无机非金属工艺学资料
《无机非金属》课件
生物法
生物法是一种利用生物资源来制备无 机非金属材料的方法。
生物法可以制备出具有环保、可持续 性的无机非金属材料，但制备过程较 为复杂，且材料的性能和纯度不易控 制。
生物法通常需要使用微生物或植物提 取物等生物资源作为原料。
详细描述
热容表示材料在温度升高或降低时吸收或释放热量的能力，热导率表示热量在材料中的传导能力。热 膨胀系数表示材料在温度变化时尺寸变化的程度，抗热震性则表示材料在承受温度急剧变化时的稳定 性。
电学性能
总结词
无机非金属材料的电学性能主要包括电导率、介电常数和绝缘性等。
详细描述
电导率表示材料传导电流的能力，介电常数与材料的介电性能有关，绝缘性则表示材料 阻止电流通过的能力。
05
无机非金属材料的挑战 与未来发展
当前无机非金属材料面临的挑战
资源短缺
随着社会的发展，对无机非金属材料的需求量越来越大，而一些关键 资源的短缺问题逐渐凸显出来，如稀土元素、高岭土等。
环境负荷
无机非金属材料的生产过程中往往伴随着较高的能耗和排放，对环境 造成一定的压力，如水泥、玻璃等行业。
技术瓶颈
04
无机非金属材料的应用 实例
建筑领域的应用
总结词
广泛、重要
详细描述
无机非金属材料在建筑领域的应用非常广泛 ，如混凝土、石材、玻璃等，它们是建筑物 的主要构成材料，具有耐久、防火、隔音等 特点，为建筑物的安全和舒适提供了保障。
电子信息领域的应用
要点一
总结词
高科技、前沿
要点二
详细描述
在电子信息领域，无机非金属材料扮演着重要的角色，如 硅半导体材料、陶瓷电子元件等，它们是现代电子工业的 基础，为电子产品的微型化、高性能化提供了技术支持。
无机非金属材料ppt课件
05
CATALOGUE
无机非金属材料的未来发展趋 势与挑战
发展趋势
01
高性能陶瓷材料
由于其优异的性能，陶瓷材料在许多领域都有广泛的应用，如航空航天
、汽车、医疗等。未来，陶瓷材料的研究将更加深入，应用领域更加广
泛。
02
纳米无机非金属材料
纳米无机非金属材料由于其尺寸效应和量子效应，具有许多优异的性能
THANKS
感谢观看
。随着纳米科技的不断发展，纳米无机非金属材料的研究和应用也将得
到更广泛的推广。
03
绿色无机非金属材料
随着环保意识的不断提高，绿色无机非金属材料将成为未来研究的热点
。这类材料具有低能耗、低污染、高循环利用的特点，符合可持续发展
的要求。
挑战与问题
材料性能的提升
尽管陶瓷等无机非金属材料的性能已经有所提升，但是与金属材料相比，仍然存在一定的 差距。因此，提高无机非金属材料的性能是当前面临的一个重要挑战。
02
CATALOGUE
无机非金属材料的性质与用途
性质
01
02
03
04
一般性质
无机非金属材料具有较高的熔 点、硬度，良好的化学稳定性
，但脆性较大。
力学性质
无机非金属材料具有较高的抗 压强度、抗拉强度，耐磨性较
好，但韧性较差。
电学性质
无机非金属材料具有较好的绝 缘性能和导热性能。
光学性质
无机非金属材料具有较好的光 学性能，如透光性、反射性等
根据性质和用途，无机非金属材料可 分为陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料等 几大类。
无机非金属材料的重要性
无机非金属材料在国民经济发展中扮演着重要角色，特别是 在高技术领域，如航空航天、电子、新能源等领域具有不可 替代的作用。
武汉理工2022年11月《无机非金属材料工学(新)》在线考试网考复习资料
一、计算( 每题参考分值5分 )1、 2. 某水泥厂生料和煤灰的化学成分（干燥基，wt%）如下表，已知每97kg2、已知陶瓷生料釉的实验式，用理论组成的原料钾长石（K2O·Al2O3·6SiO2）、钠长石（Na2O·Al2O3·6SiO2）、钙长石（CaO·Al2O3·2SiO2）、高岭土、白云石及石英配料，试用矿物组成满足法列表计算生料釉的配料组成，计算精度0.01。
陶瓷生料釉实验式如下：钠长石（摩尔质量524.5）、钾长石（摩尔质量556.7）、钙长石（摩尔质量278.2）、白云石（摩尔质量184.4）、高岭土（摩尔质量258.1）、石英（摩尔质量60.1）。
正确答案：解：（1）列表计算各原料引入量3、玻璃的设计成分见表1表1 玻璃的设计成分（质量%）纯碱挥散率 3.10%；玻璃获得率 83.5%；萤石含率 0.85%；芒硝含率 15%；煤粉含率 4.7%；计算基础 200kg玻璃液；计算精度 0.01。
表2各种原料的化学成分（%）4、已知瓷坯及所用原料的化学组成如下表所示，试列表计算瓷坯的配方。
瓷坯及所用原料的化学组成表（%）19.00 39.000.19 0.47 0.30 0.780.50 0.1316.0012.60正确答案： 6、．某建筑工程采用钢筋混凝土结构,需要设计混凝土屋面板用的配合比,设计强度等级C30，其施工要求坍落度为30mm,保证率为95%。
