无机材料工艺学

无机材料工艺学
无机材料工艺学

1、常用的表示陶瓷组成的方法有化学组成表示、实验式表示、化学式组成表示、配料比表示和矿物组成表示;

2、根据硅酸盐水泥熟料矿物的水化特性,制造快凝快硬水泥要求硅酸三钙矿物含量高,而制造道路水泥时则要求铁铝酸四钙矿物相应多些,制造白水泥时需严格控制氧化铁和二氧化钛的含量;

3、长石是制造传统无机非金属材料的重要熔剂原料,它是碱金属或碱土金属的铝硅酸盐,自然界中长石的种类很多,归纳起来都是由钾长石、钠长石、钙长石和钡长石四种简单的长石组合而成;

4、玻璃熔制过程中的缺陷按其状态不同,可以分为三大类:气态夹杂物、晶态夹杂物和玻璃态夹杂物;

5、日用陶瓷按所使用熔剂种类可分为长石质瓷、绢云母质瓷、骨灰瓷和滑石瓷;

6、宜兴紫砂陶瓷驰名中外,风格独特,“注茶越窑,暑月不馊”,有各式茶具、酒具、餐具、文具、花盆和陈设工艺品。紫砂制品色泽主要呈紫红色,其主色调是由铁含量和化合物种类及钛的化合物来决定;

7、根据孙观汉提出的单键能理论,无机玻璃中氧化物按照键强可分为网络形成体、网络改变体和网络中间体;

8、硅酸盐水泥熟料主要由CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3四种氧化物组成,其总和含量通常在95%以上,主要有四种矿物硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙,此外还有少量游离氧化钙(f-CaO)、方镁石(结晶氧化镁)、含碱矿物及玻璃体;

9、粘土是制造传统无机非金属材料制品所使用的一种主要原料,主要矿物可分为高岭石、蒙脱石和伊利石;

10、通常情况下,物料的强度决定破碎的难易程度,硬度决定粉磨的难易程度。

11、有色光学玻璃按着色剂着色机理可分为离子着色、胶体着色和化合物着色的玻璃三大类;

12、粘土按成因分类有一次粘土和二次粘土,按耐火度分类有为难熔粘土和易熔粘土,按可塑性分类有高塑性粘土和低塑性粘土;

13、在常压下石英有七种结晶态和一个玻璃态,这些晶态分别为α-石英、β-石英、α-鳞石英、β-鳞石英、γ-鳞石英、α-方石英、β-方石英、熔融石英和石英玻璃;

14、随磨机转速的变化,物料和研磨体可出现三种情况,分别为离心状态、倾斜状态和抛落状态;

15、常用的造粒方法有三种,即普通造粒法、加压造粒法及喷雾造粒法;

16、陶瓷注浆过程的物理和化学过程有物理脱水过程和化学凝聚过程;

17、陶瓷的注浆成型可分为基本注浆和强化注浆方法及特种注浆方法,基本注浆包括单面注浆和双面注浆,强化注浆有压力注浆、离心注浆、真空注浆、成组注浆和热浆注浆,热压铸方法作为特种注浆方法使用较多;

18、可塑法成型有雕塑、印坯、手工拉坯、旋压成型、滚压成型、车坯成型、挤压成型、塑压成型法和注塑成型;

游离氧化钙(f-CaO):经高温煅烧仍未化合的氧化钙。方镁石指游离状态的MgO晶体。

可塑性:当粘土与适量的水混练后形成泥团,此泥团在外力作用下产生变形但不开裂,当

外力去掉以后,仍能保持其形状不变的性质;

结合性:指粘土能够结合非塑性原料而形成良好的可塑泥团,并且有一定干燥强度的能

力;

离子交换性:指粘土颗粒带有电荷,其来源是[SiO4]四面体中的Si4+被Al3+取代而出现负电荷,为了保持粘土颗粒表面的电价平衡,粘土颗粒在水系统中则吸附其他异电荷离子;

触变性:指粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时,粘度会降低,泥浆的流动性会增加,静

置后恢复原状;

收缩:指粘土泥料在干燥时颗粒间的水分排出,颗粒互相靠拢,引起体积收缩,称为干燥收缩;

烧结性能:指粘土在煅烧过程中,温度超过800~900℃以上时,低共熔物出现,并填充在固体颗粒之间,由于其表面张力的作用,使固体颗粒进一步靠拢,引起体积急剧收缩,气孔率下降,密度提高,并具有一定的强度;

耐火度:粘土原料抵抗高温作用不致熔化的能力。它反映了材料在无荷重时抵抗高温作用的稳定性;

目:每平方英寸筛网上的空眼数目;

陈腐:经过细磨后的坯料,包括可塑坯料、注浆坯料、干压坯料,陈放一段时间,使坯料水分均匀,性能提高的工艺;

真空练泥:泥料在真空练泥机进行的真空处理;

休止角:粉体堆积层的自由斜面与水平面所形成的最大角;

一次烧成:经成型、干燥或施釉后的生坯,在烧成窑内一次烧成陶瓷产品;

二次烧成:经过成型、干燥的生坯先在素烧窑内进行素烧,然后经检选、施釉等工序后再进行釉烧窑内进行釉烧。

阐述无机材料生产工艺过程的共性与个性。

请分别说明SiO2、Al2O3、K2O、Na2O、CaO、MgO、Fe2O3、TiO2在陶瓷中的作用和影响?SiO2:主要成分,含量很高,直接影响瓷的强度及其它性能;

Al2O3:主要成分,提高机械强度、硬度、化学稳定性、热稳定性和白度等物理化学性能;K2O和Na2O:助熔作用,提高透明度;

碱土金属氧化物(CaO、MgO等):助熔作用,可以提高热稳定性、机械强度、白度与透光度,并减弱铁、钛的着色。

长石质和绢云母质瓷坯料组成的特点?

长石质瓷由石英-方石英-莫来石-玻璃相构成,其相组成范围为玻璃相50%~60%,莫来石晶相10%~20%,残余石英8%~12%,半安定方石英6%~10%;

绢云母质瓷的坯料由瓷石和高岭石组成。绢云母质瓷由“石英-方石英-莫来石-玻璃相”构成,具有长石质瓷的特征。

为什么在熟料煅烧中要严格控制游离氧化钙的含量?

经高温煅烧的游离氧化钙结构比较致密,水化很慢,通常要在3天后才明显反应。水化生成氢氧化钙体积增加97.9%,在硬化的水泥浆体中造成局部膨胀应力,严重时引起安定性不良。另外,随着游离氧化钙含量的增加,硅酸盐水泥熟料中C3S含量减少,从而导致抗弯强度的降低,进而引起3天以后强度倒缩。

阐述无机材料的组成设计和原料选用的原则和考虑因素?

(1)利用积累的数据和经验

(2)满足产品的物理化学性质和使用要求,成熟的工业产品的性能指标还要符合国家标准、行业和部门标准及企业的标准;

(3)了解各种原料的化学成分、矿物组成、粒度等物理状态,了解原料各成分对产品性能的影响,尤其是含量较小的原料和成分的影响;

(4)满足生产工艺的要求

(5)考虑原料来源、质量稳定性及价格因素:通常选来源丰富、质量稳定、运输方便、价格低廉,量材使用,物尽其用,充分利用废料等。

球磨机粉碎物料的粉碎原理是什么?

球磨机内装有研磨体(研磨介质)和物料,球磨机转动时使研磨体随之转动。研磨体一方面由于磨机带动顺着磨机筒壁向上移动,同时研磨体自己顺着磨机旋转方向自转。当研磨体转往磨机筒体上半部时,如果研磨体的惯性离心力小于研磨体的重力,研磨体以抛物线轨迹下落撞击磨机筒体内的物料使物料粉碎。研磨体在向上转动时对物料也有研磨作用。

随球磨机转速的变化,物料出现那三种转动状态,对研磨效率有什么影响?

随磨机转速的变化,物料和研磨体可出现三种情况。(1)磨机转速太快,研磨体与物料粘附筒体一起回转,称为“周转状态”或“离心状态”,研磨体对物料起不到冲击和研磨作用。(2)当磨机转速太慢,研磨体和物料因摩擦力的作用被筒体带到等于动摩擦角的高度时,研磨体和物料就下滑,称为“倾斜状态”,对物料有研磨作用而没有冲击作用,粉磨效率不高。(3)当磨机转速适中时,研磨体提升到一定高度后抛落下来,称为“抛落状态”,研磨体对物料有较大的冲击和研磨作用,粉磨效率高。

影响球磨机粉磨效率的因素有哪些,请论述?

