无机非金属材料总结.docx
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无机非金属材料总结
1、掌握硅酸盐晶体结构、熔体结构及无机非金属材料的性能。
•硅酸盐晶体结构
•硅酸盐结构中的四价Si间不存在直接的键,而四价Si原子之间的连接是通过O原子来实现。
•每个Si原子存在于四个O原子为顶点的[SiO4]四面体的中心,[SiO4]是硅酸盐晶体结构的基础。
•[SiO4]四面体的每一个顶点即O原子最多只能为两个[SiO4]四面体所共有。
•两个邻近的[SiO4]四面体间只能以共顶而不能以共棱或共面相连接。
•[SiO4]四面体间可以通过共用顶角O原子而形成不同聚合程度的络阴离子团。
答:
(1)、在晶体结构上,其原子间的结合力主要为离子键、共价键或离子-共价混合键
(2)、具有高熔点、耐磨损、高硬度、耐腐蚀和抗氧化的基本属性
(3)、具有宽广的导电性、导热性、透光性
(4)、具有良好的铁电性、铁磁性、压电性、高温超导性
2、了解玻璃原料,掌握玻璃原料的选择,玻璃组成的设计及确定。
答:
主要原料:
1.引入SiO2的原料:
硅砂、砂岩
2.引入Al2O3的原料:
长石、高岭土
3.引入Na2O的原料:
纯碱、芒硝
4.引入CaO的原料:
石灰石、方解石
5.引入MgO的原料:
白云石
6.引入B2O3的原料:
硼酸、硼砂
7.引入BaO的原料:
硫酸钡、碳酸钡
8.引入其它成分的原料:
ZnO(ZnO粉、菱锌矿)
PbO(铅丹、密陀僧)
辅助原料:
1.澄清剂
氧化砷和氧化锑
硫酸盐:
硫酸钠
氟化物:
萤石、氟硅酸钠
2.着色剂
离子着色剂
胶体着色剂
化合物着色剂
3.脱色剂
4.氧化剂和还原剂
5.乳浊剂
6.其它原料
⏹碎玻璃
⏹钽铌尾矿
⏹珍珠岩
⏹天然碱
原料的选择与加工:
1.选择原料的原则:
⏹组成合格而稳定:
化学(矿物)组成、粒度组成、含水量
⏹易于加工处理
⏹工艺性能合适
⏹价廉而供应稳妥
⏹不易扬尘而无害
1.设计玻璃组成的原则
满足预定的性能要求。
使形成玻璃析晶的倾向小。
能适应熔制、成型、加工等工序的实际要求。
原料易于获得,所设计玻璃成本低。
2.设计与确定玻璃组成的步骤
列出设计玻璃的性能要求。
拟定玻璃的组成。
实验、测试、确定组成。
3、了解和掌握玻璃的熔制过程的物理和化学变化。
答:
熔制过程分为五个阶段:
1、硅酸盐形成2、玻璃形成3、澄清4、均化5、冷却
物理过程:
1.配合料加热2.配合料脱水3.各个组分熔化4.晶相转化5.个别组分的挥发。
化学过程:
1.固相反应2.各种盐分解3.水化物分解4.结晶水分解5.硅酸盐形成与相互作用。
物理化学过程:
1.共熔体的生成2.固态熔解、液态互熔3.玻璃液、炉气、气泡间的相互作用4.玻璃液与耐火材料间的作用。
4、掌握玻璃的澄清过程和均化过程,掌握影响玻璃熔制过程的工艺因素,熔制过程的温度制度及成型。
答:
澄清过程是指排除可见气泡的过程。
澄清机理:
1.在澄清过程中气体间的转化与平衡
2.在澄清过程中气体与玻璃液的相互作用
3.澄清剂在澄清过程中的作用机理
4.玻璃性质对澄清过程的影响
均化过程:
