無機(jī)材料工藝學(xué)習(xí)題參考答案

1、復(fù)習(xí)與思考一1. 材料的定義？材料是能夠用以加工有用物質(zhì)的物質(zhì)。2. 無機(jī)非金屬材料的定義？無機(jī)非金屬材料是某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽和非氧化物等物質(zhì)組成的材料，是除金屬材料和有機(jī)高分子材料以外的所有材料的統(tǒng)稱。3. 無機(jī)非金屬材料與金屬材料和有機(jī)高分子材料區(qū)別？ 一般來說，無機(jī)非金屬材料在化學(xué)組成以及化學(xué)鍵上與金屬材料和有機(jī)高分子材料明顯不同。無機(jī)非金屬材料的化學(xué)組成主要為元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽和非氧化物等物質(zhì)，其化學(xué)鍵主要為離子鍵或離子-共價(jià)混合鍵；金屬材料的化學(xué)組成為單

2、質(zhì)金屬元素或一種金屬元素與其他元素組成的合金，其化學(xué)鍵為金屬鍵；有機(jī)高分子材料是以C、H、O為主要元素和其他元素組成的聚合物其化學(xué)鍵為共價(jià)鍵。從力學(xué)性能上，金屬材料有延展性，有機(jī)高分子材料有彈性，而大多數(shù)無機(jī)非金屬材料卻沒有；從電學(xué)性能上，金屬材料具有導(dǎo)電性，而無機(jī)非金屬絕大多數(shù)是絕緣體；從結(jié)構(gòu)上，金屬材料有自由電子而無機(jī)非金屬材料沒有自由電子且具有復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)；金屬材料抗拉強(qiáng)度高，而無機(jī)非金屬材料抗拉強(qiáng)度低。 （以第一點(diǎn)為主）4. 無機(jī)非金屬的特性？ 具有復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)；沒有自由電子（石墨除外）；高硬度；高熔點(diǎn)；較好的耐化學(xué)腐蝕能力；絕大多數(shù)是絕緣體；制成薄膜時(shí)大多是透明的；一般具有低導(dǎo)熱

3、性；大多數(shù)情況下變形微笑。5. 為什么金屬材料有延展性，有機(jī)高分子材料有彈性，而大多數(shù)無機(jī)非金屬材料卻沒有？ 金屬材料有延展性是因?yàn)槠浜凶杂呻娮?，可以移?dòng)；有機(jī)高分子材料有彈性是因?yàn)楦叻肿硬牧隙酁殒湢睿梢耘で?；大多?shù)無機(jī)非金屬材料卻沒有是因?yàn)槠浠瘜W(xué)鍵主要為離子鍵或離子-共價(jià)混合鍵，而共價(jià)鍵有方向性。6. 為什么絕大多數(shù)原料都需要破碎？ 無機(jī)非金屬材料生產(chǎn)所用的主要原料，絕大多數(shù)是質(zhì)地堅(jiān)硬的大塊狀物料。為了均化、烘干、配料等工藝過程的需要進(jìn)行破碎。破碎后的好處：好均化、烘干、配料；利于成型；利于熱處理，節(jié)能；產(chǎn)量高，產(chǎn)品性能好，且穩(wěn)定。對(duì)于玻璃和陶瓷，破碎后更容易除鐵；對(duì)于水泥破碎后再磨細(xì)到

4、一定粒度則更適合窯外分解。7.水泥、玻璃及陶瓷在成型方面有何區(qū)別？ 水泥的成型除立窯之外，在熱加工之前不需成型，其成型過程主要在使用時(shí)。如加工混凝土制品等。玻璃的成型是在高溫?zé)峒庸ぶ?。陶瓷的成型較為特殊，一般是在高溫?zé)峒庸ぶ?，但若是熱等靜壓法來使陶瓷成型，成型和高溫加熱同時(shí)進(jìn)行。8.為什么陶瓷成型后必須烘干？ 烘干是為了除去物料或坯體中一定量的自由水。若不烘干就拿去燒結(jié)，會(huì)導(dǎo)致陶瓷產(chǎn)生微裂紋、氣泡等影響。9.水硬性膠凝材料和氣硬性膠凝材料材料耐久性（根據(jù)定義和堿骨料反應(yīng)，從多方面思考）？ 水硬性膠凝材料主要指水泥，氣硬性膠凝材料材料主要有石灰、石膏、氫氧化鈣，后者易發(fā)生碳化反應(yīng)，造成其耐久

