福建農(nóng)林大學(xué)無機非金屬材料

1、無機非金屬材料化學(xué)組成和顯微結(jié)構(gòu)劃分：金屬材料無機非金屬材料高分子材料復(fù)合材料無機非金屬材料的特點和性能化學(xué)組分：主要是氧化物和硅酸鹽，其次是碳酸鹽、硫酸鹽和非氧化物 顯微結(jié)構(gòu)：比金屬的晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜 力學(xué)性能： 強度高、硬度大、脆性熱學(xué)性能：熔點高、低導(dǎo)熱性、熱膨脹系數(shù)小電學(xué)性能：絕大多數(shù)是絕緣體，高溫導(dǎo)電能力比金屬低 光學(xué)性能：制成薄膜時大多是無色或淺色透明的 耐化學(xué)腐蝕能力較好提問：汽車行駛的時候為什么要加水？陶瓷發(fā)動機為什么有這么優(yōu)越的性能呢？耐熱性好，可以提高工作溫度，使發(fā)動機效率提高，且燃料充分燃燒。熱傳導(dǎo)性比金屬低，從而節(jié)省能源。陶瓷具有較高的高溫強度和熱穩(wěn)定性，可以延長發(fā)動機的使

2、用壽命。 無機非金屬材料的優(yōu)勢：性能優(yōu)越原料資源豐富，生產(chǎn)成本低廉能量消耗低第一章 玻璃一、定義我國的技術(shù)詞典把玻璃定義為“從熔體冷卻，在室溫下還能保持熔體結(jié)構(gòu)的固體物質(zhì)狀態(tài)”，習(xí)慣上稱之為“過冷的液體”。 二、玻璃的通性各向同性介穩(wěn)性 無固定熔點物理化學(xué)性質(zhì)隨成分變化的連續(xù)性和可逆性 三、玻璃的分類元素玻璃：由單一元素的原子構(gòu)成的玻璃，有硫玻璃、硒玻璃等。氧化物玻璃：借助氧橋形成聚合結(jié)構(gòu)的玻璃。 非氧化物玻璃 ：鹵化物玻璃和硫族化合物玻璃。氧化物玻璃的命名含單一的氧化物組分：玻璃的名稱和組分的名稱一致 含有兩種或兩種以上不同的氧化物組分：按照在玻璃中的摩爾分數(shù)從小到大排列 提問： 一種玻璃的

3、主要生成物是SiO2，其余考慮命名的氧化物中，占第二位的是Al3O2，占第三位的是B2O3。怎么命名這種玻璃？ 硼鋁硅酸鹽玻璃一價元素氧化物，按照分子量從小到大排列；二價主族元素氧化物，接著是二價副族元素氧化物；三價以上的氧化物，按照摩爾分數(shù)由小到大排列；主要的玻璃生成氧化物。 提問： 一種玻璃的生成物是SiO2，其余考慮命名的氧化物有Na2O和CaO，這種玻璃怎么命名？ 鈉鈣硅酸鹽玻璃（Na2O-CaO-SiO2） 四、玻璃的結(jié)構(gòu)1、玻璃的結(jié)構(gòu)理論無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說 ：玻璃的結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的晶體結(jié)構(gòu)相似，形成連續(xù)的三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。它們的結(jié)構(gòu)單元相同，不同只在于玻璃體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是不規(guī)則，非周期性的，

4、因而它的內(nèi)能大于晶體。晶子學(xué)說 ：玻璃是高度分散的晶體的集合體。無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說強調(diào)了玻璃結(jié)構(gòu)的連續(xù)性、均勻性和無序性。 晶子學(xué)說強調(diào)了玻璃結(jié)構(gòu)的微不均勻性和有序性。 常見的幾類玻璃硅酸鹽玻璃：平板玻璃、瓶罐玻璃、餐具玻璃等 硼酸鹽玻璃：儀器玻璃 磷酸鹽玻璃：激光放大器介質(zhì)材料，動植物痕量元素檢測、生物功能材料 非氧化物玻璃：光學(xué)材料、半導(dǎo)體材料、易熔封接材料2、硅酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)（1）石英玻璃結(jié)構(gòu) （2）堿硅酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)混合堿效應(yīng) 在二元堿硅玻璃中，當堿金屬氧化物的總量不變，用一種堿金屬氧化物取代另一種時，玻璃的性質(zhì)不是呈直線變化，而是出現(xiàn)明顯的極值，這一現(xiàn)象稱之為混合堿效應(yīng)。 （3）鈉鈣硅酸鹽玻

5、璃結(jié)構(gòu) Na2O-CaO-SiO2三元系統(tǒng)玻璃中，CaO的加入強化了NaO-SiO2的結(jié)構(gòu)，也限制了Na離子的運動。成為大多數(shù)實用玻璃的基礎(chǔ)成分。3、硼酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)硼氧反常性 堿金屬或堿土金屬氧化物加入B2O3中，使玻璃的各種物理性質(zhì)，與相同條件下的堿硅酸鹽玻璃相比，相應(yīng)地向著相反的方向變化。 “硼-鋁反?！爆F(xiàn)象：硅酸鹽玻璃中不存在B2O3時，SiO2能使折射率、密度上升；玻璃中存在B2O3時，用Al2O3代替SiO2，隨B2O3含量不同出現(xiàn)不同變化：Na2O/B2O3=4時出現(xiàn)極大值。Na2O/B2O31時，折射率和密度顯著下降。Na2O/B2O31時，性質(zhì)變化曲線上出現(xiàn)極小值。 4、磷酸鹽

6、玻璃結(jié)構(gòu) P2O5玻璃的基本結(jié)構(gòu)單元是有一個帶雙鍵的氧的【PO4】，結(jié)構(gòu)中具有不對稱中心，導(dǎo)致磷酸鹽玻璃的理化性能較差。隨著RO、R2O的引入，結(jié)構(gòu)中的P-O-P鍵斷裂，影響了磷酸鹽玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和熱膨脹系數(shù)等性能。 5、非氧化物玻璃 鹵化物玻璃：光學(xué)材料、易熔封接材料 硫?qū)倩衔锊ＡВ喊雽?dǎo)體材料、透紅外光材料、易熔封接材料等，具有特殊的開關(guān)效應(yīng)。 第二節(jié) 玻璃的制作原理一、玻璃的形成條件來說，同組成的玻璃體與晶體的內(nèi)能差別越大，晶化傾向越大，越難以形成玻璃；反之，越容易形成玻璃 。2、動力學(xué)條件 生成玻璃的關(guān)鍵是熔體的冷卻速度，也就是粘度的增大速度。 泰曼：晶核生成速率與晶體生長速度對應(yīng)的