工程采用32.5Mpa 普通硅酸盐水泥(实测强度为40.2Mpa),密度 3.10；采用中砂,表观密度 2.60,堆积1.45g/cm3；采用碎石,最大粒径为20mm, 表观密度为2.70,堆积密度1.52g/cm3；请用绝对体积法设计该混凝土的实验室配合比。
(已知:σ0=5Mpa，A=0.46，B=0.07，保证率为95%，t=-1.645, 混凝土含气量百分数α取1；混凝土的每立米用水量采用确定10/3（T+K ）,其中K 为53,砂率取34%) 正确答案：答: (1)混凝土试配强度:R h=R d－tσ0=30-(-1.645×5)=38.2Mpa;（1分）(2)水灰比:,则：W/C=0.47（2分）(3)用水量:W0=(3+53)×10/3=186kg（1分）(4)混凝土单位水泥用量:C0=186÷0.47=396kg（1分）(5)根据绝对体积法原理,可得方程式:代入数据可得:S0=617kg （2分）G0=1186kg （2分）即混凝土每立方米的各种材料用量为:C0=396kg, W0=186kg, S0=617kg , G0=1186kg;混凝土配合比为:C:S:G:=1:1.56:2.99,7、试计算硅酸盐水泥熟料中的SiO2全部形成C2S时，相应的石灰饱和系数KH。
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。
无机非金属材料工学(玻璃)讲解
五、玻璃粘度的近似计算
1．奥霍琴法：适用于含MgO、Al2O3的Na-Ca-Si系玻璃。且各主要氧化物含量范围为 Na2O 12%～16%， CaO+MgO 5%～12%，Al2O3<5%，SiO2 64%～80%T=AX+BY+CZ+DT—某粘度对应的温度；X、Y、Z 分别为Na2O 、（CaO+MgO）、Al2O3的质量百分数；A、B、C、D为各氧化物的特性常数，见表。
二、表面张力的影响因素
玻璃组成：不同成分会影响玻璃的表面张力。玻璃的成分可分为三类，即非表面活性组分、中间性质组分和难熔表面活性组分。一般地，前者会增大表面张力而后两者会减小玻璃的表面张力。温度：表面张力与温度成反比，温度每升高100℃表面张力会下降1%。粘度：粘度与表面张力成正比。
第五节 玻璃的密度
两种观点的相同之处是都认为是近程有序而远程无序，不同之处是近程程度不同。
第三节 粘 度
一、粘度的定义
指面积为S的二平行液层，以一定速度梯度dv/dx移动时需要克服的内摩擦力。ƒ =ηsdv∕dx η—粘度系数（Pa·S）
二、玻璃粘度参考点
应变点：（1013.6Pa·S）应力在几小时内消除的温度点；转变点（Tg）：(1012.4 Pa·S) 的温度；退火点：（1012Pa·S）应力在几分钟内消除的温度点；变形点：1010～1011Pa·S的温度；软化温度：（ Tf）(3～5)×106Pa·S的温度；操作范围：（ 103～106.6Pa·S）成型时玻璃表面的温度；熔化温度：（10 Pa·S）的温度；自动供料机供料粘度：（102～103Pa·S）的温度。
无机非金属材料工学知识点总结
1. 为什么北方常采用烧氧化焰而南方烧还原焰？答：我国北方制瓷原料大多采用二次高岭土与耐火粘土，含铁较少而含氧化钛、有机物较多，坯体粘性和吸附性较强，适宜用氧化气氛烧成。
南方制瓷原料大多采用原生高岭土和瓷石，含铁量较多而含氧化钛、有机物较少，粘性和吸附性较小，适宜用还原气氛烧成。
2. 与金属材料相比，无机非金属材料在性能上有那些特点？原因是什么？答：无机非金属材料的化学组分主要由元素的氧化物、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，其化学键主要为离子键或离子一共价混合键。
因此，无机非金属材料的基本属性主要体现为高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高抗压良好的抗氧化性、隔热性，优良的介电、压电、光学、电磁性能及其功能转换特性等。
但大多数无机非金属材料具有抗拉强度低、韧性差等缺点。
3. 玻璃浮法成型的原理？答：玻璃液从池窑连续流入并浮在有还原气氛保护的锡液上，由于各物相界面张力和重力的综合作用，摊成厚度均匀，上下两平面平行，平整和火抛光的玻璃带，经冷却硬化后脱离锡液，再经退火、切割而得到浮法玻璃。
4. 采用陶瓷注浆成型时坯料应满足哪些要求？为什么？答：1）流动性好。
保证泥浆浇注成形时要能充满模型的各个部位。
2）悬浮性好。
浆料中各种固体颗粒能在较长的一段时间悬浮而不沉淀的性质称为泥浆的悬浮性。
它是保证坯体组分均匀和泥浆正常输送、贮放的重要性能之一。
3）触变性适当。
受到振动和搅拌时，泥浆粘度会降低而流动性增加，静置后又恢复原状，此外，泥浆放置一段时间后，在维持原有水分的情况下也会变稠，这种性质称为触变性。
泥浆触变性过大，容易堵塞泥浆管道，且坯体脱模后易塌落变形；触变性过小，生坯强度较低，影响脱模和修坯。
4）滤过性好。
滤过性也称渗模性，是指泥浆能够在石膏模中滤水成坯的性能。
滤过性好，则成坯速率较快。
当细颗粒过多时，易堵塞石膏模表面的微孔脱水通道，不利于成坯。
熟料和瘠性原料较多时有利于泥浆的脱水成坯。
