材料工藝與設(shè)備

1、1. 理解材料對人類文明進(jìn)步的地位和作用？2. 玻璃的定義？玻璃是呈現(xiàn)玻璃轉(zhuǎn)變現(xiàn)象的非晶態(tài)固體（or是由熔融物冷卻硬化而得到的非晶態(tài)固體）。廣義的玻璃包括單質(zhì)玻璃、有機(jī)玻璃和無機(jī)玻璃，狹義的指無機(jī)玻璃。3. 什么是玻璃轉(zhuǎn)變現(xiàn)象？指當(dāng)玻璃由固體加熱或由熔體冷卻時(shí)，在相當(dāng)于晶態(tài)物質(zhì)熔點(diǎn)絕對溫度的1/22/3溫度附近出現(xiàn)熱膨脹等性能的突變，這一溫度成為玻璃轉(zhuǎn)變溫度。4. 如何理解玻璃的四個(gè)通性？（1）各向同性：玻璃態(tài)物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)排列是無規(guī)則的，是統(tǒng)計(jì)均勻的，其理化性質(zhì)在任何方向都是相同的。（2）無固定熔點(diǎn)：玻璃態(tài)物質(zhì)由固體轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w是在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的，并且沒有新的晶體生成。（3）亞穩(wěn)性（熱力學(xué)

2、不穩(wěn)定，動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定）玻璃是由熔體急劇冷卻而得到的，因?yàn)闇囟认陆叼ざ仍黾?。質(zhì)點(diǎn)來不及做有規(guī)則排列形成晶體，沒有放出結(jié)晶潛熱。（4）性質(zhì)變化的連續(xù)性與可逆性：玻璃的性質(zhì)隨成分發(fā)生連續(xù)和逐漸變化；從熔體狀態(tài)冷卻過程中，可以多次進(jìn)行，其物理化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生逐漸和連續(xù)的變化，而且是可逆的，沒有生成新相。5. 玻璃的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)？玻璃結(jié)構(gòu)是指玻璃中的質(zhì)點(diǎn)的幾何配置、有序程度以及他們之間的結(jié)合狀態(tài)。玻璃結(jié)構(gòu)的三種尺度：原子排布范圍、亞微結(jié)構(gòu)范圍、顯微組織或宏觀結(jié)構(gòu)范圍。特點(diǎn)：近程有序，遠(yuǎn)程無序。6. 玻璃的結(jié)構(gòu)理論及其學(xué)術(shù)內(nèi)容？晶子學(xué)說：宏觀上強(qiáng)調(diào)了玻璃中多面體間排列的連續(xù)性、均勻性和無序性。無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說：強(qiáng)調(diào)

3、了不連續(xù)性、微不均勻性和有序性。7. 什么是鋁（硼）反?，F(xiàn)象，解釋其原因？當(dāng)加入Na2O后，提供游離氧，使硼氧三角體BO3轉(zhuǎn)變?yōu)榕鹧跛拿骟wBO4，層狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為架狀結(jié)構(gòu)，性質(zhì)變化曲線上出現(xiàn)極值或折點(diǎn)。（硼反常）8. 玻璃生產(chǎn)工藝中的四大穩(wěn)、玻璃熔制過程的四小穩(wěn)？四大穩(wěn)：原料穩(wěn)，燃料穩(wěn)，熔化穩(wěn)，成型、退火穩(wěn)；四小穩(wěn)：溫度穩(wěn)、壓力穩(wěn)、液面穩(wěn)、氣氛穩(wěn)。9. 玻璃的熔制過程五個(gè)階段及其特點(diǎn)？（P83）（1）硅酸鹽形成：很大程度在固體狀態(tài)下進(jìn)行，粉料和各組分發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，粉料由固相反應(yīng)完成，大量氣體物質(zhì)逸出。這一階段結(jié)束時(shí)，配合料變成由硅酸鹽和二氧化硅組成的不透明燒結(jié)物，8001000完成。（