1、粉磨物料的性质:粉磨物料的强度、硬度、脆性、韧性、粒度、易磨性、温度、水分含量;

2、助磨剂:提高粉碎效率;

3、粉磨产品细度:产品要求越细,则磨机产量越低;

4、设备和流程:设备规格越大产量越高,开路系统颗粒分布较宽,闭路系统与开路系统相比,由于细粉被及时筛出,产品粒度分布较窄;

5、研磨体:研磨体的形状、大小、多少、级配、密度等对磨机产量有明显的影响;

6、干法磨机通风:良好的通风可冷却磨内物料,改善易磨性,排出水蒸气,增加极细物料的流速,使之及时卸出磨机,利于提高粉磨效率和增加产量;

7、干法磨水冷却:主要是磨内雾化喷水,可有效带出磨内热量,消除静电凝聚,有利于提高产量;

8、磨机的操作:喂料量适当且均衡稳定是提高产量、质量的重要措施。先进的操作方法,完善的管理制度有利于提高产量和质量。

对无机材料来说,如何区别易磨性和易碎性,各与哪些因素有关?试举例说明。

物料的易碎性与物料的强度、硬度、密度、结构的均匀性、含水量、粘性、裂痕、表面情况和形状有关。强度和硬度是表示物料抵抗外力的能力。强度和硬度大的物料粉碎困难,但是物料破碎难易程度的决定性因素是物料的强度。硬度大而强度小(即结构松弛而性脆)的物料比强度大而硬度稍小(即韧而稍软)的物料易于破碎。硬度大的物料粉磨很困难,而且粉磨过程设备的衬板和研磨体很容易磨损。

为满足陶瓷成型的要求,坯料制备有什么要求?

1、配方准确:为了保证产品的性能,坯料的组成需满足配方的要求,需准确称量;

2、组分均匀:坯料中的各个组分包括主要原料、水分、添加剂等都应均匀混合,否则会使

坯体或制品出现缺陷,降低产品性能;

3、细度合理:各组分的颗粒应达到一定细度,并具有合理的粒度分布,以保证产品的性能

和后续工序的进行;

4、气孔少:各种坯料中或多或少都含有一定的空气。这些空气的存在对产品品质和成型都

有不利的影响,应尽量减少空气含量。

可塑坯料制备有哪些工艺流程,举例说明?

1、硬质、软质原料共同湿法细磨:法称重配料比较准确,湿法球磨细度较高且混合均匀,颗粒级配比较合理,微细颗粒较多,可塑性相对提高,但是硬、软质原料同时入球磨效率低,电耗多,干料进磨劳动强度大,且粉尘较多;

2、湿法细碎、泥浆混合:硬质原料独自入球磨细碎(只加少量粘土入磨以提高效率),粘土原料调成泥浆后,按体积比例与硬质原料磨成的泥浆配合,这种方案适合于多种配方及大规模生产的工厂,但原料品种不能太多,浆池、浆泵数量需要多些;

3、干粉细碎,调水湿润:这个方案采用雷蒙磨(环滚磨机)干法细碎,在双轴搅拌机中加水润湿到要求水分,省去压滤工序。

试举例说明压制粉体造粒的方法和各自的特点?

普通造粒法是将粉料加适量的水溶液,混合均匀然后过筛,由于粘结剂的粘聚作用及筛子的振动或旋转作用,就得到粒度大小比较均匀的团粒。此法实验室中常用,适于制造少量试验料;

加压造粒法是将混合好粘结剂的粉料预压成块,然后再粉碎过筛,制备粒度和形状合格的团粒。加压造粒法的优点是造出的团粒体积密度大,力学强度高,能满足各种大件和异形制品的成型要求,是生产上常用的造粒法。但是产量小,劳动强度高,不能适应大量生产;

喷雾干燥造粒法是用喷雾器将制好的料浆喷入造粒塔进行雾化,这时进入塔内的雾滴与从另一路进入塔内的热空气会合或相遇而进行干燥,雾滴中的水分受热空气的干燥作用,即在塔内蒸发而成为干料,然后经旋风分离器吸入料斗,装袋备用。喷雾干燥造粒法得到的球状团粒流动性好。这种造粒法是现代化大规模生产所采用的,其优点是产量大,可以连续生产,劳动强度也大为降低,并为自动化成型工艺创造了良好条件。

画出可塑泥团的应力-应变曲线,并解释图中各参数的意义?

σ-应力;ε-形变;σy-弹性的极限

值,称为流动极限(或称流限、屈服

值);εn-假塑性变形;εy可塑泥团

在超过弹性极限的应力作用下变形,

应力撤去后回复部分形变;σp-强度

极限;εp-最大变形量。

两个参数对成型过程有实际的意

义,即屈服值σy和最大变形量εp。成型

性能好的泥团应该有一个足够高的屈

服值,以防偶然的外力引起变形;而且

应有足够高的变形量,使得成型过程中

图黏土泥团的应力-应变曲线

变形虽大,但不致出现裂纹。但这两个

参数并不是孤立的,一般可以近似地用屈服值和最大变形量的乘积来评价泥团的成型性能。这也是直接评价可塑性的方法。对于一定的泥团来说,在合适的水分下,这个乘积达到最大值也就具有最好的成型能力。

影响泥浆流变性能的因素是什么?

1、泥浆的浓度:不同浓度的可塑粘土泥浆在浓度增加时,要获得同一剪切速率则所需施加

的应力增大;

2、固相的颗粒大小:对于高浓度高岭土(粘土)泥浆来说,其流变性能是颗粒分布的函数;

3、电解质的加入:向泥浆中加入电解质是控制其流动性和稳定性的有效方法;

4、陈腐:在陈放过程中黏度和屈服值会逐渐加大;

5、有机物质:胶体腐殖质是一系列酸性的高分子聚合物,腐殖质会降低粘土泥浆的黏度,

增加其流动性;

6、可溶性盐类:粘土中的可溶性盐类通常为碱金属与碱土金属的氯化物、硫酸盐等,这些

盐类一般都会提高泥浆的黏度。

影响陶瓷压制成型后坯体密度和强度的因素有哪些?结合第三章配合料制备进行论述?1、粉料装模时自由堆积的孔隙率V0愈小,则坯体成型后的孔隙率V也愈小,密度和强度

就越大;

2、增加压力p,可使坯体孔隙率V减小,而且它们呈指数关系,则可使成型后坯体的密度

和强度增加;

3、延长加压时间t,也可降低坯体气孔率,但会降低生产率;

4、减少颗粒间内摩擦力η,也可使坯体孔隙率降低,增加成型坯体的密度和强度;

5、坯体形状、尺寸及粉料性质都会影响坯体的密度大小和其均匀性。

浮法成型过程对浮抛介质是如何考虑的?

1、金属在1050℃的密度大于2500kg/m3,使玻璃液能漂浮在金属液上;

2、熔点应低于600℃,沸点高于1050℃,1000℃的蒸汽压应尽可能低,13.33Pa。使在玻璃

成型的温度范围内呈液态,并避免挥发。

3、容易还原,在还原气氛中能以单质金属液存在。

4、在1000℃左右温度下,不与玻璃发生化学反应。

陶瓷坯体在烧成过程中发生了哪些物理化学变化,具体各是怎样?

陶瓷坯体在烧成过程中会发生一系列的物理化学变化,一般可将其烧成过程划分为四至五个阶段。粘土、长石、石英为主要配料原料的普通陶瓷的烧成过程四个阶段:低温阶段、氧化分解阶段、高温阶段、冷却阶段。

1、低温阶段(室温~300℃):坯体在此阶段主要是排除干燥时未能排除的残留水分,不发生

化学变化;

2、氧化分解阶段(300~950℃):坯体中所含有机物、碳酸盐以及铁质化合物等大都在此阶

段进行氧化或分解。此外,还有晶型转变、结构水排除,以及一些物理变化;

3、高温阶段(950℃至最高烧成温度):

A、在1050℃以前,继续上述尚未完成的氧化分解反应;

B、硫酸盐的分解和高价铁的还原与分解;

C、形成大量液相和莫来石晶体:高岭石脱水后形成的偏高岭石形成了Al-Si尖晶石

(2Al2O3?3SiO2),尖晶石相继续受热,便从1000℃开始转变为莫来石和方石英;

D、新相的重结晶和坯体的瓷化;

4、冷却阶段(烧成温度~常温):坯体在冷却阶段发生的物理化学变化主要有:液相析晶,液相过冷为玻璃相,残余石英发生晶型转变。

长石质瓷坯体的显微结构特征,各物相的主要作用是什么?