消除玻璃液中条纹和其他化学组成与玻璃液组成不同的不均匀体。
均化过程按以下三个方式进行:
1.不均体的熔解与扩散的均化过程
2.玻璃液的对流均化过程
3.因气泡上升而引起的搅拌均化作用
影响玻璃熔制过程的工艺因素:
玻璃成分、原料及配合料的性质、加速剂的使用、加料方式、玻璃的熔制制度、辅助电熔和搅拌。
⏹坩埚窑中玻璃熔制的温度制度:
特点:
玻璃熔制在同一空间、不同时间内进行。
影响温度制度因素:
熔化温度、澄清均化温度、冷却温度
玻璃熔制各阶段在坩埚窑中的操作方式:
加热熔窑、熔化、澄清与均化、冷却、成型
池窑中玻璃熔制的温度制度:
特点:
玻璃熔制在不同空间、同一时间内进行。
池窑的温度制度指沿窑长方向的温度分布。
玻璃熔制的五大工艺制度:
温度、压力、泡界线、液面、气氛
玻璃的成型:
玻璃的成型方法:
热塑成型、冷成型(物理成型、化学成型)
热塑成型的方法:
吹制法、压制法、压延法、浇铸法、焊接法、浮法、拉制法等。
日用玻璃的成型:
1.人工成型
2.机械成型
供料:
液流供料、真空吸料、滴料供料
成型:
压制法和吹制法
平板玻璃的成型:
平板玻璃的成型方法:
浮法、垂直引上法、平拉法、压延法。
5、了解玻璃的退火与淬火,玻璃退火工艺;掌握淬火玻璃的特性。
答:
玻璃的退火:
玻璃的退火温度:
1.退火上限温度
2.退火下限温度
3.最高退火温度:
器皿玻璃55020ºC;平板玻璃550-570ºC;瓶罐玻璃550-600ºC。
4.退火温度与化学组成有关
玻璃的淬火:
玻璃的淬火就是将玻璃制品加热到转变温度Tg以上50~60°,然后在冷却介质中(淬火介质)急速均匀冷却的过程。
玻璃退火工艺:
1、加热阶段2.均热阶段3.慢冷阶段4.快冷阶段
玻璃淬火工艺:
1.风冷淬火2.液冷淬火
淬火玻璃的特性:
1.抗弯强度增大2.抗冲击强度增大3.热稳定性提高4.其它性能(淬火玻璃在破裂时,只产生没有尖锐角的小碎片;一般不能再行切割)
6、了解玻璃的缺陷。
答:
由配合料经熔制所得的玻璃,在未经成型加工之前,玻璃体内存在的各种夹杂体,造成玻璃体均匀性破坏。
这些夹杂体称为玻璃缺陷。
玻璃的缺陷:
1、气泡2、结石3、条纹和节瘤
条纹和节瘤产生原因:
1、熔制不均匀引起的条纹和节瘤
2、耐火材料被侵蚀引起的条纹和节瘤
3、结石熔化引起的条纹和节瘤
4、表面张力引起的条纹和节瘤
7、了解几种玻璃深加工产品,掌握微晶玻璃和钢化玻璃的生产工艺,了解几类特种玻璃。
答:
目前,深加工的产品有:
钢化玻璃、夹层玻璃、中空玻璃、镀膜玻璃等。
微晶玻璃:
把加有晶核剂(或不加晶核剂)的特定组成的玻璃在有控条件下进行晶化热处理,使原单一的玻璃相形成了有微晶和玻璃相均匀分布的复合材料。
微晶玻璃的生产方法有两种:
1、压延法2、烧结法
微晶玻璃的工艺流程:
1、原料2、玻璃熔制3、成型4、晶化热处理
玻璃钢化方法:
1、热钢化2、化学钢化
钢化玻璃生产工艺:
玻璃的化学钢化:
1.低温型处理工艺、2.高温型处理工艺、3.电辅助处理
特种玻璃:
1、光电子功能玻璃2、微晶玻璃3、Sol-gel 及ORMOSIL(溶胶-凝胶及有机-无机材料)4、生物玻璃