5、性不好。（不太全）復(fù)習(xí)與思考二1、玻璃的定義？傳統(tǒng)玻璃的定義：熔融物冷卻、硬化而得到的均勻、透明、無缺陷的非晶態(tài)固體。廣義玻璃的定義：具有各向同性、介穩(wěn)性、無固定熔點(diǎn)、固態(tài)和熔融態(tài)間轉(zhuǎn)化的漸變性和可逆性、性質(zhì)隨成分變化的連續(xù)性和漸變性的物質(zhì)。2、與陶瓷相比較，為什么玻璃能比較容易地制得形狀很復(fù)雜的部件？主要從制作的工藝工程來考慮：陶瓷先成型后加熱，收縮較大；而玻璃是從液態(tài)轉(zhuǎn)變，容易成形。3、你認(rèn)為玻璃和水泥哪種更容易制得形狀很復(fù)雜的部件? （1）大體積部件，特種水泥更容易制得（2）小體積部件，形狀復(fù)雜，薄型的，玻璃更容易制得4、玻璃的通性？ 各向同性；介穩(wěn)性；無固定熔點(diǎn)；固態(tài)和熔融態(tài)間轉(zhuǎn)化的漸

6、變性和可逆性；性質(zhì)隨成分變化的連續(xù)性和漸變性。5、Tg、Tf含義？ 從熔融態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)時(shí)有一轉(zhuǎn)變溫度Tg；從熔體向固態(tài)玻璃轉(zhuǎn)變的溫度Tf6、冕牌玻璃：阿貝數(shù)（色散系數(shù)）>50的光學(xué)玻璃稱為冕牌玻璃；燧石玻璃：阿貝數(shù)（色散系數(shù)）<50的光學(xué)玻璃稱為燧石玻璃；色散：玻璃的折射率隨入射光波長(zhǎng)不同而不同的現(xiàn)象，叫色散。復(fù)習(xí)與思考三1.隔熱玻璃和中空玻璃、真空玻璃的區(qū)別？隔熱玻璃對(duì)紅外線有良好的吸收作用；中空玻璃和真空玻璃保溫性能都較好，區(qū)別在于一個(gè)是空氣作為介質(zhì)，另一個(gè)是真空。2.什么叫補(bǔ)色？互為補(bǔ)色的光合在一起是什么光？簡(jiǎn)述互補(bǔ)原理在玻璃、陶瓷、水泥工業(yè)中的應(yīng)用？ 補(bǔ)色又稱互補(bǔ)色或余色，

7、被吸收光的顏色和觀察到的顏色互稱補(bǔ)色?；檠a(bǔ)色的光合在一起是白光。在玻璃、陶瓷、水泥工業(yè)中，為了得到含某顏色的產(chǎn)品，可以除去顯其互補(bǔ)色的離子。（表達(dá)的不太好）3、為什么石英玻璃適合制備軍工、激光、冶金、光學(xué)儀器、舞臺(tái)燈光等行業(yè)的高溫窗口？ 石英玻璃的熱膨脹系數(shù)小，熱穩(wěn)定性好；石英玻璃的耐熱性好，在1100C下可長(zhǎng)期使用，在1400C下可短期使用。4、比較泡沫玻璃與泡沫塑料的區(qū)別和用途？ 泡沫玻璃是無機(jī)材料，有吸聲性，保溫性能好；泡沫塑料是有機(jī)材料，耐高溫性能差但導(dǎo)熱系數(shù)??；兩者吸水率都小。5、陶瓷的脆性大，經(jīng)不起外力撞擊，也不能急冷急熱以及理論強(qiáng)度高，但實(shí)際強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論強(qiáng)度的原因是什么？

