无机非金属工艺学5玻璃融化-精
无机非金属工艺学考试题简答题
水泥、影响水泥水化速率的因素:①水泥熟料矿物组成：含量、晶体结构；②水灰比：水灰比大,水泥颗粒高度分散、与水的接触面积大,水化速率快。
但是水灰比大，使水泥凝结慢，强度下降。
③细度：水泥细度细，与水接触面积多，水化快;细度细，水泥晶格扭曲，缺陷多，也有利于水化；④养护温度：养护温度提高，水泥水化加快。
但是温度对不同矿物的水化速率的影响程度不尽相同。
对水化慢的β-C2S影响最大。
C3A在常温下水化就很快,放热多，故温度对C3A水化速率影响不大。
温度越高,对水泥早期水化速率影响越大,到后期影响逐渐变小。
⑤外加剂：通常绝大多数无机电解质都有促进水泥水化的作用。
如：CaCl2；大多数有机外加剂对水化有延缓作用，常使用的各种木质磺酸盐类。
12、生料易烧性的意义：指生料在规定的温度范围内，通过复杂的物理化学变化，形成熟料的难易程度。
影响生料易烧性的主要因素:①生料的潜在矿物组成:KH、SM高,生料难烧；反之易烧，但有可能结圈；SM、IM高,难烧，要求较高的烧成温度；②原料的性质和颗粒组成：原料中石英和方解石含量多,难烧,易烧性差；结晶质粗粒多,易烧性差。
③生料中次要氧化物和微量元素:适量存在,有利于烧成，易烧性好，但含量过多,不利于煅烧.④生料的均匀性和生料粉磨细度：生料均匀性好，粉磨细度细，易烧性好。
⑤矿化剂：掺加各种矿化剂，均可改善生料的易烧性。
⑥生料的热处理：生料的易烧性差,要求烧成温度高,煅烧时间长。
生料煅烧过程中升温速度快，有利于提高新生态产物的活性，易烧性好。
⑦液相：生料煅烧时，液相出现温度低，数量多,液相粘度小，表面张力小，离子迁移速度大，易烧性好,有利于熟料的烧成.⑧燃煤的性质：燃煤热值高、煤灰分少、细度细，煅烧速度快，燃烧温度高，有利于熟料的烧成。
⑨窑内气氛：窑内氧化气氛煅烧，有利于熟料的烧成.13、（水泥孰料的形成过程）生料煅烧过程中的物理、化学变化：干燥与脱水、碳酸盐分解、固相反应(固相反应一般包括界面上的反应和物质迁移两个过程)、液相和熟料的烧结、熟料的冷却19、熟料冷却的目的:①回收熟料带走的热量，预热二次空气,提高窑的热效率;②迅速冷却熟料以提高熟料质量③改善孰料的易磨性④降低熟料温度，便于熟料的运输、贮存与粉磨。
玻璃的熔制过程
玻璃的熔制过程玻璃是一种广泛应用于制造建筑材料、器皿、光学仪器、电子仪器等工业领域的无机非金属材料。
玻璃的基础原料主要是硅酸盐类物质，包括石英砂、长石、白云石等。
玻璃的制造涉及到多种工艺步骤，其中最主要的过程是熔制。
玻璃的熔制过程，一般分为两个阶段：玻璃原料熔融和玻璃成形。
1. 玻璃原料熔融玻璃原料熔融是制造玻璃的第一步。
首先要将玻璃原料送到炉中，然后在炉内进行高温熔化。
玻璃熔化的温度通常在1300-1600℃之间。
炉内的高温条件有助于熔化原料，并促进原料之间的充分混合。
玻璃熔化过程中，炉内的温度、炉膛的结构、炉膛的加热方式、气氛以及熔化时间等因素都对玻璃性质有很大的影响。
其中，炉温的控制是其中最为关键的一个因素。
炉温过低时，原料无法充分熔化，熔击出来的玻璃比较粗糙；而炉温过高时，虽然玻璃可以很快熔化，但却会使得玻璃成分中的气体难以释放，造成玻璃内部气泡增多，影响玻璃的质量。
同时，熔制过程中原料的混合也是影响玻璃质量的重要因素之一。
原料混合过程中必须注意保持物料配比的稳定，以确保每份原料的比例都是正确的，否则会影响玻璃性能的均匀性和稳定性。
2. 玻璃成形玻璃原料熔融后，需要将其通过成形工艺，将其变成需要的形状。