长石质瓷坯体由下列几个组分构成:玻璃相为40%-65%,莫来石晶体为10%-30%,残余石英(含方石英)为10%-25%,以及少量气孔。

1、莫来石:莫来石是普通陶瓷的主晶相,是陶坯内部的骨架。莫来石的种类、大小、分布

等诸因素对瓷坯的强度有显著的影响。并且对瓷坯的其他性能也有影响。粘土团粒中形成的莫来石分为发育较差的鳞片状莫来石和发育得较好、排列整齐的人字形莫来石,玻璃相中析出的莫来石为细针状,交织成网;

2、玻璃相:玻璃相的高温的黏度决定着瓷坯抵御高温变形的能力;冷却后,玻璃相的力学

强度对瓷坯的力学强度起主要作用;玻璃相的量对陶瓷坯体的致密性有重要的作用;

3、气孔:气孔在瓷坯中的多少、大小、形状、分布、位置对瓷坯的强度、透光性、致密性、

介电性能、热传导性能、吸湿膨胀性等都有较为明显的作用;

4、石英:合理的石英颗粒能大大提高瓷坯的强度。同时石英能使瓷坯的透光度和白度得到

改善。

陶瓷烧成过程烧结助剂的作用?

1、烧结助剂与结晶相形成固溶体,增加晶格缺陷,促进晶格扩散,使坯体致密,减少气孔;

2、烧结助剂与结晶相在晶界上形成化合物,阻止晶界移动,抑制晶粒长大。

3、烧结助剂与瓷坯中某些组分形成低共熔物,促进烧结。

分析工艺因素对陶瓷显微结构的影响?

1、陶瓷原料与配比:CaO是陶瓷坯体中的常见组分之一,石灰石(方解石、大理石)、硅灰

石等原料都含CaO,但是,不同的原料会形成不同的显微结构;

2、原料粉末的特征:

A、颗粒大小:加工后的原料颗粒粒度对瓷坯的显微结构形成有重要影响,对晶相、气

相、液相都有影响,它对晶相的大小影响最强;

B、粒度分布:粒度分布会影响陶瓷坯体的最终致密度;

C、颗粒形状:原料颗粒的形状对结构形成的影响也表现在坯体烧结后的密度上。球星

结构的颗粒在烧结过程中,颗粒易于运动,有利于致密化;片状结构,易造成颗粒在坯体中成取向排列,成型时不致密。

3、烧结助剂:加入烧结助剂,有利于烧结的进行;

4、烧成制度:

烧成温度:烧成制度温度对瓷坯的密度、晶粒大小及相的分布等有影响;

烧成气氛:陶瓷坯体烧成的气氛是影响产品结构和性能的重要因素之一;

压力:陶瓷烧结过程中是否加压对陶瓷的晶体大小、均匀程度、致密度等有很大影响。试说明烧成制度对陶瓷产品性能的影响?

1、烧成温度:烧成温度的高低,直接影响晶粒尺寸、液相的组成和数量以及气孔的形貌和

数量;

2、保温时间:在实践生产中,适当降低烧成温度,延长保温时间,有利于提高产品品质,

降低烧结损失率。保温时间直接关系到晶体的形成率和晶花的大小、现状;

3、升、降温速率:烧结过程(包括冷却过程)中的升降温速率时候恰当,较直观地是看其

制品在烧成过程中体积热胀冷缩带来的影响(有无变形、开裂)。另外,升降温速度对制品的微观结构形成及最终产品的性能也有不可忽视的影响;

4、烧成气氛:气氛会影响陶瓷坯体高温下的物化反应速度、体积变化、晶粒尺寸及气孔大

小,甚至相组成等。

水泥熟料煅烧过程碳酸钙分解反应的特点,分析影响碳酸盐分解的因素?

碳酸钙的分解过程包括两个传热过程(热气流向颗粒表面传热,热量以传导方式由表面向分解面的传热过程)、一个化学反应(碳酸钙分解为二氧化碳)、两个传质过程(分解放出二氧化碳气体穿过分解层向表面扩散和表面二氧化碳向大气扩散)。

影响碳酸钙分解反应的因素:

1、石灰石的结构和物理性质:结构致密、质点排列整齐、晶粒粗大、晶体缺陷少的石灰石

质地坚硬,分解反应困难;

2、生料细度:生料细度细,颗粒均匀,粗粒少,而且生料的比表面积增加,使传热和传质

速度加快,有利于分解反应;

3、反应条件:提高反应温度,分解反应的速度加快同时促进二氧化碳扩散速度加快,加强

通风,及时地排出反应生成的二氧化碳气体,则可加速分解反应;

4、生料悬浮分散程度:悬浮分散性好,可提高换热面积,减少传质阻力,迅速提高分解速

度;

5、粘土质组分的性质:粘土质原料的主导矿物是活性大的高岭土,由于其容易和分解产物

CaO直接进行固相反应生成低钙碳化物,从而可加速碳酸钙的分解速度。

熟料冷却的作用是什么?

1、提高熟料的质量:慢冷时β-C2S转化为γ-C2S,同时体积膨胀约10%,结果使熟料“粉化”,

因γ-C2S几乎没有水硬性,会使熟料质量下降;快冷并固溶一些离子等可以避免β型向γ型转化,从而获得较高的水硬性。

2、改善熟料的易磨性:急冷熟料的玻璃体含量较高,同时造成熟料产生内应力,而且熟料

矿物晶体较小,所以快冷可显著改善熟料的易磨性;

3、回收余热:有利于窑内燃料的燃烧,提高窑的热效率;

4、有利于熟料的输送、储存和粉磨:为防止水泥粉磨时,磨内温度过高而造成水泥的“假

凝”现象,并影响粉磨设备的正常运转,必须将熟料冷却到较低的温度。

影响玻璃熔制的因素有那些?

1、玻璃的化学组成:熔制速率、熔化温度、挥发、坩埚、设备、耐火材料等;

2、配合料的物理状态:原料的选择影响配合料分层、挥发、熔化等,配合料的颗粒组成影响均化、熔融速率、时间、澄清等,配合料中碎玻璃的引入量促进熔化,配合料的均匀度影响熔体质量和熔制速率;

4、加料方式;

5、熔窑熔制制度:

A、熔制温度制度:温度越高,反应越强烈,二氧化硅成分溶解越快,澄清、均化也越

容易;

B、熔制气氛性质和压力制度:对配合料组分的分解、熔体澄清过程、氧化还原反应有

重要影响;

6、加速剂和澄清剂的应用;

7、耐火材料或坩埚:耐火材料的耐火度、荷重软化、抗侵蚀性对所熔制的材料的质量与产

量有显著影响。

湖南醴陵为中国陶瓷的重要产地,某瓷坯化学组成为:

SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO K2O Na2O灼减量69.6720.200.450.320.23 2.690.55 5.80

若使用以下原料(其示性矿物组成(%)如下表所示),试计算坯料配方。

1)首先将瓷坯的化学组成表示为示性矿物组成。其中,Ca、Mg、Na都纳入钾长石矿物中,而Fe

总ReO+Re2O物质的量为0.0490mol

所以100g瓷坯中所含三种示性矿物可表示为:

钾长石0.0490mol,质量为0.0490*556g=27.244g,其中包含0.0490molReO+Re2O、0.0490 mol Al2O3、0.2940(0.0490*6)mol SiO2

则高岭石含量为0.1490 mol,质量为0.1490*162g=24.138g,其中包含0.1490mol的Al2O3、0.2980mol的SiO2

则石英含量为0.5692mol,质量为0.5692*60g=34.152g

其中,钾长石KAlSi3O8摩尔质量为278g/mol,高岭石不考虑水分分子式为Al2O3·2SiO2,其摩尔质量为162g/mol

注:在高岭土原料中,不含水的高岭石所占比例为96.78%×(380÷516)=71.27%

3)配料比计算如下:高岭土原料:33.868÷(33.868+35.249+24.986)×100%=36.0%

石英原料:35.249÷(33.868+35.249+24.986)×100%=37.5%

长石原料:24.986÷(33.868+35.249+24.986)×100%=26.5%

2020届人教版高考化学:无机工艺流程二轮练题(答案不全)

