水的数量是可变的。膨润土伊利石（K2O3Al2O36SiO22H2OnH2O）水云母类矿物（云母

3、水解成高岭石的中间产物）伴生矿物（处理方法：淘选、磁选）测定粘土颗粒级配：筛分法（0.06mm以上）与沉降法（150m）2.2.3粘土的工艺性质（1）可塑性：粘土水系统形成泥团，在外力作用下泥团发生变形，形变过程中坯泥不开裂，外力解除后，能维持形变，不因自重和振动再发生形变，这种现象称为可塑性。表示方法：可塑性指数、可塑性指标可塑性指数（w）：W=W2-W1 W降低泥浆触变厚化度大，渗水性强，便于压滤榨泥。W1塑限：粘土或（坯料）由粉末状态进入塑性状态时的含水量。W2液限：粘土或（坯料）由粉末状态进入流动状态时的含水量。可塑性指标：在工作水分下，粘土（或坯料）受外力作用最初出现裂纹时应力与应变

4、的乘积，也可以以这时的相应含水率表示。（2）离子交换性：粘土颗粒因表面层断键和晶格内部离子的不等价置换而带电，能吸附其他异号离子，在水溶液中这种离子又可被其他相同电荷的离子置换。交换发生在粘土粒子表面，不影响硅铝酸盐晶体结构。表示方法：离子交换能力用交换容量来表示，100g粘土所吸附能够交换的阳离子或阴离子的量，单位：mol10g。（3）触变性：粘土泥浆或可塑泥团在静置会变稠或凝固，若此时受到搅动或振动，则可使其粘度降低而流动性增加，再放置一段时间后又能恢复至原来的状态，这种性质称为触变性。原因：粘土颗粒表面带电荷，来源于Si4+被Al+，Fe+等置换以及边缘断键，而出现负电荷。触变性大小常用

5、厚化度来表示。泥浆厚化度：泥浆放置30min和30s后相对粘度之比泥团厚化度：静置一段时间后，球体或锥体压入泥团达一定深度时剪切强度增加的百分数。（4）膨化性：粘土加水后发生体积膨胀的性质。膨化性的大小可用膨胀容来表示，膨胀容通常是指1g干粘土吸水膨胀后的体积（5）收缩性：粘土经110干燥后，由于自由水及吸附水排出所引起的颗粒间距离减小而产生的体积收缩，称为干燥收缩（原始长度为基准）。干燥后的粘土经高温煅烧，而随之发生的结晶水脱水、分解、熔化等一系列的物理化学变化而导致的体积进一步收缩，称为烧成收缩（干燥后的长度为基准）。两种收缩之和即为粘土的总收缩。S烧=S总-S干100-S干*100%（6

6、）烧结性能烧结温度:随着液相量出现并不断增加，气孔率也降至最低，达到最大收缩率时，其对应的温度称为烧结温度T2。若继续升温试样将因液相量过多而发生变形，其对应的最低温度称为软化温度T3。T3与T2的温度差即为烧结温度范围（大小取决于粘土中熔剂型矿物的种类和数量）。（7）耐火度：材料在高温作用下达到特定软化程度时的温度耐火度检测：将一定细度的截头三角锥（高30mm，下底边长8mm，上底边长2mm），在一定的升温制度下，测出三角锥顶端软化下弯至锥底平面时的温度，即粘土原料的耐火度。2.3石英类原料自然界中的SiO2结晶矿物统称为石英2.3.2石英晶型的转化横向：重建型转变（高温型转变），特征：转化

7、速度慢，体积变化大。纵向：位移型转变（低温型转变），特征：转化速度快，体积变化小。2.4长石类原料长石是一类最为常见的造岩矿物，约占地壳总质量的60%，为架状结构的碱金属或碱土金属的铝硅酸盐，在火成岩、变质岩和沉积岩中均可出现，但以火成岩为主。2.5.4Na2O质原料Na2O在玻璃熔制过程中能提供游离氧，使结构中的O/Si比值增加，降低玻璃液浓度，是良好的助熔剂。2.5.4.2芒硝（Na2SO4）不仅可以代替碱，并且还是玻璃制造常用的澄清剂。2.5.5含硼原料含硼原料主要提供玻璃和陶瓷工业所需的B2O3物质。其作为陶瓷原料的主要作用是降低陶瓷釉料的熔融温度和高温粘度，使釉面光滑平整。而在作为玻

