无机材料工学复习题

1、并经过自身的一系列1胶凝材料的定义和分类能够将散粒材料或块状材料粘结为一个整体,物理，化学作用后具有一定的机械强度的物质，统称为胶凝材料。2. 气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料的区别？水泥属于哪一种？不加水水泥可以水化吗？区别：气硬性胶凝材料只能在空气中硬化， 而水硬性胶凝材料既能在空气中硬化， 又能更好 的在水中硬化。水泥属于水硬性胶凝材料；快硬水泥ZnO + H2P =ZnP+ H20 硬化时反应释放出水分亦可以达到硬化，即不加水水泥也可以水化。2水泥的分类方法：按用途和性能-通用水泥，专用水泥，特性水泥。按其所含的主要水硬 性矿物-硅酸盐水泥，铝酸盐水泥，硫酸盐水泥，氟铝酸盐水泥、铁铝酸盐

2、水泥。3硅酸盐水泥的化学成分和矿物成分是什么？ 化学成分：Cao，SiO2,AI2O3和Fe2O3四种 氧化物；矿物组成： C3S （硅酸三钙），C2S （硅酸二钙），C3A （铝酸三钙），铁相固溶体（C4AF）4水泥生产中的“两磨一烧”指什么？生料粉磨、大窑煅烧和水泥粉磨（熟料粉磨）5熟料粉化的原因？如何抑制，水泥熟料生产为什么么要急冷？原因：（1 ）配料不当-C3S少，C2S过多（2 ）煅烧和冷却不良（3 ）生料混合不均匀措施：合理配置原料，均匀掺入适量外加剂，对熟料急冷、加强煅烧操作等。急冷（1）可以提高熟料的反应活性和质量，（2 ）改善熟料的易磨性（3 ）回收余热，有利于熟料的输送，储

3、存和粉磨（4）防止硅酸三钙分解（5增强水泥的抗铝酸盐性（6）避免B-C2S转化为r-C2S6.水泥熟料煅烧的主要过程有哪些？干燥与脱水一一碳酸盐分解一一固相反应一一液相和熟料的烧结一一熟料的冷却7影响碳酸钙分解的主要因素？ （1 ）石灰石的结构和物理性质：结构致密，质点排列整齐，结晶粗大，晶体缺陷少的石灰石，质地坚硬，分解较困难如大理石（2）生料细度：细度细，颗粒均匀，粗粒少，有利于分解反应（3）生料悬浮分散程度： 分散性好，会提高分解速（4）反应条件：温度增加，反应速度加快（5）粘土质组分的性质9. 影响水泥生料煅烧过程固相反应的主要因素？（1）生料的细度和均匀性，生料细，均匀性好，加快固相

4、反应（2）温度和时间，温度升高，固相反应加快（3 ）原料性质原料中含有结晶二氧化硅和结晶方解石时，减慢固相反应（4 ）矿化剂可加速固相反应10. 水泥熟料组成矿物的水化速率顺序？放热速率顺序？水化速率：C3AC3SC4AFC2s; 放热速率：铝酸三钙 硅酸三钙 铁铝酸四钙 硅酸二钙11. 水泥胶结硬化过程 钙矶石形成期：C3A率先水化，在石膏存在的条件下，迅速形成钙矶石。（2 ） C3S水化期：C3S开始迅速水化，大量放热（3）结构形成和发展期：此时，放热 速率很低并趋于稳定，随着各种水化产物的增多，填入原先由水所占据的空间，再逐渐连接并互相交织，发展成硬化的浆体结构。12. 石膏在水泥水化中

5、作用石膏对哪几种矿物水化起作用？可提高水泥的早期强度有利于水化C3S颗粒之间的粘结增加了水泥石结构的致密性，石膏对C3AC3S这两种矿物起作用。13. 影响水泥水化速率的因素有哪些？1熟料矿物组成2水灰比大，水化速率快（3）养护温度，温度提高，水化加快（4）细度细，水化加快（5）外加剂，大多数外加剂对水化有延 缓作用14. 硅酸盐水泥的化学侵蚀包括哪些？淡水侵蚀；酸和碱性水侵蚀；硫酸盐侵蚀；含碱溶液15. 改善抗化学侵蚀的措施有哪些？（1 ）调整硅酸盐水泥熟料的矿物组成（2在硅酸盐水泥中掺混合材（3）提高混凝土致密度16. 水泥中掺混合材的目的 掺入火山灰质混合材料能提高混凝土的致密度，减少侵

