《无机非金属材料工学》(图书信息 内容简介 目录 前言)

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《无机非金属材料工学》

图书信息

出版社：武汉理工大学出版社

作者：林宗寿 主编出版日期：2008年8月

ISBN：756292743

页数：459页

装帧：平装

开本：16

版次：3

丛书名: 普通高等学校材料科学与工程类专业新编系列教材

内容简介

《无机非金属材料工学(第3版)》着重介绍其生产和制造过程中的共性规律，以单元操作为重点，系统介绍了无机非金属材料的生产过程、性能及其应用。书中尽量反映了新工艺、新技术和新产品研究方面的进展，内容全面、概念清晰、系统性强、图表丰富、文字简练。

《无机非金属材料工学》可作为高等学校材料学专业的本科生教学用书，也可供科研、设计、生产等单位的科技人员参考。

目录

绪论第一篇　生产过程原理与设务

1　概述

1.1 无机非金属材料生产过程的共性与个性

1.1.1 无机非金属材料生产过程的共性与共性

1.1.2 无机非金属材料生产过程的共性与个性

1.2 无机非金属材料的几种典型生产工艺流程

1.2.1 水泥生产工艺流程

1.2.2 玻璃生产工艺流程

1.2.3 陶瓷生产工艺流程

思考题

2　原料与燃料

2.1 钙质原料

2.1.1 钙质原料的种类和性质

2.1.2 钙质原料在生产中的作用及其品质要求

2.1.3 钙质工业废渣

2.2 粘土类原料

2.2.1 粘土的成因与分类

2.2.2 粘土的组成

2.2.3 粘土的工艺性质

2.2.4 粘土质工业废渣

2.3 石英类原料

2.3.1 石英类原料的种类和性质

2.3.2 石英的晶型转化（Crystalline　Modification）

2.4 长石类原料

2.4.1 长石的种类和性质

2.4.2 长石在陶瓷和玻璃工业中的作用

2.4.3 长石的代用原料

2.5 其他原料

2.5.1 高铝质原料

2.5.2 镁质原料

2.5.3 铁质原料

2.5.4 Na2O质原料

2.5.5 含硼原料

2.5.6 辅助性原料

2.6 燃料

2.6.1 燃料的种类

2.6.2 燃料组成及其换算

2.6.3 发热量与标准燃料

2.6.4 清洁燃料（洁净燃料）

思考题

3　粉粒体制备

3.1 粉碎概论

3.1.1 粉碎的定义与分类

3.1.2 物料的硬度、脆性与强度

3.1.3 易碎性与易磨性

3.1.4 粉碎的施力方式

3.1.5 粉碎比

3.2 破碎

3.2.1 破碎机械分类与适用性

3.2.2 颚式破碎机

3.2.3 圆锥破碎机

3.2.4 锤式破碎机

3.2.5 反击式破碎机

3.2.6 辊式破碎机

3.3 粉磨

3.3.1 粉磨机械

3.3.2 球磨机

3.3.3 辊式磨

3.3.4 振动磨

3.4 分级

3.4.1 分级的定义与分类

3.4.2 分级机性能评价

3.4.3 筛分分级

3.4.4 流体分级

3.5 粉体的合成制备方法

3.5.1 气相合成法

3.5.2 固相合成法

3.5.3 液相合成法

思考题

4　物料输送及混合

4.1 气力输送

4.1.1 气力输送装置的类型

4.1.2 气力输送装置的主要部件

4.1.3 空气输送斜槽

4.2 连续输送机械

4.2.1 肢带输送机（Belt　Conveyor）

4.2.2 螺旋输送机（Screw　ConveyoR）

4.2.3 斗式提升机（Bucket　ElevatoR）

4.2.4 埋刮板输送机（ContinUOUS　Conveyor）

4.2.5 振动输送机（vibrating　Conveyor）

4.3 供料

