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1、无机非金属材料,许鹏程,报告内容,导论 无机非金属材料的地位 玻璃研究进展 陶瓷研究进展 耐火材料的研究进展 胶凝材料的研究进展,导论,有机材料,无机 非金属 材料,金属材料,材 料,工 程 材 料,高分子材料,金属材料,无机非金属材料,秦始皇兵马俑,二.无机非金属材料的战略地位,对科学技术发展的作用 对工业及社会进步的作用 在巩固国防、发展军用技术方面的作用 在生物医学方面的应用,对科学技术发展的作用,微电子技术是在硅单晶材料和外延薄膜技术 及集成电路技术的基础上发展起来的。 高度完整和高度均匀的大尺寸（200mm以上）单晶和外延薄膜的制备是未来微电子技术发展中所必需首先解决的问题。,对工业

2、及社会进步的作用,高温结构陶瓷在热机上的应用兴起于上世纪80年代。 现有的超合金工作温度极限约为1080，而使用高温陶瓷可将热机工作温度提高至1370左右，从而使热机的最高理论效率从目前的约60%提高至约80%。,在巩固国防、发展军用技术方面的作用,导弹,战车,战机,舰船,无机非金属材料,在生物医学方面的应用,用于生物医学的无机非金属材料统称生物陶瓷，它的性能一方面须满足人体相应组织或器官功能的需要，另一方面又须与周围组织的生理、生化特性相容。 据调查，上世纪90年代日本生物陶瓷市场年增长率为30%，居各种无机材料之首。,二、玻璃的研究进展,玻璃概述 玻璃的共性 1.各向同性 2.介稳性 3.

3、 无固定熔点 4.性质变化的连续性和可变性,玻璃的分类,玻 璃,元素玻璃,建筑玻璃,日用轻工玻璃,仪器玻璃,电真空玻璃,光学玻璃,氧化物玻璃,非氧化物玻璃,抗菌玻璃,E.A.Abou Neel等在磷酸盐玻璃中添加了0，1，5，10 mol%CuO,制成直径为12-32m的抗菌玻璃纤维。,研究发现：前6小时，玻璃纤维的溶解速率随CuO的含量增加而减小，且溶解速率和时间呈线性关系。,磷酸盐抗菌玻璃,含1%和5%CuO的玻璃纤维可以降低1 log10CFU,而含10%CuO的玻璃纤维则可以降低超过2 log10CFU 含10%CuO的玻璃纤维杀灭葡萄球菌的效果最好。,E.A.Abou Neel et

4、 al.Characterisation of antibacterial copper releasing degradable phosphate fibresJ.Biomaterials 26(2005)2247-2254.,硼酸盐抗菌玻璃,刘金彩采用高温熔融法,在硼酸盐的配合料中引入抗菌剂磷酸银,一次烧制而成制得磷酸盐抗菌玻璃,抗菌硼酸盐玻璃材料的抑菌性能(MIC)要比其杀菌能力（MBC）要强，不掺银材料基本上无抗菌能力。 BC01对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌和杀菌效果都比较好。,刘金彩.无机抗菌硼酸盐玻璃的材料的研究J.陶瓷，2005，No 1:14-16,光色玻璃,郝红等在普通

5、光色玻璃的基础上，加入了高价氧化物，如ZrO2、Nb2O5、TiO2等，使得折射率得到普遍提高。,高价氧化物对玻璃折射率的影响,郝红，周勃，祝金兰等.高折射率光色玻璃的研究J.沈阳建筑工程学院学报，2003，Vol.19(4):309-311.,耐火材料,耐火材料的分类：,耐火材料是指用于热加工设备中能够抵抗高温作用(耐火度不低于1580 )的结构部件和高温容器的无机非金属材料和制品。,耐火材料,高炉用耐火材料,水泥窑用耐火材料,玻璃窑用耐火材料,陶瓷窑用耐火材料,水泥窑用耐火材料,水泥窑高温带用耐火材料,为此，王领航等研究了新型水泥窑用耐火材料MgO-CaO-ZrO2，以实现对水泥窑高温带用

6、耐火材料的进一步改进。,目前水泥行业广泛应用的耐火材料及缺陷：,镁铬砖,缺陷,易造成生态破坏和环境污染,白云石砖,易吸潮，抗热震稳定性能差,王领航等研究了新型水泥窑用耐火材料MgO-CaO-ZrO2:,镁砂,石灰石,锆英砂,烧结,MgO-CaO-ZrO2 耐火材料,对烧制好的耐火材料进行XRD分析，结果表明：主晶相为方镁石和锆酸钙。,王领航，高里纯.水泥窑高温带用MgO-CaO-ZrO2耐火材料的研制J.新世纪水泥导报，2005(2):29-30,熔铸铝硅锆耐火材料主要由刚玉晶体、斜锆石晶体、玻璃相基质组成，其化学成分分别为： (a)Al2O33070、(b)ZrO22059、(c) SiO2

7、512、(d)Na2O 0.150.60、(e)K2O 0-0.50、(f)Li2O 00.40、(g)B2O3 0.05 0.80 、(h)P 2O50.05 0.80、(i)SnO2、ZnO、CuO和MnO2中至少有一种重量比为0.05 0.50。,优点：熔铸铝硅锆耐火材料与传统耐火材料相比，在高温下的玻璃基质不易渗出，不仅适用于非玻璃液接触部位，也适用于玻璃窑的上部结构区，可降低玻璃液中的玻璃缺陷，具有非常高的工业价值。,玻璃窑用耐火材料-熔铸铝硅锆耐火材料,美国专利（专利号6158248）,中钢集团洛阳耐火材料研究院采用高效分散和特殊烧成技术，彻底解决了微粉原料、高密度大尺寸坯体成型和

8、烧成开裂等技术难题，可生产单重达 1 吨的致密锆英石砖；采用高效添加剂、合理的烧成制度和增韧技术，使制品密度达到理论密度的 95 ,玻璃窑用耐火材料锆英石砖,谈国强等研究了用添加剂改性的碳化硅陶瓷用耐火材料。 结果表明： 随着硅粉加入量的增加，碳化硅陶瓷用耐火材料强度从23.8MPa增加到28.3MPa 以硅粉作添加剂的耐火材料试样经8次热震循环后均完好无裂纹 添加Cu粉及V2O5微粉对材料的抗弯强度和抗热震性影响不大。,陶瓷窑用耐火材料,谈国强，李建波.添加剂对二氧化硅包裹碳化硅材料性能的影响J.佛山陶瓷，2004(86):6-9.,胶凝材料,优点： 节约水泥：在水泥用量8 %-20 %范围内，用一份HSC配料可取代两份水泥。 提高早期强度：掺用HSC配料可大幅度提高混凝土早期强度，其