济南大学无机非金属材料工艺性能与测试期末复习重点.doc
无机非金属材料知识点
无机非金属材料知识点一、重要概念1、无机非金属材料①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、硼酸盐等物质组成的材料。
②是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。
2、陶瓷①从制备上开看，陶瓷是由粉状原料成型后在高温作用下硬化而形成的制品。
②从组分上来看，陶瓷是多晶、多相（晶相、玻璃相和气相）的聚集体。
3、玻璃①狭义：熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机物质②一般：若某种材料显示出典型的经典玻璃所具有的各种特征性质，则不管其组成如何都可称为玻璃（具有玻璃转变温度 Tg）。
玻璃转变温度：热膨胀系数和比热等物理性质的突变温度。
具有Tg的非晶态材料都是玻璃。
4、水泥凡细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石、钢筋等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称为水泥。
5、耐火材料耐火度不低于1580℃的无机非金属材料6、复合材料复合材料是两种或两种以上物理、化学性质不同的物质组合而成的一种新的多相固体材料。
通过复合效应获得原组分所不具备的性能。
可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获得更优秀的性能。
二、陶瓷知识点1、陶瓷制备的工艺步骤原材料的制备→坯料的成型→坯料的干燥→制品的烧成或烧结2、陶瓷的天然原料①可塑性原料：黏土质陶瓷成瓷的基础（高岭石、伊利石、蒙脱石）②弱塑性原料：叶蜡石、滑石③非塑性原料：减塑剂：石英助熔剂：长石3、坯料的成型的目的将坯料加工成一定形状和尺寸的半成品，使坯料具有必要的机械强度和一定的致密度4、陶瓷的成型方法①可塑成型：在坯料中加入水或塑化剂，制成塑性泥料，然后通过手工、挤压或机加工成型；（传统陶瓷）②注浆成型：将浆料浇注到石膏模中成型③压制成型：在金属模具中加较高压力成型；（特种陶瓷）5、烧结将初步定型密集的粉块（生坯）高温烧成具有一定机械强度的致密体。
固相烧结：烧结发生在单纯的固体之间液相烧结：有液相参与，加助溶剂产生液相好处：降低烧结温度，促进烧结6、陶瓷的组织结构：晶相、玻璃相、气相①晶相：陶瓷的主要组成；分为主晶相和次晶相②玻璃相：玻璃相对陶瓷的机械强度、介电性能、耐热性等不利，不能成为陶瓷的主导组成部分。
无机非金属材料复习重点
一．名词解释：无机非金属材料：无机非金属材料是由某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物及硅酸盐、铝酸盐等物质组成的材料。
陶瓷的显微结构是指各类显微镜所能观察到的结构相.显微结构描述结构中所有的相区及所包含的缺陷。
显微结构应包括: 晶粒和气孔的尺寸大小及分布，相组成及分布，晶界特性、缺陷及裂纹，还包括组成均匀性、畴结构等等。
高温荷重软化温度耐火材料的高温荷重软化温度也称为高温荷重变形温度，表示材料在温度与荷重双重作用下抵抗变形的能力，即指耐火材料试样在固定压力下，不断升高温度，试样发生一定变形量和坍塌时的温度。
不定形耐火材料是由合理级配的粒状和粉状料与结合剂共同组成的不经成型和烧成而直接供使用的耐火材料。
复合材料是指把两种以上在宏观上不同的材料，合理的进行复合，在新制得的材料中，原来各材料的特性得到充分的应用，并且得到了单一材料所不具有的新特性。
桥氧和非桥氧的概念。
（1）桥氧（或公共氧、非活性氧）：有限四面体群中连接两个Si4+的氧，其电价已饱和，一般不再与其它正离子配位。
（2）非桥氧（或非公共氧、活性氧）：有限四面体群中只有一侧与Si4+相连接的氧。
热容：是质点热运动的的能量随温度变化的一个物理量，是物体温度升高1K所需要增加的热量。
温度不同，物体的热容不一定相同。
电子显微分析：是利用聚焦电子束与试样相互作用所产生的各种物理信号，分析试样物质的微区形貌、晶体结构和化学组成的分析方法，包括透射电子显微分析、扫描电子显微分析和电子探针X射线显微分析等。
玻璃的概念：一般定义：经熔融冷却基本上不结晶的无机固体物质科学定义：具有玻璃转变现象的非晶态物质无机纤维：是由矿石与焦炭按比例经高温熔融经离心而产出。
二、简答题1、简述耐火材料主晶相与基质的两种结合形态陶瓷结合（硅酸盐结合）与直接结合。