4.4 混合

4.4.1 混合度

4.4.2 混合机类型

4.4.3 混合机理

4.4.4 影响混合的因素

思考题

5　熔化和相变

5.1 熔化

5.1.1 概述

5.1.2 熔化设备——熔窑

5.1.3 玻璃池窑中的热传递与玻璃液流动

5.2 熔体和玻璃体的相变

5.2.1 熔体和玻璃体的成核与晶体生长过程

5.2.2 微晶玻璃

5.2.3 熔铸耐火材料的晶化

5.2.4 玻璃的分相

5.2.5 结晶窑

思考题

6　成型

6.1 概述

6.2 流变学基本知识

6.2.1 三种基本变形及三种理想体的流变模型

6.2.2 胀流性液体与假塑性液体

6.2.3 流变模型与本构方程

6.2.4 流动曲线、应力曲线和应变曲线

6.2.5 徐变曲线和松弛曲线

6.2.6 触变性与反触变性

6.3 浆料的成型

6.3.1 混凝土浆体的密实成型

6.3.2 陶瓷注浆成型

6.4 玻璃熔体的成型与退火

6.4.1 玻璃的主要成型性质

6.4.2 成型制度的制定

6.4.3 吹制成型（BlowProcess）

6.4.4 拉制成型（DrawingProcess）

6.4.5 浮法生产平板玻璃

6.5 可塑成型

6.5.1 可塑泥料的流变特性

6.5.2 挤压成型

6.5.3 旋坯成型

6.5.4 滚压成型

6.5.5 塑压成型

6.6 粉料压制成型

6.6.1 压制成型工艺原理

6.6.2 压制成型对粉料的要求

6.6.3 压制设备

6.7 粒化

6.7.1 转动粒化

6.7.2 喷雾干燥造粒

思考题

7　脱水与干燥

7.1 物料的去湿方法

7.2 干燥的物理过程

7.2.1 物料与水分的结合方式

7.2.2 物料与结合水分的平衡关系

7.2.3 物料干燥过程

7.2.4 干燥收缩及制品变形

7.3 脱水设备

7.3.1 浓缩

7.3.2 过滤

7.4 干燥设备

7.4.1 干燥器的分类

7.4.2 干燥器的选择

7.4.3 干燥器

7.4.4 干燥技术的新发展

思考题

8　煅烧与烧成

8.1 概述

第二篇　主要品种工艺原理与性能

9　气硬性无机胶凝材料

10　水泥

11　混凝土

12　玻璃

13　陶瓷

14　耐火材料

15　人工晶体

第三篇　环境保护

16　大气污染及其防治

17　废水污染及其处理

18　噪声及其防治

附录1　我国陶瓷工业常用粘土的化学组成

附录2　利用煤的工业分析结果进行发热量计算的方法

附录3　国际原子量表

参考文献

前言

为适应教育部面向21世纪材料类专业课程体系改革要求，加强学生的基础理论知识，调整知识结构，拓宽知识面，提高社会适应能力，培养高质量的智能型、复合型人才，在原国家建材局人事教育司、无机非金属材料教学指导委员会和武汉工业大学出版社的大力支持下，由林宗寿任主编，李凝芳、赵修建、刘顺妮任副主编，1999年编写出版了《无机非金属材料工学》教材。该教材是以无机非金属材料二级学科为专业方向，促进传统的三级学科间的联系、交叉和专业知识的相互利用。通过该课程的学习，使学生掌握无机非金属材料的制备原理和生产过程，工艺流程的共性和特点，并对无机非金属材料的性能、生产过程和应用有较全面的了解。

由于《无机非金属材料工学》这本教材在编写前，尚无类似的教材，属于第一次编写，必然存在一些不足之处，再加上许多国家标准的修改以及工艺的进步，设备的更新换代，因此，需要对该教材进行改编。为此，重新组织了由林宗寿任主编，赵修建、吴建锋、叶菁任副主编的教材改编小组，对该教材进行修改，形成了《无机非金属材料工学》第2版，于2006年8月出版。经两年多的教学实践，编写小组认为有必要再次进行修改，故产生了第3版《无机非金属材料工学》。