2020(届)人教版高考化学:无机工艺流程二轮练题(答案不全) *无机工艺流程* 1、过氧乙酸()常用作纺织品漂白剂。 (1)乙醛能与O 2在一定条件下反应生成过氧乙酸,若有11.2 L O 2(标准状况下)参加反应,理论上可生成浓度为40%的过氧乙酸________ g 。 (2)某纺织厂污水中过氧乙酸含量测定: 取一定量的污水加入硫酸酸化,然后加入过量KI 溶液充分反应,加入NaOH 溶液调节为弱碱性,用Na 3AsO 3标准液滴定至终点。 已知:CH 3COOOH ――→I -I 2――→AsO 3-3AsO 3-4 ①I -将过氧乙酸还原为乙酸的离子方程式为 _______________________________________________________。 ②取污水水样100.00 mL ,按上述方法测定污水中过氧乙酸含量,消耗0.010 00 mol·L -1 Na 3AsO 3标准溶液8.50 mL 。计算污水中过氧乙酸物质的量浓度(写出计算过程)。 【答案】 (1)95 (2)①CH 3COOOH +2I -+2H +===I 2+CH 3COOH +H 2O ②CH 3COOOH ~I 2~AsO 3-3 n(CH 3COOOH)=n(Na 3AsO 3)=0.010 00 mol·L -1×8.50×10-3 L =8.50×10-5 mol c(CH 3COOOH)=8.50×10-5 mol 0.10 L =8.5×10-4 mol·L -1。 2、医用氯化钙可用于补钙、抗过敏和消炎等,以工业碳酸钙(含少量Na +、Al 3+、Fe 3+等杂质)生产医用二水合氯化钙工艺流程为:

无机材料工艺学考试重点

可塑性: 粘土与适量水混练后形成的泥团,在外力作用下,可塑造成各种形状而不开裂;当外力除去以后,仍能保持该形状不变的性能 可塑性指数: 表示粘土能形成可塑泥团的水分变化范围。 液限: 指粘土(或坯料)由塑性状态进入流动状态时的含水量,反映粘土颗粒与水分子 亲和力的大小 塑限: 指粘土(或坯料)由粉末状态进入塑性状态时的含水量,表示粘土被水润湿后,形成水化膜,使粘土颗粒能相对滑动而出现可塑性时的含水量 颗粒细有机质含量高;颗粒吸附的阳离子浓度大,半径小、电价高,如 Ca2+,H+,吸附水膜厚;可塑性越好 离子交换性: 粘土粒子因边棱断键和晶格内部离子同晶取代而带电,吸附溶液中异号离子该被吸附离子可被其他离子所置换(离子交换容量—pH=7时每100g干粘土所附 的阳离子或阴离子的毫摩尔数来表示)(影响因素:粘土的种类、带电机理、结晶度、分散度。 触变性: 粘土泥浆或可塑泥团在静置以后变稠或凝固;受到搅拌或振动时,粘度降低而流 动性增加;放置一段时间后又恢复原来状态。(影响因素:矿物组成、颗粒大小和形状、水分含量、电解质种类与用量、泥浆(或可塑泥料)的温度)(对生产影响:触变性过大:注浆成型后易变形,管道输送泥浆困难;触变性过小:生坯 强度不够,影响成型、脱模与修坯质量) 粘土在陶瓷生产中的重要作用: (1)粘土可塑性是陶瓷坯泥赖以成型的基础。 (2)粘土使注浆泥料与釉料具有悬浮性与稳定性,是陶瓷注浆泥料与釉料的必 备性质。 (3)粘土一般呈细分散颗粒,同时具有结合性,这可在坯料中结合其他瘠性原 料并使坯料具有一定干燥强度,有利于坯体成型加工。 (4)粘土是陶瓷坯体烧结时的主体,其中Al2O3含量和杂质含量是决定陶瓷坯 体烧结程度、烧结温度和软化温度的主要因素。 (5)粘土形成瓷器的主体结构,是瓷器中莫来石晶体的主要来源,莫来石晶体 能赋予瓷器以良好的机械强度、介电性能、热稳定性和化学稳定性。

无机工艺流程专题Word版

无机工艺流程专题 1、锂离子电池的广泛应用使回收利用锂 资源成为重要课题。某研究性学习小组 对废旧锂离子电池正极材料(LiMn2O4、碳 粉等涂覆在铝箔上)进行资源回收研究, 设计实验流程如下: (1)第②步反应得到的沉淀X的化学式为 ________。 (2)第③步反应的离子方程式是 ______________________________________。 (3)第④步反应后,过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有______________________________。若过滤时发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度给出两种可能的原因:_________________。 (4)若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4的质量为18.1 g,第③步反应中加入20.0 mL 3.0 mol·L-1的H2SO4溶液,假定正极材料中的锂经反应③和④完全转化为Li2CO3,则至少有________g Na2CO3参加了反应。 2、硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O 3、FeCO3、MgO、CaO等,生产工艺流程示意如下: (1)将菱锌矿研磨成粉的目的是______________________________________。 (2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式: Fe(OH)2+________+________===Fe(OH)3+Cl- (3)针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名的,组成元素是Fe、O和H,化学式量为89,化学式是____________________。 (4) Mg(OH)2Zn(OH)2MgCO3CaCO3开始沉淀的pH10.4 6.4-- 沉淀完全的pH12.48.0-- 开始溶解的pH-10.5-- K sp 5.6×10-12- 6.8×10-6 2.8×10-9

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。 13.坯、釉适应性坯、釉适应性是指熔融性能良好的釉熔体,冷却后与坯体紧密结合成完美的整体不开 裂、不剥脱的能力。 14.假凝假凝是指水泥的一种不正常的早期固化或过早变硬现象。在水泥用水拌和的几分钟内物料就 显示凝结。假凝放热量极微,而且经剧烈搅拌后,浆体又可恢复塑性,并达到正常凝结,对强度并无不利影响;但仍会给施工带来一定困难。 15.水泥混凝土由水泥、颗粒状集料以及必要时加入化学外加剂和矿物掺和料,经合理配合的混合料, 加水拌合硬化后形成具有凝聚结构的材料。 16.急凝急凝是指水泥的一种不正常的早期固化或过早变硬现象。在水泥用水拌和的几分钟内物料就显 示凝结。急凝放热,急凝往往是由于缓凝不够所引起,浆体已具有一定强度,重拌并不能使其再具塑性。 17.玻璃熔化玻璃配合料经过高温加热转变为化学组成均匀的、无气泡的、并符合成型要求的玻璃液的 过程。 18.玻璃中间体一般不能单独形成玻璃,其作用介于网络形成体和网络外体之间的氧化物,称之为中间 体,如 A12O3,BeO,ZnO,镓Ga2O3,TiO2、PbO等。 19.IM 铝率又称铁率,其数学表达式为: IM = Al2O3/Fe2O3 铝率表示熟料中氧化铝与氧化铁含量的 质量比,也表示熟料熔剂矿物中铝酸三钙与铁铝酸四钙的比例。 20.萤石含率萤石含率指由萤石引入的CaF2 量与原料总量之比,即:萤石含率=萤石含量×CaF2含量/ 原料总量×100% 21.煅烧指物料经过高温,合成某些矿物或使矿物分解获得某些中间产物的过程。 22.SM 硅率,又称为硅酸率,其数学表达式是:SM=SiO2/(Al2O3+Fe2O3) 硅率是表示熟料中氧化硅含量

无机化学工艺流程-参考模板

无机化学工艺流程 主备人:审核人: 1、无机化学工艺流程题的设计思路: 2、无机化学工艺流程题的一般解题步骤: 第一步:浏览全题,确定该流程的目的——由何原料获得何产物,对比原料和产物; 第二步:精读局部,明确反应原理——确定各步反应物、产物(正、逆向推断法结合),尽量弄懂流程图,但不必将每一种物质都推出。 第三步:针对问题再读图,明确要求——结合基础理论和实际问题,科学表述,规范书写。 3、无机化学工艺流程题中涉及的问题: ⑴原料的预处理 ①溶解:对金属及其氧化物通常采用酸溶,如用硫酸、盐酸、硝酸等,有时也常用碱溶 (如铝及氧化铝等物质)。(用酸或碱溶解盐主要是为了抑制盐水解)浸出:固体加水(或酸)溶解得到离子; 浸出率:固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少; ②研磨:增大反应物接触面积,以加快反应速率或使反应更充分。 ③灼烧、煅烧:使物质高温下分解,或高温氧化等。 ⑵控制反应条件的方法 ①pH的控制:调节溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀。 ②加热的目的:加快反应速率或促进化学平衡的移动。 ③降温的目的:防止某物质在高温下会分解,或为使平衡向需要的方向移动。 ④趁热过滤:防止某物质降温时会析出。 ⑤冰水洗涤:洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。 ⑥利用有机溶剂(乙醇、乙醚等)洗涤:洗去晶体表面的杂质,降低晶体的溶解度,使晶 体快速干燥。

