無(wú)機(jī)非金屬材料工藝學(xué)試題

1、工藝學(xué)一、名詞解釋1.澄清劑：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)排除玻璃液中氣泡的物質(zhì)稱(chēng)為澄清劑。（作用：排除氣泡。）2 .燒成：通常是指將初步密集定形的粉塊（生坯）經(jīng)高溫?zé)Y(jié)成產(chǎn)品 的過(guò)程。其實(shí)質(zhì)是將粉料集合體變成致密的、具有足夠強(qiáng)度的燒結(jié)體, 如磚瓦、陶瓷、耐火材料等。3 .玻璃形成體：能單獨(dú)形成玻璃，在玻璃中能形成各自特有的網(wǎng)絡(luò) 體系的氧化物，稱(chēng)為玻璃的網(wǎng)絡(luò)形成體。4 .玻璃中間體：一般不能單獨(dú)形成玻璃，其作用介于網(wǎng)絡(luò)形成體和 網(wǎng)絡(luò)外體之間的氧化物，稱(chēng)之為中間體.5 .玻璃調(diào)整體：凡不能單獨(dú)生成玻璃，一般不進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)而是處于網(wǎng) 絡(luò)之外的氧化物，稱(chēng)為玻璃的網(wǎng)絡(luò)外體。它

2、們往往起調(diào)整玻璃一些性 質(zhì)的作用。6 .凝結(jié)時(shí)間：水泥從加水開(kāi)始到失去流動(dòng)性，即從流體狀態(tài)發(fā)展到 較致密的固體狀態(tài)，這個(gè)過(guò)程所需要的時(shí)間稱(chēng)凝結(jié)時(shí)間。7 .坯、釉適應(yīng)性：坯、釉適應(yīng)性是指熔融性能良好的釉熔體，冷卻 后與坯體緊密結(jié)合成完美的整體不開(kāi)裂、不剝脫的能力。8 .玻璃熔化：玻璃配合料經(jīng)過(guò)高溫加熱轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)組成均勻的、無(wú)氣泡的、并符合成型要求的玻璃液的過(guò)程。9 . IM :鋁率又稱(chēng)鐵率，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：IM = Al2O3/Fe2O3 鋁率表示熟料中氧化鋁與氧化鐵含量的質(zhì)量比， 也表示熟料熔劑礦物中 鋁酸三鈣與鐵鋁酸四鈣的比例。10 . SM:硅率，又稱(chēng)為硅酸率，其數(shù)學(xué)表達(dá)式是：SM=SiO

3、2/（Al2O3+Fe2O3）硅率是表示熟料中氧化硅含量與氧化鋁、氧化鐵之和的質(zhì)量比，也表示了熟料中硅酸鹽礦物與溶劑礦物的 比例。11 .石灰飽和系數(shù)KH :是熟料中全部氧化硅生成硅酸鈣（C3s十C2S） 所需的氧化鈣量與全部二氧化硅理論上全部生成硅酸三鈣所需的氧化鈣含量的比值。12 .螢石含率：螢石含率指由螢石引入的 CaF2量與原料總量之比， 即：螢石含率=螢石含量x CaF2含量/原料總量X 100%13 .水泥硬化：凝結(jié)過(guò)后，水泥漿產(chǎn)生明顯的強(qiáng)度并逐漸發(fā)展成為堅(jiān) 硬的固體，這一過(guò)程稱(chēng)為水泥的硬化。14 .水泥安定性：是指水泥漿硬化后體積變化是否均勻的性質(zhì)15 .泥漿的觸變性：是指泥漿在

4、靜置后變稠，而一經(jīng)攪拌又立即恢復(fù) 流動(dòng)的性質(zhì)。16 .水泥的燒結(jié)范圍：是指水泥生料加熱至出現(xiàn)燒結(jié)所必需的、最少 的液相量時(shí)的溫度（開(kāi)始燒名溫度）與開(kāi)始出現(xiàn)結(jié)大塊（超過(guò)正常液相 量）時(shí)的溫度差值。17 .可塑的性：是指具有一定細(xì)度和分散度的黏土或配合料，加適量水調(diào)和均勻，成為含水率一定的塑性泥料，在外力作用下能獲得任意 形式而不產(chǎn)生裂縫或破裂，并在外力作用停止后仍能保持該形狀的能 力。坯式：根據(jù)坯和釉的化學(xué)組成計(jì)算出各氧化物的分子式，按照 18.19 .堿性氧化物、中性氧化物和酸性氧化物的順序列出它們的分20 .子數(shù)。這種式子稱(chēng)為坯式或釉式。二、填空題1 .陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)由結(jié)晶相、氣孔 和 玻璃

