无机材料工艺学考试重点
无机材料科学考试重点

1本征扩散:空位来源于晶体结构中本征热缺陷,由此而引起的质点迁移。
2,非本征扩散:受固溶引入的杂质离子的电价和浓度等外界因素所控制的扩散。
或由不等价杂质离子取代造成晶格空位,由此而引起的质点位移。
3,稳定扩散:若扩散物质在扩散层dx内各处的浓度不随时间而变化,即dc/dt=0.这种扩散称稳定扩散。
4,不稳定扩散:扩散物质在扩散层dx 内的浓度随时间而变化,即dc/dt≠0,这种扩散称为不稳定扩散。
5,均匀成核:是晶核从均匀地单相熔体中产生的过程6,非均匀成核:是指借助于表面、界面、微粒裂纹器壁以及各种催化位置等而形成晶核的过程。
7,一级相变:体系由一相变为另一相时,如两相的化学势相等但化学势的一级偏微商(一级导数)不相等的称为一级相变。
8,二级相变:相变时两相化学势相等,其一级偏微商也相等,但二级偏微商不等的相变。
9,一致熔融化合物:是一种稳定的化合物,与正常的纯物质一样具有固定的熔点,熔化时,产生的液相与化合物组成相同。
10,不一致熔融化合物:是一种不稳定的化合物,加热到一定温度会发生分解,分解产物是一种液相和一种固相,液相和固相的组成与化合物组成都不相同。
11,切线规则:将将界线上某一点所作的切线与相应的连线相交,如交点在连线上,则表示界线上该处具有共熔性质;如交点在连线的延长线上,则表示界线上该处具有转熔性质,远离交点的晶相被回吸.12,连线规则:将一界线(或其延长线)与相应的连线(或其延长线)相交,其交点就是该界线上的温度最高点。
13,三角形规则:原始熔体组成点所在副三角形的三个顶点表示的物质即为其结晶产物;与这三个物质相应的初晶区所包围的三元无变量点是其结晶结束点。
14,晶体生长:平衡晶粒尺寸在不改变其分布的情况下,连续增大的过程。
15,二次再结晶:是少数巨大晶粒在细晶消耗时成核长大的过程。
16,液相独立析晶:是在转熔过程中发生的,由于冷却速度较快,被回收的晶相有可能会被新析出的固相包裹起来,使转熔过程不能继续进行,从而使液相进行另一个单独的析晶过程,就是液相独立析晶。
无机材料工艺学过程考核二

《无机材料工艺学》过程考核二试题(无机材料生产过程的共性与个性)一、 名词解释(4分×5=20 分)1. 可塑性:2. 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。
3. 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、Ga2O3、TiO2、PbO等。
4. 烧成:(无机非金属材料中的砖瓦、陶瓷、耐火材料、磨具等)生产过程中要将初 步密集定型(成形)的料块(生坯)经高温烧结成致密的、具有足够强度的烧结 体的过程称为烧成。
5. 压制成型:压制成型是将含一定水分的粒状粉料,放在模具中直接受压力而成型的方 法。
二、 简答题(5分×6=30 分)1. 粘土类原料如何分类?粘土的主要化学成分和矿物组成是什么?2. 玻璃生产中二次气泡产生的原因有哪些?澄清好的玻璃液中重新析出的气泡。
造成二次气泡有物理、 化学两方面原因:1、物理原因:降温后玻璃液又一次升温超过一定限度2、化学原因:与玻璃的化学组成和使用的原料有关。
(含钡玻璃)3. 玻璃的熔制包括哪几个阶段?1、 烧结体的形成2、 玻璃液的形成3、 玻璃液的澄清4、玻璃液的均化 5.、 玻璃液的冷却4. 物料干燥分为哪些过程?物料干燥包括三个过程:1、加热2、外扩散3、内扩散5. 水泥生产时加入石膏的作用?水泥中加入石膏是用来调节水泥硬化时间,水泥中石膏的比例大小,决定了 水泥硬化的快慢。
6. 硅酸盐水泥熟料煅烧后冷却的目的是什么?为什么在生产时间中常采用急速冷却?水泥熟料煅烧后冷却的目的:为了将玻璃液的黏度提高到成型制度所需的范 围。
采用急速冷却的目的:1、急冷能防止或减少βC2S 转化成γC2S 2、急冷 能防止或减少 C3S 的分解 3、急冷能防止或减少 MgO 的破坏作用 4、急冷使熟 料中C3A结晶体减少5、急冷熟料易磨性提高三、论述题(10分×5=50 分)1. 试述无机材料生产过程的共性。
《材料工艺学》复习资料

《材料工艺学》复习资料材料工艺学是一门研究材料的制备、加工、性能以及应用之间关系的学科。