7、溫度范圍越接近，越難以形成玻璃；反之，越容易形成玻璃。烏爾曼：臨界冷卻速度越大，越難以形成玻璃；反之則容易些（厚度也是影響因素之一）。熔點附近的熔體的粘度的大小，是決定能否生成玻璃的主要標志。在相似的粘度-溫度變化曲線情況下，具有較低熔點，即Tg/Tm值較大時，易獲玻璃態(tài)。3、晶體化學(xué)條件熔體結(jié)構(gòu)鍵性鍵強（1）熔體結(jié)構(gòu) 熔體中負離子團的聚合程度越大，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，熔體的粘度就越大，越有利于生成玻璃。負離子團的對稱性越差，越有利于生成玻璃。（2）鍵性 純的離子鍵、金屬鍵和共價鍵都不容易形成玻璃。存在極性共價鍵和金屬共價鍵的時候比較容易形成玻璃。 （3）鍵強大于335KJ/mol的氧化物，能單獨形成

8、玻璃，稱為網(wǎng)絡(luò)形成體。小于250KJ/mol的氧化物，能夠調(diào)整玻璃性質(zhì)，稱為網(wǎng)絡(luò)外體或網(wǎng)絡(luò)調(diào)整體。單鍵強度介于250335KJ/mol的氧化物，稱為中間體。玻璃的形成方法熔體冷卻法氣相沉積法化學(xué)氣相沉積法晶體能量泵入法溶膠-凝膠法熔融法冷卻制備玻璃的工藝配料熔制成形退火配料制備配料組成原料粒徑含水量氣體率均勻性玻璃的熔制硅酸鹽的形成玻璃的形成玻璃液的澄清玻璃液的均化玻璃液的冷卻玻璃的成形吹制法：瓶罐等空心玻璃壓制法：煙灰缸、盤子等器皿玻璃壓延法：厚玻璃板拉制法：玻璃管等澆鑄法：光學(xué)玻璃等 重熱：短暫脫離模具接觸，因本身內(nèi)外溫差而加熱表面的現(xiàn)象 ?？梢允箖?nèi)外溫度、質(zhì)量重新分布均勻，防止外表面因為

9、冷卻過快產(chǎn)生太大的張應(yīng)力而使成品破裂。 玻璃的退火目的：消除或減小玻璃中熱應(yīng)力至允許值。溫度：在玻璃轉(zhuǎn)變溫度以下的相當溫度范圍內(nèi) 第一章 玻璃一、定義我國的技術(shù)詞典把玻璃定義為“從熔體冷卻，在室溫下還能保持熔體結(jié)構(gòu)的固體物質(zhì)狀態(tài)”，習(xí)慣上稱之為“過冷的液體”。 二、玻璃的通性各向同性介穩(wěn)性 無固定熔點物理化學(xué)性質(zhì)隨成分變化的連續(xù)性和可逆性 氧化物玻璃的命名含單一的氧化物組分：玻璃的名稱和組分的名稱一致 含有兩種或兩種以上不同的氧化物組分：按照在玻璃中的摩爾分數(shù)從小到大排列 一價元素氧化物，按照分子量從小到大排列；二價主族元素氧化物，接著是二價副族元素氧化物；三價以上的氧化物，按照摩爾分數(shù)由小到

10、大排列；主要的玻璃生成氧化物。 四、常見的幾種玻璃結(jié)構(gòu)1、玻璃的結(jié)構(gòu)理論無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說強調(diào)了玻璃結(jié)構(gòu)的連續(xù)性、均勻性和無序性。 晶子學(xué)說強調(diào)了玻璃結(jié)構(gòu)的微不均勻性和有序性。 2、硅酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)（1）石英玻璃結(jié)構(gòu) （2）堿硅酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)（3）鈉鈣硅酸鹽玻璃結(jié)構(gòu) Na2O-CaO-SiO2三元系統(tǒng)玻璃中，CaO的加入強化了NaO-SiO2的結(jié)構(gòu)，也限制了Na離子的運動。成為大多數(shù)實用玻璃的基礎(chǔ)成分。3、硼酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)硼氧反常性 堿金屬或堿土金屬氧化物加入B2O3中，使玻璃的各種物理性質(zhì)，與相同條件下的堿硅酸鹽玻璃相比，相應(yīng)地向著相反的方向變化。 已知A玻璃為石英玻璃，B玻璃含12%Na2O、10%

11、CaO和78%SiO2（摩爾百分數(shù)），通過計算比較兩種玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)連接程度的好壞。 X表示氧多面體的平均非橋氧數(shù)，Y表示氧多面體的平均橋氧數(shù)，Z表示網(wǎng)絡(luò)形成體中正離子的配位數(shù)，R表示全部氧離子和全部網(wǎng)絡(luò)形成體正離子數(shù)之比 解：由 得到： A玻璃：Z=4，R=2 XA=0，YA=4B玻璃：Z=4，R=（12+10+78×2）/782.28 XB=0.56，YB=3.44 YAYB，說明A玻璃結(jié)構(gòu)中的橋氧數(shù)多于B玻璃，所以A玻璃的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)連接程度比B玻璃好。第二節(jié) 玻璃的制作原理一、玻璃的形成條件來說，同組成的玻璃體與晶體的內(nèi)能差別越大，晶化傾向越大，越難以形成玻璃；反之，越容易形成玻璃

12、 。2、動力學(xué)條件 生成玻璃的關(guān)鍵是熔體的冷卻速度，也就是粘度的增大速度。 泰曼：晶核生成速率與晶體生長速度對應(yīng)的溫度范圍越接近，越難以形成玻璃；反之，越容易形成玻璃。烏爾曼：臨界冷卻速度越大，越難以形成玻璃；反之則容易些（厚度也是影響因素之一）熔點附近的熔體的粘度的大小，是決定能否生成玻璃的主要標志。在相似的粘度-溫度變化曲線情況下，具有較低熔點，即Tg/Tm值較大時，易獲玻璃態(tài)。3、晶體化學(xué)條件熔體結(jié)構(gòu)鍵性鍵強（1）熔體結(jié)構(gòu) 熔體中負離子團的聚合程度越大，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，熔體的粘度就越大，越有利于生成玻璃。負離子團的對稱性越差，越有利于生成玻璃。（2）鍵性 純的離子鍵、金屬鍵和共價鍵都不容易形

13、成玻璃。存在極性共價鍵和金屬共價鍵的時候比較容易形成玻璃。 （3）鍵強大于335KJ/mol的氧化物，能單獨形成玻璃，稱為網(wǎng)絡(luò)形成體。小于250KJ/mol的氧化物，能夠調(diào)整玻璃性質(zhì)，稱為網(wǎng)絡(luò)外體或網(wǎng)絡(luò)調(diào)整體。單鍵強度介于250335KJ/mol的氧化物，稱為中間體。玻璃的形成方法熔體冷卻法氣相沉積法化學(xué)氣相沉積法晶體能量泵入法溶膠-凝膠法熔融法冷卻制備玻璃的工藝配料熔制成形退火選擇原料的原則：原料的質(zhì)量要符合玻璃制品的技術(shù)要求。便于日常生產(chǎn)中調(diào)整成分。適于熔化與澄清，揮發(fā)與分解的氣體無毒性。對耐火材料的侵蝕小。原料易加工、礦藏量大、運輸方便、價格低等。 配料制備預(yù)燒：減少機械磨損，降低鐵的引