无机非金属---第七章 粉体成型技术基础
②流动性 它是指50g粉末在粉末流动仪中自由下 降至流完后所需的时间。 时间愈短，流动性愈好。 流动性好的粉末有利于快速连续装粉 及复杂零件的均匀装粉。
③压制性 包括压缩性与成形性。 压缩性的好坏决定压坯的强度与密度， • 通常用压制前后粉末体的压缩比表示。 • 粉末压缩性主要受粉末硬度、塑性变形 能力与加工硬化性决定。 • 经退火后的粉末压缩性较好。
酸镁、石蜡、树脂等。
用量在粉料重的1%以下
（b）增加粉料颗粒之间的粘结作用，这类添加
物又称粘合剂；
采用有机粘合剂，如聚乙烯醇水溶液(浓度7%，
用量为粉料重的5~15%)、聚苯溶液(聚苯乙烯
30%，甲苯或二甲苯70%，用量为粉料重的
8~15%)、石蜡(用量为粉料重的4~7 %)、淀粉
水溶液等。金属陶瓷生产中常用橡胶的汽油溶
双向加压
单向加压
④加压速度和时间。
加压速度过快会使坯体出现分层，坯 体的表面致密中间松散，坯体中会存在许 多气泡。 因此，加压速度宜缓，而且要有一定 的保持压力的时间。
⑤添加剂的选用 （a）减少粉料颗粒间及粉料与模壁之间的 摩擦，这种添加物又称润滑剂； 压制先进材料时可采用含极性官能团的有
机物作润滑剂，如油酸、硬脂酸锌、硬脂
液(浓度9~11%)、甘油酒精溶液、石蜡汽油溶
液、樟脑酒精溶液等作为粘合剂。
（c）促进粉料颗粒吸附、湿润或变形，通 常采用表面活性物质。
• 干压成型生产效率高、生产周期短、工艺简 单、易于实现机械自动化、成型尺寸精度高、 制品烧成收缩率小、不易变形，适用于圆形、 片状等简单几何形状的坯件成型。 • 干压成型对模具加工质量和精度的要求较高。 • 有些成型的坯件有明显的各向异性等，是干 压成型应注意的问题。 • 需要一定功率的加压设备，不适合于形状复 杂的陶瓷制品的成型。
无机非金属材料知识点
无机非金属材料知识点(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--无机非金属材料知识点一、重要概念1、无机非金属材料①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、硼酸盐等物质组成的材料。
②是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。
2、陶瓷①从制备上开看，陶瓷是由粉状原料成型后在高温作用下硬化而形成的制品。
②从组分上来看，陶瓷是多晶、多相（晶相、玻璃相和气相）的聚集体。
3、玻璃①狭义：熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机物质②一般：若某种材料显示出典型的经典玻璃所具有的各种特征性质，则不管其组成如何都可称为玻璃（具有玻璃转变温度 Tg）。
玻璃转变温度：热膨胀系数和比热等物理性质的突变温度。
具有Tg的非晶态材料都是玻璃。
4、水泥凡细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石、钢筋等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称为水泥。
5、耐火材料耐火度不低于1580℃的无机非金属材料6、复合材料复合材料是两种或两种以上物理、化学性质不同的物质组合而成的一种新的多相固体材料。
通过复合效应获得原组分所不具备的性能。
可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获得更优秀的性能。
二、陶瓷知识点1、陶瓷制备的工艺步骤原材料的制备→坯料的成型→坯料的干燥→制品的烧成或烧结2、陶瓷的天然原料①可塑性原料：黏土质陶瓷成瓷的基础（高岭石、伊利石、蒙脱石）②弱塑性原料：叶蜡石、滑石③非塑性原料：减塑剂：石英助熔剂：长石3、坯料的成型的目的将坯料加工成一定形状和尺寸的半成品，使坯料具有必要的机械强度和一定的致密度4、陶瓷的成型方法①可塑成型：在坯料中加入水或塑化剂，制成塑性泥料，然后通过手工、挤压或机加工成型；（传统陶瓷）②注浆成型：将浆料浇注到石膏模中成型③压制成型：在金属模具中加较高压力成型；（特种陶瓷）5、烧结将初步定型密集的粉块（生坯）高温烧成具有一定机械强度的致密体。
无机非金属材料
《无机非金属材料》xx年xx月xx日contents •无机非金属材料概述•无机非金属材料的性质与性能•无机非金属材料的制备与加工•无机非金属材料的应用•无机非金属材料的可持续发展与环保•无机非金属材料的研究与发展趋势目录01无机非金属材料概述无机非金属材料是指以无机非金属元素为主要成分，通过高温或低温烧结而成的材料。
定义无机非金属材料可分为陶瓷、玻璃、水泥、石墨等，其中陶瓷是最重要的无机非金属材料之一。
分类定义与分类重要性无机非金属材料具有优异的性能，如耐高温、耐腐蚀、绝缘、强度高等，在工业、建筑、航空航天、电子等领域具有广泛的应用。
应用领域无机非金属材料广泛应用于汽车、航空航天、电子、生物医学等领域，如发动机部件、人造骨、人造牙等。