它涵盖了众多材料类型,包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等,并且涉及到从原材料到成品的整个工艺流程。
一、材料的分类与性能首先,了解材料的分类是学习材料工艺学的基础。
常见的材料分类方式有按化学成分、按用途、按物理性能等。
金属材料具有良好的导电性、导热性和延展性;无机非金属材料通常具有较高的硬度和耐高温性能;高分子材料则在柔韧性和绝缘性方面表现出色。
材料的性能是决定其应用的关键因素。
力学性能包括强度、硬度、韧性等,这些性能对于结构材料至关重要。
物理性能如密度、热膨胀系数、导热性等影响材料在不同环境下的使用。
化学性能如耐腐蚀性、抗氧化性等决定了材料的使用寿命。
二、材料的制备方法1、金属材料的制备金属材料的制备通常包括采矿、选矿、冶炼和加工等步骤。
冶炼方法有火法冶金和湿法冶金,通过这些方法将矿石中的金属提取出来,然后经过铸造、锻造、轧制等加工工艺,制成各种形状和规格的金属制品。
2、无机非金属材料的制备无机非金属材料的制备方法因材料种类而异。
例如,陶瓷材料通常通过粉末成型和高温烧结制备;玻璃则是将原料熔融后快速冷却而成。
3、高分子材料的制备高分子材料的制备主要有聚合反应,包括加聚反应和缩聚反应。
常见的聚合方法有本体聚合、溶液聚合、乳液聚合和悬浮聚合等。
三、材料的加工工艺1、切削加工切削加工是通过刀具对材料进行去除,以获得所需形状和尺寸的方法。
适用于金属材料和一些硬度较高的非金属材料。
2、成型加工成型加工包括铸造、锻造、冲压、注塑等。
铸造适用于形状复杂的零件生产;锻造能提高材料的强度和韧性;冲压常用于薄板零件的加工;注塑则是高分子材料成型的常用方法。
3、连接加工连接加工有焊接、铆接、粘接等方式。
焊接是通过加热或加压使材料连接在一起;铆接使用铆钉连接部件;粘接则依靠胶粘剂实现连接。
四、材料的表面处理材料的表面处理可以改善其外观、耐腐蚀性和耐磨性等性能。
无机材料工艺学习题参考答案

复习与思考1.材料的定义材料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。
3.无机非金属材料与金属材料和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和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、硼酸盐和非氧化物等物质,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他元素组成的合金,其化学键为金属键;有机高分子材料是以C、H、O为主要元素和其他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;绝大多数是绝缘体;制成薄膜时大多是透明的;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是因为其含有自由电子,可以移动;有机高分子材料有弹性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。
无机09级:无机材料工艺学学生复习提纲

无机材料工艺学复习提纲一、名词解释1、塑性指数2、厚化度3、热功能玻璃4、特种玻璃又叫新型玻璃5、脱离角6、临界转速7、循环负荷比8、热点9、泡界线10、澄清11、玻璃分相12、流动曲线13、应力曲线14、应变曲线15、蠕变曲线16、松弛曲线17、触变性18、长性玻璃19、重热20、生物功能玻璃21、暂时应力22、热应力23、永久应力24、退火温度范围25、气硬性胶凝材料26、水硬性胶凝材料27、率值28、石灰饱和系数29、硅率或硅酸率30、铝率31、水硬率32、Alite、A矿、阿利特33、Blite、B矿、贝利特34、水泥熟料烧结范围35、水化程度36、水化速率37、平衡水分38、悬浮预热器39、一次空气40、二次空气141、三次空气42、强度保证率43、重建型转变44、位移型转变45、物理脱色46、化学脱色47、氧化剂48、还原剂49、乳浊剂50、饱和面干状态51、和易性52、化学收缩53、碱活性骨料54、无机非金属材料55、可塑成形56、烧成57、煅烧58、成形能力59、湿扩散60、热扩散61、底火62、普通煅烧法(白生料法)63、全黑生料法64、差热煅烧法65、流动性66、粘聚性67、保水性68、立方体抗压强度标准值69、砂率70、混凝土的碱-骨料反应71、抗渗性72、抗冻性73、表面活性剂林蔚:74、耐火材料75、耐火度76、荷重软化温度77、高温体积稳定性78、耐热震性79、抗渣性80、硅酸铝质耐火材料81、硅质耐火材料82 