8、了解几种天然陶瓷原料及化工原料,掌握天然陶瓷原料的组成、结构及工艺性质。
答:
天然陶瓷原料:
粘土类原料、石英类原料、长石类原料
粘土类原料:
结构基础为n层Si2O5硅氧四面体和一层AlO(OH)2 铝氧八面体。
按粘土成因分类为原生粘土、次生粘土;按粘土可塑性分类为高塑性粘土、低塑性粘土;按粘土耐火度分类为耐火粘土、难熔粘土、易熔粘土;按粘土的主要矿物分类为高岭土类粘土、蒙脱石类粘土、伊利石类粘土、水铝英石类粘土。
(分类按PPT)
粘土主要化学组成为SiO2和Al2O3。
粘土工艺性质:
1、可塑性2、结合性3、触变性4、收缩性5、烧结特性
石英类粘土:
石英是一种结晶状SiO2的天然矿物。
主要矿石:
1、硅石2、石英岩
结构与晶型转化:
SiO2属同质多象晶体,按比容和结构的差异可将它们划分为三大类:
1、石英2、方石英3、鳞石英
石英在陶瓷生产中的作用:
1、作为瘠性料,可降低可塑性,减少收缩,加快干燥。
2、增加液相粘度,减小高温时坯体变形。
3、增加强度。
4、提高釉的熔融温度和粘度,耐磨性和抗化学腐蚀性。
长石类原料:
矿石种类:
1、正长石亚族—有钾、钠(含正长石、透长石、微斜长石)
2、斜长石亚族—有钙、钠
3、钡长石亚族—有钾、钡
长石类原料在陶瓷生产中的作用:
1、降低烧成温度;
2、高温熔化形成的玻璃态物质是釉层的主要成分;
3、提高坯体的疏水性,提高干燥速度;
4、增加液相粘度,减小高温时坯体变形;
5、提高产品的机械强度、透光性和介电性能。
其他天然原料:
1、霞石2、滑石3、硅灰石4、辉石5、石灰石
化工原料:
1、氧化物类原料:
(1)氧化铝
特点:
熔点高、硬度大、绝缘性好等。
用途:
用于无线电陶瓷、高温陶瓷、耐磨材料等的材料。
制备:
工业制备
超细粉制备:
热分解法和金属醇盐水解法
(2)二氧化锆
特点:
化学稳定性好,导温导电和氧离子导电特性。
用途:
铁电、非铁电、压电、氧化锆等陶瓷的材料。
制备:
共沉淀法、锆醇盐水解、等离子喷雾热解等方法。
(3)莫来石
良好的化学、力学与耐高温性能。
制备:
烧结法和熔融法
2、非氧化合物类原料:
(1)碳化物
*结构与性能
*制备:
金属与碳直接化合
氧化物与碳反应
含碳气体碳化金属
气相沉积
*常用碳化物
SiC、TiC
(2)氮化物
•结构与性能
•制备
•常用氮化物原料
Si3N4、BN、AlN
9、掌握坯料配方计算,坯料组成,了解坯料的制备。
答:
坯料组成:
1、坯料组成的表示方法:
*实际配料比表示
*矿物组成表示
*化学组成表示
*坯式表示
2、特种陶瓷的坯料组成
*主料
*辅料
*改性料
坯式及坯料配方的计算:
1、已知坯料的化学组成计算坯式(实验式)
步骤:
一、若坯料中的化学组成包含有灼减量成分,首先应将其换算成不含灼减量的化学组成。
二、以各氧化物的百分含量除以其摩尔质量,得到各氧化物的摩尔数。
三、以碱性氧化物或中性氧化物摩尔数之和,分别除各氧化物的摩尔数,得到以碱性氧化物或中性氧化物的相对摩尔数,按RO.R2O3.RO2的顺序排列。
2、已知坯式,求原料的配比
步骤:
一、计算1摩尔坯料中各氧化物的质量及总量。
二、计算各主要原料所需的质量百分含量。