玻璃成形技术大致可以分为两大类，即自由成形技术和模压成形技术。
自由成形技术包括吹制、拉伸、浸涂等；模压成形技术包括平板压制、吹瓶、挤出等。
自由成形技术中的吹制是最常用的一种方法。
吹制工艺是先将玻璃熔液通过玻璃管或小片，吹成一个球体，然后在模具上加工形状，最后风冷固化。
玻璃吹制的工艺简单，成本低，成品形态多，应用非常广泛。
而模压成形技术，如平板压制、吹瓶、挤出等，则需要利用模具或挤压机来对玻璃进行成形。
这类制品比较规整且饱满，常常用于制备工艺精密的玻璃器具、仪器件等。
总之，玻璃熔制过程经历了玻璃原料熔融和玻璃成形两个阶段。
通过高温下的熔融，使玻璃原料混合均匀，在成型过程中呈现出所需的形态，从而制备成建筑材料、器皿、光学仪器、电子仪器等多种应用领域中的产品。
《无机非金属材料工学》思考题
《无机非金属材料工学》思考题绪论（2学时）一、基本概念1、无机非金属材料的定义2、无机非金属材料的分类二、判断题1、所有无机非金属材料都具有高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性。
（）2、日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷和搪瓷属于传统无机非金属材料，而化工陶瓷和电瓷属于新型无机非金属材料。
（）3、新型无机非金属材料和传统无机非金属材料划分的根本依据是二者的原料不同。
（）三、思考题第一篇生产过程原理概述（1学时）一、基本概念二、判断题1、无机非金属材料的大宗产品，如水泥、玻璃、砖瓦、陶瓷、耐火材料的原料大多来自储量丰富的天然非金属矿物，如石英砂、粘土、长石、氧化铝、氧化锆、石灰石、白云石、硅灰石和碳化硅等。
（）2、无机非金属材料的原料大多来自天然的矿物，一般是经过配料后进行各种热处理或成型、煅烧。
（）3、水泥的生产过程可以用P-H-P来表示；而水泥的使用，即混凝土的制备则是一个单独的成型过程P。
（）4、玻璃和铸石的生产过程可以表示为P-H-F。
（）三、思考题1、无机非金属材料生产过程的共性是指什么？2、水泥、陶瓷、玻璃和耐火材料的生产过程有什么异同？第一篇生产过程原理第一章原料（4学时）一、基本概念1、陶瓷原料标准化2、粘土3、粘土的可塑性、塑性指数和塑性指标4、粘土的离子交换性、离子交换容量5、触变性、厚化系数6、粘土的干燥收缩、烧成收缩、总收缩7、烧结温度、烧结范围8、膨化性、膨胀容二、判断题1、原料是材料生产的基础，其作用主要是为产品结构、组成及性能提供合适的化学成分和加工处理过程所需的各种工艺性能。
（）2、陶瓷工业中使用的原料品种繁多，可分为天然原料及化工原料，前者是天然岩石或矿物，后者是人工合成的物质。
（）3、影响陶瓷产品性能、质量的因素很多，归纳起来可以分为两类：一类是与原料质量有关的因素；另一类是与生产过程有关的因素。
前者是影响产品性能和质量的内因；后者是影响产品性能和质量的内因，是根本的因素。
无机非金属材料工艺学
一、填空1、根据化学组成和显微结构特点，材料可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。
2、无机非金属材料主要有陶瓷、胶凝材料、玻璃、耐火材料及天然矿物材料。
3、无机非金属材料生产过程都得共性:原料及破碎、粉体制备、成型、烘干和高温热处理。
4、胶凝材料可分为水硬性胶凝材料和气硬性胶凝材料，前者包括水泥，后者包括石灰、石膏。
5、水泥可分为通用水泥、专用水泥和特性水泥。
6、玻璃按组成分类有元素玻璃、氧化物玻璃和非氧化物玻璃。