8、陶瓷材料存在很多微裂紋；微裂紋一旦形成，就會(huì)迅速的擴(kuò)展。對(duì)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(kuò)展裂紋的能量，起到止裂紋的作用。對(duì)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(huì)集中在裂紋的尖端，推動(dòng)裂紋的擴(kuò)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(jìn)裂紋迅速擴(kuò)展。6、了解幾個(gè)基本定義：無機(jī)非金屬材料工藝學(xué)、合成與制備、組成、結(jié)構(gòu)？ 無機(jī)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

9、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)。7、無機(jī)非金屬材料工藝學(xué)研究的內(nèi)容，并舉例說明為什么？ 無機(jī)非金屬材料工藝學(xué)的研究?jī)?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。8、石英玻璃的結(jié)構(gòu)、性能與用途？ 石英玻璃結(jié)構(gòu)：短程有序，長(zhǎng)程無序。性能為：1各向同性；2介穩(wěn)性3無固定熔點(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

10、成分變化的連續(xù)性和漸變性。主要用于建筑玻璃，日用輕攻玻璃，儀器玻璃，光學(xué)玻璃，電真空玻璃等。9.什么石英玻璃比石英晶體的用途更廣泛？玻璃熔融液緩慢冷卻結(jié)晶后才能形成石英晶體，因此形成玻璃比晶體更容易且能耗?。痪w在固態(tài)隨溫度變化還會(huì)有晶型轉(zhuǎn)變，使結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易破裂；石英晶體為各向同性，不適合制作一些儀器（如有些儀器的要求折射率在不同的方向都一樣）。備注：關(guān)于8題和9題，老師以后還會(huì)給發(fā)一個(gè)關(guān)于石英玻璃的文章，請(qǐng)大家以那個(gè)為準(zhǔn)。復(fù)習(xí)與思考四1. 水泥生產(chǎn)中希望得到的是-硅酸二鈣，還是-硅酸二鈣？為什么？（應(yīng)用已學(xué)的硅酸鹽物理化學(xué)知識(shí)從結(jié)構(gòu)分析） 希望得到-硅酸二鈣。從結(jié)構(gòu)上說，-硅酸二鈣的結(jié)構(gòu)

11、中，鈣離子的配位數(shù)是6，即6個(gè)氧離子與鈣離子相配位形成【CaO6】八面體，鈣離子的配位相當(dāng)規(guī)則，因此比較穩(wěn)定，在常溫下幾乎是惰性的；-硅酸二鈣的結(jié)構(gòu)中，鈣離子有6和8兩種，配位不規(guī)則，因而相當(dāng)活潑，常溫下就能與水反應(yīng)。所以，水泥生產(chǎn)中更希望得到活性較高的-硅酸二鈣。？鮑林第五規(guī)則（節(jié)約規(guī)則）：在一個(gè)晶體中，本質(zhì)不同的結(jié)構(gòu)組元的種類，傾向最少數(shù)目。2.水泥生產(chǎn)中怎樣得到盡量多的-硅酸二鈣？（思考，請(qǐng)自己回去查資料） 答：使石灰飽和系數(shù)小一點(diǎn)；加入礦化劑，例如Ba2+能固溶于C2S晶格，阻止其向-硅酸二鈣轉(zhuǎn)化，并提高了-硅酸二鈣的活性；快冷，因?yàn)樵?250C時(shí)，-硅酸二鈣要向-硅酸二鈣轉(zhuǎn)化。復(fù)習(xí)與