陶瓷结合又称为硅酸盐结合，其结构特征是耐火制品主晶相之间由低熔点的硅酸盐非晶质和晶质联结在一起而形成结合，如普通镁砖中硅酸盐基质与方镁石之间的结合。
无机非金属期末考试
无机非金属期末试题（A 卷）一、名词解释（10分）1、石灰的消化：把生石灰加水发生化学反应变成粉末的方法。
2、水泥的假凝：水泥调水后，半水石膏重新水化为二水石膏，在拌后的几分钟内物料就显示凝结的过早变硬现象。
3、荷重软化温度（荷重变形温度）：耐火材料在恒定荷重下，对高温和荷重共同作用的抵抗性能。
4、釉：附着在陶瓷表面上的一层很薄的玻璃体。
5、瓷器：用瓷土在高温条件下致密烧结而成的白色坚硬坯体。
二、填空题（60分）1、石墨的晶体结构为（六方层状结构），其升华点为（3700°C ）,可用于（作电极材料、高温模具等）2、半水石膏加水发生化学反应，反应后的产物是（二水石膏）。
3、煅烧的水泥熟料经磨粉，其目的是、煅烧的水泥熟料经磨粉，其目的是（提高水化反应速率）（提高水化反应速率），水泥的粒度越细，（水化反应）越快。
4、陶瓷釉料的热膨胀系数（大于）坯体的热膨胀系数，以在釉层中产生（张）应力，提高釉层的（拉伸强度）。
5、硅酸盐水泥熟料专中德主要组成矿物（硅酸三钙）、（硅酸二钙）、（铝酸三钙）、（铁相固溶体）。
6、硬水泥浆体中的水存在形式有（自由水）、（结晶水）、（吸附水）。
7、耐火材料的重烧体积变化率为（△V=(V1-V0)／V0×100%），产生的原因是（制品在高温使用条件下继续烧结和物相的继续变化），其可能造成的后果是（破坏砌体的几何形状或者崩塌）。
8、白色硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥的区别白色硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥的区别（原料尽量少含铁、（原料尽量少含铁、（原料尽量少含铁、锰等着色元素氧化物）锰等着色元素氧化物），（煅烧温度高，氧化物少），（冷却速度快）。
三、论述题（30分）1、试述硅酸盐水泥熟料的形成过程。
答：①生料的干燥与脱水。
主要是蒸发生料中的自由水，和使生料中粘土矿物的分解并放出其化合水的脱水过程。
②碳酸盐的分解。
在加热时，碳酸钙在一定温度下吸收热量，进行分解而放出CO 2气体，逐渐得到CaO 。
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………………。
无机非金属材料测试方法复习资料
一、 名词解释 拉曼位移：拉曼散射光与入射光频率之差.. 相对强度：同一衍射图中各个衍射线的绝对强度的比值..必考 积分强度：扣除背影强度后衍射峰下的累积强度..必考 系统消光：把由于F HKL =0而使衍射线有规律消失的现象称为系统消光..重点 X 射线衍射方向：是两种相干波的光程差是波长整数倍的方向..重点 明暗场像：用物镜光栏挡去衍射束;让透射束成像;有衍射的为暗像;无衍射的为明像;这样形成的为明场像；用物镜光栏挡去透射束和及其余衍射束;让一束强衍射束成像;则无衍射的为暗像;有衍射的为明像;这样形成的为暗场像..重点 透射电镜的点线分辨率：点分辨率表示电镜所能分辨的两个点之间的最小距离；线分辨率表示电镜所能分辨的两条线之间的最小距离..重点 拉曼效应：散射光中散射强度中约有1%的光频率与入射光束的频率不同..除在入射光频率处有一强的瑞利散射线外;在它的较高和较低频率处还有比它弱得多的谱线.. 二次电子：二次电子是指在入射电子作用下被轰击出来并离开样品表面的原子的核外电子.. 背散射电子：背散射电子是指入射电子与试样的相互作用经多次散射后;重新逸出试样表面的电子.. 差热分析：是指在程序控制温度下;测量物质和参比物的温度差与温度关系的一种方法.. 差示扫描量热法：是把试样和参比物的温度差保持为零时;所需要的能量对时间关系的一种技术.. 光电效应：当具有一定能量hv 的入射光子与样品的原子互相作用时;单个光子把全部能量交换给原子某壳层上一个受束缚的电子;这个电子就获得能量..如果该能量大于该电子的结合能Eb;该电子就将脱离原来受束缚的能级；若还有多余的能量可以使电子克服功函数W;则电子就成为自由电子、并获得一定的动能Ek 并且hv=Eb+Ek+W..该过程为光电效应.. 化学位移：由于原子所处的化学环境不同而引起的原子内壳层电子结合能的变化;在谱图上表现为谱线的位移;这种现象成为化学位移.. Moseley 定律：对于一定线性系的某条谱线而言其波长与原子序数平方近似成反比关系.. 