色料283 普通陶瓷84、粘土质耐火材料85、高铝质耐火材料86、刚玉质耐火材料87、镁质耐火材料88、切割89、热反射玻璃90、表面导电玻璃91、电功能玻璃92、短性玻璃93、釉94、镁碳砖95、熔铸耐火材料96、电熔法97、铝热法98、熔铸莫来石耐火材料99、熔铸锆刚玉耐火材料100、轻质耐火材料101、淬火温度102、淬火曲线103、冷加工104、耐火纤维105、不定形耐火材料106、浇注料107、可塑耐火材料108、捣打料109、喷射料110、投射料111、耐火泥巴学巍:112、二次退火113、澄清剂114、玻璃的熔制115、玻璃的退火116、硼反常性117、玻璃118、一次气泡119、着色剂120、一次退火121、玻璃的分相122、失透123、配合料结石124、逆性玻璃3125、混合碱效应126、均匀成核又称本征成核或自发成核。
大学无机非金属材料工程专业《无机材料工艺学》期末复习知识点、重点汇总

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。
考研复试题库无机非金属材料工艺学

考研复试题库无机非金属材料工艺学一、晶体结构与缺陷1、解释晶体结构的基本概念,包括晶格、晶胞、晶格常数等,并举例说明常见的晶体结构类型(如面心立方、体心立方等)。
2、讨论晶体中的点缺陷(空位、间隙原子等)、线缺陷(位错)和面缺陷(晶界、相界等)对材料性能的影响。
3、计算晶体中的空位浓度和间隙原子浓度,以及它们与温度的关系。
二、材料的固相反应1、阐述固相反应的定义、特点和基本步骤。
2、分析影响固相反应速率的因素,如反应物颗粒大小、温度、压力等。
3、举例说明固相反应在无机非金属材料制备中的应用。
三、相图与相变1、解读二元相图(如共晶相图、包晶相图等),能够确定相区、相变点和相变过程。
2、解释相变的基本概念,如一级相变、二级相变,并举例说明。
3、运用相图知识分析材料的制备和性能控制。
四、无机材料的成型与烧结1、描述常见的无机材料成型方法(如注浆成型、压制成型、挤出成型等)及其优缺点。
2、阐述烧结的定义、驱动力和基本过程。
3、讨论影响烧结的因素,如烧结温度、保温时间、气氛等,并说明如何通过控制这些因素来优化材料的性能。
五、玻璃与陶瓷材料1、介绍玻璃的结构特点和性能,解释玻璃的通性。
2、分析陶瓷材料的制备工艺(包括原料制备、成型、烧结等环节)。
3、比较玻璃和陶瓷材料在结构、性能和应用方面的异同。
六、水泥材料1、简述水泥的组成和分类。
2、解释水泥的水化反应过程和硬化机制。
3、分析影响水泥性能的因素,如熟料矿物组成、石膏掺量等。
七、复合材料1、定义无机非金属基复合材料,列举常见的类型(如纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料等)。
2、讨论复合材料的界面结合机制和界面性能对材料整体性能的影响。
3、举例说明无机非金属复合材料在工程中的应用。
八、材料的性能测试与表征1、描述无机非金属材料常见的性能测试方法,如力学性能测试(拉伸、压缩、弯曲等)、热性能测试(热膨胀、热导率等)、光学性能测试等。
2、解释材料表征的常用技术,如 X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等的原理和应用。
无机材料工艺学

答:注浆成型的制品品质首先取决于泥浆品质,因此控制泥浆品质是保证产品品质的主要因素。在 输送、储存、浇注过程中,浆料应能满足下面要求:(1)泥浆流动性要好,含水量要少。一般泥 浆含水量在28%-38%^(2)悬浮性好(3)触变性适当(4)滤过性 好(5)注件的干燥收缩要小(6)具有足够的排湿性能,使注件容易干燥, 形成坚实的坯体(7)注浆成型坯体,应具有足够的强度(8)泥浆中气泡愈少 愈好,以减少注件中气泡棕眼,并提高生坯强度(9)泥浆的空浆性能要好
玻璃
工业 1.引入氧化铝的主要原料,同时引入氧化钠氧化钾。2.在1100-1200间熔融,有利于熔化。
5、分析影响泥浆流动性的因素及影响过程?