本版《无机非金属材料工学》共分为三篇：第一篇生产过程原理与设备；第二篇主要品种工艺原理与性能；第三篇环境保护。简明扼要地介绍了无机非金属材料各主要操作单元的原理及设备，无机非金属材料主要品种：水泥、玻璃、陶瓷、混凝土、耐火材料、气硬性胶凝材料、人工晶体的基本概念、生产工艺、产品性能以及无机非金属材料工业的环境保护。该书密切联系当前工厂生产实际和技术发展水平，尽量反映新工艺、新技术、新产品。

该书编写分工如下：林宗寿编写绪论、第1章、第2章、第8章的第8.1节和第8.2节、第10章、第16章、第17章和第18章；叶菁编写第3章、第7章；崔亚伟编写第4章；韩建军编写第5章、第12章的第12.1节；徐晓虹编写第6章、第8章的第8.3节、第14章；吴建锋编写第13章；万惠文编写第9章、第11章；刘启明和陶海征共同编写第12章的第12.2节；刘启明编写第12章的12.3节；王忠编写第15章。赵修建负责第5章、第12章的统稿；叶菁负责第3章、第7章的统稿；吴建锋负责第6章、第8章的第8.3节、第13章、第14章的统稿；其余章节由林宗寿统稿，全书内容取舍及章节编排由林宗寿负责。

本教材第一版由原武汉工业大学曹文聪、中国工程院院士吴中伟分别主审，在改编第2版时得到武汉理工大学谢俊林、刘书君、周立秋、何峰、伍洪标、陈元魁、邢伟宏等领导和同仁们的大力支持，在此表示衷心的感谢。特别是对第1版副主编李凝芳、刘顺妮两位教授的开创性工作表示敬意。对武汉理工大学出版社田道全、徐秋林为提高本教材的质量付出的艰辛劳动，致以诚挚的谢意。

由于本教材内容广泛，编者水平所限，不完善之处在所难免，希望同行和读者批评指正，以便再版时修改。

《无机非金属材料工学》1

图书信息

出版社: 化学工业出版社

作者：谢峻林, 何峰, 顾少轩, 王琦编著

版次：第1版

出版日期：2011年6月1日

装帧：平装

页数：368页

正文语种: 简体中文

开本: 16

ISBN: 9787122112606

条形码: 9787122112606

内容简介

《无机非金属材料工学》是高等学校无机非金属材料专业课程体系中的专业必修课程，是材料科学与工程专业的选修课程。本教材是高等教育“十一五”国家级规划教材，是为了适应高等学校材料学科专业发展需要和材料类专业创新工程人才培养需要而编写的。

本教材以无机非金属材料工程专业专业规范中材料制备知识领域核心知识单元及知识点为教学依据，整合无机非金属材料共性基础理论知识，提炼材料制备方法与原理；除介绍玻璃、陶瓷、水泥、混凝土等传统材料制备工艺外，还试图结合最新科技成果，将粉末、薄膜等低维材料的制备知识等新材料、新理论、新工艺充实到教材内容中。

本教材可作为高等学校材料科学与工程专业、无机非金属材料工程专业本科生教学用书，也可供在材料工程领域从事科研、设计、生产的工程技术人员阅读参考。

目录

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

前言

在科技高速发展及我国人才强国战略背景下，材料专业教育迅速发展，2001年材料类专业成为我国高教理工科排名前10名的专业。2009年全国无机非金属材料工程专业本科招生点达到89个，材料科学与工程专业本科招生点达到131个。与此同时，材料学科也在迅速发展，专业内涵不断丰富。为适应新形势，培养高水平材料工程技术人才，各高校积极开展课程体系改革与研究，取得了许多成果。本教材是在聆听了诸多教师心得，参考了诸多图书，翻阅了大量资料，特别是吸纳了武汉理工大学材料科学与工程学院十多年的教学改革研究的实践成果之后而完成，因此它凝聚了除编者之外更多人的心血与汗水。

《无机非金属材料工学》是无机非金属材料专业学生的核心专业课程，是材料科学与工程专业学生的选修课。应在学习完材料科学基础、材料工程基础两门课程之后，而学习无机非金属材料热工设备课程之前开设。它与材料科学基础、材料工程基础、无机非金属材料热工设备等课程之间有着密切的联系。它是对已学材料基础理论的应用，是对材料制备原理与工艺的系统描述，是今后学习热工设备类课程的基础。