二、简答题 1.X 射线谱有哪两种类型其含义是什么 重点 两种类型：连续X 射线谱和特征X 射线谱 连续X 射线谱： 指X 射线管中发出的一部分包含各种波长的光的光谱..从管中释放的电子与阳极碰撞的时间和条件各不相同;绝大多数电子要经历多次碰撞;产生能量各不相同的辐射;因此出现连续X 射线谱 特征X 射线谱：也称标识X 射线谱;它是由若干特定波长而强度很大的谱线构成的;这种谱线只有当管电压超过一定数值Vk 激发电压时才能产生;而这种谱线的波长与X 射线管的管电压、管电流等工作条件无关;只取决于阳极材料;不同金属制成的阳极将发出不同波长的谱线;并称为特征X 射线谱 3.何谓K α射线何谓K β射线这两种射线中哪种射线强度大哪种射线波长短X 射线衍射用的是哪种射线为什么K α射线中包含K α1和K α2重点 K α是L 壳层中的电子跳入K 层空位时发出的X 射线;K β射线是M 壳层中的电子跳入K 层空位时发出的X 射线；K α比K β强度大;因为L 层电子跳入K 层空位的几率比M 层电子跳入K 层空位的几率大；K β波长短；X 射线衍射用的是K α射线；K α射线是由K α1和K α2组成;它们分别是电子从L3和L2子能级跳入K 层空位时产生的.. 4.晶体对X 射线的散射有哪两类四种基本类型的空间点阵是什么重点 晶体对X 射线的散射有相干散射和不相干散射..简单立方、体心立方、面心立方、底心立方.. 5.结构因子的概念和影响因素..重点 结构因子的绝对值为一个晶胞的想干散射振幅与一个电子的想干散射振幅的比值..结构因子只与原子的种类和在晶胞中的位置有关;而不受晶胞形状和大小的影响.. 6.晶体使X 射线产生衍射的充分条件是什么何谓系统消光重点 充分条件是同时满足布拉格方程和F HKL ≠0.系统消光：把由于F HKL =0而使衍射线有规律消失的现象称为系统消光..7.粉晶X 射线衍射卡片JCPDS 或PDF 卡片检索手册的基本类型有哪几种 字母索引 按物质英文名称的字母顺序 哈那瓦尔特索引 8条强线按d 值相对强度递减顺序排列 芬克索引8条最强线以按d 值递减顺序排列8.对一张混合物相的X 射线衍射图进行定性分析时;应注意哪几个问题优先考虑哪些衍射线为什么衍射仪用粉末试样的粒度是多少重点 1d 值比相对强度更为重要;核对时d 值必须相当符合;一般只能在小数点后第二位有分歧；2重视小角度区域的衍射线;即低角度的d 值比高角度的d 值更重要；3强线比弱线重要；4特征线即不与其它线重叠的线重要；5结合其它信息;如成份、热处理过程等等；6借助其它分析测试方法共同表征..优先考虑小角度区域的衍射线;强线及特征线..粉末粒度是10~40μm. 9.电子束与物质相互作用可以获得哪些信息 a;透射电子b;二次电子c;背散射电子d;特征X 射线e;阴极荧光 f;俄歇电子 g;吸收电子 10.扫描电镜的放大倍数重点 扫描电镜的放大倍数：电子束在荧光屏上扫描振幅与入射电子束在样品表面的扫描振幅之比 11.简述电子透镜缺陷的种类及产生的原因. 重点 a;球差——由于电磁透镜近轴区和远轴区对电子束汇聚能力不同引起..b;色差——由于成像电子波长不同引起..c;轴上像散——由于透镜磁场不是理想旋转对称磁场引起.. d;畸变 12.透射电子显微镜的电子显微图像包括哪几种类型重点 相位衬度、质厚衬度、衍射衬度 13.散射衬度与什么因素有关这种图像主要用来观察什么 散射衬度也称为质厚衬度;它是指穿过样品且散射角度小的那些电子即弹性散射所形成的衬度; 散射衬度与样品的密度、原子序数、厚度等因素有关.. 这种图像主要用来观察非晶试样和复形膜样品所成图像.. 14.衍衬象的衬度是怎么产生的利用这种图像可观察干什么 衍射衬度是由晶体薄膜内各部分满 足衍射条件的程度不同而形成的衬度..根据衍射衬度原理形成的电子图像称为衍射衬度像.. 利用这种图像可观察晶体缺陷;如位错、层错等.. 15.何谓明场象何谓暗场象中心暗场像与偏心暗场像哪个分辨率高重点 明场象是指用物镜光栏挡去衍射束;让透射束成像;有衍射的为暗象;无衍射的为明象.. 暗场像指用物镜光栏挡去透射束及其余衍射束;让一束强衍射束成像;则无衍射的为暗像;有衍射的为明像..因为偏心暗场像衍射束偏离光轴;暗场像朝一个方向拉长;分辨率低；中心暗场像无畸变;分辨率高.. 16.何谓二次电子扫描电镜中二次电子像的衬度与什么因素有关为什么最适宜观察什么重点 二次电子是指在入射电子作用下被轰击出来并离开样品表面的原子的核外电子;二次电子的衬度与两个因素有关： 1入射电子的能量;入射电子能量在2-3KW 时;二次电子发射系数达到最大;衬度明显 2入射电子束在试样表面的倾斜角度;因为δθ=δ0/cos θ;当倾斜角度增加时;二次电子发射系数增大;衬度也明显..