无机材料工艺学习题参考答案

复习与思考一

1.材料的定义？材料就是能够用以加工有用物质的物质。

2.无机非金属材料的定义？无机非金属材料就是某些元素的氧化物、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、硼酸盐与非氧化物等物质组成的材料,就是除金属材料与有机高分子材料以外的所有材料的统称。

3.无机非金属材料与金属材料与有机高分子材料区别？⑴一般来说,无机非金属材料在

化学组成以及化学键上与金属材料与有机高分子材料明显不同。无机非金属材料的化学组成主要为元素的氧化物、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、硼酸盐与非氧化物等物质,其化学键主要为离子键或离子-共价混合键;金属材料的化学组成为单质金属元素或一种金属元素与其她元素组成的合金,其化学键为金属键;

有机高分子材料就是以C、H、O为主要元素与其她元素组成的聚合物其化学键为共价键。

⑵从力学性能上,金属材料有延展性,有机高分子材料有弹性,而大多数无机非金属材料却

没有;从电学性能上,金属材料具有导电性,而无机非金属绝大多数就是绝缘体;从结构上,金属材料有自由电子而无机非金属材料没有自由电子且具有复杂的晶体结构;金属材料抗拉强度高,而无机非金属材料抗拉强度低。(以第一点为主)

4.无机非金属的特性？具有复杂的晶体结构;没有自由电子(石墨除外);高硬度;高熔点;

较好的耐化学腐蚀能力;绝大多数就是绝缘体;制成薄膜时大多就是透明的;一般具有低导热性;大多数情况下变形微笑。

5.为什么金属材料有延展性,有机高分子材料有弹性,而大多数无机非金属材料却没有？

金属材料有延展性就是因为其含有自由电子,可以移动;有机高分子材料有弹性就是因为高分子材料多为链状,可以扭曲;大多数无机非金属材料却没有就是因为其化学键主要为离子键或离子-共价混合键,而共价键有方向性。

6.为什么绝大多数原料都需要破碎？无机非金属材料生产所用的主要原料,绝大多数就

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进行破碎。破碎后的好处:好均化、烘干、配料;利于成型;利于热处理,节能;产量高,产品性能好,且稳定。对于玻璃与陶瓷,破碎后更容易除铁;对于水泥破碎后再磨细到一定粒度则更适合窑外分解。

7、水泥、玻璃及陶瓷在成型方面有何区别？水泥的成型除立窑之外,在热加工之前不需成型,其成型过程主要在使用时。如加工混凝土制品等。玻璃的成型就是在高温热加工之后。陶瓷的成型较为特殊,一般就是在高温热加工之前,但若就是热等静压法来使陶瓷成型,成型

与高温加热同时进行。

8、为什么陶瓷成型后必须烘干？烘干就是为了除去物料或坯体中一定量的自由水。若不烘干就拿去烧结,会导致陶瓷产生微裂纹、气泡等影响。

9、水硬性胶凝材料与气硬性胶凝材料材料耐久性(根据定义与碱骨料反应,从多方面思考)？水硬性胶凝材料主要指水泥,气硬性胶凝材料材料主要有石灰、石膏、氢氧化钙,后者易发生碳化反应,造成其耐久性不好。(不太全)

复习与思考二

1、玻璃的定义？传统玻璃的定义:熔融物冷却、硬化而得到的均匀、透明、无缺陷的非晶态固体。广义玻璃的定义:具有各向同性、介稳性、无固定熔点、固态与熔融态间转化的渐变性与可逆性、性质随成分变化的连续性与渐变性的物质。

2、与陶瓷相比较,为什么玻璃能比较容易地制得形状很复杂的部件？主要从制作的工艺工程来考虑:陶瓷先成型后加热,收缩较大;而玻璃就是从液态转变,容易成形。

3、您认为玻璃与水泥哪种更容易制得形状很复杂的部件? (1)大体积部件,特种水泥更容易制得(2)小体积部件,形状复杂,薄型的,玻璃更容易制得

4、玻璃的通性？各向同性;介稳性;无固定熔点;固态与熔融态间转化的渐变性与可逆性;性质随成分变化的连续性与渐变性。

5、Tg、Tf含义？从熔融态转变为固态时有一转变温度Tg;从熔体向固态玻璃转变的温度Tf

6、冕牌玻璃:阿贝数(色散系数)>50的光学玻璃称为冕牌玻璃;

燧石玻璃:阿贝数(色散系数)<50的光学玻璃称为燧石玻璃;

