功能陶瓷工艺学知识点整理(最新整理)

1、1. 从广义的角度，材料定义为能够用以加工有用物质的物质。2. 材料分类：按性能、使用用途分类：结构材料、功能材料按化学组成和显微结构特点分类： 金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料3. 无机非金属材料的定义：以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、 硼化物、及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐和非氧化物等物质组成的材料，是除金属材料和有机高分子材料以外的所有材料的统称。4. 无机非金属材料的分类：胶凝材料、天然材料、玻璃、陶瓷无机非金属材料的特性：具有复杂的晶体结构（7 晶系，14 中布拉菲格子）没有自由电子、高熔点、高硬度、较好的耐化学腐蚀性、绝大多数是绝缘体 一般具有低

2、导热性、大多数情况下变形微小 。5. 无机非金属材料主要化学成分：cao、sio2、al2o3、na2o 等6. 陶瓷成型在热加工之前；玻璃成型在热加工之后； 水泥成型主要在使用时。7. 水泥煅烧；陶瓷烧结；玻璃熔融8. 胶凝材料定义：凡能在物理、化学作用下，从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质，统称为胶凝材料，又称胶结料。9. 胶凝材料分类：按组成物质分类：有机胶凝材料、无机胶凝材料10. 水泥的定义：凡细磨成粉末状，加入适量水后成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石等散粒或纤维材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，统称为水泥。11. 水泥的

3、分类：按用途和性能分类：通用水泥、专用水泥、特性水泥按组成分类：硅酸盐水泥系列、铝酸盐水泥系列、氟铝酸盐水泥系列、硫铝酸盐水泥系列、铁铝酸盐水泥系列、其它:如无熟料、少熟料水泥1512. 水泥的基本特性：水泥浆具有良好的可塑性，与其它材料混合后的混和物可拥有适宜的和易性。 较强的适应性。较好的耐侵蚀、防辐射性能。 硬化后的水泥浆体具有较高的强度，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，可适当调整水泥的质量。可与纤维、聚合物等多种有机、无机材料匹配。制得各种水泥基复合材料，充分发挥材料潜能。13. 玻璃的定义：玻璃是由熔融物冷却、硬化而得到的非晶态固体。14. 玻璃的特性

4、：透明，坚硬，良好的耐蚀、耐热、电学和光学性质；通过调整化学组成，并结合各种工艺方法可大幅度调整玻璃性能；能够用多种成型制成各种形状和大小的制品；通过焊接和粉末烧结等加工方法制成形状复杂、尺寸严格的器件。15. 玻璃的通性：各向同性、介稳性、无固定熔点、固态和熔融态间转化的渐变性和可逆性、性质随成分变化的连续性和渐变性。16. 玻璃的分类:按组成分类:元素玻璃、氧化物玻璃、非氧化物玻璃按用途分类:建筑玻璃、日用轻工玻璃、仪器玻璃、光学玻璃、电真空玻璃按加工工艺分类：钢化玻璃、磨砂玻璃、喷砂玻璃、压花玻璃、夹层玻璃按性能分类：光学特性玻璃、热学特性玻璃、耐高温玻璃；导电玻 璃、半导体玻璃、超导玻

5、璃；力学方面的高强玻璃、耐磨玻璃；化学稳定性方面的耐碱玻璃、耐酸玻璃等17. 陶瓷的定义：所述陶瓷是指以无机非金属天然矿物或化工产品为原料， 经原料处理、成型、干燥、烧成等工序制成的产品，是陶器和瓷器的总称。18. 陶瓷的分类：按组成可分为硅酸盐陶瓷、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷； 按性能可分为普通陶瓷、特种陶瓷；按用途可分为日用瓷、艺术瓷、 建筑瓷、化工瓷等。19. 陶瓷的基本特性与特点：陶瓷的显微结构由结晶相、气孔和玻璃相组成。优点：较高的弹性模量、强度高，抗压强度远远大于抗拉强度、耐磨性能良好 、好的耐久性、硬度高、优良的电绝缘性能脆性大，理论强度高，但实际强度较低。缺点：脆性大，理论强度高