二次电子像也最适宜观察试样的表面形貌.. 17.何谓背散射电子扫描电镜中背散射电子衬度与什么因素有关为什么最适宜观察什么重点 背散射电子是指入射电子与试样的相互作用经多次散射后;重新逸出试样表面的电子..背散射电子衬度与试样的形貌及成分有关;因为背散射电子的产额随试样原子序数的增大而增大;其来自试样表面几百纳米的深度范围..背散射电子衬度最适宜观察试样的平均原子序数兼形貌.. 18. X 射线显微分析方法有哪三种重点 分析方法：定点分析、线扫描分析、面扫描分析 19.差热分析DTA 的定义是什么重点 差热分析DTA 是指在程序控制温度下;测量物质和参比物的温度差与温度关系的一种方法.. 20.差示扫描量热分析DSC 的定义是什么重点 差示扫描量热分析是把试样和参比物的温度差保持为零时;所需要的能量对温度或时间关系的一种技术.. 21.在差热分析曲线上一个峰谷的温度主要用什么来表征哪个受实验条件影响小 主要用外推始点温度和峰值温度来表征..其中外推始点温度受实验条件影响小.. 22.如何确定外推始点温度重点 曲线开始偏离基线那点的切线与曲线最大斜率的切线的交点.. 23.影响差热曲线主要因素有哪些重点 内因：晶体结构、阳离子电负性、离子半径及电价、氢氧离子浓度.. 外因：加热速度、试样形状、称量及装填、气氛和压力、试样粒度.. 24.分子振动吸收红外辐射必须满足哪些条件 1振动频率与红外光谱段某频率相等；2振动分子有偶极矩变化.. 25.红外吸收光谱的产生;主要由于分子中什么能级的跃迁重点 是振动或转动能级.. 26.H 2O 和CO 2分子有几种振动形式 H 2O:对称伸缩振动、非对称伸缩振动、剪式弯曲振动 CO 2:对称伸缩振动、非对称伸缩振动、弯曲振动必考 27.X 射线光能谱是一种什么分析方法 利用X 射线光子激发原子的内层电子;产生光电子：不同元素的内层能级的电子结合能具有特定的值；通过测定这些特定的值可定性鉴定除H 和He 之外的全部元素；对峰的强度采用灵敏度因子法进行定量分析.. 28.何谓化学位移 由于原子所处化学环境不同而引起原子内壳层电子结合能的变化;在谱图上表现为谱线的位移;该现象称为化学位移.. 29.XPS 伴线有哪些重点 俄歇线、X 射线卫星线、多重劈裂线、振激振离线、能量损失线、鬼线30.红外与拉曼活性判断规律指出下列分子的振动方式哪些具有红外活性;哪些具有拉曼活性..为什么 1O 2 2H 2 3H 2O 的对称振动、非对阵振动和弯曲振动 4CO 2的对称振动、非对称振动和弯曲振动 活性判断规律：偶极矩变有红外活性;反之没有..极化率变有拉曼活性;反之没有..有对称中心的分子其分子振动对红外和拉曼之一有活性;则另一非话性..无对称中心的分子其分子振动对红外和拉曼都是有活性的.. 1O 2 和H 2分子的振动具有拉曼活性;因为其振动中并没有偶极矩的变化;有极化率的变化.. 2H 2O 的对称振动、非对阵振动和弯曲振动对红外和拉曼都具有活性;因为水分子为无对称中心的分子;其振动同时使偶极矩和极化率产生变化.. 3CO 2为中心对称分子;CO 2的对称振动不伴随偶极矩的变化;但有极化率的变化;所以这种振动无红外活性;有拉曼活性..对于非对称振动和弯曲振动有偶极矩的变化;所以这两种振动有红外活性;无拉曼活性..二、 综合题 1;尺寸小于5μm 的矿物的形貌观察分析——扫描电镜 扫描电镜的试样为块状或粉末颗粒;具有相当的分辨率;一般为3~6nm;最高可达2nm..2， 有机材料中化学键的分析鉴定——红外光谱分析 红外光谱法主要可以用作分子结构的基础研究和物质化学组成物相的分析..其中;红外光谱法作分子结构的研究可以测定分子的键长、键角大小;并判断分子的立体结构 3;多晶材料的物相分析——X 射线物相分析XRD 粉末照相法粉末法或粉晶法和衍射仪法可用来进行物相定性、定量分析;测定晶体结构;晶粒大小及应力状态;还可以用来精密测定晶格常熟等..4， 相变温度的测定——差热分析DTA 差热分析方法能教精确地测定和记录一些物质在加热过程中发生地失水、分解、相变、氧化还原、升华、熔融、晶格破坏、和重建;以及物质间的相互作用等一系列的物理化学现象;并借以判定物质的组成及反应机理..5， 矿物中包裹体或玻璃气泡中物质的鉴定——电子探针X 射线显微分析/拉曼光谱 拉曼光谱可以用很低的频率进行测量;特别是可以测定水溶液样品;固体粉末样品不必要特殊制样处理.. 