無機非金屬材料工學(xué)

總 分一二三四五六七八閱卷教師復(fù)核教師安 徽 建 筑 大 學(xué) 試 卷（ 試卷 C ） 共 3 頁 第 1 頁（20162017學(xué)年第 2 學(xué)期）考試課程：無機非金屬材料工學(xué) 班級： 13無機非 學(xué)號： 姓名： 考生注意：答題內(nèi)容勿超過裝訂線左側(cè)一. 名詞解釋(5*2=10)1.窯外分解技術(shù) 是指將已經(jīng)過懸浮預(yù)熱后的水泥生料，在達到分解溫度前，進入到分解爐內(nèi)與進入爐內(nèi)的燃料混合，在懸浮狀態(tài)下迅速吸收燃料燃燒熱，使生料中的碳酸鈣迅速分解成氧化鈣的技術(shù)。2. 堿循環(huán) 在水泥回轉(zhuǎn)窯及預(yù)熱器系統(tǒng)生產(chǎn)過程中,堿的揮發(fā)及凝聚往復(fù)循環(huán)3.陶瓷顯微結(jié)構(gòu) 指的是在各類顯微鏡下分辨的陶瓷中的晶相的種類,大小,數(shù)量,形狀,發(fā)育程度及分布。4.玻璃微晶學(xué)說認為玻璃結(jié)構(gòu)是一種不連續(xù)的原子集合體，即無數(shù)“微晶”分散在無定形介質(zhì)中；微晶是晶格極度變形的微小有序區(qū)域，微晶的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量取決于玻璃的組成，從微晶部分到無定形部分無明顯界限。5. 玻璃料性指玻璃液隨溫度降低粘度增加的速度，料性短則硬化快，長則慢。二. 簡答題（5*6=30）1. 硅酸鹽水泥組成、熟料主要化學(xué)成分、礦物組成？凡是由硅酸鹽水泥熟料、0%5%石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，都稱為硅酸鹽水泥。2懸浮預(yù)熱器的主要構(gòu)件有哪些？分別有什么作用？主要構(gòu)件有旋風(fēng)筒和換熱管道；旋風(fēng)筒的作用是氣固分離，換熱管道的作用是承擔(dān)著上下兩級旋風(fēng)筒間的連接和氣固分離的輸送任務(wù)和物料分散、均布、鎖風(fēng)和氣固兩相間的換熱任務(wù)。3. 什么是陳腐？陳腐有何作用？陳腐是指在對粉體進行處理之后成型之前放置一段時間的過程。作用：使得各種組分分散更加均勻，溶劑（一般為水分）能夠充分在粉體顆粒表面形成一層水膜，極大提高成型過程中的可塑性、坯體收縮均勻性和坯體的干燥強度，降低坯體干燥開裂的幾率。注：1.請命題老師用黑色的墨水工整的書寫，作圖準確，以保證試卷字跡清晰。2.請命題老師在試題后面留出答題空間。 3.學(xué)生不得在草稿紙上答題安 徽 建 筑 大 學(xué) 試 卷（ 試卷 C ） 共 3 頁 第 2 頁考試課程： 無機非金屬材料工學(xué) 班級： 13無機非 學(xué)號： 姓名： 4. 混合鍵為何容易形成玻璃？ 三種純鍵型在一定條件下都不能形成玻璃，只有混合鍵才能形成玻璃。因為：混合鍵既具有離子鍵易改變鍵角、易形成無對稱變形的趨勢，有利于造成玻璃的遠程無序，又有共價鍵的方向性和飽和性，不易改變鍵長和鍵角的傾向，造成玻璃的近程有序，因此容易形成玻璃。5. 簡述玻璃的澄清原理。（1）化學(xué)澄清機理：化學(xué)澄清劑應(yīng)在較高溫度下形成高壓分解（蒸發(fā)壓），即在熔化的配合料排氣過程基本結(jié)束而熔體的粘度足夠低時，即可使氣泡足夠大使得速度提升。（2）物理澄清機理：根據(jù)采用的方法不同，機理也不同。降低的方法：設(shè)法將溫度提高，達到氣泡快速離開玻璃的目的；利用玻璃液流的作用，將盡可能的在熔體表面受到盡可能高的溫度作用；采用機械法攪動熔體，使熔體劇烈運動，從而使熔體受熱均勻、化學(xué)均勻和排氣，對消除作用不大；通過聲波或超聲波將能量傳到分子范圍而使其產(chǎn)生強烈運動，從而加速熔體中氣體的擴散，促使氣泡核的形成，有助于熔體中的氣體的排出；采用真空或加壓的方法，將熔體上的壓力降到極小，使氣泡長大，加速氣泡上升，并且還有減少熔體中氣體含量的作用；在使過飽和熔體排出氣或避免熔體到達過飽和的方法中，使玻璃熔體析晶后再熔化一次，在析晶時可以形成大量的氣泡核，而且由于溶解度條件的改變使氣體排出形成氣泡。三.問答題（4*10=40)1. 什么是水泥生料的易燒性？影響其主要因素有哪些？指生料在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)，通過復(fù)雜的物理化學(xué)變化，形成熟料的難易程度。影響生料易燒性的主要因素：生料的潛在礦物組成：KH、SM高，生料難燒；反之易燒，但有可能結(jié)圈；SM、IM高，難燒，要求較高的燒成溫度；原料的性質(zhì)和顆粒組成：原料中石英和方解石含量多，難燒，易燒性差；結(jié)晶質(zhì)粗粒多，易燒性差。