5、相 組成。2 .水泥強(qiáng)度：抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度。3 .硅酸鹽水泥熟料中含有 C3S、C2S、C3A、C4AF四種礦物。 4 .根據(jù)各氧化物在玻璃結(jié)構(gòu)中所起的作用，一般可將他們分為網(wǎng)絡(luò)形成體、中間體和網(wǎng)絡(luò)調(diào)整體三類(lèi)。5 .根據(jù)成型方法的不同，陶瓷坯料通常分為：注漿坯料、可塑坯料和壓制坯料三類(lèi)。6 .玻璃的質(zhì)量缺陷主要有 氣泡、條紋 和 結(jié)石。 7 .陶瓷的主要組成相為 晶相、晶界、 氣孔 和 玻璃相。8 .玻璃的熔制過(guò)程包括 燒結(jié)物的形成、玻璃液的形成、玻璃液 的澄清、玻璃液的均化、玻璃液的冷卻 五個(gè)階段9 .玻璃的熔化過(guò)程：玻璃液的澄清、均化。10 .水泥生產(chǎn)的主要原料有石灰石、黏土和鐵粉。 1

6、1 .陶瓷的成型方法分為可塑法成型、 注漿法成型 和 干壓法成型 三 大類(lèi)。12 .水泥熟料的三個(gè)率值分別為 KH、 SM、IM。 13 .硅酸鹽水泥熟料由 氧化鈣、氧化硅、氧化鋁、氧化鐵四種氧 化物組成。14 .陶瓷的主要原材料有粘土、石英、長(zhǎng)石三部分。 15 .影響水泥水化速率的主要因素有 熟料礦物組成、水灰比、細(xì)度、 養(yǎng)護(hù)溫度和外加劑。組成。物質(zhì)和 氣孔結(jié)晶16.從結(jié)構(gòu)上看，陶瓷是由 物質(zhì)、玻璃 態(tài)。、石膏硅酸鹽水泥的基本組成材料為17.熟料冷卻、保溫時(shí)間及 升溫速度、 燒成溫度18.陶瓷生產(chǎn)中的溫度 制度包括。速度燒成制度：溫度、壓力、氣氛。19.三、簡(jiǎn)答題、石膏在水泥中的 作用？ 1

7、答：石膏的作用主要是調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間，而且適量的石膏對(duì)提 高水泥強(qiáng)度有利，尤其是早期強(qiáng)度；但石膏的量不宜過(guò)多，否則會(huì)使水泥產(chǎn)生體積膨脹而使強(qiáng)度 降低，甚至影響水泥的安定性。 、玻璃的光學(xué)性質(zhì)2 1 ） 折射率答： （ （ 折射率隨波長(zhǎng)變化而變化的現(xiàn)象）（ 2 ）色散 3 ）玻璃的反射、吸收、透過(guò)（ 、玻璃生產(chǎn)過(guò)程中的率值： 3 答： 含水率、 芒硝含率、 螢石含率、 煤粉含率、 純堿揮散率、碎玻璃摻入率 、玻璃退火工藝 4 玻璃退火工藝可分為四個(gè)階段：加熱階段、均熱階段、慢冷階段和快冷階段。5、水泥體積安定性的影響因素？答： f-CaO ， MgO ， SO3 和冷卻速率。6、玻璃的粘度與成分的關(guān)

8、系答：1. SiO、AlO、ZrO含量升高，粘度增大；23222.堿金屬氧化物R含量升高，粘度降低；O23 堿土金屬氧化物MO 含量升高，粘度增大；4. PbO CdQ BiO、SnO含量升高，粘度增大；325. LiR ZnR BO含量升高，增加低溫粘度，而降低高溫粘度。3227、陶瓷壓制坯料質(zhì)量要求答： 1 配方準(zhǔn)確；2混合均勻；3粒度符合工藝要求；4含較少氣體；5干坯強(qiáng)度大（可塑料）； 6懸浮性和流動(dòng)性好（注漿料） ； 7 自由堆積密度盡量大（壓制料） 。8、黏土原料的工藝性質(zhì)有哪些？答：可塑性、結(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)范圍和耐火度。9、陶瓷注漿坯料應(yīng)滿(mǎn)足

9、哪些要求？答： （ 1 ）流動(dòng)性好（ 2 ）懸浮性好（3）觸變性適當(dāng)（4 ）濾過(guò)性好10 、玻璃的通性？答： （ 1 ）各向同性（ 2 ）介穩(wěn)性（ 3 ）無(wú)固定熔點(diǎn)（ 4 ）固態(tài)和熔融態(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11 、 生產(chǎn)低熱硅酸鹽水泥的礦物組成應(yīng)如何調(diào)整？答：在硅酸鹽水泥熟料的四種礦物中，水化熱順序?yàn)椋篊3A>C3S>C4AF>C2S,因此，可降低C3A含量、適當(dāng)降低C3s含量，達(dá)到降 低水泥水化熱之目的。12 、 生產(chǎn)普通陶瓷的主要原料及其作用？答： 石英骨架； 粘土成型與燒成性能； 長(zhǎng)石熔劑物質(zhì)。13 、游離氧化鈣產(chǎn)生的原因：） f

