无机非金属材料工学

绪论1
0  1无机非金属材料的定义1
0  2无机非金属材料在国民经济建设中的
作用和地位1
0  3无机非金属材料工业的进展3
0  4无机非金属材料国际发展趋势 4
0  5无机非金属材料工学的任务4
第1篇无机非金属材料基础理论
第1章无机非金属材料概述6
1  1无机非金属材料的结构特征6
1  1  1无机非金属材料的结构6
1  1  2无机非金属材料的结构特征7
1  2水泥9
1  2  1硅酸盐水泥9
1  2  2快硬和特快硬水泥10
1  2  3抗硫酸盐、中低热及道路水泥12
1  2  4膨胀和自应力水泥14
1  2  5油井水泥16
1  2  6装饰水泥16
1  3玻璃17
1  3  1硅酸盐玻璃17
1  3  2硼酸盐玻璃18
1  3  3硼硅酸盐玻璃19
1  3  4铝酸盐玻璃19
1  3  5铝硅酸盐玻璃19
1  3  6磷酸盐玻璃19
1  3  7铝磷酸盐玻璃20
1  3  8其他氧化物玻璃20
1  3  9非氧化物玻璃21
1  4陶瓷23
1  4  1陶瓷的定义与分类23
1  4  2陶瓷的组成、结构与性能24
1  4  3日用陶瓷26
1  4  4建筑卫生陶瓷27
1  5混凝土28
1  5  1混凝土的定义28
1  5  2混凝土的分类29
1  6耐火材料29
1  6  1耐火材料的定义及分类29
1  6  2硅质耐火材料30
1  6  3镁质耐火材料31
1  6  4熔铸耐火材料31
1  6  5含碳耐火材料31
1  6  6轻质耐火材料31
1  6  7不定形耐火材料32
［思考题］32
［参考文献］32
第2章无机非金属材料晶体结构33
2  1晶体学基础33
2  1  1晶体的基本性质33
2  1  2晶体结构与空间点阵34
2  1  3 晶胞35
2  1  4晶系和布拉菲格子35
2  1  5晶面指数和晶向指数36
2  1  6晶面间距及晶带39
2  2无机化合物晶体结构39
2  2  1离子晶体中质点的堆积方式39
2  2  2典型离子晶体的结构41
2  2  3共价晶体中原子的堆积与典型共价晶体的结构45
2  3固溶体46
2  3  1置换固溶体46
2  3  2影响形成置换固溶体的因素47
2  3  3间隙固溶体48
2  3  4影响形成间隙固溶体的因素48
2  3  5形成固溶体后对晶体性质的影响49
2  4硅酸盐晶体结构49
2  4  1硅酸盐晶体结构类型及其特点49
2  4  2常见硅酸盐材料中的晶体52
［思考题］64
［参考文献］64
第3章非晶态及玻璃态结构65
3  1非晶态物质65
3  1  1非晶态物质的种类65
3  1  2非晶态物质Ｘ射线衍射65
3  1  3玻璃的定义66
3  2非晶态物质的结构66
3  2  1织构66
3  2  2近程结构68
3  2  3远程结构68
3  3玻璃的结构因素71
3  4玻璃的通性72
3  4  1各向同性73
3  4  2介稳性73
3  4  3无固定熔点73
3  4  4性质变化的连续性和可逆性74
3  5玻璃的性质74
3  5  1玻璃熔体的工艺性质74
3  5  2硅酸盐玻璃的性质76
［思考题］83
［参考文献］84
第4章无机非金属材料的微观结构演变85
4  1液  固转变过程中的晶体成核  生长相变85
4  1  1晶核形成85
4  1  2晶体生长88
4  1  3总结晶速率89
4  1  4影响结晶速率的因素90
4  2玻璃的形成与析晶91
4  2  1玻璃的形成范围91
4  2  2玻璃形成的热力学条件91
4  2  3玻璃形成的动力学条件92
4  2  4玻璃析晶94
4  3微晶玻璃95
4  3  1微晶玻璃的成核剂95
4  3  2微晶玻璃的结晶化热处理95
4  3  3微晶玻璃的结构及其与性能的关系97
4  4玻璃的分相98
4  4  1玻璃分相的定义99
4  4  2玻璃分相的实质99
4  4  3玻璃分相机理99
4  4  4分相产物的显微结构102
4  5玻璃的着色103
4  5  1概述103
4  5  2玻璃着色剂及其着色机理103
4  5  3颜色玻璃的分类及其光谱特性108
［思考题］110
［参考文献］111
第2篇无机非金属材料制备方法及原理
第5章基于液相  固相转变的材料制备112
5  1从熔体制备单晶材料112
5  1  1提拉法113
5  1  2坩埚下降法113