答:(1)泥浆的浓度。浓度增加时,应力增大.(2)固相的颗粒大小。流变性能是颗粒分布 的函数,颗粒分布范围和大小颗粒之比起主导作用(3)电解质的加入。含电解质的泥 浆都会出现触变滞后环(4)陈腐。陈放过程中黏度和屈服值会逐渐加大直至稳定(5)有机物质。腐殖质会降低黏土泥浆的黏度,增加其流动性(6)可溶性盐类。黏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。这些盐类一般都使纟电位变小,提高泥浆的黏度。
21、影响泥浆流变性能的因素有哪些?
答:影响泥浆流变性能的因素:(1)泥浆的浓度(2)固相的颗粒大小(3)电解质的加入(4) 陈腐(5)有机物质(6) 可溶性盐类。
22、分析提高注浆速率的措施。
答:A入降低泥层的阻力-可适当减少塑性原料,增粗泥浆颗粒粒子, 其对大件产品的注浆成型尤为重要;减少泥浆中的水分,增加其密度,可提高吸浆速度。若在泥浆中加入少量絮凝剂,使形成的坯体结构疏松,可加快吸浆过程。实践证明, 加入少量钙离子和镁离子的硫酸盐或氯化物都可增大吸浆速度B提高吸浆过程的推动力 -在制造石膏模时,当水膏比为78: 100时可制得具有最大毛细管力的石膏,当然,制造石膏模 时的其他工艺条件也会影响石膏模的毛细管力的大小。还可采用增大泥浆与模型之间 压力差方法来达到,这就是在生产中常采用的压力注浆、真空注浆和离心注浆等方法。C提高泥浆和模型的温度-温度升高,水的黏度下降,泥浆黏度也因而降低,流动性增大。实 践证明,若泥浆温度为35?40摄氏度。模型温度为35摄氏度左右,则吸浆时间可缩短一半,脱模时间也 相应缩短。
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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。
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,改善白度和透光度;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,粒形和活性是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1μ以下。
3)粒形。
一般颗粒的形状有三种:a:近似于球形的粒形b:近似于盘形的针状c:近似于棒形的针状颗粒形状对成型,烧结和使用性能有一定的影响,球粒状最好。
呈鳞片状或针状的常需预烧,破坏其晶体结构或通过机械粉碎改变其颗粒形状。
4)活性。
衡量原料化学反应能力及速度的指标。
原料化学活性越好,烧结温度越低。
陶瓷的分类陶瓷分类一(按性能分为普通陶瓷和特种陶瓷):普通陶瓷:采用粘土类及其它天然矿物原料制得,也称传统硅酸盐陶瓷。
特种陶瓷:(氧化物,非氧化物,金属陶瓷等)采用化工或合成原料,组成范围超出硅酸盐材料范畴。
又分为结构陶瓷和功能陶瓷。
结构陶瓷定义:定义1:是一种坚硬耐磨,且具有耐高温,耐腐蚀,抗压,不老化等结构性能的陶瓷材料。
定义2:是一类在1000℃高温下抗形变和断裂优于金属的陶瓷材料。
功能陶瓷定义:功能陶瓷是指以电,磁,光,声,热,力,化学和生物等信息的检测,转换,耦合,传输及存储等功能为主要特征的陶瓷材料陶瓷分类二:(按烧结程度分类)(1)瓷器—瓷质制品:日用细瓷、玻化砖、卫生陶瓷等。
坯体致密,吸水率低,烧成收缩率大,烧成过程中易变形,较难生产大规格产品,制品可有釉或无釉。
