無機非金屬材料工藝學(xué)

合肥學(xué)院HefeiUniversity無機非金屬材料工藝學(xué)

課程總結(jié)題目：無機非金屬材料工藝學(xué)課程總結(jié)年級：XXXXXXXXXX學(xué)號XXXXXXXXXXXX姓名：XXXXXX指導(dǎo)老師：田長安2017年6月4日無機非非金屬材料工藝學(xué)課程總結(jié)無機非金屬材料科學(xué)與工藝：是一門研究材料組成、結(jié)構(gòu)、合成與制備、使用效能四者之間的關(guān)系與規(guī)律的科學(xué)。合成與制備：是研究如何將原子、分子聚合起來并最終轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏卯a(chǎn)品的一系列連續(xù)過程，是提高材料質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵，也是開發(fā)新材料、新器件的中心環(huán)節(jié)。組成：是指構(gòu)成材料物質(zhì)的原子、分子、添加劑及其分布。結(jié)構(gòu)：是指組成原子、分子在不同層次上彼此結(jié)合的形式、狀態(tài)和空間分布。組成和結(jié)構(gòu)是材料的基本表征。它們一方面是特定的合成與制備條件下的產(chǎn)物，另一方面又是決定材料性能與使用效能的內(nèi)在因數(shù)。無機非金屬材料工藝學(xué)的研究內(nèi)容：了解材料的組成與結(jié)構(gòu)及它們同合成與制備之間、性能與使用效能之間的內(nèi)在聯(lián)系。材料材料的定義：能夠用以加工有用物質(zhì)的物質(zhì)。無機非金屬材料：是除金屬材料和有機高分子材料之外的所有材料的總稱。無機非金屬材料的特性1、與金屬材料和有機高分子材料的區(qū)別化學(xué)組成：（1）無機非金屬材料：氧化物、碳化物、鹵素化合物、硼化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽和非氧化物（如氮化物Si3N4、碳化物SiC、氮化硼B(yǎng)N）等。（2）金屬材料：一般為固體單質(zhì)材料（除水銀外）。（3）有機高分子材料：碳、氫、氧、氮、氯等元素組成的化合物?；瘜W(xué)鍵組成：（1）無機非金屬材料：主要為離子鍵（如NaCl）或離子-共價鍵（如SiO2離子鍵和共價鍵各占50%）。碳材料是例外，如金剛石是共價鍵，石墨是共價鍵和金屬鍵（2）金屬材料：金屬鍵（3）有機高分子材料：共價鍵2、無機非金屬材料的特征（1）具有復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)（2）沒有自由電子（石墨除外）（3）高硬度（4）較好的耐化學(xué)腐蝕能力（5）絕大多數(shù)是絕緣體（6）制成薄膜時大多是透明的（7）一般具有低導(dǎo)熱性（8）大多數(shù)情況下變形微小3、無機非金屬材料的基本屬性（1）高熔點、高硬度、高抗壓（2）耐腐蝕、耐磨損（3）良好的抗氧化性、隔熱性⑷優(yōu)良的介電、壓電、光學(xué)、磁學(xué)性能及功能轉(zhuǎn)換特性（5）抗拉強度低、韌性差無機非金屬材料生產(chǎn)過程的共性與個性1、原料共性：都是以鋁硅酸鹽（粘土、長石等）、硅質(zhì)、石灰質(zhì)、鋁質(zhì)原料為主個性：化學(xué)組成不同2、原料的破碎共性：絕大多數(shù)原料都需要破碎為什么絕大多數(shù)原料都需要破碎？