第4章 无机非金属材料.ppt

2.形成玻璃的方法 (1) 熔体冷却法　熔体冷却法包括常规的熔体冷却和极端骤冷两种方法。(2) 气相冷却技术　将一种或几种组分在气相中沉积到基体上也能得到非晶态固体。(3) 固态方法　除了前面介绍的用熔体冷却和气相冷却法获得玻璃或非晶态物质外，也可以通过固态方法从晶体得到非晶态固体，如辐照、冲击波、机械及扩散方法等。(4) 溶胶-凝胶法　有一系列通过溶液化学途径合成无机玻璃的方法，溶胶-凝胶法就是其中之一。 3.形成玻璃的条件 (1) 热力学条件　从热力学观点来看，玻璃处于介稳状态，有转变为稳定晶态的趋势。(2) 动力学条件　熔体玻璃化或结晶化是矛盾的两个方面，凡是对熔体结晶作用不利的因素，恰恰是玻璃形成的有利因素。(3) 结晶化学条件 1) 熔体中质点的聚合程度。 2) 键性。 3) 键强。 4.3.3　玻璃的结构与性质 1.玻璃的结构2.玻璃的性质 1.玻璃的结构 (1) 晶子学说　晶子学说由前苏联学者列别捷夫于1921年初创立。(2) 无规则网络学说　无规则网络学说由查哈里阿森在1932年提出，以后逐步发展成为玻璃结构理论的一种学派。 2.玻璃的性质 (1) 玻璃的力学性质　玻璃以其抗压强度高、硬度高而得到广泛应用，也因其抗张强度与抗折强度不高，而且脆性大而使其应用受到一定的限制。(2) 玻璃的热学性质　热学性质包括热膨胀系数、导热性、比热容及热稳定性等，其中以热膨胀系数较为重要，它对玻璃的成型、退火、钢化，玻璃与金属、玻璃与玻璃、玻璃与陶瓷的封接，以及玻璃的热稳定性等都具有重要意义。(3) 玻璃的化学稳定性　玻璃抵抗气体、水、酸、碱、盐和各种化学试剂侵蚀的能力称为化学稳定性。 4.3.4　常见玻璃简介 1.氧化物玻璃2.非氧化物玻璃3.微晶玻璃4.金属玻璃 1.氧化物玻璃 (1) 硅酸盐玻璃　硅酸盐玻璃是以SiO2为主要成分形成的玻璃。(2) 硼酸盐玻璃　纯B2O3玻璃是硼酸盐玻璃中最简单的一种。(3) 磷酸盐玻璃　纯P2O5玻璃是磷酸盐玻璃中最简单的一种。 2.非氧化物玻璃 (1) 硫属化合物玻璃　这类玻璃是指以元素周期表第六主族的硫、硒、碲三元素为主要成分的玻璃。(2) 卤化物玻璃　这类玻璃通常是由金属卤化物(主要是氟化物)组成的，它的结构特点是通过第七族元素的“桥联”作用，把结构单元连接成架状、层状或链状结构。 表4-1　金属玻璃系统分类 4.4　水泥 4.4.1　通用硅酸盐水泥概述4.4.2　硅酸盐水泥的生产工艺4.4.3　硅酸盐水泥的水化和硬化4.4.4　硅酸盐水泥的性能4.4.5　其他品种的水泥 4.4.1　通用硅酸盐水泥概述 1.水泥的定义及分类2.通用硅酸盐水泥的品种及技术要求 1.水泥的定义及分类 加水拌和成塑性浆体，能胶结砂、石、钢筋等材料，既能在空气中硬化又能在水中硬化的粉末状水硬性胶凝材料，通称为水泥。 水泥的种类很多，如按照主要的水硬性矿物组成可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥及铁铝酸盐水泥等。其中，硅酸盐水泥是应用最广泛和研究最深入的一种。按水泥用途和性能可分为通用水泥、专用水泥和特性水泥。 2.通用硅酸盐水泥的品种及技术要求 通用硅酸盐水泥的定义为：以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。 按混合材料的品种和掺量可分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。 4.4.2　硅酸盐水泥的生产工艺 1.水泥的原料2.水泥的生产工艺 1.水泥的原料 (1) 硅酸盐水泥熟料所用原料　硅酸盐水泥熟料的化学成分主要有氧化钙(CaO)、氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)和氧化铁(Fe2O3)，它们总的质量分数在95%以上。(2) 石膏　在生产硅酸盐水泥时，要加入适量的石膏作为缓凝剂和激发剂，引入石膏的主要原料有天然石膏矿和工业副产品石膏。(3) 活性混合材料　在水泥生产过程中，为了改善水泥性能、调节水泥强度等级而加到水泥中的矿物质材料称为水泥混合材料。 (4) 非活性混合材料　非活性混合材料是指活性指标不符合标准要求的潜在水硬性或火山灰质混合材料以及矿岩和石灰石等，它们是在水泥中主要起填充作用而又不损害水泥性能的矿物质材料。 2.水泥的生产工艺 (1) 生料制备　生料的制备包括生料的配合、粉磨与均化，有干法和湿法两种方法，所得生料分别称为生料粉与生料浆。(2) 熟料煅烧　熟料的煅烧是水泥生产的关键，它直接关系到水泥的产量、质量、燃料与材料的消耗以及煅烧设备的安全运转。(3) 水泥粉磨　水泥粉磨的主要任务是将熟料、石膏和某些混合材料在磨机中磨成细粉，其在水泥生产过程中的重要性仅次于熟料煅烧。 4.4.3　硅酸盐水泥的水化和硬化 1.硅酸盐水泥熟料的矿