4.2 无机非金属材料热加工方法简介
无机非金属工艺学-玻璃制品加工
玻璃制品的热加工
16.1.1 玻璃制品的热加工原理 玻璃制品的热加工原理与玻璃制品的成形原理相似,
主要是利用玻璃粘度随温度改变的特性以及表面张力、 导热系数来进行。
16.1.2 玻璃制品热加工的主要方法
一、烧口 二、火抛光、火切割或钻孔 三、真空成形 四、其他方法(槽沉、塑形、摊平、灯工)
玻璃制品的表面处理
从清洁玻璃表面起,直到制造各种涂层的玻璃,表面技 术应用很广,使用的材料和方法也是多种多样的。可以归结 为三大类:
1、玻璃的光滑面和散光面的形成,是通过表面处理以控 制玻璃表面的凹凸
2、改善玻璃表面薄层的组成,改善玻璃表面的性质,以 得到新的性能。
3、在玻璃表面上用其他的物质形成薄层从而得到新的性 质。
4、处理时间 玻璃表面上涂一层新的物质,称为玻璃的涂层。
物理法(真空蒸发镀膜、阳极溅射法、真空电子枪蒸镀法)
1、抛光材料的性质、浓度和给料量 影响因素:
3、酸液的温度; 1、足够的机械强度和热稳定性 3、酸液的温度; 5、表面光学薄膜 影响因素:
二、火抛光、火切割或钻孔
1、表面金属涂层; 2 玻璃制品热加工的主要方法 2、必须气密即不透气性
几种表面涂层的制备: 1、表面金属涂层; 2、表面导电膜; 3、表面憎水涂层; 4、表面着色涂层; 5、表面光学薄膜
玻璃与金属的封接
封接件的要求: 1、足够的机械强度和热稳定性 2、必须气密即不透气性
16.4.1 封接原理 一、玻璃与金属的润湿问题 二、玻璃与金属的膨胀系数问题
封接形式
1、匹配封接 2、非匹配封接 3、金属焊料封接 4、机械封接
无机非金属工艺学8-玻璃 制品加工
玻璃制品的冷加工
工程材料与热加工
工程材料与热加工工程材料是指在工程设计、施工和维修中使用的各种材料。
它们需要具备一定的力学性能、物理性能、化学性能和耐久性,同时还要满足特定的工程要求。
热加工是指通过加热来改变材料的组织结构和性能。
下面将介绍工程材料与热加工的相关内容。
一、工程材料的分类及其特点根据其组成和性能特点,工程材料可分为金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料。
1.金属材料金属材料是指具有金属性质的材料,具有良好的导电、导热、塑性、韧性和抗冲击能力等特点。
金属材料常用于制造机械设备、建筑结构和电子元器件等方面。
2.无机非金属材料无机非金属材料是指不含金属元素的材料,如水泥、玻璃、陶瓷等。
无机非金属材料具有良好的耐高温、阻燃、耐腐蚀和绝缘等特性,广泛应用于建筑、化工和电子行业。
3.有机高分子材料有机高分子材料是指由有机高分子化合物制成的材料,如塑料、橡胶和纤维。
有机高分子材料具有良好的耐候性、耐磨性和柔韧性等特点,广泛应用于汽车、电器和纺织行业。
二、热加工的原理和方法热加工是通过加热来改变材料的组织结构和性能,常用的热加工方法有热轧、热拉伸、热淬火等。
1.热轧热轧是指将金属材料加热至一定温度后,通过轧制机械对其进行塑性变形的过程。
热轧能够改善材料的组织结构、提高机械性能和表面质量,常用于生产薄板、钢管和型材等。
2.热拉伸热拉伸是指将金属材料加热至一定温度后,在拉伸力的作用下对其进行塑性变形的过程。
热拉伸能够提高材料的强度和韧性,常用于生产丝线、钢丝和钢筋等。
3.热淬火热淬火是指将金属材料加热至一定温度后,迅速冷却至室温的过程。
热淬火能够使材料的组织结构发生变化,从而获得高强度和高硬度的材料,常用于生产汽车零部件和机械工具等。
三、热加工对材料性能的影响热加工能够改变材料的组织结构和性能,对材料的力学性能、物理性能和化学性能等方面有着显著的影响。
1.组织结构热加工能够改变材料的晶粒大小和形状,从而影响材料的强度、韧性和硬度等性能。
无机非金属材料工艺的工艺
无机非金属材料工艺的工艺无机非金属材料工艺是一种重要的工艺,主要应用于陶瓷、玻璃、水泥等领域。
它是一种将无机非金属材料经过加工、成型、烧结等工艺形成规定形状和性能的过程。
下面将分别从加工、成型和烧结三个方面来介绍无机非金属材料工艺的工艺流程。