破碎后的好處：（1）好均化、烘干、配料（2）利于成型（3）利于熱處理，節(jié)能（4）產(chǎn)量高，產(chǎn)品性能好，且穩(wěn)定3、粉體的制備陶瓷：一般采用濕法制備粉體水泥：濕法和干法制備玻璃：干法制備4、成型陶瓷成型：在高溫?zé)峒庸ぶ安ＡС尚停涸诟邷責(zé)峒庸ぶ笏喑尚停涸谑褂脮r5、烘干水泥：在粉體制備之前，粘土、混合材需要烘干陶瓷：成型后的坯體必須烘干6、高溫?zé)崽幚硭啵和ㄟ^煅燒獲得水泥熟料玻璃：熔融獲得均勻、透明、無缺陷的熔體陶瓷：形成堅硬的燒結(jié)體水泥1冰泥的基本性質(zhì)水泥漿具有良好的可塑性、與其他材料混合后的混合物可擁有適當?shù)暮鸵仔暂^強的適應(yīng)性較好的耐侵蝕、防輻射性能硬化后的水泥漿具有較高的強度，且強度隨齡期的延長而逐漸增長良好的耐久性通過改變水泥的組成，可適當調(diào)整水泥的性質(zhì)可與纖維、聚合物等多種有機-無機材料配制的各種水泥基復(fù)合材料，充分發(fā)揮材料的潛能2冰泥的定義與分類通用水泥專用水泥特種水泥：快硬高強水泥膨脹水泥自應(yīng)力水泥水工水泥油井水泥：特別注意在不同溫度和壓力情況下水泥的稠化時間的變化裝飾水泥耐高溫水泥其它特種水泥：道路硅酸鹽水泥、防輻射水泥、耐酸水泥、砌筑水泥、高效無聲破碎劑等注意：使用高效無聲破碎劑一定要考慮溫度的影響玻璃1、玻璃的特性（1）玻璃的定義及基本特性傳統(tǒng)玻璃的定義：熔融物冷卻、硬化而得到的非晶態(tài)固體基本特性：（a）透明、堅硬，良好的耐蝕、耐熱、電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)（b）適用不同使用條件的要求（c）易于制備各種形狀制品或部件2、玻璃的通性1）各向同性2）介穩(wěn)性3）無固定熔點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3、玻璃的分類（1）按組成分類元素玻璃：單一元素的原子構(gòu)成的玻璃。有硫系玻璃、硒玻璃等。氧化物玻璃：借助橋氧形成聚合結(jié)構(gòu)的玻璃。非氧化物玻璃：（a）鹵化物玻璃（氟化物玻璃如BeF2）和氯化物玻璃（如ZnCl2）等。（b）硫族化合物玻璃氧化物和非氧化物的混合玻璃：如BaF-AlO-PO玻璃等。22325（2）按用途分類建筑玻璃日用輕工玻璃儀器玻璃3）按性能分類光學(xué)特性分：光敏玻璃、聲光玻璃、光色玻璃、高折射玻璃、低色散玻璃、反射玻璃、半透過玻璃、透紅外玻璃等等。熱學(xué)特性分：熱敏玻璃、隔熱玻璃、耐高溫玻璃、低膨脹玻璃等電學(xué)特性分：高絕緣玻璃、導(dǎo)電玻璃、半導(dǎo)體玻璃、高介電玻璃、超導(dǎo)玻璃等力學(xué)特性分：高強玻璃、耐磨玻璃等化學(xué)穩(wěn)定性分：耐堿玻璃、耐酸玻璃等4）按形態(tài)分類泡沫玻璃玻璃纖維薄膜玻璃等5）按顏色分類無色玻璃顏色玻璃半透明玻璃乳白色玻璃等石英玻璃：其光學(xué)性能有獨到之處，它既可以透過遠紫外線，是所有紫外材料最優(yōu)者，又可透過可見光和近紅外光譜，熱膨脹系數(shù)極小，化學(xué)穩(wěn)定性好，氣泡、條紋、均勻性、雙折射有可與一般光學(xué)玻璃媲美，所以它是在各種惡劣場合下工作具有高穩(wěn)定度光學(xué)系數(shù)的必不可少的光學(xué)材料。