無(wú)機(jī)材料工藝學(xué)習(xí)題參考答案_第1頁(yè)
無(wú)機(jī)材料工藝學(xué)習(xí)題參考答案_第2頁(yè)
無(wú)機(jī)材料工藝學(xué)習(xí)題參考答案_第3頁(yè)
無(wú)機(jī)材料工藝學(xué)習(xí)題參考答案_第4頁(yè)
無(wú)機(jī)材料工藝學(xué)習(xí)題參考答案_第5頁(yè)
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1、.復(fù)習(xí)與思考一1. 材料的定義?材料是能夠用以加工有用物質(zhì)的物質(zhì)。2. 無(wú)機(jī)非金屬材料的定義?無(wú)機(jī)非金屬材料是某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物以及硅酸鹽、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(jī)高分子材料以外的所有材料的統(tǒng)稱。3.無(wú)機(jī)非金屬材料與金屬材料和有機(jī)高分子材料區(qū)別?一般來(lái)說(shuō),無(wú)機(jī)非金屬材料在化學(xué)組成以及化學(xué)鍵上與金屬材料和有機(jī)高分子材料明顯不同。無(wú)機(jī)非金屬材料的化學(xué)組成主要為元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、 硼酸鹽和非氧化物等物質(zhì),其化學(xué)鍵主要為離子鍵或離子-共價(jià)混合鍵; 金屬材料的化學(xué)組成為

2、單質(zhì)金屬元素或一種金屬元素與其他元素組成的合金,其化學(xué)鍵為金屬鍵; 有機(jī)高分子材料是以 C、H、O 為主要元素和其他元素組成的聚合物其化學(xué)鍵為共價(jià)鍵。從力學(xué)性能上,金屬材料有延展性,有機(jī)高分子材料有彈性,而大多數(shù)無(wú)機(jī)非金屬材料卻沒有;從電學(xué)性能上,金屬材料具有導(dǎo)電性,而無(wú)機(jī)非金屬絕大多數(shù)是絕緣體;從結(jié)構(gòu)上,金屬材料有自由電子而無(wú)機(jī)非金屬材料沒有自由電子且具有復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu);金屬材料抗拉強(qiáng)度高,而無(wú)機(jī)非金屬材料抗拉強(qiáng)度低。(以第一點(diǎn)為主)4.無(wú)機(jī)非金屬的特性? 具有復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu);沒有自由電子(石墨除外);高硬度;高熔點(diǎn);較好的耐化學(xué)腐蝕能力;絕大多數(shù)是絕緣體;制成薄膜時(shí)大多是透明的;一般具有低

3、導(dǎo)熱性;大多數(shù)情況下變形微笑。5. 為什么金屬材料有延展性,有機(jī)高分子材料有彈性,而大多數(shù)無(wú)機(jī)非金屬材料卻沒有?金屬材料有延展性是因?yàn)槠浜凶杂呻娮?,可以移?dòng);有機(jī)高分子材料有彈性是因?yàn)楦叻肿硬牧隙酁殒湢?,可以扭曲;大多?shù)無(wú)機(jī)非金屬材料卻沒有是因?yàn)槠浠瘜W(xué)鍵主要為離子鍵或離子 -共價(jià)混合鍵,而共價(jià)鍵有方向性。6.為什么絕大多數(shù)原料都需要破碎?無(wú)機(jī)非金屬材料生產(chǎn)所用的主要原料,絕大多數(shù)是質(zhì)地堅(jiān)硬的大塊狀物料。為了均化、烘干、配料等工藝過(guò)程的需要進(jìn)行破碎。破碎后的好處:好均化、烘干、配料;利于成型;利于熱處理,節(jié)能;產(chǎn)量高,產(chǎn)品性能好,且穩(wěn)定。對(duì)于玻璃和陶瓷,破碎后更容易除鐵;對(duì)于水泥破碎后再磨細(xì)到