7、黏土中的主要矿物可分为高岭石、蒙脱石和伊利石。
8、着色剂分为离子着色剂、胶态着色剂和硫硒化物着色剂。
9、陶瓷坯料中混有铁质将使制品的外观质量受到影响，如降低白度和半透明性，也会产生斑点。
10、玻璃原料中铁杂质不但对生产工艺造成不良影响，而且使玻璃着成黄绿色，透明度降低。
11、陶瓷由结晶物质，玻璃态物质和气孔组成。
12、坯料组成的表示方法：配料比表示；矿物组成表示；化学组成表示；实验公式表示。
13、陶瓷坯料可分为注浆坯料，可塑坯料和压制坯料。
14、陶瓷的成型方法可分为可塑法成型，注浆法成型和干压法成型。
15、日用陶瓷的可塑成型可分为雕塑、印坯、拉坯、旋压和滚压等。
16、注浆成型可分为吸浆成坯和巩固脱模两个过程。
17、干燥过程可分为加热阶段、等速干燥阶段和降速干燥阶段。
18、回转窑可分为干燥带、预热带、分解带、放热反应带、烧成带和冷却带。
19、坯体的烧成过程：水分蒸发期；氧化分解与晶型转变期；玻化成瓷期；冷却期。
20、烧成制度包括温度制度、气氛制度和压力制度。
21、温度制度包括升温速度、烧成温度、保温时间和冷却速度。
22、玻璃溶体的质量缺陷有气泡、条纹和结石。
23、玻璃制品的退火过程包括加热、保温、慢冷以及快冷四个阶段。
24、活性混合材分为粒化高炉矿渣、粉煤灰和火山灰质混合材料。
25、混凝土的主要组成为胶结料、细集料、粗集料和水。
26、平板玻璃的深加工分为钢化和镀膜。
无机非金属材料工艺学__济南大学(1)--试卷A卷
济南大学201 ～201 学年第一学期课程考试试卷（A 卷）课 程 无机非金属材料工艺学 授课教师 考试时间 考试班级学 号 姓 名 一、名词解释（每小题4分，共20分）1、游离氧化钙2、压制成型3、玻璃澄清剂4、粘土可塑性5、物理钢化玻璃二、填空题（每空1分，共30分）1、根据各氧化物在玻璃结构中所起的作用，可将其分为、 和 三类。
2、硅酸盐水泥熟料中的和 称为硅酸盐矿物； 和 称为熔剂矿物。
3、基本的施釉方法包括、 和 三种。
4、坯料与釉料组成的表示方法有四种、 、第1页，共2页…………………………………………装…………………………订…………………………线………………………………………………………答……………题……………不……………要……………超……………过……………此……………线………………和 。
5、国家标准规定的活性混合材料有以下三类 、和 。
6、陶瓷坯体的烧成过程可分为 、 、 和四个阶段。
7、在喷雾干燥造粒工艺中，影响粉料性能和干燥效率的主要因素是 、、 和 。
8、影响水泥水化的因素主要有 、 、 、和 。
三、问答题（共40分）1、确定陶瓷配方的依据有哪些？（5分）2、影响玻璃熔化过程的因素有哪些？（6分）3、硅酸盐水泥熟料煅烧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？（8分）4、分析普通平板玻璃的主要组成成分及其作用。
（10分）第2页，共2页…………………………………………装…………………………订…………………………线…………………………5、试述钙质原料在玻璃、陶瓷、水泥生产中的作用。
（11分）四、计算题（10分）某水泥厂生产的硅酸盐水泥熟料，其主要化学成分为：CaO 为63%、SiO 2为21%、Al 2O 3为6%、Fe 2O 3为4%，试计算该熟料的KH 、SM 及IM 。
（10分）第3页，共2页……………答……………题……………不……………要……………超……………过……………此……………线……………………………答……………题……………不……………要……………超……………过……………此……………线………………。