三、计算外加剂及改性剂的质量百分含量。
四、按原料纯度计算原料用量。
3、由示性矿物组成计算
步骤:
P104-105
4、依据关键指标计算
5、利用微机计算
6、利用相图计算
坯料制备:
根据成型方法不同,坯料分为
*注浆坯料:
含水率为28%-35%
*可塑坯料:
含水率18%-25%
*压制坯料:
含水率为3%-18%
•坯料的要求
1、注浆坯料
流动性好、悬浮性好、触变性适当、滤过性好
2、可塑坯料
良好的可塑性、一定的形状稳定性、较好的干燥强度
3、压制坯料
流动性好、堆积密度大、含水率较小、水分分布均匀
坯料制备过程:
原料处理、配料、混合制备
原料处理:
1.预烧2.精选3.原料破碎4.过筛和除铁5.泥浆陈化6.泥浆脱水和造粒7.练泥及真空处理。
10、了解可塑成型、注浆成型、压制成型工艺,掌握泥团、泥浆和压制坯料的成型性能,了解各种成型模具。
答:
成型方法的种类(依据坯料性能和含水量)
可塑法成型(含水量18%-25%)
注浆法成型(含水量28%-35%)
干压法成型(含水量3%-15%)
可塑成型:
可塑泥团的成型性能:
1、可塑泥团的流变特性
2、可塑性
3、影响可塑性的因素:
液相含量与性质、颗粒尺寸和形状、矿物种类、吸附阳离子
成型工艺:
1、雕塑与拉坯2、旋压成型3滚压成型4、挤压与车坯成型
5、塑压成型6、注塑成型7、轧模成型
注浆成型:
泥浆的成型性能:
•影响因素
1、流动性2、吸浆速度3、触变性
成型工艺:
注浆成型过程
a)最初阶段:
模壁吸水到形成薄层
b)第二阶段:
薄坯层达到所需的注件坯体
c)最后阶段:
脱膜
注浆成型方法:
1.空心注浆2.实心注浆3.真空注浆4.离心注浆5.压力注浆
压制成型:
压制坯料的成型性能:
1.影响压制坯料的成型质量的工艺因素
1)粉料的工艺性质
2)成型压力
3)加压方式
4)加压速度和时间
5)粘结添加剂
2.影响坯体性能的因素
1)密度
2)压力大小和分布
成型工艺:
1.干压或半干压成型2.等静压成型
成型模具:
1、石膏模型2、塑料模型3、无机填料模型4、素陶模型5、金属填料模型
11、了解釉的分类,釉的组成及配方计算,掌握釉料配方的原则。
了解釉的形成,掌握釉层的性质。
了解釉的制备工艺和施釉的方法。
答:
可按坯体种类、制备方法、成熟程度、外观特征、主要溶剂分类。
我国习惯以主要溶剂的名称命名,如铅釉、石灰釉、长石釉。
釉的组成:
玻璃形成剂、助熔剂、乳浊剂、着色剂、其他辅助剂
釉料的配方总原则是釉料必须适应于坯料
原则:
1、釉料组成要能适应坯体性能及烧成工艺要求。
2、釉料性质应符合工艺要求
3、正确选用原料
4、釉料配方应参照下列经验
*(SiO2+B2O3):
(R2O+RO)=(1:
1)~(3:
1)
*熔块中碱金属氧化物与碱土金属氧化物比值小于1;
*含硼熔块中应在SiO2/B2O3>2;
*熔块中Al2O3的摩尔数小于0.2。
釉的形成:
1、釉料在加热过程中的变化:
原料的分解反应、化合反应、熔化、凝固
2、坯釉中间层的形成
釉层的性质:
1、釉的熔融温度范围(釉的起始温度、流动温度、成熟温度)
2、釉的粘度与表面张力:
一、釉的粘度