重要性及应用领域无机非金属材料的发展历程可以追溯到古代，如陶瓷的发明。
随着科技的发展，无机非金属材料的制备技术和性能不断提高。
未来，无机非金属材料将朝着高性能、多功能、环保等方向发展，如新型陶瓷材料、生物相容性材料等。
同时，随着3D打印技术的不断发展，无机非金属材料的制备和应用也将更加灵活和多样化。
发展历程趋势发展历程与趋势02无机非金属材料的性质与性能物理性质无机非金属材料的密度一般较大，具有较高的稳定性。
密度电绝缘性热稳定性光学性能大多数无机非金属材料具有优异的电绝缘性能。
无机非金属材料具有较好的热稳定性，能够在较高温度下保持其性质。
无机非金属材料具有广泛的光学性能，如玻璃、陶瓷等具有高透光性。
化学性质无机非金属材料的耐腐蚀性能较强，能够抵抗多种化学物质的侵蚀。
耐腐蚀性在大多数化学环境下，无机非金属材料都能保持其稳定性。
化学稳定性无机非金属材料在高温环境下不易氧化，具有良好的抗氧化性能。
抗氧化性部分无机非金属材料具有磁性，如铁氧体等。
磁性能无机非金属材料的硬度一般较高，具有较好的耐磨性。
硬度部分无机非金属材料具有较好的韧性，能够吸收冲击能量。
韧性无机非金属材料的强度较高，能够承受较大的外力。
无机非金属材料工学(水泥)印完
01
02
03
替代传统水泥
通过改进生产工艺和技术， 开发出性能更优、环保性 更强的新型水泥，逐步替 代传统水泥。
拓展应用领域
在建筑、道路、水利等领 域推广使用绿色水泥，促 进绿色建筑和绿色城市的 发展。
国际合作与交流
加强国际合作与交流，引 进国外先进的绿色水泥技 术和经验，推动我国绿色 水泥产业的快速发展。
通用水泥的物理性能包括密度、 细度、需水量、凝结时间、硬化 性能和耐久性等。
通用水泥主要包括硅酸盐水泥、 普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水 泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤 灰硅酸盐水泥等。
通用水泥的强度等级一般分为 42.5、42.5R、52.5、52.5R四个 等级，其中R表示早强型。
特种水泥
特种水泥是指具有特殊性能或特种用途的水泥，如快硬水泥、抗硫酸盐水 泥、膨胀水泥和油井水泥等。
THANKS
水泥可用于制造农业机械和农用设色化
随着环保意识的提高， 未来水泥行业将更加注 重环保和节能，推广低 碳、环保的生产技术和 设备，减少对环境的负
面影响。
智能化
利用信息技术和自动化 技术，实现水泥生产的 智能化和自动化，提高 生产效率和产品质量。
高性能化
无机非金属材料工学(水泥)
$number {01}
目 录
• 无机非金属材料概述 • 水泥的种类与特性 • 水泥的生产与应用 • 水泥的工程性质与检测 • 水泥的环保与可持续发展
01
无机非金属材料概述
定义与分类
定义
无机非金属材料是以无机非金属矿物 或含无机非金属元素的矿物为原料， 经人工制备而成的无机固体材料。
电子行业
02
无机非金属材料在电子行业中具有重要应用， 如电子陶瓷、功能玻璃等，用于制造电子元件
无机非金属材料工艺学
无机非金属材料工艺学传统的无机非金属材料工艺学包罗那几个局部？水泥工艺学玻璃工艺学陶瓷工艺学现代的无机非金属材料工艺学包罗那几个局部？水泥工艺学玻璃工艺学陶瓷工艺学耐火材料工艺学无机复合材料工艺学无机非金属材料工艺学需要预先学习的课程根底课：物理化学专业根底课：硅酸盐物理化学为什么要学习无机非金属材料工艺学？开阔视野，提高阐发问题，解决问题的能力。
1绪论1.1 材料及无机非金属材料的定义与分类材料的定义与分类定义：能够用以加工有用物质的物质。
无机非金属材料的定义与分类无机非金属材料：是除金属材料和有机高分子材料之外的所有材料的总称。
无机非金属材料的特性1、与金属材料和有机高分子材料的区别〔a〕化学组成：〔1〕无机非金属材料：氧化物、碳化物、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〔如氮化物Si3N4、碳化物SiC、氮化硼BN〕等。
〔2〕金属材料：一般为固体单质材料〔除水银外〕。
〔3〕有机高分子材料：碳、氢、氧、氮、氯等元素组成的化合物。
〔b〕化学键组成：〔1〕无机非金属材料：主要为离子键〔如NaCl〕或离子-共价键〔如SiO2离子键和共价键各占50%〕。
碳材料是例外，如金刚石是共价键，石墨是共价键和金属键〔2〕金属材料：金属键〔3〕有机高分子材料：共价键2、无机非金属材料的特征〔1〕具有复杂的晶体布局〔2〕没有自由电子〔石墨除外〕〔3〕高硬度〔4〕较好的耐化学腐蚀能力〔5〕绝大大都是绝缘体〔6〕制成薄膜时大多是透明的〔7〕一般具有低导热性〔8〕大大都情况下变形微小3、无机非金属材料的底子属性〔1〕高熔点、高硬度、高抗压〔2〕耐腐蚀、耐磨损〔3〕良好的抗氧化性、隔热性〔4〕优良的介电、压电、光学、磁学性能及功能转换特性〔5〕抗拉强度低、韧性差无机非金属材料出产过程的共性与个性1、原料共性：都是以铝硅酸盐〔粘土、长石等〕、硅质、石灰质、铝质原料为主。