8、璃原料在硼硅酸盐玻璃中B2O3可以【BO】3和【BO】4为结构组元与硅氧四面体共同组成结构网络，降低玻璃的膨胀系数，提高玻璃的热稳定性、化学稳定性和机械性能，增加玻璃的折射率和玻璃光泽。2.5.6辅助性原料2.5.6.1澄清剂 凡在玻璃熔制过程中能分解产生气体，或能降低玻璃液粘度，促使玻璃液中气泡排出的原料称为澄清剂。（1）氧化砷和氧化锑单独使用仅起鼓泡作用，与硝酸盐组合使用时则能在低温时段吸收氧气，高温时段放出氧气而起到澄清作用。（2）硫酸盐类主要是硫酸钠，它在高温时分解逸出气体而起澄清作用。（3）氟化物类主要是萤石（氟化钙）和氟硅酸钠。他们通过降低玻璃液粘度而起到澄清作用。对耐火材料腐蚀大

9、。2.5.6.2着色剂和脱色剂（1）着色剂离子着色剂胶体着色剂化合物着色剂（2）脱色剂物理脱色：在材料中加入一定数量的能产生互补色的着色剂，使颜色互补而消色。化学脱色：借助于脱色剂的氧化作用，使玻璃等被有机物沾染的黄色去除，或使着色能力强的低价铁氧化物转变为着色能力较弱的三价铁氧化物，以便进一步使用物理脱色法去除，使玻璃透光性增加。2.5.6.4乳浊剂：使熔体降温时析出的晶体、气体或分散粒子出现折射率的差别，在光线反射和衍射作用下，引起光线散射从而产生乳浊现象的物质，称为乳浊剂。（1）悬浮乳浊剂（2）析出式乳浊剂（3）胶体乳浊剂2.6燃料2.6.2燃料组成及其换算（1）元素分析法：碳（C）氢（

10、H）氧（O）氮（N）硫（S）灰分（A）水分（M）（2）工业分析法（实用分析）：挥发分（V），固定碳（C），灰分（A）及水分（M）收到基（ar）空气干燥基（ad）干燥基（d）干燥无灰基（daf）2.6.3发热量与标准燃料发热量：单位质量固体或液体燃料或单位体积气体燃料完全燃烧，且当燃烧产物冷却到燃烧前的温度时所放出的热量。（1）高位发热量：燃料完全燃烧且燃烧产物中的水蒸气全部冷凝为水时所放出的热量。（2）低位发热量：燃料完全燃烧且燃烧产物中的水蒸气仍为气态时所放出的热量。3 粉粒体制备3.1.1粉碎的定义与分类以外力克服固体物料质点间结合力而使物料几何尺寸减小的过程称为破碎粒体（毫米级以上尺寸）

11、粉体（数百微米以下尺寸）3.1.2物料的硬度、脆性及强度（1）硬度：莫氏硬度指数划分（滑石为1，金刚石为10）（2）脆性和韧性脆性指数=硬度/韧性值3.1.4粉碎的施力方式压碎（压力）、击碎（冲击力）、磨剥（摩擦力）、弯折（弯曲力）和劈碎（劈力）3.2破碎破碎机分为挤压式和冲击式两大类。挤压式破碎机（颚式破碎机，旋回式，圆锥式，辊式）冲击式破碎机（锤式破碎机（篦条筛：自带分级），反击式破碎机）3.2粉磨磨剥、冲击、挤压4输送、混合和均化4.1.1气力输送分类与特性气力输送按工作压力分为正压输送（一个位置取料多个位置出料），负压输送（多个位置取料，一个位置出料）和混合输送。按气固浓度分类：稀相输

