無機(jī)材料工藝學(xué)考試重點

1、歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對您有所幫助！PAGE PAGE 20感謝閱讀本文檔，祝您工作順利，步步高升！可塑性：粘土與適量水混練后形成的泥團(tuán)，在外力作用下，可塑造成各種形狀而不開裂；當(dāng)外力除去以后，仍能保持該形狀不變的性能可塑性指數(shù)：表示粘土能形成可塑泥團(tuán)的水分變化范圍。液限：指粘土（或坯料）由塑性狀態(tài)進(jìn)入流動狀態(tài)時的含水量，反映粘土顆粒與水分子親和力的大小塑限：指粘土（或坯料）由粉末狀態(tài)進(jìn)入塑性狀態(tài)時的含水量，表示粘土被水潤濕后，形成水化膜，使粘土顆粒能相對滑動而出現(xiàn)可塑性時的含水量顆粒細(xì)有機(jī)質(zhì)含量高；顆粒吸附的陽離子濃度大，半徑小、電價高，如Ca2+，H+，吸附水膜厚；可塑性越好 離子交

2、換性：粘土粒子因邊棱斷鍵和晶格內(nèi)部離子同晶取代而帶電，吸附溶液中異號離子該被吸附離子可被其他離子所置換（離子交換容量 pH7時每100g干粘土所附的陽離子或陰離子的毫摩爾數(shù)來表示）（影響因素：粘土的種類、帶電機(jī)理、結(jié)晶度、分散度。觸變性：粘土泥漿或可塑泥團(tuán)在靜置以后變稠或凝固；受到攪拌或振動時，粘度降低而流動性增加；放置一段時間后又恢復(fù)原來狀態(tài)。（影響因素：礦物組成、顆粒大小和形狀、水分含量、電解質(zhì)種類與用量、泥漿（或可塑泥料）的溫度）（對生產(chǎn)影響: 觸變性過大：注漿成型后易變形,管道輸送泥漿困難; 觸變性過?。荷鲝?qiáng)度不夠，影響成型、脫模與修坯質(zhì)量）粘土在陶瓷生產(chǎn)中的重要作用 (1) 粘土可

3、塑性是陶瓷坯泥賴以成型的基礎(chǔ)。 (2) 粘土使注漿泥料與釉料具有懸浮性與穩(wěn)定性，是陶瓷注漿泥料與釉料的必備性質(zhì)。 (3) 粘土一般呈細(xì)分散顆粒，同時具有結(jié)合性，這可在坯料中結(jié)合其他瘠性原料并使坯料具有一定干燥強(qiáng)度，有利于坯體成型加工。(4) 粘土是陶瓷坯體燒結(jié)時的主體，其中Al2O3含量和雜質(zhì)含量是決定陶瓷坯體燒結(jié)程度、燒結(jié)溫度和軟化溫度的主要因素。 (5) 粘土形成瓷器的主體結(jié)構(gòu)，是瓷器中莫來石晶體的主要來源，莫來石晶體能賦予瓷器以良好的機(jī)械強(qiáng)度、介電性能、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。石英在陶瓷工業(yè)中的作用： 其為瘠性料，調(diào)節(jié)泥料可塑性，加快坯體干燥，降低干燥收縮，防止變形；提供瓷體石英晶相，與莫

4、來石一起構(gòu)成結(jié)構(gòu)骨架，增加機(jī)械強(qiáng)度，改善白度和透光度；提高釉的熔融溫度與粘度， 減少熱膨脹系數(shù)，賦予高的機(jī)械強(qiáng)度、硬度、耐磨性和耐化學(xué)侵蝕性。陶瓷原料的質(zhì)量控制 原料質(zhì)量直接影響陶瓷產(chǎn)品質(zhì)量，原料的純度，細(xì)度，粒形和活性是衡量原料質(zhì)量的四大要素：1）純度。純度越高，雜質(zhì)越少，但礦物的數(shù)量和種類也越少，原料不易，生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)工藝要求靈活掌握。2）細(xì)度。細(xì)度越高，反應(yīng)越快，燒結(jié)時間越短。細(xì)度越高的粘土，可塑性越好，但粉碎時耗電量大，成本高。陶瓷原料細(xì)度，最好在1以下。3）粒形。一般顆粒的形狀有三種：a:近似于球形的粒形b:近似于盤形的針狀c:近似于棒形的針狀顆粒形狀對成型，燒結(jié)和使用性能有一定的影

