緒論硅酸鹽工業(yè)熱工基礎(chǔ)-1-

1、主講：主講：張西玲張西玲材料教研室材料教研室P2本課程主要內(nèi)容本課程主要內(nèi)容1. 緒論緒論 2. 流體力學(xué)基礎(chǔ)及流體輸送設(shè)備流體力學(xué)基礎(chǔ)及流體輸送設(shè)備 3. 燃料及燃燒過程燃料及燃燒過程 4. 傳熱過程傳熱過程5. 干燥過程干燥過程 P31. 緒論緒論 v本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 1.1 硅酸鹽材料的定義和分類硅酸鹽材料的定義和分類 1.2 硅酸鹽材料的共性和特點(diǎn)硅酸鹽材料的共性和特點(diǎn) 1.3 能源利用與硅酸鹽工業(yè)節(jié)能能源利用與硅酸鹽工業(yè)節(jié)能 1.4 熱工基礎(chǔ)的研究內(nèi)容和學(xué)習(xí)要求熱工基礎(chǔ)的研究內(nèi)容和學(xué)習(xí)要求P41. 緒論緒論 v1.1 硅酸鹽材料的定義和分類硅酸鹽材料的定義和分類v在人類發(fā)展的

2、歷史長河中，材料起著舉足輕重的作用，在人類發(fā)展的歷史長河中，材料起著舉足輕重的作用，材料是人類社會賴以生存和發(fā)展、征服自然和改造自然材料是人類社會賴以生存和發(fā)展、征服自然和改造自然的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，材料是社會進(jìn)步的的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，材料是社會進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)，是人類社會進(jìn)步的是人類社會進(jìn)步的里程碑里程碑。v人類對材料的應(yīng)用一直是社會文明進(jìn)程的里程碑。人類對材料的應(yīng)用一直是社會文明進(jìn)程的里程碑?？v觀縱觀人類發(fā)展和材料發(fā)展的歷史，可以清楚地看到，每一種人類發(fā)展和材料發(fā)展的歷史，可以清楚地看到，每一種重要新材料的發(fā)現(xiàn)和利用都會把人類支配和改造自然的重要新材料的發(fā)現(xiàn)和利用都會把人類支

3、配和改造自然的能力提高到一個新的水平。能力提高到一個新的水平。P51. 緒論緒論 v古代的石器、青銅器、鐵器等的興起和廣泛利用，極大古代的石器、青銅器、鐵器等的興起和廣泛利用，極大地改變了人們的生活和生產(chǎn)方式，對社會進(jìn)步起到了關(guān)地改變了人們的生活和生產(chǎn)方式，對社會進(jìn)步起到了關(guān)鍵性的推動作用，這些具體的材料鍵性的推動作用，這些具體的材料( (石器、青銅器、鐵石器、青銅器、鐵器器) )被歷史學(xué)家作為劃分某一個時代的重要標(biāo)志，即石被歷史學(xué)家作為劃分某一個時代的重要標(biāo)志，即石器時代、青銅器時代、鐵器時代等。器時代、青銅器時代、鐵器時代等。v人類社會可分為以下幾個時代：人類社會可分為以下幾個時代：石器時

4、代：石器時代：舊石器、新石器舊石器、新石器100萬年以前、萬年以前、1萬年以前萬年以前陶器時代陶器時代公元前公元前8000年左右年左右青銅器時代青銅器時代公元前公元前3000年年鐵器時代鐵器時代公元前公元前1000年年新材料時代：新材料時代：高分子、陶瓷、高分子、陶瓷、復(fù)合材料復(fù)合材料20世紀(jì)初開始世紀(jì)初開始P61. 緒論緒論 v(一一) 石器時代石器時代 Stone Age：以石頭制造工具。：以石頭制造工具。v舊石器時代舊石器時代早在早在100萬年以前，人類開始以石頭做工萬年以前，人類開始以石頭做工具。具。P71. 緒論緒論 v新石器時代新石器時代1萬年前，人類對石頭進(jìn)行加工萬年前，人類對石

5、頭進(jìn)行加工v金壇三星村新石器時代遺址金壇三星村新石器時代遺址v孟津妯娌新石器時代聚落遺址孟津妯娌新石器時代聚落遺址P81. 緒論緒論 v燧石燧石：神奇的石：神奇的石頭，這種容易制頭，這種容易制成工具的石頭，成工具的石頭，開始了制陶業(yè)的開始了制陶業(yè)的發(fā)展，約在八千發(fā)展，約在八千年前。年前。v陶器陶器第一種第一種人造材料人造材料v(二二) 陶器時代陶器時代 Pottery Age：新石器后期，人類發(fā)明了新石器后期，人類發(fā)明了用粘土成型，再火燒固化而制成陶器，從而進(jìn)入用粘土成型，再火燒固化而制成陶器，從而進(jìn)入陶器時陶器時代代。P91. 緒論緒論 v目前考古發(fā)現(xiàn)的陶器，在亞洲有中國江西省萬年縣大源目前

6、考古發(fā)現(xiàn)的陶器，在亞洲有中國江西省萬年縣大源鄉(xiāng)仙人洞的陶器和日本最早的繩紋陶鄉(xiāng)仙人洞的陶器和日本最早的繩紋陶(公元前公元前8000年左年左右右)；在歐洲，在希臘半島發(fā)現(xiàn)的陶瓷約在公元前；在歐洲，在希臘半島發(fā)現(xiàn)的陶瓷約在公元前6000至至5000年；在美洲大陸，已發(fā)現(xiàn)的陶器約在公元前年；在美洲大陸，已發(fā)現(xiàn)的陶器約在公元前6000年前左右。年前左右。v陶器時代是人類文明史上的重要飛躍，陶器的發(fā)明不僅陶器時代是人類文明史上的重要飛躍，陶器的發(fā)明不僅成為這一階段的最重要的物質(zhì)文明的創(chuàng)造，同時也成為成為這一階段的最重要的物質(zhì)文明的創(chuàng)造，同時也成為這一時期最重要的生產(chǎn)工具。這一時期最重要的生產(chǎn)工具。P10

7、1. 緒論緒論 彩陶彩陶釉陶釉陶P111. 緒論緒論 v(三三) 青銅器時代青銅器時代 Bronze Age：人類大量制造和使用：人類大量制造和使用第二第二種種人造材料人造材料“紅銅紅銅”和和“青銅青銅”。v燒制陶器過程中還原出金屬銅和錫，創(chuàng)造了煉銅技術(shù)，燒制陶器過程中還原出金屬銅和錫，創(chuàng)造了煉銅技術(shù)，生產(chǎn)出各種青銅器物，進(jìn)入了青銅器時代。生產(chǎn)出各種青銅器物，進(jìn)入了青銅器時代。v古希臘大約在公元前古希臘大約在公元前3000年以前，埃及是公元前年以前，埃及是公元前2500年年前，中國是夏代前，中國是夏代(公元前公元前2000年左右年左右)，歐洲是公元前，歐洲是公元前1800年前后進(jìn)入青銅器時代。

8、年前后進(jìn)入青銅器時代。v這是人類大量利用金屬的開始，是人類文明發(fā)展的重要這是人類大量利用金屬的開始，是人類文明發(fā)展的重要里程碑。里程碑。P121. 緒論緒論 巨型司母戊鼎巨型司母戊鼎河南安陽晚商遺址河南安陽晚商遺址越王勾踐寶劍越王勾踐寶劍湖北江陵楚墓出土湖北江陵楚墓出土青銅：第一種合金青銅：第一種合金 P131. 緒論緒論 v(三三) 鐵器時代鐵器時代 Iron Age：人們開始使用鐵來制造工具和：人們開始使用鐵來制造工具和武器的時代。武器的時代。v人類制造和使用的人類制造和使用的第三種人造材料第三種人造材料鑄鐵鑄鐵，此后是鋼，此后是鋼鐵工業(yè)的迅猛發(fā)展，成為鐵工業(yè)的迅猛發(fā)展，成為18世紀(jì)產(chǎn)業(yè)革