一、加工加工是无机非金属材料工艺的第一个步骤,主要是将原材料进行加工处理,得到适合成型的粉体。
加工方式主要有球磨、干燥、喷雾干燥等。
球磨是将原材料放入球磨机中磨碎,在磨碎的过程中,原材料的颗粒尺寸不断变小,从而提高了材料的比表面积。
干燥是将原材料进行干燥处理,通常使用高温烘箱或烘干机。
喷雾干燥是将原材料溶液在喷嘴处进行雾化,形成细小的颗粒,在喷雾室中通过热空气干燥。
加工处理后的粉体,需要进行筛分,筛出粒径合适的原材料,以备制备成型。
二、成型成型是指将加工处理后的粉体按照规定形状进行加工,从而得到所需的材料形状。
成型工艺主要分为压制成型和注塑成型两种。
压制成型通常使用压力机将粉体压成所需形状。
注塑成型通常使用注塑机,将粉体溶液注入模具中,经过高温高压,形成所需的形状。
在成型前,需要将粉体按照规定的比例和配方充分混合,从而得到均匀的粉体混合物。
三、烧结烧结是无机非金属材料工艺的最后一个步骤,主要是将成型后的材料在高温下进行固化和晶化,形成稳定的材料结构。
烧结温度和时间根据材料的种类而不同,通常在1000℃以上。
烧结时需要控制热量和热损失,以确保材料固化和晶化,并防止质量问题。
总之,无机非金属材料工艺的工艺流程主要包含加工、成型和烧结三个步骤。
加工处理主要是对原材料进行粉体加工,得到适合成型的材料;成型工艺主要是将粉体成型为所需形状;烧结是将成型后的材料在高温下进行固化和晶化,形成稳定的材料结构。
这些步骤相互衔接,形成了一个完整的生产流程,为无机非金属材料工艺的制备提供了保障。
关于《无机非金属材料》的教案
关于《无机非金属材料》的教案
一、课程简介
本课程是一门关于无机非金属材料的课程,旨在让学生了解无机非金属材料的性能特征,以及如何利用它们来制造出满足特定要求的产品。
课程将涵盖无机非金属材料的分类、组成、性能特征、加工工艺等内容,学习内容包括但不限于:玻璃、陶瓷、复合材料、聚合物、塑料、橡胶、石墨烯等。
二、教学目标
1. 让学生了解无机非金属材料的性能特征;
2. 让学生掌握无机非金属材料的加工工艺;
3. 让学生了解如何利用无机非金属材料制造出满足特定要求的产品。
三、教学内容
1. 无机非金属材料的分类:玻璃、陶瓷、复合材料、聚合物、塑料、橡胶、石墨烯等;
2. 无机非金属材料的组成:组分、结构、性能;
3. 无机非金属材料的性能特征:抗热性、抗冲击性、抗腐蚀性、抗紫外线等;
4. 无机非金属材料的加工工艺:热加工、冷加工、热压加工、冲压加工等;
5. 无机非金属材料的应用:电子、航空航天、医疗等领域。
四、教学方法
1. 以讲授为主,结合实验和讨论,使学生更好地理解无机非金属材料的性能特征;
2. 通过实验,让学生掌握无机非金属材料的加工工艺;
3. 利用案例分析和实际操作,让学生了解如何利用无。
第四章----无机非金属材料【可编辑全文】
可编辑修改精选全文完整版第四章无机非金属材料第一节概述一、无机非金属材料的定义除金属和高分子材料以外的固体材料以金属元素或非金属元素的化合物或非金属元素单质为组元,原子与原子之间通过离子键和共价键而键合,主要组成成分大多为硅酸盐类,因此有时也称为硅酸盐材料。
二、化学键的特点☺化学健主要是离子键、共价健以及它们的混合键;☺硬而脆、韧性低、抗压不抗拉、对缺陷敏感;☺熔点高,具有优良的耐高温和化学稳定性;☺一般自由电子数目少、导热性和导电性较小;☺耐化学腐蚀性好;☺耐磨损。
四、无机非金属材料的分类传统无机非金属材料主要包括陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料等。
无机非金属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1、玻璃态材料-熔融后,在低温下仍保持熔体结构的固态物质2、陶瓷材料-粉末状材料经过成型和烧结形成的多相固体材料3、水泥-能够在水或空气中硬化的水硬性粉体材料4、耐火材料-指能够耐高温(耐受1580度以上温度)的固体材料,包括耐火砖、耐火纤维和耐火水泥等五、无机非金属材料在自然界的分布分布广泛,存在形式多样,有晶体结构和非晶态结构,有人工产品也有天然产物六、无机非金属材料的加工工艺包括热加工工艺和冷加工工艺第二节陶瓷一、陶瓷材料的分类及性能1、普通陶瓷(传统陶瓷)指以天然硅酸盐为原料,经过粉碎、成型、烧结制成的固体材料和器皿。
