传统无机非金属材料简介 ppt课件

2、CaO和MgO
引入CaO和MgO的原料 引入的CaO原料主要有白云石（CaCO3·MgCO3）、
石灰石和方解石、白垩(CaCO3)等； 由于需要引入MgO，所以，又以用白云石为主，
CaO不足部分用石灰石或方解石补充。
粒度的要求
过细的白云石颗粒会吸附在较大的硅质颗粒周围， 阻碍砂粒参与反应；
较粗的石灰石颗粒在硅酸盐反应初期不被初生相 所润湿，在1200℃以上则急速分解，CaO和 MgO能很快参加反应，使生成物的黏度迅速下 降，加之分解气体的搅拌作用，有利于玻璃的澄 清和均化；
二、常见硅酸盐材料的原料
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。
硅酸盐材料是无机非金属材料的主要分支之一。。
无机非金属材料的主角——硅
日加常见含硅产品
陶粒砂 莫来石 漂珠 云母 石英 沸石
常见硅酸盐材料 原料
传统硅酸盐材料通常以黏土、钾长石、钠长石、石英 为原料。
黏土矿物 高岭石：Al2O3.2SiO2.2H2O …… 钾长石 K2O·Al2O3·6SiO2 钠长石 Na2O·Al2O3·6SiO2 石英 SiO2
1、黏土
黏土是一类层状硅酸盐，层片由硅氧四面体和铝氧八 面体组成。
黏土分类
浮法玻璃生产中 原料粒度对质量影响
1、SiO2
引入SiO2的原料 主要有石英砂和砂岩，约占配合料总量的70%～
72%左右。
粒度要求
最合适的颗粒直径为0.106~0.5mm。 最合适的沙粒形状为棱角形，因为棱角形的面积大，
与助熔剂的接触机会多，在混合、运输过程中不易分 层。 硅质原料颗粒度的下降有利于玻璃的熔制； 但过细，除了飞料、易分层外，细粉会过早与配合料 中含钠、钙、镁的物质反应，生成密度大、黏度小的 初生熔体； 颗粒表面积增大，产生颗粒间的静电吸附效应，造成 配合料的团聚； 熔化过程中，反应速度快，发泡激烈，产生的微小气 泡部易排除，难于澄清。
玻璃
玻璃由二氧化硅和其他化学物质熔融在一起形成的 （主要生产原料为：纯碱、石灰石、石英）。有石英 玻璃、硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、氟化物玻璃、高温玻 璃、耐高压玻璃、防紫外线玻璃、防爆玻璃等。通常 指硅酸盐玻璃。
普通玻璃的化学组成是Na2O·CaO·6SiO2。
玻璃特性
玻璃是一种无规则结构的非晶态固体，具有：
钠长石特点（与钾长石比较） 1、在高温时对石英、粘土、莫来石的熔解快，
溶解度大。 2、熔融温度低，透明度好。 3、熔融温度范围较钾பைடு நூலகம்石窄，熔体高温粘度
较小，随温度的变化较快。
4、石英
由二氧化硅组成的矿物，化学式SiO2。纯净 的石英无色透明，因含各种杂质，颜色各异， 有以下异种：
水晶（rock crystal):无色透明 紫水晶（amethyst): 紫色透明或半透明，加
各向同性
无固定熔点
介稳性
玻璃是一种亚稳态固体材料。
渐变性可逆性
熔融状态
固体状态，没有新相产生。
浮法玻璃的制造过程示意图
玻璃中各成分的作用
玻璃的组成是指其化学成分组成，反映了构成玻璃的各 种氧化物的含量，通常用质量分数表示。
SiO2 ：硅砂，硅石粉 降低玻璃热膨胀系数，提高热稳定性、化学稳定性、软
化温度、硬性机械强度
Al2O3： 硅砂，白云石 降低玻璃的结晶倾向，提高玻璃的化学稳定性和热稳定
性、机械强度、硬度和折射率
Fe2O3： 硅砂，石灰石 属于杂质，少量可以引起玻璃着色
CaO： 石灰石，白云石 能增加的化学稳定性，在高温时能够降低玻璃的粘度， 有利于玻璃的澄清和融化，在温度降低时，玻璃的粘度增 加，成型后必须立刻进行退火，否则易炸裂
按其构成黏土的主要矿物分类 ①高岭石类。属于这一类的有高岭石、珍珠陶土、地开石和多水高岭 石。 ②蒙脱石（微晶高岭石）类。属于这一类的有蒙脱石、拜来石等。 ③伊利石（水云母）类。属于这一类的有水云母、绢云母等。 ④叶腊石类。它并不属于粘土矿物，因其某些性质近于黏土，而划归 黏土之列。如福建寿山石、浙江青田等。 ⑤水铝英石类。它不是常见的粘土矿物，而包含在其他黏土中，呈无 定形状态存在。
MgO： 白云石 可以改善玻璃的成型性能，降低结晶倾向和结晶速度， 增加玻璃的高温粘度，提高玻璃的化学稳定性和机械强度
Na2O：纯碱，芒硝 可以降低玻璃的粘度，使玻璃易于融化，有利于降低溶质 温度，节约能源的作用，是最好的助熔剂。
碎玻璃 可以节约原料，加速玻璃熔制过程，节约能耗，提高融 化率，有利于澄清和均化，改善成型性能，而且保管简便
正六面体结构
石英(quartz)- β
β石英为斜六面体结构，在花岗岩中的石英颗粒为β石 英
β石英斜六面体结构
方石英(Cristobalite)
三、传统无机非金属材料
水泥 玻璃 陶瓷 搪瓷 研磨材料 铸 石 辉绿岩、玄武岩、铸石等； 多孔材料：硅藻土、蛭石、沸石、多孔硅酸盐和
硅酸铝等 ； 碳素材料：石墨、焦炭和各种碳素制品等； 非金属矿：石膏、云母、大理石、金刚石等
传统无机非金属材料简介
目录
材料分类 常见的硅酸盐材料的原料 传统无机非金属材料简介 玻璃 陶瓷
一、 材料的分类
无机非金属材料 材料
传统无机非金属材料
—— 硅酸盐材料
新型无机非金属材料
—— 半导体材料、超硬 耐高温材料 、 发光材料等
金属材料 —— 金属、合金
高分子材料 —— 塑料、合成橡胶、合成纤维
2、钾长石
钾长石（K2O·Al2O3·6SiO2）通常也称正长石。它 具有熔点低（1150±20℃），熔融间隔时间长，熔 融粘度高等特点，广泛应用于陶瓷坯料、陶瓷釉料、 玻璃、电瓷、研磨材料等工业部门及制钾肥用。
莫氏硬度
3、钠长石
钠长石主要用于制造陶瓷、肥皂、瓷砖、地 板砖、玻璃、磨料磨具等，在陶瓷上主要用 于釉料。
热可脱色。 蔷薇石英（rose quartz):浅玫瑰色，致密半
透明。 烟水晶（smoky quartz）：颜色或褐色透明
异种。成色原因是在辐射线作用下，Si被Al 代替，是四面体产生顺磁中心缺失引起。颜
石英相变
石英(quartz)- α
α石英是天然界最常见的低温石英，其晶体结构为 正六面体