14、入。破碎：滿足使用要求的前提下，粒度盡量小。干燥：控制水分，保證配料的準確。篩分：保證混合均勻，避免分層。除鐵：使顏色純凈，透明度好。配料制備的常見指標配料組成：配料計算和各原料稱量的正確性。 原料粒徑：使各種原料的顆粒質(zhì)量相近，對于特別難熔的原料，力度可適當減小 。含水量氣體率均勻性玻璃的熔制硅酸鹽的形成玻璃液的形成玻璃液的澄清：排除玻璃液中氣泡的過程玻璃液的均化：化學(xué)組成均勻和熱均勻 玻璃液的冷卻：防止厚薄不均勻和二次氣泡的產(chǎn)生 玻璃的成形吹制法：瓶罐等空心玻璃壓制法：煙灰缸、盤子等器皿玻璃壓延法：厚玻璃板拉制法：玻璃管等澆鑄法：光學(xué)玻璃等浮法：平板玻璃 重熱：短暫脫離模具接觸，因本身內(nèi)外

15、溫差而加熱表面的現(xiàn)象 ?？梢允箖?nèi)外溫度、質(zhì)量重新分布均勻，防止外表面因為冷卻過快產(chǎn)生太大的張應(yīng)力而使成品破裂。 玻璃的退火目的：消除或減小玻璃中熱應(yīng)力至允許值。溫度：在玻璃轉(zhuǎn)變溫度以下的相當溫度范圍內(nèi)。 最高退火溫度：在該溫度下保持3min能消除95%的應(yīng)力，為退火上限（相當于轉(zhuǎn)變溫度）。最低退火溫度：在該溫度下保溫3min只能消除5%的應(yīng)力，為退火下限。玻璃的退火溫度上限和玻璃的組成有關(guān)。生產(chǎn)中，一般取上限低于轉(zhuǎn)變溫度2030。 四、玻璃的缺陷氣泡結(jié)石：出現(xiàn)在玻璃中的結(jié)晶夾雜物 。條紋和節(jié)瘤 ：玻璃主體內(nèi)存在的異類玻璃夾雜物，玻璃主體上呈不同程度的凸出。 五、玻璃的加工方法冷加工：研磨拋光、

16、切割、噴砂、鉆孔和切削。熱加工：退火 、燒口、火拋光、火焰切割或鉆孔、焊接。表面處理：化學(xué)蝕刻、化學(xué)拋光、表面著色、表面涂層等。 第二節(jié) 玻璃的制作原理一、玻璃的形成條件來說，同組成的玻璃體與晶體的內(nèi)能差別越大，晶化傾向越大，越難以形成玻璃；反之，越容易形成玻璃 。2、動力學(xué)條件 生成玻璃的關(guān)鍵是熔體的冷卻速度，也就是粘度的增大速度。 泰曼：晶核生成速率與晶體生長速度對應(yīng)的溫度范圍越接近，越難以形成玻璃；反之，越容易形成玻璃。烏爾曼：臨界冷卻速度越大，越難以形成玻璃；反之則容易些（厚度也是影響因素之一）。3、晶體化學(xué)條件熔體結(jié)構(gòu)鍵性鍵強（1）熔體結(jié)構(gòu) 熔體中負離子團的聚合程度越大，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，

17、熔體的粘度就越大，越有利于生成玻璃。負離子團的對稱性越差，越有利于生成玻璃。（2）鍵性 純的離子鍵、金屬鍵和共價鍵都不容易形成玻璃。存在極性共價鍵和金屬共價鍵的時候比較容易形成玻璃。 （3）鍵強大于335KJ/mol的氧化物，能單獨形成玻璃，稱為網(wǎng)絡(luò)形成體。小于250KJ/mol的氧化物，能夠調(diào)整玻璃性質(zhì)，稱為網(wǎng)絡(luò)外體或網(wǎng)絡(luò)調(diào)整體。單鍵強度介于250335KJ/mol的氧化物，稱為中間體。四、玻璃的缺陷氣泡結(jié)石：出現(xiàn)在玻璃中的結(jié)晶夾雜物 。條紋和節(jié)瘤 ：玻璃主體內(nèi)存在的異類玻璃夾雜物，玻璃主體上呈不同程度的凸出。 五、玻璃的加工方法冷加工：研磨拋光、切割、噴砂、鉆孔和切削。熱加工：退火 、燒口

18、、火拋光、火焰切割或鉆孔、焊接。表面處理：化學(xué)蝕刻、化學(xué)拋光、表面著色、表面涂層等。 熔融冷卻法制備玻璃的工藝配料熔制成形退火配料制備的常見指標配料組成：配料計算和各原料稱量的正確性。 原料粒徑：使各種原料的顆粒質(zhì)量相近，對于特別難熔的原料，力度可適當減小 。含水量氣體率均勻性玻璃的熔制硅酸鹽的形成玻璃液的形成玻璃液的澄清：排除玻璃液中氣泡的過程玻璃液的均化：化學(xué)組成均勻和熱均勻 玻璃液的冷卻：防止厚薄不均勻和二次氣泡的產(chǎn)生 玻璃的成形吹制法：瓶罐等空心玻璃壓制法：煙灰缸、盤子等器皿玻璃壓延法：厚玻璃板拉制法：玻璃管等澆鑄法：光學(xué)玻璃等浮法：平板玻璃 重熱：短暫脫離模具接觸，因本身內(nèi)外溫差而加

19、熱表面的現(xiàn)象 ?？梢允箖?nèi)外溫度、質(zhì)量重新分布均勻，防止外表面因為冷卻過快產(chǎn)生太大的張應(yīng)力而使成品破裂。 玻璃的退火目的：消除或減小玻璃中熱應(yīng)力至允許值。溫度：在玻璃轉(zhuǎn)變溫度以下的相當溫度范圍內(nèi)。 最高退火溫度：在該溫度下保持3min能消除95%的應(yīng)力，為退火上限（相當于轉(zhuǎn)變溫度）。最低退火溫度：在該溫度下保溫3min只能消除5%的應(yīng)力，為退火下限。玻璃的退火溫度上限和玻璃的組成有關(guān)。生產(chǎn)中，一般取上限低于轉(zhuǎn)變溫度2030。 第三節(jié) 玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性對玻璃作用的侵蝕劑分為兩類：只能改變、破壞或溶解玻璃結(jié)構(gòu)中的R2O、RO等網(wǎng)絡(luò)調(diào)整體：水、潮濕的空氣、酸、中性和酸性鹽溶液。既對R2O、RO起作用，