电子探针X 射线显微分析EPMA 特别适用于分析试样中微小区域的化学成分;是研究材料组织结构和元素分布状态的极为有用的分析方法..6， 表面或界面元素化学状态分析——X 射线光电子能谱分析XPS 光电子能谱可以测定固液、气体样本;它测定的主要是物质表面的信息0.5~5nm;光电子能谱仪在元素的定性分析上有特殊优点;它可以测定除氢以外的全部元素;对物质的状态没有选择;样品需要量很少;可少至10-8g;而灵敏度可高达10-18g;相对精度有1%7， 晶界上增强相得成分——电子探针 电子探针X 射线显微分析EPMA 特别适用于分析试样中微小区域的化学成分;是研究材料组织结构和元素分布状态的极为有用的分析方法..8， 晶界条纹或晶体缺陷的观察分析——透射电镜9， 材料的微结构分析——透射电镜 透射电镜TEM 是一种高分辨率、高放大倍数的显微镜;是观察和分析材料的形貌、组织和结构的有效工具..透射电镜可以透过物质;根据电子强度分布与所观察试样区的形貌、组织和结构来对应来显示试样的形貌、组织和结构10， 材料的断口形貌观察——扫描电镜 扫描电镜场深大;三百倍于光学显微镜;适用于粗糙表面和断口的分析观察11， 材料的晶格条纹像的观察——透射电镜; 参考89说明 四、计算题 某立方晶系晶体的某一面网的二级衍射对应的d 200=0.1760nm;对应的衍射角为60°;求该晶体的一级衍射面网能产生几条衍射线以及该晶体的晶胞参数 解：对应的衍射角为60°;则θ=30° 对于二级衍射;2d 100sin θ=2λ d 100=2d 200 求得：λ=0.1760nm 对于一级衍射;2d 100sin θ=n λ 即n ≤2d 100/λ=4 即该晶体一级衍射网面能产生4条衍射线.. 对立方晶系;a=b=c;d 100=a/12+02+02 1/2;a=d 100=2d 200=0.3520nm。
无机非金属复习资料
陶瓷的烧结过程：可分为初期、中期、后期三个阶段。
烧结初期只能使成形体中颗粒重排，空隙变形和缩小，但总表面积没有减小，并不能最终填满空袭；烧结中、后期则可能排出气体，使孔隙消失，得到充分致密的烧结体。
烧结方法还有热等静压、水热烧结、热挤压烧结、爆炸烧结、等离子体烧结、自蔓延高温烧结等。
自蔓延高温烧结是利用金属与硅、硼、碳、氮等互相作用的强烈放热效应，不利用外部加热源，而利用元素内部潜在的化学能将原始粉末在几秒到几十秒的极短时间内转化成化合物或致密烧结体。
优点：不需要高温炉，过程简单，几乎不消耗电能，制得的产品纯净，能获得复杂相和亚稳相等。
主要缺点：不易获得高密度材料，不易严格控制制品性能，所用原料往往易燃及有毒，存在一定的安全隐患。
陶瓷三相：晶相、玻璃相和气相。
晶相—是陶瓷的主要组成成分，一般数量较大，对性能的影响也较大。
它的结构、数量、形态和分布，决定了陶瓷的主要特点和应用。
又分为主晶相和次晶相；当陶瓷中有数种晶体时，数量最多、作用最大的为主晶相。
玻璃相—陶瓷中玻璃相的作用是：①将晶相颗粒粘结起来，填充晶相之间的空隙，提高材料的致密度；②降低烧结温度，加速烧结过程；③阻止晶体转变，抑制晶体长大；④获得一定程度的玻璃特性，如透光性及光泽等。
玻璃相对陶瓷的机械强度、介电性能、耐热性等是不利的，因此不能成为陶瓷的主导组成部分，一般含量为20%-40%.气相—气相是指陶瓷组织内部残留下来而未排除的气体，通常以气孔形式出现。
根据气孔含量情况，可讲陶瓷分为致密陶瓷、无开孔陶瓷和多孔陶瓷。
除多孔陶瓷外，气孔都是不利的，它降低了陶瓷的强度和导热性能，也常常是造成裂纹的根源，所以应尽量减少制品中的气孔含量。
陶瓷的性能1.陶瓷的机械性能1）刚度刚度用弹性模量反映结合键的强度，所以具有强结合力化学键的陶瓷都有很高的弹性模量，陶瓷的弹性模量是各类材料中最高的。
比金属高若干倍，比高聚物高2-4个数量级。
弹性模量对组织（包括晶粒大小和晶体形态等）不敏感，但受气孔率的影响很大，气孔的存在往往会降低材料的弹性模量，温度升高也会是弹性模量降低。
无机非金属材料复习
1、掌握硅酸盐晶体结构、熔体结构及无机非金属材料的性能。
答：（1）、在晶体结构上，其原子间的结合力主要为离子键、共价键或离子-共价混合键（2）、具有高熔点、耐磨损、高硬度、耐腐蚀和抗氧化的基本属性（3）、具有宽广的导电性、导热性、透光性（4）、具有良好的铁电性、铁磁性、压电性、高温超导性2、了解玻璃原料，掌握玻璃原料的选择，玻璃组成的设计及确定。