a)碱金属氧化物对粘度降低作用:
Li+>Na+>K+
b)碱土金属氧化物在高温下降低釉的粘度,在低温下增加釉的粘度。
降低次序为:
Ba2+>Sr2+>Ca2+>Mg2+
–ZnO和PbO对釉的粘度影响与CaO相当。
冷却时,粘度增加速度较慢或熔融温度范围宽。
–+3价和高价的金属氧化物增加釉的粘度。
二、釉的表面张力
–碱金属氧化物降低表面张力作用较强。
表面张力由大至小排序为:
Li+>Na+>K+
–碱土金属氧化物降低表面张力作用不如碱金属氧化物。
表面张力由大至小排序为:
:
Mg2+>Ca2+>Sr2+>Ba2+。
–PbO明显降低表面张力。
–还原气氛下表面张力比氧化气氛下增加20%。
3、釉的热膨胀系数与弹性
4、釉的光泽:
釉层的折射率越高,光泽度越好。
5、釉层的化学稳定性:
硅氧四面体相互程度越大,稳定性越高。
6、坯和釉的适应性:
1、热膨胀系数对坯、釉适应性的影响
–釉的热膨胀系数小于坯,冷却后釉产生压应力,形成正釉;反之形成负釉。
–正釉能提高制品的机械强度,改善表面性能和热性能。
若是压应力过大,会使制品变形,重则造成釉层剥落;
–要求釉的热膨胀系数略小于坯。
2.中间层对坯、釉适应性的影响
–中间层可填满坯体表面的缝隙,使坯釉结合为紧密整体;
–能缓冲坯、釉热膨胀系数差造成的有害应力,使坯釉间的热应力均匀;
–釉中的碱金属与碱土金属离子向坯扩散,使坯的热膨胀系数增大,釉的热膨胀系数降低,使釉层的压应力增大;
–提高制品的机械强度。
–中间层对坯、釉的适应性有较好的影响。
3.釉的弹性、扩张强度与坯、釉适应性的影响
–釉具有较高弹性,釉坯的适应性较好;
–釉的抗张强度高,坯釉的适应性较好。
4.釉层厚度对坯、釉适应性的影响
制备釉的工艺:
1、生料釉:
瘠性、硬质原料研磨,再加软质粘土细磨成浆,陈化备用。
2、熔块釉:
(包括熔制熔块和制备釉浆两部分)
易溶解、有毒的原料及辅助原料加上引入SiO2、B2O3、PbO的原料熔制成玻璃,经水淬成小块后再与生料细磨成浆,陈化备用。
施釉方法:
1、基本施釉方法:
浸釉法、浇釉法、喷釉法
2、发展中的施釉方法:
流化床施釉、热喷施釉、干压施釉
12、了解干燥过程及其特点,干燥方法;掌握制约干燥速度的因素和干燥缺陷产生的原因。
答:
干燥过程:
加热阶段、等速干燥阶段、降速干燥阶段、平衡阶段
坯体在干燥过程中变化的主要特征是随干燥时间的延长,坯体温度升高,含水率降低,体积收缩;气孔率提高,强度增加。
干燥方法:
对流干燥、工频电干燥、远红外干燥、微波干燥
影响干燥速度的因素:
1.坯料的性质2.坯体形状、大小和厚度3.坯体温度4.干燥介质的性质 5.热扩散与湿扩散的方向
干燥缺陷产生原因:
(1)原料制备方面
1、塑性粘土用量太多或太少;
2、原料颗粒大小相差过大;
3、坯体含水量过多或分布不均匀。
(2)成型方面
1、成型时坯体各部位紧密程度不同;
2、成型时产生的应力未能消除;
3、石膏模构造有缺点,模型过干或各部位干湿程度不一致。
(3)干燥方面
1、干燥速度过快,坯体表面收缩过大
2、干燥时受热不均匀。
13、掌握烧成过程中的物理化学变化。
答:
