无机非金属材料工艺学
无机非金属材料制备方法
无机非金属材料制备方法
无机非金属材料的制备方法主要有以下几种：
1. 熔融法：将原料在高温下熔化，然后冷却固化成所需的形状。
熔融法可以用于制备玻璃、陶瓷等材料。
2. 溶胶-凝胶法：将溶解物溶解在溶剂中，形成胶体溶液，然
后通过水解、缩胶等过程使溶胶转变为凝胶固体。
溶胶-凝胶
法可以用于制备氧化铝、二氧化硅等材料。
3. 沉淀法：通过化学反应，在溶液中生成沉淀物，然后通过过滤、干燥等工艺得到固体产物。
沉淀法可以用于制备氧化铁、碳酸钙等材料。
4. 真空蒸发法：将材料以固体的形态放置在真空容器中，通过蒸发材料并在衬底上凝结形成薄膜。
真空蒸发法可以用于制备金属氧化物薄膜、硅薄膜等材料。
5. 气相沉积法：将气态的反应物在高温下沉积在基底上形成薄膜。
气相沉积法可以用于制备碳纳米管、氮化硅薄膜等材料。
这些方法的选择取决于所需材料的特性和制备工艺的要求。
《无机非金属材料工学》思考题
《无机非金属材料工学》思考题绪论（2学时）一、基本概念1、无机非金属材料的定义2、无机非金属材料的分类二、判断题1、所有无机非金属材料都具有高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性。
（）2、日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷和搪瓷属于传统无机非金属材料，而化工陶瓷和电瓷属于新型无机非金属材料。
（）3、新型无机非金属材料和传统无机非金属材料划分的根本依据是二者的原料不同。
（）三、思考题第一篇生产过程原理概述（1学时）一、基本概念二、判断题1、无机非金属材料的大宗产品，如水泥、玻璃、砖瓦、陶瓷、耐火材料的原料大多来自储量丰富的天然非金属矿物，如石英砂、粘土、长石、氧化铝、氧化锆、石灰石、白云石、硅灰石和碳化硅等。
（）2、无机非金属材料的原料大多来自天然的矿物，一般是经过配料后进行各种热处理或成型、煅烧。
（）3、水泥的生产过程可以用P-H-P来表示；而水泥的使用，即混凝土的制备则是一个单独的成型过程P。
（）4、玻璃和铸石的生产过程可以表示为P-H-F。
（）三、思考题1、无机非金属材料生产过程的共性是指什么？2、水泥、陶瓷、玻璃和耐火材料的生产过程有什么异同？第一篇生产过程原理第一章原料（4学时）一、基本概念1、陶瓷原料标准化2、粘土3、粘土的可塑性、塑性指数和塑性指标4、粘土的离子交换性、离子交换容量5、触变性、厚化系数6、粘土的干燥收缩、烧成收缩、总收缩7、烧结温度、烧结范围8、膨化性、膨胀容二、判断题1、原料是材料生产的基础，其作用主要是为产品结构、组成及性能提供合适的化学成分和加工处理过程所需的各种工艺性能。
（）2、陶瓷工业中使用的原料品种繁多，可分为天然原料及化工原料，前者是天然岩石或矿物，后者是人工合成的物质。
（）3、影响陶瓷产品性能、质量的因素很多，归纳起来可以分为两类：一类是与原料质量有关的因素；另一类是与生产过程有关的因素。
前者是影响产品性能和质量的内因；后者是影响产品性能和质量的内因，是根本的因素。
《无机非金属材料工艺学》课程教学大纲
《无机非金属材料工艺学》课程教学大纲一、基本信息课程编号：01A32102课程名称：无机非金属材料工艺学英文名称：Inorganic Non-metalic Materials Technology课程类型: □通识必修课□通识核心课□通识选修课□学科基础课■专业基础课□专业必修课□专业选修课□实践环节总学时：80 讲课学时：80 实验学时：0学分：5适用对象：材料科学与工程专业本科生先修课程：专业导论、物理化学等课程课程负责人：王琦二、课程的性质与作用无机非金属材料工艺学课程是面向材料科学与工程专业学生所开设的一门主干专业基础课。
本课程的教学目的是培养学生掌握无机非金属材料性质、组成、结构、制备这四者之间的关系和规律，为学生进一步学习专业方向课程打下坚实的基础。
通过课程的学习，使学生全面系统地掌握无机非金属材料的基本概念、基本理论、组成设计与制备原理、生产过程及其共性与个性、结构与性能，系统构建无机非金属材料工艺学知识体系，使学生具备材料设计、改进材料性能、开发新材料及新工艺的能力，培养高素质高级应用型专门人才奠定基础。