12、思考五1、燒石灰用方解石還是石灰石好？ 為什么 ？ 石灰石，因?yàn)槭沂姆纸鉁囟缺确浇馐停哪苌佟?、在既有石灰石和白堊的情況下，玻璃生產(chǎn)中是優(yōu)先使用石灰石，還是用白堊，為什么？ 白堊，因?yàn)榘讏状嘈院艽?，易于粉磨，且易燒性都較好；對(duì)機(jī)械的磨損小，帶入原料中的鐵少。3、鈣質(zhì)原料在水泥、玻璃、陶瓷中的主要作用？ 主要作用：提供制成無機(jī)非金屬材料所需的CaO。硅酸鹽水泥：鈣質(zhì)原料是燒制硅酸鹽水泥熟料的主要原料之一；陶瓷：鈣質(zhì)原料在生產(chǎn)中主要起助熔作用，縮短燒成時(shí)間，增加陶器的透明度，使坯釉結(jié)合牢固；玻璃：作用主要是穩(wěn)定劑，即增加玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，但含量不宜過高，否則會(huì)使玻璃的結(jié)晶傾向增大

13、，而且易使玻璃發(fā)脆。CaO（<10-12%）在高溫時(shí)，能降低玻璃的粘度，促進(jìn)玻璃的熔化和澄清；但CaO（>10-12%）時(shí)增加粘度，而且當(dāng)溫度降低時(shí)，粘度增加得很快，使成型困難。4、粘土的化學(xué)組成和主要礦物組成是什么? 化學(xué)組成：主要為SiO2、Al2O3和結(jié)晶水；礦物組成：工業(yè)中所用粘土中的主要礦物可分為高嶺石類、蒙脫石類及伊利石類三種。5、粘土的工藝性質(zhì)？ 粘土原料的工藝性質(zhì)主要取決于其化學(xué)、礦物與顆粒組成；粘土的工藝性質(zhì)是工業(yè)生產(chǎn)中合理選擇粘土原料的重要指標(biāo)?？伤苄越Y(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)范圍耐火度6、石英的晶型轉(zhuǎn)變？（詳見書23頁(yè)的圖） 多晶轉(zhuǎn)變根據(jù)其

14、進(jìn)行的方向分為：可逆多晶轉(zhuǎn)變和不可逆多晶轉(zhuǎn)變。可逆多晶轉(zhuǎn)變：雙向轉(zhuǎn)變。不可逆多晶轉(zhuǎn)變：?jiǎn)蜗蜣D(zhuǎn)變。多晶轉(zhuǎn)變根據(jù)轉(zhuǎn)變速度和轉(zhuǎn)變時(shí)晶體結(jié)構(gòu)變化的不同分為重建性轉(zhuǎn)變和位移型轉(zhuǎn)變。7、重建性轉(zhuǎn)變、位移性轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)？ 重建性轉(zhuǎn)變：這類轉(zhuǎn)變發(fā)生時(shí)必須打開原子間的鍵，質(zhì)點(diǎn)要重排，形成新的結(jié)構(gòu)。位移型轉(zhuǎn)變：這類轉(zhuǎn)變發(fā)生時(shí)不需要打開任何鍵或改變最臨近的配位數(shù)，只是原子從它們?cè)鹊奈恢冒l(fā)生少許位移。8、舉例說明石英晶型轉(zhuǎn)變的作用？ 指導(dǎo)硅磚、陶瓷和玻璃制品的生產(chǎn)。例：為什么生產(chǎn)硅磚需要加入礦化劑？-石英和-石英間的轉(zhuǎn)變、-鱗石英和-鱗石英之間的轉(zhuǎn)變、-鱗石英和-鱗石英之間的轉(zhuǎn)變、-方石英和-方石英之間的轉(zhuǎn)變。由于其

15、轉(zhuǎn)變速度快，較小的體積變化就可能由于不均勻應(yīng)力而引起制品開裂，影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，硅磚生產(chǎn)中加入礦化劑的目的就是為了提高產(chǎn)品中鱗石英含量，減少方石英生成量，以減少位移性轉(zhuǎn)變所引起的體積變化。 指導(dǎo)硅磚、陶瓷和玻璃制品的應(yīng)用。例：窯爐烤窯（升溫）時(shí)，在晶型轉(zhuǎn)變時(shí)需要保溫或放慢升溫速度，避免體積效應(yīng)引起的開裂，又例：石英的破碎：利用熱膨脹效應(yīng)，將石英原料在1000C進(jìn)行預(yù)燒，有利于石英原料的破碎。復(fù)習(xí)與思考六1.生產(chǎn)硅磚時(shí)為什么要嚴(yán)格控制Al2O3含量？為什么對(duì)石英砂粒度有一定的要求？ 硅磚的耐火度隨Al2O3的含量增加而提高（從SiO2Al2O3的相圖理解）；硅磚生產(chǎn)中要提高產(chǎn)品鱗石英含量，減少