包括日用陶瓷、建筑陶瓷、卫生陶瓷、绝缘陶瓷、化工陶瓷等。
2、现代陶瓷(特种陶瓷)一般指以高纯度化工原料或人工合成材料为原料烧结成的固体材料。
也称为新型陶瓷、精细陶瓷、高技术陶瓷、高性能陶瓷等。
根据功能分类有电子陶瓷、光学陶瓷、高硬度陶瓷等根据化学成分划分有氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷等(碳化物、氮化物、硼化物、硅化物等)。
根据使用性质划分有结构陶瓷(工程陶瓷)和功能陶瓷。
3、陶瓷材料的相组成及结构:陶瓷的组成相主要有晶体相、玻璃相和气相结构。
无机非金属材料加工-材料加工工程
序系列,它既是将各种原料进行粉碎,混合的过
程,对后续工艺过程正常进行的起着保证作用。
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第6章 无机非金属材料加工 —坯料制备
坯料类型及总体质量要求:
组成符合工艺要求,正确计量(配料时),且要 防止加工过程中混入杂质;
各组分混合均匀(料、水、添加剂); 颗粒大小及级配要符合工艺要求; 坯料中所含空气越少起好。
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第6章 无机非金属材料加工 —坯料制备
可塑料:水分 18 - 25 %,可生产高、低压电 瓷、日用瓷; 注浆料:水分 28 - 35 %,可生产卫生瓷、日 用瓷及其它形状复杂的无机非金属材料制品;
摄于醴陵沩山,图中可见化浆池与分选沟渠。
第6章 无机非金属材料加工 —原料及预处理 2.8原料预处理-开采与分选
摄于醴陵沩山,沉降后的泥浆,用原始的方法压滤。
第6章 无机非金属材料加工 —原料及预处理 2.8原料预处理-开采与分选
摄于醴陵沩山,这个化浆池用人工捣浆,也通过沟渠来分选。
2.8原料预处理-开采与分选
第6章 无机非金属材料加工— 绪论
无机非金属材料是一种天然或者人工合成的粉状化合物,经 过成形和高温烧结而成,是由金属和非金属元素的无机化合 物构成的多相多晶态固体物质。 显微结构由晶相、玻璃相和气相三种不同的相组成。 (P289—290) 晶相主要由硅酸盐、氧化物和非氧化物构成。 玻璃相是高温烧结时反应后形成的一种非晶态物质。 气相是存在于材料内的气孔。 无机非金属材料分类方法(P290) (1)按化学成分分类;(2)按原料分类为普通陶瓷和特种 陶瓷;(3)按用途和使用性能分类为结构陶瓷和功能陶瓷。
第6章 无机非金属材料加工 —原料及预处理
6.2.2 原料预处理-开采与分选
无机非
⑶水泥浆的稠度-------水灰比
34:提高混凝土耐久性的具体措施
⑴合理选择水泥品种,根据混凝土工程的特点和所处的环境条件。
⑵选择质量良好、级配合理的骨料和合理的砂率
⑶控制水灰比及保证足够的水泥用量,是保证混凝土密度并提高混凝土耐久性的关键
⑷掺用引气剂或减水剂,改善混凝土的孔结构
⑸改善混凝土的施工操作方法
9:玻璃退火
1加热
2保温
3慢冷
4快冷
10:可塑成型:
11:影响粉料颗粒级配因素:
1料浆含水率
2料浆黏度
3供料压力
4喷嘴孔径
12:物料与水的结合方式
根据水与物料结合程度的强弱,分为
1化学结合水
2物理化学结合水:包括吸附水、渗透水、微孔毛细管水、结构水。
3机械结合水:包括巨孔毛细管水、孔隙水和润湿水。
13:物料干燥过程
15.水泥:凡细磨成粉末状,加入适量水后成为塑性浆体,既能在空气中硬化,又能在水中硬化,并能将砂、石等散粒或纤维材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料,统称为水泥。
16.KH:KH=
17.SM:
18.玻璃:玻璃是由熔融物冷却、硬化而得到的非晶态固体。其内能和构性熵高于相应的晶体,其结构为短程有序,长程无序。
7耐火材料的性质
