无机材料工艺原理03配方料设计与计算精品PPT课件
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无机物的制备 ppt课件
无机物制备流程题
无机化合物制备流程题
一、解题策略
化工流程中常见的操作与名词
化工流程题目在流程上一般分为3个过程：
原料处理 ―→ 分离提纯 ―→ 获得产品
(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词 ①加快反应速率 ②溶解：通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等 水浸：与水接触反应或溶解 浸出：固体加水(酸)溶解得到离子 浸出率：固体溶解后，离子在溶液中含量的多少(更多转化) 酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶 物通过过滤除去的溶解过程
【迁移应用 3】 实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量 FeS、SiO2 等) 制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O)，主要工艺流程如下。
溶液调滤液 pH 至中性。
无机(3)化“除合杂物”制环节备中流，先程加题入________溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入_________
溶液调滤液 pH 至中性。 (4)不同温度下，K＋的浸出浓度与溶浸时间的关系见右图。 由图可得，随着温度升高， ①_溶___浸__平__衡__向___右__移__动___， ②__K__＋_的___溶__浸__速___率__增__大___。 (5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生： CaSO4(s)＋CO32－ CaCO3(s)＋SO42－ 已知 298 K 时，Ksp(CaCO3)＝2.80×10－9，Ksp(CaSO4)＝4.90×10－5，求此温度下该 反应的平衡常数 K(计算结果保留三位有效数字)。
无机化合物制备流程题
【迁移应用 2】镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上 60%的镁是从海 水中提取的。某学校课外兴趣小组从海水晒盐后的盐卤(主要含 Na＋、Mg2＋、Cl－、 Br－等)中模拟工业生产来提取镁，主要过程如下：
无机化合物制备流程题
一、解题策略
化工流程中常见的操作与名词
化工流程题目在流程上一般分为3个过程：
原料处理 ―→ 分离提纯 ―→ 获得产品
(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词 ①加快反应速率 ②溶解：通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等 水浸：与水接触反应或溶解 浸出：固体加水(酸)溶解得到离子 浸出率：固体溶解后，离子在溶液中含量的多少(更多转化) 酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶 物通过过滤除去的溶解过程
【迁移应用 3】 实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量 FeS、SiO2 等) 制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O)，主要工艺流程如下。
溶液调滤液 pH 至中性。
无机(3)化“除合杂物”制环节备中流，先程加题入________溶液，经搅拌等操作后，过滤，再加入_________
溶液调滤液 pH 至中性。 (4)不同温度下，K＋的浸出浓度与溶浸时间的关系见右图。 由图可得，随着温度升高， ①_溶___浸__平__衡__向___右__移__动___， ②__K__＋_的___溶__浸__速___率__增__大___。 (5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂，则溶浸过程中会发生： CaSO4(s)＋CO32－ CaCO3(s)＋SO42－ 已知 298 K 时，Ksp(CaCO3)＝2.80×10－9，Ksp(CaSO4)＝4.90×10－5，求此温度下该 反应的平衡常数 K(计算结果保留三位有效数字)。
无机化合物制备流程题