20、也對硅氧骨架起作用：氫氧化鈉溶液、碳酸鹽溶液、氫氟酸、氟化物溶液和磷酸鹽溶液等。 水對玻璃的侵蝕 酸對玻璃的侵蝕除了氫氟酸之外，一般的酸并不直接與玻璃起反應(yīng)，而是通過水對玻璃進行侵蝕，所以濃酸的對玻璃的侵蝕作用低于稀酸。高堿玻璃的耐水性比耐酸性更好，高硅玻璃的耐酸性比耐水性更好。 堿對玻璃的侵蝕 大氣對玻璃的侵蝕 大氣的侵蝕實質(zhì)上是水汽、CO2、SO2等作用的總和。水汽對玻璃的侵蝕，最后會類似于堿溶液對玻璃的侵蝕；大氣中的CO2、SO2溶于水后與堿溶液生成NaCO3、NaSO4等鹽類，也會加速對玻璃的侵蝕，而且NaCO3和NaOH溶液的混合液比單獨的NaCO3或NaOH溶液的作用更劇烈。所以潮

21、濕的大氣對玻璃的侵蝕比水強烈。 影響玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的主要因素組成：硅酸鹽玻璃中硅氧含量越多，化學(xué)穩(wěn)定性越好。堿金屬氧化物含量越高，化學(xué)穩(wěn)定性越低，且隨著陽離子半徑的減小，對其影響也越小。兩種以上堿金屬離子存在，或二價的堿土金屬氧化物取代一價的堿金屬氧化物，都會改善化學(xué)穩(wěn)定性。引入三價以上網(wǎng)絡(luò)外氧化物，提高化學(xué)穩(wěn)定性。含有B2O3的玻璃，存在硼反?，F(xiàn)象。 熱處理：一般急冷玻璃的穩(wěn)定性比徐冷玻璃的差。玻璃在明焰爐中退火，化學(xué)穩(wěn)定性隨著退火時間的增加和退火溫度的提高而變好。 硼酸鹽玻璃是個例外，有時候退火玻璃反而化學(xué)穩(wěn)定性低。 溫度： 玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性隨溫度升高而下降。100以下，溫度每提高10，侵

22、蝕介質(zhì)的侵蝕速度增加50%150%；100以上，侵蝕速度劇烈增加。壓力： 壓力提高到一定值的時候，玻璃在短時間內(nèi)就會被破壞，同時有大量的SiO2進入溶液中。 第四節(jié) 玻璃的著色和脫色一、玻璃的著色離子著色金屬膠體粒子著色化合物著色二、玻璃的脫色化學(xué)脫色物理脫色一、玻璃的著色離子著色本質(zhì)是金屬離子內(nèi)部不飽和電子層中的價電子，在不同能級間躍遷，引起對可見光的選擇性吸收。包括過渡金屬離子著色和稀土金屬離子著色。硫、硒及其化合物著色單質(zhì)硫只在含硼很高的玻璃中才穩(wěn)定，使玻璃產(chǎn)生藍色。單質(zhì)硒可在中性條件下存在玻璃中，產(chǎn)生淡紫紅色。硫化鎘和硒化鎘著色玻璃的顏色隨CdS/CdSe的比例而變化。只含CdS時呈黃

23、色，CdS/CdSe=10/90時呈深紅色，而CdSe大于90%時呈褐色。 金屬膠體著色 玻璃可以通過細分散狀態(tài)的金屬對光的選擇性吸收而著色。一般認為選擇性吸收是由于膠態(tài)金屬顆粒的光散射引起的。金屬膠體著色劑中最主要的是金、銀、銅 ，玻璃的顏色很大程度上取決于金屬粒子的尺寸。 二、玻璃的脫色化學(xué)脫色玻璃中FeO的著色能力強過Fe2O3十倍左右。所以要盡量使FeO氧化成Fe2O3。為了達到氧化目的，一方面在熔窖里保持氧化氣氛，另一方面可加入氧化劑如NaNO3、Mn2O3、CeO2等。在配合料中加入氯化物或氟化物，與鐵生成無色絡(luò)合物。 物理脫色通過引入適當?shù)闹珓﹣碇泻筒Ａг镜念伾?，使玻璃變成?/p>

24、色或灰色。缺點是使玻璃的總透過率下降。黃綠色的互補色是藍紫色，可以選用能形成藍色、紫色的脫色劑。一般選用硒、氧化亞鈷、氧化亞鎳、氧化錳和氧化釹等。第五節(jié) 新型玻璃材料 微晶玻璃 定義：將加有成核劑的特定組成的基礎(chǔ)玻璃，在一定溫度下進行熱處理時，使原本單一的玻璃相變成具有微晶體和玻璃相均勻分布的材料 。性能機械強度高，是普通玻璃的12倍；硬度和耐磨性好，硬度高于高碳鋼和花崗巖；絕緣性能優(yōu)良，介電損耗少，介電常數(shù)穩(wěn)定；耐化學(xué)腐蝕；熱穩(wěn)定性好，使用溫度高，通過控制原始玻璃中晶相和玻璃相的比例可以在很大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)熱膨脹系數(shù)。三大影響因素：原始組成的成份、微晶體的尺寸和數(shù)量、殘余玻璃相的性質(zhì)和數(shù)量。 生

25、產(chǎn)工藝 配合料制備玻璃熔融成形加工微晶化處理再加工注意：熔制和成形過程中不結(jié)晶；成形后的玻璃有良好的加工性能；微晶化處理的時候能迅速實現(xiàn)整體析晶最關(guān)鍵的是熱處理 ：階梯溫度制度和等溫溫度制度 光導(dǎo)纖維玻璃激光玻璃 光色玻璃半導(dǎo)體玻璃生物玻璃 已知A玻璃為石英玻璃，B玻璃含12%Na2O、10%CaO和78%SiO2（摩爾百分數(shù)），通過計算比較兩種玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)連接程度的好壞。 ，X表示氧多面體的平均非橋氧數(shù)，Y表示氧多面體的平均橋氧數(shù)，Z表示網(wǎng)絡(luò)形成體中正離子的配位數(shù)，R表示全部氧離子和全部網(wǎng)絡(luò)形成體正離子數(shù)之比 解：由 得到： A玻璃：Z=4，R=2 XA=0，YA=4B玻璃：Z=4，R=（1

26、2+10+78×2）/782.28 XB=0.56，YB=3.44 YAYB，說明A玻璃結(jié)構(gòu)中的橋氧數(shù)多于B玻璃，所以A玻璃的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)連接程度比B玻璃好。第三章 陶瓷 由天然或人工合成的粉狀化合物，經(jīng)過高溫燒結(jié)制成的，金屬和非金屬元素的無機化合物構(gòu)成的多晶固體材料。 三、陶器和瓷器的區(qū)別 1、原料：陶器使用一般黏土即可制坯燒成，瓷器以高嶺土作坯。2、胎色和透明度：陶器坯體不透明，一般呈紅色、褐色或灰色；瓷器的胎色為白色，胎體半透明。3、燒成溫度 ：陶器一般在7001000，瓷器一般在1200以上。 4、堅硬程度 ：陶器硬度較差；瓷器表面用一般鋼刀很難劃出溝痕。5、釉料 ：陶器表面一般