12、送：适用于质量和粒度较小、干燥和易流动物料，且输送距离不大。密相输送：输送速度慢，能有效减少管道磨损和物料的破碎，且耗气量，能耗相对较低，使输出终端的气固分离比较容易。4.2连续输送机械胶带输送机，螺旋输送机，斗式提升机，链式输送机和振动输送机。4.3供料与给料装置满足的要求包括：具有均匀而稳定的流量；给料流量便于在一定幅度内调节，最好采用自动化控制系统；料流形状能符合生产工艺要求，且可根据需要调整；给料部件磨损小，不易沾料、堵塞；扬料小，不漏料。4.4混合两种或两种以上的粉粒料，通过搅拌使其成为均匀分布的混合体，称为混合。4.4.1混合状态表征对流混合：颗粒在较大范围内做位置的相互交换移动，

13、混合速度快使物料趋于宏观均匀剪切混合：颗粒因移动速度或方向的差异，在滑移面之间做错位移动。扩散混合：颗粒因密度，尺寸，形状等差异，在相邻颗粒之间做穿插掺和移动，混合速度慢，使混合料趋于微观均匀。4.5均化均化是材料制造过程中，通过采用一定的工艺和装置措施，使原、燃料的化学成分波动幅度减小，而趋于均匀一致的过程。预均化堆场布置形式：矩形和圆形4.5.1.2堆取料方式堆料方式：人字形（易产生颗粒离析），波浪形（设备昂贵）、水平层、横向倾斜层，纵向倾斜层取料方式：端面取料，侧部取料和底部取料4.5.2生料的均化粉磨后的生料通过合理搭配或搅拌等方式，使其成分进一步趋于均匀一致的过程称为生料的均化（水泥

14、生产的最后一道均化环节）。其主要功能是：消除出磨生料的波动，使生料满足入窑成分的均齐性要求，以稳定烧成的热工制度，提高熟料产量、质量和窑系统的安全运转率，降低能耗。5熔化和相变5.1熔化影响熔化过程的因素：配合料的化学组成；配合料的物理状态，包括原料品种、颗粒尺寸大小、形状和级配；配合料中熟料引入量；配合料的均匀度；加料方式；熔窑温度制度；耐火材料性质；加速剂的应用玻璃的分相机理：成核生长机理亚稳分解机理微晶玻璃基本生产过程：熔制和成型、结晶化前加工，结晶化热处理、晶化后加工四个阶段，晶化热处理是关键。热处理时，玻璃中先后发生分相、晶核形成、晶核生长、二次结晶生长等过程。6成型6.1概述成型是

15、将配合料制成的浆体、可塑泥团、半干粉料、熔融体或胶态体系等，经适当的手段和设备变成一定形状制品的过程。6.2混凝土浆体的密实成型振动密实成型、压制密实成型和离心脱水密实成型。6.2.2陶瓷浆体密实成型注浆成型：空心注浆，实心注浆陶瓷泥浆触变性：在一定的剪切速率下，浆料的黏度随时间增加而减少；还有一种情况，料浆的粘度随时间的增加而增加。前者称为正触变性，后者称为负触变性。泥浆具有触变性原因：黏土类矿物大多由板状结构颗粒组成，在板面上往往带有负电荷，而端面处则带有一定的正电荷，端板面相互吸引，形成“棚架”结构。很多水被包围在棚架中不能自由流动，所以泥浆流动性差。这种结构随着搅动逐步打开，一旦静置使