8加速剂的应用
4:玻璃溶制过程:
1硅酸盐形成。大多数玻璃在800—900℃时完成硅酸盐形成阶段
2玻璃形成:
3澄清
4均化
5冷却成型
5:均相核化,异相核化
异相核化:是依靠相界、晶界或基质的结构缺陷等不均匀部位而成核的过程,又称非本征成核或不均匀成核。
均相核化:均相核化是指宏观均匀的熔体和玻璃体中,在没有外来物参与下,与相界、结构缺陷等无关的成核过程,又称本征成核或自发成核。
无机非金属材料工艺的工艺
无机非金属材料工艺的工艺介绍无机非金属材料是一类在自然界中普遍存在,并且没有金属元素的材料。
它们广泛应用于建筑、电子、光学、化工等领域。
而无机非金属材料的工艺则是指通过一系列的加工和处理过程将原始材料转化为最终产品的过程。
本文将深入探讨无机非金属材料工艺的各个方面。
无机非金属材料的分类根据其化学成分和性质,无机非金属材料可以分为多种类型,包括陶瓷材料、玻璃材料、水泥及混凝土材料等。
每种材料都有其独特的工艺要求和特点。
陶瓷材料陶瓷材料是由非金属物质经过成型、烧结或结晶等工艺制成的。
根据其成分和结构,陶瓷材料可分为氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和复合陶瓷。
常见的陶瓷材料有瓷器、砖瓦、隔热材料等。
玻璃材料玻璃是一种无机非晶体材料,由碱金属或碱土金属的氧化物与硅酸盐的氧化物经过熔融和快速冷却制得。
玻璃材料可分为硼酸盐玻璃、硅酸盐玻璃、钠钙玻璃等。
玻璃制品广泛应用于建筑、家居、光学等行业。
水泥及混凝土材料水泥及混凝土是常用的建筑材料。
水泥是一种粉状材料,通过加水和混合其他材料后可以形成坚固的结构。
混凝土是由水泥、骨料、砂浆等组成,经过浇注和固化后形成坚实的结构体。
无机非金属材料的加工工艺无机非金属材料的加工工艺包括原料处理、成型、烧结(或固化)和后处理等阶段。
原料处理是制备无机非金属材料的第一步,它包括选材、粉体处理和配料。
在选材过程中,需要根据材料的性质和用途选择适当的原料。
粉体处理是将原料转化为粉体,通常包括干燥、研磨和分级等步骤。
在配料过程中,需要按照一定的比例将不同原料混合。
成型成型是将处理好的原料进行模具成形的过程。
常见的成型方法包括注塑成型、挤压成型、压制成型和注浆成型等。
不同的材料和产品形状要求,需要选择适当的成型方法。
烧结(或固化)烧结是将成型后的材料在一定的温度下进行加热处理,使其颗粒间发生结合,形成致密的材料。
烧结温度和时间的选择需要根据材料的性质和产品要求来确定。
对于玻璃材料,由于其是非晶体材料,不需要烧结,而是需要快速冷却固化。
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。
无机非金属材料制品及其加工
挤压粉磨平板玻璃的现存的成型方法有:浮法、垂直引上法、质高产、、易操作和,浮法具有优质高产其中,平拉法、压延法。
其中易实现自动化等优点。
除了压延法仍用于生产牙花、夹丝玻璃外,其他方法现已被占主导地位的浮法所取代。
浮法玻璃工艺示意图2. 玻璃纤维的成型4. 喷砂与蚀刻喷砂主要用于玻璃表面磨砂及玻璃商标的打印等,也可用于加工艺术玻璃或玻璃浮雕。
喷砂是利用高压空气通过喷嘴的细孔时所形成的高速气流气流,,带着细粒的石英砂或金刚砂等喷吹到玻璃表面表面,,使玻璃表面的组织不断受到砂粒的冲击破坏破坏,,形成毛面。
蚀刻是利用氢氟酸对玻璃表面的腐蚀,使平滑的表面变成无光泽的毛面,起到使玻璃表面产生光漫射的作用的作用。
蚀刻只是利用化学法对玻璃表面腐蚀使之成不透明毛面,它不像研磨或喷砂而成的毛面玻璃,表面产生许多微裂纹,因此蚀刻玻璃的机械强度要高于机械研磨的磨砂玻璃。
热反射玻璃应用及注意问题镀膜玻璃主要用于办公大楼、宾馆、体育馆等现代建筑物,采用镀膜玻璃可以降低空调制冷系统的复合,减少能耗。
,常用于多层和高层面作用,镀膜玻璃具有绚丽的色彩和镜面作用建筑的幕墙,使整个建筑物光辉灿烂,玻璃幕墙上映出蓝天、白云和周围景物,构成一幅动态的画面。
在建筑设计中,往往更注意应用镀膜玻璃的装饰功能。