27、不施釉或施低溫釉，瓷器的釉料有釉下彩和釉上彩兩種。6、總氣孔率 ：致密度和燒結(jié)度的標志。普通陶器12538；精陶1230；細炻器（為48；硬質(zhì)瓷26。7、吸水率：燒結(jié)度和瓷化程度的重要標志。普通陶器吸水率都在8以上，細炻器為0.512，瓷器為00.5。 四、陶瓷的顯微結(jié)構(gòu) 1、晶相 ：陶瓷的主要組成相，其性能往往能表征材料的特性。它的結(jié)構(gòu)、數(shù)量、形態(tài)和分布，決定了陶瓷的主要特點和應(yīng)用。一種陶瓷材料中會有主晶相、次晶相、第三晶相······主晶相的性能標志著陶瓷材料的物理化學(xué)性能。2、玻璃相 ：填充晶粒間隙，粘結(jié)分散的晶相，提高材料的致

28、密度；降低燒結(jié)溫度，加速燒結(jié)過程；阻止晶體轉(zhuǎn)變，抑制晶粒長大；獲得一定程度的玻璃特性，如透光性和光澤等。玻璃相的力學(xué)強度通常比晶相低，熔點低，熱穩(wěn)定性差一些，導(dǎo)致陶瓷在高溫下產(chǎn)生蠕變。 3、氣相：對材料的透氣性、滲透性和吸水性有重要意義。使陶瓷密度減少，并能減振。使陶瓷強度下降，絕緣性降低，導(dǎo)熱性能變?nèi)酰渤Ｊ窃斐闪鸭y的根源。力求氣孔細小，呈球形，分布均勻。五、陶瓷的基本性能與特點 1、較高的彈性模量；2、強度高，抗壓強度遠遠大于抗拉強度；3、耐磨性能良好；4、好的耐久性，如耐腐蝕、耐高溫、抗氧化；5、硬度高；6、優(yōu)良的電絕緣性能。 除上述性能外，陶瓷的脆性 大，理論強度高，但實際強度較低，這

29、是陶瓷改善性能的主要方面之一。 第二節(jié) 陶瓷的制作原理原料制備成型干燥燒成施釉一、原料的制備（一）天然原料1、粘土類原料：水鋁硅酸鹽礦物的混合體 2、長石類原料：堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸鹽 3、石英類原料：SiO2結(jié)晶礦物 4、滑石類原料：3MgO·4SiO2·H2O 5、硅灰石原料 ：CaO·SiO2 1、粘土類原料主要化學(xué)成分：SiO2、Al2O3、H2O；K2O、Na2O；CaO、MgO；Fe2O3、TiO2。 可塑性好，在坯料中起塑化和粘合的作用，使陶瓷坯體得以成型。保證干坯的強度和燒成后的使用性能，如機械強度、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。 2、長石類原料呈架狀

30、結(jié)構(gòu)的堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸鹽，非塑性材料。促進坯體燒結(jié)的主要熔劑性礦物。 保證坯體的機械強度和化學(xué)穩(wěn)定性。 防止坯體在高溫下變形。 提高透明度、光澤度和使用性能。提高坯體的干燥速度，減小坯體的干燥收縮和變形。 3、石英類原料非塑性材料，質(zhì)硬、化學(xué)穩(wěn)定性好、難熔，能降低坯料的粘度或可塑性。 增加坯體的機械強度。 有利于使釉面形成半透明的玻璃體，提高白度，并能夠提高釉面的耐磨和耐化學(xué)侵蝕性。縮短干燥時間，減少坯體干燥收縮，防止變形 。燒成過程中，SiO2體積的膨脹在一定程度上可以彌補坯體收縮的作用。 4、滑石天然的含水硅酸鎂礦物，層狀結(jié)構(gòu)，與水結(jié)合時具有弱的可塑性。降低燒成溫度。加速莫來石晶體

31、的生成。提高白度、透明度、機械強度和熱穩(wěn)定性在。改善釉層的彈性和熱穩(wěn)定性，加寬釉料的熔融范圍。 5、硅灰石又名板石，是偏硅酸鈣類礦。增加坯體及釉料中熔劑礦物的含量，降低產(chǎn)品的燒成溫度。干燥收縮、燒成收縮和熱膨脹系數(shù)小，有利于陶瓷的快速燒成。 （二）化工原料1、氧化物Al2O3、MgO、SiO2、TiO2等；2、金屬鹽BaCO3、MgCO3、CaCO3等；3、鹵化物CaF2、NH4Cl、SnCl2、NaCl等；4、其它如Al(OH)3、B2O3·3H2O、H2MoO4·H2O、2PbCO3·Pb(OH)2等。（三）合成原料（四）坯料制備原料處理配料混合制備 1、原料

32、處理（1）預(yù)燒 幫助碎化原料 減少坯料收縮 改變結(jié)構(gòu)形態(tài) 穩(wěn)定晶型（2）精選：指對原料進行分離、提純，除去原料中的各種雜質(zhì)，尤其是含鐵雜質(zhì)，使之在化學(xué)組成、礦物組成、顆粒尺寸中更符合原料的質(zhì)量要求。 2、配料 ：注意配方的計算要準確，具體的稱量要精確。 3、混合制備（1）細粉碎：增加顆粒的比表面積，使顆粒的活性大大增加，有利于坯料的成形，降低燒結(jié)溫度，提高致密度。（2）泥漿的脫水：泥漿含水量過高，不能直接成形，需要去除坯料的多余水分。（3）造粒：將細碎后的陶瓷粉料制備成具有一定粒度的坯料，使其適于干壓或半干壓成形工藝。（4）陳腐（陳化）：將泥料放在陰暗而濕度大的室內(nèi)儲存一段時間，改善其性能。坯

33、料經(jīng)過陳化后，水分、泥料分布更均勻，可塑性提高，減少加工過程中的開裂，降低坯料在成形和干燥時的破損率。（5）練泥和真空處理：練泥是指捏練泥料以改善質(zhì)量的方法。練泥并真空脫氣后，可提高制品強度15%20%。 二、坯料的成型1、注漿成型大型、形狀復(fù)雜、薄壁、精度要求不高的日用陶瓷和建筑陶瓷 流動性好：坯料含水率為28%35% 懸浮性好 觸變性適當 濾過性好 2、可塑成型 良好的可塑性：取決于強可塑性原料或塑化劑的用量。 一定的形狀穩(wěn)定性：可以通過調(diào)節(jié)強可塑原料的用量和含水量來控制。 含水量適當：18%25% 。 坯體的干燥強度和收縮率：主要影響因素是坯體中強可塑原料的用量和水分含量。 3、壓制成型