產(chǎn)品應(yīng)用主要應(yīng)用于軍工、激光、冶金、光學(xué)儀器、舞臺燈光等行業(yè)的高溫窗口。陶瓷1、陶瓷的定義與分類傳統(tǒng)陶瓷定義：以無機非金屬天然礦物或化工產(chǎn)品為原料，經(jīng)過原料處理、成型、干燥、燒結(jié)等工序制成的產(chǎn)品。是陶器和瓷器的總稱。陶瓷的分類：（1）按組成分類：硅酸鹽陶瓷氧化物陶瓷非氧化物陶瓷（2）按性能分類：普通陶瓷：包括日用陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷等特種陶瓷：包括結(jié)構(gòu)陶瓷、功能陶瓷2、陶瓷的基本性能與特點陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)由結(jié)晶相、氣孔和玻璃相組成。陶瓷的基本性能較高的彈性模量強度高，抗壓強度遠遠大于抗拉強度耐磨性能良好好的耐久性，如抗氧化，耐高溫、耐腐蝕硬度高優(yōu)良的電絕緣性能脆性大，經(jīng)不起外力撞擊，也不能急冷急熱。理論強度高，但實際強度遠遠低于理論強度原因：①陶瓷材料存在很多微裂紋②微裂紋一旦形成，就會迅速的擴展對于金屬，在外力的作用下可以產(chǎn)生塑性變形，塑性變形可以吸收擴展裂紋的能量，起到止裂紋的作用。對于陶瓷，缺乏塑性變形，裂紋一旦形成，材料內(nèi)部的應(yīng)力就會集中在裂紋的尖端，推動裂紋的擴展，直至斷裂。如果是在熱沖擊的情況下，由于陶瓷材料導(dǎo)熱性差，熱應(yīng)力因此增加，促進裂紋迅速擴展。無機非金屬材料的組成及配料計算1.無機非金屬材料的組成(1)CaO-Si02-Al203系統(tǒng)在CaO-Si02-Al203系統(tǒng)中，隨著各氧化物之間比例的不同，生成的礦物組成極其復(fù)雜。其中主要有：硅酸三鈣CS3硅酸二鈣CS2鈣鋁黃長石CAS2鋁酸一鈣CA鋁酸三鈣CA3七鋁酸十二鈣c12A7二鋁酸一鈣CA六鋁酸一鈣CA61)硅酸三鈣(C3S)。主要由硅酸二鈣和氧化鈣反應(yīng)生成。在水泥中其含量為50%左右，有時高達60%以上。C3S在1250C。?2065C。時穩(wěn)定，在1250C。以下分解為C2S和CaO。思考：為什么水泥在常溫下有C3S存在？C3S又分屬于三個晶系的七種變型：三方晶系的R型；單斜晶系的M”M“、MI型和三斜晶系的七、T”、L型。純C3S在常溫下，通常只能保留三斜晶系(T型)，如含有少量MgO、Al2O3、S03、ZnO、CrO、FeO和RO等穩(wěn)定劑形成固溶體，便可保留M型或R型。故硅酸三23232鈣通常為M型或R型。硅酸三鈣固溶體的密度為3140~3250kg/m3。阿利特或A礦：在硅酸鹽水泥熟料中，C3S并不是已純的形式出現(xiàn)，總含有少量的MgO、Al2O3、Fe2O3等形成固溶液，稱為阿利特或A礦。硅酸三鈣加水調(diào)和后，初凝時間大于或等于45min，終凝時間小于或等于12h。它水化較快。粒徑為40~45um的硅酸三鈣顆粒加水28d后，有70%左右與水反應(yīng)。所以硅酸三鈣可產(chǎn)生較高的強度，且強度發(fā)展比較快，早期強度較高，且強度增進率較大,28d強度可以達到它一年強度的70%~80%。但硅酸三鈣水化熱較高，抗水性較差。C3S含少量其他氧化物形成的固溶體，將影響它的反應(yīng)能力和晶型。