4、一定粒度則更適合窯外分解。7.水泥、玻璃及陶瓷在成型方面有何區(qū)別?水泥的成型除立窯之外,在熱加工之前不需成型,其成型過(guò)程主要在使用時(shí)。如加工混凝土制品等。玻璃的成型是在高溫?zé)峒庸ぶ?。陶瓷的成型較為特殊, 一般是在高溫?zé)峒庸ぶ埃?但若是熱等靜壓法來(lái)使陶瓷成型, 成型和高溫加熱同時(shí)進(jìn)行。8.為什么陶瓷成型后必須烘干?烘干是為了除去物料或坯體中一定量的自由水。若不烘干就拿去燒結(jié),會(huì)導(dǎo)致陶瓷產(chǎn)生微裂紋、氣泡等影響。.9.水硬性膠凝材料和氣硬性膠凝材料材料耐久性(根據(jù)定義和堿骨料反應(yīng),從多方面思考) ?水硬性膠凝材料主要指水泥,氣硬性膠凝材料材料主要有石灰、石膏、氫氧化 鈣,后者易發(fā)生碳化反應(yīng),造成

5、其耐久性不好。(不太全)復(fù)習(xí)與思考二1、玻璃的定義?傳統(tǒng)玻璃的定義:熔融物冷卻、硬化而得到的均勻、透明、無(wú)缺陷的非晶態(tài)固體。廣義玻璃的定義:具有各向同性、介穩(wěn)性、無(wú)固定熔點(diǎn)、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)性和漸變性的物質(zhì)。2、與陶瓷相比較,為什么玻璃能比較容易地制得形狀很復(fù)雜的部件?主要從制作的工藝工程來(lái)考慮:陶瓷先成型后加熱,收縮較大;而玻璃是從液態(tài)轉(zhuǎn)變,容易成形。3、你認(rèn)為玻璃和水泥哪種更容易制得形狀很復(fù)雜的部件 ? (1)大體積部件,特種水泥更容易制得( 2)小體積部件,形狀復(fù)雜,薄型的,玻璃更容易制得4、玻璃的通性?各向同性;介穩(wěn)性;無(wú)固定熔點(diǎn);固態(tài)和熔融態(tài)間

6、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。5、Tg、Tf 含義?從熔融態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)時(shí)有一轉(zhuǎn)變溫度Tg;從熔體向固態(tài)玻璃轉(zhuǎn)變的溫度Tf6、冕牌玻璃:阿貝數(shù)(色散系數(shù))50 的光學(xué)玻璃稱為冕牌玻璃;燧石玻璃:阿貝數(shù)(色散系數(shù))50 的光學(xué)玻璃稱為燧石玻璃;色散:玻璃的折射率隨入射光波長(zhǎng)不同而不同的現(xiàn)象,叫色散。復(fù)習(xí)與思考三1.隔熱玻璃和中空玻璃、真空玻璃的區(qū)別?隔熱玻璃對(duì)紅外線有良好的吸收作用;中空玻璃和真空玻璃保溫性能都較好,區(qū)別在于一個(gè)是空氣作為介質(zhì),另一個(gè)是真空。2.什么叫補(bǔ)色?互為補(bǔ)色的光合在一起是什么光?簡(jiǎn)述互補(bǔ)原理在玻璃、陶瓷、水泥工業(yè)中的應(yīng)用? 補(bǔ)色又稱互補(bǔ)色或余色, 被

7、吸收光的顏色和觀察到的顏色互稱補(bǔ)色。 互為補(bǔ)色的光合在一起是白光。在玻璃、陶瓷、水泥工業(yè)中,為了得到含某顏色的產(chǎn)品,可以除去顯其互補(bǔ)色的離子。(表達(dá)的不太好)3、為什么石英玻璃適合制備軍工、激光、冶金、光學(xué)儀器、舞臺(tái)燈光等行業(yè)的高溫窗口?石英玻璃的熱膨脹系數(shù)小,熱穩(wěn)定性好;石英玻璃的耐熱性好,在1100C 下可長(zhǎng)期使用,在 1400C 下可短期使用。4、比較泡沫玻璃與泡沫塑料的 區(qū)別和用途 ? 泡沫玻璃是無(wú)機(jī)材料,有吸聲性,保溫性能好;泡沫塑料是有機(jī)材料,耐高溫性能差但導(dǎo)熱系數(shù)?。粌烧呶识夹?。.5、陶瓷的脆性大,經(jīng)不起外力撞擊,也不能急冷急熱以及理論強(qiáng)度高,但實(shí)際強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論強(qiáng)度的原因