9、命的重要內(nèi)容和世紀(jì)產(chǎn)業(yè)革命的重要內(nèi)容和物質(zhì)基礎(chǔ)。冶煉青銅的基礎(chǔ)上逐漸掌握了冶煉鐵的技術(shù)物質(zhì)基礎(chǔ)。冶煉青銅的基礎(chǔ)上逐漸掌握了冶煉鐵的技術(shù)之后，鐵器時代就到來了。之后，鐵器時代就到來了。v世界上最早使用鐵器是小亞細(xì)亞的赫梯人在公元前世界上最早使用鐵器是小亞細(xì)亞的赫梯人在公元前1400年左右，古希臘和古羅馬開始普遍使用在公元前年左右，古希臘和古羅馬開始普遍使用在公元前1000年。年。中國最早在春秋戰(zhàn)國晉國中國最早在春秋戰(zhàn)國晉國(大致公元前大致公元前700年年)，鐵器，鐵器的廣泛使用，使人類的工具制造進(jìn)入了一個全新的領(lǐng)域，的廣泛使用，使人類的工具制造進(jìn)入了一個全新的領(lǐng)域，生產(chǎn)力得到極大的提高。生產(chǎn)力得

10、到極大的提高。P141. 緒論緒論 v鐵器的使用，導(dǎo)致了世界上一些民族從原始社會發(fā)展到鐵器的使用，導(dǎo)致了世界上一些民族從原始社會發(fā)展到奴隸社會，也推動了一些民族脫離了奴隸制的枷鎖而進(jìn)奴隸社會，也推動了一些民族脫離了奴隸制的枷鎖而進(jìn)入了封建社會。入了封建社會。戰(zhàn)國凹形鐵鋤戰(zhàn)國凹形鐵鋤湖南長沙砂子塘湖南長沙砂子塘湖北當(dāng)陽宋代鐵塔湖北當(dāng)陽宋代鐵塔河北滄州鐵獅河北滄州鐵獅P151. 緒論緒論 v(三三) 新材料時代新材料時代 New Material Agev人類社會發(fā)展到人類社會發(fā)展到20世紀(jì)中葉以來，科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，世紀(jì)中葉以來，科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，日新月異，新材料研制異?；钴S，出現(xiàn)了稱之為日新月

11、異，新材料研制異?；钴S，出現(xiàn)了稱之為聚合物聚合物時代、半導(dǎo)體時代、先進(jìn)陶瓷時代和復(fù)合材料時代時代、半導(dǎo)體時代、先進(jìn)陶瓷時代和復(fù)合材料時代等種等種種提法。種提法。v高分子時代高分子時代20世紀(jì)初，人工世紀(jì)初，人工合成高分子材料問世，如合成高分子材料問世，如1909年年的酚醛樹脂的酚醛樹脂(膠木膠木)，1925年的聚年的聚苯乙烯，以及苯乙烯，以及1941年的尼龍等，年的尼龍等，并發(fā)展十分迅速。如今，世界年并發(fā)展十分迅速。如今，世界年產(chǎn)量已超過鋼。產(chǎn)量已超過鋼。P161. 緒論緒論 v陶瓷時代陶瓷時代20世紀(jì)世紀(jì)50年代后，通過一些特殊制備方法，年代后，通過一些特殊制備方法，制造出一系列先進(jìn)陶瓷，由

12、于其資源豐富、比重小、耐制造出一系列先進(jìn)陶瓷，由于其資源豐富、比重小、耐高溫、耐磨等優(yōu)點(diǎn)，很有發(fā)展前途，用途在不斷擴(kuò)展。高溫、耐磨等優(yōu)點(diǎn)，很有發(fā)展前途，用途在不斷擴(kuò)展。v復(fù)合材料時代復(fù)合材料時代 最具有發(fā)展前途的是復(fù)合材料，因最具有發(fā)展前途的是復(fù)合材料，因?yàn)檫@類材料具有每種單質(zhì)材料所不具備的性能。為這類材料具有每種單質(zhì)材料所不具備的性能。P171. 緒論緒論 v當(dāng)今，材料的種類及其繁多，各種新材料不斷涌現(xiàn)，很當(dāng)今，材料的種類及其繁多，各種新材料不斷涌現(xiàn)，很難用一種材料來代表當(dāng)今時代的特征。所以稱之為難用一種材料來代表當(dāng)今時代的特征。所以稱之為新材料時代。新材料時代。v20世紀(jì)下半葉開始，人類歷

13、史進(jìn)入新技術(shù)革命時代，材世紀(jì)下半葉開始，人類歷史進(jìn)入新技術(shù)革命時代，材料、能源、信息一道被公認(rèn)為現(xiàn)代文明的三大基礎(chǔ)支持。料、能源、信息一道被公認(rèn)為現(xiàn)代文明的三大基礎(chǔ)支持。材料是全球新技術(shù)革命的材料是全球新技術(shù)革命的四大標(biāo)志四大標(biāo)志之一之一(新材料技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、信息技術(shù)、生物新能源技術(shù)、信息技術(shù)、生物工程工程技術(shù)技術(shù))。v材料科學(xué)的發(fā)展不僅是科技進(jìn)步、社會發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，材料科學(xué)的發(fā)展不僅是科技進(jìn)步、社會發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，同時也改變著人們在社會活動中的實(shí)踐方式和思維方式，同時也改變著人們在社會活動中的實(shí)踐方式和思維方式，由此極大地推動社會進(jìn)步。由此極大地推動社會進(jìn)步。P181. 緒

14、論緒論 v新材料的特點(diǎn)、趨勢：新材料的特點(diǎn)、趨勢：v特點(diǎn)：特點(diǎn)： 1. 特殊性特殊性(超強(qiáng)度、超塑性、超導(dǎo)性等超強(qiáng)度、超塑性、超導(dǎo)性等) 2. 制備和生產(chǎn)和新技術(shù)、新工藝緊密相關(guān)制備和生產(chǎn)和新技術(shù)、新工藝緊密相關(guān) 。 3. 更新?lián)Q代快，式樣多變。更新?lián)Q代快，式樣多變。 4. 發(fā)展和理論的關(guān)系比傳統(tǒng)材料更密切。發(fā)展和理論的關(guān)系比傳統(tǒng)材料更密切。v趨勢：趨勢： 1. 從均質(zhì)材料到復(fù)合材料從均質(zhì)材料到復(fù)合材料 2. 由結(jié)構(gòu)材料到功能材料，多功能材料并重由結(jié)構(gòu)材料到功能材料，多功能材料并重 3. 材料結(jié)構(gòu)的尺度向越來越小的方向發(fā)展材料結(jié)構(gòu)的尺度向越來越小的方向發(fā)展. 4. 由被動性材料到具有主動性的智

15、能材料由被動性材料到具有主動性的智能材料 5. 通過仿生途徑來發(fā)展新材料通過仿生途徑來發(fā)展新材料P191. 緒論緒論 v1.1.1 定義定義v什么是材料？什么是材料？v材料是人類用于制造物品、器件、構(gòu)件、機(jī)器或其他產(chǎn)材料是人類用于制造物品、器件、構(gòu)件、機(jī)器或其他產(chǎn)品的那些品的那些物質(zhì)物質(zhì)。材料是物質(zhì)，但不是所有物質(zhì)都可以稱。材料是物質(zhì)，但不是所有物質(zhì)都可以稱為材料。燃料和化學(xué)原料、工業(yè)化學(xué)品、食物和藥物，為材料。燃料和化學(xué)原料、工業(yè)化學(xué)品、食物和藥物，一般都不算是材料。材料總是和一定的用場相聯(lián)系，可一般都不算是材料。材料總是和一定的用場相聯(lián)系，可由一種或若干種物質(zhì)構(gòu)成。由一種或若干種物質(zhì)構(gòu)成。

