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无机非金属材料工艺学题库

第一篇：无机非金属材料工艺学题库四、简述题1.有一瓶罐玻璃生产厂欲提高玻璃的化学稳定性、提高机速，对配比应做如何调整？为什么？碱金属氧化物(Na2O，K2O)对玻璃的化学稳定性影响最大。为了提高设计玻璃的化学稳定性，必须使设计玻璃中的Na2O、K2O比现有玻璃降低；增加机速，可适当增加CaO，同时考虑到MgO对提高化学稳定性有利，而又能防止析晶，为此在设计玻璃中强加了MgO，并使MgO＋CaO的含量比原有玻璃中CaO的含量增高。2.硅酸盐水泥熟料烧成后要进行冷却的目的是什么？为何生产实践中要采用急速冷却？熟料冷却的目的：改善熟料质量与易磨性；降低熟料的温度，便于运输、储存、和粉磨；回收热量，预热二次空气，降低热耗、提高热利用率。急速冷却熟料的优点：急冷能防止或减少β-C2S转化成γ-C2S；急冷能防止或减少C3S的分解；急冷能防止或减少MgO的破坏作用；急冷使熟料中C3A结晶体减少；急冷熟料易磨性提高。3.无机非金属材料与金属材料在性能上有那些不同？试分析其原因？无机非金属材料的化学组分主要由元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物、以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐和非氧化物等物质，其化学键主要为离子键或离子—共价混合键。因此，无机非金属材料的基本属性主要体现为高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高抗压良好的抗氧化性、隔热性，优良的介电、压电、光学、电磁性能及其功能转换特性等。但大多数无机非金属材料具有抗拉强度低、韧性差等缺点。4.简述玻璃熔化过程的各个阶段及其特点？1）烧结体的形成在高温作用下，发生一系列物理、化学反应，形成不透明烧结物。对于普通钠钙硅酸盐玻璃而言，这一阶段结束后，配合料转变为由硅酸盐和残余石英颗粒组成的烧结体。2）玻璃液的形成不透明烧结体经进一步加热，未完全熔化的配合料残余颗粒溶解，烧结物开始熔融、扩散，并最终由不透明烧结体变为透明玻璃液。但此时的玻璃液含有大量可见气泡，且玻璃液的化学成分很不均匀。3）玻璃液的澄清玻璃液的澄清是指气体夹杂物从玻璃液中的消除的过程。4）玻璃的均化均化过程是为了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体，从而获得化学组成均匀一致的玻璃液。5）玻璃液的冷却为使玻璃液满足成型所需的粘度要求，经高温澄清、均化后的玻璃液需进一步降温冷却。整个冷却过程应力求平稳进行，以保证玻璃液的热均匀性，并防止出现温度波动，以免引起二次气泡。5.在硅酸盐水泥生产中，当氧化钙含量变化时，对煅烧和矿物形成有何影响？当氧化钙含量提高时，熟料中的C3S增加，熟料强度提高，因此，提高氧化钙含量，有利于提高水泥熟料质量；但氧化钙含量过高，熟料煅烧困难，致使f-CaO增加，熟料强度降低；降低氧化钙含量，熟料中的C3S减少，C2S增多，熟料强度降低，熟料易粉化。6.陶瓷厂在采用注浆成型时，对坯料有何要求？1）流动性好。保证泥浆浇注成形时要能充满模型的各个部位。2）悬浮性好。浆料中各种固体颗粒能在较长的一段时间悬浮而不沉淀的性质称为泥浆的悬浮性。它是保证坯体组分均匀和泥浆正常输送、贮放的重要性能之一。3）触变性适当。受到振动和搅拌时，泥浆粘度会降低而流动性增加，静置后又恢复原状，此外，泥浆放置一段时间后，在维持原有水分的情况下也会变稠，这种性质称为触变性。泥浆触变性过大，容易堵塞泥浆管道，且坯体脱模后易塌落变形；触变性过小，生坯强度较低，影响脱模和修坯。4）滤过性好。滤过性也称渗模性，是指泥浆能够在石膏模中滤水成坯的性能。滤过性好，则成坯速率较快。当细颗粒过多时，易堵塞石膏模表面的微孔脱水通道，不利于成坯。熟料和瘠性原料较多时有利于泥浆的脱水成坯。9.简述钙质原料在典型无机非金属材料中的作用？硅酸盐水泥：CaO——满足生成熟料矿物的要求。CaO量过高，生料易烧性差，熟料中f－CaO增多，会导致安定性不良；CaO量过低，熟料中C2S增多，C3S减少，熟料强度下降。陶瓷中：主要起助熔作用，缩短烧成时间，增加瓷器的透明度，使坯釉结合牢固。玻璃中：稳定剂，即增加玻璃的化学稳定性和机械强度，但含量不宜过高，否则会使玻璃的结晶倾向增大，而且易使玻璃发脆。CaO在高温时，能降低玻璃的粘度，促进玻璃的熔化和澄清；但当温度降低时，粘度增加得很快，使成形困难。含CaO高的玻璃成形后退火要快，否则易于爆裂。13.简述普通平板玻璃的主要组成成分及其作用？主要组成成分——Na2O、CaO、SiO2；各成分的主要作用——Na2O，玻璃助熔剂，降低玻璃的粘度，使玻璃易于熔融；CaO，稳定剂，增加玻璃的化学稳定性和机械强度，高温时降低玻璃的粘度，促进玻璃的熔化和澄清；SiO2，玻璃的形成氧化物，作为玻璃的骨架。14.简述影响玻璃化学稳定性的因素？1）玻璃的组成玻璃网络完整性愈高，网络外离子愈少，玻璃化学稳