【迁移应用 2】镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上 60%的镁是从海 水中提取的。某学校课外兴趣小组从海水晒盐后的盐卤(主要含 Na＋、Mg2＋、Cl－、 Br－等)中模拟工业生产来提取镁，主要过程如下：
第二讲 无机材料的制备化学ppt课件
完整版PPT课件
6
➢ 固体反应的过程 （MgO + Al2O3 → MgAl2O4)
MgO/MgAl2O4界面:
MgO
4MgO + 2Al3+ - 3Mg2+
→ MgAl2O4
反应起始界面
MgAl2O4/Al2O3界面:
Al2O3
4Al2O3 + 3 Mg2+ - 2Al3+
MgAl2O4产物层 → 3MgAl2O4
晶体 （Crystals）
完美晶体（Perfect crystals） [原子在 三维空间排列无限 延伸有序， 并有 严格周期性]
缺陷晶体 （Defect crystals） [固体中 原子排列有易位、 错位以及本体组成 以外的杂质]
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4
固体原料混合物以固体形式直接反应过程是制 备多晶固体（即粉末）最为广泛应用的方法。固体 混合物在室温下经历一段时间，并没有可觉察的反 应发生。为使反应以显著速度发生，通常必须将它 们加热至甚高温度，一般在1000 ~ 1500℃。 热力学和动力学两种因素在固体反应中都极为 重要：热力学通过考察一个特定反应的自由能来判 断该反应能否发生，动力学因素则决定反应进行的 速率。
过程分析 MgO和Al2O3两种晶体反应是相互紧密接触，共享一个公用
面，即产物先在界面生成，存在尖晶石晶核的生长困难，还有产物随之
进行扩散的困难。上图给出氧化镁和氧化铝反应生成尖晶石过程的示意
图。由图可见，当MgO和Al2O3两种晶体加热后，在接触面上局部生成一 层MgAl2O4。
反应的第一阶段是生成MgAl2O4晶核，晶核的生成是比较困难的， 这是因为：首先，反应物和产物的结构有明显的差异，其次是生成物涉
无机非金属材料工艺原理配合料的制备与加工PPT学习教案
定义：成型就是将制备好的坯料，用 各种不 同的方 法 制成具有一定形状和尺寸的坯件(生坯 )。
成型工序应的要求： ❖ 坯件应符合产品所要求的生坯形状和 尺寸。 ❖ 坯体应具行相当的机械强度，以便于 后续工 序的操 体。 ❖ 坯体结构均匀，且有一定的致密度。 ❖ 成型过程适合于多。快、好、省地组 织生产 。
目的：为了满足制品形状或下一工序 要求， 制备好 的混合 料需要成型。
对水泥生产而言，立窑、立波尔窑的入窑生料，
❖
混凝土的使用需要成型； ❖ 陶瓷生产中坯料需成要型； ❖ 在玻璃生产中，玻璃制品需要成型。
第39页/共135页
粒化（成球）
定义：泛指将粉体(或浆液)加工成型 状和尺 寸都比 较匀整 的球块的机械过程。
粉体粒化的目的：
❖ 能保持混合物的均匀度在贮存、输送与包装时不发生变化； ❖ 有利于改善物理化学反应的过程； ❖ 可以提高物料流动性，便于输送与贮存； ❖ 大大减少粉尘飞扬； ❖ 扩大微粉状原料的适用范围； ❖ 便于计量以及满足商业上要求等。
第40页/共135页
造粒方法及分类
第41页/共135页
第42页/共135页
➢ 另一类结合剂在常温下可提高坯料的 塑性， 高温下 仍 留在坯体中，这类称为粘结剂，多 数为无 机物质 ，如 硅酸盐和硫酸盐等。
塑化剂在特陶坯料生产中起着提高坯 料塑性 和生坯 强度 的作用。生产中使用的塑化剂由粘合 剂、增 塑剂和 溶剂 以适当比例调配而成。
第36页/共135页
（3） 润滑剂
用于提高粉料的湿润性， 减少粉料颗粒之间及粉料与 模壁之间的摩擦，以增大压 制坯体的密度，促进其均匀 化。通常采用含极性官能团 的有机物作润滑剂。
（6）干法磨机通风
磨内通风可冷却磨内物料，改善易磨 性。
成型工序应的要求： ❖ 坯件应符合产品所要求的生坯形状和 尺寸。 ❖ 坯体应具行相当的机械强度，以便于 后续工 序的操 体。 ❖ 坯体结构均匀，且有一定的致密度。 ❖ 成型过程适合于多。快、好、省地组 织生产 。
目的：为了满足制品形状或下一工序 要求， 制备好 的混合 料需要成型。
对水泥生产而言，立窑、立波尔窑的入窑生料，
❖
混凝土的使用需要成型； ❖ 陶瓷生产中坯料需成要型； ❖ 在玻璃生产中，玻璃制品需要成型。
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粒化（成球）
定义：泛指将粉体(或浆液)加工成型 状和尺 寸都比 较匀整 的球块的机械过程。
粉体粒化的目的：
❖ 能保持混合物的均匀度在贮存、输送与包装时不发生变化； ❖ 有利于改善物理化学反应的过程； ❖ 可以提高物料流动性，便于输送与贮存； ❖ 大大减少粉尘飞扬； ❖ 扩大微粉状原料的适用范围； ❖ 便于计量以及满足商业上要求等。