⑦结晶过程的一般操作:蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥。

例1、聚硅硫酸铁(PFSS)是新型无机高分子混凝剂,广泛应用于水的净化处理。PFSS 化学组成可表示为:[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2(SiO2)x]m,由钢渣合成PFSS主要工艺流程如下: ⑴酸浸时,采用100~140℃和2~3h,其目的是。 ⑵氧化时,需将溶液冷却到40℃以下,其目的是。 ⑶除Al3+时,先调节pH值到(参见右表),得Fe(OH)3沉淀, 开始沉淀pH 沉淀完全pH Al3+ 3.5 4.7 Fe3+ 1.9 3.2 ⑷Na2SiO3溶液可由SiO2渣除杂后与35%的NaOH溶液反应制备,该反应的离子方程式为。 ⑸水解聚合时,强力搅拌的目的是; 检验透明橙红色液体中,其分散质直径在l~l00nm的简单方法是 。例2、以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料,原料的综合利用率较高。其主要流程如下:

无机非金属材料工艺学

无机非金属材料工艺学-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

合肥学院 Hefei University 无机非金属材料工艺学 课程总结 题目:无机非金属材料工艺学课程总结 年级: XXXXXXXXXX 学号: XXXXXXXXXXXX 姓名: XXXXXX 指导老师:田长安 2017年 6月 4 日

无机非非金属材料工艺学课程总结 无机非金属材料科学与工艺: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: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,是提高材料质量、降低生产成本的关键,也是开发新材料、新器件的中心环节。 组成:是指构成材料物质的原子、分子、添加剂及其分布。 结构:是指组成原子、分子在不同层次上彼此结合的形式、状态和空间分布。 组成和结构是材料的基本表征。它们一方面是特定的合成与制备条件下的产物,另一方面又是决定材料性能与使用效能的内在因数。 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。 材料 材料的定义:能够用以加工有用物质的物质。 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 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。 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)具有复杂的晶体结构 (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)绝大多数是绝缘体 (6)制成薄膜时大多是透明的 (7)一般具有低导热性 (8)大多数情况下变形微小 3、无机非金属材料的基本属性 (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

无机非金属材料工艺学试题

工艺学 一、名词解释 1.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得物质称为澄清剂。 (作用:排除气泡.) 2.烧成:通常就是指将初步密集定形得粉块(生坯)经高温烧结成产 品得过程。其实质就是将粉料集合体变成致密得、具有足够强度得烧结体,如砖瓦、陶瓷、耐火材料等. 3.玻璃形成体:能单独形成玻璃,在玻璃中能形成各自特有得网络 体系得氧化物,称为玻璃得网络形成体。 4.玻璃中间体:一般不能单独形成玻璃,其作用介于网络形成体与 网络外体之间得氧化物,称之为中间体、 5.玻璃调整体:凡不能单独生成玻璃,一般不进入网络而就是处于 网络之外得氧化物,称为玻璃得网络外体。它们往往起调整玻璃一些性质得作用。 6.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 较致密得固体状态,这个过程所需要得时间称凝结时间。 7.坯、釉适应性:坯、釉适应性就是指熔融性能良好得釉熔体,冷 却后与坯体紧密结合成完美得整体不开裂、不剥脱得能力。

8.玻璃熔化:玻璃配合料经过高温加热转变为化学组成均匀得、无 气泡得、并符合成型要求得玻璃液得过程。 9.IM:铝率又称铁率,其数学表达式为: IM = Al2O3/Fe2O3 铝率表示熟料中氧化铝与氧化铁含量得质量比,也表示熟料熔剂矿物中铝酸三钙与铁铝酸四钙得比例。 10.SM:硅率,又称为硅酸率,其数学表达式就是:SM=S iO2/(Al2O3+Fe2O3)硅率就是表示熟料中氧化硅含量与氧化铝、氧化铁之与得质量比,也表示了熟料中硅酸盐矿物与溶剂矿物得比例。 11.石灰饱与系数KH:就是熟料中全部氧化硅生成硅酸钙(C3S十 C2S)所需得氧化钙量与全部二氧化硅理论上全部生成硅酸三钙所需得氧化钙含量得比值. 12.萤石含率:萤石含率指由萤石引入得CaF2量与原料总量之比, 即:萤石含率=萤石含量×CaF2含量/原料总量×100% 13.水泥硬化:凝结过后,水泥浆产生明显得强度并逐渐发展成为坚 硬得固体,这一过程称为水泥得硬化。 14.水泥安定性:就是指水泥浆硬化后体积变化就是否均匀得性质 15.泥浆得触变性:就是指泥浆在静置后变稠,而一经搅拌又立即恢 复流动得性质。 16.水泥得烧结范围:就是指水泥生料加热至出现烧结所必需得、最

无机材料工艺课程设计指导书

无机非金属材料专业 《无机材料工艺课程设计》 指导书 无机非金属材料研究所编 2010年5月

目录 课程设计要求与说明 (1) 第一章窑炉制图规格 (2) 第二章窑体图 (9) 第三章尺寸标注 (13) 第四章窑炉课程设计说明书撰写规范 (19) 第五章设计说明书的编写 (22) 图1 隧道窑窑体主图 (26) 图2 隧道窑预热带典型断面图 (30) 图3 辊道窑窑体主图 (31) 图4 辊道窑窑体断面图 (33)

课程设计要求与说明 一、课程设计目的 课程设计是课堂教学的实践延伸,目的是对学生学习《陶瓷工艺学》课程的最后总结,是教学重要的一环。要求学生通过课程设计能综合运用和巩固所学的理论知识,并学会如何将理论与实践结合,研究解决实际中的工程技术问题。 主要任务是培养学生设计与绘图的基本技能,掌握窑炉设备的设计程序、过程与内容。学生根据老师给定的设计任务,在规定的时间里,应围绕自己的题目内容,结合所学知识,认真查阅资料,体验工程设计的过程,同时锻炼学生分析和解决实际问题的能力。 二、课程设计要求 通过本课程设计,要求学生进一步了解窑炉设备的基本结构;掌握窑炉设备的工作原理、工程制图方法和编制设计说明书的方法,同时要求学生融会贯通所学的理论知识,与实践结合,理解窑炉设备的设计思想和设计方法。学生对课程设计题目应视作真正的任务,要求学生认真负责地进行设计,每一个计算数据和结构设计应尽可能与生产实际相结合,课程设计应作为学生的创造性成果,不能抄袭历届学生的设计,也不允许简单照搬现成的资料,要求学生能表达自己的设计思想。 三、课程设计题目、内容 1、设计题目:隧道窑设计 辊道窑设计 2、设计内容 (1)图纸:主体结构图及主要断面图。要求尺寸标注齐全,线条、文字、图例规范; (2)说明书:确定主要尺寸和工作系统,进行燃烧计算和热平衡计算,要求计算正确,编写完整,格式规范。

无机化学工艺流程

无机化学工艺流程 主备人:审核人:1、无机化学工艺流程题的设计思路: 2、无机化学工艺流程题的一般解题步骤: 第一步:浏览全题,确定该流程的目的——由何原料获得何产物,对比原料和产物; 第二步:精读局部,明确反应原理——确定各步反应物、产物(正、逆向推断法结合),尽量弄懂流程图,但不必将每一种物质 都推出。 第三步:针对问题再读图,明确要求——结合基础理论和实际问题,科学表述,规范书写。 3、无机化学工艺流程题中涉及的问题: ⑴原料的预处理 ①溶解:对金属及其氧化物通常采用酸溶,如用硫酸、盐酸、硝酸 等,有时也常用碱溶(如铝及氧化铝等物质)。(用酸或碱 溶解盐主要是为了抑制盐水解)

浸出:固体加水(或酸)溶解得到离子; 浸出率:固体溶解后,离子在溶液中的含量的多少; ②研磨:增大反应物接触面积,以加快反应速率或使反应更充分。 ③灼烧、煅烧:使物质高温下分解,或高温氧化等。 ⑵控制反应条件的方法 ①的控制:调节溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀。 ②加热的目的:加快反应速率或促进化学平衡的移动。 ③降温的目的:防止某物质在高温下会分解,或为使平衡向需要的方向移动。 ④趁热过滤:防止某物质降温时会析出。 ⑤冰水洗涤:洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。 ⑥利用有机溶剂(乙醇、乙醚等)洗涤:洗去晶体表面的杂质,降 低晶体的溶解度,使晶体快速 干燥。 ⑦结晶过程的一般操作:蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤 →干燥。

例1、聚硅硫酸铁()是新型无机高分子混凝剂,广泛应用于水的净化处理。化学组成可表示为:[2()n(4)3-2(2)x]m,由钢渣合成主要工艺流程如下: ⑴酸浸时,采用100~140℃和2~3h,其目的是。 ⑵氧化时,需将溶液冷却到40℃以下,其目的是。 ⑶除3+时,先调节值到(参见右表),得()3沉淀,过滤除去滤液,再用硫酸溶解()3得硫酸铁溶液。 开始沉淀沉淀完全 3+ 3.5 4.7 3+ 1.9 3.2 ⑷23溶液可由2渣除杂后及35%的溶液反应制备,该反应的离子方程式为 。