10、-CaO ）欠燒游離氧化鈣（欠燒1 答： （熟料煅燒過(guò)程中因欠燒、漏生，在11001200 低溫下形成（ 2 ）一次游離氧化鈣（一次f-CaO ）因配料不當(dāng)、生料過(guò)粗或煅燒不良，尚未與S、 A 、 F 反應(yīng)而殘留的 CaO（ 3 ）二次游離氧化鈣（二次f-CaO ）熟料慢冷或還原氣氛下， C3S 分解而形成的14 、四種礦物性能比較答：28d 內(nèi)絕對(duì)強(qiáng)度：C3S>C4AF>C3A>C2s 水 化 速 度：C3A> C4AF> C3S>C2s熱：C3A> C3S> C4AF> C2s15 、預(yù)均化技術(shù)有哪些？答：縱向堆料，橫向取料。（ 1 ）

11、預(yù)均化堆場(chǎng)：圓形和矩形（ 2 ）預(yù)均化庫(kù)（ 3 ）端面切取式預(yù)均化庫(kù)（ DLK 庫(kù)）（ 4 ）其他簡(jiǎn)易預(yù)均化庫(kù)16 、釉料配料原則（依據(jù)） ：答： 1、 根據(jù)坯體的燒結(jié)性質(zhì)確定；2、根據(jù)坯體的膨脹系數(shù)確定；3、根據(jù)坯體的化學(xué)性質(zhì)確定；4、正確選用原料（石英、長(zhǎng)石、滑石、高嶺土）17、泥料產(chǎn)生塑性機(jī)理答： 1、可塑性是由于粘土-水界面鍵力作用的結(jié)果、顆粒間隙的毛細(xì)管作用對(duì)粘土粒子結(jié)合的影響 2 3、可塑性是基于帶電粘土膠團(tuán)與介質(zhì)中離子之間的靜電引力和靜電斥力作用的結(jié)果18、燒成過(guò)程中變形的因素：答： （ 1）配料中溶劑原料過(guò)多； （ 2）成型設(shè)計(jì)不合理；）過(guò)燒。 （ 5（ 3）裝窯不當(dāng)；（ 4）

12、不平； 19、 粘土的燒結(jié)性能：答： 1、當(dāng)粘土試樣加熱到800以上時(shí)，體積開(kāi)始劇烈收縮，氣孔率明顯T； 減少， 其對(duì)應(yīng)溫度稱(chēng)為開(kāi)始燒結(jié)溫度12、 溫度繼續(xù)升高，液相量增加，氣孔率降至最低，收縮率最大，其對(duì)T。 應(yīng)溫度稱(chēng)為燒結(jié)溫度23 、若繼續(xù)升溫，試樣將因液相太多而發(fā)生變形，其對(duì)應(yīng)的最低溫度稱(chēng)T。 T 的溫度差即燒結(jié)范圍為軟化溫度與T233 四、論述題1 、 論述生料在煅燒過(guò)程中的物理化學(xué)變化答： （ 1 ） 干燥與脫水干燥是物理水的蒸發(fā)， 脫水是粘土礦物分解放出化合水；（2）碳酸鹽分解 MgCO3 = MgO 十 CO2 ， CaCO3 = CaO 十CO2；（ 3 ）固相反應(yīng)形成低鈣礦物

13、；（ 4 ）液相和熟料的燒結(jié)出現(xiàn)液相， C3S 等形成，形成熟料；（ 5 ）熟料冷卻熟料溫度降低至室溫。2 、 論述影響玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的因素答： （ 1 ）玻璃的組成 玻璃網(wǎng)絡(luò)完整性愈高，網(wǎng)絡(luò)外離子愈少，玻璃化學(xué)穩(wěn)定 性愈好。 （ 2 ） 侵蝕介質(zhì)的種類(lèi)水汽侵蝕能力大于水。 弱酸的侵蝕能力大于強(qiáng)酸，因 - 濃度以及生成的硅酸鹽溶解前者中含水多。堿的侵蝕受陽(yáng)離子吸附能力， OH 度三方面影響。（ 3 ） 熱歷史 急冷玻璃較慢冷玻璃網(wǎng)絡(luò)疏松， 其中的離子遷移較容易，因而急冷玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性較差；玻璃退火時(shí)，若發(fā)生析堿，去除表面堿層后，則在玻璃表面形成富硅層，而提高玻璃化學(xué)穩(wěn)定性。（ 4 ） 溫度壓