镀膜玻璃应用注意问题:镀膜玻璃膜层的耐磨性和抗化学腐蚀性,加工处理后,较差,一般要经过进一步加工处理后。
才能长久使用使用。
污染。
充分重视产生的阳光反射引起的光污染结剂、、水泥等 施工过程中,不得使用粘结剂表面。
污染玻璃表面表面,,但不得使用对玻璃应经常清洁表面。
和膜层有损害的清洁材料材料。
玻璃铝隔条双组分聚。
无机非金属材料及加工工艺
采用高硬度、高耐磨性的磨料和先进的磨削设备,对无机非金属材料进行超精 密加工,可实现亚微米级的加工精度,适用于光学元件、陶瓷轴承等领域。
高效能、低成本加工技术
高能束流加工技术
利用高能束流(如电子束、离子束等)对无机非金属材料进 行加工,具有高能量密度、无热影响区等特点,可实现高效 、高质量的切割、焊接等工艺。
烧结
将成型后的粉末制品在高 温下进行烧结,使其形成 致密化的无机非金属材料 。
陶瓷工艺
原料准备
选用高纯度的天然矿物或 合成化合物作为原料,并 进行粉碎、筛分等处理。
成型
采用塑性成型、浆料成型 或干压成型等方法将陶瓷 原料成型为所需形状。
烧结
将成型后的陶瓷制品在高 温下进行烧结,使其固化 并具备一定的力学性能。
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无机非金属材料 及加工工艺
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目 录
• 无机非金属材料概述 • 无机非金属材料的性质 • 无机非金属材料的加工工艺 • 典型无机非金属材料及其加工工艺 • 无机非金属材料加工工艺的发展趋势 • 无机非金属材料及加工工艺的挑战与前景
01
CATALOGUE
无机非金属材料概述
定义与分类
定义
建筑工程:水泥、玻璃、陶瓷等 材料在建筑工程中起着至关重要 的作用,如混凝土、钢筋混凝土 结构的应用。
电子信息:无机非金属材料在电 子信息领域的应用日益广泛,如 陶瓷基板、玻璃基板、光纤等。
综上所述,无机非金属材料在各 个领域都有广泛的应用,随着科 技的不断发展,其性能和应用领 域也将不断拓展和创新。
热学性能
无机非金属材料通常具有优异的 热稳定性,包括高的熔点和低的 热膨胀系数。这使得它们能够在
最新考研复试题库无机非金属材料工艺学
一、名词解释1.无机非金属材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、硼酸盐和非氧化物等物质组成的材料。
是除金属材料和有机高分子材料以外的所有材料的统称。
2.玻璃玻璃是由熔融物冷却、硬化而得到的非晶态固体。
其内能和构形熵高于相应的晶体,其结构为短程有序,长程无序。
3.水泥凡细磨成粉末状,加入适量水后成为塑性浆体,既能在空气中硬化,又能在水中硬化,并能将砂、石等散粒或纤维材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料,统称为水泥。
4.陶瓷陶瓷是以无机非金属天然矿物或化工产品为原料,经原料处理、成型、干燥、烧成等工序制成的产品。
是陶器和瓷器的总称。
5.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。
6.胶凝材料凡能在物理、化学作用下,从浆体变成坚固的石状体,并能胶结其它物料而具有一定机械强度的物质,统称为胶凝材料,又称胶结料。
7.烧成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。
8.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。
如SiO2,B2O3 和P2O5 等。
9.水硬性胶凝材料在拌水后既能在空气中硬化又能在水中硬化的材料称为水硬性胶凝材料,如各种水泥等。
10.玻璃的化学稳定性玻璃抵抗水、酸、碱、盐、大气及其它化学试剂等侵蚀破坏的能力,统称为玻璃的化学稳定性。
11.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。
12.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。