无机化学工艺流程题的解题策略

2018高考化学:无机化学工艺流程题的解题策略解读一:原料预处理方式 解读二:必考的反应条件

角度三提纯方法 角度四分离方法 (1)过滤:分离难溶物和易溶物,根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。 (2)萃取和分液:利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质,如用CCl4或苯萃取溴水中的溴。 (3)蒸发结晶:提取溶解度随温度变化不大的溶质,如NaCl。 (4)冷却结晶:提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物,如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O等。

(5)蒸馏或分馏:分离沸点不同且互溶的液体混合物,如分离乙醇和甘油。 (6)冷却法:利用气体易液化的特点分离气体,如合成氨工业采用冷却法分离氨气与氮气、氢气。 二、解答无机化工流程题的策略 1.粗读题干,挖掘图示 图示中一般会呈现超出教材范围的知识,但题目中往往会有提示或者问题中不涉及,所以一定要关注题目的每一个关键字,尽量弄懂流程图,但不必将每一种物质都推出,只需问什么推什么。如制备类无机化工题,可粗读试题,知道题目制取什么、大致流程和有什么提示等。 2.携带问题,精读信息 这里信息包括三个方面:一是主干,二是流程图示,三是设置问题。读主干抓住关键字、词;读流程图,重点抓住物质流向(“进入”与“流出”)、实验操作方法等。 3.跳跃思维,规范答题 答题时应注意前后问题往往没有“相关性”,即前一问未答出,不会影响后面答题。要求用理论回答的试题,应采用“四段论法”:

改变了什么条件(或是什么条件)→根据什么理论→有什么变化→得出什么结论。 相关练习 1.以硅藻土为载体的五氧化二钒(V 2O 5)是接触法生产硫酸的催化剂。从废钒催化剂中回收V 2O 5既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钒催化剂的主要成分为 以下是一种废钒催化剂回收工艺路线: 回答下列问题: (1)“酸浸”时V 2O 5转化为VO 2+ ,反应的离子方程式为________________,同时V 2O 4转化成VO 2+。“废渣1”的主要成分是__________。

无机非金属材料工艺学习题

第一章 问答题 1.什么是无机非金属材料?如何分类? 答: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,磷酸盐,硼酸盐等物质组成的材料,是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。 无机非金属材料品种和名目极其繁多,用途各异。因此,还没有一个统一而完善的分类方法。通常把它分为普通的(传统的)和先进的(新型的)无机非金属两大类。其中传统可分为:水泥,陶瓷,耐火材料,玻璃,搪瓷磨料等,而新型的有:先进陶瓷,非晶态材料,人工晶体,无机涂层,无机纤维等。 2.试简述无机非金属材料生产过程的共性与个性。) 答: 无机非金属材料的特性:①耐高温;②化学稳定性高;③高强度、高硬度;④电绝缘性好;⑤韧性差。 共性:1,原料:水泥、玻璃、砖瓦、陶瓷、耐火材料的原料大多来自储量丰富的非金属矿物 2,粉料的制备与运输:因原料大多来自天然的硬质矿物,必须进行矿物的破粉碎。粉体颗粒的大小、级配、形状及其均匀性往往直接影响产品的质量和产量。 3,高温加热(热处理) 由于无机非金属材料工业所用原料的稳定性和耐高温性,要使它们相互反应生成新的高度稳定的物质或使其形成熔融体,必须要在较高的温度下进行(一般都在1000C以上), 4,成形 由粉体变成产品都有一个成形过程。 5,干燥 由于有些天然原料如粘土、砂等常含有水分而不好加工,需要烘干。各种浆体都要脱水烘干,成形后的制品必须经过于燥,才能进入烧成。 个性:粉体的制备过程以P来表示,热处理过程用H来表示,成形以F来表示 (一)胶凝材料类 这类产品首先要经过热处理,合成能水化的矿物,然后磨成细粉,最后成形。因此,它的生产过程组合应是H-P-F。

无机非金属材料工艺学题库

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 无机非金属材料工艺学题库 四、简述题 1. 有一瓶罐玻璃生产厂欲提高玻璃的化学稳定性、提高机速,对配比应做如何调整?为什么?碱金属氧化物(Na2O,K2O)对玻璃的化学稳定性影响最大。 为了提高设计玻璃的化学稳定性,必须使设计玻璃中的 Na2O、K2O 比现有玻璃降低;增加机速,可适当增加 CaO ,同时考虑到MgO 对提高化学稳定性有利,而又能防止析晶,为此在设计玻璃中强加了 MgO ,并使 MgO+CaO 的含量比原有玻璃中 CaO 的含量增高。 2. 硅酸盐水泥熟料烧成后要进行冷却的目的是什么?为何生产实践中要采用急速冷却?熟料冷却的目的:改善熟料质量与易磨性;降低熟料的温度,便于运输、储存、和粉磨;回收热量,预热二次空气,降低热耗、提高热利用率。 急速冷却熟料的优点:急冷能防止或减少β -C2S 转化成γ -C2S ;急冷能防止或减少 C3S 的分解;急冷能防止或减少 MgO 的破坏作用;急冷使熟料中 C3A 结晶体减少;急冷熟料易磨性提高。 3. 无机非金属材料与金属材料在性能上有那些不同?试分析其原因?无机非金属材料的化学组分主要由元素的氧化物、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,其化学键主要为离子键或离子—共价 1/ 13

混合键。 因此,无机非金属材料的基本属性主要体现为高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高抗压良好的抗氧化性、隔热性,优良的介电、压电、光学、电磁性能及其功能转换特性等。 但大多数无机非金属材料具有抗拉强度低、韧性差等缺点。 4. 简述玻璃熔化过程的各个阶段及其特点? 1)烧结体的形成在高温作用下,发生一系列物理、化学反应,形成不透明烧结物。 对于普通钠钙硅酸盐玻璃而言,这一阶段结束后,配合料转变为由硅酸盐和残余石英颗粒组成的烧结体。 2)玻璃液的形成不透明烧结体经进一步加热,未完全熔化的配合料残余颗粒溶解,烧结物开始熔融、扩散,并最终由不透明烧结体变为透明玻璃液。 但此时的玻璃液含有大量可见气泡,且玻璃液的化学成分很不均匀。 3)玻璃液的澄清玻璃液的澄清是指气体夹杂物从玻璃液中的消除的过程。 4)玻璃的均化均化过程是为了消除玻璃液中条纹和其他化学组成与玻璃液组成不同的不均体,从而获得化学组成均匀一致的玻璃液。 5)玻璃液的冷却为使玻璃液满足成型所需的粘度要求,经高温澄清、均化后的玻璃液需进一步降温冷却。 整个冷却过程应力求平稳进行,以保证玻璃液的热均匀性,并防

无机人造大理石的原料、工艺及性能[详细]