16、又渐渐恢复。作为稀释剂的电解质条件：（1）具有水化能力大的一价阳离子，如Na+（2）能直接离解或水解，提供足够的OH-（3）他的阴离子与黏土中有害的离子形成难溶盐或稳定的络合物注浆成型：多孔模具的脱水作用实现（石膏或树脂）6.3玻璃熔体的成型与退火6.3.1黏度长性玻璃：一般将在102108Pas黏度范围内温度范围大的玻璃称之为长性玻璃，长性玻璃在相同的冷却速度下有较长的操作时间，反之称之为短性玻璃。表面张力弹性比热、热导率、热膨胀系数、表面辐射强度、透热性。6.3.36.3.4吹制成型、拉制成型6.3.5浮法生产平板玻璃浮法是指玻璃液漂浮在熔融金属表面上生产平板玻璃的方法。浮法玻璃的成型原理

17、：让处于高温熔融状态的玻璃液浮在比它重的金属液表面上，受表面张力作用使玻璃具有光洁平整的表面，并在其后的冷却硬化过程中加以保持，则能生产出接近于抛光表面的平板玻璃。浮抛介质的选择具备以下条件：在1050温度下密度要大于玻璃金属的熔点低于600，沸点高于1050，1000左右的蒸气压应尽可能低在1000左右的温度下，不与玻璃发生化学反应锡液需要用还原性气体保护，一般用氮气加氢气作为保护气体。保护气体中即使只有微量的氧都会使锡液恶化，导致玻璃下表面产生雾点、沾锡、彩虹等缺陷。玻璃的厚度控制平衡厚度：高温锡液面上的玻璃液（1050），在没有外力作用的条件下，重力和表面张力达到平衡时玻璃带的厚度有一个

18、固定值，称为平衡厚度，约为7mm在有拉引辊的拉引力作用下，6.3mm称为在有拉引力作用下的平衡厚度。表面张力的增厚作用：在高温下黏度小的玻璃液（越103Pas）表面张力能充分发挥作用。即使用拉边器暂时保持宽度，玻璃带短期被拉薄，随后又会在表面张力的作用下，缩小宽度，厚度又回到平衡厚度，这就是表面张力的增厚作用。只有当温度下降到使黏度达到105Pas时，增厚作用才会大大减弱。这是由于温度下降使玻璃液的黏度迅速增大，表面张力增加的不多，巨大的粘滞力使表面张力难以发挥作用，因此当有拉边器作用时，在强大的拉力下就可以使玻璃变薄。玻璃变薄：必须在856700处设置拉边器。板厚为5mm、3mm、2.5mm

19、，相应的拉边辊对数为1对，4对、5对。拉引3mm厚的玻璃液时第一对边辊拉引速度为0.085m/s，最后一对0.17m/s。玻璃越薄，拉引速度越大。浮法成型工艺制度：徐冷法拉薄成型（1）玻璃液通过坎式宽流槽流入锡槽，温度约为1100（2）摊平抛光区，温度在1050900，2min（3）徐冷区，温度从900降至850（4）拉薄区，温度从850降至700，此区设置拉边辊，该区形成了一个收缩过渡带（变形区）（5）硬化区，温度从700降至600650。若锡槽出口温度过高，则玻璃被引上转动棍时会出现塑性变形。反之温度过低，会出现断板，并使锡液氧化加剧。玻璃的退火退火：消除玻璃制品在成型或热加工后残留在制品

20、内的永久应力的过程。目的：防止炸裂和提高玻璃的机械强度暂时应力：在温度低于应变点时，玻璃处于弹性变形温度范围（脆性状态），在经受不均匀温度变化时会产生热应力。但温度梯度消失时，应力也消失。这种热应力称之为暂时应力永久应力：当玻璃内温度梯度消失时，表面与内部温度皆为常温时，内部残留的热应力，称之为永久应力。最高退火温度：是指在此温度下经过3min能消除应力的95%，一般相当于退火点（=1012Pas）的温度，也称退火上限温度最低退火温度：在此温度下经过3min能消除应力的5%，也称退火下限温度。退火温度范围：最高退火温度至最低退火温度之间。玻璃的退火工艺过程：加热阶段：玻璃制品进入退火窑后必须把