5、響，球粒狀最好。呈鱗片狀或針狀的常需預(yù)燒，破壞其晶體結(jié)構(gòu)或通過機(jī)械粉碎改變其顆粒形狀。4）活性。衡量原料化學(xué)反應(yīng)能力及速度的指標(biāo)。原料化學(xué)活性越好，燒結(jié)溫度越低。陶瓷的分類 陶瓷分類一（按性能分為普通陶瓷和特種陶瓷）：普通陶瓷：采用粘土類及其它天然礦物原料制得，也稱傳統(tǒng)硅酸鹽陶瓷。特種陶瓷： （氧化物，非氧化物，金屬陶瓷等）采用化工或合成原料，組成范圍超出硅酸鹽材料范疇。又分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷。結(jié)構(gòu)陶瓷定義：定義1：是一種堅硬耐磨，且具有耐高溫，耐腐蝕，抗壓，不老化等結(jié)構(gòu)性能的陶瓷材料。定義2：是一類在1000高溫下抗形變和斷裂優(yōu)于金屬的陶瓷材料。功能陶瓷定義：功能陶瓷是指以電，磁，光，聲，

6、熱，力，化學(xué)和生物等信息的檢測，轉(zhuǎn)換，耦合，傳輸及存儲等功能為主要特征的陶瓷材料 陶瓷分類二：（按燒結(jié)程度分類） （1） 瓷器瓷質(zhì)制品：日用細(xì)瓷、?；u、衛(wèi)生陶瓷等。坯體致密，吸水率低，燒成收縮率大，燒成過程中易變形，較難生產(chǎn)大規(guī)格產(chǎn)品，制品可有釉或無釉。 （2）陶器陶質(zhì)制品：釉面磚（內(nèi)墻磚）、日用精陶等。 斷面粗糙無關(guān)，不透明，敲擊之聲音粗啞，有的無釉，有的施釉。坯體吸水率高，有利于施工時采用水泥砂漿鋪貼，但坯體防污能力差，通常在制品使用面施釉以保證使用面不吸水和易清潔的要求，同時也起著裝飾產(chǎn)品作用。（3）炻器炻質(zhì)制品，也稱半瓷，是介于陶器和瓷器之間的一類產(chǎn)品。1）坯體燒結(jié)程度較低，吸水率較

7、高，燒成收縮率較小，2）易制成形狀較復(fù)雜或大規(guī)格制品；3）大部分制品表面施釉；陶瓷坯、釉料組成表示方法化學(xué)組成表示法（氧化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示法）：以SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O 、灼燒減量等的含量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)來表示。特點：準(zhǔn)確反映坯（釉）料的化學(xué)組成；根據(jù)其含量，推斷坯、釉基本性能，如：坯料燒成溫度、收縮、產(chǎn)品色澤等 or釉料熔融溫度、熱膨脹系數(shù)等。缺點：不清楚坯料的化學(xué)成分來源于何原料。實驗式表示法or 坯、釉式表示法：根據(jù)化學(xué)組成表示法，分別將各氧化物質(zhì)量百分?jǐn)?shù)除以其摩爾質(zhì)量，得各氧化物的摩爾數(shù)，冠于各氧化物分子式前。按堿性氧化物（R2O+RO）中性氧化（R

8、2O3） 酸性氧化物（RO2）的順序排列，并把其中一種系數(shù)調(diào)整為1。特點：各類氧化物的組成一目了然，除能估計有害雜質(zhì)與降低熔融溫度對坯體，釉料的影響外，還能表明高溫性能，是普通陶瓷坯、釉料組成常用的表示方法。一些陶瓷原料也可用此方法列出其坯式，反映其組成。為區(qū)別坯、釉組成，以R2O3的物質(zhì)的量為基礎(chǔ)，將其調(diào)為1，得坯式。以堿R2O and RO為基礎(chǔ)，其物質(zhì)的量之和為1，得坯、釉式。根據(jù)A12O3和SiO2前面的系數(shù)值區(qū)別是坯式或釉式：坯式中A12O3和SiO2的系數(shù)較大；釉式中A12O3和SiO2的系數(shù)都很小。 礦物組成（或示性組成）表示法：將各天然原料中的同類礦物含量合并，換算成粘土、長石