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造粒方法及分类
第41页/共135页
第42页/共135页
➢ 另一类结合剂在常温下可提高坯料的 塑性， 高温下 仍 留在坯体中，这类称为粘结剂，多 数为无 机物质 ，如 硅酸盐和硫酸盐等。
塑化剂在特陶坯料生产中起着提高坯 料塑性 和生坯 强度 的作用。生产中使用的塑化剂由粘合 剂、增 塑剂和 溶剂 以适当比例调配而成。
第36页/共135页
（3） 润滑剂
用于提高粉料的湿润性， 减少粉料颗粒之间及粉料与 模壁之间的摩擦，以增大压 制坯体的密度，促进其均匀 化。通常采用含极性官能团 的有机物作润滑剂。
（6）干法磨机通风
磨内通风可冷却磨内物料，改善易磨 性。
无机材料合成与制备课件
实验步骤 1. 准备试剂和仪器，如硅酸乙酯、乙醇、氨水、烘箱、玻璃基板等。
2. 将硅酸乙酯、乙醇和氨水按一定比例混合，搅拌均匀。
实验一：溶胶-凝胶法制备二氧化硅薄膜
3. 将混合液滴加到玻 璃基板上，放入烘箱 中加热至一定温度。
5. 观察和测试二氧化 硅薄膜的形貌和性能 。
4. 取出玻璃基板，用 去离子水冲洗，晾干 后进行热处理。
无机材料合成与制备课件
• 无机材料概述 • 无机材料合成方法 • 无机材料制备技术 • 无机材料合成与制备的研究进展 • 无机材料合成与制备的前景与挑战 • 无机材料合成与制备实验课程设计
01
无机材料概述
无机材料的定义与分类
无机材料定义
无机材料是指不含碳元素的化合物或 单质，主要由无机化合物组成的一类 材料。
实验二：化学气相沉积法制备氮化硅薄膜
01 实验步骤
02
1. 准备试剂和仪器，如硅烷、氨气、氢气、氮气、反
应腔等。
03
2. 将反应气体按一定比例通入反应腔中，加热至一定
温度。
实验二：化学气相沉积法制备氮化硅薄膜
3. 保持反应一定时间，使反应 物在基材表面沉积形成薄膜。
4. 停止反应，取出基材，进行 后处理。
5. 观察和测试氮化硅薄膜的形 貌和性能。
实验三：物理气相沉积法制备钛合金薄膜
实验目的
通过物理气相沉积法合成钛合金薄膜，了解 物理气相沉积法的合成过程和原理，掌握钛 合金薄膜的制备技术。
实验原理
物理气相沉积法是一种常用的材料合成方法 ，通过将金属蒸发或溅射成原子或分子，在 基材表面沉积形成薄膜。钛合金薄膜具有高 强度、耐腐蚀等特性，常用于航空、化工等 领域。
05
无机材料合成与制备的前景与挑战
2. 将硅酸乙酯、乙醇和氨水按一定比例混合，搅拌均匀。
实验一：溶胶-凝胶法制备二氧化硅薄膜
3. 将混合液滴加到玻 璃基板上，放入烘箱 中加热至一定温度。
5. 观察和测试二氧化 硅薄膜的形貌和性能 。
4. 取出玻璃基板，用 去离子水冲洗，晾干 后进行热处理。
无机材料合成与制备课件
• 无机材料概述 • 无机材料合成方法 • 无机材料制备技术 • 无机材料合成与制备的研究进展 • 无机材料合成与制备的前景与挑战 • 无机材料合成与制备实验课程设计
01
无机材料概述
无机材料的定义与分类
无机材料定义
无机材料是指不含碳元素的化合物或 单质，主要由无机化合物组成的一类 材料。
实验二：化学气相沉积法制备氮化硅薄膜
01 实验步骤
02
1. 准备试剂和仪器，如硅烷、氨气、氢气、氮气、反
应腔等。
03
2. 将反应气体按一定比例通入反应腔中，加热至一定
温度。
实验二：化学气相沉积法制备氮化硅薄膜
3. 保持反应一定时间，使反应 物在基材表面沉积形成薄膜。
4. 停止反应，取出基材，进行 后处理。
5. 观察和测试氮化硅薄膜的形 貌和性能。
实验三：物理气相沉积法制备钛合金薄膜
实验目的
通过物理气相沉积法合成钛合金薄膜，了解 物理气相沉积法的合成过程和原理，掌握钛 合金薄膜的制备技术。
实验原理
物理气相沉积法是一种常用的材料合成方法 ，通过将金属蒸发或溅射成原子或分子，在 基材表面沉积形成薄膜。钛合金薄膜具有高 强度、耐腐蚀等特性，常用于航空、化工等 领域。
05
无机材料合成与制备的前景与挑战
最新无机材料工艺原理03配方(料)设计与计算ppt课件
3. 确定坯料配方
配方号 1 2 3 4 5
烧成后各试样的性能
抗冲击强度(kJ/m2)
抗折强度(MPa)
1.0
56.8
1.3
67.6
1.4
76.4
2.1
96.1
1.8
82.3
例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
3. 确定坯料配方 在上表，4号配方的性能最好，但也与所要求的目标相距
甚远。 改进方法： 加入高可塑性粘土（如球粘土）来改善成型性能； 引入微量的添加剂（如氧化钇）来控制制品的显微结构，
实现莫来石、刚玉晶粒的均匀细化，避免大裂纹的出现； 采用复合熔剂，利用多碱效应降低烧成温度，同时严格