另外，硅酸三鈣固溶體晶體尺寸和發(fā)育程度會影響其反應(yīng)能力。當燒成溫度高時，C3S固溶體晶形完整，晶體尺寸適中，幾何軸比大（晶體長度與寬度之比L/B=2~3），礦物分布均勻，界面清晰，強度較高。當加礦化劑或用急劇升溫等新的煅燒方法低溫?zé)蓵r，雖然很多C3S固溶體晶體比較細小，但發(fā)育完整、分布均勻，熟料強度也很高。2）硅酸二鈣（C2S）在水泥中C2S-般在2°%左右。由氧化鈣與氧化硅反應(yīng)生成純硅酸二鈣。貝利特或B礦：蒙與少量Mg。、AIO3、Fe?。/R?。等氧化物形成固溶體，稱為貝利特或B礦在1450oC溫度以下時，蒙進行下列多晶轉(zhuǎn)變。當溫度低于500oC時，硅酸二鈣由6型轉(zhuǎn)變?yōu)閅型，體積膨脹10%而導(dǎo)致物料粉化。Y型幾乎無水硬性。硅酸二鈣固溶體與水反應(yīng)速度較慢，凝結(jié)固化較慢，早期強度低，但后期強度增進率較高。硅酸二鈣固溶體的水化熱較低，耐水性好。3）中間體它填充在阿利特和貝利特之間可包括鋁酸鹽、鐵酸鹽、組成不定的玻璃體和含堿化合物以及游離氧化鈣和方鎂石。但以包裹體形式存在于阿利特和貝利特中的游離氧化鈣和方鎂石除外。中間體在熟料煅燒過程中，熔融成為液相，冷卻時結(jié)晶，但有部分來不及結(jié)晶而凝固成玻璃體。無機非金屬材料的組成設(shè)計及配料計算(1)硅酸鹽水泥的組成設(shè)計硅酸鹽水泥對礦物組成的要求。硅酸鹽水泥組成礦物的選擇。(2)配料計算1)熟料的率值。水泥熟料是一種多礦物集合體，而這些礦物又是由四種主要氧化物化合而成。率值：控制各氧化物之間的比例即率值。率值作為生產(chǎn)控制的一種指標①石灰飽和系數(shù)(KH)。熟料中四個主要氧化物是：CaO、Si02、A1203、Fe2O3其中：CaO為堿性氧化物，其余三個為酸性氧化物，兩者相互化合形成C2S、CS、CA、33CAF四個主要熟料礦物。4從理論上講，酸性氧化物應(yīng)形成堿性最高的熟料礦物一C3S、C3A、C4AF、CaO。CaO含量一旦超過所有酸性氧化物的需求，必然以游離氧化鈣形態(tài)存在，含量高時將引起水泥安定性不良，造成危害。②硅率或硅酸率(P或SM)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熔劑礦物的比例。2）配料熟料組成的選擇及影響因素。熟料組成的選擇，一般應(yīng)該根據(jù)：水泥品種原料品質(zhì)燃料的品質(zhì)生料制備生料的易燒性熟料煅燒工藝進行綜合考慮，以達到保證水泥質(zhì)量、提高產(chǎn)量、降低消耗和設(shè)備長期安全運轉(zhuǎn)的目的。影響生料易燒性的主要因素有：生料的潛在礦物組成：KH、P高，生料難燒；反之易燒，還可能結(jié)圈；P、n高，生料難燒，要求較高的燒成溫度。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。生料中的次要氧化物和微量元素：生料中的少量次要氧化物MgO、Na20、K20等有利于熟料形成，易燒性好，但量過多，不利于煅燒，并對質(zhì)量產(chǎn)生嚴重的不良影響。生料的均勻性和細度：生料的均勻性好，細度細，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：生料易燒性差，燒成溫度就高，煅燒時間越長，生料煅燒過程中升溫速度快，有利于提高新生態(tài)物質(zhì)的活性。