(2)陶器——陶质制品:釉面砖(内墙砖)、日用精陶等。
断面粗糙无关,不透明,敲击之声音粗哑,有的无釉,有的施釉。
坯体吸水率高,有利于施工时采用水泥砂浆铺贴,但坯体防污能力差,通常在制品使用面施釉以保证使用面不吸水和易清洁的要求,同时也起着装饰产品作用。
(3)炻器——炻质制品,也称半瓷,是介于陶器和瓷器之间的一类产品。
1)坯体烧结程度较低,吸水率较高,烧成收缩率较小,2)易制成形状较复杂或大规格制品;3)大部分制品表面施釉;陶瓷坯、釉料组成表示方法1.化学组成表示法(氧化物质量分数表示法):以SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、灼烧减量等的含量以质量分数来表示。
特点:准确反映坯(釉)料的化学组成;根据其含量,推断坯、釉基本性能,如:坯料烧成温度、收缩、产品色泽等 or釉料熔融温度、热膨胀系数等。
缺点:不清楚坯料的化学成分来源于何原料。
2.实验式表示法or坯、釉式表示法:根据化学组成表示法,分别将各氧化物质量百分数除以其摩尔质量,得各氧化物的摩尔数,冠于各氧化物分子式前。
按碱性氧化物(R2O+RO)·中性氧化(R2O3)·酸性氧化物(RO2)的顺序排列,并把其中一种系数调整为1。
特点:各类氧化物的组成一目了然,除能估计有害杂质与降低熔融温度对坯体,釉料的影响外,还能表明高温性能,是普通陶瓷坯、釉料组成常用的表示方法。
一些陶瓷原料也可用此方法列出其坯式,反映其组成。
为区别坯、釉组成,以R2O3的物质的量为基础,将其调为1,得坯式。
以碱R2O and RO为基础,其物质的量之和为1,得坯、釉式。
根据A12O3和SiO2前面的系数值区别是坯式或釉式:坯式中A12O3和SiO2的系数较大;釉式中A12O3和SiO2的系数都很小。
3.矿物组成(或示性组成)表示法:将各天然原料中的同类矿物含量合并,换算成粘土、长石、石英三种纯矿物的质量百分比含量表示其组成。
特点:可大致反映坯料性能。
因同类型矿物在坯体中所起作用基本相同,而粘土,长石,石英所起作用各不相同。
长石质瓷坯料组成矿物组成为:40-60%高岭土,20~30%长石,25~40%石英。
(高岭土含量高,长石含量少)瓷体由石英-方石英-莫来石-玻璃相组成。
玻璃相50~60%,莫来石10~20%,残余石英8~12%,半安定方石英6~10%。
烧成范围宽(1150-1450℃),烧成温度高(1350~1450℃),硬度高(莫氏硬度为7)。
绢云母质瓷坯料组成瓷坯的组成范围:瓷石70~30%,高岭石30~70%。
烧成温度随瓷坯中瓷石和高岭石的用量比不同在1250~1450℃范围内波动。
瓷质由石英-方石英- 莫来石-玻璃相构成。
除具有长石质瓷的一般特点外,还具有透明度高,还原气氛下烧成时呈白里泛青的特色。
骨灰瓷坯料组成磷酸盐-高岭土-石英-长石系统瓷,以磷酸钙为熔剂,磷酸盐通过骨灰引入。
磷酸钙作助熔剂,但它本身的熔点并不低(1734℃),它的助熔作用是它与其它组元共熔而引起,共熔后液相温度降低,液相大量产生,因而起助熔作用。
骨灰最好以50%为宜,过多则瓷质发黄,可塑性差,不易成型,因此配料中需要一定量的高可塑性粘土。
坯体主要由钙长石,β-Ca3(PO4) 2,方石英,莫来石和玻璃相组成。
滑石瓷坯料组成日用滑石瓷是滑石-粘土-长石三组分瓷,属于MgO-Al2O3-SiO2系统瓷。