6、，但实际强度较低。20. 水泥化学成分：主要化学成分：cao、sio2、al2o3、fe2o3 其它少量氧化物： mgo、so2、tio2、k2o、na2o21. 水泥矿物组成:（1）硅酸二钙 2caosio2 简写 c2s（2） 硅酸三钙 3caosio2 简写 c3s（3） 铝酸三钙 3cao al2o3 简写 c3a（4） 铁铝酸四钙4caoal2o3fe2o3 简写 c4af22. 优质水泥熟料标准:晶体发育完善，阿利特和贝利特晶体大小均齐，分布均匀。23. 玻璃结构1. 晶子学说:认为玻璃是由无数“晶子”组成的，“晶子”的化学性质取决于玻璃的化学组成。核心：结构的不均匀性及近程有序性

7、，缺点：晶子尺寸、晶子含量、晶子化学组成未得到合理确定。2. 无规网络学说:认为玻璃的结构与相应的晶体结构类似，也是由一个三维空间的网络构成。玻璃的网络与晶体的网络不同，是由离子多面体构筑起来的，且多面体的重复性没有规律性。24. 传统陶瓷制品的基本生产过程:25. 陶瓷的研究进程分为三个阶段:新石器时代先进陶瓷阶段、纳米陶瓷阶段26. 陶瓷原料选择的基本要求：质量达标；储量要大；价格合理；性能稳定； 运输方便27. 原料选择原则：原料的组成应能保证产品的质量性能要求；原料的工艺性能应能满足生产加工过程的工艺要求28. 陶瓷原料的分类：29. 粘土的概念：粘土是由多种微细矿物（主要是含水铝硅酸

8、盐矿物）构成的混合体。30. 粘土成因：粘土主要是由铝硅酸盐类岩石，如长石、片麻岩、伟晶花岗岩等经过漫长的自然风化作用形成的。31. 粘土分类：根据粘土的成因分类：一次粘土（原生粘土）：母岩风化后的产物滞留于原地，再经地质作用而形成的粘土。二次粘土（次生粘土）：母岩的风化产物经过自然力（洪水、大风）搬迁， 在别处沉积下来而形成的粘土，此即为沉积型粘土矿。根据粘土的可塑性强弱分类：强塑性粘土、中等塑性粘土、弱塑性粘土根据粘土的耐火度高低分类：耐火粘土：耐火度1580、难熔粘土：耐火度介于 1350 1580、易熔粘土：耐火度135032. 粘土的组成粘土的化学组成：主要化学成分为 sio2、a1

9、2o3 和结晶水（h2o）。杂质化学成分：含有少量的碱金属氧化物 k2o、na2o，碱土金属氧化物cao、mgo，以及着色氧化物 fe2o3、tio2 等。33. 粘土的矿物组成：粘土矿物主要为高岭石类（包括高岭石、多水高岭石等）、蒙脱石类（包括蒙脱石、叶蜡石等）和伊利石类（也称水云母）等等。34. 高岭石受热35. 塑限：粘土由干粉状态变为塑性状态时的最低含水率。36. 液限：粘土由塑性状态变为无塑性的泥浆状态时的含水率。37. 可塑性指数：液限与塑限的差值。38. 可塑性指标：在一定的工作水分下，粘土泥团受外力作用时，最初出现裂纹时的应力与应变的乘积。39. 二 氧 化硅晶型转变：40.

10、长石的种类41. 、 、 晶型为氧化铝的三种主要晶型。在所有温度下，-al2o3 是热力学上稳定的 al2o3 晶型。氧化铝的其他多种同素异构体在高温下将几乎全部转化为-al2o3 。42. 氧化锆（zro2）晶型转变：43. 粉碎：固体物料在外力作用 下 ，克服了内聚力，使固体物料破 碎 的过程。44. 44.45. 粉碎方法：压碎,劈碎,剪碎,磨碎,击碎46. 粉碎比:(平均)尺寸为 d 的物料，经过粉碎机粉碎后(平均)尺寸为 d，则 d/d = i 为粉碎比（平均粉碎比）。为了更简便的衡量各种破碎机械的性能指标等，也可用破碎机的最大进料口宽度与最大出料口宽度之比作为粉碎比（公称粉碎比）。

11、47. 开路流程：从破碎机卸除的物料全部作为产品。（破碎效率低） 闭路流程：从破碎机卸除的物料全部作为产品。（破碎效率高）48. 除杂方法：物理（分级法、磁选法、超声波法）、化学（溶解法和升华法）、物理-化学（电解法和浮选法）49. 均化的目的：保证原料稳定、确保配方准确50. 均化的评价指标：样品合格率、标准偏差、波动范围、均化效果51. 样品合格率：物料中若干个样品在规定质量标准上下限之内的百分率， 即在一定范围内的合格率。52. 均化效果：均化前物料的标准偏差与均化后物料的标准偏差之比。53. 物料干燥过程(1) 加热阶段物料温度不断升高，水分蒸发量不断升高(2) 等速干燥阶段 物料温度