6、蚀介质的渗入量。另外，火山灰质混合材中活性氧化硅与水泥水化时析出的氢氧化钙作用，生成低碱水化硅酸钙，从而消耗了水泥中的氢氧化钙， 使其在淡水中的溶蚀速度显著降低， 并使钙矶石的结晶在液相氧化钙浓度很低的条件下形成，晶体膨胀特性比较缓和，除非生成的钙矶石数量很多，否则不易引起硫铝酸钙的膨胀破坏。17. 影响水泥安定性的因素有哪些？（1 ）熟料中所含的游离氧化钙过多（2）熟料中所含游离氧化镁过多（3 ）掺入的石膏过多11. 为什么普通水泥不耐高温 水泥处于温度高于 2500-3000时水化硅酸钙开始脱水， Ca （OH ） 2在600以上分解生成 CaO，高温后的水泥石受潮， CaO水化生成Ca（

7、OH） 2并产生体积膨胀，使水泥石破坏。12. 新型干法水泥生产以悬浮预热和预分解技术为核心，高效、节能、环保、大型化无机非金属材料的缺点：任性差，抗拉强度低18. 混凝土的定义和分类方法？混凝土是由胶凝材料，水和粗细颗粒按适当比例配合，拌制成拌合物，经一定时间硬化而成的具有所需形状，强度和耐久性的人造石材分类：按强度等级（超高强混凝土，高强，中等强度，低强度;按胶结料分（沥青 ,石膏，聚合物，硅酸盐水泥 ）;按表观密度（重混凝土，普通，轻 ）;按用途分（钢筋，防水，装饰，道路 ）19. 混凝土的特点？（1）可浇注 新拌混凝土有良好可塑性和流动性，可浇注成型（2 ）经济性好 就地取材价格低廉（

8、3）强度高，耐久性好 多年无需保养（4）匹配性好 能与钢筋、 钢纤维等匹配组成互补性整体（5 ）环保性好 可固化各种工业废渣，是一种环境协调性好的材料（6）钢筋混凝土可代替钢，木结构，节省大量的刚才和木材。缺点：抗拉强度很低的脆性材料，自重大，比强度小20. 和易性概念？如何检测？ 又称工作性，指混凝土拌合物易于施工操作，并能获得质量 均匀，成型密室的混凝土性能。 和易性是一项综合的技术性质，包括流动性，粘聚性和保水 性。并辅以直观经验来评定粘聚性测定方法：用坍落度和维勃稠度测定混凝土拌合物的流动性,和保水性。影响因素1）水泥品种2）水泥浆的数量3）水泥浆的稠度4）沙率5）时间和温度6） 外加

9、剂改善措施1）调节材料的组成设计合理的配合比2）参加外加剂3 ）提高振捣的效能21什么叫混凝土的耐久性？包括哪几种？提高耐久性的主要措施定义：指混凝土能抵抗环境介质的长期作用，并保持良好的使用性能和外观完整性，从而具有维持混凝土结构安全， 正常使用的能力。包括：抗渗性，抗冻性，抗侵蚀性，抗碳化，抗碱-骨料反应，混凝土中钢筋耐锈蚀 具体措施：1.合理选择水泥品种 2.选择质量良好，级配合理的骨料和合理的砂 率3.控制水灰比及足够的水泥用量4.掺入引气剂或减水剂，改善混凝土的孔结构 5改善混凝土的施工操作方法 6.表面处理，对表面进行涂刷或包裹一层防腐层，可有效的提高其耐 久性。什么叫碱集料反应碱