烧成制度，增强熔剂效果。可按正交表安排试验。
例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
改进的坯料配方
配方 IL SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO 26 3.83 48.04 42.58 0.25 0.07 0.15
目标确定是配方研制的关键
在配方设计中，要准确全面地确定配方 的目标。一切工作都要围绕目标来安排。
产品的定位－－确定目标的出发点 新建厂或是老厂－－确定配方的基础 新研发产品或是老产品调整－－确定配 方的主要因素。
配方研制的准备工作
在拟定配方之前，应对所用原料的化学 组成、矿物组成、物理性质以及工艺性能做 全面分析，并根据分析结果有选择地运用到 配方设计中去。
理性能要求，并全面考虑釉浆生产工 艺性能设计原则。 方法：在传统长石釉基础上引入更多的瓷粉 及加入锂辉石、氧化锌、碳酸钡等添 加剂（用正交法做了40多个配方）。
例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
4. 釉料配方的确定 结果：提高釉料的始熔温度，降低高温粘度，克服
无机材料工艺学课件(PPT 92页)
45
六大品种水泥
1、硅酸盐水泥类，石灰石或粒化高炉矿渣、 适量石膏，掺量为：0-5%
2、普通硅酸盐水泥类，混合材料掺量为：615%
3、矿渣硅酸盐水泥类，粒化高炉矿渣掺量为： 20-70%
4、粉煤灰硅酸盐水泥类，粉煤灰掺量为：2040%
5、火山灰质硅酸盐水泥类，火山灰质混合材 料掺量为：20-50%
19
1756年，英国海峡群岛上的一座灯塔，突然失火烧毁了。 这真要命，要知道这可是英吉利海峡南端最重要的灯塔，没 有了它，要影响无数船只的航行。英国政府命令工程师史密 顿（J.Smetetonf）用最快的速度重建这座灯塔。
史密顿立即通知将石灰石运往灯塔所在的小岛，以便烧 成石灰后将岛上产的石头黏合起来重砌灯塔。
25
“波特兰水泥”最早的一次大规模应用，是建造了穿 越泰晤士河河底的隧道。尔后，它在世界各地迅速推广开 来，法国和德国分别在1840年和1855年建设了水泥制造厂。 现在，水泥已成为现代人类生活中不可缺少的物资了。
26
中国最早的水泥厂是外资企业澳门的青洲英坭厂，建 于1886年。唐山细绵土厂（后改组为启新洋灰公司，现为 启新水泥厂）是中国最早的民族水泥企业，创建于1889年， 比澳门的青洲英坭厂晚了3年，是中国人开办的第一个水 泥厂。
料、生态材料
5
2、材料分类： ① 金属材料； ② 无机非金属材料：⑴ 矿物岩石材料；
⑵ 水泥、玻璃；⑶ 陶瓷、耐火材料； ③ 高分子材料； ④ 复合材料；
6
3、材料工艺
定义：我们将任何一种材料从原料→ 成品的整个过程称为材料工艺过程。
它包括原料制备工艺、成型工艺、 溶制（窑炉工艺），制品工艺等。
34
国外性能各异的特种水泥 2.变色水泥
六大品种水泥
1、硅酸盐水泥类，石灰石或粒化高炉矿渣、 适量石膏，掺量为：0-5%
2、普通硅酸盐水泥类，混合材料掺量为：615%
3、矿渣硅酸盐水泥类，粒化高炉矿渣掺量为： 20-70%
4、粉煤灰硅酸盐水泥类，粉煤灰掺量为：2040%
5、火山灰质硅酸盐水泥类，火山灰质混合材 料掺量为：20-50%
19
1756年，英国海峡群岛上的一座灯塔，突然失火烧毁了。 这真要命，要知道这可是英吉利海峡南端最重要的灯塔，没 有了它，要影响无数船只的航行。英国政府命令工程师史密 顿（J.Smetetonf）用最快的速度重建这座灯塔。
史密顿立即通知将石灰石运往灯塔所在的小岛，以便烧 成石灰后将岛上产的石头黏合起来重砌灯塔。
25
“波特兰水泥”最早的一次大规模应用，是建造了穿 越泰晤士河河底的隧道。尔后，它在世界各地迅速推广开 来，法国和德国分别在1840年和1855年建设了水泥制造厂。 现在，水泥已成为现代人类生活中不可缺少的物资了。
26
中国最早的水泥厂是外资企业澳门的青洲英坭厂，建 于1886年。唐山细绵土厂（后改组为启新洋灰公司，现为 启新水泥厂）是中国最早的民族水泥企业，创建于1889年， 比澳门的青洲英坭厂晚了3年，是中国人开办的第一个水 泥厂。
料、生态材料
5
2、材料分类： ① 金属材料； ② 无机非金属材料：⑴ 矿物岩石材料；
⑵ 水泥、玻璃；⑶ 陶瓷、耐火材料； ③ 高分子材料； ④ 复合材料；
6
3、材料工艺
定义：我们将任何一种材料从原料→ 成品的整个过程称为材料工艺过程。
它包括原料制备工艺、成型工艺、 溶制（窑炉工艺），制品工艺等。
34
国外性能各异的特种水泥 2.变色水泥
无机化工工艺学 ppt课件
化工工艺学--学习要求
