华北理工矿物材料基础课件第0章 绪论

矿物材料基础

Introductiontomineralmaterials刘淑贤矿业工程学院本科生课程CourseforUndergraduatescontentIntroductionChap.1纳米矿物材料Chap.2玻璃Chap.3耐火材料Chap.4陶瓷材料Chap.5釉料Chap.6无机胶凝材料Chap.7保温材料

信息时代Introduction材料是人类赖以生存的物质基础，人类进步的象征！材料的发展史就是一部人类文明史。石器时代青铜时代铁器时代材料是现代文明的基石！现代文明生物技术信息技术能源技术材料科学与工程金属材料有机材料无机非金属材料矿物是构成无机非金属材料的基本单元。即：所有的无机非金属材料都是矿物材料，广义上，二者等同。IntroductionIntroduction一、矿物材料学概述二、矿物材料的分类三、矿物材料的研究方法四、理论基础※教学目的与要求：

了解矿物材料的概念与分类；了解矿物材料的研究内容；了解矿物材料的研究方法。掌握基础理论※重点、难点：相图、固溶体、熔融结晶理论。一、矿物材料学概述矿物天然矿物人造矿物宇宙矿物有机矿物无机矿物固态：液态：气态：胶凝态：固态：液态：气态：石英汞O2蛋白石煤、琥珀石油天燃气陨石：98000RMB一、矿物材料学概述矿物人类直接利用间接利用广义研究利用各种天然的或合成物质通过一定的加工工艺而作出能为工农业生产、国防建设和人民生活所必须的无机非金属材料。狭义从矿物岩石学的角度来研究无机非金属物质在各种环境中被加工改造和被制作成各种材料的科学。含义☆研究重点：天然非金属矿物岩石，其价格低廉、性能优异；☆经较简单的加工就能被利用；☆运用矿物岩石学的研究方法、借鉴自然界地质作用原理。二、矿物材料的分类玻璃、水泥耐火材料、陶瓷、磨料等熔浆型材料（铸石、玻璃、釉料）烧结型材料（耐火材料、陶瓷）保温材料胶凝型材料（水泥）其他材料（粉体材料）熔融固化、高温固相反应、凝结硬化。单元系、二元系、三元系等行业化学成分生产过程综合以上三、矿物材料的研究方法过程Processing结构Structure性能效能

Properties

结构形成过程“材料工艺”中心环节<材料学基础>构件、器件的制备“材料选择”Goal/meansCause/effectStructurePropertiesStructure-PropertyLinkagesPerformance四理论基础（一）矿物相图我们知道硅酸盐类物质不管是陶瓷、玻璃、水泥还是耐火材料，成分都不是单一的。陶瓷：K2O-Al2O3-SiO2玻璃：Na2O-CaO-SiO2水泥：CaO-Al2O3-SiO21.单元相图二氧化硅具有复杂的多晶转变,在常压和有矿化剂的情况下可分为三个系列，即石英、鳞石英和方石英系列．每个系列中又有高温型变体和低温型变体。它们之间的转化关系如下：2.二元相图3.三元相图组成表示方法——浓度三角形对BC边上M1点，因属B—C二元系统，其组成可直接读出：70%C、30%B、0％A。对三角形内部的点(如M点)，要确定它们的组成，通常有两种方法：平行线法和垂直线法。

（二）固溶体固溶体：指含有外来杂质原子的晶体。（固溶体普遍存在于无机固体材料中）（二）固溶体固溶体分为间隙型固溶体、置换型固溶体和缺位型固溶体1、置换型固溶体：在无机材料中所形成的固溶体绝大多数也是置换型固溶体。在金属氧化物中置换主要发生在金属离子的位置上，例如：MgO—FeO、MgO—CaO、Al2O3—Cr2O3：等都属此类。例如Mg+半径为0.80Å，Fe+半径为0.69Å，结构相同，离子半径接近。（二）固溶体