21、制品加热到退火温度。保温阶段：目的是消除快速加热时制品存在的温度梯度，并消除制品中的固有内应力慢冷阶段：在玻璃中原有应力消除后，必须防止降温过程中由于温度梯度而产生的新应力。快冷阶段：应变温度到室温的这段温度区间。7脱水与干燥7.1物料的去湿方法机械去湿法化学去湿法加热（或冷冻）去湿法7.2.1物料与水分的结合方式化学结合水物理化学结合水化学结合水7.2.2平衡关系平衡水分自由水分结合水分与非结合水分7.2.3物料干燥过程物料干燥包括：加热、外扩散和内扩散三个过程干燥过程：加热阶段，等速干燥阶段和降速干燥阶段。（见P125P126）7.3脱水设备7.3.1浓缩（一级脱水）重力浓缩、离心浓缩7.

22、3.2过滤过滤是指在推动力的作用下，利用过滤介质将固液混合料浆中的固体颗粒从液相中分离的过程。分为澄清过滤和滤饼过滤两大类。8煅烧与烧成烧成：通常将初步密集定形的粉块（生坯）经高温烧结成产品的过程称为烧成。烧成的实质是将粉料集合体变成致密的、具有足够强度的烧结体。煅烧：将未成形的物料经过高温合成某些矿物（水泥熟料）或使矿物分解获得某些中间产物的过程。热量传递，质量传递，动量传递。10水泥水泥按用途和性能分类：通用水泥、专用水泥和特种水泥10.1.2熟料的率值石灰饱和系数KH：熟料中全部氧化硅生成硅酸钙(C3S C2S）所需的氧化钙含量与全部生成C3S所需的氧化钙含量的比值，也即表示熟料中氧化硅

23、被氧化钙饱和形成硅酸三钙的程度。（相关公式见P188）硅率：硅率除了表示熟料中Si02与A1203和Fe203的质量之比外，还表示熟料中硅酸盐矿物与溶剂矿物的比例关系，相应地反映了熟料的质量和易烧性。SM=wSwA+wF硅率与矿物组成：SM=wC3S+1.325wC2S1.434wC3A+2.046wC4AF铝率：表示熟料中铝酸三钙和铁铝酸四钙的比例关系，关系到熟料的凝结快慢（铝率越大，凝结越快）IM=wAwF熟料铝率与矿物组成的关系IM=1.15wC3AwC4AF+0.64（wAwF0.64）10.1.3熟料矿物组成的计算石灰饱和系数法（计算题P189P190）鲍格法10.2.2生料配比计算

24、累加试凑法10.3硅酸盐水泥熟料的煅烧（1）干燥与脱水干燥黏土矿物脱水（2）碳酸盐分解（两个传热过程，一个化学反应过程，两个传质过程）（3）固相反应（扩散迁移，物质迁移）（4）熟料的烧结（5）熟料的冷却10.5.3水化速率与凝结时间的调节（1）熟料矿物的组成（水化速率顺序C3AC3SC4AFC2S）（2）水灰比：水灰比大，水泥颗粒能高度分散，水与水泥接触面积大，水化产物有足够扩散空间，水化速率快。但水灰比大使水泥凝结慢，强度下降。（3）细度：水泥细度细，与水接触面积大，水化快;另外，细度细，水泥晶格扭曲，缺陷多，也有利于水化。细度过细，往往使早期水化反应和强度提高，但对后期强度没有多大益处。（

25、4）养护温度：温度提高，水化加快，特别是对水泥早期水化速率影响更大，但水化程度的差别到后期逐渐趋小（5）外加剂：常用的外加剂有促凝剂、促硬剂及延缓剂等。（最佳石膏加入量：选择在凝结时间正常时能达到的最高强度的适宜SO3含量）化学结合水比容比自由水的小，是水泥水化过程中体积减缩的主要原因。12玻璃12.1.2硅酸盐玻璃的组成与结构12.1.2.1硅酸盐玻璃组成硅酸盐玻璃是以Si02为主要成分的玻璃，根据各种氧化物在玻璃结构中所起的作用不同可将其分为三类，即玻璃形成体（单独形成玻璃）、玻璃中间体（无法单独形成玻璃）及玻璃调整体（绝不可能形成玻璃）。12.1.2.2玻璃结构 近代玻璃结构理论主要是晶