4、2）玻璃形成：繼續(xù)加熱，燒結(jié)物開始熔融。硅酸鹽和剩余的二氧化硅相互熔解，燒結(jié)物變成了透明體。此時(shí)已沒有未起反應(yīng)的配合料，但在玻璃種還存在著大量的氣泡和條紋，化學(xué)組成和性質(zhì)尚未均勻一致。12001250。 （平板玻璃12001400）（3）澄清：溫度繼續(xù)升高，粘度下降，氣泡逐漸逸出，即去除可見氣泡的過程。14001500，粘度10 Pa*s左右。（4）均化：高溫，玻璃液熱運(yùn)動(dòng)及相互擴(kuò)散、條紋逐漸消失，玻璃液各處的化學(xué)組成與折射率逐漸趨向一致，均化溫度可在低于澄清溫度下完成。（5）冷卻成型：將玻璃液溫度冷卻200300，使粘度102103 Pa*s。10. 成分對玻璃的粘度的影響？（1）玻璃的粘度

5、首先取決于硅氧四面體網(wǎng)絡(luò)的連接程度，即隨O/Si比上升而下降。（2）化學(xué)鍵強(qiáng)度也影響玻璃粘度。其他條件相同下，粘度隨陽離子與氧的鍵力的增大而增大。如二價(jià)金屬對粘度增加的順序?yàn)镸g>Ca>Sr>Ba。O/Si大時(shí)，粘度Li2O>Na2O>K2O；O/Si小時(shí)，鍵力大的使Si-O鍵斷裂，故粘度Li2O<Na2O<K2O。（3） 結(jié)構(gòu)對稱性。結(jié)構(gòu)不對稱，粘度下降。（4） 配位數(shù)B2O3%增大（相當(dāng)于Na2O減少），粘度先增大后減小（硼反常）。11. 玻璃的料性及其對生產(chǎn)的指導(dǎo)意義？料度表示粘度隨溫度的變化率，對玻璃成型有指導(dǎo)意義料性短快凝短性玻璃料性長慢凝長

6、性玻璃12. 粘度如何測量？（1） 旋轉(zhuǎn)法1107 Pa*s測扭力矩（2） 落球法1103 Pa*s（3） 拉絲法1071014 Pa*s13. 溫度對玻璃粘度的影響？溫度升高，粘度下降。應(yīng)變點(diǎn)（Ts）對應(yīng)1013.6 Pa*s的溫度。在此溫度下，幾小時(shí)可消除玻璃中的應(yīng)力。轉(zhuǎn)變點(diǎn)（Tg）對應(yīng)1012.4 Pa*s的溫度。溫度高于此點(diǎn)，玻璃進(jìn)入粘滯狀態(tài)，開始塑性變形。退火點(diǎn)對應(yīng)1012 Pa*s的溫度。此溫度下，幾分鐘即可消除應(yīng)力。變形點(diǎn)對應(yīng)101011 Pa*s的溫度。玻璃開始變形，可進(jìn)行熱彎處理。軟化溫度（Tf）對應(yīng)（315）*106 Pa*s的溫度操作范圍對應(yīng)103106.6 Pa*s的溫

7、度。相當(dāng)于玻璃成型時(shí)，玻璃液表面溫度范圍。14. 影響玻璃表面張力有哪些因素？（1） 溫度升高，表面張力減小（2） 外界氣氛。非極性氣體影響小，極性氣體影響大（降低越多）。（3） 還原氣氛比氧化氣氛下玻璃表面張力大20%（4） 氧化物15. 玻璃表面張力的測量原理？拉脫法：用測量一個(gè)已知周長的金屬片從待測液體表面脫離時(shí)所需要的力，來求得該液體表面張力的系數(shù)的方法。16. 玻璃為什么會(huì)析晶？玻璃具有亞穩(wěn)性有控制的析晶或誘導(dǎo)析晶是制造微晶玻璃的基礎(chǔ)，而成核和晶體長大是實(shí)現(xiàn)有控制析晶的關(guān)鍵。17. 玻璃結(jié)晶成核的機(jī)理？（P86）（塔曼雙曲線）均相核化:指在宏觀均勻的熔體和玻璃體中在沒有外來物參與下，