无机人造大理石的原料、工艺及性能 第1章无机人造大理石的原料组成及作用 无机人造大理石由高铝水泥、石英砂、石子、大砂及无机化工原料为主要原料制成. 8-21-1-1高铝水泥 高铝水泥是→种水硬性胶凝材料,主要化学成分是Ca0、Al203、Si02、Fe203、米g0、Ti02等.它能形成坚固耐用的人造大理石表面.高铝水泥还具有水化快、放热集中、快硬、耐热、耐低温、抗硫酸盐浸蚀等性能.生产元机人造大理石一般采用625号高铝水泥. 8-21-1-2石子、砂子和石英砂 生产元机人造大理石所用的石子、砂子和石英砂粒度要求不能过大或过小,要干净元杂质.石子直径一般为5米米左右;砂子要用大砂;石英砂的粒度是80~l00目,硬度在40度以上.石英砂具有很高的硬度,可提高无机人造大理石的强度和耐磨性. 8-21-1-3元机.盐和有机外加剂 无机人造大理石所用的无机盐类有CaC12、米gC12、Na2S04、米gS04、Na2Si03和NH4A1(S04) 2等.其作用是加速人造大理石的硬化过程,提高早期强度.例如CaCl2是易溶于水的无机盐,与水泥混合后能与铝酸三钙作用生成不溶性复盐---水化氯铝酸钙,并与氢氧化钙作用生成不溶于氯化钙溶液的氧氯化钙,这样就增大了水泥浆中固相的比例,形成坚强的骨架,有助于水泥结构的形成.N a2S04掺入水泥中,能与水泥水化时析出的氢氧化钙作用,生成具有高度分散性的石膏,均匀分布在混凝土中,使水化硫酸钙迅速形成,大大缩短水泥的硬化时间.除无机盐外,生产无机人造大理石还必须使用少量具有表面活性的有机外加剂,它们是减水剂、早强剂、加气剂和消泡剂等. 减水剂 常用的减水剂是NN0(亚甲基二苯磺酸销)、米F(次甲基a-甲基苯磺酸销)、三聚氨酸胶甲醒树脂等.其用量一般是拌和用水量的1‰左右. 早强剂 早强剂的主要作用是提高无机人造大理石的早期强度,加速硬化过程.常用的早强剂是三乙醇胺、三异丙醇胺等.早强剂的使用量在底料中一般是拌和用水量的0.5‰;面料中是1%~1.5%., 加气剂 加气剂是一种憎水性表面活性物质,如松香皂、烷基苯磺酸钠等.在无机人造大理石中使用极少量的加气剂,可使大理石的变形能力增大,弹性模量降低,抗裂性和抗冲击性提高,不会因湿度、温度变化而发生裂纹,还能明显地提高抗冻性.一般加气剂的使用量为高铝水泥用量的0.05‰.若加气剂用量大,会产生大量空气细泡,且气泡多聚集在砂粒表面,削弱砂粒与水泥之间的胶结,导致强度降低. 第2章生产工艺 无机人造大理石的生产工艺流程为:模具处理→面料配制与浇注→底料配制与浇注→水中塑化与养护→脱模晾干→包装8-21-2-1模具处理模具使用前,要检查所有焊缝是否牢固、严密,再用熔化的沥青和石蜡浇灌模框两面的四边缝,以免水浸入框内影响产品质量.每次脱模后的模具先用刮刀清理,然后用稀硫酸及清水刷洗干净,晾干.使用时用净布擦干,再用脱模剂(液体石蜡)将四周擦匀. 8-21-2-2面料的配制与浇注 配制无机人造大理石的面料根据正面颜色和花纹而定.例如生产黑底白纹大理石,可将高铝水

2020届(人教版)高考化学:无机(化工)工艺流程二轮练习题附答案

无机(化工)工艺流程练习题 *无机(化工)工艺流程* 1、医用氯化钙可用于补钙、抗过敏和消炎等,以工业碳酸钙(含少量Na+、Al3+、Fe3+等杂质)生产医用二水合氯化钙工艺流程为: 已知:查阅资料得知氢氧化物沉淀时的pH如下表。 氢氧化物Fe(OH)3Al(OH)3 开始沉淀时的pH 2.3 4.0 开始溶解:7.8 完全沉淀时的pH 3.7 5.2 完全溶解:10.8 (1)CaCO3与盐酸反应的离子方程式:_________________________________。 (2)除杂操作是加入氢氧化钙,调节溶液的pH为________,目的是除去溶液中少量的Al3+、Fe3+。检验Fe(OH)3是否沉淀完全的实验操作是 ________________________。 (3)过滤时需用的玻璃仪器有________。滤渣主要成分的化学式:________。 (4)酸化时加盐酸的目的为①_______________________________________, ②防止Ca2+在蒸发时发生水解。 (5)为什么蒸发结晶要保持在160 ℃:__________________________________。 (6)若所测样品CaCl2·2H2O的质量分数偏高(忽略其他实验误差),可能的原因之一为__________________________________________________________ _________________________________________________________________。解析根据流程可知,加入氢氧化钙的目的是通过调节溶液的pH使Al3+、Fe3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3,使其沉淀完全,根据表中的数据可知,选择的pH 应使得两种离子都生成沉淀,特别要保证Al3+全部沉淀后不能再溶解,故选择pH为5.2~7.8。检验Fe(OH)3是否沉淀完全即检验溶液中是否还存在Fe3+,可

无机非金属材料试题

无机非金属材料工学试卷(B) 一、填空题(每空l分,计20分) 1.无机非金属材料生产过程的共性包括:原料、物料的制备与运输、热处理、成形和干燥等 2.粘土的主要化学组成为:二氧化硅、三氧化二铝、结晶水,还有少晕碱金属氧化物(K2O、Na2O)碱土金属氧化物等。 3.表明煤的组成时,必须指明所选用煤的基准,才能确切说明问题,通常煤有四个基准,即:收到基、空气干燥基、干燥基、干燥无灰基。 4、玻璃的热膨胀系数是极重要的基本性质,通常分为和。 6.整个物料干燥过程可分为三个阶段,即加热阶段、等速干燥阶段、降速干燥阶段。 8.陶瓷注浆成形的基本力方法分空心注浆和实心注浆两种。 9.水泥的石灰饱和系数越大表明硅酸盐矿物中硅酸三钙的比例越高,熟料强度越好。 10,硅质耐火材料是指以二氧化硅为上要成分的耐火材料。 11.玻璃体中的缺陷主要包括三大类:气泡、结石、节瘤和条纹。 二、判断题〔每题l分,计15分) 2.石英品型转变的重建性转变是一石英、一鳞石英、一方石英间的转变。(错) 3 浮法玻璃成形的平衡厚度是指当重力和表而张力达到平衡时玻璃带的厚度,约为7mm(对) 4、.建筑石膏是一种以硫酸钙为主要成分的气硬性胶凝材料。(对) 5.回转窑的主体部分是圆筒体,倾斜放置,物料山圆筒的高端加入,燃烧用空气也由 高端通入(错) 6.立窑中的“带”按窑的高度方大致可分为预热带、碳酸盐分解带、烧成带和冷却 带。(错) 7建筑石膏是将一水石膏〔熟石膏)磨细而成的自色粉末;水玻璃是一种能溶于水的硅酸盐,山不同比例的碱金属和二:氧化硅组成。( 错) 1}.物料中的水分可分为化学结合水、物理化学结合水和机械结合水三类;〔对) 11,立窑在锻烧的时候常会导致立窑中部通风不良、边风过剩的现象,是影响立窑熟料 质量的主要原因之一() 12.水泥回转窑的窑头是指物料进入回转窑的一端,窑尾是指回转窑出熟料一端。 13 耐火材料的耐火度是评价耐火材料的重要技术指标(对) 14、陶瓷的烧成制度包括温度度制度其中温度制度、气氛制度是关键,压力制度起中保证温度制度、气氛制度顺利实施的作用(对) 15.坯釉适应性是指陶瓷坯体与釉层有相互适应的物理化学性质,使釉面不剥脱、不开裂的 性质。(对) 三、名词解释(每题5分,计25分) 1.玻璃的熔化 2.宾汉体模型 3、石灰饱和系数、硅率、铝率 4.高温体积稳定性 5硅酸铝质耐火材料 四、问答题(第1题8分,第2题1分,第3、4题何题10分,计40分) 1.简要回答胶凝材料的定义及分类,并分析建筑石膏的硬化机理。 2试论述水泥窑中的物料反应带,并分析每个反应带所发生的主要物理化学变化并指出水泥

无机材料工艺学考试重点模板

无机材料工艺学考 试重点模板 可塑性:粘土与适量水混练后形成的泥团,在外力作用下,可塑造成各种形状而不开裂;当外力除去以后,仍能保持该形状不变的性能 可塑性指数:表示粘土能形成可塑泥团的水分变化范围。 液限:指粘土(或坯料)由塑性状态进入流动状态时的含水量,反映粘土颗粒与水分子亲和力的大小 塑限:指粘土(或坯料)由粉末状态进入塑性状态时的含水量,表示粘土被水润湿后,形成水化膜,使粘土颗粒能相对滑动而出现可塑性时的含水量 颗粒细有机质含量高;颗粒吸附的阳离子浓度大,半径小、电价高, 如Ca2+, H+,吸附水膜厚;可塑性越好

离子交换性:粘土粒子因边棱断键和晶格内部离子同晶取代而带电, 吸附溶液中异号离子该 被吸附离子可被其它离子所置换(离子交换容量一一pH = 7 时每100g 干粘土所附的阳离子或阴离子的毫摩尔数来表示)(影响因素:粘土的种类、带电机理、结晶度.分散度。 触变性:粘土泥浆或可塑泥团在静置以后变稠或凝固;受到搅拌或振动时,粘度降低而流动性增加;放置一段时间后又恢复原来状态。(影响因素:矿物组成、颗粒大小和形状、水分含量、电解质种类与用量、泥浆(或可塑泥料)的温度)(对生产影响: 触变性过大:注浆成型后易变形,管道输送泥浆困难;触变性过小:生坯强度不够,影响成型、脱模与修坯质量)