8、是什么?陶瓷材料存在很多微裂紋; 微裂紋一旦形成, 就會(huì)迅速的擴(kuò)展。對(duì)于金屬,在外力的作用下可以產(chǎn)生塑性變形,塑性變形可以吸收擴(kuò)展裂紋的能量,起到止裂紋的作用。 對(duì)于陶瓷, 缺乏塑性變形,裂紋一旦形成,材料內(nèi)部的應(yīng)力就會(huì)集中在裂紋的尖端,推動(dòng)裂紋的擴(kuò)展,直至斷裂。如果是在熱沖擊的情況下,由于陶瓷材料導(dǎo)熱性差,熱應(yīng)力因此增加,促進(jìn)裂紋迅速擴(kuò)展。6、了解幾個(gè)基本定義:無(wú)機(jī)非金屬材料工藝學(xué)、合成與制備、組成、結(jié)構(gòu)?無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)與工藝:是一門研究材料組成、結(jié)構(gòu)、合成與制備、 使用效能四者之間的關(guān)系與規(guī)律的科學(xué)。合成與制備: 是研究如何將原子、 分子聚合起來(lái)并最終轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏卯a(chǎn)品的一系列連續(xù)過(guò)程,

9、是提高材料質(zhì)量、 降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵,也是開發(fā)新材料、 新器件的中心環(huán)節(jié)。組成:是指構(gòu)成材料物質(zhì)的原子、分子、添加劑及其分布。結(jié)構(gòu):是指組成原子、分子在不同層次上彼此結(jié)合的形式、 狀態(tài)和空間分布。 組成和結(jié)構(gòu)是材料的基本表征。它們一方面是特定的合成與制備條件下的產(chǎn)物,另一方面又是決定材料性能與使用效能的內(nèi)在因數(shù)。7、無(wú)機(jī)非金屬材料工藝學(xué)研究的內(nèi)容,并舉例說(shuō)明為什么?無(wú)機(jī)非金屬材料工藝學(xué)的研究?jī)?nèi)容:了解材料的組成與結(jié)構(gòu)及它們同合成與制備之間、性能與使用效能之間的內(nèi)在聯(lián)系。8、石英玻璃的結(jié)構(gòu)、性能與用途?石英玻璃結(jié)構(gòu):短程有序,長(zhǎng)程無(wú)序。性能為:1 各向同性; 2 介穩(wěn)性 3 無(wú)固定熔點(diǎn)4 固態(tài)和

10、熔融態(tài)間轉(zhuǎn)化的漸變性和可逆性;5 性質(zhì)隨成分變化的連續(xù)性和漸變性。 主要用于建筑玻璃,日用輕攻玻璃,儀器玻璃,光學(xué)玻璃,電真空玻璃等。9.什么石英玻璃比石英晶體的用途更廣泛?玻璃熔融液緩慢冷卻結(jié)晶后才能形成石英晶體,因此形成玻璃比晶體更容易且能耗?。?晶體在固態(tài)隨溫度變化還會(huì)有晶型轉(zhuǎn)變, 使結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定, 容易破裂;石英晶體為各向同性,不適合制作一些儀器(如有些儀器的要求折射率在不同的方向都一樣)。備注:關(guān)于 8 題和 9 題,老師以后還會(huì)給發(fā)一個(gè)關(guān)于石英玻璃的文章,請(qǐng)大家以那個(gè)為準(zhǔn)。復(fù)習(xí)與思考四1. 水泥生產(chǎn)中希望得到的是 -硅酸二鈣,還是 -硅酸二鈣?為什么?(應(yīng)用已學(xué)的硅酸鹽物理化學(xué)知識(shí)從

11、結(jié)構(gòu)分析)希望得到 -硅酸二鈣。從結(jié)構(gòu)上說(shuō), -硅酸二鈣的結(jié)構(gòu)中,鈣離子的配位數(shù)是 6,即 6 個(gè)氧離子與鈣離子相配位形成【 CaO6】八面體,鈣離子的配位相當(dāng)規(guī)則, 因此比較穩(wěn)定, 在常溫下幾乎是惰性的; -硅酸二鈣的結(jié)構(gòu)中,鈣離子有 6 和 8 兩種,配位不規(guī)則,因而相當(dāng)活潑,常溫下就能與水反應(yīng)。所以,水泥生產(chǎn)中更希望得到活性較高的 -硅酸二鈣。?鮑林第五規(guī)則(節(jié)約規(guī)則):在一個(gè)晶體中,本質(zhì)不同的結(jié)構(gòu)組元的種類,傾向最少數(shù)目。.2.水泥生產(chǎn)中怎樣得到盡量多的-硅酸二鈣?(思考,請(qǐng)自己回去查資料)答:使石灰飽和系數(shù)小一點(diǎn);加入礦化劑,例如 Ba2+能固溶于 C2S 晶格,阻止其向 -硅酸二鈣