个性：化学组成不同2、原料的破碎共性：绝大大都原料都需要破碎为什么绝大大都原料都需要破碎？因为为什么绝大大都原料都是质地坚硬的大块状物料，为了均化、烘干、配料等工艺过程的需要。
无机非金属材料工学(玻璃)
玻璃的成形与加工
成形
成形是将熔制好的玻璃液倒入模具中，冷却后形成各种形状的玻璃制品。
加工
加工是对成形的玻璃制品进行切割、磨削、钻孔、抛光等处理，以满足不同需 求和应用。
玻璃的热处理与退火
热处理
热处理是为了调整玻璃的物理和化学 性质，通过改变温度和时间来达到所 需的性能要求。
折射率
玻璃的折射率取决于其化学组成和制造工 艺。
反射性与吸收性
色散
玻璃具有较高的反射性和较低的吸收性。
玻璃具有较大的色散，导致不同波长的光 折射率不同。
玻璃的化学稳定性
01
耐酸性
玻璃能抵抗大多数酸的作用，但对 氢氟酸等强酸敏感。
抗氧化性
玻璃的抗氧化性能取决于其制造工 艺和化学组成。
03
02
耐碱性
玻璃对碱的抵抗能力较弱，易被碱 腐蚀。
苏打灰是玻璃生产中的重要原 料，主要成分为碳酸钠，用于 调整玻璃的化学组成和熔化温 度。
石灰石
石灰石是玻璃生产中的重要原 料，主要成分为碳酸钙，用于 调整玻璃的粘度、折射率和化 学稳定性。
碎玻璃
碎玻璃是回收利用的废旧玻璃 ，可降低生产成本，同时减少
对环境的污染。
玻璃的熔制与澄清
熔制
熔制是将各种原料在高温下熔化成均 匀的玻璃液，熔制过程中需要控制温 度、气氛和时间等参数。
无机非金属材料工学( 玻璃)
contents
目录
• 玻璃的概述 • 玻璃的生产工艺 • 玻璃的性能与应用 • 新型玻璃材料的发展 • 玻璃工业的环境保护与可持续发展
01
玻璃的概述
玻璃的定义与特性
玻璃的定义
无机非金属材料工艺学
无机非金属材料工艺学无机非金属材料工艺学是研究无机非金属材料的制备和加工工艺的科学。
无机非金属材料广泛应用于建筑材料、陶瓷材料、电子材料、光学材料、高温耐火材料等众多领域。
无机非金属材料工艺学的研究内容主要包括原材料的选择与处理、材料的合成与制备、材料的成型加工以及材料的性能测试与评价等方面。
在无机非金属材料工艺学中，原材料的选择与处理是非常重要的一步。
不同的原材料对最终材料的性能和用途有着重要的影响。
因此，在工艺学中，需要对原材料进行严格的筛选和处理，以确保最终的材料质量。
材料的合成与制备是无机非金属材料工艺学的核心内容之一。
根据不同的材料需求，工艺学家会通过化学合成、熔融法、溶胶凝胶法等不同的方法，制备出所需的材料。
在制备过程中，还需要关注反应条件、反应时间、添加剂的选择等因素，以确保材料的纯度和性能。
材料的成型加工是无机非金属材料工艺学的另一个重要内容。
成型加工可以根据材料的特性和用途，将材料加工成各种形状、尺寸和结构。
常见的成型加工方法包括压制、注塑、挤出、拉伸等。
在成型过程中，需要关注加工条件、模具设计、操作技术等因素，以保证加工后材料的性能和质量。
最后，材料的性能测试与评价是无机非金属材料工艺学中的关键环节。
通过各种测试方法，可以评估材料的物理、化学、力学和热学性能，以判断材料是否符合设计要求和使用环境。
常见的性能测试包括硬度测试、密度测定、热膨胀系数测量等。
无机非金属材料工艺学的研究成果，不仅可以推动无机非金属材料的发展和应用，提高材料的性能和质量，还可以为相关领域的工程技术提供有力的支持和指导。
未来，随着材料科学和工艺技术的进一步发展，无机非金属材料工艺学将继续发挥重要作用，为各行各业的发展做出贡献。
无机非金属材料工艺学是一门综合性科学，它涉及了材料科学、化学、物理、工程学等多个学科的知识，目的是通过合理的工艺和加工方法，提高无机非金属材料的性能和降低生产成本，从而推动材料技术的进步。
(完整版)无机非金属材料10.1
该窑依山倾斜建筑,结构简单,似龙形，故 称龙窑。
该窑依山倾斜建筑。一般分成8-10间，成 阶梯状，故称阶级窑。
1-拱顶； 2-拱脚； 3-拱脚梁； 4-立柱； 5-拉杆； 6-检查坑；
R-拱半径； B-跨度 ； -拱心角； s-拱厚；
f-拱高
玻璃工业
十七世纪以来由于工业纯碱的使用导致各 种日用玻璃和技术玻璃迅速进入全社会。
机制平板玻璃自20世纪问世以来，有诸多 的生产方法，如：有槽法、无槽法、平拉 法、对辊法等，总称为传统工艺。1957年， 英国人发明了浮法工艺（PB法），逐步取 代了平板玻璃的传统工艺，成为生产平板 玻璃最先进的工艺方法。
无机非金属材料
□
绪论
一.无机非金属材料定义与分类
1.定义 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、硼酸盐等物质组 成的材料。是除有机高分子材料和金属材料 以外的所有材料的统称。
2.分类
普通的（传统的）和先进的（新型的）两 大类。
原料称量W、粉料均化H。
无机非金属材料生产的工艺流程简写为：
玻璃
C-R-B(G、W、H)M-F-P
传统陶瓷、耐火材料 C-R-B(G、W、HS-P
水泥
C-R-B(G、W、H)S-G-H