9、、石英三種純礦物的質(zhì)量百分比含量表示其組成。特點：可大致反映坯料性能。因同類型礦物在坯體中所起作用基本相同，而粘土，長石，石英所起作用各不相同。長石質(zhì)瓷坯料組成 礦物組成為：40-60%高嶺土，2030%長石，2540%石英。（高嶺土含量高，長石含量少）瓷體由石英-方石英-莫來石-玻璃相組成。玻璃相5060%，莫來石1020%，殘余石英812%，半安定方石英610%。燒成范圍寬（1150-1450），燒成溫度高（13501450），硬度高（莫氏硬度為7）。絹云母質(zhì)瓷坯料組成 瓷坯的組成范圍：瓷石7030%， 高嶺石3070%。燒成溫度隨瓷坯中瓷石和高嶺石的用量比不同在12501450范圍內(nèi)波動

10、。瓷質(zhì)由石英-方石英-莫來石-玻璃相構(gòu)成。除具有長石質(zhì)瓷的一般特點外，還具有透明度高，還原氣氛下燒成時呈白里泛青的特色。骨灰瓷坯料組成 磷酸鹽-高嶺土-石英-長石系統(tǒng)瓷，以磷酸鈣為熔劑，磷酸鹽通過骨灰引入。磷酸鈣作助熔劑，但它本身的熔點并不低（1734），它的助熔作用是它與其它組元共熔而引起，共熔后液相溫度降低，液相大量產(chǎn)生，因而起助熔作用。骨灰最好以50%為宜，過多則瓷質(zhì)發(fā)黃，可塑性差，不易成型，因此配料中需要一定量的高可塑性粘土。坯體主要由鈣長石，-Ca3(PO4)2，方石英，莫來石和玻璃相組成。滑石瓷坯料組成 日用滑石瓷是滑石-粘土-長石三組分瓷，屬于MgO-Al2O3-SiO2系統(tǒng)瓷。

11、配方組成為7080%滑石，510%粘土，510%長石. 燒成范圍窄(理論范圍為3040，實際應(yīng)控制在1020 ），一般燒成溫度為1320 ，要求窯內(nèi)溫差小，窯內(nèi)溫度分布均勻?？刂颇酀{的上述性能的途徑： （1）加入電解質(zhì)加入電解質(zhì)解凝劑可增強(qiáng)泥漿的流動性。（2）泥漿溫度：泥漿溫度，粘度，濾動性，脫水速度，吸漿時間，坯體強(qiáng)度。溫度過高則起泡，影響質(zhì)量及石膏模使用次數(shù)。（3）調(diào)整工藝：攪拌泥漿保持懸浮狀態(tài)，減少分層。陳腐水分分布均勻，排出泥漿空氣，流動性和可注性，坯體強(qiáng)度。可塑泥團(tuán)的成型性能 可塑泥團(tuán)的特點：有良好的加工性，易于形成各種形狀而不開裂，可鉆孔和切割，干燥后要有較高的生坯強(qiáng)度。有各向同性

12、的均勻結(jié)構(gòu)，不會因顆粒定向排列使坯體收縮不均，導(dǎo)致坯體變形和開裂。 （1）可塑泥團(tuán)流變特性：由固相、液相和少量氣相組成的彈塑性系統(tǒng)。含水量低，固體含量大很高屈服值：成形后能克服自重影響而不變形。 （2）影響泥團(tuán)可塑性的因素： A）礦物種類?？伤苄院玫哪鄨F(tuán)需具備以下條件：1）顆粒較細(xì)；2）礦物解理明顯或解理完全，最好呈片狀結(jié)構(gòu)；3）顆粒表面水膜較厚。蒙脫石具備上述三條件，可塑性強(qiáng)。葉臘石及滑石呈片狀，但水膜薄，可塑性不高。迪開石顆粒較粗石英不呈片狀，且吸附水膜薄，可塑性低。粘土中所含礦物的可塑性：迪開石隧石伊利石綠脫石鋰蒙脫石高嶺石蒙脫石。可塑性：高嶺土二價一價；3）同價陽離子，半徑愈大，可塑性

13、越大。粘土吸附不同陽離子時，其可塑性的強(qiáng)弱順序為：H+Al3+Ba2+Ca2+Mg2+NH4+K+Na+Li+吸附Li+的粘土塑性低。 D）液相的數(shù)量和性質(zhì)水分是泥團(tuán)出現(xiàn)可塑性的必要條件，水分適當(dāng)才能達(dá)到最大可塑性。屈服值：隨含水量增加而減小。最大變形量：隨含水量的增加而加大 ?？伤苄员硎荆呵蹬c最大變形量乘積。改變泥團(tuán)含水量可改變一個流變特性，但同時會降低另一個特性?？伤艹尚蜁r的最佳水分是可塑性最大時的含水量，亦稱可塑水分。 （3）可塑泥團(tuán)的顆粒取向影響泥漿流變性能的因素 1泥漿的濃度：泥漿濃度增大，要獲得同一剪切速率所需的應(yīng)力也增大。2固相顆粒大?。耗酀{的顆粒分布范圍和大小顆粒之比影響泥