12、轉(zhuǎn)化,并提高了 -硅酸二鈣的活性;快冷,因?yàn)樵?1250C 時(shí), -硅酸二鈣要向 -硅酸二鈣轉(zhuǎn)化。復(fù)習(xí)與思考五1、燒石灰用方解石還是石灰石好?為什么?石灰石,因?yàn)槭沂姆纸鉁囟缺确浇馐?,耗能少?、在既有石灰石和白堊的情況下,玻璃生產(chǎn)中是優(yōu)先使用石灰石,還是用白堊, 為什么?白堊,因?yàn)榘讏状嘈院艽螅子诜勰?,且易燒性都較好;對(duì)機(jī)械的磨損小,帶入原料中的鐵少。3、鈣質(zhì)原料在水泥、玻璃、陶瓷中的主要作用?主要作用: 提供制成無(wú)機(jī)非金屬材料所需的 CaO。硅酸鹽水泥:鈣質(zhì)原料是燒制硅酸鹽水泥熟料的主要原料之一;陶瓷:鈣質(zhì)原料在生產(chǎn)中主要起助熔作用,縮短燒成時(shí)間,增加陶器的透明度,使坯釉結(jié)合牢固;

13、玻璃:作用主要是穩(wěn)定劑,即增加玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度,但含量不宜過(guò)高,否則會(huì)使玻璃的結(jié)晶傾向增大,而且易使玻璃發(fā)脆。CaO( 10-12%)時(shí)增加粘度,而且當(dāng)溫度降低時(shí),粘度增加得很快,使成型困難。4、粘土的化學(xué)組成和主要礦物組成是什么?化學(xué)組成:主要為SiO2、Al 2O3 和結(jié)晶水;礦物組成:工業(yè)中所用粘土中的主要礦物可分為高嶺石類、蒙脫石類及伊利石類三種。5、粘土的工藝性質(zhì)?粘土原料的工藝性質(zhì)主要取決于其化學(xué)、礦物與顆粒組成;粘土的工藝性質(zhì)是工業(yè)生產(chǎn)中合理選擇粘土原料的重要指標(biāo)??伤苄越Y(jié)合性離子交換性觸變性膨化性收縮燒結(jié)溫度與燒結(jié)范圍耐火度6、石英的晶型轉(zhuǎn)變?(詳見書23 頁(yè)的圖)多

14、晶轉(zhuǎn)變根據(jù)其進(jìn)行的方向分為:可逆多晶轉(zhuǎn)變和不可逆多晶轉(zhuǎn)變??赡娑嗑мD(zhuǎn)變:雙向轉(zhuǎn)變。不可逆多晶轉(zhuǎn)變:?jiǎn)蜗蜣D(zhuǎn)變。多晶轉(zhuǎn)變根據(jù)轉(zhuǎn)變速度和轉(zhuǎn)變時(shí)晶體結(jié)構(gòu)變化的不同分為重建性轉(zhuǎn)變和位移型轉(zhuǎn)變。7、重建性轉(zhuǎn)變、 位移性轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)?重建性轉(zhuǎn)變: 這類轉(zhuǎn)變發(fā)生時(shí)必須打開原子間的鍵,質(zhì)點(diǎn)要重排, 形成新的結(jié)構(gòu)。 位移型轉(zhuǎn)變: 這類轉(zhuǎn)變發(fā)生時(shí)不需要打開任何鍵或改變最臨近的配位數(shù),只是原子從它們?cè)鹊奈恢冒l(fā)生少許位移。8、舉例說(shuō)明石英晶型轉(zhuǎn)變的作用?指導(dǎo)硅磚、 陶瓷和玻璃制品的生產(chǎn)。例:為什么生產(chǎn)硅磚需要加入礦化劑?- 石英和 - 石英間的轉(zhuǎn)變、- 鱗石英和 - 鱗石英之間的轉(zhuǎn)變、 - 鱗石英和 - 鱗石英之間的轉(zhuǎn)