本《无机非金属材料工学》教材立足无机非金属材料二级学科专业，面向材料科学与工程一级学科专业，构建适合工程人才培养的无机非金属材料工学课程体系。适宜作为高等学校材料科学与工程专业、无机非金属材料工程专业本科生学习用书。

本教材在吸纳了武汉理工大学林宗寿教授主编的《无机非金属材料工学》第二版部分精髓的同时，结合全国高校材料专业教学需求，以无机非金属材料工程专业专业规范中材料制备知识领域核心知识单元及知识点为依据，以整合无机非金属材料共性理论知识为特色，以原理—工艺—性能为主线，组织教学内容，同时结合新材料发展现状，对新材料、新理论、新工艺进行适度介绍。教材内容包括无机非金属材料共性基础理论知识，材料制备方法与原理，玻璃、陶瓷、水泥、混凝土等传统材料制备工艺，粉末、薄膜等低维材料的制备知识。通过该课程的学习，可使学生掌握无机非金属材料的制备原理和生产过程，工艺流程的共性和特点，使学生对无机非金属材料的性能、生产过程和应用有较全面的了解，同时对新材料、新工艺、新方法建立起基本概念。

本教材分为3篇15章：第1篇无机非金属材料基础理论，简明扼要地介绍了无机非金属材料组成?结构特征，晶态结构、非晶态及玻璃态结构，微观结构的演化等无机非金属材料共性基础理论；第2篇无机非金属材料制备方法及原理，系统介绍了基于液相?固相转变、基于固相?固相转变、基于气相?固相转变的材料制备方法及原理，重要内容包括晶体材料、粉末材料、薄膜材料、块状材料的制备，对玻璃、水泥熟料、陶瓷进行了制备原理及质量控制。

《无机非金属材料工学》2

图书信息

作者：李玉平 高朋召编出版社:：化学工业出版社

出版日期：2011年8月1日

丛书名： 普通高等教育“十一五”国家级规划教材

装帧：平装

页数： 227页

正文语种： 简体中文

开本:：16

版次：第1版

ISBN： 9787122118752

条形码:：9787122118752

内容简介

普通高等教育“十一五”国家级规划教材无机非金属材料工学李玉平高朋召编《无机非金属材料工学》的突出特点是将无机非金属材料的制备过程当成一个整体，以其制造工艺过程为线索，介绍了这个家族材料的制备过程。全书分为8章，包括无机非金属材料的含义及演化、原料、配方、配合料的制备、成型、干燥、烧成及后加工等，相应的细节问题以实例的方式穿插于各章节中。

《无机非金属材料工学》突出重点，彰显特色，将无机非金属材料工学问题置于材料科学与工程领域的宏观角度探讨，适合作为高等学校无机非金属材料的教材，也可供相关专业人士参考。