16、v簡而言之，簡而言之，材料材料是具有指定工作條件下使用要求的形態(tài)是具有指定工作條件下使用要求的形態(tài)和物理狀態(tài)的物質(zhì)；或者說，材料是一種具有某種使用和物理狀態(tài)的物質(zhì)；或者說，材料是一種具有某種使用價值的物質(zhì)，一般是固體狀，也可能是液體或氣體。價值的物質(zhì)，一般是固體狀，也可能是液體或氣體。P201. 緒論緒論 v什么是硅酸鹽材料？什么是硅酸鹽材料？v硅酸鹽材料硅酸鹽材料或硅酸鹽制品是指以天然的硅酸鹽礦物為主或硅酸鹽制品是指以天然的硅酸鹽礦物為主要原料，經(jīng)高溫處理制成的材料或制品，生產(chǎn)這種材料要原料，經(jīng)高溫處理制成的材料或制品，生產(chǎn)這種材料或制品的工業(yè)稱硅酸鹽工業(yè)。傳統(tǒng)的硅酸鹽材料是無機(jī)或制品的工業(yè)

17、稱硅酸鹽工業(yè)。傳統(tǒng)的硅酸鹽材料是無機(jī)非金屬材料的主要構(gòu)成部分。非金屬材料的主要構(gòu)成部分。v硅酸鹽材料屬無機(jī)非金屬材料。硅酸鹽材料屬無機(jī)非金屬材料?！肮杷猁}硅酸鹽”一詞，從化一詞，從化學(xué)角度出發(fā)，它是由學(xué)角度出發(fā)，它是由SiO2和金屬氧化物所形成的鹽類。和金屬氧化物所形成的鹽類。實(shí)際工作中除化學(xué)概念所涉及的領(lǐng)域外，還包括用不含實(shí)際工作中除化學(xué)概念所涉及的領(lǐng)域外，還包括用不含Si的氧化物的氧化物(單一氧化物如單一氧化物如Al2O3或復(fù)合氧化物如或復(fù)合氧化物如BeOTiO2)、氮化物、碳化物、硼化物、鹵化物和碳素、氮化物、碳化物、硼化物、鹵化物和碳素材料材料(如石墨如石墨)以及其他非金屬單質(zhì)以及其他

18、非金屬單質(zhì)(如如硒硒Se)等原料經(jīng)高等原料經(jīng)高溫處理制成的材料和制品。溫處理制成的材料和制品。P211. 緒論緒論 v雖然它們的成分不是硅酸鹽，但因制備方法與人造硅酸雖然它們的成分不是硅酸鹽，但因制備方法與人造硅酸鹽相同，在中國也把這些材料概括在廣義的硅酸鹽材料鹽相同，在中國也把這些材料概括在廣義的硅酸鹽材料范疇之內(nèi)，和國際上廣義的范疇之內(nèi)，和國際上廣義的“陶瓷陶瓷ceramics”以及日本以及日本的的“窯業(yè)窯業(yè)”具有同一涵義。具有同一涵義。v直到直到20世紀(jì)初期，水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料四大家世紀(jì)初期，水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料四大家族在無機(jī)非金屬材料王國中一直占有絕對的統(tǒng)治地位，族在無機(jī)

19、非金屬材料王國中一直占有絕對的統(tǒng)治地位，被統(tǒng)稱為被統(tǒng)稱為硅酸鹽材料硅酸鹽材料。v近幾十年來，由于工業(yè)的需要和科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，近幾十年來，由于工業(yè)的需要和科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，新型的無機(jī)材料不斷出現(xiàn)。硅酸鹽材料組成范圍廣，結(jié)新型的無機(jī)材料不斷出現(xiàn)。硅酸鹽材料組成范圍廣，結(jié)構(gòu)多種多樣，具有各種優(yōu)異性能，因此在工業(yè)生產(chǎn)和科構(gòu)多種多樣，具有各種優(yōu)異性能，因此在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中發(fā)揮著越來越大的作用。學(xué)研究中發(fā)揮著越來越大的作用。P221. 緒論緒論 v1.1.2 分分 類類v材料的特性和用途：結(jié)構(gòu)材料、功能材料材料的特性和用途：結(jié)構(gòu)材料、功能材料 結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)材料：利用力學(xué)性能：利用力學(xué)性能承受載

20、荷承受載荷 功能材料功能材料：利用特殊的物理性能：利用特殊的物理性能(電、熱、磁等電、熱、磁等)v材料的組成：金屬材料、無機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料的組成：金屬材料、無機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料材料和復(fù)合材料v材料尺寸：一維、二維、三維材料尺寸：一維、二維、三維v材料內(nèi)部原子排布：晶態(tài)與非晶態(tài)材料內(nèi)部原子排布：晶態(tài)與非晶態(tài)v材料熱力學(xué)狀態(tài)：穩(wěn)態(tài)與亞穩(wěn)態(tài)材料熱力學(xué)狀態(tài)：穩(wěn)態(tài)與亞穩(wěn)態(tài)P231. 緒論緒論 v硅酸鹽材料主要是指由硅酸鹽材料主要是指由SiO2及其硅酸鹽化合物為主要成及其硅酸鹽化合物為主要成分制成的材料，包括分制成的材料，包括陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料陶瓷、玻璃、水泥和耐火

21、材料等。等。v1、陶瓷、陶瓷v中國是世界著名的陶瓷古國，早在八千年前的新石器時中國是世界著名的陶瓷古國，早在八千年前的新石器時代，我國的先民就已經(jīng)會制造和使用陶瓷了。陶瓷一般代，我國的先民就已經(jīng)會制造和使用陶瓷了。陶瓷一般是由黏土、長石、石英或其他原料經(jīng)粉碎、混合、成型、是由黏土、長石、石英或其他原料經(jīng)粉碎、混合、成型、干燥、燒制而成的制品的統(tǒng)稱。干燥、燒制而成的制品的統(tǒng)稱。 日用陶瓷：碗、盤、盆、缸、砂鍋等日用陶瓷：碗、盤、盆、缸、砂鍋等 建筑陶瓷：瓷磚、衛(wèi)生潔具建筑陶瓷：瓷磚、衛(wèi)生潔具( (中國中國產(chǎn)量約占世界產(chǎn)量約占世界1/4) ) 等等 高溫陶瓷：坩堝、發(fā)熱體、熱交換器、熱保護(hù)套管等高

22、溫陶瓷：坩堝、發(fā)熱體、熱交換器、熱保護(hù)套管等 耐蝕陶瓷：酸堿的儲槽、容器、反應(yīng)器、化工填料等耐蝕陶瓷：酸堿的儲槽、容器、反應(yīng)器、化工填料等 耐磨陶瓷：砂輪、砂紙、油石、磨料等耐磨陶瓷：砂輪、砂紙、油石、磨料等 電工陶瓷：絕緣、耐壓部件、電瓷等電工陶瓷：絕緣、耐壓部件、電瓷等P241. 緒論緒論 P251. 緒論緒論 v2、水泥水泥v水泥是當(dāng)前工業(yè)建設(shè)中用量最大的材料，高樓大廈、公水泥是當(dāng)前工業(yè)建設(shè)中用量最大的材料，高樓大廈、公路、橋梁、隧道、機(jī)場、機(jī)床的基座等無不是用水堆積路、橋梁、隧道、機(jī)場、機(jī)床的基座等無不是用水堆積而成，目前全世界的水泥年產(chǎn)量達(dá)而成，目前全世界的水泥年產(chǎn)量達(dá)20多億噸，中

23、國水泥多億噸，中國水泥年產(chǎn)量列世界第一年產(chǎn)量列世界第一(連續(xù)二十多年連續(xù)二十多年)，約占總產(chǎn)量的一半。，約占總產(chǎn)量的一半。v最常用的硅酸鹽水泥是由石灰石、黏土和鐵礦石為原料，最常用的硅酸鹽水泥是由石灰石、黏土和鐵礦石為原料，按一定的比例混合并磨細(xì)形成所謂生料，經(jīng)按一定的比例混合并磨細(xì)形成所謂生料，經(jīng)1450的高的高溫煅燒成為熟料，然后加入一定量的石膏后再次磨細(xì)即溫煅燒成為熟料，然后加入一定量的石膏后再次磨細(xì)即為為水泥水泥。v“兩磨一燒兩磨一燒”P261. 緒論緒論 v硅酸鹽水泥熟料的成分一般為：硅酸鹽水泥熟料的成分一般為：3CaOSiO237-60%; 2CaOSiO215-37%; 3CaO

