复习题无机非金属材料.docx
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1、?无机非金属材料? 2 复习 3 考试有关事宜安排: 4 时间:第十七周周四11月29日9:5011:40 5 地点:S-1531 6 考试题型: 7 一、填空题(每空1分,共30分) 8 二、判断改错题对的打“,错的打“, 9 每题1分,共10分 10 三、名词解释共12分 11 四、简答题共48分 12 ?无机非金属材料? 13 0 14 绪论 15 第1章无机非金属材料的构造根底 16 第2章无机非金属材料的性能 17 第3章陶瓷 18 第4章玻璃 19 第5章水泥 20 第6章耐火材料 21 第7章无机非金属基复合材料 22 第8章功能无机非金属材料 23 绪论 24 1材料的重要性
2、25 2材料的分类 26 3无机非金属材料 27 4新型无机非金属材料 29 无机材料 30 有机材料 31 金属材料 32 无机非金属材料 33 无机材料 34 或硅酸盐材料 35 或陶瓷材料 36 陶瓷 37 玻璃 38 水泥 39 耐火材料 40 复合材料、功能材料等 42 1定义 43 无机非金属材料是指非金属单质以及由金属和非金属 44 元素组成的化合物中,能使人们生活更加富裕、丰富 45 而可以利用的物质。 46 铝矾土,把其粉末作成单晶宝石或激光材料; 47 质地细密的多晶体高温电炉用的炉管和切削用的工具材料; 48 多孔的多晶体可用作催化剂载体或敏感材料; 49 纤维状可用作具
3、有高强度性能的优质绝热材料。 50 2无机非金属材料的特点 51 在晶体构造上,无机非金属材料的结合力主要为: 52 离子键、共价键或离子-共价混合键。 53 高熔点、高强度、高硬度、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、 54 导电性、导热性、透光性、铁电性、压电性、铁磁性等。 55 4新型无机非金属材料 56 1定义 57 新型无机非金属材料简称新型无机材料,或称先进无机 58 非金属材料或无机新材料是指那些正在开展的或将要发 59 展的,具有优异性能或特殊功能,在不久的将来可能到达 60 实用化阶段的无机非金属材料。 61 2新型无机材料的特点 62 品种多、式样多、更新换代快;对其性能的要求越来 6
4、3 越趋向功能化、复合化和精细化。 64 3新型无机材料及传统无机材料的区别 65 材料的组成已远超出了硅酸盐的范围; 66 在用途上,由主要利用材料的静态物理性状 67 利用各种物理效应和微观现象的功能性; 68 电光效应全固态电致变色窗; 69 磁致伸缩效应换能器、传感器、驱动器、精细控制器等。 70 制备的工艺方法、制品的形态。 71 成型工艺:可塑成型、注浆成型、压制成型等静压成型、注射成型等; 72 烧结工艺:室温下加压成型后再烧结热压烧结、热等静压烧结等; 73 形态:块状复合材料、薄膜、纤维,单晶和非晶材料。 74 第1章无机非金属材料的构造根底 81 依靠电子相互作用的结合键。
5、 82 化学键结合键中相互作用力强,为主价键,如:离子键、 83 共价键和金属键等。 84 物理键键合较弱,为次价键,如氢键、范德华键等。 85 在无机非金属材料构造中,主要含有离子键、共价键 86 和离子-共价混合键。 87 无机非金属材料也就包括了离子晶体、共价晶体、 88 离子共价混合晶体以及非晶体几种类型。 90 非晶态物质由无机玻璃(传统氧化物、重金属氧化物及氯化物玻璃等)、凝胶、 91 非晶态半导体(硫系化合物及元素)、无定形炭以及金属玻璃等组成。 93 表1-5非晶态材料的种类 94 又称非晶态合金,它既有 95 金属和玻璃的优点,又克 96 服了它们各自的弊病。 97 金属玻璃
