材料工艺与设备（教案）

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1、《材料工艺与设备》武汉理工大学材料学院2004年1月绪论1、无机非金属材料的定义与分类2、无机非金属材料的地位和作用3、本课程的设置与作用第一章玻璃的生产工艺及其设备1-1玻璃的定义与特性1-2玻璃的结构1-3玻璃的性质1-4玻璃的牛•产工艺过程1-5玻璃的热工设备第二章水泥的生产工艺及其设备2-1概述（水泥的分类等）2-2硅酸盐水泥的生产方法2-3硅酸盐水泥熟料的矿物组成2-4硅酸盐水泥的锻烧2-5水泥的生产工艺及设备2-6特性水泥和专用水泥2-7粉擠工艺第三章陶瓷的生产工艺及其设备3-1陶瓷的定义、分类与结构3-2生产陶瓷的原料3-3陶瓷的成型工艺3-4陶瓷

2、的干燥及烧成设备第四章纳米技术及其应用前景4-1纳米材料的特性4-2纳米材料的应用前景绪论本门所指的材料主要是指无机非金属材料。:一、无机非金属材料的定义与分类;1、定义1什么是无机金屈材料？无机金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、硫:化物、硫化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成］的材料，是除有机高分了材料和金属材料以外的所有材料的统称。这只是个定义，我们］暂时把它放在这里。:无机非金屈材料是20世纪40年代以后，随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐:材料演变而来的，是与有机高分了材料和金屈并列的三大材料Z-o：从晶体结

3、构上看，无机非金属材料的元素结合力主耍为离了键、共价键或离了一共］价混合键。对于混合键主要是指极性共价键，共中离了键或共价键齐多少可能由公式根［据元素的电负性求出。；Example：A、B两元素:离了键性％=1-exp［-（xA-xB）2/4］;2、特点［不论是离了键还是共价键，它们的特点是什么，①键能高，高键强赋于这一大类材:料以②高燃点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损，高强度和良好的抗氧化性等基木属性，以及］宽广的③导电性、④隔热性、⑤透光性及良好的⑥铁电性、铁磁性和压电性。这些特点:不是共性的。［3、分类:无机非金属材料品种和名目极其繁多，用途各异，因此，还没有一

4、个统一而完善的］分类方法。通常把它们分为普通的（传统的）和先进的（新型的）无机非金属材料两大11类。！22传统的无机非多金属材料是工业和基木建设所必须的基础材料。如水泥是一种重耍12的建筑材料；耐火材料与高温技术，尤其与钢铁工业的发展关系密切，许多钢铁公司都!S有口己的耐火材料厂；各种规格的平板玻璃、仪器玻璃和普通的光学玻璃以及口用陶瓷、:S卫生陶瓷、化工陶瓷和电瓷等与我们的生活休戚相关。以上的材料产量大、用途广。其!他产品如搪瓷、磨料(氧化铝、碳化硅)、碳索材料、非金属矿(石棉、云母、大理石［等)也都属于传统的无机非金属材料。:新型无机非金属材料是指20世纪中

5、期以后发展起來的、具冇特殊性能和用途的材;料。它们是现代新技术，新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少;的物质基础。主要冇先进陶瓷(advancedceramics)、非晶态材料(noncrystalmaterial)、？人晶体(artificialcrystal)>无机涂层(inorganiccoating)>无机纤维(inorganicfiber)等。;目前“无机非金属材料”一词是一个广意的概念，不能简单地认为是什么水泥、玻］璃、陶瓷，而是包括了传统的和新型的。除了金属和高分子材料以外的材料。在国际上］因陶瓷历史最悠久，11应用广泛，故常沿用

6、广义的陶瓷(ceramics)來表示无机非金属:材料。［二、无机非金属材料的地位和作用：无机非金屈材料是国家建设和人民生活中不可缺少的重要物质基础。人类发展的历;史证明，材料是社会进步的物质基础和先导，是人类进步的里程碑。纵观人类利用材料］的历史，可以清楚地看到，每一种重要材料的发现和利用，都会把人类支配和改造口然;的能力提高到一个新的水平，给社会生产力和人类生活带來的巨大的变化，把人类物质;文明和精神文明向前推进一步。;Example1::半导体材料的出现，对电了工业的产生和发展具有巨大的推动作用。计算机的小型］化和功能的提高靠的是什么，是与餡、硅等半导体材料

7、密切相关的。:Example2::钢铁冶炼发展过程中的每一次重大演变都有赖于耐火材料新品种的开发。碱性空气］转炉成功的关键Z—是由于开发了白云石耐火材料；平炉成功的一个重要因素是生产了:貝有高荷重软化温度的硅砖，即优质硅砖的出现。;Example3::大型浮法玻璃的出现，主耍是依赖于两种主耍耐火材料，优质硅砖和错刚玉砖的出!22现。这两种砖的出现，就使得浮法能够生产出高质量的玻璃來。主要原因是熔化温度的］2大幅度提高。由原來的1480°C->1580°Co玻璃中原有的熔化不透的砂，排不出的气泡都!S大幅度消失。1Exapmle4：光导纤维的出现，改变了整个通信体

8、系，使“信息高速公路”的