15、變、 - 方石英和 - 方石英之間的轉(zhuǎn)變。由于其轉(zhuǎn)變速度快,較小的體積變化就可能由于不均勻應(yīng)力而引起制品開裂,影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此,硅磚生產(chǎn)中加入礦化劑的目的就是為了提高產(chǎn)品中鱗石英含量,減少方石英生成量,.以減少位移性轉(zhuǎn)變所引起的體積變化。指導(dǎo)硅磚、陶瓷和玻璃制品的應(yīng)用。例:窯爐烤窯(升溫)時(shí),在晶型轉(zhuǎn)變時(shí)需要保溫或放慢升溫速度,避免體積效應(yīng)引起的開裂,又例:石英的破碎:利用熱膨脹效應(yīng),將石英原料在1000C 進(jìn)行預(yù)燒,有利于石英原料的破碎。復(fù)習(xí)與思考六1.生產(chǎn)硅磚時(shí)為什么要嚴(yán)格控制AlO含量?為什么對(duì)石英砂粒度有一定的要求?硅磚的23耐火度隨 Al2O3 的含量增加而提高(從SiO2 Al2

16、O3 的相圖理解);硅磚生產(chǎn)中要提高產(chǎn)品鱗石英含量,減少方石英含量,以減少位移性轉(zhuǎn)變所引起的體積變化。所以,生產(chǎn)硅磚時(shí)要嚴(yán)格控制 Al2O3 的含量。 (注意:這個(gè)答案是錯(cuò)的,自己再修改)顆粒大時(shí)會(huì)使熔化困難,并常常產(chǎn)生結(jié)石,條紋等缺陷;細(xì)的石英沙熔化速度快,但過(guò)細(xì)的沙容易飛揚(yáng),結(jié)塊,使配合料不易混合均勻, 同時(shí)過(guò)細(xì)的沙常含有較多的黏土,而且比表面積大, 附著的有害雜質(zhì)也較多。 細(xì)沙在熔制時(shí)雖然玻璃的形成階段可以較快,但在澄清階段卻多費(fèi)很多時(shí)間;當(dāng)往熔爐里投料時(shí),細(xì)沙容易被燃燒氣體帶進(jìn)畜熱室,堵塞格子體,同時(shí)也使玻璃成分變化。2一般情況下,為什么生產(chǎn)玻璃要對(duì)原料進(jìn)行除鐵處理,而生產(chǎn)水泥就不需要

17、進(jìn)行除鐵處理?玻璃原料中鐵雜質(zhì)不但對(duì)生產(chǎn)工藝造成不良影響, 而且使玻璃著成黃綠色, 透明度降低;然而水泥工業(yè)生產(chǎn)中, 需要鐵質(zhì)校正原料, 氧化鐵在水泥熟料煅燒中滿足熟料礦物組成的要求,同時(shí)降低燒成溫度和液相黏度,促進(jìn)熟料煅燒,所以不需要進(jìn)行除鐵處理。3、長(zhǎng)石原料在陶瓷和玻璃中的作用?在陶瓷中: 1.能降低陶瓷產(chǎn)品的燒成溫度。2.長(zhǎng)石融化后形成的液相能填充體空隙,增大致密度,提高產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度,透光度和介電性能。3.可提高坯體的干燥速度。在玻璃中:長(zhǎng)石在提供Al2 3的同時(shí),也引入了222OK O, Na O, SiO等成分,減少了純堿用量。4、Li2O 在玻璃中的作用?網(wǎng)絡(luò)外體氧化物,當(dāng)O/S

18、i 小時(shí),主要起斷鍵作用,助熔作用強(qiáng)烈,是強(qiáng)助熔劑;當(dāng)O/Si 大時(shí),主要起積聚作用。Li2 O 代替 Na2O 或 K2O 使玻璃的膨脹系數(shù)降低,結(jié)晶傾向變小,過(guò)量Li2O 又使結(jié)晶傾向增加。在一般玻璃中,引入少量Li2O 可以降低玻璃的溶質(zhì)溫度,提高玻璃的產(chǎn)量和質(zhì)量。5、為什么 Li2O 在玻璃中的作用比 K2O 和 Na2O 特殊?當(dāng) O/Si 小時(shí),主要起段鍵作用, 助熔作用強(qiáng)烈,是強(qiáng)助熔劑;當(dāng)O/Si 比大時(shí),主要起積聚作用。6、為什么玻璃生產(chǎn)中不能引入過(guò)多的Na2O?Na2O 能提供游離氧使玻璃結(jié)構(gòu)中的O/Si比值增加,發(fā)生段鍵,因而可以降低玻璃的黏度,使玻璃易于熔融,是玻璃良好的

