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文檔簡介

1、 從廣義的角度,材料定義為能夠用以加工有用物質(zhì)的物質(zhì)。材料分類:按性能、使用用途分類:結(jié)構(gòu)材料、功能材料按化學組成和顯微結(jié)構(gòu)特點分類:金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料、復合材料3.無機非金屬材料的定義:以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物、及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽和非氧化物等物質(zhì)組成的材料,是除金屬材料和有機高分子材料以外的所有材料的統(tǒng)稱。4.無機非金屬材料的分類:膠凝材料、天然材料、玻璃、陶瓷無機非金屬材料的特性:具有復雜的晶體結(jié)構(gòu)(7晶系,14中布拉菲格子)沒有自由電子、高熔點、高硬度、較好的耐化學腐蝕性、絕大多數(shù)是絕緣體一般具有低導熱性、大多數(shù)情況下變形

2、微小。5無機非金屬材料主要化學成分:CaO、Si02、AI2O3、Na2O等陶瓷成型在熱加工之前;玻璃成型在熱加工之后;水泥成型主要在使用時。水泥煅燒;陶瓷燒結(jié);玻璃熔融膠凝材料定義:凡能在物理、化學作用下,從漿體變成堅固的石狀體,并能膠結(jié)其他物料而具有一定機械強度的物質(zhì),統(tǒng)稱為膠凝材料,又稱膠結(jié)料。膠凝材料分類:按組成物質(zhì)分類:有機膠凝材料、無機膠凝材料水泥的定義:凡細磨成粉末狀,加入適量水后成為塑性漿體,既能在空氣中硬化,又能在水中硬化,并能將砂、石等散?;蚶w維材料牢固地膠結(jié)在一起的水硬性膠凝材料,統(tǒng)稱為水泥。水泥的分類:按用途和性能分類:通用水泥、專用水泥、特性水泥按組成分類:硅酸鹽水泥

3、系列、鋁酸鹽水泥系列、氟鋁酸鹽水泥系列、硫鋁酸鹽水泥系列、鐵鋁酸鹽水泥系列、其它:如無熟料、少熟料水泥水泥的基本特性:水泥漿具有良好的可塑性,與其它材料混合后的混和物可擁有適宜的和易性。較強的適應(yīng)性。較好的耐侵蝕、防輻射性能。硬化后的水泥漿體具有較高的強度,且強度隨齡期的延長而逐漸增長。良好的耐久性。通過改變水泥的組成,可適當調(diào)整水泥的質(zhì)量??膳c纖維、聚合物等多種有機、無機材料匹配。制得各種水泥基復合材料,充分發(fā)揮材料潛能。玻璃的定義:玻璃是由熔融物冷卻、硬化而得到的非晶態(tài)固體。玻璃的特性:透明,堅硬,良好的耐蝕、耐熱、電學和光學性質(zhì);通過調(diào)整化學組成,并結(jié)合各種工藝方法可大幅度調(diào)整玻璃性能;

4、能夠用多種成型制成各種形狀和大小的制品;通過焊接和粉末燒結(jié)等加工方法制成形狀復雜、尺寸嚴格的器件。玻璃的通性:各向同性、介穩(wěn)性、無固定熔點、固態(tài)和熔融態(tài)間轉(zhuǎn)化的漸變性和可逆性、性質(zhì)隨成分變化的連續(xù)性和漸變性。16.玻璃的分類:按組成分類:元素玻璃、氧化物玻璃、非氧化物玻璃按用途分類:建筑玻璃、日用輕工玻璃、儀器玻璃、光學玻璃、電真空玻璃按加工工藝分類:鋼化玻璃、磨砂玻璃、噴砂玻璃、壓花玻璃、夾層玻璃按性能分類:光學特性玻璃、熱學特性玻璃、耐高溫玻璃;導電玻璃、半導體玻璃、超導玻璃;力學方面的高強玻璃、耐磨玻璃;化學穩(wěn)定性方面的耐堿玻璃、耐酸玻璃等陶瓷的定義:所述陶瓷是指以無機非金屬天然礦物或化