14、力的影響 室溫下玻璃相對(duì)穩(wěn)定。 但加溫加壓后， 水的電離大大增加，侵蝕作用加劇，0c100 c范圍內(nèi)，溫度每升高20K,侵蝕作用增大10 倍。3、論述擬定陶瓷燒成制度的一般原則答： 坯料在加熱過(guò)程中的形狀變化通過(guò)分析坯料在加熱過(guò)程中的形狀變化， 初步得出坯體在各溫度或時(shí)間階段可以允許的升、 降溫速率等。 這些是擬定燒成制度的重要依據(jù)之一。 坯體形狀、厚度和入窯水分同一組成坯體，由于制品的形狀、厚度和入窯水分的不同，升溫速度和燒成周期都應(yīng)有所不同。壁薄、小件制品入窯前水分易于控制，一般可采取短周期快燒，大件、厚壁及形狀復(fù)雜的制品升溫不能太快，燒成周期不能過(guò)短。坯體中含大量可塑性粘土及有機(jī)物多的粘

15、土?xí)r，升溫速度也應(yīng)放慢。有學(xué)者根據(jù)不穩(wěn)定傳熱過(guò)程的有關(guān)參數(shù)推算出，安全升、降溫的速度與陶瓷坯體厚度的平方成反比。窯爐結(jié)構(gòu)、燃料性質(zhì)、裝窯密度它們是能否使要求的燒成制度得以實(shí)現(xiàn)的重要因素。 所以在擬定燒成制度時(shí)，還應(yīng)結(jié)合窯爐結(jié)構(gòu)、燃料類(lèi)型等因素一道考慮，也就是把需要的燒成制度和實(shí)現(xiàn)燒成制度的條件結(jié)合起來(lái)， 否則先進(jìn)的燒成制度也難以實(shí)現(xiàn)。 燒成方法同一種坯體采用不同的燒成方法時(shí)， 要求的燒成制度各不相同。 日用瓷的素?zé)郎囟瓤偸堑陀诒緹臏囟取?釉面磚素?zé)臏囟韧哂谟詿臏囟?。一些特種陶瓷可在常壓下燒結(jié)外，還可用熱壓法、熱等靜壓法等一些新的方法燒成。 熱壓法及熱等靜壓法的燒成溫度比常壓燒結(jié)的溫度

16、低得多， 燒成時(shí)間也可縮短。 因此擬定燒成制度時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮所用的燒成方法。4、論述影響水泥生料易燒成的主要因素.生料的潛在礦物組成。 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：含少量，有利于熟料形成， 易燒性好，但含量過(guò)多，不利于煅燒。 生料的均勻性和生料粉磨細(xì)度： 生料均勻性好。 粉磨細(xì)度細(xì)，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，就要求燒成溫度高，煨燒時(shí)間 長(zhǎng)。生料煅燒過(guò)程升溫速度快，有利于提高新生態(tài)產(chǎn)物的活性，易燒性好。.液相：生料煨燒時(shí)，液相出現(xiàn)溫度低，數(shù)

17、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(xì)度細(xì)， 燃燒速度快，燃燒溫度高，有利于熟料的燒成。.窯內(nèi)氣氛：窯內(nèi)氧化氣氛煨燒，有利于熟料的形成。5、論述硅酸鹽水泥熟料的礦物組成和性能(1) C3s性質(zhì)：凝結(jié)時(shí)間正常，水化較快，放熱較多，早期強(qiáng)度高 且后期強(qiáng)度增進(jìn)率較大。28d強(qiáng)度可達(dá)1年強(qiáng)度的70%-80% 28d強(qiáng) 度和 1 年強(qiáng)度在四種礦物中均最高，但水化熱較高，抗水性較差。2150c1250c穩(wěn)定存在，1250c以下分解為C2A和CaQ速率很 慢，故室溫下呈C3s介穩(wěn)狀態(tài)存在。(2) C2s性質(zhì)：水化反應(yīng)較慢，28d僅水化20施右。凝結(jié)硬化緩慢，早期強(qiáng)度較低，但后期強(qiáng)度增長(zhǎng)率較高，在1 年后可趕上阿利特。貝利特的水化熱較小，抗水性較好(3) C3A性質(zhì)：水化迅速，放熱多，易使水泥急凝，硬化快，強(qiáng)度3d 內(nèi)發(fā)揮出來(lái)，但絕對(duì)值不高，以后幾乎不增長(zhǎng)，