6、强度高,硬度 98 大,且具有一定的韧性和 99 刚性。所以,人们赞扬金 100 属玻璃为“敲不碎、砸不 101 烂的“玻璃之王。 102 金属玻璃水果盘 104 非晶态物质呈现出非常宽的散射峰 106 非晶态构造的特征是原子排列是不规那么的, 107 即近程有序而长程无序,表现为各向同性, 108 又称玻璃态, 109 属于亚稳相。 111 准晶的发现,是一个划时代的发现 112 准晶体对称性 113 准晶是一种介于晶体和非晶体之间的固体。 114 准晶具有完全有序的构造,然而又不具有晶体所应有的平移 115 对称性,因而可以具有晶体所不允许的宏观对称性。 116 十分高的电阻值,磁性较强,
7、在高温下比晶体更有弹性, 117 十分坚硬,抗变形能力也很强,低摩擦、耐腐蚀、耐热性和 118 非粘性,以及特殊的光学性能和足够的热稳定性。 119 第2章无机非金属材料的性能 120 使用性能 121 工艺性能 122 热学性能 123 力学性能 124 物理和化学性能 125 可塑性 126 成型性 127 枯燥收缩性等 129 热容 130 蓄热材料要求比热大,而用于加热的材料要求比热小。 131 热膨胀 132 热传导 133 线膨胀系数 134 体积膨胀系数 135 热传导系数 136 热膨胀系数小的材 137 料能耐温度的剧变 138 及比热成正比 139 固体=晶格+电子 140
8、 无机材料晶格 141 无机材料的热传导性比金属差 142 材料气孔的多少,原子排列的有序性等都影响其热导性。 143 热传导性好的材料耐温度的急变性强,适用于制造热交换器、蓄热器等; 144 而对需要保温的部位,那么要用热传导性低的材料。 146 弹性变形 147 硬度 148 强度 149 弹性是指材料在外力作用下产生变形,当外力取消后, 150 材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质。 151 这种可恢复的变形称为弹性变形。 152 工程上常用刚度来表征材料弹性变形抵抗力的大小。 153 刚度愈大,材料在一定应力下产生的弹性变形愈小。 154 硬度是指材料抵抗硬物压入其外表的能力,即
9、压入硬度。 155 一般无机非金属材料的硬度随温度升高而降低。 156 强度是指在外力作用下,材料抵抗变形和断裂的能力。 157 无机非金属材料强度主要是指抗拉、抗压和抗弯强度。 158 导电性 159 介电性能 161 2.3.1导电性能导体:电阻率109cm 163 磁性 164 光学性能 165 化学性能 167 半导体:10-4109cm 168 当固体中存在离子扩散运动时,就有可能产生离子导电。 170 导体中主要的载流子为电子的导电过程 171 导带 174 绝缘体:禁带宽度2.5(3或4)eV 175 禁 176 带 177 能隙 178 带隙 179 价带 181 介电性能是指
10、在电场作用下,表现出对静电能的储蓄和损耗的性质。 182 相对介电常数:介电质引起电容量增加的比例,即 183 是表征绝缘能力特性的一个系数。 184 介质损耗:指电介质在交变电场中,由于消耗局部电能而使电解质 185 本身发热的现象。 186 介电损耗愈小,绝缘材料的质量愈好,绝缘性能也愈好。 188 具有正磁化率的物质称为顺磁质,磁化率及温度成反比; 189 具有负磁化率的物质为抗磁质,磁化率不随温度变化; 190 磁化率超过一般物质许多倍的为铁磁质,T居里温度TC顺磁性; 191 反铁磁性:磁畴是无磁性的,磁化率是正的,T尼尔温度TN顺磁性; 192 铁氧体磁性:两种磁矩呈相反方向排列,
11、有磁畴构造以及磁滞回线。 194 物质的光学性质来源于它及光线的相互作用,这种相互作 195 用可以在整个物体上或只在物体外表上发生,及光的波长 196 有严密的联系。 197 光的吸收率A、透过率T和反射率R有如下关系: 198 A+T+R=1 199 物质吸收光时,外层电子从基态跃迁到激发态,只要基态及 200 激发态的能量差大于可见光的能量,物质就显示出颜色。 201 能量差愈小,颜色愈深。 202 呈现的颜色及物质吸收光的波长有关,利用这一原理可设计 203 制造不同颜色的材料。 205 耐蚀性或化学稳定性是指材料抵抗外部物质侵蚀的能力。 206 对于常温下使用的材料,其化学稳定性通常