16、方石英含量，以減少位移性轉(zhuǎn)變所引起的體積變化。所以，生產(chǎn)硅磚時(shí)要嚴(yán)格控制Al2O3的含量。（注意：這個(gè)答案是錯(cuò)的，自己再修改） 顆粒大時(shí)會(huì)使熔化困難，并常常產(chǎn)生結(jié)石，條紋等缺陷；細(xì)的石英沙熔化速度快，但過細(xì)的沙容易飛揚(yáng)，結(jié)塊，使配合料不易混合均勻，同時(shí)過細(xì)的沙常含有較多的黏土，而且比表面積大，附著的有害雜質(zhì)也較多。細(xì)沙在熔制時(shí)雖然玻璃的形成階段可以較快，但在澄清階段卻多費(fèi)很多時(shí)間；當(dāng)往熔爐里投料時(shí)，細(xì)沙容易被燃燒氣體帶進(jìn)畜熱室，堵塞格子體，同時(shí)也使玻璃成分變化。2一般情況下，為什么生產(chǎn)玻璃要對(duì)原料進(jìn)行除鐵處理，而生產(chǎn)水泥就不需要進(jìn)行除鐵處理？玻璃原料中鐵雜質(zhì)不但對(duì)生產(chǎn)工藝造成不良影響，而且使玻

17、璃著成黃綠色，透明度降低；然而水泥工業(yè)生產(chǎn)中，需要鐵質(zhì)校正原料，氧化鐵在水泥熟料煅燒中滿足熟料礦物組成的要求，同時(shí)降低燒成溫度和液相黏度，促進(jìn)熟料煅燒，所以不需要進(jìn)行除鐵處理。3、長(zhǎng)石原料在陶瓷和玻璃中的作用？ 在陶瓷中：1.能降低陶瓷產(chǎn)品的燒成溫度。2.長(zhǎng)石融化后形成的液相能填充體空隙，增大致密度，提高產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度，透光度和介電性能。3.可提高坯體的干燥速度。在玻璃中：長(zhǎng)石在提供Al2O3的同時(shí)，也引入了K2O，Na2O，SiO2等成分，減少了純堿用量。4、Li2O在玻璃中的作用？ 網(wǎng)絡(luò)外體氧化物，當(dāng)O/Si小時(shí)，主要起斷鍵作用，助熔作用強(qiáng)烈，是強(qiáng)助熔劑；當(dāng)O/Si大時(shí)，主要起積聚作用。L

18、i2O代替Na2O或K2O使玻璃的膨脹系數(shù)降低，結(jié)晶傾向變小，過量Li2O又使結(jié)晶傾向增加。在一般玻璃中，引入少量Li2O可以降低玻璃的溶質(zhì)溫度，提高玻璃的產(chǎn)量和質(zhì)量。5、為什么Li2O在玻璃中的作用比K2O和Na2O特殊？ 當(dāng)O/Si小時(shí)，主要起段鍵作用，助熔作用強(qiáng)烈，是強(qiáng)助熔劑；當(dāng)O/Si比大時(shí)，主要起積聚作用。6、為什么玻璃生產(chǎn)中不能引入過多的Na2O？ Na2O能提供游離氧使玻璃結(jié)構(gòu)中的O/Si比值增加，發(fā)生段鍵，因而可以降低玻璃的黏度，使玻璃易于熔融，是玻璃良好的助溶劑。Na2O增加玻璃的熱膨脹系數(shù)，降低玻璃的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，所以不能引入過多Na2O，一般不超過百分之