8、與相界、結(jié)構(gòu)缺陷等無關(guān)的成核過程，又稱本征成核或自發(fā)成核。異相核化：依靠相界、晶界或基質(zhì)的結(jié)構(gòu)缺陷等不均勻部位而成核的過程，又稱非本征成核或不均勻成核。成核吸熱，晶化放熱。 可用差熱法測量18. 玻璃的原料（了解）主要原料：SiO2、Al2O3、B2O3、Na2O、K2O、MgO、CaO。輔助原料：澄清劑、著色劑、脫色劑、乳濁劑、氧化劑、還原劑、助溶劑等。19. 玻璃熔制所用的設(shè)備（了解）20. 玻璃的熔制過程可分為哪幾個(gè)階段？硅酸鹽形成、玻璃形成、澄清、均化、冷卻成型。21. 影響玻璃形成速率的因素？玻璃成分。一般來說值越小，玻璃越易熔。沙粒大?。ㄊ㈩w粒）。半徑越大，形成時(shí)間越久。t=K*

9、R3熔制溫度（熔融體溫度）。溫度越高，時(shí)間越短。=a*e-bt ，t是溫度形成速率因素都是復(fù)雜的，不能單一決定。22. 浮法玻璃的成型原理？23. 玻璃液中，氣體的存在形式包括： 可見氣泡、物理溶解、化學(xué)結(jié)合24. 玻璃配合料的質(zhì)量要求有哪些？25. 排出玻璃液中可見氣泡的方式有哪些？氣泡的上升逸散。大直徑氣泡比小直徑氣泡更容易逸出。氣泡的收縮消除。通常。氣泡半徑小于1m時(shí)，容易溶解于玻璃液中而消失。26. 玻璃澄清的方法有：化學(xué)澄清和物理澄清。化學(xué)澄清的原理是：利用化學(xué)物質(zhì)（澄清劑）在高溫下釋放出氣體，氣體在上升的過程中，將玻璃液中的小氣泡吸收，并排出玻璃液。27. 玻璃的均化過程的任務(wù)是：

10、在澄清溫度附近，使玻璃達(dá)到化學(xué)均勻和熱均勻。影響均化的因素： 擴(kuò)散、表面張力、熱對流。28. 玻璃浮法工藝為什么選擇金屬錫作為浮拋介質(zhì)？密度、蒸氣壓、不反應(yīng)、成本29. 玻璃退火的工藝制度？30. 論述玻璃的缺陷及其產(chǎn)生原因？缺陷：氣泡（氣體夾雜物）、結(jié)石（結(jié)晶夾雜物）、條紋和節(jié)瘤（玻璃態(tài)夾雜物）。原因：氣泡（1）一次氣泡：澄清不良、爐內(nèi)氣氛或氣壓控制不當(dāng)。（2） 二次氣泡：溫度升高溶解度降低（物理）、 過氧化物或高價(jià)態(tài)氧化物分解（化學(xué)）（3） 耐火材料氣泡（孔隙）、外界空氣氣泡（配合料和成型操作）、金屬鐵引起的氣泡結(jié)石（1）配合料結(jié)石：與配合料制備質(zhì)量、熔制時(shí)加料方式和熔制工藝制度有關(guān)（2）

11、 耐火材料結(jié)石：耐火材料質(zhì)量差、熔化溫度過高、助熔劑用量過大、易起反應(yīng)的耐火材料堆砌在一起。（3） 析晶結(jié)石：在一定溫度范圍內(nèi)，自身析晶。條紋和節(jié)瘤（1）熔制不均勻引起（2） 窯碹玻璃滴引起（3） 耐火材料被侵蝕（4） 結(jié)石熔化31. 玻璃中產(chǎn)生應(yīng)力有哪些原因？熱應(yīng)力（溫度差）永久&暫時(shí)結(jié)構(gòu)應(yīng)力（組成不一致）永久機(jī)械應(yīng)力（因外力作用）暫時(shí)32. 玻璃中永久熱應(yīng)力是如何產(chǎn)生的？水泥33. 水泥的定義、分類？定義分類：通用硅酸鹽水泥、專用水泥、特性水泥。34. 水泥、水泥熟料、硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥概念的區(qū)別？水泥熟料：由主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料，按適當(dāng)比例