34、流動性好。堆積密度大。含水率和水分的均勻性：含水率一般為3%15%。3%7%稱為干壓坯料；8%15%，稱為半干壓坯料。 三、坯體的干燥 干燥初期，排除自由水，干燥速度基本恒定，與空氣的濕度和溫度有關(guān)。排除吸附水，干燥速度呈下降趨勢。毛細管中殘余水分和坯體原料中結(jié)合水的排除則需在較高的溫度下實現(xiàn)。 影響干燥的因素 ：坯料的性質(zhì)：粘土的可塑性越強，加入量越多，顆粒越細，干燥速度就越難提高；非可塑性原料越多，顆粒越粗，越有利于提高干燥速度。坯體形狀、大小和厚度：形狀復(fù)雜、體大壁厚的坯體在干燥時更容易產(chǎn)生收縮應(yīng)力，所以干燥速度要適當控制，不宜太快。坯體溫度：坯體溫度高，水的粘度小，有利于加快干燥。干燥

35、介質(zhì)的性質(zhì)：干燥介質(zhì)溫度越高，濕度越小，則吸收水分的能力越大。使熱擴散與濕擴散的方向一致。四、陶瓷的燒成目的：獲得高的強度低溫階段：干燥過程的延續(xù)。中溫階段：結(jié)構(gòu)水排除、有機物和碳素的氧化、碳酸鹽分解和晶型轉(zhuǎn)變 。高溫階段：玻璃態(tài)物質(zhì)和莫來石晶體大量生成 ，釉層?；＠鋮s階段：隨著溫度降低，液相析晶，玻璃相物質(zhì)凝固，石英晶型發(fā)生轉(zhuǎn)變 。 冷卻階段可細分為：急冷階段（最高燒成溫度850 ）：坯體內(nèi)液相處于塑性狀態(tài)，可快冷而不開裂，縮短燒成周期，防止液相析晶和晶粒長大。冷卻速度可控制在150300/h。緩冷階段（ 850400 ）：含堿高的玻璃熱膨脹系數(shù)大，石英晶型轉(zhuǎn)變引起的體積收縮應(yīng)力也很大，而

36、凝固的初期坯體強度很低，所以應(yīng)緩慢冷卻，避免出現(xiàn)開裂、塌型等缺陷，冷卻速度可以控在4070/h。最終冷卻階段（400室溫）：一般可以快冷，降溫速度控制在100/h以上。對于含大量方石英的坯體在晶型轉(zhuǎn)變區(qū)仍應(yīng)緩冷。 燒成新方法熱壓燒結(jié)熱等靜壓燒結(jié)真空燒結(jié)燒結(jié)過程的控制因素溫度和保溫時間原料顆粒和活性 添加劑 氣氛壓力四、陶瓷的顯微結(jié)構(gòu) 1、晶相 ：陶瓷的主要組成相，其性能往往能表征材料的特性。它的結(jié)構(gòu)、數(shù)量、形態(tài)和分布，決定了陶瓷的主要特點和應(yīng)用。一種陶瓷材料中會有主晶相、次晶相、第三晶相······主晶相的性能標志著陶瓷材料的物理化學(xué)

37、性能。2、玻璃相 ：填充晶粒間隙，粘結(jié)分散的晶相，提高材料的致密度；降低燒結(jié)溫度，加速燒結(jié)過程；阻止晶體轉(zhuǎn)變，抑制晶粒長大；獲得一定程度的玻璃特性，如透光性和光澤等。玻璃相的力學(xué)強度通常比晶相低，熔點低，熱穩(wěn)定性差一些，導(dǎo)致陶瓷在高溫下產(chǎn)生蠕變。 3、氣相：對材料的透氣性、滲透性和吸水性有重要意義。使陶瓷密度減少，并能減振。使陶瓷強度下降，絕緣性降低，導(dǎo)熱性能變?nèi)?，也常是造成裂紋的根源。力求氣孔細小，呈球形，分布均勻。第二節(jié) 陶瓷的制作原理原料制備成型干燥燒成施釉一、原料的制備（一）天然原料1、粘土類原料：水鋁硅酸鹽礦物的混合體 2、長石類原料：堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸鹽 3、石英類原料：Si

38、O2結(jié)晶礦物 4、滑石類原料：3MgO·4SiO2·H2O 5、硅灰石原料 ：CaO·SiO2 1、粘土類原料主要化學(xué)成分：SiO2、Al2O3、H2O；K2O、Na2O；CaO、MgO；Fe2O3、TiO2。 可塑性好，在坯料中起塑化和粘合的作用，使陶瓷坯體得以成型。保證干坯的強度和燒成后的使用性能，如機械強度、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。 2、長石類原料呈架狀結(jié)構(gòu)的堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸鹽，非塑性材料。促進坯體燒結(jié)的主要熔劑性礦物。 保證坯體的機械強度和化學(xué)穩(wěn)定性。 防止坯體在高溫下變形。 提高透明度、光澤度和使用性能。提高坯體的干燥速度，減小坯體的干燥收縮和變形

39、。 3、石英類原料非塑性材料，質(zhì)硬、化學(xué)穩(wěn)定性好、難熔，能降低坯料的粘度或可塑性。 增加坯體的機械強度。 有利于使釉面形成半透明的玻璃體，提高白度，并能夠提高釉面的耐磨和耐化學(xué)侵蝕性?？s短干燥時間，減少坯體干燥收縮，防止變形 。燒成過程中，SiO2體積的膨脹在一定程度上可以彌補坯體收縮的作用。 （四）坯料制備原料處理配料混合制備 1、原料處理（1）預(yù)燒 幫助碎化原料 減少坯料收縮 改變結(jié)構(gòu)形態(tài) 穩(wěn)定晶型（2）精選：指對原料進行分離、提純，除去原料中的各種雜質(zhì)，尤其是含鐵雜質(zhì)，使之在化學(xué)組成、礦物組成、顆粒尺寸中更符合原料的質(zhì)量要求。 2、配料 ：注意配方的計算要準確，具體的稱量要精確。 3、混

40、合制備（1）細粉碎：增加顆粒的比表面積，使顆粒的活性大大增加，有利于坯料的成形，降低燒結(jié)溫度，提高致密度。（2）泥漿的脫水：泥漿含水量過高，不能直接成形，需要去除坯料的多余水分。（3）造粒：將細碎后的陶瓷粉料制備成具有一定粒度的坯料，使其適于干壓或半干壓成形工藝。（4）陳腐（陳化）：將泥料放在陰暗而濕度大的室內(nèi)儲存一段時間，改善其性能。坯料經(jīng)過陳化后，水分、泥料分布更均勻，可塑性提高，減少加工過程中的開裂，降低坯料在成形和干燥時的破損率。（5）練泥和真空處理：練泥是指捏練泥料以改善質(zhì)量的方法。練泥并真空脫氣后，可提高制品強度15%20%。 二、坯料的成型1、注漿成型大型、形狀復(fù)雜、薄壁、精度要