14、漿的粘度。顆粒分布范圍廣，最小與最大顆粒粒徑之比必小，中間顆粒較多，空隙體積大，吸引水分進(jìn)入，泥漿粘度增大。3電解質(zhì)的加入：含電解質(zhì)的泥漿都會出現(xiàn)觸變滯后環(huán)，隨著泥漿解凝程度的不同，泥漿的屈服值和滯后環(huán)的面積都會變化。4陳腐：新調(diào)制的泥漿和解凝程度不夠的泥漿，流變性不穩(wěn)定，在陳放過程中粘度和屈服值會逐漸加大，需一段時間才能穩(wěn)定。5有機(jī)物質(zhì)：粘土中常含天然有機(jī)物質(zhì)（也叫腐殖質(zhì)）。腐殖質(zhì)會降低粘土泥漿的粘度，增加其流動性。6可溶性鹽類：粘土中的可溶性鹽（堿金屬，堿土金屬的氯化物，硫酸鹽等）會提高泥漿的粘度。微量Ca2+和Mg2+取代被粘土顆粒吸附的Na+，可使電位變小而導(dǎo)致粘度增大。泥漿中可溶性鹽

15、增多是，即使添加解凝劑，粘度也難以下降。注漿過程的物理化學(xué)變化（掌握） （1）物理脫水推動力：毛細(xì)管力，取決于毛細(xì)管半徑和水的表面張力。毛細(xì)管越細(xì)，水的表面張力越大則脫水的推動力越大。阻 力：模型內(nèi)表面形成一層坯體后，水分必先通過坯層的毛細(xì)孔，然后再進(jìn)入模型的毛細(xì)管中，脫水阻力來自模型和坯體兩方面。注漿前期，模型阻力起主要作用，注漿后期，坯體厚度增加所產(chǎn)生的阻力起主導(dǎo)作用。坯體中塑性原料多，膠體粒徑小的泥漿脫水阻力大。模型中形成的坯體密度大則阻力也大。石膏模型產(chǎn)生阻力的大小取決于毛細(xì)管的大小和分布，這又與制造模型時水和熟石膏的比例有關(guān)。 （2）化學(xué)凝聚 泥漿與石膏模接觸時，會溶解一定數(shù)量的Ca

16、SO4，溶解的CaSO4和泥漿中Na-粘土和硅酸鈉發(fā)生離子交換反應(yīng)：Na-粘土+CaSO4+Na2SiO3 Ca-粘土+ CaSiO3+ Na2SO4此反應(yīng)使靠近石膏表面的一層Na-粘土變?yōu)镃a-粘土，泥漿由懸浮狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫鄢痢Ｒ虼?，石膏起絮凝劑的作用，促使泥漿絮凝硬化，縮短成坯時間。反應(yīng)產(chǎn)物CaSiO3溶解度很小，促使反應(yīng)向右進(jìn)行。水溶性產(chǎn)物Na2SO4被吸入模型的毛細(xì)管中，烘干模型時， Na2SO4以白色晶體析出。由于石膏中CaSO4的溶解與反應(yīng)，模型的毛細(xì)管增大，表面出現(xiàn)麻點，力學(xué)強(qiáng)度下降。粉體的成型機(jī)理 5.1.2.1 粉體的成形性能 （1）粒度和粒度分布：粒度：粉料顆粒的大小，用顆粒

17、半徑或直徑表示。粒度分布是不同大小顆粒所占的百分比。很粗或很細(xì)的粉料在一定壓力下被壓緊成型的能力差。 （2）粉料的堆積特性：大小不同的球體堆積，小球體填塞在空隙中，要得到大的堆積密度需粗、中、細(xì)三級顆粒配合使用。 （3）粉料的拱橋效應(yīng)：拱橋效應(yīng)使粉料自由堆積的空隙率遠(yuǎn)大于理論計算值。拱橋效應(yīng)：表面粗糙，非球形的實際粉料中顆粒互相交錯咬合，形成拱橋形空間，增大孔隙率。 （4）流動性：粉料的分散程度高，有一定流動性。粉體堆積到一定高度后會向四周流動，保持圓錐體，偏角不變。角反映粉料的流動性。一般粉料的角（2040），表面光滑的球形粉料， 角小，流動性好。生產(chǎn)中，粉料流動性決定其在模型中的充填速度和