19、十八。7、玻璃生產(chǎn)中是用結(jié)晶純堿還是煅燒純堿？純堿儲(chǔ)存應(yīng)特別注意什么？ 玻璃工業(yè)中采用煅燒純堿。因?yàn)殪褵儔A易溶于水，極易吸收空氣中的水分而潮解，產(chǎn)生結(jié)塊，因此必須貯存于干燥倉(cāng)庫(kù)內(nèi)。8、玻璃生產(chǎn)中是用輕質(zhì)純堿還是重質(zhì)純堿？為什么？ 采用重質(zhì)純堿，因?yàn)槠洳灰罪w揚(yáng)，分層傾向也較小，有助于配合料的均勻混合；對(duì)耐火材料的腐蝕?。换瘜W(xué)成分波動(dòng)小。9、為什么玻璃生產(chǎn)中對(duì)純堿中NaCl和Na2SO4含量有嚴(yán)格的要求？ 含NaCl和Na2SO4雜質(zhì)多的純堿在溶質(zhì)玻璃時(shí)會(huì)形成“硝水”；對(duì)熔爐耐火材料的侵蝕較大，并使玻璃制品產(chǎn)生白色的芒硝泡。10、天然堿的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)？使用時(shí)應(yīng)注意什么？ 優(yōu)點(diǎn)：分布廣，成本低，可做

20、純堿的代用原料。 缺點(diǎn)：較純的天然堿含碳酸鈉大約為37左右，對(duì)熔爐耐火材料浸蝕較快，而且其中的硫酸鈣，硫酸鈉分解困難，易形成硫酸鹽氣泡，還易產(chǎn)生“硝水”。注意點(diǎn)：脫水的天然堿可以直接使用；含結(jié)晶水的天然堿，一般先溶解于熱水，待雜質(zhì)沉淀后，再將溶液加入配合料中。復(fù)習(xí)與思考七1、為什么玻璃生產(chǎn)中常加還原劑？ 在玻璃生產(chǎn)過程中，為了引入Na2O加入芒硝，其884C熔融,熱分解溫度較高（11201220C），加入還原劑后，使其分解溫度（500700C）顯著降低，反應(yīng)速度也相應(yīng)加快。但應(yīng)注意對(duì)還原劑用量,根據(jù)實(shí)際情況需要進(jìn)行必要的調(diào)整.2、為什么說碳是萬能的還原劑？ 對(duì)于化學(xué)反應(yīng)2C+O2=2CO,隨著

21、反應(yīng)溫度的上升其吉布斯自由能變減小,而對(duì)于大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)隨著溫度上升反應(yīng)吉布斯自由能變?cè)龃?因此對(duì)于一般化學(xué)反應(yīng),在溫度足夠高時(shí),用碳作為還原劑能使反應(yīng)物得到還原,故碳是萬能的還原劑.3、A12O3在玻璃中的配位數(shù)對(duì)玻璃性質(zhì)的影響? 在鈉硅酸鹽中Al3+有4配位和6配位;當(dāng)Na2O/Al2O3>1時(shí)，是4配位。Al3+位于四面體中。AIO4相比于SIO4，使玻璃的密度降低，從而可以降低玻璃的黏度，使玻璃易于熔融。當(dāng)Na2O/Al2O3<1時(shí)，是6配位，Al3+位于八面體中，使玻璃的密度增大。4什么是硼反常？（詳見書上71頁(yè)） NA2OB2O3SIO2系統(tǒng)玻璃中，如果B2O3的含量超