三、教学目标课程目标与相关毕业要求指标点的对应关系四、教学内容及要求第一章 绪论 [教学目的与要求] 掌握无机非金属材料的定义与分类、典型无机非金属材料的定义与分类掌握其生产过程的共性与个性。
[教学重点与难点] 水泥、陶瓷与玻璃的特性。
[授 课 方 法] 多媒体教学。
[授 课 内 容]第一节材料及无机非金属材料的定义与分类第二节典型无机非金属材料简介第三节无机非金属材料现状及发展趋势第四节无机非金属材料在人类生活中的地位与作用第五节无机非金属材料工艺学的研究内容第六节典型无机非金属材料工艺简介第二章 无机非金属材料工艺原理 [教学目的与要求] 掌握原料及其预处理，典型无机非金属材料的组成与配料计算，配合料的制备与加工，干燥，煅烧、烧成与熔化，冷却。
[教学重点与难点] 组成与配料计算，热加工工艺[授 课 方 法] 多媒体教学[授 课 内 容]第一节 原料及其预处理建议学时： 8第二节 无机非金属材料的组成及配料计算建议学时：12第三节 配合料的制备与加工建议学时：10第四节 煅烧、烧成与熔化建议学时：20第五节 冷却建议学时： 1第六节 制品加工建议学时： 9第三章 无机非金属材料的物化性能 [教学目的与要求] 掌握硅酸盐水泥、陶瓷和玻璃的物化性能。
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。
无机非金属材料工艺学考试
无机非金属材料工艺学考试————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：工艺学一、名词解释1.澄清剂：凡在玻璃熔制过程中能分解产生气体，或能降低玻璃黏度，促进排除玻璃液中气泡的物质称为澄清剂。
（作用：排除气泡。
）2.烧成：通常是指将初步密集定形的粉块(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，如砖瓦、陶瓷、耐火材料等。
3.玻璃形成体：能单独形成玻璃，在玻璃中能形成各自特有的网络体系的氧化物，称为玻璃的网络形成体。
4.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，称之为中间体.5.玻璃调整体：凡不能单独生成玻璃，一般不进入网络而是处于网络之外的氧化物，称为玻璃的网络外体。
它们往往起调整玻璃一些性质的作用。
6.凝结时间：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，这个过程所需要的时间称凝结时间。
7.坯、釉适应性：坯、釉适应性是指熔融性能良好的釉熔体，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。
8.玻璃熔化：玻璃配合料经过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。
9.IM：铝率又称铁率，其数学表达式为： IM = Al2O3/Fe2O3 铝率表示熟料中氧化铝与氧化铁含量的质量比，也表示熟料熔剂矿物中铝酸三钙与铁铝酸四钙的比例。
10.SM：硅率，又称为硅酸率，其数学表达式是：SM=SiO2/(Al2O3+Fe2O3) 硅率是表示熟料中氧化硅含量与氧化铝、氧化铁之和的质量比，也表示了熟料中硅酸盐矿物与溶剂矿物的比例。
11.石灰饱和系数KH：是熟料中全部氧化硅生成硅酸钙(C3S十 C2S)所需的氧化钙量与全部二氧化硅理论上全部生成硅酸三钙所需的氧化钙含量的比值。
12.萤石含率：萤石含率指由萤石引入的CaF2 量与原料总量之比，即：萤石含率=萤石含量×CaF2含量/原料总量×100％13.水泥硬化：凝结过后，水泥浆产生明显的强度并逐渐发展成为坚硬的固体，这一过程称为水泥的硬化。
济南大学813无机非金属材料工艺学2021年考研专业课初试大纲
813 无机非金属材料工艺学一、考试要求①闭卷笔试，可以携带无存储功能的计算器等相关考试工具；②满分为150分，考试时间为3小时。