粘土在陶瓷生产中的重要作用 (1)粘土可塑性杲陶瓷坯泥赖以成型的基础。 (2)粘土使注浆泥料与釉料具有悬浮性与稳定性,是陶瓷注浆泥料与釉料 的必备性质。 (3)粘土一般呈细分散颗粒,同时具有结合性,这可在坯料中结合其它 瘠性原料并使坯料具有一定干燥强度,有利于坯体成型加工。 (4)粘土是陶瓷坯体烧结时的主体,其中A12O3含量和杂质含量是决 定陶瓷坯体烧结程度、烧结温度和软化温度的主要因素。 (5)粘土形成瓷器的主体结构,杲瓷器中莫来石晶体的主要来源, 莫来石 晶体能赋予瓷器以良好的机械强度、介电性能、热稳定性和化学稳定性。 石英在陶瓷工业中的作用: 其为瘠性料,调节泥料可塑性,加快坯体干燥,降低干燥收缩,防止变形;提供瓷体石英晶相,与莫来石一起构成结构骨架,增加机械强度,改逬白度和透光度;提高釉的熔融温度与粘度,减少热膨胀系数,赋予高的机械强度.硬度、耐磨性和耐化学侵蚀性。 陶瓷原料的质量控制 原料质量直接影响陶瓷产品质量,原料的纯度,细度,粒形和活性杲衡量原料质量的四大要素:1)纯度。纯度越高,杂质越少,但矿物的数量和种类也越少,原料不易,生产中应根据工艺要求灵活掌握。2)细度。细度 越高,反应越快,烧结时间越短。细度越高的粘土,可塑性越好,但粉碎时耗电量大,成本高。陶瓷原料细度,最好在1 “以下。3)粒形。一般颗

(word完整版)高考化学无机工艺流程题

一、题目特点 无机工艺流程题已逐渐成为高考试卷的主角,尤其是2010年的高考中,全国14套理 综(化学)试卷,纯粹的无机工艺流程题有6道(其中江苏卷18题、20题都是无机工艺流程题), 实验室模拟的有3道。该类型题目的特点是:1.试题源于生产实际,以解决课堂互动探究化 学实际问题为思路进行设问,充分体现了理论与实践相结合的观点。2.试题内容丰富,涉及 基础知识较为全面,较好地考查学生对“双基”的掌握情况。3.题目难度为中等以上,分值 较大,区分度强。 二、题目类型 从化工工艺分,可分为基础化工工艺题和精细化工工艺题;从生产过程中的主要工序 分,可分为除杂提纯工艺流程题(如海水提纯)、原材料化学转化工艺流程题、电解工艺流程 题、资源(能源)综合利用工艺流程题;按资源的不同,分为空气资源生产的工艺流程题(如合成氨)、利用水资源生产的工艺流程题(如海水提溴、镁、氯碱工业等)、利用矿产资源生产的 工艺流程题(如工业制H 2SO 4、炼铁、炼钢等)、化石燃料生产的工艺流程题等。 三、知识贮备 1.熟练掌握中学化学中重要的化工生产原理(列举如下) 化学工业 ??????????????? 合成氨工业??????? 主要原料:空气、化石燃料、水反应原理????? C +H 2O (g )=====高温CO +H 2H 2O (g )+CO=====催化剂CO 2+H 2N 2+3H 2高温、高压催化剂2NH 3主要设备:合成塔主要生产过程:原料气制备→净化→压缩 →合成→分离硫酸工业??????? 主要原料:空气、黄铁矿(硫铁矿)或硫磺、水反应原理与设备????? 4FeS 2+11O 2=====高温2Fe 2O 3+8SO 2 ——沸腾炉2SO 2+O 2催化剂△2SO 3——接触室SO 3+H 2O===H 2SO 4——吸收塔生产过程:SO 2的制取→净化→SO 2的氧化 →SO 3的吸收 化学工业

无机材料工艺学试题

无机材料工艺学测试题 第一篇 1. 材料种类繁多,分类方法也不尽相同,根据性能特征,材料可分为结构材料和(B ) A 金属材料 B 功能材料 C 有机高分子材料 D 复合材料 2. 在无机非金属材料的生产过程中,(D )是整个生产过程的核心。 A 原料的破碎 B 粉体制备 C 烘干 D 高温热处理 3. 在拌水后既能在空气中硬化,又能在水中硬化的材料称为(A ) A 水硬性胶凝材料 B 非水硬性胶凝材料 C 气硬性胶凝材料 D 水泥 4. 广义的玻璃包括无机玻璃,有机玻璃,金属玻璃等,狭义的玻璃仅指无机玻璃,最常见的是( B ) A 硼酸盐玻璃B硅酸盐玻璃C金属玻璃D硒玻璃 5. 陶瓷按组成可分为(C )、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷。 A 日用瓷 B 建筑瓷 C 硅酸盐陶瓷 D 结构陶瓷 6. 陶瓷的致命弱点在于(D )。 A 硬度 B 强度 C 韧性 D 脆性 7. 水泥的工艺流程简单的说就是(A )。 A 两磨一烧 B 一磨两烧 C 两磨两烧 D 三磨一烧 8. 水泥原料经烘干、配料、粉碎制成生料粉,然后喂到窑内煅烧成熟料的方法称为(B )。 A 湿法 B 干法C半干法D半湿法 9. 目前各国的水泥生产均以(C)生产技术作为优先发展对象。 A干法中空窑 B 立波尔窑C窑外分解窑D立筒预热器窑 10. 在无机非金属材料的生产过程中,玻璃不需要进行的一个环节是(A )。 A 粉体制备 B 原料的破碎 C 成型 D 高温热处理 第二篇 11. 无机非金属材料常使用的原料方解石的主要成分是(A )。 A CaCO3 B CaO C SiO2 D Al2O3 12.钙质原料主要提供材料组成所需的( B )。 A CaCO3 B CaO C SiO2 D Al2O3 13. 陶瓷使用的钙质材料一般为(B )。 A石灰石 B 方解石C泥灰岩D白垩 14. 用于烧制硅酸盐水泥熟料的钙质原料一般为石灰石和(B )。 A 方解石 B 泥灰岩 C 白泥 D 白垩 15. 玻璃中的CaO主要作用是(C )。 A 反应剂 B 助熔剂 C 稳定剂 D 澄清剂 16. 在钠—钙—硅酸盐玻璃中,下列那项不是SiO2的作用?( D ) A 降低热膨胀系数 B 提高热稳定性C提高机械强度D补偿坯体收缩作用 17.按照[SiO4]4-的连接方式,石英有三种存在状态,870℃以下稳定存在的是(C) A 方石英 B 单斜石英 C 石英 D 鳞石英

无机非金属材料工艺学考试

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工艺学 一、名词解释 1.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。 (作用:排除气泡。) 2.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。 3.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。 4.玻璃中间体:一般不能单独形成玻璃,其作用介于网络形成体和 网络外体之间的氧化物,称之为中间体. 5.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。 6.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。 7.坯、釉适应性:坯、釉适应性是指熔融性能良好的釉熔体,冷却 后与坯体紧密结合成完美的整体不开裂、不剥脱的能力。

8.玻璃熔化:玻璃配合料经过高温加热转变为化学组成均匀的、无 气泡的、并符合成型要求的玻璃液的过程。 9.IM:铝率又称铁率,其数学表达式为: IM = Al2O3/Fe2O3 铝率 表示熟料中氧化铝与氧化铁含量的质量比,也表示熟料熔剂矿物中铝酸三钙与铁铝酸四钙的比例。 10.SM:硅率,又称为硅酸率,其数学表达式是: SM=SiO2/(Al2O3+Fe2O3) 硅率是表示熟料中氧化硅含量与氧化铝、氧化铁之和的质量比,也表示了熟料中硅酸盐矿物与溶剂矿物的比例。 11.石灰饱和系数KH:是熟料中全部氧化硅生成硅酸钙(C3S十 C2S) 所需的氧化钙量与全部二氧化硅理论上全部生成硅酸三钙所需的氧化钙含量的比值。 12.萤石含率:萤石含率指由萤石引入的CaF2 量与原料总量之比, 即:萤石含率=萤石含量×CaF2含量/原料总量×100% 13.水泥硬化:凝结过后,水泥浆产生明显的强度并逐渐发展成为坚 硬的固体,这一过程称为水泥的硬化。 14.水泥安定性:是指水泥浆硬化后体积变化是否均匀的性质 15.泥浆的触变性:是指泥浆在静置后变稠,而一经搅拌又立即恢复 流动的性质。 16.水泥的烧结范围:是指水泥生料加热至出现烧结所必需的、最少

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