5、工產(chǎn)品為原料,經(jīng)原料處理、成型、干燥、燒成等工序制成的產(chǎn)品,是陶器和瓷器的總稱。陶瓷的分類:按組成可分為硅酸鹽陶瓷、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷;按性能可分為普通陶瓷、特種陶瓷;按用途可分為日用瓷、藝術(shù)瓷、建筑瓷、/LT丫風坐.化工瓷等。陶瓷的基本特性與特點:陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)由結(jié)晶相、氣孔和玻璃相組成。優(yōu)點:較高的彈性模量、強度高,抗壓強度遠遠大于抗拉強度、耐磨性能良好、好的耐久性、硬度高、優(yōu)良的電絕緣性能脆性大,理論強度高,但實際強度較低。缺點:脆性大,理論強度高,但實際強度較低。20.水泥化學成分:主要化學成分:CaO、SiO2、AI2O3、Fe2O3其它少量氧化物:MgO、SO2、TiO2、K

6、2O、Na2O21水泥礦物組成:(1)硅酸二鈣2CaOSiO2簡寫C2S硅酸三鈣3CaOSiO2簡寫C3S鋁酸三鈣3CaOAI2O3簡寫C3A鐵鋁酸四鈣4CaOAl2O3Fe2O3簡寫C4AF優(yōu)質(zhì)水泥熟料標準:晶體發(fā)育完善,阿利特和貝利特晶體大小均齊,分布均勻。玻璃結(jié)構(gòu)晶子學說:認為玻璃是由無數(shù)“晶子”組成的,“晶子”的化學性質(zhì)取決于玻璃的化學組成。核心:結(jié)構(gòu)的不均勻性及近程有序性,缺點:晶子尺寸、晶子含量、晶子化學組成未得到合理確定。無規(guī)網(wǎng)絡(luò)學說:認為玻璃的結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的晶體結(jié)構(gòu)類似,也是由一個三維空間的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。玻璃的網(wǎng)絡(luò)與晶體的網(wǎng)絡(luò)不同,是由離子多面體構(gòu)筑起來的,且多面體的重復性沒有規(guī)律性

7、。24.傳統(tǒng)陶瓷制品的基本生產(chǎn)過程:陶瓷的研究進程分為三個階段:新石器時代先進陶瓷階段、納米陶瓷階段陶瓷原料選擇的基本要求:質(zhì)量達標;儲量要大;價格合理;性能穩(wěn)定;運輸方便原料選擇原則:原料的組成應(yīng)能保證產(chǎn)品的質(zhì)量性能要求;原料的工藝性能應(yīng)能滿足生產(chǎn)加工過程的工藝要求陶瓷原料的分類:町邀性原料從工藝性能分=從來源分:化丁原料廣粘土原料3.據(jù)組成分硅質(zhì)(石英)原料長石洛劑性)原料粘土的概念:粘土是由多種微細礦物(主要是含水鋁硅酸鹽礦物)構(gòu)成的混合體。粘土成因:粘土主要是由鋁硅酸鹽類巖石,如長石、片麻巖、偉晶花崗巖等經(jīng)過漫長的自然風化作用形成的。31.粘土分類:根據(jù)粘土的成因分類:一次粘土(原生粘

8、土):母巖風化后的產(chǎn)物滯留于原地,再經(jīng)地質(zhì)作用而形成的粘土。二次粘土(次生粘土):母巖的風化產(chǎn)物經(jīng)過自然力(洪水、大風)搬遷,在別處沉積下來而形成的粘土,此即為沉積型粘土礦。根據(jù)粘土的可塑性強弱分類:強塑性粘土、中等塑性粘土、弱塑性粘土根據(jù)粘土的耐火度高低分類:耐火粘土:耐火度1580C、難熔粘土:耐火度介于1350CT580C、易熔粘土:耐火度V1350C粘土的組成粘土的化學組成:主要化學成分為SiO2、ai2o3和結(jié)晶水(h2o)。雜質(zhì)化學成分:含有少量的堿金屬氧化物K2O、Na2O,堿土金屬氧化物CaO、MgO,以及著色氧化物Fe2O3、TiO2等。粘土的礦物組成:粘土礦物主要為高嶺石類