26、子学说和无规则网络学说。12.1.3.1玻璃的结构因素（1）硅氧骨架结合程度（2）阳离子配位状态（硼反常与铝反常现象）（3）离子极化程度（4）离子堆积的紧密程度12.1.3.3玻璃熔体的工艺性质（1）黏度（2）表面张力近代浮法玻璃生产基于玻璃的表面张力作用。12.1.3.4固体玻璃的性质（1）密度（2）热学性质：热膨胀系数、导热系数、比热容、热稳定性（3）电学性质：高电阻的绝缘材料（4）力学性质：脆性大、硬度（取决于化学成分，理论与实际相差较大原因：微裂纹引起应力集中）、弹性、强度（5）光学性质：光吸收、折射率、色散（6）玻璃的化学稳定性12.2.1.1玻璃的原料（1）主要原料：引入各种组成氧

27、化物的原料，包括引入玻璃形成体、玻璃调整体和玻璃中间体成分的原料。（2）辅助原料：使玻璃获得某些必要性质和加速熔制过程的原料。根据作用的不同，分为澄清剂、助熔剂（加速剂）、着色剂、脱色剂、乳浊剂等着色剂：大致可以分为离子着色、金属胶体着色和硫-硒化合物着色三大类。12.2.1.3（1）配合料称量：一次称量和减量称量（2）配合料计算：纯碱挥散率（纯碱挥散量/纯碱用量），芒硝含率（芒硝引入的氧化钠/芒硝和纯碱引入的氧化钠），碳粉含率（煤粉引入的C/芒硝引入的硫酸钠含量），萤石含率（萤石引入的氟化钙/原料总量）（3）熔制过程分为硅酸盐形成、玻璃形成、澄清、均化和冷却五个阶段（4）玻璃制品的加工可以分

28、为冷加工、热加工和表面处理三大类。12.2.2.3玻璃体的缺陷（1）气泡（气体夹杂物）一次气泡：熔制过程中澄清不良造成。提高澄清温度；调节澄清剂用量；降低窑内气体压力；降低玻璃与气体界面的表面张力二次气泡（再生泡）：物理与化学两方面造成（见P304）。稳定的熔制温度制度；气氛；窑压耐火材料气泡：来源：耐火材料空隙中的气体被排到玻璃液中；耐火材料与玻璃液的某些反应形成气体 防止：提高耐火材料质量；稳定熔窑作业制度。污染泡金属铁引起的气泡（2）结石（结晶夹杂物）配合料结石（未熔化的颗粒）耐火材料结石析晶结石（失透）（3）条纹和节瘤（玻璃态夹杂物）熔制不均匀引起的窑煊玻璃滴引起的耐火材料被侵蚀引起的

29、结石熔化引起的12.3.1.6特种玻璃的制备与加工（1）溶胶凝胶法（2）气相法（3）高速冷却法（甩带法）（4）气氛调节熔融法（5）特种玻璃加工技术13陶瓷一般来说是以吸水率为标准来划分陶器和瓷器13.1.2.2陶瓷强度控制与脆性改善陶瓷材料通常由三种不同的相组成，即晶相、玻璃相和气相气孔陶瓷增韧的方法有：（1）表面补强（2）复合增韧（3）相变增韧13.2坯料及制备13.2.1坯用原料及其氧化物在坯中的作用坯用原料：黏土类、石英、熔剂类原料（1）SiO2作用：一部分与Al2O3在高温下生成针状莫来石，提高坯体强度，构成坯体骨架；另一部分与熔剂类原料引入的碱金属、碱土金属氧化物形成玻璃相，充填空隙