19、助溶劑。Na2O 增加玻璃的熱膨脹系數(shù),降低玻璃的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度,所以不能引入過(guò)多 Na2O,一般不超過(guò)百分之十八。.7、玻璃生產(chǎn)中是用結(jié)晶純堿還是煅燒純堿?純堿儲(chǔ)存應(yīng)特別注意什么?玻璃工業(yè)中采用煅燒純堿。 因?yàn)殪褵儔A易溶于水,極易吸收空氣中的水分而潮解,產(chǎn)生結(jié)塊,因此必須貯存于干燥倉(cāng)庫(kù)內(nèi)。8、玻璃生產(chǎn)中是用輕質(zhì)純堿還是重質(zhì)純堿?為什么?采用重質(zhì)純堿, 因?yàn)槠洳灰罪w揚(yáng),分層傾向也較小,有助于配合料的均勻混合;對(duì)耐火材料的腐蝕?。换瘜W(xué)成分波動(dòng)小。9、為什么玻璃生產(chǎn)中對(duì)純堿中NaCl 和 Na2SO4含量有嚴(yán)格的要求?含 NaCl 和 Na2SO4雜質(zhì)多的純堿在溶質(zhì)玻璃時(shí)會(huì)形成“

20、硝水”; 對(duì)熔爐耐火材料的侵蝕較大,并使玻璃制品產(chǎn)生白色的芒硝泡。10、天然堿的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)?使用時(shí)應(yīng)注意什么??jī)?yōu)點(diǎn):分布廣,成本低,可做純堿的代用原料。缺點(diǎn):較純的天然堿含碳酸鈉大約為37左右,對(duì)熔爐耐火材料浸蝕較快,而且其中的硫酸鈣,硫酸鈉分解困難,易形成硫酸鹽氣泡,還易產(chǎn)生“硝水”。注意點(diǎn):脫水的天然堿可以直接使用;含結(jié)晶水的天然堿,一般先溶解于熱水,待雜質(zhì)沉淀后,再將溶液加入配合料中。復(fù)習(xí)與思考七1、為什么玻璃生產(chǎn)中常加還原劑?在玻璃生產(chǎn)過(guò)程中, 為了引入 Na O 加入芒硝, 其 884C2熔融 ,熱分解溫度較高( 1120 1220C),加入還原劑后,使其分解溫度(500 700C)

21、顯著降低,反應(yīng)速度也相應(yīng)加快。但應(yīng)注意對(duì)還原劑用量,根據(jù)實(shí)際情況需要進(jìn)行必要的調(diào)整.2、為什么說(shuō)碳是萬(wàn)能的還原劑?對(duì)于化學(xué)反應(yīng)2C+O2=2CO,隨著反應(yīng)溫度的上升其吉布斯自由能變減小 ,而對(duì)于大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)隨著溫度上升反應(yīng)吉布斯自由能變?cè)龃?因此對(duì)于一般化學(xué)反應(yīng) ,在溫度足夠高時(shí) ,用碳作為還原劑能使反應(yīng)物得到還原,故碳是萬(wàn)能的還原劑 .3、A1 O3在玻璃中的配位數(shù)對(duì)玻璃性質(zhì)的影響? 在鈉硅酸鹽中Al3+有 4 配位和 6 配位 ;當(dāng)2Na2O/Al 2O31 時(shí),是 4 配位。 Al3+位于四面體中。AIO4相比于 SIO4,使玻璃的密度降低,從而可以降低玻璃的黏度,使玻璃易于熔融。當(dāng)N

22、a3+位于八面2O/Al 2O31 時(shí),是 6 配位, Al體中,使玻璃的密度增大。4什么是硼反常?(詳見書上71 頁(yè))NA2OB2O3SIO2 系統(tǒng)玻璃中,如果 B2O3 的含量超過(guò)一定限度時(shí), 結(jié)構(gòu)和性質(zhì)回發(fā)生-逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象, 在性質(zhì)變化曲線上會(huì)出現(xiàn)極大或極小值,這種現(xiàn)象稱為“硼反?!爆F(xiàn)象。5、鐵在玻璃、陶瓷、水泥中的作用?在玻璃工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中,原料中的鐵主要作為著色劑,使玻璃著黃綠色 ;但同時(shí)使用不當(dāng)會(huì)對(duì)玻璃的生產(chǎn)工藝造成不良影響,使玻璃透明度降低 ,因此在玻璃生產(chǎn)前有必要對(duì)原料進(jìn)行除鐵處理。在陶瓷工業(yè)生產(chǎn)中所使用的是氧化鐵,用做配制釉料。陶瓷坯料中混有鐵雜質(zhì)會(huì)使成品的外觀質(zhì)量受到影響,如