液相：生料煅燒時，液相出現(xiàn)溫度低數(shù)量多，液相黏度小，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、細度細，燃燒速度快，燃燒溫度高，有利于熟料l的燒成。窯內(nèi)氣氛：窯內(nèi)氧化氣氛煅燒，有利于熟料的形成。因此，生料易燒性好，可以選擇較高石灰飽和系數(shù)、高硅率、高鋁率（或低鋁率）的配料方案；反之，只能配低一些。熟料的石灰飽和系數(shù)、硅率、鋁率三個率值是互相影響、互相制約的，不能片面強調(diào)某一率值而忽視其他兩個率值，必須相互配合。如石灰飽和系數(shù)較高，則硅率和鋁率就要相應(yīng)低一些，以保證硅酸三鈣的順利形成。⑶玻璃的組成設(shè)計及配料計算1）玻璃的組成與結(jié)構(gòu)玻璃的組成。許多氧化物或元素是玻璃的組成物質(zhì)，根據(jù)各氧化物在玻璃結(jié)構(gòu)中所起的作用，一般可將它們分為三類：玻璃形成體（網(wǎng)絡(luò)形成體）玻璃中問體（網(wǎng)絡(luò)中間體）玻璃調(diào)整體（網(wǎng)絡(luò)外體）a.玻璃形成體（網(wǎng)絡(luò)形成體）能單獨形成玻璃，在玻璃中能形成各自特有的網(wǎng)絡(luò)體系的氧化物，稱為玻璃的網(wǎng)絡(luò)形成體。b.調(diào)整體（或網(wǎng)絡(luò)外體）凡不能單獨生成玻璃，一般不進入網(wǎng)絡(luò)而是處于網(wǎng)絡(luò)之外的氧化物，稱為玻璃的網(wǎng)絡(luò)外體。它們往往起調(diào)整玻璃一些性質(zhì)的作用。c.中間體。一般不能單獨形成玻璃，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，稱之為中間體。配合料的制備與加工配合料的一般制備與加工的工藝為：（原料的）精選T破碎T烘干T配料T破碎T粉磨（配合料的制備）—成型配合料的制備配合料的制備過程主要有：（1）破碎1）定義：是對塊狀固體物料施用機械方法，使之克服內(nèi)聚力，分裂為若干碎塊的作業(yè)過程。2）作用：減小塊狀物料的粒度(2)粉磨粉磨工藝常用的粉磨設(shè)備：球磨機、無介質(zhì)磨、輥式磨、輥壓機、振動磨、攪拌磨和沖擊磨等。粉磨方式與工藝干磨濕磨物料在粉磨過程中所采用的工藝流程較常用的有：開路閉路開路：系統(tǒng)無分級設(shè)備，物料從磨機中出來即為產(chǎn)品。閉路：系統(tǒng)有分級設(shè)備，出磨物料經(jīng)分級設(shè)備分選，合格細粉為產(chǎn)品，粗粉返回磨內(nèi)重磨。開路系統(tǒng)優(yōu)缺點優(yōu)點：流程簡單，設(shè)備少，操作簡便，基建投資少。缺點：物料必須全部達到合格細度才能出磨，容易產(chǎn)生過粉磨，并在磨內(nèi)形成緩沖墊層,妨礙粗料進一步磨細。開路系統(tǒng)粉磨效率低，電耗高，產(chǎn)量低。閉路系統(tǒng)優(yōu)缺點優(yōu)點：可以消除過粉磨現(xiàn)象，可調(diào)控產(chǎn)品粒度，且能提高粉磨效率和產(chǎn)量。缺點：流程復(fù)雜，設(shè)備多，基建投資大，操作復(fù)雜。2）影響粉磨效率的因素粉磨物料的性質(zhì)A磨物料粒度大小。