30、、降低气孔率，同时提高坯体强度。（2）Al2O3作用：提高坯体的强度和白度（3）Fe2O3、TiO2作用：使坯体着色（4）CaO作用：与二氧化硅形成硅酸钙玻璃相起助熔作用。还可提高坯体的热稳定性和强度，并提高白度（5）MgO作用：提高坯体强度；大大降低坯体的热膨胀系数和坯体烧成温度，但同时也缩小了烧成温度范围；可调整坯釉对温度的适应性，提高制品的热稳定性。（6）K2O、Na2O作用：在高温时与SiO2、Al2O3作用生成流动性好的钾、钠玻璃，充填于坯体空隙中，提高坯体的透明度与密实度，减少坯体气孔率，提高强度；K2O、Na2O是强熔剂，适量引入可大大降低烧成温度，但也不能太多，太多易变形。由于

31、Na2O玻璃相黏度比 K2O玻璃相小，使制品烧成温度范围变窄，又由于Na2O的热膨胀系数比K2O大，易引起制品龟裂，因此氧化钠含量不能太高。（7）烧失量：烧失量越大，则烧成过程中挥发多、收缩大、易变形。13.2.3坯体组成表示方法配料量表示法（质量比）、化学组成表示法（质量百分数）、示性矿物组成表示法（矿物百分含量）、实验式表示法（摩尔数）aR2O cR2O3dO2bRO当a+b=1（碱性料）时为釉式，当c=1时为坯式。配料量计算：化学成分满足法（计算题）13.2.5坯料制备坯料分类注浆坯料（含水率：28%35%）可塑坯料（含水率：18%25%）压制坯料（干压坯料含水率：3%7%；半干压坯料：

32、8%15%）13.2.5.1对坯料的质量要求注浆坯料：（1）流动性好（100ml恩格拉粘度计中流出的时间测量） （2）悬浮性好 （3）触变性适当（泥浆：厚化系数表征） （4）滤过性好（渗模性：泥浆能够在石膏模中滤水成坯的性能）可塑坯料：（1）良好的可塑性（可塑性指数或可塑性指标衡量） （2）一定的形状稳定性 （3）含水量适当 （4）坯体的干燥强度和收缩率适当压制坯料：（1）流动性好 （2）堆积密度大 （3）含水量和水分均匀性好13.2.5.2原料煅烧的目的：稳定晶型、改变物性原料破碎的目的：原料中的杂质易于分离（如通过磁选机去除磁性物质，通过筛网除去片状云母矿物等）；使各种原料能够均匀混合、使

33、成型后的坯体致密；增大各种原料表面积，使其易于进行固相反应或熔融，提高反应速度并降低烧成温度。13.2.6调整坯料性能的添加剂（1）解凝剂（解胶剂或稀释剂）（2）结合剂（3）润滑剂对各种添加物的共同要求是：（1）和坯料不发生反应，不会影响产品性能（2）分散性好，便于和坯料混合均匀；（3）有机物在较低温度下烧尽，灰分少；（4）氧化分解的温度范围较宽，以防止坯体开裂；13.4釉料釉是覆盖在陶瓷坯体表面上的一层近似玻璃态的物质，但釉不是玻璃。釉具有与玻璃类似的某些物理化学性质:例如各向同性，没有明显的熔点，具有光泽，硬度大，能抵抗酸和碱的侵蚀等。13.4.1釉的作用（1）使坯体对液体和气体具有不透过

34、性（2）覆盖坯体表面给人以美感增添了陶瓷制品的艺术价值；（3）防止玷污坯体（4）与坯体作用形成整体13.4.2釉层的性质13.4.2.1熔融温度范围通常把半圆球温度(即全熔温度)作为釉料烧成温度的指标;由始熔温度至流动温度称作釉的熔融温度范围。熔融温度范围过窄，釉面易出现气泡、针孔等缺陷酸度系数：釉中酸性氧化物与碱性氧化物物质的量之比（C.A表示）酸性氧化物熔点高故酸度系数增加，釉的烧成温度提高13.4.2.2黏度与表面张力（1）黏度碱金属氧化物含量增加时，釉的黏度下降其降低能力顺序为氧化锂氧化钠氧化钾，但当含量超过30%时，降低能力顺序为：氧化钾氧化钠氧化锂（2）表面张力表面张力过大，阻碍气