14、掌握烧成制度对产品的影响,了解烧成设备和烧成缺陷。
答:
烧成制度:
烧成制度包括温度制度、气氛制度和压力制度。
温度制度:
升温速度、烧成温度、保温时间、冷却速度等,就是温度与时间的关系。
气氛制度指的是不同温度范围O2及CO浓度,空气过剩系数。
1.气氛对坯体过烧膨胀的影响
*瓷石-高岭土瓷坯在还原气氛中过烧产生的膨胀比在氧化气氛中小;
*高岭土-长石-石英-膨润土瓷坯在还原气氛中过烧膨胀比在氧化气氛中大。
2.气氛对坯体收缩和烧结的影响
*瓷石质瓷坯在还原气氛中的收缩较在氧化气氛中大;长石与膨润土瓷坯在氧化气氛中的收缩较大。
*两种瓷坯在还原气氛中的烧结温度比氧化气氛的低。
3.气氛对坯的颜色和透光性及釉层质量的影响
*影响铁、钛的价数
*影响SiO2、CO
4.气氛对升温和窑内温差的影响
*氧化气氛下升温速度快,易造成窑内温差大;还原气氛下窑内温差小。
压力制度是指窑内压力与时间的关系。
烧成设备:
分类依据:
所用燃料不同、制品与火焰接触与否、烧成作用、烧成过程连续与否可分间歇式和连续式
烧成缺陷:
1.开裂;2.变形;3.起泡;4.毛孔和桔釉;5.色黄、火刺、落渣、斑点、烟薰;6.生烧和过烧;7.釉裂;8.釉缕和缺釉
15、掌握特种陶瓷工艺,了解几种特种陶瓷。
答:
人们习惯上将特种陶瓷分成两大类,即结构陶瓷和功能陶瓷。
特种陶瓷的工艺过程:
粉料制备、成型和烧结
粉料制备方法:
1、液相法2、气相法
成型方法:
1、热压铸成形2、等静压成形3、流延法成形
烧结方法:
1、热压烧结2、反应热压烧结3、热等静压烧结4、气氛烧结5、反应烧结6、化学气相沉积法(CVD法)7、溅射法
结构陶瓷:
一、氧化物陶瓷:
1、氧化铝陶瓷2、ZrO2陶瓷
二、非氧化物陶瓷:
1、氮化物陶瓷2、碳化物陶瓷
功能陶瓷:
一、铁电陶瓷:
1、压电陶瓷2、热释电陶瓷3、透明铁电陶瓷
二、敏感陶瓷:
1、热敏陶瓷2、压敏陶瓷3、气敏陶瓷4、湿敏陶瓷5、光敏陶瓷
三、磁性陶瓷:
1、软磁铁氧体2、硬磁铁氧体3、旋磁铁氧体4、矩磁铁氧体5、压磁铁氧体6、磁泡材料7、磁光材料
16、掌握石膏的各种相变体的差别,石膏水化和硬化机理,了解石膏材料的原料及在建筑中的应用。
答:
-半水石膏和-半水石膏的差异
–微观上无差别,均呈菱形结晶。
–亚微观上,晶粒形态、大小、聚集状态等有差别。
–宏观上,-半水石膏吸水率低,强度高;-半水石膏吸水率高,强度低。
半水石膏的水化硬化机理
–结晶理论(溶解沉淀理论) P172-173
–胶体理论(局部化学反应理论) P173
半水石膏硬化时的结构变化
–凝聚结构形成阶段
–结晶结构网的形成和发展阶段
建筑石膏加水后,与水发生的化学反应如下:
CaSO4·0.5H2O+1.5H2O=CaSO4·2H2O
建筑石膏的凝结硬化过程可以表示如下:
–建筑石膏凝结过程,是一个溶解、反应、沉淀、结晶的过程;
–硬化过程则是二水石膏晶体之间,结晶结构网的形成过程。
晶体之间互相交叉连生,形成网状结构;随着反应的继续进行,结晶结构网逐渐密实,从而使石膏晶体逐渐硬化。
石膏胶凝材料的原料:
1.天然二水石膏(CaSO4.2H2O)2.天然硬石膏(CaSO4)3.工业副产石膏