常见的有Li2O, Na2O, K2O,MgO,CaO, SrO和BaO 等。
第八章无机非金属材料及加工工艺
(4)电学性能 (5)热性能 普通玻璃的导热系数在室温下约为0.75W/(m·k)。玻璃的导热系数约为铜的 1/400,是导热系数较低的材料。当发生温度变化时,玻璃产生的热应力很高。在温 度剧烈变化时玻璃会产生碎裂,玻璃的急热稳定性比急冷稳定性要强一些。 (6)化学稳定性能玻璃 具有较高的化学稳定性,它可以抵抗除氢氟酸以外所有酸类的侵浊,硅酸盐玻璃一般 不耐碱。玻璃遭受侵蚀性介质腐蚀,也能导致变质和破坏。 大气对玻璃侵蚀作用实质上是水气、二氧化碳、二氧化硫等作用的总和。实践证明, 水气比水溶液具有更大的侵蚀性。普通窗玻璃长期(chángqī)使用后出现表面光泽消 失,或表面晦暗,甚至出现斑点和油脂状薄膜等,就是由于玻璃中的碱性氧化物在潮 湿空气中与二氧化碳反应生成碳酸盐造成的。这一现象称为玻璃发霉。可用酸浸泡发 霉的玻璃表面,并加热至400——450℃除去表面的斑点或薄膜。
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2 器皿玻璃(bō lí) 3 泡沫玻璃(bō lí) 4 微晶玻璃(bō lí) 5 其他玻璃(bō lí)
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8.3.3 新颖奇特的玻璃 (1)可钉玻璃 (2)天线玻璃 (3)灭菌(miè jūn)玻璃 (4)导电玻璃 (5)发电玻璃 (6)折光玻璃 (7)调光玻璃 (8)薄纸玻璃 (9)自净玻璃 (10)防盗玻璃
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(2)辅助原料:澄清剂,着色剂,脱色剂,乳浊剂,助熔剂 ①脱色剂:原料中的杂质如铁的氧化物会给玻璃带来色泽,常用纯碱、碳 酸钠、氧化钴、氧化镍等作脱色剂,它们在玻璃中呈现与原来颜色的补 色,使玻璃变成无色。此外,还有与着色杂质能形成浅色化合物的减色 剂,如碳酸钠能与氧化铁氧化成二氧化二铁,使玻璃由绿色变黄色 (huá ngsè )。 ② 着色剂:某些金属氧化物能直接溶于玻璃溶液中使玻璃着色。如氧化铁 使玻璃呈现黄色(huá ngsè )或绿色,氧化锰能呈现紫色,氧化钴能呈现蓝 色,氧化镍能呈现棕色,氧化铜和氧化铬能呈现绿色等。 ③ 澄清剂:澄清剂能降低玻璃熔液的粘度,使化学反应所产生的气泡, 易于逸出而澄清。常用的澄清剂有白砒、硫酸钠、硝酸钠、铵盐、二氧化 锰等。 ④乳浊剂:乳浊剂能使玻璃变成乳白色半透明体。常用乳浊剂有冰晶石、 氟硅酸钠、磷化锡等。它们能形成0.1——1.0μm的颗粒,悬浮于玻璃 中,使玻璃乳浊化。
《非金属加工及利用》重要知识点
《非金属加工及利用》重要知识点名词解释1、热加工:是指对矿物或岩石材料进行干法加热或改性。
2、干燥:是采用热物理方法排除矿物颗粒或材料的自由水或吸附水。
3、热处理:是在较高温度下脱去矿物或材料的吸附水及结合水或同时脱出其它易挥发物质进行热分解,也可能要在更高温度下使矿物再结晶、烧结或熔融,变成另一类人造矿物材料。
4、化学界面改性:利用矿物或岩石表面的界面化学性能及其在介质(水)或电解质溶液中的行为,使用某些药剂进行处理,以达到所要求的新的界面特性,这就是界面化学改性。
5、比表面积:单位质量矿粒具有的表面积称为比表面积6、矿物表面与水作用时被水润湿的程度,叫做矿物表面润湿性,能被水润湿,称为亲水性;不能被水润湿称为疏水性(憎水性)7、润湿接触角是固液界面和液气界面两个张力的夹角。
8、零电点(PZC):表面电位为零时,表明固体表面正电荷数恰好等于负电荷数,此时,溶液中定位离子浓度的负对数值称为该矿物的零电点。
定位离子为H+或OH—时,则φ0为零时的pH值就是矿物的零电点。