二、考试内容第一章：绪论[学习要求] 了解无机非金属材料的作用与发展趋势，掌握无机非金属材料的定义、基本特性与研究内容，熟练掌握水泥、陶瓷与玻璃的定义、分类与特性。
[考试内容]第一节材料及无机非金属材料的定义与分类第二节典型无机非金属材料简介第三节无机非金属材料现状及发展趋势第四节无机非金属材料在人类生活中的地位与作用第五节无机非金属材料工艺学的研究内容第六节典型无机非金属材料工艺简介第二章：无机非金属材料工艺原理[学习要求] 熟练掌握钙质原料、石英类原料、粘土类原料、长石类原料的组成、分类及在典型无机非金属材料生产过程中的作用，掌握其他原料的种类及作用；掌握原料及其预处理方法；熟练掌握典型无机非金属材料的组成，并能运用数学计算进行原燃料的配料计算；掌握陶瓷坯料的制备与加工；掌握干燥方法与原理；熟练掌握煅烧、烧成与熔化的定义及过程；掌握水玻陶的冷却方式及原理。
[考试内容]第一节原料、燃料及预处理第二节无机非金属材料的组成及配料计算第三节配合料的制备与加工第四节煅烧、烧成与熔化第五节冷却第六节制品加工第三章：无机非金属材料的物化性能[学习要求] 熟练掌握硅酸盐水泥的水化过程及物化性能；掌握陶瓷的物理性能，了解陶瓷增韧原理；掌握玻璃的基本物化性质。
[考试内容]第一节硅酸盐水泥的物化性能第二节陶瓷的物理性能第三节玻璃的物理化学性质第四章：其他胶凝材料和新材料[学习要求] 了解石灰、石膏等其他胶凝材料，了解复合材料工艺及新材料。
[考试内容]第一节其它胶凝材料第二节复合材料工艺第三节发展中的新材料三、参考书目《无机非金属材料工艺学》，王琦主编，中国建材工业出版社，2005.。
无机非金属材料工学 成型
六、触变性与反触变性
定义：粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，粘度会降低 而流动性增加静置后能恢复原来状态。反之，相同泥浆放置一段 时间后，在维持原有水分的情况下会增加粘度，出现变稠和固化 现象，上述现象可重复无数次，统称为触变性。
触变环曲线 a－正触变环；b－负触变环
成型泥料要有一定的触变性，但不要太大。
第三节 浆料的成型
一、成型的工艺原理
多属于粘塑性体，其中液相是连续的（如水泥砂浆、混
凝土浆、陶瓷泥浆、耐火材料浇注料等）。
成型基本过程： 流动→充满模型→具有模型的形状→脱水或水化→坯体 →脱模→干燥或水化→完全的固体（弹性体）。 控制浆体的流动度
触变性是指在剪切应力保持一定时，表观粘度将随着剪切应 力作用时间的持续而减小，剪切应变速率将不断增加的性质。或 者，当剪切应变速率保持不变时，剪切应力将逐渐下降。具有这 种性质的材料称为正触变材料。 反触变性：表观粘度随着应力作用的时间而增加。
触变性的大小可用触变环的大小和方向来表示：逆时针走向 的是正触变，顺时针走向的代表反触变。
Na－粘土＋CaSO4＋Na2SiO4 Ca—粘土＋CaSiO3＋Na2SO4
使得靠近石膏模表面的一层Na-粘土变为Ca-粘土，泥浆由悬 浮状态转为聚沉。石膏起着絮凝剂的作用，促进泥浆絮凝硬化， 颗粒成棚架结构，有利于排水，减少泥坯的阻力，缩短成坯时 间。
3．成型速度 成型速度可由阿德柯克推导出来的吸浆速度公式来计算： 吸浆速率： 将上式移项积分得：
(2)压力注浆可以减少坯体的干燥收缩 常压下注浆时，与坯体表面平行方向上的干燥收缩约 为3％，与坯体表面垂直方向上的干燥收缩为2％。在7MPa 压力注浆时，上述二方向上的收缩分别减小至0.8％及0.3 ％。 (3)压力注浆可降低坯体脱模后留存的水分 常压注浆时，坯体平均留存水分约19.5％，在7MPa压 力下成型的坯体只含17％水分。
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)
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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。
【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。