23、降低白度與半透明性,也會(huì)產(chǎn)生斑點(diǎn) .因此在原料處理與坯料制備的工序中,除鐵是必要的工序 .在水泥工業(yè)生.產(chǎn)中, 由于所使用的黏土原料中的氧化鐵含量不足,因此, 絕大部分水泥廠需要使用鐵質(zhì)校正原料。此時(shí)鐵質(zhì)原料中的氧化鐵含量應(yīng)大于40。氧化鐵在水泥熟料煅燒中作用主要是滿足熟料礦物組成的要求,同時(shí)降低燒成溫度和液相黏度,促進(jìn)熟料煅燒。 熟料中含鐵相較復(fù)雜,對(duì)硅酸鹽水泥熟料,多用C4AF代表鐵相組成。若熟料中Al 2O3/Fe 2O30.64 ,則可生成鐵酸二鈣 . 此外 , 含 C4AF不高的熟料難于粉磨。復(fù)習(xí)與思考八1澄清劑概念及作用?凡在玻璃熔制過(guò)程中能分解產(chǎn)生氣體,或能降低玻璃黏度,促進(jìn)排除

24、玻璃液中氣泡的物質(zhì)稱為澄清劑。常用的澄清劑有氧化砷和氧化銻、硫酸鹽類、氟化物類等。 氧化砷和氧化銻單獨(dú)使用時(shí)將升華揮發(fā),僅起鼓泡作用。 與硝酸鹽組合使用時(shí),能在低溫吸收氧氣, 在高溫放出氧氣而起澄清作用。由于 AS203的粉狀和蒸氣都是極毒物質(zhì),目前已很少使用,大多改用 Sb203。硫酸鹽原料主要有硫酸鈉,它在高溫時(shí)分解逸出氣體而起澄清作用,平板玻璃廠大都采用此類澄清劑。氟化物類原料。主要有螢石(CaF2) 及氟硅酸鈉(Na2SiF6) 。它們以降低玻璃液黏度而起澄清作用。對(duì)耐火材料侵蝕大, 產(chǎn)生的氣體 (HF、SiF4)污染環(huán)境,目前已限制使用。復(fù)合澄清劑多為砷、銻、硫等的化合物,具有高效、

25、低毒的優(yōu)點(diǎn)。2、著色劑概念、 分類及著色機(jī)理?使物質(zhì)著色的物質(zhì),稱為物質(zhì)的著色劑。在玻璃生產(chǎn)中, 根據(jù)著色劑在玻璃中呈現(xiàn)的狀態(tài)不同,分為三類: 離子著色劑離子著色劑的作色機(jī)理是:鈦、釩、鐵等過(guò)渡金屬, 在玻璃中以離子狀態(tài)存在,它們的價(jià)電子在不同能級(jí)間躍遷,由此引起對(duì)可見光的選擇吸收,導(dǎo)致玻璃著色; 膠體著色劑, 金屬膠體著色劑的著色機(jī)理是:玻璃可以通過(guò)細(xì)分散的金屬對(duì)光的選擇性吸收而著色。一般認(rèn)為, 選擇性吸收是由于膠態(tài)金屬顆粒的光散射而引起的;硫硒化物著色劑硫硒化鎘著色機(jī)理:硒紅一類玻璃的著色與 CdS、CdSe單晶的半導(dǎo)體性有關(guān)。 根據(jù)半導(dǎo)體的能帶理論, 由于硒原子量比硫大,其激活能必然小于

26、硫,即硒原子中滿帶的電子比硫原子容易激發(fā)到導(dǎo)帶。所以在玻璃中形成的CdSx?CdSe(1-x) 微晶禁帶寬度,隨CdSe含量的增大而逐漸下降,導(dǎo)致玻璃的吸收極限逐漸向長(zhǎng)波方向移動(dòng),顏色由黃色到橙色、紅色、深紅轉(zhuǎn)變。 光吸收都是由于一定能量的光激發(fā)陰離子( O2-、S2- 、 Se2- 、Te2- )上的價(jià)電子到激發(fā)態(tài)所致。因?yàn)镾2- 、 Se2-、 Te2- 的親電勢(shì)比 O2-小,故能量較小的光就能激發(fā)它們的價(jià)電子到激發(fā)態(tài),使其截短波極限進(jìn)入可見光區(qū),導(dǎo)致玻璃的著色。3、金屬膠體著色劑主要有哪幾種化合物?根據(jù)金屬膠體著色機(jī)理,分析膠體著色一般有那幾過(guò)程。金屬膠體著色劑主要有以下幾類:金化合物銀