10、集料反应的危害性有哪些？混凝土中的某些骨料与水泥和其他来源的碱在水的长期作用下发生的化学反应。引起混凝土体积膨胀开裂，甚至造成破坏。危害：碱集料反应是指混凝土原材料中的碱性物质与活性成分发化学 反应 生成膨 胀物质 而引起混凝土产生内部自膨胀应力而开裂的现象。其结果造成混凝土耐 久性下降严重时还会使混凝土丧失使用价值且由于反应是发生在整个混凝土中 因此这种反应造成的破坏既难以预防又难于阻止更不易修补和挽救故被称为混凝土的癌 症。碱-骨料反应必须具备三个条件：（1 ）使用非活性骨料（2 ）使用低碱水泥，限制碱含量（3 ）掺入火山灰质混合材料，减少膨胀（4）使用碱-骨料反应抑制剂（5）改善混凝土结

11、构排水，防水措施。23.24什么叫做混凝土的徐变？其含义与耐火材料的蠕变是否相同？混凝土在长期荷载作用下，沿着作用力方向的变形会随时间不断增长，即荷载不变而变形仍通常称为徐变。蠕变会随着随时间增大。这种在长期荷载作用下随时间增加而产生的变形, 负荷和时间的增大而增大，故不同于徐变。25.混凝土强度等级如何划分？抗压强度20MPa-低强度混凝土，2050MPa-中等强度，50MPa-高强度100MPa，超高强度根据“立方体抗压强度标准值”来确定的。 如C30，其中C表示混凝土的代号，30表示立方体抗压强度标准值，即fcu,k=30MPa 。普通混凝土按立方体抗压强度标准值划分为：C15、C20、

12、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80 等 14个强度等级。1. 玻璃的定义玻璃是呈现玻璃转变现象的非晶态固 体2. 何为Tg ?何为Tf ?在Tg与Tf之间，为什么玻璃的性质无法用加和法计算？Tg:玻璃转变温度；使物质发生玻璃转变现象时的温度也是玻璃出现脆性的最高温度，在这个温度下可以消除玻璃制品因不均匀冷却产生的内应力Tf :玻璃软化温度：它是玻璃出现液体状态典型性质的温度， 无论玻璃组成如何，在Tf时的粘度约109dpa s可拉丝最低温度。 玻璃转变现象：物质有固体加热或由熔体冷却时，在相当于晶态物质熔点绝对温度的2/3-1/2 温

13、度附近出现热膨胀性能突变现象。在Tg与Tf之间，玻璃的热膨胀系数曲线实际是由若干线段组成的折线，每一段仅适用于一段狭小的温度区间，故不能用加和法则。3. 玻璃的通性 一）各向同性：各向同性，是玻璃在各个方向上的性质一致的性质。原因是玻璃是长程无序的。玻璃中的质点的排列是无规律的。二）介稳性：前提是玻璃体与晶体相比。玻璃在熔体冷却过程中，粘度急剧增大，质点来不及作有规则排列，释放能量较结晶潜热（凝固热）小，因此，玻璃态物质比相应的结晶态物质含有较大的能量。三）无固定熔点：玻璃态物质由固体转变为液体是在一定的温度范围（软化温度范围）内进行的，不同于结晶态物质，它没有固定的熔点。四）性质变化的连续性

14、与可逆性：玻璃态物质从熔融状态冷却或加热过程中，其物理化学性质产生逐渐和连续的变化，而且是可逆的。为什么？4. 为什么单纯的化学键无法形成玻璃？具有什么特性的化学键才有可能形成玻璃，离子键化合物在熔融状态下以正负离子状态形式存在， 流动性大， 形成化合物析晶活化能小， 在凝固点粘度很低， 很难形成玻璃。 金属键物质金属键无方向性和饱和性， 原子相遇组成晶 格的几率最大， 也难。纯共价键化合物由于大部分为分子结构，在分子内部，原子间以共价 键相遇， 而分子间是范德华力， 由于范氏间无方向性， 一般在冷却时质点易进入点阵而构成 分子晶格，故以上三种键性都不易形成玻璃。 具有极性共价键或金属共价键才