24、Al2O37-15%; 4CaOAl2O3Fe2O310-18%;及少量及少量MgO。v從化學(xué)組成看，水泥是以硅酸鈣為主的無機(jī)材料，水泥從化學(xué)組成看，水泥是以硅酸鈣為主的無機(jī)材料，水泥加水形成膠體，靜置一段時間后可自動凝固形成堅(jiān)硬的加水形成膠體，靜置一段時間后可自動凝固形成堅(jiān)硬的固體，所以也稱為固體，所以也稱為膠凝材料膠凝材料。v 水泥和砂子、水泥和砂子、石子混合即構(gòu)石子混合即構(gòu)成耐壓強(qiáng)度極成耐壓強(qiáng)度極高的高的混凝土混凝土，如用鋼筋加強(qiáng)如用鋼筋加強(qiáng)即為鋼筋混凝即為鋼筋混凝土。土。P271. 緒論緒論 v3、耐火材料耐火材料v耐火材料是能夠滿足高溫條件下使用要求的無機(jī)非金屬耐火材料是能夠滿足高溫

25、條件下使用要求的無機(jī)非金屬材料。即高溫使用時不熔解、不分解、不氧化變質(zhì)，并材料。即高溫使用時不熔解、不分解、不氧化變質(zhì)，并具有一定的牢固性，通常規(guī)定其耐火度在具有一定的牢固性，通常規(guī)定其耐火度在1580以上，以上，主要用于高溫冶煉、煅燒、熔制、加熱等工業(yè)爐的內(nèi)襯、主要用于高溫冶煉、煅燒、熔制、加熱等工業(yè)爐的內(nèi)襯、墻體、窗口等，在冶金工業(yè)中有突出重要的地位。墻體、窗口等，在冶金工業(yè)中有突出重要的地位。v耐火材料品種繁多，按其化學(xué)耐火材料品種繁多，按其化學(xué)-礦物組成可分為：礦物組成可分為：v1、硅質(zhì)制品、硅質(zhì)制品 硅磚硅磚(silica brick)主要由鱗石英、方石英以及少量殘余石主要由鱗石英、

26、方石英以及少量殘余石英和玻璃相組成的英和玻璃相組成的酸性耐火材料酸性耐火材料。以天然硅石為原料，外加。以天然硅石為原料，外加適量礦化劑，以促進(jìn)坯體中的石英轉(zhuǎn)化為磷石英。在還原氣適量礦化劑，以促進(jìn)坯體中的石英轉(zhuǎn)化為磷石英。在還原氣氛下經(jīng)氛下經(jīng)1350-1430緩慢燒成。緩慢燒成。SiO2含量含量93以上。真密度以上。真密度2.38g/cm3。具有抗酸性渣侵蝕性能。較高的高溫強(qiáng)度。荷重。具有抗酸性渣侵蝕性能。較高的高溫強(qiáng)度。荷重軟化開始溫度軟化開始溫度1620-1670。在高溫下長期使用不變形。在高溫下長期使用不變形。P281. 緒論緒論 石英制品石英制品主要是指眾多以石英玻璃材料做成的產(chǎn)品。主主

27、要是指眾多以石英玻璃材料做成的產(chǎn)品。主要包括石英玻璃管、石英玻璃棒、熔凝石英玻璃管要包括石英玻璃管、石英玻璃棒、熔凝石英玻璃管(爐芯管爐芯管)、熔凝石英玻璃棒、石英玻璃舟、石英玻璃坩堝等。熔凝石英玻璃棒、石英玻璃舟、石英玻璃坩堝等。其原材料取自其原材料取自SiO2純度在純度在99.5%以上的精制石英砂以上的精制石英砂, 精選優(yōu)質(zhì)精選優(yōu)質(zhì)礦石進(jìn)行復(fù)雜加工而成。礦石進(jìn)行復(fù)雜加工而成。P291. 緒論緒論 v2、硅酸鋁質(zhì)制品、硅酸鋁質(zhì)制品 半硅磚半硅磚(semisilica brick)含氧化鋁含氧化鋁15%-30%、SiO2含量大于含量大于65%的硅酸鋁質(zhì)耐火材料。采用的主要的硅酸鋁質(zhì)耐火材料。采

28、用的主要原料有葉蠟石、硅質(zhì)黏土、高嶺土、泡沙石和白泥原料有葉蠟石、硅質(zhì)黏土、高嶺土、泡沙石和白泥等。經(jīng)成型、燒成而制得。高溫體積穩(wěn)定。體積變等。經(jīng)成型、燒成而制得。高溫體積穩(wěn)定。體積變化較小。耐熱震性優(yōu)良。用于玻璃熔窯、盛鋼水桶、化較小。耐熱震性優(yōu)良。用于玻璃熔窯、盛鋼水桶、加熱爐、化鐵爐、煉鋼平爐蓄熱室等。加熱爐、化鐵爐、煉鋼平爐蓄熱室等。 P301. 緒論緒論 黏土磚黏土磚普通黏土磚：具有規(guī)整形狀的黏土耐火普通黏土磚：具有規(guī)整形狀的黏土耐火材料的總稱。主要化學(xué)成分為氧化鋁和二氧化硅，材料的總稱。主要化學(xué)成分為氧化鋁和二氧化硅，還含有起熔劑作用的三氧化二鐵、氧化鈣、氧化鉀、還含有起熔劑作用的

29、三氧化二鐵、氧化鈣、氧化鉀、氧化鈉、二氧化鈦等。氧化鈉、二氧化鈦等。 分為普通黏土磚、多熟料黏土磚、全生料黏土磚、分為普通黏土磚、多熟料黏土磚、全生料黏土磚、高硅質(zhì)黏土磚等。具有高溫性能好、耐熱震性較好高硅質(zhì)黏土磚等。具有高溫性能好、耐熱震性較好等特性，等特性， 以硬質(zhì)黏土熟料以硬質(zhì)黏土熟料(全生料黏土磚為生料全生料黏土磚為生料)為原料、加入為原料、加入適量可塑性黏土，經(jīng)可塑成型或半干法成型，再經(jīng)適量可塑性黏土，經(jīng)可塑成型或半干法成型，再經(jīng)燒結(jié)而成。燒結(jié)而成。 高級黏土磚：耐火度不低于高級黏土磚：耐火度不低于1699的黏土質(zhì)耐火磚。的黏土質(zhì)耐火磚。有普通的、耐崩裂的、耐渣蝕的三種。有普通的、耐

30、崩裂的、耐渣蝕的三種。P311. 緒論緒論 高鋁磚高鋁磚(high-alumina brick)氧化鋁含量在氧化鋁含量在48%以上的一以上的一種中性耐火材料。由礬土或其他氧化鋁含量較高的原料經(jīng)成種中性耐火材料。由礬土或其他氧化鋁含量較高的原料經(jīng)成型和煅燒而成。熱穩(wěn)定性高，耐火度在型和煅燒而成。熱穩(wěn)定性高，耐火度在1770以上?？乖砸陨?。抗渣性較好。較好。 a、耐火度、耐火度高鋁磚的耐火度比粘土磚和半硅磚的耐火度都高鋁磚的耐火度比粘土磚和半硅磚的耐火度都要高，達(dá)要高，達(dá)17501790，屬于高級耐火材料。，屬于高級耐火材料。 b、荷重軟化溫度、荷重軟化溫度因?yàn)楦咪X制品中因?yàn)楦咪X制品中Al2O3