9、(包括高嶺石、多水高嶺石等)、蒙脫石類(包括蒙脫石、葉蠟石等)和伊利石類(也稱水云母)等等。34.高嶺石受熱M1009時排除吸附水4509以上,結(jié)構(gòu)水排出,高嶺石變成偏高嶺石(不含結(jié)晶水的高嶺石)Al2O3-2SiO2-2H2O型弍一Al2O3-2SiO2+2H2O繼續(xù)加熱,偏高嶺石進一步反應(yīng)形成硅一鋁尖晶石925C2(Al2O3-2SiO2)2Al2O3-3SiO2+SiO2溫度超過1050r左右,硅一鋁尖品石逐漸分離出晶格中的方石英(Si。?)形成熱力學穩(wěn)定的莫來石1050C3(2Al2O3-3SiO2)2(3Al2O3-2SiO2)4-5SiO2塑限:粘土由干粉狀態(tài)變?yōu)樗苄誀顟B(tài)時的最低含

10、水率。液限:粘土由塑性狀態(tài)變?yōu)闊o塑性的泥漿狀態(tài)時的含水率??伤苄灾笖?shù):液限與塑限的差值??伤苄灾笜耍涸谝欢ǖ墓ぷ魉窒拢惩聊鄨F受外力作用時,最初出現(xiàn)裂紋時的應(yīng)力與應(yīng)變的乘積。二氧化硅晶型轉(zhuǎn)變:鱗石英八163C卩-鱗不117CY-鱗丿0.2%亍英0.2%長石的種類鈉長石(Ab):NaAlSi3O8或Na2OAl2O3-6SiO2鉀長石(Or):KAlSi3O8K2OAl2O3-6SiO2鈣長石(An):CaAl2Si2O8或CaOA12O32SiO2頓長石(Cn):BaAl2Si2O8或BaOAl2O3-2SiO2a、B、Y晶型為氧化鋁的三種主要晶型。在所有溫度下,a-Al2O3是熱力學上穩(wěn)定

11、的Al2O3晶型。氧化鋁的其他多種同素異構(gòu)體在高溫下將幾乎全部轉(zhuǎn)化為a-Al2O3。42氧化鋯(ZrO2)晶型轉(zhuǎn)變:計0C,收縮2370丈2715C單斜相.四方相.立方相.液相(m-ZrO2)1000C膨脹(t-ZrO?)(c-ZrO2)43.粉碎:固體物料在外力作用下,克服了內(nèi)聚力,使固體物料破碎的過程。粗碎:碎至100mm左右破碎彳中碎:碎至30100mm左右I細碎:碎至330mm左右粉碎粗磨:碎至0.1mm左右.粉磨彳細磨:磨至0.06-0.Imm左右I超細磨:磨至5pm或更小左右粉碎方法:壓碎,劈碎,剪碎,磨碎,擊碎46.粉碎比:(平均)尺寸為D的物料,經(jīng)過粉碎機粉碎后(平均)尺寸為,