❖ 学习要求：了解上述有代表性的大化工过程 的生产原理、热力学与动力学特征、催化剂 特性、主要设备的结构和特点，掌握其工业 生产方法、工业原理、工艺流程。使学生对 基本化学工业典型过程有深入的了解。
❖ 笔记；作业； ❖ 学习流程示意图（看看）
化工工艺学学习 示意图
第一篇合成氨 目录
无机化工—特点
➢在化学工业中是发展较早的部门，为单元操
作的形成和发展奠定了基础，
➢主要产品多为用途广泛的基本化工原料。 ➢与其他化工产品比较，无机化工产品的产量
较大。
化工生产基本原料简介
❖ 石油、煤、天然气 、农林副产品，各种矿物质 。
❖ 世界能源消耗量： 石油40%、煤27%、天然气23%、核能7%、水 3%。 ❖ 2004年世界石油产量前五位：俄罗斯、沙特、 美国、伊朗、中国。中国石油产量1.75亿吨， 探明储量25亿吨，探明天然气储量1.51亿吨。 ❖ 2004年中国煤炭产量19.8亿吨,居世界第一位。
第一章: 绪论 第二章:固体燃料气化 第三章:一氧化碳变换 第四章:原料气的最终净化 第七章:氨的合成 第八章: 合成氨生产综述
12
第一章 绪 论
一、氨的性质
（一）、物理性质
➢ 标准状态下是无色气体，具有特殊的刺激性臭味。 20℃下将氨气加压0.8MPa时，液化为无色的液体。
三、美国化学工业分类 按美国标准工业分类法
(SIC)
★28 化学品及有关产品
❖ 281 工业无机化学品 ❖ 282 塑料和树脂,合成橡胶,合成纤维和人造纤维 ❖ 283 药品 ❖ 284 肥皂,洗涤剂,清净剂,香料,化妆品及卫生剂 ❖ 285 涂料,清漆,喷漆,瓷漆及有关制品 ❖ 286 工业有机化学品 ❖ 287 农用化学品 ❖ 289 其它化学品
无机非金属材料《生料制备技术》课件
➢ 立磨中的磨辊是活动的，粉磨压力是由填充在滚 轮间隙间之压缩物料料床来传递的。
定义
“立磨”的基本特征:
❖ 有一个圆形的磨盘围绕着立轴转动 ❖ 受力压在磨盘上面的磨辊（研磨体） ❖ 作用在磨辊上的压力源有重量, 液压，等等 ❖ 磨盘周围有向上的气流，可以夹带并干燥物料 ❖ 直接安装在磨机机架上的选粉机
通常为闭路
按磨机类型分为：。
钢球磨； 立式磨； 挤压粉磨技术
循环负荷率：T／Q的比值
选粉效率：选粉后成品中所 含细粉量与选粉机喂料中细 粉量之比
喂料 开路系统
成品
T,回料量
T
Q
Q,成品量
Q
F
闭路系统
开路与闭路系统的比较
• 开路：流程简单，设备少，投资省，操作 维护方便，但物料必须全达到产品细度才 出磨，（过粉磨，磨内形成缓冲层，细粉 包球现象，降低效率。）
收尘器的浓度，对收尘器的要求降低了。 ❖ 缺点：系统较复杂，阻力增加。
❖ 观察流程图，回答立磨的热风来自主窑， 为什么还要设置热风炉？
• 2、不设旋风筒和不设循环风的粉磨系统。
❖ 3、立磨也有体外分级的系统 ❖ 类似球磨机的尾卸提升循环系统
生料粉磨工艺流程
---来自配料站的生料和出磨的循环料一起喂入稳流仓，由仓下的皮带 机送入生料立磨内，细粉随气体带入动态选粉机。
磨机能耗 (kW) = 常数 * µ * kT * DO2.5
{常数随磨机几何布置和磨盘转速而变}
能耗
磨机能耗 (kW) = 常数 * µ * kT * DO2.5
➢ 立磨的能耗与磨盘直径的2.5次方成正比 ➢ 能耗受磨机能够承受的机械最大单位压力(kT)的限制 ➢ 同时能耗也受最大摩擦系数(物料床的µ值)限制
定义
“立磨”的基本特征:
❖ 有一个圆形的磨盘围绕着立轴转动 ❖ 受力压在磨盘上面的磨辊（研磨体） ❖ 作用在磨辊上的压力源有重量, 液压，等等 ❖ 磨盘周围有向上的气流，可以夹带并干燥物料 ❖ 直接安装在磨机机架上的选粉机
通常为闭路
按磨机类型分为：。
钢球磨； 立式磨； 挤压粉磨技术
循环负荷率：T／Q的比值
选粉效率：选粉后成品中所 含细粉量与选粉机喂料中细 粉量之比
喂料 开路系统
成品
T,回料量
T
Q
Q,成品量
Q
F
闭路系统
开路与闭路系统的比较
• 开路：流程简单，设备少，投资省，操作 维护方便，但物料必须全达到产品细度才 出磨，（过粉磨，磨内形成缓冲层，细粉 包球现象，降低效率。）
收尘器的浓度，对收尘器的要求降低了。 ❖ 缺点：系统较复杂，阻力增加。
❖ 观察流程图，回答立磨的热风来自主窑， 为什么还要设置热风炉？
• 2、不设旋风筒和不设循环风的粉磨系统。
❖ 3、立磨也有体外分级的系统 ❖ 类似球磨机的尾卸提升循环系统
生料粉磨工艺流程
---来自配料站的生料和出磨的循环料一起喂入稳流仓，由仓下的皮带 机送入生料立磨内，细粉随气体带入动态选粉机。
磨机能耗 (kW) = 常数 * µ * kT * DO2.5
{常数随磨机几何布置和磨盘转速而变}
能耗
磨机能耗 (kW) = 常数 * µ * kT * DO2.5