1. 胶凝材料类 （1）水泥：粉磨-煅烧-粉磨 （2）石灰：煅烧 （3）半水石膏：粉磨-煅烧 （4）碳化硅磨料：粉磨-煅烧-粉磨 2. 玻璃、玻璃纤维、铸石、人工晶体类 （1）玻璃：粉碎-熔化-成型 （2）玻璃纤维：粉碎-熔化-成型 （3）铸石：粉碎-熔化-成型-晶化
（1）传统无机非金属材料
无机非金属材料资料 (2)
烧成
表面处理
对无机非金属材料的表面进行涂层、 镀膜或涂覆等处理，以提高其耐腐蚀 性、耐磨性和装饰性。
在高温下对坯体或部件进行烧结或熔 融，以实现材料的致密化和稳定性。
性能优化
成分优化
通过调整原料成分和制备工艺参数，优化无机非金属材料的物理、化学和机械性 能。
复合增强
将两种或多种无机非金属材料进行复合，实现优势互补和性能增强，如陶瓷基复 合材料、玻璃纤维增强复合材料等。
废弃物资源化利用
对无机非金属材料的废弃物进行资源化利用，减少对环境的负担，实现可持续发展。
市场与应用领域的拓展
新能源领域
随着新能源产业的快速发展，无机非金属材料在太阳能电池、风力发电机叶片等领域的 应用逐渐增多。
生物医学领域
无机非金属材料在生物医学领域的应用逐渐拓展，如生物陶瓷、生物玻璃等在牙齿种植、 骨修复等领域的应用。
制备方法
固相法
通过高温或化学反应将原料转化为无机非金属材料，如烧结、熔 融、水热合成等。
气相法
利用化学反应或物理过程将气体物质转化为无机非金属材料，如化 学气相沉积、物理气相沉积等。
液相法
利用溶胶-凝胶法、沉淀法等方法将液体物质转化为无机非金属材 料。
加工工艺
成型
将制备好的无机非金属材料加工成所 需形状和尺寸的坯体或部件，如压制 成型、注射成型、挤压成型等。
抗蠕变性
某些无机非金属材料在高温下仍能保持较 好的稳定性，不易变形，这使得它们在高 温环境下具有较好的应用前景。
热学性能
良好的隔热性能 耐高温性能 热膨胀性 抗热震性
无机非金属材料的热导率较低，具有良好的隔热性能，可用于 制作保温材料。
许多无机非金属材料能够承受高温，如耐火材料、陶瓷等，可 以在高温环境下保持其结构和性能的稳定性。
【大学】无机非金属材料成型工艺
泥浆中的水沿着毛细管排出后被吸入石膏模毛 细管内。可以认为毛细管力是泥浆脱水过程的 推动力。
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2、化学凝聚过程 泥浆与石膏接触时，在其接触表面上溶有一
定数量的CaSO4，它与泥浆中的Na-粘土和水 玻璃发生离子交换反应，使得靠近石膏模表面 的一层Na-粘土变成Ca-粘土，泥浆由悬浮状态 转变为聚沉。石膏起到絮凝剂的作用，促进泥 浆絮凝硬化，缩短了成坯时间。 Na-粘土+CaSO4+Na2SiO3
粒度分布是指不同大小颗粒所占的百分比。
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（2）粉料的流动性 当粉料堆积到一定高度后，会向四周流动，始 终保持为圆锥体且自然安息角α保持不变的性质。
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（3）粉料的含水率 粉料的含水率可直接影响压制成型时的性能。 适当 均匀
（4）粉料的拱桥效应 粉料自由堆积的孔隙率往往比理论计算值大得 多。这是因为实际粉料不是球形，加上表面粗 糙，结果颗粒相互交错咬合，形成拱桥形空间， 增大孔隙率，这种现象称为拱桥效应。
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等静压成型示意图
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6.5 玻璃熔体成型
一、概述 ➢ 玻璃的成型是指从熔融的玻璃液转变为具有固
定几何形状的制品的过程。 ➢ 成型方法有吹制法(空心玻璃制品)、压制法(某
些容器玻璃)、压延法(压花玻璃)、浮法(平板玻 璃)、拉制法(平板玻璃)等。
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二、日用玻璃的成型 1、人工成型
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2、车坯成型 车坯成型，是在车床上将挤压成型的泥段再加工 成外形复杂的柱状制品。
➢ 干车，泥段含水6％—11％。干车坯体尺寸精确， 但粉尘大，效率低，刀具磨损大，已逐渐由湿车 替代。
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第一章问答题1.什么是无机非金属材料？如何分类？（答案提示）答：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，磷酸盐，硼酸盐等物质组成的材料，是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。
无机非金属材料品种和名目极其繁多，用途各异。
因此，还没有一个统一而完善的分类方法。