12、則D/d=i為粉碎比(平均粉碎比)。為了更簡便的衡量各種破碎機械的性能指標等,也可用破碎機的最大進料口寬度與最大出料口寬度之比作為粉碎比(公稱粉碎比)。開路流程:從破碎機卸除的物料全部作為產(chǎn)品。(破碎效率低)閉路流程:從破碎機卸除的物料全部作為產(chǎn)品。(破碎效率高)除雜方法:物理(分級法、磁選法、超聲波法)、化學(溶解法和升華法)、物理-化學(電解法和浮選法)均化的目的:保證原料穩(wěn)定、確保配方準確均化的評價指標:樣品合格率、標準偏差、波動范圍、均化效果樣品合格率:物料中若干個樣品在規(guī)定質(zhì)量標準上下限之內(nèi)的百分率,即在一定范圍內(nèi)的合格率。均化效果:均化前物料的標準偏差與均化后物料的標準偏差之比。物

13、料干燥過程(1)加熱階段物料溫度不斷升高,水分蒸發(fā)量不斷升高(2)等速干燥階段物料溫度保持不變,內(nèi)部水分不斷向表面遷移內(nèi)擴散速率外擴散速率(3)降速干燥階段外擴散速率內(nèi)擴散速率溫度不斷升高預燒的目的改變結(jié)晶的形態(tài),穩(wěn)定晶型、改變物理性能、制備人工原料55開路粉磨系統(tǒng)圖2-6開路粉麻統(tǒng)示童圖i-H倉:2機,3-a品56.閉路粉磨系統(tǒng)球磨過程中的三種轉(zhuǎn)動形態(tài):周轉(zhuǎn)狀態(tài)、傾斜狀態(tài)、拋落狀態(tài)粉體顆粒:指在物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變的情況下,分散或細化得到的固態(tài)基本顆粒。一次顆粒:指沒有堆積、絮聯(lián)等結(jié)構(gòu)的最小單元的顆粒。二次顆粒:指存在有在一定程度上團聚了的顆粒。團聚:一次顆粒之間由于各種力的作用而聚集在一起

14、稱為二次顆粒的現(xiàn)象硬團聚體與軟團聚體:一次顆粒之間發(fā)生部分燒結(jié),形成了較強的鍵合,顆粒之間難以分離,這樣的團聚體稱為硬團聚體。頻率分布:表示與各個粒徑相對應(yīng)的粒子占全部顆粒的百分含量。累積分布:表示小于或大于某一粒徑的粒子占全部顆粒的百分含量,累積分布是頻率分布的積分形式。粒度分布曲線:包括累積分布曲線和頻率分布曲線。組分均勻混合物,稱為坯料。61.坯料的分類:坯料的概念:將原料經(jīng)過配料和加工后,得到的具有良好成型性能的多注漿坯料:含水率28*35%-可塑坯料:含水率佃25%.壓制坯料:含水率8-15%(半干壓);3*7%(干壓)根據(jù)成型方法分為62.坯料的質(zhì)量要求(1)坯料的化學組成符合配方

15、要求。(2)各種原料成分混合均勻。(3)坯料中各組分的細度符合工藝要求(4)坯料中空氣含量盡量的少。 68. 63.坯料組成的表示方法配料量表示法、化學組成表示方法、實驗式表示法、分子式表示法、示性礦物組成表示法64.釉的特點釉與玻璃的相似性大多數(shù)釉本質(zhì)上是玻璃體,具有普通玻璃的物理化學性質(zhì),如各向同性、介穩(wěn)性、無固定熔點等。釉與玻璃的不同點釉層中通常含有氣泡和晶體。釉的化學組成中氧化鋁較玻璃高,而且組成更復雜。釉的熔融溫度范圍較寬。(3)產(chǎn)生差異的原因配方不同。燒成制度不同。釉組分與坯體組成之間會發(fā)生擴散和反應(yīng)。65.釉的熔融溫度范圍始熔溫度、全熔溫度、流動溫度熔融溫度范圍=(始熔溫度流動溫