22、過一定限度時(shí)，結(jié)構(gòu)和性質(zhì)回發(fā)生-逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象，在性質(zhì)變化曲線上會(huì)出現(xiàn)極大或極小值，這種現(xiàn)象稱為“硼反?！爆F(xiàn)象。5、鐵在玻璃、陶瓷、水泥中的作用？ 在玻璃工業(yè)的生產(chǎn)過程中,原料中的鐵主要作為著色劑,使玻璃著黃綠色;但同時(shí)使用不當(dāng)會(huì)對(duì)玻璃的生產(chǎn)工藝造成不良影響,使玻璃透明度降低,因此在玻璃生產(chǎn)前有必要對(duì)原料進(jìn)行除鐵處理。 在陶瓷工業(yè)生產(chǎn)中所使用的是氧化鐵，用做配制釉料。陶瓷坯料中混有鐵雜質(zhì)會(huì)使成品的外觀質(zhì)量受到影響,如降低白度與半透明性,也會(huì)產(chǎn)生斑點(diǎn).因此在原料處理與坯料制備的工序中,除鐵是必要的工序. 在水泥工業(yè)生產(chǎn)中，由于所使用的黏土原料中的氧化鐵含量不足，因此，絕大部分水泥廠需要使用鐵質(zhì)校正原料

23、。此時(shí)鐵質(zhì)原料中的氧化鐵含量應(yīng)大于40。氧化鐵在水泥熟料煅燒中作用主要是滿足熟料礦物組成的要求，同時(shí)降低燒成溫度和液相黏度，促進(jìn)熟料煅燒。熟料中含鐵相較復(fù)雜，對(duì)硅酸鹽水泥熟料，多用C4AF代表鐵相組成。若熟料中Al2O3/Fe2O3<0.64，則可生成鐵酸二鈣.此外,含C4AF不高的熟料難于粉磨。復(fù)習(xí)與思考八1澄清劑概念及作用？ 凡在玻璃熔制過程中能分解產(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)稱為澄清劑。常用的澄清劑有氧化砷和氧化銻、硫酸鹽類、氟化物類等。氧化砷和氧化銻 單獨(dú)使用時(shí)將升華揮發(fā)，僅起鼓泡作用。與硝酸鹽組合使用時(shí)，能在低溫吸收氧氣，在高溫放出氧氣而起澄清作用。由

24、于AS203的粉狀和蒸氣都是極毒物質(zhì)，目前已很少使用，大多改用Sb203。硫酸鹽原料主要有硫酸鈉，它在高溫時(shí)分解逸出氣體而起澄清作用，平板玻璃廠大都采用此類澄清劑。氟化物類原料。主要有螢石(CaF2)及氟硅酸鈉(Na2SiF6)。它們以降低玻璃液黏度而起澄清作用。對(duì)耐火材料侵蝕大，產(chǎn)生的氣體(HF、SiF4)污染環(huán)境，目前已限制使用。復(fù)合澄清劑多為砷、銻、硫等的化合物，具有高效、低毒的優(yōu)點(diǎn)。 2、著色劑概念、分類及著色機(jī)理？ 使物質(zhì)著色的物質(zhì)，稱為物質(zhì)的著色劑。 在玻璃生產(chǎn)中，根據(jù)著色劑在玻璃中呈現(xiàn)的狀態(tài)不同，分為三類：離子著色劑離子著色劑的作色機(jī)理是：鈦、釩、鐵等過渡金屬，在玻璃中以離子狀態(tài)

25、存在，它們的價(jià)電子在不同能級(jí)間躍遷，由此引起對(duì)可見光的選擇吸收，導(dǎo)致玻璃著色；膠體著色劑，金屬膠體著色劑的著色機(jī)理是：玻璃可以通過細(xì)分散的金屬對(duì)光的選擇性吸收而著色。一般認(rèn)為，選擇性吸收是由于膠態(tài)金屬顆粒的光散射而引起的；硫硒化物著色劑硫硒化鎘著色機(jī)理：硒紅一類玻璃的著色與CdS、CdSe單晶的半導(dǎo)體性有關(guān)。根據(jù)半導(dǎo)體的能帶理論，由于硒原子量比硫大，其激活能必然小于硫，即硒原子中滿帶的電子比硫原子容易激發(fā)到導(dǎo)帶。所以在玻璃中形成的CdSxCdSe(1-x)微晶禁帶寬度，隨CdSe含量的增大而逐漸下降，導(dǎo)致玻璃的吸收極限逐漸向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，顏色由黃色到橙色、紅色、深紅轉(zhuǎn)變。光吸收都是由于一定能量