18、充填程度。流動性差的粉料在短時間內(nèi)難以填滿模具，影響壓機(jī)的產(chǎn)量和坯體質(zhì)量?？上蚍哿现屑尤霛櫥瑒﹣硖岣咂淞鲃有?5.1.2.1 干壓成型工藝原理（1）密度的變化：壓制成型過程中，壓力增加，松散粉料迅速成坯體，坯體密度急劇增加（顆粒滑移，重排，排出空氣）壓力繼續(xù)增加，密度緩慢增加（接觸點局部變形和斷裂）壓力超過粉料的極限變形應(yīng)力后密度迅速增大（再次引起顆粒重排和滑移）。坯體孔隙率V公式： 孔隙率與其它參數(shù)的關(guān)系：裝模時孔隙率V0小則成型后坯體的孔隙率也越小，密度大?？紫堵蕼p小與p成指數(shù)關(guān)系。延時可降低坯體氣孔率，增加密度，但生產(chǎn)效率降低。加潤滑劑，減小內(nèi)摩擦力，提高密度。坯體形狀，尺寸及粉料性質(zhì)都

19、會影響坯體的密度。（2）強(qiáng)度變化：隨成型壓力增加，坯體強(qiáng)度分階段以不同速度增大：1）壓力較低時，強(qiáng)度增加不大。（粉料顆粒位移而填充空隙，顆粒間接觸面積仍?。?）成型壓力增大后，強(qiáng)度直線提高。（顆粒位移和填充空隙繼續(xù)進(jìn)行，且顆粒發(fā)生彈性-塑性變形或開裂，接觸面積大增）3）壓力繼續(xù)增大，強(qiáng)度變化較平坦。（坯體密度和孔隙變化不明顯）（3）坯體中壓力的分布：壓制成型時，坯體中的壓力分布不均，導(dǎo)致坯體各部分密度有差別。坯體中離開加壓面的距離越大，受到的壓力越小。原因：1）顆粒移動和重排時，顆粒間產(chǎn)生內(nèi)摩擦力。2）顆粒與模具間產(chǎn)生外摩擦力。兩種摩擦力妨礙壓力的傳遞。H/D比值越大，坯體中壓力分布不均現(xiàn)象越

20、嚴(yán)重。因此，高而細(xì)的產(chǎn)品不適合壓制法成型。坯磚四周的中心部位比四周的壓力稍小，沿坯磚中心線上越趨近中心受到的壓力也越小。（4）影響坯體密度的因素：1）成型壓力凈壓力：粉料相對位移所需克服的摩擦力+粉料顆粒變形所需力）消耗壓力：克服粉料顆粒對模壁摩擦所耗的力。壓制過程的總壓力（成型壓力）=凈壓力+消耗壓力成型壓力與粉料組成和性質(zhì)有關(guān)，還與模壁和粉料的摩擦力和摩擦面積有關(guān)。2）加壓方式單面加壓：坯體在上方及近模處密度最大，下方近模壁處和中心部位密度最小。雙面加壓 ：上下同時受壓，壓力梯度的有效傳遞距離變短，由摩擦力帶來的能量損失減小，密度相對均勻，H/D越小密度均勻性越好。坯體的中心部位密度較低。

21、3）加壓速度除壓時可稍快加壓（坯體疏松，空氣易排出）高壓使顆粒緊密靠攏后需緩慢加壓，以免密實坯體殘余空氣無法排出。H/D比值大時or粉粒較細(xì)流動性較低時，需慢加壓，延遲持壓時間?？啥啻渭訅簅r多次換向加壓or加壓時振動粉料來提高壓力的均勻性。（一輕，二重，慢提起）4）可塑性及添加劑的選用保證生坯強(qiáng)度的前提下，少用或不用可塑粘土（降低干壓坯體的收縮率）加入一定種類和數(shù)量的添加劑來提高坯體的密度和強(qiáng)度，減少密度分布不均的現(xiàn)象（減少顆粒間及顆粒與模壁間的摩擦）如CMC，甘油等。5.2.2基本注漿方法（掌握） （1）單面注漿（空心注漿）。注漿過程：泥漿注滿石膏模后放置一定時間，待模型內(nèi)壁粘附一定厚度坯