9、动电位:滑动界面上电位与溶液内部电位差7、等电点(IEP):在一定的定位离子浓度下,改变pH值,当动电位为零时,溶液的pH值即为该条件下该矿物的等电点10、表面活性剂:既具有亲水基又有亲油基而且还具有把油水两相连接起来不使其分离的特殊功能的分子11、初加工:指传统的矿物或岩石的机械加工,即包括矿物或岩石的破碎、筛分、磨矿分级等粒级加工,以及以提高有用矿物品味为主要目的的选矿加工。
12、深加工:指经初加工后的矿物或岩石产品,再进一步进行深度的精细加工,使之在主要技术物理及界面化学性能上符合高档次高性能产品的要求。
13、非金属矿物理加工与改性:利用各种物理力,如机械力、声、光、电、磁及热物理方法或高能物理方法对原料进行处理加工的一种方法。
填空题:1、自然界矿产资源可划分为三类:金属矿产、可燃矿产、非金属矿产。
2、按物质内部原子之间结构不同,材料可分为金属材料、有机高分子材料、无机非金属材料。
材料加工方法pdf
材料加工方法pdf材料加工方法是指通过对材料进行一系列的物理或化学处理,将其转化成所需形状、尺寸和性能的工艺过程。
这些方法可以包括机械加工、热加工、化学加工、电加工等多种方式。
下面我将从不同角度来介绍一些常见的材料加工方法。
1. 机械加工方法,机械加工是利用机械设备对材料进行切削、磨削、钻孔、铣削、车削等操作,以改变材料的形状和尺寸。
常见的机械加工方法有车削、铣削、钻孔、磨削等。
机械加工通常需要使用刀具、切削液等辅助工具。
2. 热加工方法,热加工是利用热能对材料进行加工的方法,常见的热加工方法有锻造、淬火、退火、焊接等。
锻造是通过加热材料至一定温度后,利用压力使其发生塑性变形,从而得到所需形状的工艺。
淬火是将材料加热至一定温度后迅速冷却,以改变材料的组织结构和性能。
退火是通过加热材料至一定温度后缓慢冷却,以消除材料内部的应力和改善其机械性能。
焊接是将两个或多个材料加热至熔点后使其相互结合的方法。
3. 化学加工方法,化学加工是利用化学反应对材料进行加工的方法,常见的化学加工方法有腐蚀、电镀、溶剂处理等。
腐蚀是利用化学物质对材料表面进行腐蚀,以去除杂质或改变表面形貌。
电镀是利用电解的原理,在材料表面上镀上一层金属或合金,以提高材料的耐腐蚀性和外观质量。
溶剂处理是利用溶剂将材料中的某些成分溶解或提取出来,以达到分离或改变材料性质的目的。
4. 电加工方法,电加工是利用电能对材料进行加工的方法,常见的电加工方法有电火花加工、电解加工等。
电火花加工是利用电火花放电的原理,在材料表面上形成微小的放电坑,以去除材料并得到所需形状的工艺。
电解加工是利用电解液中的电解作用,通过对材料表面的阳极或阴极进行溶解或沉积,以改变材料的形状和尺寸。
综上所述,材料加工方法涵盖了机械加工、热加工、化学加工和电加工等多个方面。
通过这些方法,可以对材料进行形状、尺寸和性能的调整和改善,满足不同工程和制造领域的需求。
希望以上介绍能够对你有所帮助。
无机非金属工艺
先驱体热解法(PTP):增韧部分一般是连续纤维多向编织的预成型坯件,基体部分由浸渍在坯件孔隙中的聚合物先驱体,经过高温热解成型。
为了提高复合材料的致密性,浸渍和热解的过程要反复进行多次。
1)先驱体单独合成,通过加温调节其黏度,在高压或高压-真空联合作用下使其渗入并充满多向纤维编织坯件的孔隙,再在高温下使先驱体热解,热解时低分子产物从坯件中溢出,留在孔隙间的产物即形成陶瓷基体。
2)将含有多种组分的溶液浸入纤维编织坯件,通过物理或化学方法使分子或离子成核形成溶胶。
在一定条件下经过凝胶化处理,获得多组分的凝胶体,再经热解形成陶瓷基体。
优点:1)热解温度低于热压烧结法的烧结温度,因而可以减少纤维-基体界面的有害化学反应2)热解在常压下进行,可以避免对纤维的机械损伤3)可制备形状复杂和尺寸准确的制品。
缺点:生产周期长;虽经多次反复浸渍、热解,制品的致密度仍比不上热压烧结的高。
C/C复合材料的制备方法:以碳(或石墨)纤维(编织物)增强材料,以碳(或石墨)为基体的全碳质复合材料。
工艺:化学气相沉积法(碳源物质为气态)压力炭化工艺(碳源物质为液态,如沥青、合成树脂)加温热解碳化工艺(碳源物质为固态)抗氧化处理:在碳/碳复合材料表面和内部引入抗氧化物质和堵塞氧化性气体渗入内部的通道,以隔绝氧化性气体与碳元素的接触。
