无机非金属材料复习题

序言、第一章

1.无机材料中除金属以外统称为无机非金属材料。传统上的无机非金属材料主要有陶瓷，玻璃，水泥和耐火材料四种。

2.无机非金属材料学主要研究无机非金属材料的成分和制备工艺，组织结构，材料性能和使用性能四个要素。

3.玻璃结构的物质特点是：短程有序和长程无序。

4.网络生成体氧化物四个要素：

(1)每个氧离子应与不超过两个阳离子相连

(2)在中心阳离子周围的氧离子配位数必须小于等于4

(3)氧互相共角而不共棱或共面

(4)每个多面体至少有三个顶角是共用的。

5、分相：玻璃在高温下为均匀的熔体，在冷却过程中或在一定温度下热处理时，由于内部质点迁移，某些组分分别浓集，从而形成化学组成不同的亮个相，此过程称为分相。

6. 玻璃的粘性：粘度随温度变化的快慢是一个重要的玻璃生产指标；

短性玻璃：粘度随温度变化的快的玻璃。

7.影响玻璃机械强度的因素：

（1）化学组成（2）玻璃中的缺陷（3）温度（4）玻璃中的应力

第二章

1 .玻璃的原料：凡能用于制造玻璃的矿物原料，化工原料，碎玻璃等统称；

配合料：为熔制具有某种组成的玻璃所采用的，具有一定配比的各种玻璃原料的混合物

2.玻璃原料通常按其用量和作用的不同分为主要原料和辅助原料。

3.一般配合料的制备过程是：计算出玻璃配合料的料方，根据料方称取各种原料，再用混合机混匀即制得了玻璃配合料。

4.选择原料是应遵循以下原则：

（1）原料的质量应符合玻璃制品的技术要求

（2）便于日常生产中调整成分

（3）适于融化与澄清，挥发与分解的气体无毒性

（4）对耐火材料的侵蚀要小

（5）原料应易加工，矿藏量大，运输方便，价格低

5.设计玻璃组成的原则：

（1）根据组成，结构和性质的关系，使设计的玻璃能满足预定的性能要求

（2）根据玻璃形成图和相图，使设计的组成能够形成玻璃析晶倾向小

（3）根据生产条件使设计的玻璃能适应熔制，成型，加工等工序的实际要求。

（4）所设计的玻璃应当价格低廉，原料易于获得。

第三章

1.从加热配合料直到熔成玻璃液分为五个阶段：（1）硅酸盐形成阶段（2）玻璃形成阶段（3）玻璃液的澄清阶段（4）玻璃液的均化阶段（5）玻璃液的冷却阶段。

2.两者膨胀系数不同，则在两者界面上将产生结构应力，这就是玻璃制品炸裂的原因。

3.产生二次气泡的主要原因：

（1）硫酸盐的热分解（2）物理熔解的气体析出（3）玻璃中某些组分易产生二次气泡

4.配合料的湿润能改善配合料的均匀性：因为配合料中保持一定的水分，能使配合料中的芒硝和纯碱等助熔剂覆盖粘附于石英砂颗粒表面，提高了内摩擦系数，并使配合料颗粒的位置相互巩固，减小分层倾向，提高配合料的反应能力及减轻飞料现象。