12、指的是抵抗周 207 围介质中水、酸、碱的各种化学作用的能力,这种能力及 208 材料化学组成、构造的稳定性等因素有关。 209 对于高温下使用的材料的化学稳定性来说,除了受材料组 210 成、构造、侵蚀介质影响外,还及温度关系密切。 211 第3章陶瓷 216 众多学者认为我国陶瓷的开展历程,经历了三次 217 重大的飞跃: 218 第一次飞跃:陶器瓷器汉代以后 219 第二次飞跃:传统陶瓷特种陶瓷20世纪5070年代 220 第三次飞跃:特种陶瓷纳米陶瓷20世纪80年代中期 221 具有超塑性、高强度和高韧性的特点。 222 三、陶瓷的定义 223 陶瓷是由粉状原料成型后在高温作用下硬化而
13、形成的制品, 224 是多晶、多相晶相、玻璃相和气相的聚集体。 225 传统上,陶瓷是指所有以粘土为主要原料,及其他天然矿物 226 原料经过粉碎混炼、成型、煅烧等过程而制成的各种制品。 227 广义的陶瓷是用陶瓷生产方法原料处理-成型-煅烧 228 制造的无机非金属固体材料和制品的通称。 231 1、按陶瓷概念和用途来分类 232 日用陶瓷、建筑陶瓷 233 传统陶瓷普通陶瓷、粘土陶瓷 234 氧化物陶瓷 235 新型陶瓷特种陶瓷、精细陶瓷 236 2、按坯体的物理性能特征来分类 237 坯体构造较疏松,致密度较差,没有半透明性, 238 陶器 239 瓷器 240 有一定的吸水率,断面粗糙
14、无光,敲之声音粗哑。 241 重度较小,很少变形,易于制造大件器物,脆性相对 242 较小,原料易得,烧成温度低,工艺技术要求不高。 243 坯体致密,有一定的半透明性, 244 根本上不吸水,断面呈石状或贝壳状。 246 原料坯料的制备 247 坯料的成形 248 坯料的枯燥 249 制品的烧成或烧结 250 外表加工 251 具有很好的可塑性和烧结性, 252 是成型能够进展的根底, 253 也是粘土质陶瓷成瓷的根底。 254 粘土 255 主要天然原料 256 石英 257 是减塑剂;是耐熔的骨架成分。 258 长石 259 是助熔剂,促使烧结时玻璃相的形成。 261 .坯料的定义及其制
15、备 262 定义:坯料是指将陶瓷原料经拣选、破碎等工序后, 263 进展配料,再经混合、细磨等工序后得到的具有成型 264 性能的多组分混合物。 265 注浆坯料泥浆:含水量约2835。 266 可塑坯料可塑泥料:含水量约1825。 267 粉料:含水量约3l5。 268 原料处理 269 坯 270 料 271 制配料 272 备 273 帮助碎化原料 274 减少坯料收缩,提高纯度:尤其是可塑性强的粘土熟料。 275 预烧改变构造形态:片状构造的滑石偏硅酸镁。 276 稳定晶型:防止具有同质异构转变的多晶型原料在晶型转变 277 时的体积效应。 278 物理方法:有分级法、磁选、超声波选等
16、。 279 化学方法:有溶解法和升华法等。 280 电化学方法:分解含铁杂质。 281 外表电化学方法:浮选剂捕集剂。 282 增加颗粒比外表,有利于坯料的成型,降低 283 细粉碎烧结温度、提高致密度。湿磨干磨。 284 泥浆的脱水:机械脱水(2025%)、热风脱水(喷雾枯燥,10-5cm毛细管中的水份。 449 枯燥时容易除去。体积收缩自由水排出体积。 450 自由水机械结合水、收缩水 451 吸附水物理化学结合水、平衡水 452 化学结合水 453 指包含在物料分子构造内的水 454 分,如结晶水、构造水等。 455 化学结合水的排出属烧成问题。 456 存在于物料内直径10-5cm毛细
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