12、磨成細(xì)粉燒至部分熔融所得以硅酸鈣為主要礦物成分的水硬性膠凝物質(zhì)成為硅酸鹽水泥熟料，簡稱熟料。硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥區(qū)別：摻混合材比例不同。35. 水泥的組成材料、水泥熟料的礦物以及生產(chǎn)水泥的原料等概念的區(qū)別？水泥組成材料：硅酸鹽水泥熟料、石膏、活性混合材、非活性混合材、窯灰。水泥熟料的礦物：C3A、C3S、C2S、C4AF。生產(chǎn)水泥的原料：石灰石質(zhì)原料（鈣質(zhì)原料）、粘土質(zhì)原料（SiO2、Al2O3）、鋁質(zhì)原料、鐵質(zhì)原料、燃料、混合材、石膏。36. 水泥熟料中主要礦物的性能及其水化反應(yīng)？性能：水化速率：C3A>C3S>C4AF>C2S。 C4AF早起介于C3A和C3S之間，

13、隨后不如C3S。水化熱：C3A>C3S>C4AF>C2S。凝結(jié)時(shí)間：C3A很快，C3S正常，C2S緩慢。強(qiáng)度：C3S早強(qiáng)高后期強(qiáng)度增進(jìn)率大；C2S早強(qiáng)低后期強(qiáng)度增進(jìn)率較大，一年可趕上C3S；C3A強(qiáng)度3d內(nèi)發(fā)揮出來，絕對值不高，以后幾乎不增長；C4AF早強(qiáng)高類似C3S，后期還能不斷增長類似C2S?？顾裕篊3S差，C2S好抗硫酸鹽性：C3A差，C4AF好。37. 水泥的品質(zhì)指標(biāo)有哪些？38. 廢品與不合格品有什么不同？39. 簡述水泥的生產(chǎn)工藝？40. 在水泥生產(chǎn)工藝中，三個(gè)率值的計(jì)算、含義？石灰飽和系數(shù)硅率: 熟料中SiO2百分含量和Al2O3、Fe2O3百分含量之比， S

14、M鋁率（鐵率）:Al2O3和Fe2O3百分含量之比， IM41. 如何提高水泥的粉磨效率？42. 什么是“兩磨一燒”？見39題1） 第一階段：生料粉磨。石灰質(zhì)原料、粘土質(zhì)原料、以及少量的校正原料，（立窯生產(chǎn)還要加入一定量的煤）經(jīng)破碎或烘干后，按一定比例配合、磨細(xì)，并制備為成分合適、質(zhì)量均勻的生料；2） 第二階段：熟料煅燒。將生料加入水泥窯中煅燒至部分熔融，得到以硅酸鈣為主要成分的水泥熟料；3） 第三階段：水泥粉磨。熟料加入適量的石膏，有時(shí)還加入一些混合材料，共同磨細(xì)為水泥。43. 推導(dǎo)石灰飽和系數(shù)的計(jì)算公式？44. 什么是水泥的安定性及其影響因素？水泥加水硬化后體積變化的均勻性稱為水泥安定性，

15、即水泥加水以后，逐漸水化硬化，水泥硬化漿體能保持一定形狀，不開裂、不變形、不潰散的性質(zhì)。影響因素：一般是由于熟料中的f-CaO、結(jié)晶MgO或水泥中摻入石膏過多等原因造成的。 其中f-CaO是最常見也是影響最嚴(yán)重的因素。生成Ca(OH)2體積膨脹。 其次是結(jié)晶MgO。生成Mg(OH)2體積膨脹 第三是水泥中SO3含量過多，多余的SO3在水泥硬化后與水和C3A反應(yīng)生成鈣礬石，體積膨脹。45. 水泥熟料的煅燒過程及其特點(diǎn)？（仔細(xì)看書P196-200）（1） 干燥與脫水（2） 碳酸鹽分解（3） 固相反應(yīng)（4） 熟料的燒結(jié)（5） 熟料的冷卻46. 為什么說快速冷卻可以提高水泥熟料的質(zhì)量？47. 影響水泥