目录

1 绪论1

1.1 无机非金属材料的含义及演化1

1.2 无机非金属材料的分类2

1.2.1 按化学成分分类2

1.2.2 按性能（功能）分类2

1.2.3 按用途分类3

1.2.4 其他常用分类方法3

1.2.5 本书推荐的无机非金属材料分类方法4

1.3 无机非金属材料的发展历程7

1.3.1 传统陶瓷的发展历程7

1.3.2 其他无机非金属材料的发展历程及产品类型8

1.4 无机非金属材料工学的学习方法18

思考题与习题19

2 原料20

2.1 天然原料20

2.1.1 黏土类原料21

2.1.2 高铝原料28

2.1.3 石英类原料29

2.1.4 长石类原料31

2.1.5 钙、镁质原料33

2.1.6 其他天然原料36

2.2 人工原料36

2.2.1 氧化物类原料37

2.2.2 碳化物类原料38

2.2.3 氮化物类原料40

2.2.4 硼化物类原料42

2.2.5 硅化物44

2.2.6 辅助材料45

2.3 工业固体废物46

2.3.1 采矿废渣46

2.3.2 黑色金属矿渣46

2.3.3 有色冶金矿渣47

2.3.4 化工废渣47

2.3.5 人工火山灰质混合材（烧页岩、煤矸石、烧黏土和煤渣）48

2.3.6 其他工业废渣49

2.4 原料的预处理及评价49

2.4.1 天然原料的选用原则49

2.4.2 天然原料的预处理50

2.4.3 天然原料的评价51

思考题与习题57

3 配方设计与计算58

3.1 概述58

3.2 配方表示方法59

3.2.1 化学成分表示法59

3.2.2 实验式表示法59

3.2.3 示性矿物组成表示法60

3.2.4 率值表示法60

3.2.5 配料量表示法61

3.3 配方的设计61

3.3.1 陶瓷坯料配方设计61

3.3.2 釉配方设计62

3.3.3 水泥配方的设计66

3.3.4 耐火材料的配方设计68

3.4 配方的计算和换算69

3.4.1 无机非金属材料各配料表示方法间的相互换算69

3.4.2 无机非金属材料配方计算示例71

3.4.3 更换原料时的配方计算75

3.4.4 泥浆（或釉浆）的调配计算75

3.5 配方设计新方法79

3.5.1 灰色理论与均匀设计79

3.5.2 人工神经网络80

3.5.3 主成分分析82

3.5.4 遗传算法82

3.5.5 计算机编程辅助配方计算83

思考题与习题83

4 配合料的加工处理85

4.1 概述85

4.2 配合料的工艺要求85

4.2.1 陶瓷坯料85

4.2.2 玻璃配合料的性能要求89

4.2.3 水泥生料的性能要求90

4.3 配合料的制备91

4.3.1 陶瓷坯料制备的工艺流程及相关设备91

4.3.2 釉料的制备102

4.3.3 耐火材料配合料的制备103

4.3.4 玻璃配合料的制备105

4.3.5 水泥生料的制备106

思考题与习题107

5 成型109

5.1 概述109

5.2 陶瓷的成型110

5.2.1 陶瓷成型方法的分类与选择110

5.2.2 压制成型111

5.2.3 可塑成型114

5.2.4 注浆成型119

5.2.5 坯体的放尺126

5.3 玻璃的成型128

5.3.1 玻璃成型原理128

5.3.2 玻璃成型方法129

5.4 混凝土的浇注与密实成型136

5.4.1 混凝土成型工艺137

5.4.2 浇注设备139

5.4.3 混凝土工程施工缝139

思考题与习题140

6 干燥和排胶141

6.1 概述141

6.2 干燥理论142

6.2.1 物料中的水分类型142

6.2.2 干燥方法143

6.2.3 坯体的干燥过程144

6.2.4 影响干燥速率的因素145

6.2.5 坯体干燥制度的确定148

6.3 陶瓷坯体的排胶150

6.3.1 影响排胶的因素150

6.3.2 示例：排胶工艺制度制定152

6.3.3 示例：SiC素坯的排胶（PVA）工艺制度及排胶工艺过程153

6.4 干燥实例154

6.4.1 陶瓷类坯体的干燥154

6.4.2 可不用考虑材料形状的干燥案例156

6.4.3 几种新型的干燥方法及干燥设备161

思考题与习题165

7 高温加热过程166

7.1 高温加热过程概述168

7.2 配合料在加热过程中的物理化学反应168