22、體后將余漿倒出，之后帶模干燥，注件干燥收縮脫模后就可取出。單面注漿特點：采用的石膏模沒有型芯。坯體外形取決于模型的工作面。坯體厚度較均勻，厚度取決于吸漿時間，并與模型的溫度，濕度及泥漿性質(zhì)有關(guān)。適合成型小件，薄壁產(chǎn)品。 （2）雙面注漿（實心注漿）。注漿過程：泥漿注入模型和模芯的空穴中，泥漿被模型和模芯的工作面兩面吸水，泥漿中水分不斷被吸收而形成坯泥，因注入的泥漿會不斷減少，需陸續(xù)補充泥漿，直到空穴中泥漿全部變成坯。雙面注漿特點：坯體厚度由模型和模芯之間的空穴尺寸決定。無多余泥漿倒出。坯體的形成過程被縮短。模型復(fù)雜。注件均勻性不理想，遠(yuǎn)離模面處的致密度小。泥漿注入模型后需振蕩幾下，使氣泡逸出，得

23、到致密坯體。需預(yù)留出氣口。 適合于坯體的內(nèi)外表面形狀，花紋不同，大型壁薄的產(chǎn)品。 空心注漿和實心注漿對泥漿性能要求也不同：空心注漿要求泥漿的比重小些，防止注漿后坯體內(nèi)表面有泥縷和不光滑的現(xiàn)象。要求泥漿具有較高的穩(wěn)定性，觸變性不能太大，粒度要細(xì)一些。實心注漿常用較濃的泥漿來縮短吸漿時間。觸變性可稍大，粒度可粗些。采用基本注漿法成型，石膏模的干燥程度要適中，模型各個部位的干燥程度一致，表面要清潔以免出現(xiàn)開裂，變形等缺陷；澆注過急會出現(xiàn)氣孔和針眼；脫模過早，原料過細(xì)會引起坯體變形和塌落。熱壓鑄成型（掌握）熱壓鑄成型過程：將含有石蠟的漿料在一定溫度和壓力下注入金屬模中，待坯體冷卻凝固后再行脫模的成型方

24、法。熱壓鑄成型包括制備蠟漿，坯體澆注，排蠟。蠟漿由陶瓷粉料，塑化劑（常用石蠟，熔點5560，150 揮發(fā) ），表面活性劑組成。粉料在配漿前進(jìn)行預(yù)燒的目的是什么？1）降低制品的燒成收縮。預(yù)燒溫度根據(jù)原料的性質(zhì)而定?；A(yù)燒溫度1300，工業(yè)氧化鋁為13001400 。2）減少塑化劑的用量。5.2.2 可塑法成型1用模具或刀具等運動所造成的壓力，剪切力或擠壓力等外力對可塑性的坯料進(jìn)行加工，迫使坯料在外力作用下發(fā)生可塑變形而制作坯體的成型方法。2可塑法成型的特點：傳統(tǒng)陶瓷和特種陶瓷普遍采用的成型方法。適合成型具有回轉(zhuǎn)中心的圓形產(chǎn)品如管，棒等。結(jié)合劑用量少于注漿成型。要求坯料具有較高的屈服值和較大的延

25、伸變形量（屈服值至到破裂點這一段）。5.2.2.2滾壓成形 (掌握） 1滾壓成型是在旋壓成型的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種可塑成型方法。滾壓成型過程：把扁平形的刀改為滾壓頭。盛放泥料的石膏模型和滾壓頭分別繞自己的軸線以一定速度同方向旋轉(zhuǎn)，滾壓頭在轉(zhuǎn)動的同時，逐漸靠近石膏模型，并對泥料進(jìn)行滾壓成型。2滾壓成型特點：泥料在滾壓頭作用下均勻展開，受力由小到大比較均勻。滾頭和泥料的接觸面積大，受壓時間長，坯體致密均勻，強(qiáng)度較大。靠滾壓頭使坯體表面光滑，勿需加水，減少了坯體的變形。滾壓成型坯體質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，滾壓機(jī)和其它設(shè)備配合可組成生產(chǎn)流水線，在日用陶瓷生產(chǎn)中已逐步取代了旋坯成型。3陽模成型：滾壓頭決定坯

26、體的外表形狀和大小。適于成型扁平狀，寬口器皿和坯體內(nèi)表面有花紋的產(chǎn)品。石膏模轉(zhuǎn)速（主軸轉(zhuǎn)速）不能太快，以免坯料被甩掉。要求坯料水分少，可塑性好。帶模干燥，坯體有模型支撐，脫模較困難但變形較小。4陰模成型：滾壓頭形成坯體內(nèi)表面。適于成型口徑較小而深的制品。成型時為防止坯體變形，常將帶坯的模型倒裝放置，之后脫模干燥。5滾壓成型主要控制因素：1）對泥料的要求：要求泥料具有一定的可塑性，并有較大的延伸變形量。可塑性太低，滾壓時坯體易開裂，可塑性過高，水分又比較多，容易粘滾頭。2）滾壓頭的溫度：為使坯體表面光滑，泥料不沾滾頭，可將滾頭加熱，稱為熱滾壓。溫度為100130。不同坯料，合適的滾頭溫度不一樣。