27、化合物銅化合物金屬膠體著色一般分下列幾個(gè)過(guò)程: 金屬離子的溶解金屬離子的還原金屬原子的成核和長(zhǎng)大.4、金屬膠體著色為什么常加氧化亞錫?為了使金的膠態(tài)粒子均勻分布,常在配合料中加入 0.2 -2 的二氧化錫,使金發(fā)生分散作用;在銀化合物著色劑配合料中加入二氧化錫可以改善銀黃的著色;在頭化合物著色劑加入二氧化錫作為還原劑。5、化學(xué)脫色劑和物理脫色劑的脫色原理?化學(xué)著色劑的脫色原理:化學(xué)脫色是主要是借助于脫色劑的氧化作用,使著色能力強(qiáng)的低價(jià)鐵氧化物變成為著力能力較弱的三價(jià)鐵氧化物,以便使用物理脫色法進(jìn)一步使顏色中和,接近于無(wú)色,使玻璃的透光度增加。物理脫色劑的脫色原理:物理脫色是在玻璃中加入一定數(shù)量

28、的能產(chǎn)生互補(bǔ)色的著色劑,使玻璃由于 FeO、 Fe2O3、 Cr2O3、 Ti02 所產(chǎn)生的黃綠色到藍(lán)綠色得到互補(bǔ)而消色。復(fù)習(xí)與思考九1.原料預(yù)燒的目的(參考P42 預(yù)燒 1,3段) ?a.水泥原料不需要預(yù)燒;b.在玻璃生產(chǎn)中預(yù)燒的目的 :為了減小粗碎時(shí),它們對(duì)于機(jī)械設(shè)備的磨損,降低機(jī)械鐵的引入;c 在陶瓷生產(chǎn)中預(yù)燒的目的 :消除多晶轉(zhuǎn)變和特殊結(jié)構(gòu)帶來(lái)不利的影響。2、阿利特( A 礦)、貝利特( B 礦)概念、特點(diǎn)及怎樣應(yīng)用各自的特點(diǎn)來(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)和應(yīng)用?a.阿利特或 A 礦:在硅酸鹽水泥熟料中,C3S 并不是以純的形式出現(xiàn),總含有少量的MgO、Al2 O3、Fe2O3 等形成固溶液,稱為阿利特或

29、A 礦。硅酸三鈣加水調(diào)和后,初凝時(shí)間大于或等于 45min ,終凝時(shí)間小于或等于12h 。它水化較快。粒徑為40 45um 的硅酸三鈣顆粒加水28d 后,有 70左右與水反應(yīng)。所以硅酸三鈣可產(chǎn)生較高的強(qiáng)度,且強(qiáng)度發(fā)展比較快,早期強(qiáng)度較高,且強(qiáng)度增進(jìn)率較大,28d 強(qiáng)度可以達(dá)到它一年強(qiáng)度的70 80。但硅酸三鈣水化熱較高,抗水性較差。適用于搶修等工程。b.貝利特或 B 礦: C2S 與少量 MgO、Al2 O3、 Fe2O3、 R2O 等氧化物形成固溶體,稱為貝利特或B 礦。硅酸二鈣水化速率慢,早期強(qiáng)度低,后期強(qiáng)度高,水化熱較小,耐水性好,適用于持久耐久的工程。3、游離氧化鈣和方鎂石對(duì)混凝土的危害及怎樣減小其對(duì)混凝土的危害?游離氧化鈣和游離氧化鎂是高溫下生成的,屬于過(guò)燒,水化很慢,在水泥己硬化后才進(jìn)行水化,并產(chǎn)生體積膨脹, 使己硬化的水泥石裂開, 引起體積安定性不良。 應(yīng)盡量使游離氧化鈣游離氧化鎂的粒徑減小。(答的不太全,自己再查點(diǎn)資料吧?。?、根據(jù)水泥、玻璃、陶瓷生產(chǎn)工藝對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響來(lái)說(shuō)明水泥、玻璃、陶瓷生產(chǎn)中那種材料生產(chǎn)要求對(duì)原

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