12、保持不变，内部水分不断向表面迁移内扩散速率外扩散速率(3) 降速干燥阶段 外扩散速率内扩散速率温度不断升高54. 预烧的目的改变结晶的形态,稳定晶型、改变物理性能、制备人工原料55. 开路粉磨系统56. 闭路粉磨系统57. 球磨过程中的三种转动形态：周转状态、倾斜状态、抛落状态58. 粉体颗粒：指在物质的结构不发生改变的情况下，分散或细化得到的固态基本颗粒。一次颗粒：指没有堆积、絮联等结构的最小单元的颗粒。二次颗粒：指存在有在一定程度上团聚了的颗粒。团聚：一次颗粒之间由于各种力的作用而聚集在一起称为二次颗粒的现象。硬团聚体与软团聚体：一次颗粒之间发生部分烧结，形成了较强的键合， 颗粒之间难以分

13、离，这样的团聚体称为硬团聚体。59. 频率分布: 表示与各个粒径相对应的粒子占全部颗粒的百分含量。累积分布: 表示小于或大于某一粒径的粒子占全部颗粒的百分含量，累积分布是频率分布的积分形式。粒度分布曲线：包括累积分布曲线和频率分布曲线。60. 坯料的概念：将原料经过配料和加工后，得到的具有良好成型性能的多组分均匀混合物，称为坯料。61. 坯料的分类： 根据成型方法分为62. 坯料的质量要求（1） 坯料的化学组成符合配方要求。（2） 各种原料成分混合均匀。（3） 坯料中各组分的细度符合工艺要求。（4） 坯料中空气含量尽量的少。63. 坯料组成的表示方法配料量表示法、化学组成表示方法、实验式表示法

14、、分子式表示法、示性矿物组成表示法64. 釉的特点(1) 釉与玻璃的相似性大多数釉本质上是玻璃体，具有普通玻璃的物理化学性质，如各向同性、介稳性、无固定熔点等。(2) 釉与玻璃的不同点釉层中通常含有气泡和晶体。釉的化学组成中氧化铝较玻璃高，而且组成更复杂。釉的熔融温度范围较宽。(3) 产生差异的原因配方不同。烧成制度不同。釉组分与坯体组成之间会发生扩散和反应。65. 釉的熔融温度范围始熔温度、全熔温度、流动温度熔融温度范围 =（始熔温度 流动温度）66. 影响熔融温度范围的因素物料细度、各组分混合均匀程度、物料的化学组成67. 润湿性润湿性常用润湿角(q)来表示， q越小润湿越好68. 68.

15、69. 陶瓷制品的成型方法：注浆法成型、可塑法成型、压制法成型70. 影响泥浆流变性质的因素：泥浆浓度、固相颗粒的大小及其分布、电解质的种类和加入量陈腐处理、泥浆的 ph 值粘土吸附的可溶性盐类71. 影响泥浆浇注性能的因素：流动性、成坯速度脱模性、湿坯强度、可加工性。72. 影响泥料可塑性的因素：矿物组成、颗粒大小及形状、吸附的阳离子种类、液相的性质及含量73. 压制成型提高坯体密度的有效工艺途径：（1）采取适当的造粒工艺， 使粉料具有合理的颗粒级配和良好的流动性。（2）添加适当的外加剂以减小粉料颗粒间内摩擦力 。（3）在设备性能允许的前提下，适当增大成型压力 p。74. 影响压制成型坯体质

16、量的因素成型压力、加压速度及次数、添加剂、加压方式75. 坯体中的水分76. 烧结：是一种利用热能使粉末坯体致密化的技术。其具体的定义是指成型的陶瓷坯体在高温条件下，表面积减小、孔隙率降低、机械性能提高的致密化过程。烧成：包括多种物理、化学变 化，如：脱水、坯体内气体分解、 多相反应和熔融、溶解、烧结等， 其包括范围较宽。烧结：仅是粉料经加热而致密化的简单过程，是烧成过程的一个重要部分。烧结过程主要为物理过程77. 烧结驱动力：粉体的表面能降低和系统自由能降低。78. 通常用烧结收缩率、相对密度、气孔率等物理指标来衡量物料烧结质量的好坏。79. 烧结的分类78. 烧结过程烧结初期：坯体中颗粒重