7.2.1 陶瓷在高温加热过程中的基本情况169

7.2.2 釉在高温加热过程中的性状173

7.2.3 硅酸盐水泥在高温加热过程中的性状174

7.2.4 玻璃高温加热过程中的性状177

7.3 高温加热过程中的工作制度180

7.3.1 制定高温加热过程中工作制度的依据180

7.3.2 确定温度制度的因素181

7.3.3 确定气氛制度的因素182

7.3.4 压力制度的确定184

7.4 高温加热过程中的现代技术185

7.4.1 先进陶瓷的烧成185

7.4.2 新型干法水泥的制备工艺188

7.4.3 玻璃的现代烧成技术——全氧燃烧技术及其他现代烧成技术190

思考题与习题193

8 后加工与处理194

8.1 概述194

8.2 冷加工196

8.2.1 机械去除加工196

8.2.2 物理冷加工202

8.2.3 超精密加工203

8.3 表面处理及涂层205

8.3.1 表面化学加工205

8.3.2 表面改性207

8.3.3 低温涂层（镀膜）208

8.3.4 高温涂层209

8.4 热加工212

8.4.1 钢化玻璃212

8.4.2 微晶玻璃214

8.5 连接216

8.5.1 金属化216

8.5.2 封接216

8.6 后加工实例——电瓷的胶装221

8.6.1 概述221

8.6.2 电瓷的切割222

8.6.3 电瓷的研磨222

8.6.4 电瓷的胶装223

思考题与习题223

参考文献225

前言

无机非金属材料是指除金属材料与高分子材料外的其他所有材料。它是一个庞大的材料家族。在这个材料家族中，既有以传统陶瓷为代表的古老材料，也有以功能材料为标志的新型材料。将这个家族所有成员的制备工艺汇编于一本书中，这是一个独特而艰巨的任务。自2001年湖南大学材料科学与工程学院成立以来，从全校相关专业汇聚起来的材料科学与工程专业采取了按大类招生、宽口径培养的方式进行人才培养探索。相应地，也将原来的“陶瓷工艺学”、“玻璃工艺学”、“水泥工艺学”、“碳素工艺学”、“特种陶瓷”等课程整合成了“无机非金属材料制备工艺原理”，作为无机非金属材料专业的专业核心课。本书的编写，就是根据这一教学思路进行的，反映了数十年来这门课程的教学研究过程与教学改革成果。这种宽口径人才培养方式，也得到了无机非金属材料教学指导委员会的认可。该书被批准为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。

本书的编写依据教育部高等学校材料科学与工程专业教学指导委员会无机非金属材料专业分委员会编制的《材料科学与工程专业规范》及《无机非金属材料专业规范》，结合了近十年来材料学科的相关教学改革成果。其突出特点是将无机非金属材料的制备过程当成一个整体，以其制造工艺过程为线索，介绍了这个家族材料的制备过程。全书分为8章,包括无机非金属材料的含义及演化、原料、配方、配合料的制备、成型、干燥、烧成及后加工等。相应的细节问题则以实例的方式穿插地介绍于各章节中。本书力求突出重点，彰显特色，尝试将无机非金属材料的工学问题置于材料科学与工程领域的宏观角度来探讨。

本书由李玉平、高朋召编，研究生庄鹏、王志云、公伟伟等人协助收集了相关材料并绘制了书中的插图。

本书编写过程中，得到编者所在单位和同仁们的大力支持和帮助，书中引用了许多文献资料，在此，作者向所有给本书的编写提供帮助的人士深表感谢！由于作者学识浅陋，书中的不妥和遗漏之处，敬请读者不吝指正。

插图

烧成温度是指瓷坯在烧成时获得最优性质相应的温度，即操作时的止火温度。实际上要使全窑稳定在某一温度上是困难的，所以止火温度是指一个允许的温度范围。坯体性质开始达到其技术指标时的温度为其上限值。坯体的烧成温度先是根据坯体的收缩率和气孔率的变化及其烧结情况确定其烧成范围，最后将产品在生产窑中试烧，测定产品的性能后确定。

烧成温度的高低与坯体的组成、烧成温度的宽窄、制品的质量要求、升温速度等因素有关。从物理化学变化过程来看，烧成温度取决于坯体内液相和晶相的比例及升温时液相黏度的变化。液相既可填充气孔，使坯体致密，又可促进晶相的生成和发育，使制品具有必要的机械、电气和化学性能。但温度过高，液相量过多，或液相黏度下降很大，则使坯体发生高温变形和形成大气泡，且使莫来石的晶粒粗大，数量减少，瓷的组织结构均匀性破坏，机电性能反而变差。各类产品的配方，细度不同，在同一温度下的液相黏度都不同，因此，各类产品的止火温度也不一样。