無機材料工藝學習題參考答案

1、復習與思考一1.材料的定義？材料是能夠用以加工有用物質(zhì)的物質(zhì)。2.無機非金屬材料的定義？無機非金屬材料是某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽和非氧化物等物質(zhì)組成的材料，是除金屬材料和有機高分子材料以外的所有材料的統(tǒng)稱。3.無機非金屬材料與金屬材料和有機高分子材料區(qū)別？⑴一般來說，無機非金屬材料在化學組成以及化學鍵上與金屬材料和有機高分子材料明顯不同。無機非金屬材料的化學組成主要為元素的氧

2、化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽和非氧化物等物質(zhì)，其化學鍵主要為離子鍵或離子共價混合鍵；金屬材料的化學組成為單質(zhì)金屬元素或一種金屬元素與其他元素組成的合金，其化學鍵為金屬鍵；有機高分子材料是以C、H、O為主要元素和其他元素組成的聚合物其化學鍵為共價鍵。⑵從力學性能上，金屬材料有延展性，有機高分子材料有彈性，而大多數(shù)無機非金屬材料卻沒有；從電學性能上，金屬材料具有導電性，而無機非金屬絕大多數(shù)是絕緣

3、體；從結(jié)構(gòu)上，金屬材料有自由電子而無機非金屬材料沒有自由電子且具有復雜的晶體結(jié)構(gòu)；金屬材料抗拉強度高，而無機非金屬材料抗拉強度低。（以第一點為主）4.無機非金屬的特性？具有復雜的晶體結(jié)構(gòu)；沒有自由電子（石墨除外）；高硬度；高熔點；較好的耐化學腐蝕能力；絕大多數(shù)是絕緣體；制成薄膜時大多是透明的；一般具有低導熱性；大多數(shù)情況下變形微笑。5.為什么金屬材料有延展性，有機高分子材料有彈性，而大多數(shù)無機非金屬材料卻沒有？金屬材料有延展性是因為其含

4、有自由電子，可以移動；有機高分子材料有彈性是因為高分子材料多為鏈狀，可以扭曲；大多數(shù)無機非金屬材料卻沒有是因為其化學鍵主要為離子鍵或離子共價混合鍵，而共價鍵有方向性。6.為什么絕大多數(shù)原料都需要破碎？無機非金屬材料生產(chǎn)所用的主要原料，絕大多數(shù)是質(zhì)地堅硬的大塊狀物料。為了均化、烘干、配料等工藝過程的需要進行破碎。破碎后的好處：好均化、烘干、配料；利于成型；利于熱處理，節(jié)能；產(chǎn)量高，產(chǎn)品性能好，且穩(wěn)定。對于玻璃和陶瓷，破碎后更容易除鐵；對于

5、水泥破碎后再磨細到一定粒度則更適合窯外分解。7.水泥、玻璃及陶瓷在成型方面有何區(qū)別？水泥的成型除立窯之外，在熱加工之前不需成型，其成型過程主要在使用時。如加工混凝土制品等。玻璃的成型是在高溫熱加工之后。陶瓷的成型較為特殊，一般是在高溫熱加工之前，但若是熱等靜壓法來使陶瓷成型，成型和高溫加熱同時進行。8.為什么陶瓷成型后必須烘干？烘干是為了除去物料或坯體中一定量的自由水。若不烘干就拿去燒結(jié)，會導致陶瓷產(chǎn)生微裂紋、氣泡等影響。5、陶瓷的脆性

6、大，經(jīng)不起外力撞擊，也不能急冷急熱以及理論強度高，但實際強度遠遠低于理論強度的原因是什么？①陶瓷材料存在很多微裂紋；②微裂紋一旦形成，就會迅速的擴展。對于金屬，在外力的作用下可以產(chǎn)生塑性變形，塑性變形可以吸收擴展裂紋的能量，起到止裂紋的作用。對于陶瓷，缺乏塑性變形，裂紋一旦形成，材料內(nèi)部的應力就會集中在裂紋的尖端，推動裂紋的擴展，直至斷裂。如果是在熱沖擊的情況下，由于陶瓷材料導熱性差，熱應力因此增加，促進裂紋迅速擴展。6、了解幾個基本定

7、義：無機非金屬材料工藝學、合成與制備、組成、結(jié)構(gòu)？無機非金屬材料科學與工藝：是一門研究材料組成、結(jié)構(gòu)、合成與制備、使用效能四者之間的關(guān)系與規(guī)律的科學。合成與制備：是研究如何將原子、分子聚合起來并最終轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏卯a(chǎn)品的一系列連續(xù)過程，是提高材料質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵，也是開發(fā)新材料、新器件的中心環(huán)節(jié)。組成：是指構(gòu)成材料物質(zhì)的原子、分子、添加劑及其分布。結(jié)構(gòu)：是指組成原子、分子在不同層次上彼此結(jié)合的形式、狀態(tài)和空間分布。組成和結(jié)構(gòu)是材料的基

8、本表征。它們一方面是特定的合成與制備條件下的產(chǎn)物，另一方面又是決定材料性能與使用效能的內(nèi)在因數(shù)。7、無機非金屬材料工藝學研究的內(nèi)容，并舉例說明為什么？無機非金屬材料工藝學的研究內(nèi)容：了解材料的組成與結(jié)構(gòu)及它們同合成與制備之間、性能與使用效能之間的內(nèi)在聯(lián)系。8、石英玻璃的結(jié)構(gòu)、性能與用途？石英玻璃結(jié)構(gòu)：短程有序，長程無序。性能為：1各向同性；2介穩(wěn)性3無固定熔點4固態(tài)和熔融態(tài)間轉(zhuǎn)化的漸變性和可逆性；5性質(zhì)隨成分變化的連續(xù)性和漸變性。主要用

9、于建筑玻璃，日用輕攻玻璃，儀器玻璃，光學玻璃，電真空玻璃等。9.什么石英玻璃比石英晶體的用途更廣泛？①玻璃熔融液緩慢冷卻結(jié)晶后才能形成石英晶體，因此形成玻璃比晶體更容易且能耗??；②晶體在固態(tài)隨溫度變化還會有晶型轉(zhuǎn)變，使結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易破裂；③石英晶體為各向同性，不適合制作一些儀器（如有些儀器的要求折射率在不同的方向都一樣）。備注：關(guān)于8題和9題，老師以后還會給發(fā)一個關(guān)于石英玻璃的文章，請大家以那個為準。復習與思考四1.水泥生產(chǎn)中希望得到