无机非金属材料复习资料.docx

玻璃共性（必考）：1各向同性玻璃太无知因其致电排列的不规则和宏观的均匀也所以，在任何方向上都具有相同的性质2介稳性玻璃态物质比相应的品态物质含较大的内能, 它不是处于能量最低的稳定状态，二十处于介稳状态3固态和熔融态间转化的架变形和可塑性当熔体向I 古I态玻璃转化时，是在较宽的温度范F貝内完成的，随温度下降熔体年度剧增，最后形成固态玻璃，不会有新的晶相出现4性质随成分变化的连续性和渐变性。

综上，玻璃的物理化学性质除了随成分变化外，很大程度取决于它的热历史。

玻璃的结构学说（无规则网络学说与晶子学说）：异同点：（必考）无规则网络学说着重于玻璃的结构的无序、连续、均匀和统计学；晶了学说则强调玻璃结构的微不均匀性和有序性。

无规则网络学说将离子配位方式和相应的品体比较指出了近程范围离了堆积的冇序性。

晶了学说也注意到了晶了Z间中间过渡层在玻璃中的作用。

两者比较一致的看法是，玻璃具有近程有序，远程无序的结构特点。

无规则网络学说（查哈里阿生）四个条件：1阳离子的配位数要小为3・4 2 —个氧离子不能与多于2个阳离子和连3 氧多而体Z间只能共角，不能共边或共面4每个氧多面体必须最少有三个角与另一个多面体共有分类：网络形成体网络外体和网络中间体着色方式：离子着色，金属胶体粒子着色，化合物着色脱色方式：化学脱色，物理脱色无机非金属材料研究内容：组成、合成、性质和效能（是指材料在使用条件下的表现，包括环境影响、受力状态、材料特征曲线，乃至寿命佔计等）特点：1比金属的晶体机构复杂2没有白市电子3具有比金屈键和纯共价键稳定的离子键和混合键4结晶化合物的熔点比许多金属和有机高分子髙5硬度高，抗化学腐蚀能力强6绝大多数是绝缘体，高温导电能力比金属强7—般比金属的导热性低8光化学性能优良，制成薄膜时大多是透明的8在大多数情况下观察不到变形结构的定义：是指材料系统内各组成单元之间的相互联系和相互作用方式。

微观结构：是指高分辨电子显微镜所能分辨的结构范围，结构纽成单元主要是原子、分子、离子或原子团等质点。

所谓微观结构就是这些质点在相互作用力下的聚集状态、排列形式晶胞：能充分反映这种整个晶体构造特征的最小构造单位零位缺陷:是理想品体中的一些原子被空位或外界原子所代替，或者在品格间隙中掺入原子, 破坏了有规则的周期性排列，弓I起质点间势场的畸变位错：是实际晶体在结晶时受到杂志、温度变化或振动产生的应力作用，或由于晶体受到打击、切削、研磨等机械应力作用，使内部质点排列变形，原了行列相互滑移，而不再符合理想晶体的有序排列所形成的线位缺陷。

晶界：凡结构、组成相同而取向不同的品粒相互接触，英接触界血称为品界相：在系统内部物理和化学性质相同而且均匀的一部分称为相无机非金属材料与金属材料的晶界异同点：共同点：它们都冇一定的界面能，晶界物质容易移动，晶界滑移使晶界变形，这是晶格无序和层错行为的源泉。