5  1  3区熔法114
5  1  4液相外延114
5  2从熔体制备非晶材料115
5  2  1玻璃的熔制115
5  2  2非晶材料的获得117
5  2  3常见氧化物玻璃制品的成形
工艺118
5  3溶液法制备材料122
5  3  1低温溶液法122
5  3  2高温溶液法123
5  3  3水热法（高温水解法） 125
5  3  4沉淀法 127
5  3  5溶剂蒸发法131
5  4溶胶  凝胶法132
5  4  1概述132
5  4  2溶胶  凝胶法制备材料过程132
5  4  3粉末的制备134
5  4  4氧化物薄膜的制备135
［思考题］136
［参考文献］136
第6章基于固相  固相转变的材料制备137
6  1固相反应法制备粉末137
6  2特种陶瓷的烧结138
6  2  1陶瓷烧结方法的分类138
6  2  2热压烧结139
6  2  3其他烧结方法 139
6  3水泥熟料的烧成140
6  3  1水泥熟料的形成140
6  3  2水泥熟料煅烧方法141
6  4其他材料制备方法142
6  4  1固相外延142
6  4  2高压制备143
［思考题］143
［参考文献］144
第7章基于气相  固相转变的材料制备145
7  1物理气相沉积145
7  1  1真空蒸发镀膜145
7  1  2溅射镀膜147
7  1  3离子镀膜150
7  1  4分子束外延150
7  2化学气相沉积152
7  2  1CVD的化学反应类型153
7  2  2CVD的分类154
7  2  3CVD的特点154
7  2  4CVD的应用154
［思考题］155
［参考文献］155
第3篇典型无机非金属材料生产工艺
第8章无机非金属材料生产中的共性与个性156
8  1无机非金属材料生产过程的共性156
8  1  1原料156
8  1  2粉料的制备157
8  1  3原料的均化157
8  1  4高温热处理158
8  1  5成形159
8  1  6干燥160
8  2无机非金属材料生产过程的个性161
8  2  1胶凝材料类161
8  2  2玻璃、玻璃纤维、铸石、人工晶体类162
8  2  3陶瓷、砖瓦、耐火材料类162
8  3无机非金属材料的几种典型生产工艺流程163
8  3  1水泥生产工艺流程163
8  3  2玻璃生产工艺流程163
8  3  3陶瓷生产工艺流程166
［思考题］166
［参考文献］166
第9章原料 167
9  1原料的选择与预处理167
9  2原料的种类和性质167
9  2  1硅质原料167
9  2  2黏土类原料168
9  2  3钙质原料173
9  2  4长石类原料174
9  2  5其他原料174
9  3粉末原料的制备176
9  3  1氮化物粉末的制备176
9  3  2碳化合物粉末的制备177
9  3  3硼化物粉末的制备178
9  3  4氧化铝粉末的制备178
9  4水泥原料179
9  4  1石灰质原料180
9  4  2黏土质原料181
9  4  3校正原料183
9  4  4辅助原料183
9  5玻璃原料183
9  5  1主要原料184
9  5  2辅助原料187
9  5  3碎玻璃189
9  6陶瓷原料189
9  6  1黏土类可塑性原料189
9  6  2石英类非可塑性原料191
9  6  3熔剂性原料192
［思考题］194
［参考文献］194
第10章硅酸盐水泥的制备195
10  1硅酸盐水泥的组成设计195
10  1  1硅酸盐水泥对矿物组成的选择195
10  1  2硅酸盐水泥的组成设计195
10  1  3熟料中的矿物及其作用196
10  2配料计算197
10  2  1熟料的率值197
10  2  2熟料矿物组成的计算199
10  2  3熟料真实矿物组成与计算矿物组成的差异201
10  2  4配料计算201
10  3配合料（生料）的制备206
10  3  1破碎206
10  3  2粉磨207
10  4硅酸盐水泥熟料的煅烧210
10  4  1煅烧过程中的物理化学变化210
10  4  2回转窑内熟料的煅烧219
10  4  3新型干法水泥生产技术222
10  4  4水泥熟料的冷却229
10  5水泥制成230
10  5  1熟料的储存230
10  5  2水泥组成材料及其作用230
10  5  3水泥制成231
［思考题］234
［参考文献］234
第11章混凝土235