16、度)66.影響熔融溫度范圍的因素物料細度、各組分混合均勻程度、物料的化學組成67.潤濕性潤濕性常用潤濕角(0)來表示,e越小潤濕越好69.陶瓷制品的成型方法:注漿法成型、可塑法成型、壓制法成型70.影響泥漿流變性質(zhì)的因素:泥漿濃度、固相顆粒的大小及其分布、電解質(zhì)的種類和加入量陳腐處理、泥漿的pH值粘土吸附的可溶性鹽類71.影響泥漿澆注性能的因素:流動性、成坯速度脫模性、濕坯強度、可加工性。72.影響泥料可塑性的因素:礦物組成、顆粒大小及形狀、吸附的陽離子種類、液相的性質(zhì)及含量壓制成型提高坯體密度的有效工藝途徑:采取適當?shù)脑炝9に?,使粉料具有合理的顆粒級配和良好的流動性。添加適當?shù)耐饧觿┮詼p小粉

17、料顆粒間內(nèi)摩擦力n在設(shè)備性能允許的前提下,適當增大成型壓力P。注漿法28%35%坯體成形含水率可塑法18%25%1壓制法半干壓8%15%$干壓3%7%1等靜壓法3%影響壓制成型坯體質(zhì)量的因素成型壓力、加壓速度及次數(shù)添加劑、加壓方式坯體中的水分燒結(jié):是一種利用熱能使粉末坯體致密化的技術(shù)。其具體的定義是指成型的陶瓷坯體在高溫條件下,表面積減小、孔隙率降低、機械性能提高的致密化過程。燒成:包括多種物理、化學變化,如:脫水、坯體內(nèi)氣體分解、多相反應(yīng)和熔融、溶解、燒結(jié)等,其包括范圍較寬。燒結(jié):僅是粉料經(jīng)加熱而致密化的簡單過程,是燒成過程的一個重要部分。燒結(jié)過程主要為物理過程固相燒結(jié)(只有固相傳質(zhì))燒結(jié)Y

18、液相燒結(jié)(出現(xiàn)液相)j氣相燒結(jié)(蒸汽壓較高)77.燒結(jié)驅(qū)動力:粉體的表面能降低和系統(tǒng)自由能降低。78.通常用燒結(jié)收縮率、相對密度、氣孔率等物理指標來衡量物料燒結(jié)質(zhì)量的好壞。79.燒結(jié)的分類固相燒結(jié)液相燒結(jié)燒結(jié)初期:坯體中顆粒重排,接觸處產(chǎn)生鍵合空隙變形、縮?。创髿饪紫В?,固-氣總表面積變化不大。燒結(jié)中期:傳質(zhì)開始,78.燒結(jié)過程氣相傳質(zhì)一蒸發(fā)凝聚傳質(zhì)擴散傳質(zhì)彳流動傳質(zhì)r塑性流動1粘性流動煤卜7煤鬥一回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料反應(yīng)帶干燥帶、預熱帶、酸鹽分解帶、熱反應(yīng)帶、燒成帶、冷卻帶95.冷卻原因回收高溫熟料的熱量,用以預熱助燃空氣,改善燃料燃燒過程,節(jié)約能源。熟料急冷有利于水泥強度的發(fā)揮,增強水泥抗硫酸鹽性能,改善安定性,提高水泥質(zhì)量。冷卻熟料,確保輸送和儲存熟料設(shè)施的安全運轉(zhuǎn)。熟料急冷后,易磨性得到改善,有利于粉磨。96.熟料為何要急冷?減少C3S分解;防止B-C2S向y-C2S轉(zhuǎn)化,提高熟料質(zhì)量;防止方鎂石晶體長大,有利于水泥安定性;急冷熟料晶粒小,活性高;c3a主要呈玻璃體,抗硫酸鹽性能提高;易磨性好等。玻璃的溶制過程硅酸鹽(燒結(jié)體)的形成、玻璃液的形成、玻璃液的澄清、均化、冷卻配合料的質(zhì)量配合料顆粒度組成合理,可提高玻璃化率和均化效率;配合料中水份和碎玻璃均起到了促進玻璃融化的作用;配合料的氣體率大小,不僅影響玻璃

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