➢ 立磨的能耗与磨盘直径的2.5次方成正比 ➢ 能耗受磨机能够承受的机械最大单位压力(kT)的限制 ➢ 同时能耗也受最大摩擦系数(物料床的µ值)限制
无机材料合成与制备PPT课件
29
(3) 层岛复合(Stranski-Krastanov)生长模式：
在层岛复合生长模式下，最开始的一两个原子层的层状 生长之后，生长模式从层状模式转化为岛状模式，如上 图c所示。 导致这种模式转变的物理机制比较复杂，但根本的原因 应该可以归结为薄膜生长过程中各种能量的相互消长。 被列举出来解释这一生长模式的原因至少有以下三种：
一般来说，足够厚的薄膜的晶格结构与块体相同，只有在 超薄薄膜中其晶格常数才与块材时明显不同；
薄膜的晶体结构与沉积时吸附原子的迁移率有关，它可以 从完全无序，即无定形非晶膜过渡到高度有序的单晶膜， 即薄膜的晶体结构包括单晶、多晶和非晶结构(？)。
6
7
8
薄膜的四种典型组织形态：
在薄膜沉积的过程中，入射的气相原子首先会被衬底或薄 膜表面所吸附。若这些原子具有足够的能量，它们将在衬底或 薄膜表面进行一定的扩散(迁移)，除了可能脱附的部分原子之 外，其他的原子将到达薄膜表面的某些低能位置并沉积下来。
10
11
形态1型：在温度很低、气体压力较高的情况 下，入射粒子的能量很低，这种情况下形成的 薄膜微观组织。
由于温度低，原子的表面扩散能力有限，沉积到衬底表面的 原子即已失去了扩散能力。导致沉积的薄膜组织呈现一种数十纳 米直径的细纤维状的组织形态，纤维内部陷密度很高或者就是非 晶态的结构；纤维间的结构明显疏松，存在着许多纳米尺寸的孔 洞。
示振荡频率变化与薄膜质量膜厚之间关系的基本公式。
24
电阻法:
由于电阻值与电阻的形状有关，利用这一原理来测量膜 厚的方法称为电阻法。
电阻法是测量金属薄膜厚度最简单的一种方法。测量原 理：金属导电膜的阻值随膜厚的增加而下降。
如果认为薄膜的电阻率与块状材料相同，则可由下式来 确定膜厚，即：
(3) 层岛复合(Stranski-Krastanov)生长模式：
在层岛复合生长模式下，最开始的一两个原子层的层状 生长之后，生长模式从层状模式转化为岛状模式，如上 图c所示。 导致这种模式转变的物理机制比较复杂，但根本的原因 应该可以归结为薄膜生长过程中各种能量的相互消长。 被列举出来解释这一生长模式的原因至少有以下三种：
一般来说，足够厚的薄膜的晶格结构与块体相同，只有在 超薄薄膜中其晶格常数才与块材时明显不同；
薄膜的晶体结构与沉积时吸附原子的迁移率有关，它可以 从完全无序，即无定形非晶膜过渡到高度有序的单晶膜， 即薄膜的晶体结构包括单晶、多晶和非晶结构(？)。
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薄膜的四种典型组织形态：
在薄膜沉积的过程中，入射的气相原子首先会被衬底或薄 膜表面所吸附。若这些原子具有足够的能量，它们将在衬底或 薄膜表面进行一定的扩散(迁移)，除了可能脱附的部分原子之 外，其他的原子将到达薄膜表面的某些低能位置并沉积下来。
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形态1型：在温度很低、气体压力较高的情况 下，入射粒子的能量很低，这种情况下形成的 薄膜微观组织。
由于温度低，原子的表面扩散能力有限，沉积到衬底表面的 原子即已失去了扩散能力。导致沉积的薄膜组织呈现一种数十纳 米直径的细纤维状的组织形态，纤维内部陷密度很高或者就是非 晶态的结构；纤维间的结构明显疏松，存在着许多纳米尺寸的孔 洞。
示振荡频率变化与薄膜质量膜厚之间关系的基本公式。
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电阻法:
由于电阻值与电阻的形状有关，利用这一原理来测量膜 厚的方法称为电阻法。
电阻法是测量金属薄膜厚度最简单的一种方法。测量原 理：金属导电膜的阻值随膜厚的增加而下降。
如果认为薄膜的电阻率与块状材料相同，则可由下式来 确定膜厚，即：
《无机化工》课件
合成无机物
如合成氨、合成酸等 ，是通过化学反应合 成的无机化学品。
无机化工产品的应用与市场
农业领域
无机化工产品如氮肥、 磷肥、钾肥等，是农业 生产中必不可少的化学
品。
工业领域
无机化工产品如硫酸、 盐酸、硝酸等，广泛应 用于石油、化工、冶金
等行业。
环保领域
无机化工产品如净水剂 、脱硫剂等，可用于污 水处理和大气治理等领
复分解反应
在复分解反应中，参与反应的 化合物互相交换成分，但不发
生电子转移。
无机化学反应的机理与动力学
机理
化学反应发生的具体过程和步骤，包括中间 产物和能量变化。
速率常数
反应速率与反应物浓度的比例系数。
速率方程
描述化学反应速率与反应物浓度的关系的方 程式。
活化能
发生化学反应所需的最低能量。
无机化学反应的工业应用与实例