35、体排出，使釉在高温时对坯的润湿性不好，造成缩釉（滚釉）缺陷表面张力过小，则容易造成流釉，并使釉面小气泡破裂时所形成的小针孔难以弥合。表面张力也随着碱金属氧化物的加入而降低。釉的表面张力随温度的升高而减小。13.4.2.3釉的弹性与热膨胀性釉的弹性是能否消除釉层应力引起的缺陷的重要因素。弹性好的釉可使坯釉适应性好釉的弹性可用弹性模度系数表征，弹性模数小，则弹性大，反之则弹性小。冷却时析出晶体的釉，其模度系数釉晶体尺寸及均匀分布程度来决定。均匀分布的细小析晶有利于提高釉的弹性。一般情况下釉的弹性随温度升高而降低，釉层愈薄，弹性越大。釉的热膨胀性通常用一定温度范围内长度膨胀百分率或线膨胀系数表示13

36、.4.3坯釉适应性坯釉适应性：是指陶瓷坯体与釉层有相互适应的物理化学性质，使釉面不剥脱、不开裂的性能。釉层剥落和开裂根本原因是釉层所受的应力超过了釉层强度。釉层的厚度和弹性是缓和釉层应力的两个因素。釉的膨胀系数大于坯的膨胀系数(釉坯)-釉层开裂-负釉釉的膨胀系数小于坯的膨胀系数(釉坯冷却时产生张应力 （2）釉层过厚 （3）烧成温度低，烧成时冷却过急或出窑温度过高。5.起泡6.棕眼7.缺釉8.色泽不良9.夹层10.釉缕11.波纹12.橘釉13.烟熏13.6特种陶瓷结构陶瓷（1）氧化锆陶瓷（Zr2O）高温时晶型转变引起体积效应，必须进行晶型稳定处理（加稳定剂）氧化锆陶瓷增韧机理：应力诱发相变增韧、

37、相变诱发微裂纹增韧和表面强化韧化等（2）氮化物陶瓷（Si3N4）- Si3N4陶瓷晶粒呈长条状，其含量增加，材料的强度和韧性都增加（自增韧）氮化硅陶瓷增韧途径：SiC晶粒或晶须补强、SiC或TiC颗粒弥散增韧、利用“原位”制备方法使氮化硅陶瓷自补强和多相复合陶瓷法。功能陶瓷（侧重其非力学性质）思考题（部分）10.18熟料粉化的原因10.21水泥粉磨时为何要加入石膏？为何要控制水泥掺量？ 答：加入石膏后，石膏与水化铝酸钙作用，生成钙矾石，难融入水，沉淀在水泥颗粒表面上形成保护膜，降低了溶液中铝离子的浓度，并阻碍了铝酸三钙的水化，延缓了水泥的凝结。若掺入石膏或石膏参量不足时，水泥灰瞬凝现象；如果石

38、膏参量过多时，则会促使水泥凝结加快，同时会在水泥水化后期继续形成钙钒石，使初期硬化的浆体产生局部膨胀应力，削弱强度，发展严重的还会造成安定性不良的后果。 10.39水泥中为何要掺入混合材？有何目的？答（1）掺入火山灰质混合材能提高混凝土的致密度，减少侵蚀介质的渗入量。（2）改善其它性能，比如抗硫酸盐侵蚀能力。火山灰质混合材中活性氧化硅与水泥水化时析出的氢氧化钙作用，生成低碱水化硅酸钙，从而消耗了水泥中的Ca（OH）2，使其在淡水中的溶蚀速度显著降低，并使钙矾石的结晶在液相氧化钙浓度很低的条件下形成，晶体膨胀特性比较缓和，除非生成的钙矾石数量很多，否则不易引起硫铝酸钙的膨胀破坏。专心-专注-专业