5.玻璃澄清时的最高温度点和成型时的最低温度点是具有决定意义的两点。

6.玻璃熔制工艺制度除温度制度外，还有压力制度，气氛制度，泡界线制度及玻璃液面制度。

7.暂时应力：在温度低于应变点时，处于弹性变形温度范围内的玻璃在经受不均匀的温度变化时所产生的热应力，随温度梯度的存在而存在，随温度的梯度的消失而消失的应力。

8.永久应力：当玻璃内外温度相等时所残留的热应力。

9.微晶玻璃：把有晶核剂的特定组成的玻璃在有控条件下进行晶化热处理，使原单一的玻璃形成了有微晶和玻璃均匀分布的复合材料。

第七章

1.石英在陶瓷生产中作用：

（1）是瘠性材料，可降低可塑性，减少收缩变形，加快干燥

（2）在高温时可溶于长石玻璃中，增加液相粘度，减小高温时的胚体变形。

（3）未熔石英与莫来石可以起构成胚体骨架，增加强度。

（4）在釉料中增加石英含量可提高釉的熔融温度和粘度，提高釉的耐磨性和康化学腐蚀性。

2.三种天然材料的作用：粘土提供了可塑性，以保证成型的工艺要求，石英石耐熔的骨架成分，长石则是助熔剂促使烧结时玻璃相的形成。

3. 莫来石（3Al2O3·2SiO2~2Al2O3·2SiO2）

莫来石具有良好的化学、力学与耐高温性能，是传统陶瓷中形成的主要晶相之一。

第八章、第九章

1.坯料：指将陶瓷原料经拣选，破碎等工序后，进行配料，在经混合细磨等工序后得到的具有成型性能的多组分混合物。

2.成型：就是将坯料制成具有一定形状，轻度的的坯体，其过程取决于坯料的成型性能及工艺方法。

3.注浆成型：指泥浆注入具有吸水性能的模具中而得到坯体的一种成型方法。

4.触变性：指泥浆在外力的作用下，流动性暂时增加，外力去除后具有缓慢可逆的性质。

5.泥料出现触变性的原因：

粘土片状颗粒的表面尚残留少量电荷未被完全中和，以致形成局部的边--边或边--面结合，构成了空间网络结构。这时泥浆中大量的自由水被分隔和封闭在网络的空隙中，使静止的整个粘土--水系统形成一种好似水分减少，粘度增加的变稠和固化状态。但这种网络结构是疏松和不稳定的，稍有剪切力作用或震动时，就能破坏这种网络结构，使被分隔或封闭在空隙中的自由水又解脱出来，整个系统又会变成一水分充足，粘度降低，流动性增加的状态。在放置一段时间后，上述网络结构又会重新建立，重新又出现变稠现象，此亦叫触变厚化现象

6.压制成型：指在坯料中加入少量水分或塑化剂，然后在金属模具中经较高压力被压制成型的工艺过程。

第十章

1.釉：指覆盖在陶瓷坯体表面上的一层玻璃态物质。一般来说，釉层基本上是一种硅酸盐玻璃。

2.釉料配方的总原则：釉料必须适应于坯料。

3.坯釉中间层的形成：由于坯釉化学组成上的差异，烧釉时釉的某些成分渗透到坯体的表层中，坯体某些成分也会扩散到釉中，溶解到釉中。通过熔解与扩散的作用，使接触带的化学组成和物理性质介于坯体与釉层之间，结果形成中间层。具体地说，该层吸收了坯体中的Al2O3、SiO2等成分，又吸收了釉料的碱性氧化物及B2O3等。它对调整坯釉之间的差别、缓和釉层中应力、改善坯釉的结合性能起一定的作用。

4.坯和釉的适应性：

（1）热膨胀系数对坯、釉适应性的影响。

（2）中间层对坯、釉适应性的影响。

（3）釉的弹性、抗张强度对坯、釉适应性的影响。

（4）釉层厚度对坯、釉适应性的影响。

第十一章

1.干燥：用加热蒸发的方法出去物料中部分水分的过程。

2.干燥是脱水的过程，是一个消耗时间和能量的过程。

3.物料中的水分类型：自由水、吸附水、化学结合水。

4.影响干燥速度的因素：坯料的性质；坯体形状，大小，厚度；坯体温度；干燥介质的温度；使热扩散与湿扩散的方向一致。

5.干燥缺陷及原因分析（※）：

一、原料配制方面

①坯料配方中塑性粘土用量太多或太少，并且分布不均匀，原料颗粒大小相差过大，混合不均等，在干燥中易产生开裂。

②坯体含水量太大或水分分布不均匀，在干燥中易产生开裂。

二、成型方面

①成型时受压不均，以致坯体各部位紧密程度不同；或压制操作不正确，坯体中气体不能很好排出，有暗裂等。

②练泥或成型时坯体所产生的应力未能完全消除，在干燥时有可能发生形变。

③泥料在练泥机处理时，已发生层裂，而又未能消除，则坯体干燥后易发生开裂。

④注浆时石膏模过干或模型构造有缺点；脱模过早，坯体在精修、镶接时操作不当或石膏模各部位干湿度不一样，吸水不同，造成密度不一致。

三、干燥方面

①干燥速度过快，使坯体表面收缩过大易造成开裂。

②坯体各部位在干燥时受热不均，或气流流动不均，使收缩不均而造成开裂。

③坯体放置的不平稳或放置方法不适当，由于坯体本身重量作用的关系也可能变形。

④坯体本身传热传质的条件不同，边角处升温、干燥快，特别是大件产品，边缘及棱角与中心部位干湿差较大，易出现开裂缺陷。

⑤干燥时气流中的水气凝在冷坯上，再干燥时易使坯体开裂。

5.1解决措施

处理干燥缺陷，应具体分析产生缺陷的原因，得出教切合实际的结论，然后采取必要的措施来解决。

（1）坯料配方应稳定，粒度级配合应合理，并注意混合均匀。

（2）严格控制成型水分，水分应均匀一致。

（3）成型应严格按操作规程进行，加强检查以防止有细微裂纹和层裂的坯体进入干燥器。

（4）器型设计要合理，避免厚薄相差过大。