色散:玻璃的折射率随入射光波长不同而不同的现象,叫色散。

复习与思考三

1、隔热玻璃与中空玻璃、真空玻璃的区别？隔热玻璃对红外线有良好的吸收作用;中空玻璃与真空玻璃保温性能都较好,区别在于一个就是空气作为介质,另一个就是真空。

2、什么叫补色？互为补色的光合在一起就是什么光？简述互补原理在玻璃、陶瓷、水泥工业中的应用？补色又称互补色或余色,被吸收光的颜色与观察到的颜色互称补色。互为补色的光合在一起就是白光。在玻璃、陶瓷、水泥工业中,为了得到含某颜色的产品,可以除去显其互补色的离子。(表达的不太好)

3、为什么石英玻璃适合制备军工、激光、冶金、光学仪器、舞台灯光等行业的高温窗口？⑴石英玻璃的热膨胀系数小,热稳定性好;⑵石英玻璃的耐热性好,在1100C下可长期使用,在1400C下可短期使用。

4、比较泡沫玻璃与泡沫塑料的区别与用途？泡沫玻璃就是无机材料,有吸声性,保温性能好;泡沫塑料就是有机材料,耐高温性能差但导热系数小;两者吸水率都小。

5、陶瓷的脆性大,经不起外力撞击,也不能急冷急热以及理论强度高,但实际强度远远低于理论强度的原因就是什么？①陶瓷材料存在很多微裂纹;②微裂纹一旦形成,就会迅速的扩展。对于金属,在外力的作用下可以产生塑性变形,塑性变形可以吸收扩展裂纹的能量,起到止裂纹的作用。对于陶瓷,缺乏塑性变形,裂纹一旦形成,材料内部的应力就会集中在裂纹的尖端,推动裂纹的扩展,直至断裂。如果就是在热冲击的情况下,由于陶瓷材料导热性差,热应力因此增加,促进裂纹迅速扩展。

6、了解几个基本定义:无机非金属材料工艺学、合成与制备、组成、结构？无机非金属材料科学与工艺:就是一门研究材料组成、结构、合成与制备、使用效能四者之间的关系与规律的科学。合成与制备:就是研究如何将原子、分子聚合起来并最终转变为有用产品的一系列连续过程,就是提高材料质量、降低生产成本的关键,也就是开发新材料、新器件的中心环节。组成:就是指构成材料物质的原子、分子、添加剂及其分布。结构:就是指组成原子、分子在不同层次上彼此结合的形式、状态与空间分布。组成与结构就是材料的基本表征。它们一方面就是特定的合成与制备条件下的产物,另一方面又就是决定材料性能与使用效能的内在因数。

7、无机非金属材料工艺学研究的内容,并举例说明为什么？无机非金属材料工艺学的研究内容:了解材料的组成与结构及它们同合成与制备之间、性能与使用效能之间的内在联系。

8、石英玻璃的结构、性能与用途？石英玻璃结构:短程有序,长程无序。性能为:1各向同性;2介稳性3无固定熔点4固态与熔融态间转化的渐变性与可逆性;5性质随成分变化的连续性与渐变性。主要用于建筑玻璃,日用轻攻玻璃,仪器玻璃,光学玻璃,电真空玻璃等。

9、什么石英玻璃比石英晶体的用途更广泛？①玻璃熔融液缓慢冷却结晶后才能形成石英晶体,因此形成玻璃比晶体更容易且能耗小;②晶体在固态随温度变化还会有晶型转变,使结构

不稳定,容易破裂;③石英晶体为各向同性,不适合制作一些仪器(如有些仪器的要求折射率在不同的方向都一样)。

备注:关于8题与9题,老师以后还会给发一个关于石英玻璃的文章,请大家以那个为准。复习与思考四

1.水泥生产中希望得到的就是γ-硅酸二钙,还就是β-硅酸二钙？为什么？(应用已学的硅

酸盐物理化学知识从结构分析) 希望得到β-硅酸二钙。从结构上说,γ-硅酸二钙的结构中,钙离子的配位数就是6,即6个氧离子与钙离子相配位形成【CaO6】八面体,钙离子的配位相当规则,因此比较稳定,在常温下几乎就是惰性的;β-硅酸二钙的结构中,钙离子有6与8两种,配位不规则,因而相当活泼,常温下就能与水反应。所以,水泥生产中更希望得到活性较高的β-硅酸二钙。？鲍林第五规则(节约规则):在一个晶体中,本质不同的结构组元的种类,倾向最少数目。