1) 改善碳/碳复合材料的组成:a)在基体中散布抗氧化微粒;b)加入反应物使在基体形成的同时产生抗氧化微粒。
2) 在C/C复合材料的表面形成抗氧化的覆盖层:a)用形成抗氧化物的溶剂或胶质悬浮物渗透C/C复合材料,并经过处理使之形成具有一定厚度和密度渐变的抗氧化层;b)固渗抗氧化物质,形成一定厚度的抗氧化层;c)气相浸渗抗氧化物质;d)在经过涂层或其它抗氧化处理的碳/碳复合材料表面涂玻璃密封剂,形成阻塞氧气通道的密封涂层。
抗氧化涂层要求本身抗高温氧化,熔点高,致密性高,与碳/碳复合材料浸润性好,热膨胀系数匹配。
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4.2.2.3微波煅烧
微波煅烧的特点:烧成温度高,应用 温度可达2200 ℃;升温速率快,最快达 1400℃/min;加热方式为体加热。
应用:目前以烧结陶瓷为主,在实验 室的研究报告和较小型的商业特种陶瓷产品 中均显示了良好的研究结果,烧出了具有各 种优良性能的陶瓷制品。
利用微波辐射下几个水泥品种矿乡形 成机理进行了研究,并取得了令人满意的结 果。
这两种方法主要用于煅烧水泥或石 灰。
1.旋风烧成法 2.沸腾烧成法
4.2.2.2热压烧成
热压烧成法用于陶瓷的生产。
热压是在加压和加热的条件下,使成型 和烧成同时完成的新工艺。
按加压方式的不同可以分为一次热压、 两次热压、多次热压以及间断热压和连续热 压等几种。 热压工艺的特点 高温等静压烧成工艺的最大特点
率较低;二是实际物质反应热耗高于理论热耗。 ——设备庞大; ——环境污染严重,这主要包括气体污染、粉尘污染及噪
声污染。其中以水泥生产尤为严重。
4.2.1.3传统热加工中所使用的主要设备
隧道窑、辊道窑、倒燃窑、池窑、马蹄形窑、 坩埚窑、回转窑、立窑、立波尔窑等,由于对生产 产品品种、质量要求等因素的要求不同,所使 用 的热加工设备不同。
回转窑、立窑、立波尔窑是水泥生产的主要热 加工设备;
池窑、马蹄形窑、坩埚窑是玻璃生产的热加工 设备;
隧道窑、辊道窑、倒燃窑等是陶瓷生产的主要 热加工设备,也可用于特种水泥、墙体砖、广场砖 的生产。
4.2.2近代热加工方法与设备
利用极高的升温速度即热活化的快速煅烧或烧 成方法,可以使生料或生坯的预热、分解、固相 反应与固液相反应各阶段基本上趋于重叠。这样, 晶格破坏与物质的无定形化,使分解产物和形成 的矿物中间相具有很大的活性,降低反应活化能。
4.2 无机非金属材料热加工方法简介 4.2.1 传统热加工方法与设备 4.2.2 近代热统的热加工方法 4.2.1.2 传统热加工方法达到的特点 4.2.1.3 传统热加工中所使用的主要设备
4.2.1.1传统的热加工方法
无机非金属材料传统的热加工方法主要为利用各 种窑炉进行热加工。
4.2.2.4其它煅烧或烧成方法
利用电能煅烧水泥熟料 高频电场合成水泥熟料的高频装置煅烧水泥熟 料 等离子焰窑内生产熟料 利用加速电子束生产熟料的方法 利用红外范围内的电磁辐射作用,让物料通过 高温电热层的燃烧方法 激光加热的方法 上述各种其他的物料加热方法,虽然具有快速 (低温或高温)煅烧的特点,但距离工业化还有相当 的路要走。主要是由于能量转换效率还不高。随 着科学技术的不断发展,各种水泥熟料新的煅烧 工艺和方法正在继续研究。
快速煅烧或烧成方法所采用的热源不同,主 要有电能、光能、等离子焰、电子束、微波等。
在加热加压条件下对制品进行热加工,这种方 法主要应用于陶瓷制品的生产。
4.2.2.1 旋风烧成法与沸腾烧成法 4.2.2.2 热压烧成 4.2.2.3 微波煅烧 4.2.2.4 其它煅烧或烧成方法
4.2.2.1旋风烧成法与沸腾烧成法
所需热能由传统燃料——气体燃料、固体燃料及 液体燃料提供。
热量的传递方式为传导、 对流和辐射。 热量首 先传到物料表面,然后再由表面逐步向物料内部传 递,最终使物料达到热加工所需的温度,或烧结、 或烧成、或熔化。在此过程中,同时伴随着传质过 程的进行。
4.2.1.2传统热加工方法达到的特点
——升温速度慢; ——热能消耗高。这主要体现在两个方面,一是余热利用