无机材料化学剖析.ppt

2.5.1 玻璃的生产 玻璃：熔融体过冷制得的具有固体性质和一定结构特征的非晶态物质。 共性： 各向同性 介稳性 固态和熔融态间转化的渐变性和可逆性 性质随成分变化的连续性和渐变性 5000多年的制造历史，应用于装饰、日常生活、建筑及其他特殊应用等多方面。 分类 从组成：氧化物玻璃（硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐）、卤化物玻璃、硫族化合物玻璃 从用途：普通玻璃、特种玻璃 玻璃的生产方法 玻璃的成分与原料 不同种类玻璃产品的化学成分存在着很大的差异，同时玻璃的化学成分也受成型工艺方法的特点和使用要求限制。常见氧化物组成有：氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钠、氧化钾、氧化铁等。依据具体玻璃类型可以选择天然原料和（或）工业原料，经破碎、粉碎、筛分，后经称量、混合制成配合料。钠钙硅玻璃所用原料如下： 玻璃的生产流程 玻璃熔制 玻璃熔窑内在1450~1650 0C下混合料变为玻璃液。五个阶段： 玻璃成型 玻璃熔融液转变为固定几何形状制品的阶段，由粘态经可塑态到脆性固态。成型方法可分为人工成型和机械成型，具体包括： 浮法生产平板玻璃 依据玻璃液和熔融金属（通常为熔融锡液）互不浸润、不起化学反应、且锡液密度大的特点，玻璃液在锡液面上浮抛前进，利用高温状态下玻璃液的表面张力作用，可以获得表面光洁平整、光学质量高、不同厚度和宽度的平板玻璃。 玻璃退火 将玻璃加热至一定温度进行热处理并采取适当的冷却工艺，从而消除或减少玻璃在生产过程中因激烈、不均匀的温度变化而产生的热应力的过程。 玻璃制品的深加工 冷加工：通过机械方法来改变玻璃制品的外形和表面状态的过程，包括研磨抛光、切割、喷砂、钻孔和切削等方法。 热加工： 利用玻璃粘度随温度改变的特性以及表面张力与导热系数来进行的，包括烧口 、火抛光、火焰切割或钻孔、真空成型，槽沉、塑形、摊平与灯工等方法。 2.5.2 陶瓷的生产 陶瓷：以粘土为主要原料加上其他天然矿物原料经过拣选、粉碎、混练、成型、煅烧等工序制作的各类产品。 广义概念：无机非金属固体材料和产品的通称。 分类 按性能和用途分：普通陶瓷、特种陶瓷 按照陶瓷坯体结构不同所标志的坯体致密度的不同分：陶器（坯体未烧结或部分烧结、有一定的吸水率、断面粗糙无光、不透明、敲之声音粗哑）、瓷器（ 坯体已烧结，基本不吸水，致密，有一定透明性，敲之声音清脆，断面有贝壳状光泽，通常施釉） 8000多年前陶器出现，约1800年前已有关于瓷器的文字记载。近现代材料科学的发展出现了功能陶瓷、特种陶瓷等。 日用瓷 陈设瓷 建筑瓷 卫生瓷 普通陶瓷的产生过程 一次烧成工艺：周期短、工艺难度大； 二次烧成工艺：将坯体先经过一次素烧，再施釉入窑烧成，多用于生坯强度较低或坯釉烧成温度相差太大的陶瓷制品。 工艺过程： 原料及配料 具有可塑性的粘土类原料、非可塑性的石英类原料、长石类原料等矿物原料和用于配置釉料的化工原料。 坯料组成与原料组成和加工工艺、陶瓷的使用要求和性能等相关。 坯料的制备 陶瓷坯料按成型方法不同分为：可塑料、干压料和注浆料，所含水分各不相同。需要满足：坯料各组分符合配方要求，具有一定的颗粒细度，混合均匀，所含空气尽可能少。 陶瓷的成型 可塑成型、注浆成型、压制成型 生坯的干燥 成型的生坯蒸发去水分的过程，可以提高坯体强度、减少生坯的变形和破损，便于施釉。干燥过程需防止坯体变形、开裂。常用方法：自然干燥、热风干燥、电热干燥、红外线干燥等。 坯料的制备流程 施釉、装饰 釉是陶瓷制品表面的薄层玻璃态物质。其作用是：改善陶瓷的表面质量，增加其热稳定性，增加产品的艺术性等。常见的施釉方法有喷釉、浇（淋）釉、浸釉等。常见的装饰方法有雕塑、色釉装饰、艺术釉装饰等。 烧成（烧结） 对陶瓷生坯高温焙烧、使之成为陶瓷产品的过程。普通陶瓷一般采用窑炉在常压下进行烧结， 结构先进、性能优良的窑炉是提高产品产量和质量的重要保证。 烧后冷加工 2.5.3 水泥的生产 水泥定义：一种加入适量水后能在空气、水中硬化的、并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料。 胶凝材料：是指在物理、化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料而有一定机械强度的物质的通称。 按其组成分：为有机和无机两大类 按硬化条件分：水硬性和非水硬性（如气硬性，只在空气中硬化，如石膏、环氧树脂） 胶凝材料在公元前两三千年即有应用。19世纪初出现人工配料的硅酸盐水泥，当代水泥种类很多，按用途和性能分为：普通水泥（硅酸盐水泥等）、专用水泥（大坝水泥、油井水泥等）及特性水泥（快硬硅酸盐水泥、有机-无机复合水