答：主要原料：1.引入SiO2的原料：硅砂、砂岩2.引入Al2O3的原料：长石、高岭土3.引入Na2O的原料：纯碱、芒硝4.引入CaO的原料：石灰石、方解石5.引入MgO的原料：白云石6.引入B2O3的原料：硼酸、硼砂7.引入BaO的原料：硫酸钡、碳酸钡8.引入其它成分的原料：ZnO（ZnO粉、菱锌矿）PbO（铅丹、密陀僧）辅助原料：1.澄清剂氧化砷和氧化锑硫酸盐：硫酸钠氟化物2.着色剂离子着色剂胶体着色剂化合物着色剂3.脱色剂4.氧化剂和还原剂5.乳浊剂6.其它原料⏹碎玻璃⏹钽铌尾矿⏹珍珠岩⏹天然碱原料的选择与加工：1.选择原料的原则：⏹组成合格而稳定：化学（矿物）组成、粒度组成、含水量⏹易于加工处理⏹工艺性能合适⏹价廉而供应稳妥⏹不易扬尘而无害1.设计玻璃组成的原则满足预定的性能要求。
使形成玻璃析晶的倾向小。
能适应熔制、成型、加工等工序的实际要求。
原料易于获得，所设计玻璃成本低。
2.设计与确定玻璃组成的步骤列出设计玻璃的性能要求。
拟定玻璃的组成。
实验、测试、确定组成。
3、了解和掌握玻璃的熔制过程的物理和化学变化。
答：熔制过程分为五个阶段：1、硅酸盐形成2、玻璃形成3、澄清4、均化5、冷却物理过程：1.配合料加热 2.配合料脱水 3.各个组分熔化 4.晶相转化 5.个别组分的挥发。
化学过程：1.固相反应 2.各种盐分解 3.水化物分解 4.结晶水分解5.硅酸盐形成与相互作用。
物理化学过程：1.共熔体的生成 2.固态熔解、液态互熔 3.玻璃液、炉气、气泡间的相互作用4.玻璃液与耐火材料间的作用。
无机非金属复习(上部)
• 2,沉积型黏土矿(二次黏土) • 指风化了的黏土矿物借雨水活风力的搬运作用搬
离原母岩后，在低洼地方沉积而成。
• 特点:呈层状，透镜状产出，面积大，厚度小。 • 典型代表：南安康垅，清远源潭矿。
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3.热液蚀变型
▪ 成因:热液作用于母岩所形成的。
热液：高温岩浆冷凝结晶后,残余岩浆 含大量挥发分和水分。当温度进一 步降低时，水分以液态存在，但其 中溶有大量其它化合物。
<1 <0.5
烧结温 ~800 1100~1 1250~1 ---- 1200~1 1250~1 1250~
度/度
200
280
300
400 1400
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三、特种陶瓷与传统陶瓷的区别
• 1、概述: • 传统意义上的陶瓷主要是指硅酸盐类材料。 • 现在一般认为,陶瓷材料是指各种无机非金
属材料的统称。
• 1、研究现有陶瓷材料的性能及改性的主要途径 • 2、研究制备陶瓷的最佳工艺 • 3、对烧结后的半成品进行精加工之技术,金属化与焊接技
术研究
• 4、发掘陶瓷材料的潜能和开发新的陶瓷材料
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6、原料的分类方法
▪ 根据工艺特性分:可塑性原料,非可塑性原料（瘠性）， 熔剂性原料。
▪ 根据用途分：坯用原料，釉用原料，色料和彩料。 ▪ 根据矿物组成分：粘土原料，硅质原料，长石原料，钙质
瓷材料一旦处于受力状态就难以通过滑移所引起的塑性变 形来松驰应力。
• （2）在陶瓷材料中存在大量的微裂纹，并且容易引起高
度集中。从而导致脆性断裂。
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改善陶瓷脆性以及强化陶瓷的主要途径
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材料工艺性能与实验期末复习重点1.火山灰反应：材料木身不只备水硬性，但是在碱性条件下，其水硬性能够被激发，发生水化反应产生强度。
2.当硅酸盐水泥混凝土建筑工程遇到硫酸盐侵蚀的条件，应如何调整？答：⑴减少熟料中的GA的含量；⑵增加活性混合才掺量，减少水化产物中03（014）2的含量；⑶增加水泥细度，提高水泥混凝土的致密度；⑷使用抗硫酸盐水泥或硫铝酸盐水泥。
3.水泥的三个率值：石灰石饱和系数、硅率、铝率。
IM铝率乂称铁率，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。
硅率表示熟料中氧化硅含量氧化铝、氧化铁之和的质量比。
（表示熟料中硅酸盐矿物与熔剂矿物的比例。
）SM=————^2°3 + Fe2°3K H =CaO-' 65Al:O r035Fe A石灰饱和系数KH是熟料中全部氧化硅生成硅酸钙 2.8S Z O2（C3S + C25 ）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。