无机非金属材料工艺标准学试题
工艺学一、名词解释1.澄清剂：凡在玻璃熔制过程中能分解产生气体，或能降低玻璃黏度，促进排除玻璃液中气泡的物质称为澄清剂。
（作用：排除气泡。
）2.烧成：通常是指将初步密集定形的粉块(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，如砖瓦、陶瓷、耐火材料等。
3.玻璃形成体：能单独形成玻璃，在玻璃中能形成各自特有的网络体系的氧化物，称为玻璃的网络形成体。
4.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，称之为中间体.5.玻璃调整体：凡不能单独生成玻璃，一般不进入网络而是处于网络之外的氧化物，称为玻璃的网络外体。
它们往往起调整玻璃一些性质的作用。
6.凝结时间：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，这个过程所需要的时间称凝结时间。
7.坯、釉适应性：坯、釉适应性是指熔融性能良好的釉熔体，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。
8.玻璃熔化：玻璃配合料经过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。
9.IM：铝率又称铁率，其数学表达式为： IM = Al2O3/Fe2O3 铝率表示熟料中氧化铝与氧化铁含量的质量比，也表示熟料熔剂矿物中铝酸三钙与铁铝酸四钙的比例。
10.SM：硅率，又称为硅酸率，其数学表达式是：SM=SiO2/(Al2O3+Fe2O3) 硅率是表示熟料中氧化硅含量与氧化铝、氧化铁之和的质量比，也表示了熟料中硅酸盐矿物与溶剂矿物的比例。
11.石灰饱和系数KH：是熟料中全部氧化硅生成硅酸钙(C3S十 C2S)所需的氧化钙量与全部二氧化硅理论上全部生成硅酸三钙所需的氧化钙含量的比值。
12.萤石含率：萤石含率指由萤石引入的CaF2 量与原料总量之比，即：萤石含率=萤石含量×CaF2含量/原料总量×100％13.水泥硬化：凝结过后，水泥浆产生明显的强度并逐渐发展成为坚硬的固体，这一过程称为水泥的硬化。
无机非金属材料工程专业学什么
无机非金属材料工程专业学什么简介无机非金属材料工程专业是一门研究无机非金属材料的性质、制备、应用及相关工程技术的学科。
这门学科涵盖了多个领域，包括陶瓷材料、玻璃材料、耐火材料、复合材料等。
在现代科技发展中，无机非金属材料广泛应用于建筑、电子、能源、航空等领域。
学习无机非金属材料工程专业可以培养学生深入了解材料结构与性能、材料制备技术等方面的能力，并为相关行业提供专业技术人才。
学习内容无机非金属材料工程专业的学习内容主要包括以下方面：1.材料基础知识：学生需要掌握无机非金属材料的基本概念、分类以及物理、化学、力学等方面的基础知识。
2.材料结构与性能：学生需要深入了解无机非金属材料的晶体结构、非晶体结构以及其与材料性能之间的关系。
3.材料制备技术：学生需要学习无机非金属材料的各种制备技术，包括固相法、溶胶-凝胶法、浸渍法等。
4.材料表征与测试：学生需要学会使用各种材料表征与测试手段，如X射线衍射、扫描电镜等，来评估材料的结构和性能。
5.材料应用与工程设计：学生需要了解无机非金属材料在建筑、电子、能源等领域的应用，并具备相关工程设计能力。
就业前景无机非金属材料工程专业毕业生可以在以下领域找到就业机会：1.材料研发与制备：毕业生可以从事无机非金属材料的研发和制备工作，为相关行业提供新材料的技术支持。
2.材料表征与测试：毕业生可以从事材料表征与测试工作，负责评估材料的结构和性能，并提供相关数据支持。
3.材料应用与工程设计：毕业生可以从事材料应用和工程设计工作，参与建筑、电子、能源等领域项目的材料选择和设计。
4.技术销售与咨询：毕业生可以从事材料技术销售和咨询工作，为企业和客户提供相关材料的技术支持和解决方案。
总结无机非金属材料工程专业学生需要学习材料基础知识、材料结构与性能、材料制备技术、材料表征与测试以及材料应用与工程设计等方面的知识。