通常把它分为普通的（传统的）和先进的（新型的）无机非金属两大类。
其中传统可分为：水泥，陶瓷，耐火材料，玻璃，搪瓷磨料等，而新型的有：先进陶瓷，非晶态材料，人工晶体，无机涂层，无机纤维等。
2.试简述无机非金属材料生产过程的共性与个性。
（答案提示）答: 无机非金属材料的特性：①耐高温；②化学稳定性高；③高强度、高硬度；④电绝缘性好；⑤韧性差。
共性：1，原料：水泥、玻璃、砖瓦、陶瓷、耐火材料的原料大多来自储量丰富的非金属矿物2，粉料的制备与运输：因原料大多来自天然的硬质矿物，必须进行矿物的破粉碎。
粉体颗粒的大小、级配、形状及其均匀性往往直接影响产品的质量和产量。
3，高温加热（热处理）由于无机非金属材料工业所用原料的稳定性和耐高温性，要使它们相互反应生成新的高度稳定的物质或使其形成熔融体，必须要在较高的温度下进行（一般都在1000C以上），4，成形由粉体变成产品都有一个成形过程。
5，干燥由于有些天然原料如粘土、砂等常含有水分而不好加工，需要烘干。
各种浆体都要脱水烘干，成形后的制品必须经过于燥，才能进入烧成。
个性：粉体的制备过程以 P来表示，热处理过程用 H来表示，成形以F来表示（一）胶凝材料类这类产品首先要经过热处理，合成能水化的矿物，然后磨成细粉，最后成形。
因此，它的生产过程组合应是H－P－F。
（二）玻璃、玻璃纤维、铸石、入工晶体类玻璃，它是利用硅酸盐高粘度的熔融体急冷而成。
因此它是属P－H-—F系列。
铸石是在玻璃工艺的基础上，再加一晶化过程，可写成P－H－F－H。
（三）砖瓦、陶瓷、耐火材料类砖瓦、陶瓷，耐火材料的工艺过程的组合应为P－F－H。
第二章一．名词解释1.燃料的低位热值：（答案提示）答：指燃料完全燃烧后，其燃烧产物中的水蒸气仍为气态时所放出的热量。
二．填空题1.高岭石的理论化学分子式__________，叶腊石的分子式_________。
（答案提示）Al2O3.2SiO2.2H2O Al2O3.4SiO2.H2O2.钾长石的化学组成是______，钙长石的化学组成_______（答案提示）K2O.Al2O3.6SiO2 Cao.Al2O3.2SiO23.燃料的发热量有高位发热量和低位发热量之分，高位发热量是指________________________________________ ；低位发热量是指_________________________________________________（答案提示）答：燃料完全燃烧且产物中的水蒸气全部冷凝为水时所放出的热量燃料完全燃烧后，其燃烧产物中的水蒸气仍为气态时所放出的热量。
4.煤的标准发热量（低位发热量，收到基）为______________________ 。
（答案提示）7000kcal/kg或29270kJ/kg5.按照粘土的主要矿物类型可将其分为________ 、_______和_________ （答案提示）高岭石类粘土伊利石类粘土蒙脱石类粘土6.由于粘土形成的复杂性，一般粘土都为_____________________，既无固定熔点又无固定的化学组成。
（答案提示）多种矿物的混合物7.煤中的硫可以三种形式存在，_________,___________,___________.（答案提示）有机硫硫化物硫硫酸盐硫8.煤中不可燃的氢是_________，不可燃的硫是____________。
（答案提示）化合氢硫酸盐中的硫三．问答题1.什么是无机非金属材料？如何分类？（答案提示）2.粘土类原料如何分类？（答案提示）3.粘土的主要化学成分和矿物组成是什么？（答案提示）4.什么是粘土的可塑性，离子交换性，触变性，膨化性，耐火度和烧结范围？（答案提示）5.石英类原料主要有哪些种类？有何品质要求？（答案提示）6.石英有哪几种晶型转变和体积变化？（答案提示）7.长石的种类和作用是什么？（答案提示）8.什么是燃料发热量？高位发热量和低位发热量的主要区别是什么？什么是标准燃料？其热值是多少？（答案提示）答：燃料发热量：燃料第三章一、名词解释1.破碎的定义：（答案提示）破碎是对块状固体物料施用机械方法．使之克服内聚力，分裂为若干碎块的作业过程。
2.破碎比：（答案提示）是原料和破碎产品的粒度之比,表征破碎作业前后粒度的变化程度，亦能概略反映破碎机械的作业情况。
3.粒度：（答案提示）表征粉体颗粒所占空间范围的几何尺度，是颗粒物料的基本性质之一。
4.分级：（答案提示）是对由不同粒径的颗粒构成的松散物料，按粒度大小进行分选的一种单元操作。
5.牛顿分级效率：（答案提示）当分级设备将粉状物料分为粗、细两个组分时，可以用牛顿分级效率表示和评价设备的工作效率。
其定义式为：ηn = 粗组分中实有粗粒量/原料中实有细粒量+ 细组分中实有细粒量/原料中实有粗粒量—1；如定义F为原料量；A为粗组分量，B为细组分量；a、b、c分别为原料、粗组分、细组分中的粗粒比率，则上式可表示为：ηn=Ab/Fa+B(1—c)/F(1—a)—1=ηA+ηB—16.筛分：（答案提示）是一种应用较广泛的分级作业，将散状颗粒物料置于具有一定尺寸筛孔的筛面上，通过筛面和物料间的相对运动，即可使物料以筛孔尺寸为标准划分为筛上料和筛下料。