41、求不高的日用陶瓷和建筑陶瓷 流動性好：坯料含水率為28%35% 懸浮性好 觸變性適當 濾過性好 2、可塑成型 良好的可塑性：取決于強可塑性原料或塑化劑的用量。 一定的形狀穩(wěn)定性：可以通過調(diào)節(jié)強可塑原料的用量和含水量來控制。 含水量適當：18%25% 。 坯體的干燥強度和收縮率：主要影響因素是坯體中強可塑原料的用量和水分含量。 3、壓制成型流動性好。堆積密度大。含水率和水分的均勻性：含水率一般為3%15%。3%7%稱為干壓坯料；8%15%，稱為半干壓坯料。 三、坯體的干燥 干燥初期，排除自由水，干燥速度基本恒定，與空氣的濕度和溫度有關(guān)。排除吸附水，干燥速度呈下降趨勢。毛細管中殘余水分和坯體原料中

42、結(jié)合水的排除則需在較高的溫度下實現(xiàn)。 四、陶瓷的燒成目的：獲得高的強度低溫階段：干燥過程的延續(xù)。中溫階段：結(jié)構(gòu)水排除、有機物和碳素的氧化、碳酸鹽分解和晶型轉(zhuǎn)變 。高溫階段：玻璃態(tài)物質(zhì)和莫來石晶體大量生成 ，釉層?；＠鋮s階段：隨著溫度降低，液相析晶，玻璃相物質(zhì)凝固，石英晶型發(fā)生轉(zhuǎn)變 。 五、施 釉（一）釉的組成：酸性原料硅石+堿性原料、鋁氧類原料粘土和熔劑釉用原料：粒度小、純度高 （二）釉料配制原則 釉料組成應(yīng)適應(yīng)坯體的性能和燒成工藝要求要使釉層的物理化學(xué)性質(zhì)與坯體相適應(yīng) 合理選擇釉用原料 釉料配方應(yīng)參照下列經(jīng)驗（SiO2+B2O3）：（R2O+RO）=（1：1）（3：1），這樣不致使熔塊溫度

43、太高而引起PbO、B2O3和堿性氧化物大量揮發(fā)。在熔塊釉中堿性金屬氧化物與堿土金屬氧化物之比應(yīng)小于1.含硼熔塊中，SiO2/B2O3應(yīng)在2以上。熔塊中Al2O3的摩爾數(shù)應(yīng)小于0.2。（三）釉的性質(zhì) 1、釉的熔融溫度范圍 ：由始熔溫度到流動溫度 。2、釉的化學(xué)組成 ：坯釉有適當?shù)牟町愋浴?、釉的化學(xué)穩(wěn)定性 ：主要取決于硅氧四面體相互連接的程度。 4、釉的粘度和表面張力：粘度取決于化學(xué)組成和燒成溫度。 表面張力決定于化學(xué)組成、燒成溫度和燒成氣氛。5、釉的彈性和熱膨脹性 ：釉的熱膨脹系數(shù)略小于坯體。6、釉的硬度：主要決定于釉層化學(xué)組成、礦物組成和顯微結(jié)構(gòu) 7、釉的光澤度 8、坯釉適應(yīng)性 （1）熱膨脹

44、系數(shù)：釉的膨脹系數(shù)略低于坯的膨脹系數(shù) （2）釉層厚度（3）釉的彈性（4）中間層（五）釉料制備 1、一定的細度 ：直接影響著釉漿的稠度、懸浮性、坯與釉的粘附性、坯釉燒成后的形狀以及坯釉的質(zhì)量2、適中的相對密度：影響施釉的速度和釉層的厚度3、適宜的粘度 （六）施釉方法 浸釉法澆釉法 噴釉法 （七）顏色釉 1、低溫色釉：硅酸鉛玻璃為主唐三彩釉；硼硅堿質(zhì)熔塊為基礎(chǔ)。2、高溫色釉：傳統(tǒng)高溫色釉是以石灰釉為基礎(chǔ)；現(xiàn)代高溫色釉多采用長石釉為基礎(chǔ)。 3、按照著色機理不同分為：膠體著色：呈色的金屬與非金屬元素與化合物。 離子著色：過渡金屬和稀土元素的有色離子化合物。 晶體著色藝術(shù)釉 結(jié)晶釉 裂紋釉 變色釉 虹彩

45、釉第三節(jié) 普通陶瓷彩陶和黑陶的出現(xiàn)是仰韶文化和龍山文化的標志殷、周：釉料發(fā)明，出現(xiàn)釉陶和白陶秦：建筑陶瓷使用的開端東漢：原始瓷器生產(chǎn)成熟唐：越窯青瓷、刑窯白瓷、唐三彩系鉛釉宋：五大名窯明：景德鎮(zhèn)白瓷、影青瓷5000年前：豎穴窯、橫穴窯戰(zhàn)國：南方的傾斜式龍窯和北方的饅頭窯宋：以煤為燃料燒制瓷器明：福建德化階梯窯清：景德鎮(zhèn)蛋形窯1899年：法國創(chuàng)建隧道窯燒制陶器，后德國改造為現(xiàn)代隧道窯燒制瓷器饅頭窯第三節(jié) 普通陶瓷彩陶和黑陶的出現(xiàn)是仰韶文化和龍山文化的標志殷、周：釉料發(fā)明，出現(xiàn)釉陶和白陶秦：建筑陶瓷使用的開端東漢：原始瓷器生產(chǎn)成熟唐：越窯青瓷、刑窯白瓷、唐三彩系鉛釉宋：五大名窯明：景德鎮(zhèn)白瓷、影青

46、瓷5000年前：豎穴窯、橫穴窯戰(zhàn)國：南方的傾斜式龍窯和北方的饅頭窯宋：以煤為燃料燒制瓷器明：福建德化階梯窯清：景德鎮(zhèn)蛋形窯1899年：法國創(chuàng)建隧道窯燒制陶器，后德國改造為現(xiàn)代隧道窯燒制瓷器一、陶器 粗陶器、普通陶器和精陶器 我國精陶配方主要分為兩大類：SiO2含量在70以上的高硅系統(tǒng)和Al2O3接近30的高鋁系統(tǒng) 。釉料的選擇須和低溫燒成溫度適應(yīng)。 吸濕膨脹：精陶坯體（特別是釉面磚）在長時間與潮濕空氣接觸的過程中，會吸收大氣中的水分而產(chǎn)生吸濕膨脹現(xiàn)象。 后期龜裂：由于吸濕膨脹導(dǎo)致的?？梢酝ㄟ^降低坯體的氣孔率；在坯料中引入透輝石、硅灰石質(zhì)原料成分；控制工序流程以獲得更多的結(jié)晶相和玻璃相等措施盡量