生料中次要氧化物和微量元素：適量存在，有利于燒成，易燒性好，但含量過多，不利于煅燒。生料的均勻性和生料粉磨細度：生料均勻性好，粉磨細度細，易燒性好。礦化劑：摻加各種礦化劑，均可改善生料的易燒性。生料的熱處理：生料的易燒性差，要求燒成溫度高，煅燒時間長。生料煅燒過程中升溫速度快，有利于提高新生態(tài)產(chǎn)物的活性，易燒性好。液相：生料煅燒時，液相出現(xiàn)溫度低，數(shù)量多，液相粘度小，表面張力小，離子遷移速度大，易燒性好，有利于熟料的燒成。燃煤的性質(zhì)：燃煤熱值高、煤灰分少、細度細，煅燒速度快，燃燒溫度高，有利于熟料的燒成。窯內(nèi)氣氛：窯內(nèi)氧化氣氛煅燒，有利于熟料的燒成。2. 水泥熟料三率值對煅燒及其性能有什么影響？硅率（SM）：熟料中氧化硅與氧化鋁、氧化鐵之和的質(zhì)量百分數(shù)的比值。表示熟料中硅酸鹽礦物與熔劑礦物的比例。控制SiO2與Ai3O2和Fe3O2相對含量,達到控制C3S和C2S與C3A和C4AF相對含量和液相量。如果熟料中硅率過高，則煅燒時由于液相數(shù)量少而使得鍛煉困難，特別使氧化硅含量低而氧化硅含量高時，熟料中含有較多硅酸二鈣，易與粉化；硅率過低，則熟料中硅酸鹽礦物較少，會影響水泥的強度，且由于液相過多，易出現(xiàn)結(jié)大塊，結(jié)爐瘤等現(xiàn)象，影響窯的操作。 鋁率（IM）：熟料中氧化鋁與氧化鐵質(zhì)量百分數(shù)的比值。表示熟料溶劑礦物中鋁酸三鈣與鐵鋁酸四鈣的比例?？刂艫l3O2與Fe3O2相對含量,達到控制C3A與C4AF相對含量和液相粘度。鋁率高，熟料中鋁酸三鈣多，鐵鋁酸四鈣少，高溫液相粘度大，物料難燒；鋁率低，高溫液相粘度小，液相中質(zhì)點易于擴散，對硅酸三鈣形成有利，但窯內(nèi)易結(jié)大塊，不利于窯的操作。 石灰飽和系數(shù)（KH）：熟料中全部SiO2生成硅酸鈣（C2S和C3S）所需的CaO含量與SiO2全部生成C3S所需CaO最大含量的比值，即表示熟料中SiO2被CaO飽和形成C3S的程度?？刂艭aO與其他氧化物相對含量，達到控制C3S與C2S相對含量。KH越大，則硅酸鹽礦物中的C3S的比例越高，熟料質(zhì)量（主要為強度）越好，故提高KH有利于提高水泥質(zhì)量。KH過高，熟料煅燒困難，保溫時間長，否則會出現(xiàn)游離CaO，同時窯的產(chǎn)量低，熱耗高，窯襯工作條件惡化。3. 陶瓷如何做到透明化？1.原料的純度必須很高；2.原料的結(jié)構(gòu)必須是光學(xué)異向性比較小的晶體；3.生產(chǎn)工藝必須使光的散射減低到最小。注：1.請命題老師用黑色的墨水工整的書寫，作圖準確，以保證試卷字跡清晰。2.請命題老師在試題后面留出答題空間。 3.學(xué)生不得在草稿紙上答題 安 徽 建 筑 大 學(xué) 試 卷（ 試卷 C ） 共 3 頁 第 3 頁 考試課程： 無機非金屬材料學(xué) 班級： 13無機非 學(xué)號： 姓名： 4. 分相結(jié)構(gòu)對玻璃的性質(zhì)有何影響？舉例說明分相的應(yīng)用？影響: 與遷移有關(guān)的性質(zhì)第一類性質(zhì)：由離子的遷移特性決定的性質(zhì)，如電阻率、化學(xué)穩(wěn)定性等對玻璃的分相結(jié)構(gòu)十分敏感。若性質(zhì)較差的相以連通結(jié)構(gòu)的形式存在，玻璃的性質(zhì)將明顯變壞，若性質(zhì)較差的相呈孤立液滴狀分布于性質(zhì)較好的連續(xù)基相中，則能保持較好的性質(zhì)。對析晶的影響：有利于析晶。A為成核提供界面；B分相導(dǎo)致其中的一相比均勻母相具有較大的質(zhì)點遷移率，這有利于晶核的形成和長大。C分相使成核劑濃集于其中的一相，從而促進晶核的形成。D分相使其中的一相或兩相更加接近某種晶體的組成，這有利于結(jié)晶。對光學(xué)性質(zhì)的影響：A使玻璃的透光率下降；分相產(chǎn)生的相界面使光線發(fā)生散射，導(dǎo)致透光率下降，嚴重時，會產(chǎn)生乳濁現(xiàn)象。B影響玻璃的顏色；分相過程中，過渡元素幾乎全部集中在微相液滴中。這種選擇性富集可以用來發(fā)展有色玻璃、激光玻璃、光敏玻璃和光色玻璃等。 應(yīng)用：制作多孔玻璃、高硅氧玻璃；制作Pyrex glass；提高玻璃或瓷釉的乳濁度；利用分相促進析晶，制成微晶玻璃；利用多次分相制作鐵瓷釉；利用AgCl析晶制成析晶玻璃。 4. 計算題(1*20=20) 1. 已知某瓷坯的化學(xué)式如下表所示：組成SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2O灼減總計%63.3724.870.811.150.322.051.895.54100 求該瓷坯的實驗式。2.已知某廠熟料化學(xué)成分為： SiO2