毕业后，他们可以在材料研发、制备、应用及相关技术咨询等领域找到就业机会。
无机非金属材料工艺学课程的教学与改革探讨
无机非金属材料工艺学课程的教学与改革探讨摘要:探讨我材料物理系对专业课程《无机材料工艺学》的教学模式改革的方式和方法,通过对课程教学内容精心设计,提高学生的积极性,注重课程之间的横向联系,培养学生的逻辑思维能力,通过课外调研题的布置,培养学生的创造性思维,再结合学生自出考题,学生自评成绩的这一全新的考查方式,使得无机材料工艺学这一课程取得了较好的教学效果。
关键词:自出考题自评成绩师生互动教学效果无机非金属材料工艺学课程是南京信息工程大学材料物理专业学生的专业基础课程,针对我校建设应用型人才的培养目标,该课程具有专业特点的主干专业基础课,无机非金属材料工艺学课程对传统三大工艺学(水泥工艺学、玻璃工艺学、陶瓷工艺学)进行了优化整合,从多方面阐述了无机非金属材料工艺学中的基本概念、基本理论以及基本工艺过程等规律。
该课程目的是使学生通过本课程的学习,掌握无机非金属材料的制备原理、生产工艺过程中的共性及特点、生产过程中的物理化学变化,并使学生对无机非金属材料(特别是水泥、陶瓷、玻璃材料)的性能、生产过程和应用有较全面的了解。
该课程注重对学生专业技能的培养,是一门综合性强、理论与实践相结合的课程[1～2]。
近几年来,作者对“无机材料工艺学”课教学方法进行了不断探索,在从事几年的无机材料工艺学课程的教学工作基础上,认识到教师若是在授课中只是一味的向学生灌输知识,而不注重与学生的互动,表面上教师教课效果很好,课堂学生的纪律性也很好,但学生在课程学习过程中注意力明显不足,对课程的知识点也了解很少,而临到考试学生往往采取突击的方式或者以老师划重点帮助复习的方式来通过考试,因此作者提出一改考试这种方法来单一检验课程的教学效果,而是提出在课堂上要注重改革教学内容,采用布置课外调研题的方式来提高学生学籍的积极性和思维能力,在考核方式上采用试卷、专题报告和答辩相结合的这一全新的考查方式,进一步开拓师生互动、大学生研究性学习和展示创造能力的更大空间[3]。
《无机非金属材料工艺学》课程的研究性教学
ＺＵＯ Ｃｈ ｅ ｎ ｇ —ｇ ａｎ ｇ ，ＸＩ ＡＯ Ａｎ—ｇ ｕ ｏ ，ＺＨＯＵ Ｓ ｈｉ—ｂ ｉ ａ ｏ 。
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ Ｏ ±ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｉ ｆ ｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｓ ｈ ｏ ｕ ｌ ｄ ｂ ｅ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｃ Ｎｏ ｎ—
第４ ２卷第 ４期
２ ０ １ ４年 ２月
广
州
化
工
Ｖｏ １ ＿ ４ ２ Ｎｏ ． ４ Ｆｅ ｂ ． ２０１ ４
Ｇｕ ａ ｎｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
《 无机非金属材料 工艺学 课程 的研 究性教学 术
左成钢 ，肖安 国 ，周诗彪 ，陈远道 ，李 琳 ，葛奇志
（ １湖 南文理 学院化 学化 工 学院 ，湖 南 常德 ４ １ ５ ０ ０ ０ ； ２湖 南文理 学 院芙 蓉学 院 ，湖南 常德 ４ １ ５ ０ ０ ０ ）
摘 要 ：在 《 无机非金属材料工艺学》课程的教学中，通过树立研究性教学观念、根据实际需要调整教学内容 、 灵活采用
教学方法 ，引入科学研究基本要素 ，积极开展研究性教学 ，同时加 强实践教学 以巩 固和扩 大研究性 教学效果 ，能够 提高学 生获取 知识 、创造知识 的能力 ，对培养 国家需要 的无机非金属材料专业 的创新 型人 才有着重要的现实意义。
ｍｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｉ ｃ Ｍ ａ ｔ ｅ ｉ ｒ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｔ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｉ ｄ ｅ ａ ，ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ｎ ｅ ｅ ｄ ｔ ｏ ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ｔ ｈ ｅ
无机非金属材料工艺学实验
无机非金属材料工艺学实验
无机非金属材料工艺学实验主要是针对无机非金属材料的制备过程进行理论和实验探究，了解无机非金属材料的物性和化学性质，提高学生的实验技能和科学思维能力。
实验一：硅酸盐水泥的制备及性能测试
硅酸盐水泥是一种广泛应用于建筑中的无机胶凝材料，本实验主要是学习硅酸盐水泥的制备过程以及测试其物理力学性能。
实验步骤：
1、将石灰石和粘土研磨成粉末，将其混合均匀，然后加入少量的氧化铁和氧化铝。
2、将混合好的原料和适量的水搅拌均匀，制成均匀的浆料。
3、将浆料倒入模具中，将其放置在室温下静置一段时间。
4、将硅酸盐水泥样品取出，进行干燥和烧结处理。
5、将制成的硅酸盐水泥样品进行物理力学性能测试，如压缩强度、抗拉强度等。
实验二：陶瓷材料的烧结实验
本实验主要是学习陶瓷材料的烧结过程，了解烧结对陶瓷材料物理性质的影响。
1、将陶瓷材料粉末制成颗粒状，然后进行压制成型，制成陶瓷坯体。
2、将陶瓷坯体放入烧结炉中，进行高温烧结处理。
3、进行陶瓷材料物理性能测试，如硬度、抗弯强度等。
实验三：合成氧化锆颗粒实验
氧化锆是一种高温、耐腐蚀的陶瓷材料，本实验主要是学习合成氧化锆颗粒的方法，了解氧化锆材料的化学性质。
1、将氯化锆和水混合，制成氯化锆溶液。
2、将氯化铵分别加入氯化锆溶液中，并进行搅拌均匀，将其转化为氧化锆颗粒。
3、将制得的氧化锆颗粒进行物理化学性质测试，如颗粒大小、比表面积、纯度等。
总结
通过以上实验，我们可以了解无机非金属材料的物理化学性质和制备过程，并且具备一定的实验技能和科学思维能力，可以为今后从事相关领域的工作奠定基础。
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2.水泥的定义与分类
通用水泥
专用水泥
特种水泥：快硬高强水泥
膨胀水泥
自应力水泥
水工水泥
油井水泥：特别注意在不同温度和压力情况下水泥的稠化时间的变化
装饰水泥
耐高温水泥
其它特种水泥：道路硅酸盐水泥、防辐射水泥、耐酸水泥、砌筑水泥、高效无声破碎剂等
合成与制备：是研究如何将原子、分子聚合起来并最终转变为有用产品的一系列连续过程，是提高材料质量、降低生产成本的关键，也是开发新材料、新器件的中心环节。
组成：是指构成材料物质的原子、分子、添加剂及其分布。
结构：是指组成原子、分子在不同层次上彼此结合的形式、状态和空间分布。
组成和结构是材料的基本表征。它们一方面是特定的合成与制备条件下的产物，另一方面又是决定材料性能与使用效能的内在因数。
特种陶瓷：包括结构陶瓷、功能陶瓷
2、陶瓷的基本性能与特点
（1）陶瓷的显微结构
由结晶相、气孔和玻璃相组成。
（2）陶瓷的基本性能
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，如抗氧化，耐高温、耐腐蚀
（2）利于成型
（3）利于热处理，节能
（4）产量高，产品性能好，且稳定
3、粉体的制备
陶瓷：一般采用湿法制备粉体
水泥：湿法和干法制备
玻璃：干法制备
4、成型
陶瓷成型：在高温热加工之前
玻璃成型：在高温热加工之后
水泥成型：在使用时
5、烘干
水泥：在粉体制备之前，粘土、混合材需要烘干
陶瓷：成型后的坯体必须烘干
6、高温热处理
无机非金属材料工艺学
合肥学院
HefeiUniversity
无机非金属材料工艺学
课程结
题目：无机非金属材料工艺学课程总结
年级:XXXXXXXXXX
学号:XXXXXXXXXXXX
姓名:XXXXXX
指导老师：田长安
2017年6月4日
无机非非金属材料工艺学课程总结
无机非金属材料科学与工艺：是一门研究材料组成、结构、合成与制备、使用效能四者之间的关系与规律的科学。
水泥：通过煅烧获得水泥熟料