域。
日常生活领域
无机化工产品如食盐、 肥皂、牙膏等，与人们 的日常生活密切相关。
无机化工产品的生产工艺与流程
01
02
03
04
矿石加工
将矿石破碎、磨细，并进行必 要的化学处理，以提取所需的
金属或非金属元素。
化学反应
通过化学反应将原料转化为目 标产品，源自要选择合适的反应条件和催化剂。
分离与提纯
对反应产物进行分离和提纯， 去除杂质，得到高纯度的无机
05
无机化工安全与环保
无机化工生产中的安全风险与防范措施
安全风险 设备故障或操作失误可能导致生产事故。
化学物质泄漏可能引发环境污染和人员伤害。
无机化工生产中的安全风险与防范措施
01
防范措施
02
03
第三章.无机非金属材料化学制备方法ppt课件
•
溶解 前驱体
溶液ห้องสมุดไป่ตู้
水解 溶胶
缩聚 凝胶
老化 凝胶
水热法
• 水热法的反应机理： 粉体晶粒的形成经历了“溶解—结晶”2个阶段,首先营养料在热介 质里溶解,以离子、分子团的形式进入溶液,利用强烈对流,将这些离子 、分子和离子团输送并放在籽晶的生长区(低温区)形成饱和溶液,进而 成核,形成晶粒,继而结晶。
过两磨体之间的微小间隙，在上述各力及高频振动的作用下
被有效地粉碎、混合、乳化及微粒化。
胶体磨的主要特点如下：
（1）可在较短时间内对颗粒、聚合体或悬浊液等进行粉碎、分散、均匀 混合、乳化处理；处理后的产品粒度可达几微米甚至亚微米。
（2）由于两磨体间隙可调(最小可达1µm)，因此，易子控制产品粒度。
（3）结构简单，操作维护方便，占地面积小。 （4）由于固定磨体和高速旋转磨体的间隙小，因此加工精度高。
从气相析出的固相形态随着反应系
统的种类和析出条件而变化。
析出物的形态有下列几种：
在固体表面上析出薄膜、晶须和晶
粒，在气体中生成微粉。气相中微粒 的生成包括均匀成核和核长大两个过 程，为了获得颗粒，首先要在气相中 生成很多核，为此必须达到高的过饱 和度。
在固体表面上生长薄膜、晶须时，
并不希望在气相生成微粒，故应使之 在较低的过饱和度条件下析出。 从气相析出的固体的各种形态
•
溶液的pH值、溶液的离子或分子浓度、反应温度和时间是控制溶胶凝胶 化的四个主要参数。 溶胶－凝胶法优点： 通过受控水解反应能够合成亚微米级（0.1 µ m～1.0 µ m）、球状、 粒度分布范围窄、物团聚或少团聚且无定形态的超细氧化物陶瓷粉体， 并能加速粉体再烧成过程中的动力学过程，降低烧成温度。
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例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
3. 确定 SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO 1 8.39 50.81 36.41 0.34 0.06 2 7.73 49.42 38.34 0.20 0.08 0.40 3 6.96 47.39 40.50 0.23 0.08 0.52 4 3.33 47.38 42.49 0.53 0.09 0.32 5 5.60 43.28 44.97 0.23 0.20 0.34
-
-
0.48 0.97
-
12.20 99.99
龙岩土 52.68 33.63 0.12 0.03
-
0.39 2.89
-
10.26 100.00
徐水土 71.19 18.67 0.62
-
0.29 1.20 2.80 0.36 4.88 99.97
建宁土 52.72 32.35 0.20 0.05 0.09 0.27 3.43 0.23 10.63 100.00
MgO K2O 0.61 3.85
Na2O 合计 0.61 99.99
例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
改进坯料配方后的性能
塑性指标 线收缩/% 烧后白度/％ 吸水率/% 抗折强度/MPa 抗冲击/kJ/m2
球粘土 45.98 35.69 0.64 0.57 0.12 0.26 0.26 0.13 16.35 100.00
锂辉石 75.62 18.65 0.08
-
-
-
0.35 0.25 5.04 99.99
例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
2. 选定工艺过程 原料→ 配料→球磨 →过筛 →压滤 →陈
腐 →成型 →素烧→ 检测→施釉 →釉烧 →检 验
例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
原料化学组成（wt%）
SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O IL