15、可能形成玻璃， 因为当离子键和金属键向共价键过渡时， 通过强烈的极化作用， 化学键具有方向性和饱和性 趋势，这种混合键有利于造成玻璃的进程有序，远程无序。5 单建强 335KJ/mol 网诺形成体 SiO2 、B2O3 、 P2O5 .250 KJ/mol 网诺变性体 R2O 、 RO 、CaO 、MgO 250-335KJ/mol 网诺中间体 AL2O3 、ZrO2 、PbO6.叙述玻璃结构学说要义 晶子学说： 玻璃是由无数微晶组成， 这种微晶不同于一般的微晶， 而是带有晶格变化的有序区域，在微晶中心质点排列较有规律，远离中心则变形程度越大， 微晶分散在无定型介质中，并从微晶部分到无定型部分

16、的过渡是逐步完成，无明显界限 无规则网诺学说： 凡是成为玻璃态的物质与相应的晶体结构一样， 也是由一个三维空间网诺 构成，这种网诺由离子多面体构筑起来，晶体结构网是由多面体无数次有规律重复而构成， 而玻璃体重复没有规律性。晶子假说明了微不均匀性及进程有序性， 无规则网诺学说说明各向同性连续性和远程无序性7什么叫硼氧反常，铝氧反常？数量不多的碱金属氧化物与 B2O3 起熔融时，会使【B03】 三角体转变为【 BO4 】四面体，使 B2O3 玻璃由原来的二维层状结构转变为三维空间架状 结构，加强了网诺结构，使物理性能变好，与同条件下硅酸盐玻璃夹R2O 时的性能变好规律相反，如果 R2O 加入，则会

17、使硼玻璃性能减弱。【铝氧反常】 R2O 提供的游离氧使 【ALO6 】 八面体转变为【 ALO4 】四面体，【 ALO4 】起接枝作用，提高了网诺链接程度，改善了玻璃性能，同样RO2过量，性能下降8为什么单纯的 P2O5和B2O3难以形成玻璃？ P2O5虽可以单独形成玻璃，但【P04】 四面体中存在磷氧双键，双键是玻璃结构不对称中心，导致玻璃粘度减小，难以形成玻璃。【B03】三角体构成二维层状结构，在层与层间却以分子间连接，结合较弱，难以形成玻璃9. 玻璃粘度的影响因素？1）O/Si比2）化学键强3 ）离子极化4）结构对称性5）温度10. 金属玻璃特点 高强高饱和和磁感应，耐磨性好，耐腐蚀性好

18、11:玻璃的熔制过程？烧结体的形成；玻璃液的形成；玻璃液的澄清；玻璃的均化；玻璃液的冷却12:何为双碱效 应（混合碱效应）？其原因何在？混合碱效应：二元碱硅玻璃中（R2O SiO2），如果保持碱金属总量不变，以一种碱金属代替另一种碱金属时，玻璃的性质往往会出现极值。如扩散系数，电导率，化学稳定性等。在两种碱离子都存在时，他们两个的自扩散系数都要下降原因：不同大小碱离子的相互阻挡，不同类偶极子相互牵制，导致扩散系数活化能增大26.1. 传统陶瓷的定义？ 指所有以粘土为主要原料与其它天然矿物原料经过粉碎、混炼、成形、 烧结等过程而制成的各种制品。特陶：性能特殊，用于电子、航空、航天、生物等领域的2

19、. 陶瓷的四大类原料：粘土、石英、长石、功能性原料3. 陶瓷显微结构相组成： 玻璃相、莫来石、残余石英、气孔4. 原料煅烧的目的是什么？哪些原料需要煅烧处理？原料煅烧的目的是稳定晶型、改变物性。陶瓷生产所用的某些原料，如石英、滑石以及少数粘土需要煅烧处理。5. 陶瓷坯体的成形 成型方法：注浆成型：适于生产一些形状复杂且不规则、外观尺寸要求不严格、壁薄及大型厚胎的制品压制成型：（1 ）要尽量提高粉料体积密度，以降低其压 缩比（2）粉料流动性要好（3）颗粒级配要好（4）粉料在压力下易粉碎（5 ）粉料水分要 均匀 塑性成形：坯料含水量18%26%注浆成型对料浆的要求：流动性、悬浮性、触变性 压制成型