31、高，雜質(zhì)量少，高，雜質(zhì)量少，形成易熔的玻璃體少，所以荷重軟化溫度比粘土磚高，但因形成易熔的玻璃體少，所以荷重軟化溫度比粘土磚高，但因莫來石結(jié)晶未形成網(wǎng)狀組織，故荷重軟化溫度仍沒有硅磚高。莫來石結(jié)晶未形成網(wǎng)狀組織，故荷重軟化溫度仍沒有硅磚高。 c、抗渣性、抗渣性高鋁磚中高鋁磚中Al2O3較多，接近于中性耐火材料，能較多，接近于中性耐火材料，能抵抗酸性渣和堿性渣的侵蝕，由于其中含有抵抗酸性渣和堿性渣的侵蝕，由于其中含有SiO2，所以抗堿，所以抗堿性渣的能力比抗酸性渣的能力弱些。性渣的能力比抗酸性渣的能力弱些。P321. 緒論緒論 剛玉磚剛玉磚(corundum brick)Al2O3的含量的含量9

32、0、以、以剛玉為主晶相的耐火材料制品。很高的常溫耐壓強(qiáng)剛玉為主晶相的耐火材料制品。很高的常溫耐壓強(qiáng)度度(可達(dá)可達(dá)340MPa)。高的荷重軟化開始溫度。高的荷重軟化開始溫度(1700)。很好的化學(xué)穩(wěn)定性，對酸性或堿性渣、金屬以及玻很好的化學(xué)穩(wěn)定性，對酸性或堿性渣、金屬以及玻璃液等均有較強(qiáng)的抵抗能力。璃液等均有較強(qiáng)的抵抗能力。 熱震穩(wěn)定性與其組織結(jié)構(gòu)有關(guān)，致密制品的耐侵蝕熱震穩(wěn)定性與其組織結(jié)構(gòu)有關(guān)，致密制品的耐侵蝕性能良好，但熱震穩(wěn)定性較差。性能良好，但熱震穩(wěn)定性較差。 分為燒結(jié)剛玉磚和電熔剛玉磚兩種。可分別用燒結(jié)分為燒結(jié)剛玉磚和電熔剛玉磚兩種?？煞謩e用燒結(jié)氧化鋁和電熔剛玉作原料或氧化鋁和電熔剛玉

33、作原料或Al2O3/SiO2比高的礬土熟比高的礬土熟料與燒結(jié)氧化鋁配合，采用燒結(jié)法制成。也可用磷料與燒結(jié)氧化鋁配合，采用燒結(jié)法制成。也可用磷酸或其他黏結(jié)劑制成不燒剛玉磚。主要用于煉鐵高酸或其他黏結(jié)劑制成不燒剛玉磚。主要用于煉鐵高爐和高爐熱風(fēng)爐、煉鋼爐外精煉爐、滑動水器、玻爐和高爐熱風(fēng)爐、煉鋼爐外精煉爐、滑動水器、玻璃熔窯以及石油化工工業(yè)爐等。璃熔窯以及石油化工工業(yè)爐等。P331. 緒論緒論 v3、鎂質(zhì)和白云石質(zhì)制品、鎂質(zhì)和白云石質(zhì)制品 鎂磚鎂磚(magnesite brick)MgO含量在含量在90%以上、以以上、以方鎂石為主晶相的堿性耐火材料。方鎂石為主晶相的堿性耐火材料。 一般可分為燒結(jié)鎂

34、磚一般可分為燒結(jié)鎂磚(又稱燒成鎂磚又稱燒成鎂磚)和化學(xué)結(jié)合鎂磚和化學(xué)結(jié)合鎂磚(又稱不燒鎂磚又稱不燒鎂磚)兩大類。純度和燒成溫度高的鎂磚，兩大類。純度和燒成溫度高的鎂磚，由于方鎂石晶粒直接接觸，稱為直接結(jié)合鎂磚；用由于方鎂石晶粒直接接觸，稱為直接結(jié)合鎂磚；用電熔鎂砂為原料制成的磚稱為電熔再結(jié)合鎂磚。電熔鎂砂為原料制成的磚稱為電熔再結(jié)合鎂磚。 鎂磚有較高的耐火度，很好的耐堿性渣性能，荷重鎂磚有較高的耐火度，很好的耐堿性渣性能，荷重軟化開始溫度高，但抗熱震性能差。燒結(jié)鎂磚以制軟化開始溫度高，但抗熱震性能差。燒結(jié)鎂磚以制磚鎂磚為原料，經(jīng)粉碎、配料、混練、成型后，在磚鎂磚為原料，經(jīng)粉碎、配料、混練、成型

35、后，在1550-1600的高溫下燒成，高純制品的燒成溫度在的高溫下燒成，高純制品的燒成溫度在1750以上。不燒鎂磚是在鎂砂中加入適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)結(jié)以上。不燒鎂磚是在鎂砂中加入適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)結(jié)合劑，經(jīng)混煉、成型、干燥而制成。合劑，經(jīng)混煉、成型、干燥而制成。P341. 緒論緒論 鎂鋁磚鎂鋁磚(magnesia-alumina brick)用鎂砂和少量工用鎂砂和少量工業(yè)氧化鋁或礬土為原料燒制而成的一種堿性耐火材業(yè)氧化鋁或礬土為原料燒制而成的一種堿性耐火材料。熱穩(wěn)定性比鎂磚好，耐火度在料。熱穩(wěn)定性比鎂磚好，耐火度在1580以上。能耐以上。能耐堿性熔渣的侵蝕。堿性熔渣的侵蝕。 制品中制品中MgO含量為含量為85%

36、左右，氧化鋁含量為左右，氧化鋁含量為5%-10%，以方鎂石為主晶相、鎂鋁尖晶石為次晶相，以方鎂石為主晶相、鎂鋁尖晶石為次晶相(作作為主要結(jié)合相為主要結(jié)合相)的堿性耐火材料。顯氣孔率一般為的堿性耐火材料。顯氣孔率一般為15-18%。熱膨脹系數(shù)為。熱膨脹系數(shù)為10.610-6/?？篃嵴鹦员认鄳?yīng)?？篃嵴鹦员认鄳?yīng)的鎂磚好。由于基質(zhì)中分布有熔點(diǎn)較高的鎂鋁尖晶的鎂磚好。由于基質(zhì)中分布有熔點(diǎn)較高的鎂鋁尖晶石，其高溫強(qiáng)度較高，荷重軟化開始溫度在石，其高溫強(qiáng)度較高，荷重軟化開始溫度在1580以以上。抗渣性也較好。上?？乖砸草^好。 一般以優(yōu)質(zhì)燒結(jié)鎂砂為粒狀料，加入按一定比例配一般以優(yōu)質(zhì)燒結(jié)鎂砂為粒狀料，加入按一

37、定比例配合的鎂砂同生礬土或輕燒礬土熟料或工業(yè)氧化鋁組合的鎂砂同生礬土或輕燒礬土熟料或工業(yè)氧化鋁組成的細(xì)粉，經(jīng)混煉、成型和燒成而制得。成的細(xì)粉，經(jīng)混煉、成型和燒成而制得。P351. 緒論緒論 鎂鉻磚鎂鉻磚以以MgO和和Cr2O3)為主要成分，方鎂石和為主要成分，方鎂石和尖晶石為主要礦物組分的耐火材料制品。這類磚耐尖晶石為主要礦物組分的耐火材料制品。這類磚耐火度高，高溫強(qiáng)度大，抗堿性渣侵蝕性強(qiáng)，熱穩(wěn)定火度高，高溫強(qiáng)度大，抗堿性渣侵蝕性強(qiáng)，熱穩(wěn)定性優(yōu)良，對酸性渣也有一定的適應(yīng)性。性優(yōu)良，對酸性渣也有一定的適應(yīng)性。 制造鎂鉻磚的主要原制造鎂鉻磚的主要原料是燒結(jié)鎂砂和鉻鐵料是燒結(jié)鎂砂和鉻鐵礦。鎂砂原料的

38、純度礦。鎂砂原料的純度要盡可能高，鉻鐵礦要盡可能高，鉻鐵礦化學(xué)成分的要求為：化學(xué)成分的要求為：Cr2O330-45，CaO不大于不大于1.0-1.5。 P361. 緒論緒論 白云石磚白云石磚(dolomite brick)由煅燒過的白云石砂制由煅燒過的白云石砂制成的耐火材料制品。通常含成的耐火材料制品。通常含CaO40以上，以上，MgO35以上，還含有少量的以上，還含有少量的SiO2、Al2O3、Fe2O3等雜質(zhì)。等雜質(zhì)。天然白云石的天然白云石的CaO/MgO比波動較大，若磚中的比波動較大，若磚中的CaO/MgO比小于比小于1.39，則稱為，則稱為鎂質(zhì)白云石磚鎂質(zhì)白云石磚。 白云石磚按生產(chǎn)工藝