易磨性。。.入磨物料的溫度。物料的溫度越高，易磨性就越差。^入磨物料水分應(yīng)適中。水分過大，易使細顆粒粘在研磨體和襯板上，形成“物料墊”，或出現(xiàn)堵塞和“飽磨”現(xiàn)象；水分過少，則影響磨內(nèi)散熱，易產(chǎn)生“竄磨”跑粗現(xiàn)象。適宜的物料水分為1%~1.5%。助磨劑。指可以消除細粉粘附和聚集現(xiàn)象，提高粉磨效率，降低能耗，提高產(chǎn)量的物質(zhì)。助磨作用原理如果能使已有的裂紋不再重新閉合而有助于裂紋擴展以及阻止團聚，就達到助目的。濕式粉碎的效率高于干粉碎的原因是由于液體介質(zhì)的劈裂作用，水分子對裂紋的四壁產(chǎn)身約1.0MPa的壓力。粉磨產(chǎn)品的細度。設(shè)備流程。設(shè)備越大產(chǎn)量越高。研磨體。研磨體的形狀、大小、裝填量、級配以及補充等。干法磨機通風(fēng)。干法磨水冷卻。主要是磨內(nèi)霧化噴水，可有效帶出磨內(nèi)熱量，消除靜電凝聚，利于提高產(chǎn)量。磨機的操作。喂料量適當且均衡穩(wěn)定是提高產(chǎn)、質(zhì)量的重要措施。（3）水泥生料的粉磨1）生料細度2）生料粉磨系統(tǒng)成型成型是將制備好的物料（坯料）制成具有一定形狀的顆?；蚺黧w的過程。（1）?；ǔ汕颍┝；^程：指將粉體（或漿液）加工成形狀和尺寸都比較勻整的球塊的機械過程。粉體粒化的意義:能保持混合物的均勻度在儲存、輸送與包裝時不發(fā)生變化;有利于改善物理化學(xué)反應(yīng)的過程；可以提高物料流動性，便于輸送與儲存；大大減小粉塵飛揚；擴大微粉原料的適用范圍；便于計量以及滿足商業(yè)上的要求。在水泥立窯燒成中，物料首先要先成球的原因是：增加物料接觸的緊密度，利于反應(yīng)的進行；球狀的快料在立窯中煅燒，便于通風(fēng)煅燒完全，能達到反應(yīng)所需的高溫。陶瓷壓制成型時為了提高粉料的體積密度、增加物料的流動性等，常將泥漿噴霧干燥造粒。1）轉(zhuǎn)動?；瘓A筒?；瘷C圓盤粒化機影響?；闹饕蛩兀篴）表面性質(zhì)（顆粒表面親水性、形狀與孔隙率）b）粒徑大小和粒徑分布c）粘結(jié)劑2）噴霧干燥造粒噴霧干燥是從漿體中排除水分并得到近于球形粉狀顆粒的過程。干燥（1）脫水的方法：1）根據(jù)水和物料的密度不同實現(xiàn)重力脫水；2）利用機械的方法實現(xiàn)脫水；3）用加熱的方法使物料的水分蒸發(fā)。干燥（烘干）：是指用加熱的方法達到除去物料中部分物理水分的過程。干燥過程是一個物理過程。實現(xiàn)物料干燥的方法有兩種：自然干燥和人工干燥。人工干燥的加熱方式有外熱源法和內(nèi)熱源法兩種類型。外熱源法：指在物料的外部對物料表面加熱，使物料受熱，水分蒸發(fā)而得到干燥。外熱源法加熱方式有：1）對流加熱2）輻射加熱3）對流-輻射加熱內(nèi)熱源法：指將濕物料放在高頻交變的電磁場或微波場中，使物料本身的分子產(chǎn)生劇烈的熱運動而發(fā)熱，或使交變電流通過物料而產(chǎn)生熱量，物料中水分蒸發(fā)，本身得以干燥。注意：對于不同的物料，對其干燥溫度等工藝條件有不同的要求?。?）干燥的物理過程1）物料中水分的性質(zhì)①化學(xué)結(jié)合水。主要是結(jié)晶水，在干燥過程中不排除。物理-化學(xué)結(jié)合水（大氣吸附水）。