建筑石膏的应用:
•石膏砂浆及粉刷石膏-高级室内抹灰;
•制备各种石膏板;
•各类装饰石膏线、花型;
•无水石膏水泥;
•水泥缓凝剂;
•涂料的填充料
•陶瓷模具材料、外科医疗固定材料
•制作雕塑艺术品等。
在建筑工程中常用建筑石膏;高强石膏用于生产建筑石膏制品。
17、掌握石灰石的煅烧过程,石灰消化过程的变化,石灰浆体结构的形成过程,石灰浆体碳化硬化。
了解镁质胶凝材料的原料,掌握镁质胶凝材料的水化相。
答:
煅烧过程:
1、碳酸钙的分解反应2、石灰石的煅烧过程
石灰的消化:
1、石灰的消化反应2、石灰在消化过程中的分散
石灰浆体的干燥硬化 P181
Ca(OH)2晶体从饱和溶液中析出,晶体互相交叉连生,提高强度。
石灰浆体结构的形成过程:
凝聚结构和结晶结构两个阶段 P180
石灰浆体碳化硬化:
Ca(OH)2空气中的CO2发生化学反应,形成CaCO3使石灰的强度逐渐提高。
硬化特点:
非常缓慢
镁质胶凝材料的原料:
菱镁矿、白云石
镁质胶凝材料的水化相:
1、MgCl2作为调和剂
–不用水调制,
•因:
MgO+H2O=Mg(OH)2产物结构疏松、强度低
–镁质胶凝材料的水化产物与MgO/MgCl2比值的关系 P184
•控制MgO/MgCl2比值(物质的量比)在4-6之间
•硬化浆体的强度高,吸湿性大,抗水性差。
2、MgSO4作为调和剂
–硬化浆体的强度低,吸湿性低。
18、了解硅酸盐水泥的原料,熟料的矿物组成。
答:
硅酸盐水泥的原料:
1、石灰质原料
石灰岩、泥灰岩、白垩
2、粘土质原料
黄土、粘土
3、校正原料
熟料的矿物组成:
1、硅酸三钙(3CaO.SiO2,C3S)2、硅酸二钙(2CaO.SiO2,C2S)
3、中间相
•铝酸钙(C3A,C12A7)
•铁相固溶体(C4AF)
•玻璃体
4、游离氧化钙和方镁石
19、掌握煅烧过程中的物理化学变化。
答:
煅烧过程中的物理和化学变化:
1、干燥和脱水2、碳酸盐分解3、固相反应4、熟料烧结5、熟料冷却
20、掌握熟料矿物的水化过程,硅酸盐水泥的水化过程,影响水化速率的因素,硬化水泥浆体的组成和结构。
答:
熟料矿物的水化:
1、硅酸三钙的水化过程
–初始水化期
•急剧反应,迅速放热,溶液呈强碱性;
•Ca2+和OH- 迅速从C3S粒子表面释放。
•约在15min内结束。
–诱导期
•水化缓慢,早期C-S-H形成。
•一般维持在2-4h。
–加速期
•水化反应加快,加速期处于4-8h;
•然后开始早期硬化。
永久性水化产物开始生长。
–衰减期
•水化产物CH和C-S-H从溶液结晶并在C3S表面形成包裹层,显微结构发展。
•反应变慢,时间为12-24h。
–稳定期
•反应慢并基本稳定,水化受扩散速率控制。
显微结构致密化。
2、硅酸二钙(C2S)的水化
C2S+mH=C-S-H+(2-x)CH
–-C2S的水化过程与C3S相似,只是水化速率很慢。
–水化反应由表面溶解速率控制。
3、铝酸三钙(C3A)的水化
a)水化反应迅速,放热快。
b)水化产物组成和结构受液相Ca
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