39、可分為：焦油白云石磚按生產(chǎn)工藝可分為：焦油(瀝青瀝青)結(jié)合不燒磚、結(jié)合不燒磚、輕燒油浸磚和燒成油浸磚。白云石磚含游離輕燒油浸磚和燒成油浸磚。白云石磚含游離CaO，在空氣中易于水化崩裂，不宜長期存放。在空氣中易于水化崩裂，不宜長期存放。 原料白云石是碳酸鈣和碳酸鎂的復(fù)鹽，分子式為原料白云石是碳酸鈣和碳酸鎂的復(fù)鹽，分子式為CaCO3MgCO3，六方晶系，比重，六方晶系，比重2.802.99，莫氏，莫氏硬度硬度3.54.5，理論組成為，理論組成為 CaO30.41、MgO21.87、CO247.72，CaO/MgO比為比為1.39。P371. 緒論緒論 v4、碳質(zhì)制品、碳質(zhì)制品 炭磚炭磚(carbo

40、n refractory)由焦炭或熱處理過的無由焦炭或熱處理過的無煙煤與煤焦油等在還原焰中燒成的一種中性耐火材煙煤與煤焦油等在還原焰中燒成的一種中性耐火材料。含碳約料。含碳約88%-90%。具有高的熱穩(wěn)定性、耐火度、。具有高的熱穩(wěn)定性、耐火度、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。能抗熔融金屬和熔渣的侵蝕，但導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。能抗熔融金屬和熔渣的侵蝕，但易被氧化。主要用于熔融金屬與爐的砌筑體接觸的易被氧化。主要用于熔融金屬與爐的砌筑體接觸的地方。地方。P381. 緒論緒論 石墨黏土制品石墨黏土制品 石墨耐火材料石墨耐火材料graphite refractory以石墨為主要以石墨為主要成分的耐火材料。有的也將以石墨和黏

41、土為主要原成分的耐火材料。有的也將以石墨和黏土為主要原料而制成的耐火制品列入此類，按黏土和石墨的含料而制成的耐火制品列入此類，按黏土和石墨的含量分別稱為量分別稱為黏土石墨制品黏土石墨制品(石墨含量多石墨含量多)和和石墨黏土制石墨黏土制品品(黏土含量多黏土含量多)。 石墨制品也可以用碳質(zhì)耐火材料在電阻爐中經(jīng)石墨制品也可以用碳質(zhì)耐火材料在電阻爐中經(jīng)25002800保溫，使之石墨化而制成。保溫，使之石墨化而制成。 石墨制品可用作化學(xué)工業(yè)的反應(yīng)槽和高壓釜內(nèi)襯。石墨制品可用作化學(xué)工業(yè)的反應(yīng)槽和高壓釜內(nèi)襯。石墨塊在電解金屬鎂、鎳等工業(yè)中可用作電極材料。石墨塊在電解金屬鎂、鎳等工業(yè)中可用作電極材料。還大量用

42、于制作耐腐蝕熱交換器及砌筑高溫爐。還大量用于制作耐腐蝕熱交換器及砌筑高溫爐。 黏土石墨制品，可用作坩堝、塞頭和水口磚等。黏土石墨制品，可用作坩堝、塞頭和水口磚等。 P391. 緒論緒論 v5、鋯質(zhì)制品、鋯質(zhì)制品v鋯英石鋯英石(Zircon Products，ZrSiO4)用于耐火材料用于耐火材料(稱為鋯稱為鋯酸鹽火磚、如鋯鋼玉磚等酸鹽火磚、如鋯鋼玉磚等)，鑄型用砂，鑄型用砂(精型用砂精型用砂(精密鑄精密鑄件砂型件砂型)，陶瓷及搪瓷器具，此外也用于金屬，陶瓷及搪瓷器具，此外也用于金屬(海綿鋯海綿鋯)、合金、玻璃以及化合物合金、玻璃以及化合物(二氧化鋯、氯氧化鋯、鋯酸鈉、二氧化鋯、氯氧化鋯、鋯酸鈉

43、、氟鋯酸鉀、硫酸鋯等氟鋯酸鉀、硫酸鋯等)。v鋯英砂鋯英砂(鋯英石鋯英石)多與鈦鐵礦、金紅石、獨(dú)居石、磷釔礦多與鈦鐵礦、金紅石、獨(dú)居石、磷釔礦等共生于海濱砂中，經(jīng)水選、電選、磁選等選礦工藝分等共生于海濱砂中，經(jīng)水選、電選、磁選等選礦工藝分選后而得到。選后而得到。v純凈的鋯英砂為無色透明的晶體，常因產(chǎn)地不同、含雜純凈的鋯英砂為無色透明的晶體，常因產(chǎn)地不同、含雜質(zhì)的種類與數(shù)量不同而染成黃、橙、紅、褐等色，硬度質(zhì)的種類與數(shù)量不同而染成黃、橙、紅、褐等色，硬度7.8，比重，比重4.6-4.71，折射率，折射率1.93-2.01，熔點(diǎn)為，熔點(diǎn)為2550。P401. 緒論緒論 v鋯英石用于耐火材料鋯英石用于

44、耐火材料(稱鋯質(zhì)耐火材料，如鋯剛玉磚，稱鋯質(zhì)耐火材料，如鋯剛玉磚，鋯質(zhì)耐火纖維鋯質(zhì)耐火纖維)，鑄造行業(yè)鑄型用砂，鑄造行業(yè)鑄型用砂(精密鑄件型砂精密鑄件型砂)，精，精密搪瓷器具，此外也用于玻璃、金屬密搪瓷器具，此外也用于玻璃、金屬(海綿鋯海綿鋯)以及鋯化以及鋯化合物合物(二氧化鋯、氯氧化鋯、鋯酸鈉、氟鋯酸鉀、硫酸二氧化鋯、氯氧化鋯、鋯酸鈉、氟鋯酸鉀、硫酸鋯等鋯等)的生產(chǎn)中。的生產(chǎn)中。v鋯英石特征：一般晶形較好，成正方形短柱狀，少數(shù)呈鋯英石特征：一般晶形較好，成正方形短柱狀，少數(shù)呈長柱狀晶體、雙錐晶體，也有簡單的柱狀及復(fù)雜的柱狀長柱狀晶體、雙錐晶體，也有簡單的柱狀及復(fù)雜的柱狀和不規(guī)則之粒狀等，顏色

45、為白色、淡黃色、黃色、粉紅和不規(guī)則之粒狀等，顏色為白色、淡黃色、黃色、粉紅色，以白色透明居多，條痕無色、金屬光澤，半透明，色，以白色透明居多，條痕無色、金屬光澤，半透明，大部分在熒光燈下發(fā)黃光，部分不發(fā)光。大部分在熒光燈下發(fā)黃光，部分不發(fā)光。v仿鉆仿鉆P411. 緒論緒論 v4、玻璃玻璃v玻璃是硅酸鹽家族中的又一個古老而輝煌的成員。早在玻璃是硅酸鹽家族中的又一個古老而輝煌的成員。早在3500年前，古埃及人就創(chuàng)造了玻璃，這是西方古代文明年前，古埃及人就創(chuàng)造了玻璃，這是西方古代文明的象征之一。中國平板玻璃產(chǎn)量占世界產(chǎn)量約的象征之一。中國平板玻璃產(chǎn)量占世界產(chǎn)量約1/4。平。平板玻璃產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù)近二十

46、年位居世界第一。板玻璃產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù)近二十年位居世界第一。v玻璃的定義玻璃的定義：一種較為透明的液體物質(zhì)，在熔融時形成：一種較為透明的液體物質(zhì)，在熔融時形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，冷卻過程中粘度逐漸增大并硬化而不結(jié)連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，冷卻過程中粘度逐漸增大并硬化而不結(jié)晶的硅酸鹽類非金屬材料。晶的硅酸鹽類非金屬材料。v廣義：凡熔融體通過一定方式冷卻而成的無定形體，因廣義：凡熔融體通過一定方式冷卻而成的無定形體，因粘度的不斷增加而具有固體的機(jī)械性質(zhì)和一定結(jié)構(gòu)特征粘度的不斷增加而具有固體的機(jī)械性質(zhì)和一定結(jié)構(gòu)特征者，不管其化學(xué)組成和固化溫度范圍如何，都稱為者，不管其化學(xué)組成和固化溫度范圍如何，都稱為玻璃玻璃P421.