玻璃熔制过程的五个阶段
玻璃的熔制过程通常分为以下五个主要阶段，每个阶段对最终玻璃质量起着至关重要的作用：
1. 原料准备
•玻璃熔制的原料主要包括硅砂（SiO2）、碱金属氧化物（如Na2O）和助熔剂（如CaO）。
原料需要经过筛分、混合、干燥等处理，确保原料均
匀并去除杂质。
通常还会加入碎玻璃（废玻璃），帮助提高熔化效率。
2. 熔化
•在熔窑中，混合好的原料在高温（1300-1500℃）下加热熔化，形成均匀的液态玻璃。
熔化过程需要较长时间，以确保所有成分充分反应，减少
气泡和夹杂物。
这一阶段至关重要，决定了玻璃的基本性质。
3. 澄清
•在熔化完成后，玻璃液需要经过澄清阶段。
此时，熔融玻璃中的气泡和未完全溶解的固体颗粒会逐渐上升并排出。
通常会通过提高温度或使用
澄清剂（如硝酸钾或硝酸钠）来加速气泡的消除。
4. 均化
•在气泡排除后，玻璃液需要均化，即通过搅拌或控制温度，使玻璃液中的各成分分布更加均匀，确保不同区域的化学成分和物理性质一致。
这
一过程能够防止玻璃内部出现成分不均或结构缺陷。
5. 成形与退火
•成形：玻璃液冷却至适当温度后，会进行成形，常见的成形方法包括浮法（用于生产平板玻璃）、吹制法（用于生产瓶子、玻璃器皿）等。
•退火：成形后的玻璃需要经过退火炉进行缓慢冷却。
退火过程可以缓解玻璃内部的应力，防止玻璃在冷却过程中因热应力而开裂。
这五个阶段共同作用，确保玻璃的结构完整性、透明度和机械性能。
无机非金属材料工艺学考试
无机非金属材料工艺学考试————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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。
无机非金属工艺学5-玻璃融化
τ＝
τ值越大，熔化温度越高。根据经验数据，二者
大致对应关系如表1-4-25所示。
但τ值是一个经验常数，在评定熔化速度时，此
常数不能认为是唯一的决定因素，应综合其他因
素加以综合考虑。
2、原料
（1）原料的种类 不同种类原料，其分解温度和参与熔制物理、化学反应
的过程不尽相同。生产上为了促进芒硝的完全分解，防
燃料分配
17
17
21
21
13
6
“山形线”式的温度分布不利于池窑熔化率的要求，难以充 分 利用熔窑的潜力，许多工厂正在改进。首先是提高热点温度 至1551 --1600°C，玻璃形成时间缩短3/5。（但温度再高， 硅砖发生晶型转变，耐火材料蚀损加剧。）其次，提高1、
2#小炉温度，对投入的配合料实施强制熔融。如现代浮法窑 炉的1#、2#小炉温度分别达是1460~1470℃,1500~1520℃。
止硝水的形成，通常在配合料中引入碳粉，以降低芒硝 的分解温度。现代浮法玻璃生产过程中，芒硝用量已大 大减少，主要起澄清剂的作用。
（2）原料的挥发
部分原料在熔制过程中的存在挥发，为确保 获得具有设计组成的玻璃液，必需在配合料
计算时对挥发性损失予以补充。
原料的挥发量受原料物性、熔化温度等因素 影响。表1-4-2列举部分氧化物的挥发量。
气体间的平衡，使得可见气泡从玻璃液重新吸收气体而 长大。由于气泡上浮速度与泡径平方成正比。因而，大
气泡上浮速度明显加快，澄清时间大大缩短。
常用的澄清剂有白砒、三氧化二锑、芒硝、食盐等。其中白砒、 三氧锑化二锑必须与硝酸盐配合使用才具有加速澄清的作用。 其机理是：硝酸盐在熔制的低温阶段发生分解，如： 2NaNO3 2NaNO2 + O2 ↑