11  1混凝土的组成材料235
11  1  1集料235
11  1  2胶凝材料——水泥237
11  1  3水237
11  1  4外加剂237
11  2混凝土的配合比设计237
11  2  1混凝土配合比设计基本要求237
11  2  2混凝土配合比设计计算步骤238
11  3混凝土结构与性能240
11  3  1混凝土结构240
11  3  2混凝土拌和物性能242
11  3  3硬化混凝土的性能244
11  4混凝土生产工艺流程250
［思考题］251
［参考文献］251
第12章浮法玻璃生产工艺252
12  1配合料及配合料制备252
12  1  1配合料制备252
12  1  2玻璃组成的设计和配合料
计算252
12  1  3与配料计算相关的参数253
12  1  4配料计算254
12  1  5原料的称量257
12  1  6原料的混合258
12  1  7配合料REDOX控制258
12  2玻璃熔制258
12  2  1配合料的熔化258
12  2  2玻璃熔制工艺制度263
12  2  3浮法玻璃熔窑266
12  3浮法玻璃成形及锡槽269
12  3  1浮法玻璃成形过程及其对锡槽的要求269
12  3  2浮法玻璃成形原理272
12  4浮法玻璃的退火274
12  4  1概述274
12  4  2退火工艺制度的计算275
12  4  3钢壳体的退火窑结构277
12  5玻璃的缺陷280
12  5  1气泡280
12  5  2结石（结晶夹杂物）281
12  5  3条纹和节瘤（玻璃态夹杂物）282
［思考题］282
［参考文献］282
第13章微晶玻璃生产工艺283
13  1烧结法微晶玻璃的制备工艺283
13  1  1烧结法工艺的特点283
13  1  2玻璃颗粒的烧结283
13  2微晶玻璃的生产过程283
13  2  1概述284
13  2  2原料制备284
13  2  3玻璃的熔制285
13  2  4玻璃颗粒的储存、烘干与
筛分286
13  2  5晶化287
13  2  6微晶玻璃的切、磨、抛工艺288
13  3微晶玻璃的缺陷及质量控制289
13  3  1烧结法微晶玻璃的缺陷与控制289
13  3  2色斑292
13  3  3色差292
［思考题］294
［参考文献］294
第14章陶瓷生产工艺295
14  1概述295
14  2陶瓷坯料及制备296
14  2  1确定坯料配方的原则296
14  2  2坯体组成的表示方法296
14  2  3配料计算297
14  2  4坯料制备299
14  2  5坯料性能的调整途径304
14  3陶瓷成型305
14  3  1陶瓷的成型方法分类及特点305
14  3  2干法成型主要方法307
14  3  3塑性成型主要方法307
14  3  4浆料成型主要方法308
14  4釉料及色料308
14  4  1釉的作用及分类308
14  4  2釉层的性质309
14  4  3坯釉适应性311
14  4  4釉料的组成与配料计算311
14  4  5釉料配制原则314
14  4  6釉料制备315
14  4  7施釉316
14  4  8陶瓷色釉料316
14  5普通陶瓷的烧成319
14  5  1坯、釉在烧成过程中的物理化学变化319
14  5  2烧成制度的制定321
14  5  3烧成设备322
14  5  4 烧成方式的选择325
14  6陶瓷产品的缺陷分析326
14  6  1陶瓷缺陷的分类326
14  6  2主要缺陷分析326
［思考题］329
［参考文献］329
第15章纳米材料制备技术330
15  1基本概念330
15  1  1纳米材料的分类330
15  1  2纳米材料的基本效应330
15  2零维纳米材料333
15  2  1基本概念333
15  2  2纳米粒子的制备方法333
15  3一维纳米材料341
15  3  1基本概念341
15  3  2碳纳米管343
15  4二维纳米材料350
15  4  1基本概念350
15  4  2纳米薄膜的分类351
15  4  3纳米薄膜的制备方法351
15  4  4纳米薄膜的性能352
15  4  5纳米薄膜的应用353
15  5三维纳米材料355
15  5  1基本概念355
15  5  2纳米玻璃356
15  5  3纳米陶瓷360
15  5  4纳米复合材料364
［思考题］368
［参考文献］368