47、緒論緒論 v玻璃的歷史玻璃的歷史v玻璃最初由火山噴出的酸性巖凝固而得。約公元前玻璃最初由火山噴出的酸性巖凝固而得。約公元前3700年前，年前， 古埃及人已制出玻璃裝飾品和簡單玻璃器皿，古埃及人已制出玻璃裝飾品和簡單玻璃器皿，當(dāng)時只有有色玻璃，約公元前當(dāng)時只有有色玻璃，約公元前1000 年前，中國制造出年前，中國制造出無色玻璃。公元無色玻璃。公元12世紀(jì)，出現(xiàn)了商品玻璃，并開始成為世紀(jì)，出現(xiàn)了商品玻璃，并開始成為工業(yè)材料。工業(yè)材料。18世紀(jì)，為適應(yīng)研制望遠(yuǎn)鏡的需要，制出光世紀(jì)，為適應(yīng)研制望遠(yuǎn)鏡的需要，制出光學(xué)玻璃。學(xué)玻璃。1873年，比利時首先制出平板玻璃。年，比利時首先制出平板玻璃。1906年

48、，年，美國制出平板玻璃引上機(jī)。此后，隨著玻璃生產(chǎn)的工業(yè)美國制出平板玻璃引上機(jī)。此后，隨著玻璃生產(chǎn)的工業(yè)化和規(guī)模化，各種用途和各種性能的玻璃相繼問世?，F(xiàn)化和規(guī)模化，各種用途和各種性能的玻璃相繼問世?，F(xiàn)代，玻璃已成為日常生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的重要代，玻璃已成為日常生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的重要材料。材料。P431. 緒論緒論 v3000多年前，一艘歐洲腓尼基人的商船，滿載著晶體礦多年前，一艘歐洲腓尼基人的商船，滿載著晶體礦物物“天然蘇打天然蘇打”，航行在地中海沿岸的貝魯斯河上。由，航行在地中海沿岸的貝魯斯河上。由于海水落潮，商船擱淺，船員便登上沙灘，抬來大鍋，于海水落潮，商船擱淺，船員便登上沙

49、灘，抬來大鍋，搬來木柴，并用幾塊搬來木柴，并用幾塊“天然蘇打天然蘇打”作為大鍋的支架，在作為大鍋的支架，在沙灘上做起飯來。吃完飯，開始漲潮了。他們正準(zhǔn)備收沙灘上做起飯來。吃完飯，開始漲潮了。他們正準(zhǔn)備收拾一下繼續(xù)航行時，突然有人發(fā)現(xiàn)鍋下面的沙地上有一拾一下繼續(xù)航行時，突然有人發(fā)現(xiàn)鍋下面的沙地上有一些晶瑩明亮、閃閃發(fā)光的東西！些晶瑩明亮、閃閃發(fā)光的東西！v這些閃光的東西，是天然蘇打，在火焰的作用下，與沙這些閃光的東西，是天然蘇打，在火焰的作用下，與沙灘上的石英砂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的晶體，這就是最早灘上的石英砂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的晶體，這就是最早的玻璃。后來腓尼基人把石英砂和天然蘇打和在一起，的玻

50、璃。后來腓尼基人把石英砂和天然蘇打和在一起，然后用一種特制的爐子熔化，制成玻璃球，使腓尼基人然后用一種特制的爐子熔化，制成玻璃球，使腓尼基人發(fā)了一筆大財(cái)。發(fā)了一筆大財(cái)。P441. 緒論緒論 v大約在大約在4世紀(jì)，羅馬人開始把玻璃應(yīng)用在門窗上。世紀(jì)，羅馬人開始把玻璃應(yīng)用在門窗上。v到到1291年，意大利的玻璃制造技術(shù)已經(jīng)非常發(fā)達(dá)。年，意大利的玻璃制造技術(shù)已經(jīng)非常發(fā)達(dá)?！拔椅覈牟Ａе圃旒夹g(shù)決不能泄漏出去，把所有的制造玻璃國的玻璃制造技術(shù)決不能泄漏出去，把所有的制造玻璃的工匠都集中在一起生產(chǎn)玻璃！的工匠都集中在一起生產(chǎn)玻璃！”就這樣，意大利的玻就這樣，意大利的玻璃工匠都被送到一個與世隔絕的孤島上生

51、產(chǎn)玻璃，他們璃工匠都被送到一個與世隔絕的孤島上生產(chǎn)玻璃，他們在一生當(dāng)中不準(zhǔn)離開這座孤島。在一生當(dāng)中不準(zhǔn)離開這座孤島。v1688年，一名叫納夫的人發(fā)明了制作大塊玻璃的工藝，年，一名叫納夫的人發(fā)明了制作大塊玻璃的工藝，從此，玻璃成了普通的物品。從此，玻璃成了普通的物品。v我們現(xiàn)在使用的玻璃是由石英砂、純堿、長石及石灰石我們現(xiàn)在使用的玻璃是由石英砂、純堿、長石及石灰石等為原料，經(jīng)混和、高溫熔融、勻化后，加工成形，再等為原料，經(jīng)混和、高溫熔融、勻化后，加工成形，再經(jīng)退火而得。經(jīng)退火而得。P451. 緒論緒論 v玻璃也屬于硅酸鹽系列，玻璃也屬于硅酸鹽系列，普通玻璃化學(xué)氧化物的組成為：普通玻璃化學(xué)氧化物的

52、組成為：Na2OCaO6SiO2，主要成份是，主要成份是SiO2，如常用的平板玻如常用的平板玻璃的成分為璃的成分為SiO2約約72%，Na2O約約13%，CaO約約11%，MgO約約3%，也是以，也是以SiO2為主體的多種氧化物復(fù)合體。為主體的多種氧化物復(fù)合體。v你可能看到過，玻璃工人把一玻璃管放在火上燒，逐漸你可能看到過，玻璃工人把一玻璃管放在火上燒，逐漸地變紅、變軟，然后把一頭封死，從另一頭向內(nèi)吹氣，地變紅、變軟，然后把一頭封死，從另一頭向內(nèi)吹氣，于是一根玻璃管變成了一個燒瓶于是一根玻璃管變成了一個燒瓶用相似的方法可以用相似的方法可以把玻璃做成各種精美的制品。把玻璃做成各種精美的制品。P4

53、61. 緒論緒論 v玻璃不是化合物，沒有一定的化學(xué)分子式，其化學(xué)成分玻璃不是化合物，沒有一定的化學(xué)分子式，其化學(xué)成分是可以改變的。是可以改變的。v玻璃是無定形體，不是晶體，是經(jīng)過冷卻的液體，融化玻璃是無定形體，不是晶體，是經(jīng)過冷卻的液體，融化時沒有一個固定的溫度，即時沒有一個固定的溫度，即沒有熔點(diǎn)沒有熔點(diǎn)。v玻璃具有優(yōu)良的光學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，可以通過化學(xué)玻璃具有優(yōu)良的光學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，可以通過化學(xué)組成的調(diào)整和各種處理工藝來大幅度地改變其物理和化組成的調(diào)整和各種處理工藝來大幅度地改變其物理和化學(xué)性能，以適應(yīng)多種不同的實(shí)用要求?？梢杂么?、壓、學(xué)性能，以適應(yīng)多種不同的實(shí)用要求?？梢杂么怠?、拉