吸附水、滲透水、微孔（半徑小于10-m）毛細管水以及結(jié)構(gòu)水。機械結(jié)合水（自由水）。包括物料中的潤濕水、孔隙水及粗孔（半徑大于10|am）毛細管水。機械結(jié)合水在干燥過程中首先被排除。2）物料干燥過程。物料干燥包括加熱、外擴散和內(nèi)擴散三個過程。外擴散：物料受熱后，當其表面的水蒸氣分壓大于干燥介質(zhì)中的水蒸氣分壓時，物料表面的水分向干燥介質(zhì)中擴散（蒸發(fā)），這個過程稱為外擴散。內(nèi)擴散：物料內(nèi)部的水分向物料表面遷移的過程，稱內(nèi)擴散。整個干燥過程可以分為：加熱階段速干燥階段降速干燥階段煅燒、燒成與熔化煅燒、燒成與熔化是高溫加工過程的三種方式。煅燒：是指將物料經(jīng)過高溫，合成某些礦物（水泥熟料、礦物等）或使礦物分解獲得中間產(chǎn)物（石灰、石膏和粘土熟料）的過程。燒成：指將初步密集定型的粉塊（生坯）經(jīng)高溫?zé)Y(jié)成產(chǎn)品的過程。其實質(zhì)是將粉料集合體變成致密的、具有足夠強度的燒結(jié)體，如磚、瓦、陶瓷、定型耐火材料。熔化亦稱熔煉：指將配合料投入耐火材料砌筑的熔窯中經(jīng)過高溫加熱，得到無固體顆粒、符合成型要求的各種單相連續(xù)體的過程。它是制造玻璃、鑄石、熔鑄耐火材料、人工晶體等無機非金屬材料的主要工藝過程。無機非金屬材料的熱加工方法（1）傳統(tǒng)熱加工方法與設(shè)備（2）近代加工方法與設(shè)備1）旋風(fēng)燒成法與浮騰燒成法旋風(fēng)燒成法浮騰燒成法2）新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯硅酸鹽水泥熟料的煅燒（1）生料在煅燒過程中的物理化學(xué)變化1）干燥與脫水2）碳酸鹽分解顆粒內(nèi)部的分解反應(yīng)可分為五個階段：氣流向顆粒表面的傳熱過程熱量由表面以傳導(dǎo)方式向分解面?zhèn)鬟f的過程碳酸鹽在一定溫度下，吸收熱量并進行分解并放出CO的化學(xué)過程2分解放出CO2，穿透CaO層向表面擴散的傳質(zhì)過程表面的CO2向周圍介質(zhì)氣流擴散過程分解速度主要取決于傳熱、傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)的快慢。對于回轉(zhuǎn)窯：碳酸鈣的分解，在300?1100C。下，通常需要15min以上，而在分解爐內(nèi)（物料溫度850C左右），只需要幾秒鐘可使碳酸鈣表觀分解率達到85%?95%。影響碳酸鈣分解速度的因素：溫度窯系統(tǒng)的CO2分壓生料細度和顆粒級配生料懸浮分散程度石灰石的種類和物理性質(zhì)生料中粘土質(zhì)組分的性質(zhì)3）固相反應(yīng)固相反應(yīng)過程固相反應(yīng)的影響因素a）溫度、溫度梯度和反應(yīng)時間b）生料的細度及均勻性c）原料性質(zhì)d）礦化劑4）液相和熟料的燒結(jié)（2）微量元素和礦化劑對熟料煅燒及其質(zhì)量的影響1）氟化鈣。生產(chǎn)高石灰飽和系數(shù)的熟料和白水泥時，為改善生料的易燒性，或者為了提高熟料質(zhì)量、降低能耗，礦化劑。堿金屬或堿土金屬的氟鹽以及氟硅酸鹽都有較好的礦化作用。螢石的作用加速碳酸鈣分解，破壞SiO2晶格，促進固相反應(yīng)。加速堿性長石、云母的分解過程，促進堿的揮發(fā)。降低燒成溫度、液