27、熱滾壓對泥料可塑性要求不嚴(yán)，使用范圍廣。冷滾壓要求泥料可塑性較高，水分少。3）主軸轉(zhuǎn)速和滾頭轉(zhuǎn)速：主軸轉(zhuǎn)速快可提高產(chǎn)量。陽模成型主軸轉(zhuǎn)速過大，泥料易脫離模型。陰模成型時，主軸轉(zhuǎn)速可適當(dāng)增大，太小容易粘滾頭。產(chǎn)品直徑大，主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)稍??；直徑小，可適當(dāng)提高主軸轉(zhuǎn)速。5.2.3 壓制法成型（掌握） 壓制成型的特點：生產(chǎn)過程簡單。坯收縮小，致密度高，產(chǎn)品尺寸精確。對坯料的可塑性要求不高。對形狀復(fù)雜的制品難以成型，多用來成型扁平狀制品。等靜壓工藝的發(fā)展使許多復(fù)雜形狀的制品也可以壓制成型。（1）干壓成型：粉料中加入少量結(jié)合劑，先經(jīng)造粒，然后將造粒后的粉料置于鋼模中，在壓力機(jī)上加壓形成一定形狀的坯體。插模：

28、?？蚬潭ㄔ趬簷C(jī)底座，上模芯直接進(jìn)入模腔，下模完成裝料，出模等動作。蓋模：下模模寬可上下移動，上模芯尺寸大于下模腔，壓制過程中上模芯下降，推壓在下模框上，使上模芯得以將壓力施加于粉料上。插模精度高，易排氣，成品質(zhì)量好，目前國內(nèi)大多數(shù)墻地磚生產(chǎn)廠家都采用插模。（2）等靜壓成型等靜壓成型的理論基礎(chǔ)：帕斯卡原理即加在密閉液體上的壓強(qiáng)能夠大小不變地被液體向各個方向傳遞。等靜壓成型的特點：多方向加壓，多面受壓，有利于粉料壓實到相當(dāng)?shù)拿芏?，提高了壓制效率。生坯密度高，各個方向都密實均勻。生坯中很少出現(xiàn)應(yīng)力的現(xiàn)象。生坯強(qiáng)度高，內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻，無顆粒取向排列。粉料含水率低（13%），使用粘合劑和潤滑劑少，可減少干

29、燥和燒成收縮。對制品尺寸限制不大。不消耗石膏模，半成品不經(jīng)干燥工序，直接入窯燒成，簡化了生產(chǎn)工序，提高了產(chǎn)品品質(zhì)。一次燒成：成型、干燥或施釉后的生坯，在陶瓷窯內(nèi)一次燒成陶瓷產(chǎn)品的工藝路線。 特點：工藝流程簡化；勞動生產(chǎn)率高；成本低，占地少；節(jié)約能源。二次燒成：即先素?zé)笫┯浴?特點：避免氣泡、針孔、吸釉、干釉等釉面缺陷，提高坯體強(qiáng)度和密度，增加釉面的白度和光澤度，提高釉面質(zhì)量，提高產(chǎn)品合格率。陶瓷胎體的顯微結(jié)構(gòu) （重點） 1顯微結(jié)構(gòu)指利用各種顯微鏡才能觀察到材料的組織結(jié)構(gòu)，是組成、工藝、過程等因素的反映，是決定材料性能的基礎(chǔ)。 2顯微結(jié)構(gòu)的組成：陶瓷坯體的顯微結(jié)構(gòu)：晶相、玻璃相、氣相構(gòu)成。晶相

30、:研究種類，數(shù)量，形態(tài)，晶粒的大小、分布和取向，晶體缺陷。玻璃相：研究含量、分布、應(yīng)力分布等。氣孔：研究大小、多少、分布、位置等及微裂紋的大小、形狀分布等。 3顯微結(jié)構(gòu)的組成晶相：長石質(zhì)瓷的晶相：莫來石，殘余石英，半安定方石英?？偭空?560%。滑石質(zhì)瓷的晶相：原頑火輝石，斜頑火輝石。骨灰瓷的晶相： Ca3（PO4）2，Ca長石。特種瓷的晶相：晶相所占的比例大。如：剛玉瓷中剛玉晶相 95% 。晶相的作用： 提高材料力學(xué)性能、熱性能、電絕緣性能等。 4顯微結(jié)構(gòu)的組成玻璃相：坯料組分或雜質(zhì)所形成的低共熔固體物質(zhì)。組成：與坯料配方有關(guān)，特別是與熔劑性原料的種類有關(guān)。具有不均勻性。 作用：普通陶瓷的玻