20、对粉料的要求：流动性、堆积密度合理、含水量6陶瓷的强度特征-1 ）实际强度为理论强度的1/10-1/100 ，多晶陶瓷材料存在多种缺陷，影响其断裂性能与强度值（2）室温下具有脆性，抗冲击强度低，承受温度巨变能力差。室温下具有脆性，1 ）其原因是组成陶瓷材料的化合物往往是离子键和共价键的键性，这些化学键的原子不像金属键键合的原子那样摆列紧密，而是有许多空隙，难以引起位错移动。2）组成陶瓷材料的晶体和玻璃相也多是脆性的3 ）显微结构方面，其多晶体的晶界阻碍位移的通过，聚集的位移应力导致裂纹形成，并在超过一定临界值是突然扩展7陶瓷的增韧方法-表面补强（表面离子交换），复合增韧（金属与陶瓷复合），相变

21、增韧（ZrO2 的增韧作用）8为什么要对原料进行精加工？方法有哪些？何为原料标准化？对原料进行分离，提纯和去除各种有害杂质的过程方法：物理方法-淘洗槽，水力旋流器，振动筛，磁选机；化学方法-溶解法，升华法物理化学方法-浮选法，电解法。原料标准化：为在一定的范围内获得最佳秩序，对实际的或潜在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动。9. 特色烧结方法：1）热压烧结2）热等静压3）放电等离子体烧结4）微波烧结5）反应烧结6）爆炸烧结10. 釉的定义：釉是熔融在陶瓷制品表面上一层很薄的、均匀的玻璃质薄层。11. 生料釉：即指釉料配方组成中未使用熟料-熔块的釉。熔块釉：即指由熔块与一些生料按配比制作而成

22、的釉料。12. 特种陶瓷 与传统陶瓷的比较（1）采用的原料已不再使用或很少使用黏土等传统原料，而已扩大到化工原料和合成矿物，甚至是非硅酸盐、非氧化物原料。（2）特种陶瓷的微观结构和宏观特性较传统陶瓷稳定。（3）在成形方面，有等静压成形、热压注成形、注射成形、离心注浆成形、压力注浆成形等成形方法；（4）在烧结方面，则有热压烧结、热等静压烧结、反应烧结、快速烧结、微波烧结、自蔓延烧结等。5）在性能方面：具有普通陶瓷的特殊性质和功能。13. 、釉下彩、釉中彩、釉上彩 釉上彩： 瓷器釉彩装饰的一种。又称“炉彩”。就是先烧成白釉瓷器，在白釉上进行彩绘后，再入窑经摄氏600度至900度温度烘烤而成。釉下彩

23、：是用色料在已成型晾干的素坯（即半成品）上绘制各种纹饰，然后罩以白色透明釉或者其他浅 色面釉，入窑高温（1200 1400 C） 一次烧成。烧成后的图案被一层透明的釉膜覆盖在下边，表面光亮柔和、平滑不凸出，显得晶莹透亮。釉中彩：是一种介乎釉上和釉下的颜料，即在高温快烧的条件下，制品釉面软化熔融，使这种新颜料的颗粒渗入釉内，当冷却后釉面封闭，花色便沉浸在釉中使外观变得滋润恍月，细腻晶莹，颇有釉下彩的效果。彩烧温度为重1060 1250 C,彩烧时间为90 100分钟。14. 基本施釉方法：浸釉、淋釉、喷釉15. 调整坯料的添加剂-解凝剂（改善泥浆的流动性）；结合剂（提高可塑泥团的塑形，增强生坯的强度）；润滑剂（提高粉料的润湿性，增大压制胚体的密度，促进其均匀化。）16. 对添加剂的共同要求：与坯料不发生化学反应，不影响产品性能，分散性好，便于与坯 料混合均匀，有机物质在较低温度烧尽，灰分少；氧化分解的范围较宽，以防引起坯体开裂。17. 原料煅烧的目的，何种原料需要煅烧？目的：稳定晶型，改变物性，