玻璃：熔融获得均匀、透明、无缺陷的熔体
陶瓷：形成坚硬的烧结体
水泥
1.水泥的基本性质
水泥浆具有良好的可塑性、与其他材料混合后的混合物可拥有适当的和易性
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，可适当调整水泥的性质
（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
无机非金属材料生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：绝大多数原料都需要破碎
为什么绝大多数原料都需要破碎？
破碎后的好处：
（1）好均化、烘干、配料
2、无机非金属材料的特征
（1）具有复杂的晶体结构
（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）绝大多数是绝缘体
（6）制成薄膜时大多是透明的
（7）一般具有低导热性
（8）大多数情况下变形微小
3、无机非金属材料的基本属性
（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
产品应用
主要应用于军工、激光、冶金、光学仪器、舞台灯光等行业的高温窗口。
陶瓷
1、陶瓷的定义与分类
传统陶瓷定义：以无机非金属天然矿物或化工产品为原料，经过原料处理、成型、干燥、烧结等工序制成的产品。是陶器和瓷器的总称。
陶瓷的分类：
（1）按组成分类：
硅酸盐陶瓷
氧化物陶瓷
非氧化物陶瓷
（2）按性能分类：
普通陶瓷：包括日用陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷等
氧化物和非氧化物的混合玻璃：如BaF2-Al2O3-P2O5玻璃等。
（2）按用途分类
建筑玻璃
日用轻工玻璃
仪器玻璃
3）按性能分类
光学特性分：光敏玻璃、声光玻璃、光色玻璃、高折射玻璃、低色散玻璃、反射玻璃、半透过玻璃、透红外玻璃等等。
热学特性分：热敏玻璃、隔热玻璃、耐高温玻璃、低膨胀玻璃等
电学特性分：高绝缘玻璃、导电玻璃、半导体玻璃、高介电玻璃、超导玻璃等
力学特性分：高强玻璃、耐磨玻璃等
化学稳定性分：耐碱玻璃、耐酸玻璃等
4）按形态分类
泡沫玻璃
玻璃纤维
薄膜玻璃等
5）按颜色分类
无色玻璃
颜色玻璃
半透明玻璃
乳白色玻璃等
石英玻璃：其光学性能有独到之处，它既可以透过远紫外线，是所有紫外材料最优者，又可透过可见光和近红外光谱，热膨胀系数极小，化学稳定性好，气泡、条纹、均匀性、双折射有可与一般光学玻璃媲美，所以它是在各种恶劣场合下工作具有高稳定度光学系数的必不可少的光学材料。
注意：使用高效无声破碎剂一定要考虑温度的影响
玻璃
1、玻璃的特性
（1）玻璃的定义及基本特性
传统玻璃的定义：熔融物冷却、硬化而得到的非晶态固体
基本特性：（a）透明、坚硬，良好的耐蚀、耐热、电学和光学性质
（b）适用不同使用条件的要求
（c）易于制备各种形状制品或部件
2、玻璃的通性
1）各向同性
2）介稳性
3）无固定熔点
无机非金属材料工艺学的研究内容：了解材料的组成与结构及它们同合成与制备之间、性能与使用效能之间的内在联系。
材料
材料的定义：能够用以加工有用物质的物质。
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
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。
4）固态和熔融态间转化的渐变性和可逆性
5）性质随成分变化的连续性和渐变性
3、玻璃的分类
（1）按组成分类
元素玻璃：单一元素的原子构成的玻璃。有硫系玻璃、硒玻璃等。
氧化物玻璃：借助桥氧形成聚合结构的玻璃。
非氧化物玻璃：（a）卤化物玻璃（氟化物玻璃如BeF2）和氯化物玻璃（如ZnCl2）等。
（b）硫族化合物玻璃
（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。
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