17、排，接触处产生键合，空隙变形、缩小（即大气孔消失），固-气总表面积变化不大 。烧结中期：传质开始，粒界增大，空隙进一步变形、缩小，但仍然连通，形如隧道。烧结后期：传质继续进行，粒子长大，气孔变成孤立闭气孔，密度达到 95%以上，制品强度提高。79. 传质过程80. 晶粒生长：无应变的材料在热处理时，平衡晶粒尺寸在不改变其分布的情况下，连续增大的过程。初次再结晶：指已发生塑性形变的基质中出现新生的无应变晶粒的成核和长大过程。二次再结晶：指少数巨大晶粒在细晶消耗时不断长大的过程，又称晶粒异常长大和晶粒不连续生长。81. 晶粒长大不是简单的小晶粒间的相互粘结，而是晶界移动的结果。82. 晶粒生长影响

18、因素（1） 夹杂物（杂质、气孔等）的阻碍作用（2） 晶界上液相的影响（3） 晶粒生长极限尺寸83. 二次再结晶的影响因素（1） 晶粒晶界数（原始颗粒的均匀度）（2） 起始物料颗粒的大小（3） 工艺因素84. 控制二次再结晶的方法（1） 引入适当的添加剂（2） 控制温度等，工艺因素85. 二次再结晶的危害由于大晶粒受到周围晶界应力作用或本身缺陷，使晶粒内出现隐裂纹，导致材料的性能恶化。86. 影响陶瓷材料烧结的材料参数:（1）颗粒尺寸大小（3） 颗粒形貌（4） 颗粒团聚（2）颗粒尺寸分布（5）外加剂87. 影响陶瓷材料烧结的工艺参数（1） 烧结温度（2） 烧结和保温时间（3） 烧结气氛88. 烧

19、结分类89. 水泥生产工艺过程90. 煅烧：将尚未成形的物料经过高温合成某些矿物(水泥)或使矿物分解获得某些中间产物(如石灰和粘土熟料)的过程。烧结：坯体或粉料在高温过程中随时间的延长发生收缩，变为致密的多晶体， 强度和硬度均增大的过程。烧成：是将初步密集型的粉块经高温烧结成产品的过程。91. 煅烧的三种传递过程(1) 热量传递(2) 质量传递(3) 动量传递92. 碳酸盐分解93. 水泥的煅烧过程1) 干燥与脱水2) 碳酸盐分解3) 固相反应4) 熟料的冷却5) 液相和熟料的烧结94. 回转窑内物料反应带干燥带、预热带、酸盐分解带、热反应带、烧成带、冷却带95. 冷却原因1) 回收高温熟料的

20、热量，用以预热助燃空气，改善燃料燃烧过程，节约能源。2) 熟料急冷有利于水泥强度的发挥，增强水泥抗硫酸盐性能，改善安定性，提高水泥质量。3) 冷却熟料，确保输送和储存熟料设施的安全运转。4) 熟料急冷后，易磨性得到改善，有利于粉磨。96. 熟料为何要急冷？减少 c3s 分解；防止 -c2s 向 -c2s 转化，提高熟料质量；防止方镁石晶体长大，有利于水泥安定性；急冷熟料晶粒小，活性高；c3a 主要呈玻璃体，抗硫酸盐性能提高；易磨性好等。97. 玻璃的溶制过程硅酸盐（烧结体）的形成、玻璃液的形成、玻璃液的澄清、均化、冷却98. 配合料的质量配合料颗粒度组成合理，可提高玻璃化率和均化效率； 配合料

21、中水份和碎玻璃均起到了促进玻璃融化的作用；配合料的气体率大小，不仅影响玻璃的得率，更重要得是影 响玻璃的澄清过程；配合料的成分均匀性是确保玻璃液成分均匀的重要前提。99. 玻璃的成型方法人工成型、自由成形、人工拉制、人工压制100. 玻璃的应力热应力：玻璃中由于温度差而产生的应力。 按其存在的特点又可分成暂时应力和永久应力结构应力：玻璃中局部区域化学组成不均匀导致结构不均匀而产生不同的膨胀系数，因而产生的应力。机械应力：当玻璃制品受到外力作用的时候，玻璃中产生的应力。在低温下外力撤去时，机械应力随之消失。101. 退火原理：在经过转变温度区域（tftg）时，玻璃由典型的液态转变成脆性状态。而在 tg 点以下的相当的温度范围内玻璃分子仍然能够进行迁移， 可以消除玻璃中的热应力和结构状态的不均匀性。“”