26、的光激發(fā)陰離子（O2-、S2-、Se2-、Te2-）上的價(jià)電子到激發(fā)態(tài)所致。因?yàn)镾2-、Se2-、Te2-的親電勢(shì)比O2-小，故能量較小的光就能激發(fā)它們的價(jià)電子到激發(fā)態(tài)，使其截短波極限進(jìn)入可見光區(qū)，導(dǎo)致玻璃的著色。3、金屬膠體著色劑主要有哪幾種化合物？根據(jù)金屬膠體著色機(jī)理，分析膠體著色一般有那幾過程。金屬膠體著色劑主要有以下幾類：金化合物銀化合物銅化合物 金屬膠體著色一般分下列幾個(gè)過程：金屬離子的溶解金屬離子的還原金屬原子的成核和長(zhǎng)大4、金屬膠體著色為什么常加氧化亞錫？ 為了使金的膠態(tài)粒子均勻分布，常在配合料中加入0.2-2的二氧化錫，使金發(fā)生分散作用；在銀化合物著色劑 配合料中加入二氧化錫可

27、以改善銀黃的著色；在頭化合物著色劑加入二氧化錫作為還原劑。5、化學(xué)脫色劑和物理脫色劑的脫色原理？ 化學(xué)著色劑的脫色原理：化學(xué)脫色是主要是借助于脫色劑的氧化作用，使著色能力強(qiáng)的低價(jià)鐵氧化物變成為著力能力較弱的三價(jià)鐵氧化物，以便使用物理脫色法進(jìn)一步使顏色中和，接近于無色，使玻璃的透光度增加。 物理脫色劑的脫色原理：物理脫色是在玻璃中加入一定數(shù)量的能產(chǎn)生互補(bǔ)色的著色劑，使玻璃由于FeO、Fe2O3、Cr2O3、Ti02所產(chǎn)生的黃綠色到藍(lán)綠色得到互補(bǔ)而消色。復(fù)習(xí)與思考九1.原料預(yù)燒的目的（參考P42預(yù)燒1，3段）? a.水泥原料不需要預(yù)燒;b.在玻璃生產(chǎn)中預(yù)燒的目的:為了減小粗碎時(shí)，它們對(duì)于機(jī)械設(shè)備的

28、磨損，降低機(jī)械鐵的引入;c在陶瓷生產(chǎn)中預(yù)燒的目的:消除多晶轉(zhuǎn)變和特殊結(jié)構(gòu)帶來不利的影響。2、阿利特（A礦）、貝利特（B礦）概念、特點(diǎn)及怎樣應(yīng)用各自的特點(diǎn)來指導(dǎo)生產(chǎn)和應(yīng)用? a.阿利特或A礦：在硅酸鹽水泥熟料中，C3S并不是以純的形式出現(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(shí)間大于或等于45min，終凝時(shí)間小于或等于12h。它水化較快。粒徑為4045um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(qiáng)度，且強(qiáng)度發(fā)展比較快，早期強(qiáng)度較高，且強(qiáng)度增進(jìn)率較大，28d強(qiáng)度可以達(dá)到它一年強(qiáng)度的7080。但硅酸三鈣水化熱較高，抗水性較差。適用于搶修等工程。 b.貝利特或B礦：C2S與少量MgO、Al2O3、Fe2O3、R2O等氧化物形成固溶體，稱為貝利特或B礦。硅酸二鈣水化速率慢，早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高，水化熱較小，耐水性好，適用于持久耐久的工程。3、游離氧化鈣和方鎂石對(duì)混凝土的危害及怎樣減小其對(duì)混凝土的危害？ 游離氧化鈣和游離氧化鎂是高溫下生成的，屬于過燒，水化很慢，在水泥己硬化后才進(jìn)行水化，并產(chǎn)生體積膨脹，使己硬化的水泥石裂開，引起體積安定性不良。應(yīng)盡量