中南大学粉冶院无机非材料期末复习

中南大学粉冶院无机非材料期末复习

1、举例说明无机非金属材料如何引领科技进步。

2、从化学键说明无机非金属材料的物理特性。

3、硅酸盐晶体结构的类型有几种?各类型的典型矿物有哪些,

4、粘土的化学组成与矿物组成,粘土的工艺性能包括哪些,

5、长石、粘土、石英在无机材料生产中的作用,

6、二氧化锆、石英的晶体结构转变有何特点,如何在实际生产中加以应用?

7、如何理解原料粉碎球磨过程中的机械力化学行为和助磨剂的助磨机理,

8、先进无机材料粉末的制备方法有哪些,

、原料为什么要进行预处理, 9

10、简述陶瓷的显微结构的内容及其分析方法

11、无机材料烧结过程的主要传质机理

12、什么是晶界,晶界的特点有哪些,什么是晶界工程,

13、什么是二次再结晶,在工艺上如何防止,

14、固相烧结和液相烧结的机理

15、简述普通陶瓷烧成过程的主要物理化学变化。烧成制度制定的依据有哪些,

16、针对高熔点难烧结材料如TiB2、ZrB2等，根据所学内容，在不影响高温

性能前提下，设计一可行的制备工艺。

17、阐述水泥熟料的煅烧过程及发生的主要物理化学变化

18、阐述硅酸三钙的水化及其硬化过程。

19、阐述硅酸二钙的水化及其硬化过程。

20、侵蚀硅酸盐水泥的环境介质有哪些,有哪些侵蚀方式,

1、举例说明无机非金属材料如何引领科技进步。

航空航天材料

利用无机材料的耐高温、高强度、耐磨和比刚度大等特性，用作航天飞机的外层蒙皮材料(耐热、隔热)、耐高温烧蚀材料、热保护处理、卫星表面温控涂层、火箭喉衬材料、透波与吸波材料等

2、从化学键说明无机非金属材料的物理特性。

3、硅酸盐晶体结构的类型有几种?各类型的典型矿物有哪些,

4、粘土的化学组成与矿物组成,粘土的工艺性能包括哪些,

化学组成:SiO2、Al2O3和结晶水，少量碱金属氧化物(K2O 、Na2O)，碱土金属氧化物(CaO、MgO)，着色氧化物(Fe2O3、TiO2)

矿物组成三大类别:

高岭石、叶腊石、蒙脱石

可塑性

结合性:粘土结合瘠性料形成可塑泥料并具有一定干坯强度的能力。

触变性:粘土浆料或泥团受到振动或搅拌时，粘度降低而流动性增加，静置后泥料变稠。触变性可用厚化度来表示，指泥浆放置30 min和30 s后相对粘度之比。收缩性

烧结特性:烧结温度(收缩率最大的温度)与软化温度间的区域为烧结范围。

5、长石、粘土、石英在无机材料生产中的作用,

长石的作用:

1. 在高温下熔融，形成粘稠的玻璃体，是坯料中碱金属氧化物的主要来源，能降低陶瓷坯体组分的熔化温度，利于成瓷和降低烧成温度。

2. 熔融后的长石熔体能溶解部分高岭土分解产物和石英颗粒;液相中Al2O3和SiO2互相作用，促进莫来石的形成和长大，提高瓷体的机械强度和化学稳定性。

3. 长石熔体能填充坯体孔隙，减少气孔率，增大致密度，提高坯体机械强度，改善透光性能及电学性能。

4. 作为瘠性原料，提高坯体渗水性，提高干燥速度，减少坯体的干燥收缩和变形。

5. 在釉料中做熔剂，形成玻璃相。

粘土的作用:

1. 赋予泥坯的可塑性;

2. 使注浆料与釉料具有悬浮性和稳定性;

3. 在坯料中结合其它瘠性原料，使具有一定干坯强度及最大堆积密度;

4. 是瓷坯中Al,O,的主要来源，也是烧成时生成莫来石晶体的主要来源。

石英的作用:

1. 烧成前，石英为瘠性料，可调节泥料的可塑性，是生坯水分排出的通道，降低坯体的干燥收缩，增加生坯的渗水性，缩短干燥时间，防止坯体变形;利于施釉。

2. 烧成时，石英的加热膨胀可部分抵消坯体的收缩;高温时石英部分溶解于液相，增加熔体的粘度，未溶解的石英颗粒构成坯体的骨架，防止坯体软化变形。

3. 可提高坯体的机械强度，透光度，白度。

4. 釉料中,SiO2是玻璃质的主要成分，提高釉料的机械强度，硬度，耐磨性，耐化学侵蚀性;提高釉料的熔融温度与粘度。

1、

6、二氧化锆、石英的晶体结构转变有何特点,如何在实际生产中加以应用?

在使用石英类制品时，可以通过控制升温和冷却速度，来避免体积效应引起的开裂。

利用其热膨胀效应，如将石英原料在进行预烧，又有利于石英类的破碎。

7、如何理解原料粉碎球磨过程中的机械力化学行为和助磨剂

的助磨机理,

物料颗粒受机械力作用而被粉碎时，还会发生物质结构及表面物理化学性质的变化，这种因机械载荷作用导致颗粒晶体结构和物理化学性质的变化称为机械力化学。颗粒结构变化，如表面结构自发地重组，形成非晶态结构或重结晶。

颗粒表面物理化学性质变化，如表面电性、物理与化学吸附、溶解性、分散与团聚性质。在局部受反复应力作用区域产生化学反应，如由一种物质转变为另一种物质，释放出气体、外来离子进入晶体结构中引起原物料中化学组成变化。

助磨剂能促使已有裂纹不再重新闭合而有助于裂纹扩展以及阻止团聚。 8、先进无机材料粉末的制备方法有哪些,

9、原料为什么要进行预处理,

原料含有杂质、粒度较粗、人工合成原料不符合要求，须进行原料的精选、细碎球磨、预烧等预处理。

10、简述陶瓷的显微结构的内容及其分析方法

显微结构的组成:

晶相、玻璃相、晶界、气孔和缺陷等组成。

陶瓷显微结构的内容:

相的数量、大小、形状、边界状态和几何分布。

普通陶瓷:液相烧结，显微结构由晶相、玻璃相

和气孔组成;

扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能谱及波谱微区分析仪;环境扫描电镜、高分辨透射电镜与电子衍射相结合，促进显微结构分析的分辨尺度扩大到亚显微结构及微观结构区域;

11、无机材料烧结过程的主要传质机理

粘性流动、塑性流动、蒸发凝聚、体扩散、表面扩散、晶界扩散六种。 12、什么是晶界,晶界的特点有哪些,什么是晶界工程, 晶界:固体和固体相接触的界面，分为晶界和相界。

晶界特性:

?晶界偏析与杂质聚集 (相偏析(相分离)与化学偏析)

三个原因:弹性应变能;静电势;固溶度。

层状偏析与粒状偏析，晶界偏析大多是无益的，但也可用其

材料改性。如半导体的晶粒半导化;

? 晶界扩散:晶界无序开放的结构，有过量的自由体积;

? 晶界势垒和空间电荷;