合 肥 学 院
Hefei University
无机非金属材料工艺学
课程总结
题 目：无机非金属材料工艺学课程总结 年 级: XXXXXXXXXX 学 号: XXXXXXXXXXXX 姓 名: XXXXXX 指导老师： 田长安
2017年 6月 4 日
无机非非金属材料工艺学课程总结
无机非金属材料科学与工艺：是一门研究材料组成、结构、合成与制备、使用效能四者之间的关系与规律的科学。 合成与制备：是研究如何将原子、分子聚合起来并最终转变为有用产品的一系列连续过程，是提高材料质量、降低生产成本的关键，也是开发新材料、新器件的中心环节。
组成：是指构成材料物质的原子、分子、添加剂及其分布。
结构：是指组成原子、分子在不同层次上彼此结合的形式、状态和空间分布。
组成和结构是材料的基本表征。它们一方面是特定的合成与制备条件下的产物，另一方面又是决定材料性能与使用效能的内在因数。
无机非金属材料工艺学的研究内容：了解材料的组成与结构及它们同合成与制备之间、性能与使用效能之间的内在联系。
材料
材料的定义：能够用以加工有用物质的物质。
无机非金属材料：是除金属材料和有机高分子材料之外的所有材料的总称。 无机非金属材料的特性
1、与金属材料和有机高分子材料的区别 化学组成：
（1）无机非金属材料：氧化物、碳化物、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（如氮化物Si3N4、碳化物SiC、氮化硼BN）等。
（2）金属材料：一般为固体单质材料（除水银外）。
（3）有机高分子材料：碳、氢、氧、氮、氯等元素组成的化合物。 化学键组成：
（1）无机非金属材料：主要为离子键（如NaCl）或离子-共价键（如SiO2离子键和共价键各占50%）。碳材料是例外，如金刚石是共价键，石墨是共价键和金属键
（2）金属材料：金属键
（3）有机高分子材料：共价键 2、无机非金属材料的特征 （1）具有复杂的晶体结构
（2）没有自由电子（石墨除外） （3）高硬度
（4）较好的耐化学腐蚀能力 （5）绝大多数是绝缘体
（6）制成薄膜时大多是透明的 （7）一般具有低导热性 （8）大多数情况下变形微小 3、无机非金属材料的基本属性 （1）高熔点、高硬度、高抗压
（2）耐腐蚀、耐磨损
（3）良好的抗氧化性、隔热性
（4）优良的介电、压电、光学、磁学性能及功能转换特性 （5）抗拉强度低、韧性差
无机非金属材料生产过程的共性与个性 1、原料
共性：都是以铝硅酸盐（粘土、长石等）、硅质、石灰质、铝质原料为主。 个性：化学组成不同 2、原料的破碎
共性：绝大多数原料都需要破碎 为什么绝大多数原料都需要破碎？ 破碎后的好处：
（1）好均化、烘干、配料 （2）利于成型
（3）利于热处理，节能
（4）产量高，产品性能好，且稳定 3、粉体的制备
陶瓷：一般采用湿法制备粉体 水泥：湿法和干法制备 玻璃：干法制备 4、成型
陶瓷成型：在高温热加工之前 玻璃成型：在高温热加工之后 水泥成型：在使用时 5、烘干
水泥：在粉体制备之前，粘土、混合材需要烘干 陶瓷：成型后的坯体必须烘干 6、高温热处理
水泥：通过煅烧获得水泥熟料
玻璃：熔融获得均匀、透明、无缺陷的熔体 陶瓷：形成坚硬的烧结体
水泥
1.水泥的基本性质
水泥浆具有良好的可塑性、与其他材料混合后的混合物可拥有适当的和易性 较强的适应性
较好的耐侵蚀、防辐射性能
硬化后的水泥浆具有较高的强度，且强度随龄期的延长而逐渐增长 良好的耐久性
通过改变水泥的组成，可适当调整水泥的性质
可与纤维、聚合物等多种有机-无机材料配制的各种水泥基复合材料，充分发挥材料的潜能
2.水泥的定义与分类 通用水泥
专用水泥
特种水泥：快硬高强水泥
膨胀水泥 自应力水泥 水工水泥 油井水泥：特别注意在不同温度和压力情况下水泥的稠化时间的变化 装饰水泥 耐高温水泥 其它特种水泥：道路硅酸盐水泥、防辐射水泥、耐酸水泥、砌筑水泥、
高效无声破碎剂等
注意：使用高效无声破碎剂一定要考虑温度的影响
玻璃
1、玻璃的特性
（1）玻璃的定义及基本特性
传统玻璃的定义：熔融物冷却、硬化而得到的非晶态固体 基本特性：（a）透明、坚硬，良好的耐蚀、耐热、电学和光学性质
（b）适用不同使用条件的要求 （c）易于制备各种形状制品或部件
2、玻璃的通性 1）各向同性 2）介稳性 3）无固定熔点
4）固态和熔融态间转化的渐变性和可逆性 5）性质随成分变化的连续性和渐变性 3、玻璃的分类 （1）按组成分类
元素玻璃：单一元素的原子构成的玻璃。有硫系玻璃、硒玻璃等。 氧化物玻璃：借助桥氧形成聚合结构的玻璃。 非氧化物玻璃：（a）卤化物玻璃（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BaF2-Al2O3-P2O5玻璃等。 （2）按用途分类 建筑玻璃 日用轻工玻璃 仪器玻璃
3）按性能分类
光学特性分：光敏玻璃、声光玻璃、光色玻璃、高折射玻璃、低色散玻璃、反射玻璃、半透过玻璃、透红外玻璃等等。
热学特性分：热敏玻璃、隔热玻璃、耐高温玻璃、低膨胀玻璃等
电学特性分：高绝缘玻璃、导电玻璃、半导体玻璃、高介电玻璃、超导玻璃等 力学特性分：高强玻璃、耐磨玻璃等