差别：无机非金属的离子结构在品界上有静电势，它取决于缺陷、杂质和温度，其量值位于十分之儿伏特的数量级: 出现的空间电子云对从晶界向外延伸10nm传质扩散方式：化学扩散和自由扩散影响扩散因素：1扩散介质结构愈紧密扩散愈困难，反之亦然2固溶体结构类型对扩散有着显著影响3不同电荷会影响阳离子在氧化物屮的扩散渗透：液体和熔体渗入材料内部并在其屮运动的过程陶瓷制作工序：制备、成型、干燥、烧成烧结过程控制因索：温度及保温时间、原料颗粒度及活性、添加剂、气氛、压力特种陶瓷：是指采用高度梢选的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于进行结构设计及控制制造的方法进行制造加工，具冇优异特性的陶瓷耐火材料主要性能：1高的耐火度2良好的荷重软化温度3具有高温下的体积稳定性4好的热展稳定性5良好的抗蚀性6具冇一定的耐轉性抗蚀性影响因素耐火材料•炉料的组成和性质2耐火材料的使用温度3制品的组织结构改善抗蚀性措施：在生产工艺上一般采用提高原料的纯度，改善制品的化学组成和矿物组成保证制品具有致密而均匀的组织结构等熔铸耐火材料定义：指原料及配合料经高温溶化后浇铸成一定形状的制品特点：1制品致密，气孔少，且为闭口气孔2机械强度和高温结构强度大3具有高的导热性和抗渣性4组成相完全由成分决定，质量控制简单，最后稳定相好5耗电高，每生产一顿电熔鉛刚玉耐火砖，需耗电1450kW.ho不定形耐火材料定义：也称散状耐火材料，是rti合理及配的耐火原料粒状和粉状物料与结合剂组成，不经成型和烧成而直接使用的耐火材料优点：对延氏帑炉使用寿命，提高设备作业率，实现机械化筑炉，降低劳动强度，简化耐火材料生产工艺，降低能源消耗与推动推动窑炉结构改革等起促进作用轻质耐火材料（填空）定义：指各种黑高气孔率、低体积密度和低导热性的耐火材料特征：1气孔率高，一般为65%-78%,冇的高达90%,气孔细小均匀2体积密度小3导热性差，导热系数小4重烧收缩小，一般不超过2%耐火可塑料定义：是一种在较氏时间内具冇较高可塑性呈软泥膏状的不定形耐火材料优点：在高温下具有良好的烧结性和较高的体积稳定性，热震稳定性好，耐剥落性强。

在硬化前可塑性较高，硬化后有一定的强度胶凝材料定义：能将散状材料或纤维材料胶结在一起，经物理、化学作用，由浆体硕化成为坚固的人造石材的材料分类：气硬性胶凝材料（石灰、石膏、镁制胶凝材料、耐酸胶凝材料、水玻璃）水换性胶凝材料复合材料是由有机高分子、无机非金属或金属等不同材料通过复合工艺组合而形成的。

因此复合材料是多相材料。

它主要包括革体相和增强相，基体相是一种连续相材料，它把增强相材料固结在一起，并起到传递应力的作川；增强相起承受应力和显示功能的作川。

按性能分为结构复合材料和功能复合材料。

按照制造成本和性能高低分类，复合材料还可以分为常见和先进两类。

按照垄体相的材料种类，可分为金属基复介材料、陶瓷基复合材料、水泥棊复合材料、赠料基复合材料、橡胶基复合材料等。

功能复合材料一•般由功能体组元（增强相）和基体组元（基本相）纽成，基体相不仅起到构成整体的作用，而且能产生协同和加强功能的作用。

结构复合材料是作为承受力结构使用的材料，基本上能承受荷载的增强相为能连接增强体成为整体材料同时乂起传递力作用的基本组元构成。

复合材料设计时应考虑纤维的几何尺寸、形状和含量方向等影响因素复合材料的增韧机理因组成不同，主要有相变增韧、延性相增韧、微裂纹增韧和颗粒强化作用。

粒子的增强效果与粒子的直径、含量、分布等因素有关。

6、要使金属陶瓷达到理想的显微结构，要满足以下条件（简答题）金属相与陶瓷和的润湿性好：润湿力越强，则金属形成连续和的可能性愈大，而陶瓷颗粒聚集成大颗粒的趋势就愈小，金属陶瓷的性能越好。

金属相与陶瓷相应无剧烈的化学反应：即不改变金属相与陶瓷相的本质及不产牛新的有害相。

金属相与陶瓷相的膨胀系数相差不可过人：若两相的膨胀系数相差过大，则在升温和冷却时易产生应力，降低金属陶瓷的热稳定性，破坏强度较差的和硅酸盐水泥主要矿物：硅酸三钙，硅酸二钙，铝酸三钙，恢相間溶体墙体崩裂或隆起的原因：过烧石灰的内部多孔结构变得致密，CaO结品变得粗大，消化时与水反应的速度极慢，在石灰浆中含有这类过烧石灰细粒，它在时会将使用示才会发生水化作用。