47、避免。 二、炻器燒結(jié)程度介于陶器和瓷器間，坯體致密性較好，即使不施釉，液體和氣體也不透過，坯體透光性差，吸水率一般不大于3。主要礦物相：莫來石、石英、方石英和玻璃相。典型釉：鹽釉和黃土釉。 三、瓷器 配方：高嶺土40%、長石2035%、石英040%。硬質(zhì)瓷：高嶺土和粘土50、長石25、石英25，燒成溫度13201450 。軟質(zhì)瓷：長石高達35%甚至40%，燒成溫度11501300。骨瓷低膨脹陶瓷：滑石和粘土按照1：2的比例進行配料 。第四節(jié) 特種陶瓷 一、特種陶瓷與普通陶瓷的區(qū)別原料不同產(chǎn)地、爐窯的陶瓷與化學(xué)組成、性能 的關(guān)系制備工藝 燒成溫度性能加工 應(yīng)用 二、氧化物陶瓷 氧化鋁陶瓷氧化鈹陶

48、瓷氧化鋯陶瓷透明陶瓷1、氧化鋁陶瓷以-Al2O3為主晶相，含量在75%99%，以配料中Al2O3的百分含量命名。原料煅燒-磨細-配料-成型-燒結(jié)化學(xué)穩(wěn)定性良好、強度高、硬度大磨具、刀具、軸承、人工關(guān)節(jié)、坩堝、航空材料2、氧化鈹陶瓷高溫電絕緣性能好導(dǎo)熱系數(shù)大，與金屬接近常溫強度小，高溫抗壓強度高抗堿腐蝕能力強良好的核反應(yīng)堆減速劑材料BeO粉塵劇毒，經(jīng)燒結(jié)的BeO陶瓷無毒3、氧化鋯陶瓷密度大、硬度高、耐火度高、化學(xué)穩(wěn)定性好易發(fā)生多形性轉(zhuǎn)變，因此需要添加穩(wěn)定劑可用作汽缸內(nèi)襯、活塞頂、轉(zhuǎn)子、軸承、葉片、模具、原子反應(yīng)堆工程用高溫結(jié)構(gòu)材料、絕熱材料4、透明氧化物陶瓷 透明陶瓷是一種用無機粉末經(jīng)過燒結(jié)使之

49、具有一定的透明度，當拋光成1mm厚時透光率大于40%的材料。具有陶瓷的優(yōu)良性能，又具有玻璃的光學(xué)性能，主要用于高壓鈉燈管、紅外元件、電子工業(yè)和航天技術(shù)等。 三、非氧化物陶瓷1、石墨很好的高溫穩(wěn)定性。強度隨溫度升高而升高 。良好的抗熱震性。 可作電極材料，耐火材料爐襯、高溫模具和壓頭 、原子能工業(yè)中的減速劑，航天技術(shù)中作高溫結(jié)構(gòu)材料等。 2、碳化硅陶瓷化學(xué)穩(wěn)定性很高。純SiC是無色高阻的絕緣體，而摻雜的SiC就具有半導(dǎo)體性質(zhì)。 高溫強度大、抗蠕變、耐磨、熱膨脹系數(shù)小、熱穩(wěn)定性好，耐腐蝕性優(yōu)良，是良好的高溫結(jié)構(gòu)材料。 第三章 膠凝材料定義：能將散裝材料或纖維材料膠結(jié)在一起，經(jīng)物理、化學(xué)作用，由漿體

50、硬化而成為堅固的人造石材的材料。分為有機和無機兩大類。無機膠凝材料按照硬化條件，又可以分為水硬性膠凝材料和氣硬性膠凝材料。 新石器時代 ：黏土來抹砌簡易的建筑物 。公元前20003000年 ：利用經(jīng)過煅燒所得到的石膏或石灰來調(diào)制砌筑砂漿。公元初期 ：火山灰材料。 18世紀：水硬性石灰和羅馬水泥 。19世紀初期 ：硅酸鹽水泥。一、氣硬性膠凝材料（一）石膏膠凝材料1、天然二水石膏（ CaSO4·2H2O ）CaO 32.57%、SO3 46.50%、H2O 20.93%2、天然硬石膏（CaSO4）理論質(zhì)量組成：CaO 41.19%，SO3 58.81% 3、工業(yè)副產(chǎn)石膏磷石膏：洗衣粉廠、

51、磷肥廠采用的氟磷灰石Ca5F(PO4)3生產(chǎn)磷酸時的工業(yè)副產(chǎn)品。 氟石膏：螢石粉（CaF2）和硫酸生產(chǎn)氫氟酸時的工業(yè)副產(chǎn)品。 （二）建筑石膏的主要性能建筑石膏主要特點：凝結(jié)硬化快 凝結(jié)硬化時體積微膨脹孔隙率高、體積密度小保溫性、吸聲性好強度較低抗?jié)B性、耐水性、抗凍性差防火性好（三）建筑石膏的應(yīng)用較高級的室內(nèi)抹灰、粉刷。制作各種板材：裝飾石膏板、吸聲用穿孔石膏板、纖維石膏板以及空心石膏板等。 二、石灰塊狀生石灰：原料煅燒得到的原產(chǎn)品。生石灰粉：細度一般要求0.08mm方孔篩篩余小于15%。消石灰粉：生石灰用適量水消化得到的粉末 。石灰漿：生石灰用過量水消化得到的漿體 。 （一）石灰的煅燒CaCO

52、3+178kJ=CaO+CO2 煅燒溫度控制在10001200或更高些。當石灰石中菱鎂礦含量增加時，在保證CaCO3分解完全的前提下，盡可能降低煅燒溫度。煅燒溫度過高或過低和煅燒時間的長短都會影響石灰的質(zhì)量。 （二）石灰的消化CaO+H2O=Ca（OH）2反應(yīng)可逆反應(yīng)放熱反應(yīng)伴隨外觀體積增大 改變石灰的細度、水灰比、消化溫度和摻入外加劑（如石膏）等，可有效地控制石灰消化時的體積變化。 （三）石灰漿體的硬化1、石灰漿體的干燥硬化2、石灰漿體的碳化硬化Ca（OH）2+ CO2+nH2O=CaCO3+(n+1)H2O （四）石灰的應(yīng)用粉白用石灰乳抹灰和砌筑砂漿無熟料水泥和硅酸鹽制品碳化制品三、鎂質(zhì)膠

53、凝材料（一）鎂質(zhì)膠凝材料的原料1、菱鎂礦：MgO 47.82%，CO2 52.18%2、白云石：MgO 21.87%，CaO 30.41%，CO2 47.72%（二）鎂質(zhì)膠凝材料的生產(chǎn)1、菱鎂礦的煅燒：800850 2、白云石的煅燒：650750 3、調(diào)和劑：MgCl2、MgSO4·7H2O、KFe(SO4)2·12H2O （三）鎂質(zhì)膠凝材料的應(yīng)用鋸末地板配制砂漿空心隔板刨花板玻纖波形瓦一、陶器 粗陶器、普通陶器和精陶器 我國精陶配方主要分為兩大類：SiO2含量在70以上的高硅系統(tǒng)和Al2O3接近30的高鋁系統(tǒng) 。釉料的選擇須和低溫燒成溫度適應(yīng)。 吸濕膨脹：精陶坯體（特別是釉面磚）在長時間與潮濕空氣