7.选粉机的循环负荷率:（答案提示）在闭路系统中,分级机(选粉机)的回料量与成品量之比,以百分数计称为循环负荷率。
二、填空题1.破碎方法有_______,_______,________,__________,________五种。
（答案提示）挤压壁裂折断磨剥冲击2.超微粉合成方法有：_____________,__________________,_______________,_______________,____ ___________,_____________,_____________。
（答案提示）化学反应法冷冻干燥法喷雾干燥法生成沉淀法蒸发凝聚法气相反应法激光合成法3.颚式破碎机主要破碎工艺部件有_______和_______ ;其运动方式和传动结构有三种类型：________,_________,_________________。
（答案提示）答：动颚定颚简摆式复摆式综合摆动式4.在闭路粉磨系统中，系统的循环负荷是指__________________与_______________ 之比。
（答案提示）分级机的回料量T 分级机的成品量Q5.破碎作业中，系统的总破碎比是_______________________________。
（答案提示）由系统各级破碎设备破碎比连乘积求得6.粉磨作业中，原料粒度一般在_________，而产品料度通常在_________，最细可至_________。
（答案提示）10-20mm 几十微米 2到3微米7.球磨粉磨时的粉碎比可达_______，但其有效粉磨功仅为_____左右。
（答案提示）300以上 2%8.流能分级设备的主要分级机理是利用颗粒的________________和__________________进行分级的。
（答案提示）重力沉降作用离心沉降作用三、问答题1.破碎机械分为哪两大类？相应的施力方式和应用特性是什么？（答案提示）答：按照施力方式主要分为挤压式和冲击式两大类。
挤压式破碎机包括颚式、旋回、圆锥、辊式和辊压机等类型，这些破碎机在破碎物料过程中，主要通过固定面和活动面对物料的相互挤压力，并可能兼施剪切力而实现粉碎。
冲击式破碎机主要指锤式破碎机和反击式破碎机。
其特点是利用高速旋转体上的锤子或冲击板来击碎物料，同时兼施剪切力和磨剥作用力。
冲击式破碎机具有很大的破碎比，一般用来中细碎大块中硬或软质物料。
2.按照工作速度，粉磨机械分为哪两大类？相应包括哪些粉磨设备？（答案提示）答：按粉磨机械的工作速度，分为慢速磨和快速磨两大类，前者包括各类球磨机、砾磨机和自磨机等，后者包括辊式磨，振动磨，行星磨，搅拌磨，冲击磨和气流磨等。
3.影响磨机产量主要因素有哪些？（答案提示）答：1 入磨物料的性质主要表现为粒度、易磨性、温度和水分四个方面①入磨物料粒度大，则研磨体的尺寸也要相应增大，而研磨体个数减少削弱了粉磨效果，从而降低了产量，增加了电耗。
②易磨性是表征物料粉磨难易程度的物理参数，易磨性好产量高，反之则产量低。
③入磨物料的温度如高于常温，则有多余热量带入磨内，致使磨内温度升高，物料易磨性下降。
温度越高则此现象越严重。
④入磨物料水分应适中。
水分过大易使细颗粒粘在研磨体和衬板上，形成“物料垫”，水分过少则影响磨内散热，易产生“窜磨”跑粗现象。
适宜的物料水分为l％～15％。
2助磨剂在粉磨过程中添加少量助磨剂，可以消除细粉粘附和聚集现象，提高粉磨效率，降低电耗，提高产量。
3．粉磨产品细度产品要求越细，则磨机产量越低。
4．设备和流程设备规格越大产量越高，此外，设备内部结构配置，如各仓长度、衬板、隔仓板的形式等均对粉磨过程有影响。
流程则以闭路流程为佳。
5研磨体研磨体的形状、大小、装填量、级配以及补充等对磨机产量有明显的影响。
6干法磨机通风良好的磨内通风可冷却磨内物料，改善易磨性，排除水蒸气，增加极细物料的流速，使之及时卸出磨机。
7干法磨水冷却主要是磨内雾化喷水，可有效带出磨内热量，消除静电凝聚，有利于提高产量。
8磨机的操作喂料量适当且均衡稳定是提高产量的重要措施。
第四章一、名词解释1.混合：（答案提示）两种或两种以上的粉体在干燥状态或加入微量液体的状态进行搅拌使之均匀分布的操作。
2.混合度：（答案提示）混合物的均匀程度称为混合度，它是分散程度的指标。
二、填空题1.混合机的类型分为三大类:即___________、_______________和______________。
（答案提示）间歇式混合机气力混合机连续混合机2.混合机理有以下三种：__________ ，___________，____________ 。
（答案提示）对流混合(或移动混合) 扩散混合剪切混合3.气力输送装置的主要类型有__________,____________,__________________。
（答案提示）吸送式压送式混合式三、问答题1.混合的基本原理及影响混合过程的主要因素？（答案提示）答：混合机理有以下三种：(1)对流混合(或移动混合) 团块从物料中的一处散批地移动到另一处，类似于流体中的骚动。