于是将产生膨胀而引起加裂或隆起的现象影响水泥生料锻烧时固相反应的主要因素：1牛料的细度和均匀性牛•料越细，则其颗粒尺寸越小，比表面积越人，各纽分之间接触面积越人，同时表面的质点白由能也人，使反应和扩散能力增强，因此反应速度加快2温度和时间当温度较低时，同体的化学活性低。

质点的扩散和迁移速度很慢，因此，固相反应通常需要在较高的温度下进行，以利于固相反应的加速3原料的性质如果相互进行固相反映的物质都处于品型转变或刚分解的新生态时，由于其质点间的相互作川较弱，因此，旗鼓相反应速度较快，耗能较低4矿化机加入矿化机可以加速固相反应速度混凝土配合比设计A.选择好材料B.配合比设计：在给定工程条件卜，当混凝土组成材料己定，配合比设计用以控制的参数即为：拌合物屮水泥浆体与集料之比，水泥浆体的水灰比，集料屮的砂和粗集料之比以及参合料和外加剂的用量。

混凝土及其技术的发展在混凝土100多年的发展过程中，主要经历了普通混凝土一钢筋混凝土一预应力混凝土三个阶段。

每个阶段在挖掘混凝土性能潜力方面都有重人突破，因而混凝土的应用范囤也不断扩人。

19世纪屮叶法国岀现钢筋混凝土，钢筋在混凝土屮的增强作用，克服了混凝土抗拉强度和抗折强度的不足；预应力混凝土的诞生，使混凝土的应用范围大大拓宽，有效地防止了混凝土构件的开裂问题；近20年来，树脂混凝土、浸渍混凝土、聚合物混凝土以及外加剂的出现，使混凝土无论在物理力学性能，还是在化学、耐久性能等方面都有重大突破。

人们可以按白己的意愿改变胶凝材料和集料，或选用特殊的制作工艺, 或掺入不同种类的外加剂配合制成具有各种性能的混凝土。

预计未来的100-200年内，混凝土仍将是最重要的建筑材料。

湿涨干缩混凝土中的干缩和湿涨是因干燥和吸湿引起的。

混凝土中存在着对应于不同蒸气压的水。

混凝土的含水量根据周围空气的湿度及温度状态而变。

混凝土中的水和周F貝的空气处于某一种平衡状态时，如果周围空气的状态发生变化，如湿度下降和温度上升则干燥，反Z 就吸湿。

混凝土的干燥和吸湿引起其中含水量的变化，同时也引起混凝土的体积变化。

湿涨一方面是由于水泥凝胶体颗粒之间吸入水分，水分子破坏了凝胶体颗粒的凝聚力，迫使颗粒分离的结果；另一方面是由于水的侵入使凝胶体颗粒表面形成吸附水，降低了表面张力，使颗粒发生微小的膨胀。

混凝土湿涨的同时引起质量的增加，而且比体积的增加人得多，这是由于相当部分的水占据了水泥水化作用而引起体积减少所产住的孔隙。

混凝土在于空气中因失水引起收缩，但干缩的体积并不等于失水的体积。

混凝土在干燥过程中，首先发生自由水和毛细孑L水的蒸发。

自由水的蒸发并不引起混凝土的收缩。

毛细孔水的蒸发，使毛细孑L内水面后退，弯月面的Illi率变大，在表面张力作川卜产主收缩力，使混凝土收缩。

当毛细孑L屮的水蒸发完后，如继续干燥，则凝胶体颗粒的吸附水也发生部分蒸发。

失去水膜的凝胶体颗粒，由于分子引力的作用，使粒子阔的距离变小甚至发牛新的化学结合而收缩抗压强度因素：水泥、集料、水灰比、养护（温度和湿度）干缩因素：A水泥地用量、细度和品种由于混凝土的干缩变形主耍由混凝土中水泥石的干缩所引起，而集料对于于缩具有制约作用，因此在水灰比不变的情况下，混凝土屮水泥浆量越多，混凝土T•缩越大。

水泥颗粒越细，干缩也越人。

采用掺混合材料的硅酸盐水泥配制的混凝土，比用普通水泥配制的混凝土干缩率大，其中火山灰水泥混凝土的干缩率最大，粉煤灰水泥混凝土的干缩率较小。

B水灰比影响当混凝土屮的水泥用量不变时，混凝土的干缩率随水灰比的增人而增加，鴉性混凝十•的干缩率较干性混凝土大得多。