（即KH表熟料中二氧化硅被氧化钙饱和形成硅酸三钙的程度.4.碳酸钙滴定值的测定意义及测定原理：（1）测定原理：水泥生料中所有的碳酸盐（包括碳酸钙、碳酸镁）均能与标准盐酸溶液作用，生成相应的盐与碳酸（又分解为（：02与1420）,然后用NaOH标准溶液滴定过剩的盐酸，根据消耗XaOH标准溶液的体积毫升数与浓度、计算生料中的碳酸钙的滴定值。
⑵测定意义：①水泥生料的主耍成分是石灰石，提供所需的CaO量，以确保熟料中形成足够的C3S;②控制生料中CaO含量，亦即控制KH;③控制生料成分的均匀性；④是对生料质量控制的主要项目之一，可以很好地控制水泥的连续化生产。
5.游离氧化钙：游离氧化钙是指熟料中没有以化合状态存在而是以游离状态存在的氧化钙，又称游离石灰（f-CaO）o6.为什么过量的游离氧化钙会引起水泥安定性不良？答：游离氧化钙水化很慢，在水泥浆体硬化后体积继续膨胀，造成硬化水泥局部膨胀应力。
因而若游离氧化钙过量，会使水泥的强度下降，造成水泥的安定性不良。
7.为什么过量的游离三氧化硫会引起水泥的安定性不良？答：水泥熟料在粉磨过程中，必须加入适量的石膏起到缓凝作用，石膏和C3A反应生成钙矶石，包裹在C3A表面，阻止了快速水化和闪凝，AFt （钙矾石）形成需要大量结晶水，如果水泥中含有过量的S03,水化后会有该反应，在硬化后的水泥中产生针棒状的Aft 晶体，造成水泥体积膨胀，从而造成水泥安定性不良。
8.水泥细度的检验方法：筛析法、比表面积测定法、颗粒平均直径与颗粒组成的测定等方法。
筛析法：包括用负压筛法、水筛法、干筛法。
用筛余百分数表示细度高低。
比表面积法：用比表面积表示。
测定颗粒平均直径与颗粒组成方法：用平均粒径尺寸以及不同颗粒尺寸范围的颗粒的含量来表?j々。
9.水泥细度对水泥性能的影响：水泥过细会引起水泥比表面积增加，增大水泥需水量，降低水泥性能，增大电耗和水泥生产成本。
水泥过粗也会影响水泥的性能，如凝结时间、水化速度和力学性能。
因此水泥的细度必须合理的控制。
10.水泥密度测定的注意事项有哪些？答：①李氏比重瓶W次恒温的温度必须一致；（2）水泥必须仔细地装入李氏比重瓶中，防止水泥黏附在上部的细颈壁上或溅出瓶外;装样时可用细铁丝捅捣，以免塞瓶颈；③摇动李氏比重瓶时，不耍使煤油溅出瓶外，也不要使水泥黏附在上部的细颈壁上;④排除李氏比重瓶内水泥颗粒之间的空气，是一个重要的操作环节，必须将气泡排除干净，否则会影响实验结果的准确性；©恒温水的温度一般控制在20°C,因为李氏比重瓶的容积刻度是以这个温度为基准的。
同时这一温度也是水泥物性检验的标准温度。
较其他温度容易达到。
11.水泥比表面积的测定的实验原理：答：单位质量的水泥粉末所具有的总表面积称为水泥比表面积，用m2/kg表示。
它也是水泥细度的一种表示方法。
水泥比表而积测定原理：根据一定量的空气通过具有一定孔隙率和固定厚度的水泥层时，所受阻力不同而引起流速的变化来测定。
在一定孔隙率的水泥层中，孔隙的大小和数量是颗粒尺寸的函数，同时也决定了通过料层的气流速度。
水泥颗粒越粗，空气透过固定厚度的水泥层所受阻力越小，所需时间越短，因而测得的比表而积也越小；反之，颗粒越细，所测得的比表而积越大。
12.水泥比表面积的测定使用的主要仪器为：勃氏透气仪。
13.水泥标准稠度用水量：是按国家规定的方法和指定的仪器，将水泥调制成具有标准稠度的净浆所需要的用水量。
水泥标准稠度是以用水量与水泥质量的百分数来表示。
14.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。
15.水泥假凝：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。
急凝是指水泥的一种不正常的早期固化或过早变硬现象。
在水泥用水拌和的儿分钟内物料就显示凝结。
16.硅酸盐水泥一般水泥初凝不早于45min,终凝不迟于6. 5h。
其余矿渣、火山灰、粉煤灰水泥终凝时间不迟于10h。
17.测定水泥凝结时间的仪器设备有：净浆搅拌机、凝结时间测定仪、玻璃板、小刀、养护箱、计时表。
18.影响水泥凝结时间的因素：熟料矿物组成；熟料中碱含量；水泥细度；混合材掺量；熟料用量；水泥储存时间。
19.胶砂的质量配合比应为1份水泥、3份标准砂、0.5份水（水灰比为0.5）。
20.可塑性指数法：是表示泥料呈可塑性状态时含水量的变化范围，它虽不是评定泥料可塑性的直接方法，但应用不过极广。
是测定塑性泥料对形态变化的抵抗力。
21.可塑性指标法：是测定应力-应变的关系。
是用一定大小的泥球在受压力到出现裂纹时所产生的变形大小与变形力的乘积，表示黏土或坯料的可塑性，对黏土或坯料的可塑性进行初步评价，对陶瓷的成型和干燥性能进行分析。