16、水化速率的因素有哪些？48. 窯外分解窯（預(yù)分解窯）干法水泥生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)？49. 懸浮預(yù)熱器的工作原理？懸浮預(yù)熱器的主要功能在于充分利用回轉(zhuǎn)窯及分解爐內(nèi)排出的熾熱氣流所具有的熱焓加熱生料，使之進(jìn)行預(yù)熱及部分碳酸鹽分解，然后進(jìn)入分解爐或回轉(zhuǎn)窯內(nèi)繼續(xù)加熱分解，完成熟料煅燒任務(wù)。陶瓷50. 陶瓷材料的性能、成分、結(jié)構(gòu)和成型工藝之間的關(guān)系？陶瓷材料的性能與系統(tǒng)的化學(xué)成分、顯微結(jié)構(gòu)是密切相關(guān)的，而成型工藝對顯微結(jié)構(gòu)也有重要影響。陶瓷性能與原子或分子的排列方式和結(jié)構(gòu)也有很重要關(guān)系。結(jié)構(gòu)缺陷對陶瓷也有顯著影響。51. 陶瓷生產(chǎn)的主要原料及其作用是什么？（+書P327）（1）粘土：高嶺石、蒙脫石、伊利石。（

17、2）石英類原料：砂巖、石英巖、石英砂。（主要為SiO2少量Al2O3、Fe2O3）（3）長石類原料（熔劑類原料）：鈉長石、鉀長石、鈣長石。（4）其他原料：碳酸鹽類原料（起熔劑作用）、滑石（引入MgO）、硅灰石（引入CaO）。52. 粘土的工藝性能及其影響因素有哪些？（1） 可塑性：指含工作水分的泥團(tuán)，在一定外力作用下產(chǎn)生形變，除去外力仍保持其形變性能的能力。（2） 觸變性（3） 燒結(jié)性能燒結(jié)溫度范圍取決于粘土中熔劑礦物質(zhì)類和數(shù)量。（4）離子交換性（5）膨化性（6）收縮（7）耐火度53. 如何確定造渣材料的用量？54. 陶瓷制品的成型方法？注漿成型、塑性成形、壓制成型55. 陶瓷施釉的基本方法？

18、浸釉、淋釉、噴釉56. 什么是釉的適應(yīng)性？P350-351坯釉適應(yīng)性是指陶瓷坯體與釉層有相互適應(yīng)的物理化學(xué)性質(zhì)，使釉面不剝脫、不開裂的性能。在工藝上主要是控制釉的膨脹系數(shù)。坯體和釉面有兩種不適應(yīng)：（1）釉層受張應(yīng)力，釉層開裂 （2）釉層受壓應(yīng)力，釉層剝離57. 已知某陶瓷坯料的組成,如何寫出其實(shí)驗(yàn)式？P329-331（1） 先將坯料化學(xué)式換算成不含燒失量的化學(xué)組成百分?jǐn)?shù)（2） 將各氧化物的質(zhì)量除以該氧化物的摩爾質(zhì)量，得到物質(zhì)的量（3） 將中性氧化物的總的物質(zhì)的量算出（4） 將各氧化物的物質(zhì)的量分別除以中性氧化物總的物質(zhì)的量，得到一套以中性氧化物系數(shù)為1的各氧化物的系數(shù)（中性和為1）（5） 將所得的各氧化物按規(guī)定的順序排列，即得到所要求的的實(shí)驗(yàn)式（堿、中、酸）58. 如何制定陶瓷的燒成溫度制度（陶瓷燒成過程中所發(fā)生的物理化學(xué)變化）？從以下幾個(gè)方面來制定：（1）升溫速率a. 低溫預(yù)熱階段（水分排出）：質(zhì)量減輕；氣孔率增加；體積收縮。b. 氧化分解期：結(jié)構(gòu)水的排出；碳酸鹽、