配方组成为70~80%滑石,5~10%粘土,<5~10%长石.烧成范围窄(理论范围为30~40℃,实际应控制在10~20℃),一般烧成温度为1320℃,要求窑内温差小,窑内温度分布均匀。
控制泥浆的上述性能的途径:(1)加入电解质加入电解质解凝剂可增强泥浆的流动性。
(2)泥浆温度:泥浆温度↑,粘度↓,滤动性↑,脱水速度↑,吸浆时间↓,坯体强度↑。
温度过高则起泡,影响质量及石膏模使用次数。
(3)调整工艺:搅拌→泥浆保持悬浮状态,减少分层。
陈腐→水分分布均匀,排出泥浆空气,流动性和可注性↑,坯体强度↑。
可塑泥团的成型性能可塑泥团的特点:有良好的加工性,易于形成各种形状而不开裂,可钻孔和切割,干燥后要有较高的生坯强度。
有各向同性的均匀结构,不会因颗粒定向排列使坯体收缩不均,导致坯体变形和开裂。
(1)可塑泥团流变特性:由固相、液相和少量气相组成的弹塑性系统。
含水量低,固体含量大→很高屈服值:成形后能克服自重影响而不变形。
(2)影响泥团可塑性的因素:A)矿物种类。
可塑性好的泥团需具备以下条件:1)颗粒较细;2)矿物解理明显或解理完全,最好呈片状结构;3)颗粒表面水膜较厚。
蒙脱石具备上述三条件,可塑性强。
叶腊石及滑石呈片状,但水膜薄,可塑性不高。
迪开石颗粒较粗石英不呈片状,且吸附水膜薄,可塑性低。
粘土中所含矿物的可塑性:迪开石<隧石<伊利石<绿脱石<锂蒙脱石<高岭石<蒙脱石。
可塑性:高岭土<膨润土。
原因可由两者矿物结构差异说明蒙脱石:复网层结构。
每个晶层的两端为硅氧四面体层,中间为AlO4(OH)2八面体层(也叫水铝石层)。
晶层之间氧层与氧层的联系力很小(分子间作用力),水容易进入进入晶层之间,引起c轴膨胀。
有良好的片状解理,且晶粒细小,易发生同晶取代,质地不纯,熔点较低,可塑性强。
高岭石:单网层结构。
每个晶层是由一层硅氧四面体和一层AlO2(OH)4八面体通过共用的氧原子联系在一起,相邻两层通过八面体的OH与四面体的氧以氢键相联。
水分子不易,可塑性差。
B)固相颗粒大小和形状颗粒越粗,呈现最大塑性时所需的水分越少,最大可塑性越低。
粒径↓每个颗粒表面形成水膜需水分↑,颗粒堆积而成的毛细管半径↓,毛细管力↑,可塑性↑。
C)吸附阳离子的种类粘土中阳离子交换的能力、阳离子的大小和半径,影响粘土胶团间的吸引力,从而影响粘土的可塑性。
1)阳离子交换能力强则可塑性高,阴离子交换能力小,对可塑性影响小;2)阳离子价数高,泥团可塑性越大;对泥团可塑性影响大小:三价>二价>一价;3)同价阳离子,半径愈大,可塑性越大。
粘土吸附不同阳离子时,其可塑性的强弱顺序为:H+>Al3+>Ba2+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+>Li+吸附Li+的粘土塑性低。
D)液相的数量和性质水分是泥团出现可塑性的必要条件,水分适当才能达到最大可塑性。
屈服值:随含水量增加而减小。
最大变形量:随含水量的增加而加大。
可塑性表示:屈服值与最大变形量乘积。
改变泥团含水量可改变一个流变特性,但同时会降低另一个特性。
可塑成型时的最佳水分是可塑性最大时的含水量,亦称可塑水分。
(3)可塑泥团的颗粒取向影响泥浆流变性能的因素1泥浆的浓度:泥浆浓度增大,要获得同一剪切速率所需的应力也增大。
2固相颗粒大小:泥浆的颗粒分布范围和大小颗粒之比影响泥浆的粘度。
颗粒分布范围广,最小与最大颗粒粒径之比必小,中间颗粒较多,空隙体积大,吸引水分进入,泥浆粘度增大。