22.影响天然粘土可塑性的主要因素：①黏土颗粒的分散度，②非黏土矿物杂质（如石英、云母、长石等）的含量，③黏土矿物的组成形式（如高岭石、微晶高岭石、水云母质黏土等），④可溶性杂质的存在等。
23.表征陶瓷泥浆黏度的方法有相对黏度和绝对黏度，分别用恩格勒黏度计和旋转黏度计测定。
24.稠化度（厚化度）：溶胶和凝胶的恒温可逆变化或震动之则获得流动性、静置之则重新稠化的现象表征触变性（或稠化性）。
触变性以稠化度或厚化度表示则等于泥浆在黏度计中静置30min后的流出时间对静置30s后的时间之比值。
触变性：浆体在剪切速率不变的条件下，剪切应力随时间减小的性能。
25.陶瓷泥浆为什么加电解质（电解质稀释泥浆的原理）？3个方面：答：在黏土水系统中，黏土粒子带负电，在水中能吸附正离子形成胶团。
一般天然黏土粒子上吸附各种盐的正离子，如Ca.2+、Mg2+、Fe3+、A13+。
其中Ca2+最多。
在黏土水系统中，黏土粒子还大量吸附H+。
在未加电解质时，由于H+离子半径小，电荷密度大，与带负电的黏土粒子作用力也越大，易进入胶团吸附层，中和黏土粒子的大部分电荷，使相邻同号电荷离子间的排斥力减小，致使黏土粒子易于黏附凝聚，降低流动性。
Ca2+、A13+等高价粒子由于其电价高（与一价阳离子相比）及黏土粒子间的静电引力大，易进入胶团吸附层，同样降低流动性。
如加入电解质，这种电解质的阳离子离解程度大且所带水膜后，与黏土粒子间的静电引力不很大，大部分仅能进入胶团的扩散层，使扩散层加厚，电动电位增大，黏土粒子间排斥力增大，从而提高泥浆的流动性，即电解质起到了稀释作用。
泥浆的最大稀释度（最低黏度）与其电动电位的最大值相适应，如加入过量的电解质，泥浆中这种电解质的阳离子浓度过高，会有较多的阳离子进入胶团的吸附层，中和黏土胶团的负电荷，从而使扩散层变薄，电动电位下降，黏土胶团不易移动，使泥浆黏度增加，流动性下降。
26.开口气孔：陶瓷制品或多或少含有大小不同、形状不一的气孔。
浸渍时能被液体填充的气孔或和大气相通的气孔称为开口气孔。
闭口气孔：浸渍时不能被液体填充或不大和大气相通的气孔。
开口气孔率（显气孔率）：陶瓷体中所有开口气孔的体积与其总体积之比值。
闭口气孔率：陶瓷体中所有闭口气孔的体积与其总体积之比值。
总体积：陶瓷体中㈣体材料，开口气孔及闭口气孔的体积总和。
吸水率：陶瓷体中所有开口气孔所吸收的水的质量与干燥材料的质量之比值。
体积密度：陶瓷体中固体材料的质量与其总体积之比值。
真气孔率：陶瓷体中所有幵口气孔和闭口气孔的体积与其总体积之比值。
27.干燥灵敏性系数（干燥灵敏指数）：黏土或坯料在自然干燥过程中，由于自由水的排出产生收缩和造成孔隙，这种体积收缩和空隙率之比值称为_。
比值越大，则干燥灵敏性系数越大，生成裂纹的倾向也越大。
28.漫反射决定了陶瓷器表而的镜面反射决定了陶瓷表而的光泽度，镜面透射决定了陶瓷器的透光度。
29.白度：在日用陶瓷器白度测定方法规度的条件下，测定照射光逐一经过主波长为620nm、520nm、420nm三块滤光片滤光后，试样对标准白板的相对漫反射率，并按规定的公式计算，所得的结果为日用陶瓷器的白度。
30.玻璃的熔制过程：配合料在高温作用下，经过一系列复杂的物理化学反应，变成均匀、无气泡且符合成型要求的玻璃液，此即玻璃的熔制过程。
它可分为：烧结体形成、玻璃液形成、澄清、均化和冷却五个过程。
31.电导率法测定玻璃配合料均匀度的主要原理及测定意义：答：将配合料溶于水中，配合料中可溶性盐电离成离子。
在配合料溶液中插入电极并通电，则在电极的两极片间便产生电场。
在电场作用下，溶液中的阳离子便移向阴极，阴离子便移向阳极，此时溶液中就会有电流通过。
电流的大小与电压及溶液的电导率成正比，当电压一定时，则与后荞有关。
溶液的电导率是熔液中所有各种离子的导电能力的总和，每一种离子的导电能力与离子浓度、离子电荷和离子迁移速度成正比。
对于浓度相同的确定的配合料的溶液，在一定的温度条件下，可认为溶液的电导率与溶液中总离子浓度成正比，即与配合料中水溶性盐的含量成正比。
意义：如果把各式样中水熔性盐的含量差别作为判断配合料均匀度的指标，则根据各配合料溶液电导率的差别便可判断各配合料的均匀度。
32.造成热应力的原因：玻璃在生产过程中的各个环节中各部位温差造成的。
33.造成结构应力的原因：由特定材料构建成的一个功能性物体叫做结构，在结构的材料内部纤维受到结构自身重力或若外界作用力下，纤维会产生变形，这种变形的能量来自于材料所受的应力，这种应力就叫结构应力。
34.梯温炉法测定玻璃析晶性能的原理：按热力学观点，介稳态的玻璃相自由焓高于其品相。