合计
石英 98.61 0.48-
-
-
0.38
-
0.28 0.25
- 100.00
烧滑石 66.40 0.18
-
0.18 0.40 35.52
0.32 100.00
本研究通过引入工业氧化铝和一些稀有元 素，控制坯体的显微结构和坯釉中间层以在 接近普通陶瓷烧成温度的条件下，生产出高 强度、高热稳定性的日用陶瓷。
例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
1. 确定原料 选 用 石 英 、 烧 滑 石 、 长 石 、 瓷 粉 、 α-
Al2O3、苏州土、安溪土、龙岩土、徐水土、 建宁土、熟建宁、宽城土、膨润土、球粘土、 碳酸钡、氧化钇、氧化锌、锂辉石等为原料。
配方研制的准备工作
在拟定配方之前，应对所用原料的化学 组成、矿物组成、物理性质以及工艺性能做 全面分析，并根据分析结果有选择地运用到 配方设计中去。
尤其要注意与相应的工艺装备联系起来。
例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
• 提高陶瓷强度的途径： 1. 高硅质瓷 2. 高铝质瓷
例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
确定最佳配方及配方方法的“希望 寄托在你们身上！”
配方研制的过程
• 确定目标 • 评价原料 • 初拟配方 • 加工配料 • 试烧产品 • 测定性能 • 评价效果
目标确定是配方研制的关键
在配方设计中，要准确全面地确定配方 的目标。一切工作都要围绕目标来安排。
产品的定位－－确定目标的出发点 新建厂或是老厂－－确定配方的基础 新研发产品或是老产品调整－－确定配 方的主要因素。
长石 68.86 15.95 0.21 0.08 0.64 0.12 10.37 3.20 0.56 99.99
瓷粉 72.27 20.40 0.79 0.03
-
1.52 4.03 0.44 0.51 99.99
苏州土 47.84 37.26 0.62
-
-
-
0.56
-
13.73 100.01
安溪土 50.21 35.94 0.19
配方（料）设计与计算
本部分讲授内容
• 配方设计方法 • 配方（料）计算原理 • 配方（料）计算方法及实例
配方设计方法－引言
引言 无机非金属材料的生产是一个系统工程：
原料选择、配方设计，原料加工、成型制作、 窑炉烧成都是其重要内容。
配方的设计与计算是获得好产品的一个 关键性内容。
配方设计方法－引言
熟建宁 59.01 36.21 0.22 0.06 0.10 0.30 3.84 0.26
- 100.00
宽城土 59.63 25.28 0.89 0.21
-
0.88 2.95
-
10.15 100.00
膨润土 66.40 13.17 0.22 0.04 4.44 3.34 1.99 1.77 9.29 100.00
MgO K2O 1.26 2.39 1.07 2.08 1.15 2.73 0.68 4.33 1.78 3.70
Na2O Li2O 0.35 0.33 0.35 0.44 1.85 0.45
合计 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
3. 确定坯料配方
配方号 1 2 3 4 5
烧成后各试样的性能
抗冲击强度(kJ/m2)
抗折强度(MPa)
1.0
56.8
1.3
67.6
1.4
76.4
2.1
96.1
1.8
82.3
例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
3. 确定坯料配方 在上表，4号配方的性能最好，但也与所要求的目标相距
甚远。 改进方法： 加入高可塑性粘土（如球粘土）来改善成型性能； 引入微量的添加剂（如氧化钇）来控制制品的显微结构，
传统陶瓷配方的计算程序： 靠经验选定化学成分，确定所使用的原料，用 原料来满足各种氧化物成分要求，得出配方。 再实测该配方所制产品的性能指标，决定是否 采用该配方。 所得配方往往不是最优的配方。也不便于了解 该配方系统的性质和进行配方调整。
配方设计方法－引言
如何获得合理的配方？ 现在已有许多种方法，尚没有最好的方法。
实现莫来石、刚玉晶粒的均匀细化，避免大裂纹的出现； 采用复合熔剂，利用多碱效应降低烧成温度，同时严格
烧成制度，增强熔剂效果。可按正交表安排试验。
例1：高铝质强化日用瓷的研制过程
改进的坯料配方
配方 IL SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO 26 3.83 48.04 42.58 0.25 0.07 0.15