54、、鑄等多種方法，制成空心、薄壁或?qū)嵭牡母鞣N制品，拉、鑄等多種方法，制成空心、薄壁或?qū)嵭牡母鞣N制品，還可以實(shí)現(xiàn)器件之間的焊接。在建筑、化工、光學(xué)儀器、還可以實(shí)現(xiàn)器件之間的焊接。在建筑、化工、光學(xué)儀器、化學(xué)分析儀器、輕工、醫(yī)療器械、電子真空系統(tǒng)均有廣化學(xué)分析儀器、輕工、醫(yī)療器械、電子真空系統(tǒng)均有廣泛而重要的用途，還可做成精美的工藝美術(shù)作品。泛而重要的用途，還可做成精美的工藝美術(shù)作品。P471. 緒論緒論 v1.2 硅酸鹽材料的共性和特點(diǎn)硅酸鹽材料的共性和特點(diǎn)v1.2.1 硅酸鹽材料的共性硅酸鹽材料的共性v硅酸鹽材料雖然分為四大類，但各類硅酸鹽材料在其微硅酸鹽材料雖然分為四大類，但各類硅酸鹽材料在其

55、微觀結(jié)構(gòu)、宏觀性能和生產(chǎn)工藝方面有共同點(diǎn)。觀結(jié)構(gòu)、宏觀性能和生產(chǎn)工藝方面有共同點(diǎn)。va、微觀結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu) 一般硅酸鹽材料是由晶體、玻璃體和氣體組成的復(fù)一般硅酸鹽材料是由晶體、玻璃體和氣體組成的復(fù)雜系統(tǒng)，其中晶體和玻璃體可能是單晶、多晶、完雜系統(tǒng)，其中晶體和玻璃體可能是單晶、多晶、完全玻璃體或晶體和玻璃體的復(fù)合物。傳統(tǒng)硅酸鹽材全玻璃體或晶體和玻璃體的復(fù)合物。傳統(tǒng)硅酸鹽材料的結(jié)構(gòu)雖然變化很多，但它們的基本結(jié)構(gòu)單元均料的結(jié)構(gòu)雖然變化很多，但它們的基本結(jié)構(gòu)單元均為硅氧四面體為硅氧四面體SiO44-P481. 緒論緒論 vb、宏觀性能、宏觀性能 由于硅氧化學(xué)鍵強(qiáng)很高，結(jié)合牢固，硅酸鹽材料或由于硅氧化學(xué)

56、鍵強(qiáng)很高，結(jié)合牢固，硅酸鹽材料或制品一般都具有良好的力學(xué)性能、較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定制品一般都具有良好的力學(xué)性能、較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性和耐高溫性能。但由于材料中原子或離子排列的性和耐高溫性能。但由于材料中原子或離子排列的方式不同，各類硅酸鹽材料的性能如熱傳導(dǎo)、光學(xué)方式不同，各類硅酸鹽材料的性能如熱傳導(dǎo)、光學(xué)性能、擴(kuò)散、形變、劈裂、介電性和磁性均有不同。性能、擴(kuò)散、形變、劈裂、介電性和磁性均有不同。vc、制作工藝、制作工藝 各種硅酸鹽材料制作的工藝的主要共同點(diǎn)是高溫處各種硅酸鹽材料制作的工藝的主要共同點(diǎn)是高溫處理理(燒結(jié)或燒融燒結(jié)或燒融)，不同點(diǎn)是原料組成和工藝流程存在，不同點(diǎn)是原料組成和工藝流程存在著顯著

57、的差別，工藝流程包括原料處理、原料組成、著顯著的差別，工藝流程包括原料處理、原料組成、成型過程、燒成溫度和冷卻速度等環(huán)節(jié)。成型過程、燒成溫度和冷卻速度等環(huán)節(jié)。P491. 緒論緒論 v1.2.2 硅酸鹽工業(yè)的特點(diǎn)硅酸鹽工業(yè)的特點(diǎn)v主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)：運(yùn)輸量大、污染較大、能耗大、需水量大運(yùn)輸量大、污染較大、能耗大、需水量大va、運(yùn)輸量大、運(yùn)輸量大 由于硅酸鹽工業(yè)是以天然的硅酸鹽礦物為主要原料，由于硅酸鹽工業(yè)是以天然的硅酸鹽礦物為主要原料，且產(chǎn)品體積大，所以進(jìn)入工廠、工廠內(nèi)部生產(chǎn)車間且產(chǎn)品體積大，所以進(jìn)入工廠、工廠內(nèi)部生產(chǎn)車間及產(chǎn)品出廠的運(yùn)輸量都非常大。及產(chǎn)品出廠的運(yùn)輸量都非常大。vb、污染較大、污

58、染較大 由于燃燒產(chǎn)生大量氣態(tài)、固體污染物及生產(chǎn)中產(chǎn)生由于燃燒產(chǎn)生大量氣態(tài)、固體污染物及生產(chǎn)中產(chǎn)生大量粉塵，所以污染較大。大量粉塵，所以污染較大。P501. 緒論緒論 vc、耗能大、耗能大 由于硅酸鹽工業(yè)是對天然的硅酸鹽礦物進(jìn)行熱加工，由于硅酸鹽工業(yè)是對天然的硅酸鹽礦物進(jìn)行熱加工，且要求部分熔融或全部熔融，加之對天然礦物的粉且要求部分熔融或全部熔融，加之對天然礦物的粉碎，所以需要消耗大量的熱能和電能。硅酸鹽工業(yè)碎，所以需要消耗大量的熱能和電能。硅酸鹽工業(yè)是僅次于電力、冶金、化工的第四大能耗部門。是僅次于電力、冶金、化工的第四大能耗部門。vd、需水量大、需水量大 主要是生產(chǎn)直接用水和生產(chǎn)過程中的冷

59、卻水用量較主要是生產(chǎn)直接用水和生產(chǎn)過程中的冷卻水用量較大。大。P511. 緒論緒論 v1.3 能源利用與硅酸鹽工業(yè)節(jié)能能源利用與硅酸鹽工業(yè)節(jié)能v翻開人類的發(fā)展史，不難看到人類社會的發(fā)展與人類對翻開人類的發(fā)展史，不難看到人類社會的發(fā)展與人類對能源的開發(fā)、利用息息相關(guān)。能源的開發(fā)和利用水平是能源的開發(fā)、利用息息相關(guān)。能源的開發(fā)和利用水平是衡量社會生產(chǎn)力和社會物質(zhì)文明的重要標(biāo)志，而且關(guān)系衡量社會生產(chǎn)力和社會物質(zhì)文明的重要標(biāo)志，而且關(guān)系著社會可持續(xù)發(fā)展和社會的精神文明建設(shè)及和諧社會的著社會可持續(xù)發(fā)展和社會的精神文明建設(shè)及和諧社會的建立。建立。v掌握和了解能源的基本知識，不但對材料工程技術(shù)類專掌握和了解

60、能源的基本知識，不但對材料工程技術(shù)類專業(yè)人才是必需的，而且對于機(jī)械、電子自動化、建筑、業(yè)人才是必需的，而且對于機(jī)械、電子自動化、建筑、工業(yè)企業(yè)管理等專業(yè)人才培養(yǎng)和未來發(fā)展也是不可缺少工業(yè)企業(yè)管理等專業(yè)人才培養(yǎng)和未來發(fā)展也是不可缺少的。尤其是歷史已進(jìn)入的。尤其是歷史已進(jìn)入21世紀(jì)，為培養(yǎng)和造就具有創(chuàng)新世紀(jì)，為培養(yǎng)和造就具有創(chuàng)新精神的復(fù)合型高職人才和全面提高各類人才的科學(xué)素質(zhì)，精神的復(fù)合型高職人才和全面提高各類人才的科學(xué)素質(zhì)，掌握能源知識是十分必要的。掌握能源知識是十分必要的。P521. 緒論緒論 v1.3.1 能源及其分類能源及其分類v所謂所謂能源：能源：是指可能為人類提供各種能量和動力的物質(zhì)是