31、璃相為連續(xù)相，分布在晶相周圍，粘接晶粒，填充空隙，促進(jìn)坯體致密，提高胎體的透明度，降低坯體的燒結(jié)溫度。 注意：玻璃相結(jié)構(gòu)疏松，強(qiáng)度比晶相低，膨脹系數(shù)大，高溫下易軟化變形，因此過多會降低制品強(qiáng)度及熱震性高溫易變形。 5顯微結(jié)構(gòu)的組成氣孔：普通陶瓷存在少量的氣孔。氣孔率在0.5%22%。氣孔分布在玻璃相的連續(xù)基質(zhì)中。氣孔會明顯影響材料性能，降低坯體機(jī)械強(qiáng)度、介電強(qiáng)度、透 光性、白度等，降低化學(xué)穩(wěn)定性、抗凍性，增大介電損耗和吸濕膨脹。但可改善隔熱、吸附、過濾等性能如保溫磚，多孔陶瓷等。長石質(zhì)陶瓷顯微結(jié)構(gòu)的形成（重點） 1粘土礦物煅燒時的變化高嶺石(幾個反應(yīng)) 2長石在加熱過程中的變化（重點）：在陶瓷

32、坯體中，長石作為熔劑在高溫下形成硅酸鹽熔體。 長石的熔劑作用是由它與石英及粘土礦物形成低共熔點引起的：鉀長石與石英顆粒在990形成低共熔體。鈉長石與石英顆粒在1070形成低共熔體。因粘土礦物受熱會分解SiO2，所以長石與粘土礦物顆粒之間也會熔融。鉀長石在1150以上熔融成熔體，鈉長石在1120以上熔融成熔體。當(dāng)長石的玻璃熔體中的鉀離子向周邊擴(kuò)散，中心部位貧鉀，則組成逐漸轉(zhuǎn)為莫來石的組成，在熔體中析晶出二次針狀莫來石晶體。石英顆粒處于長石熔體包裹中，部分石英熔解于熔體中，形成高硅玻璃相。長石熔體流動填充進(jìn)粘土分解形成的一次莫來石產(chǎn)物區(qū)內(nèi)，形成鉀鈉玻璃相，減少孔隙。一次莫來石：由粘土礦物分解生成的

33、細(xì)粒、鱗片狀莫來石。 二次莫來石：由熔體中析晶出來的針、棒狀二次莫來石。燒成時石英的變化（重點） 1加熱至573石英石英 2燒成時，石英會溶解于熔體中，在顆粒周圍形成熔蝕邊 3粘土礦物莫來石化過程中會生成無定形SiO2，它在高溫下存在形態(tài)與粘土化學(xué)性質(zhì)與礦物組成有關(guān)：堿量少 熔體數(shù)量少SiO2不易熔入其中，則轉(zhuǎn)化生成方石英；堿量多 熔體數(shù)量多SiO2易熔入其中，則難以生成方石英。陶瓷坯體顯微結(jié)構(gòu)的形成過程 水分的排除：殘余水分、吸附水、結(jié)構(gòu)水等排除。有機(jī)物的氧化、碳酸鹽等分解。晶型的轉(zhuǎn)化：石英晶型轉(zhuǎn)化，石英顆粒邊緣轉(zhuǎn)化為方石英，無定形石英轉(zhuǎn)變?yōu)榉绞⒌?。液相出現(xiàn)：長石-石英、長石-粘土礦物及長

34、石-石英-粘土礦物，長石熔融等。新晶相形成：粘土礦物分解生成莫來石。熔解與析晶：液相熔解石英、粘土分解物和一次莫來石，再從中析出方石英及二次莫來石。顯微結(jié)構(gòu)中各相的作用 1 莫來石（10-30%）：主晶相，構(gòu)成瓷胎的骨架。 來源：粘土分解一次莫來石，發(fā)育較差的鱗片狀和發(fā)育良好的人字形。玻璃相中析晶二次莫來石，針狀，交織成網(wǎng)。 具有較高的力學(xué)強(qiáng)度，尤其是網(wǎng)狀的莫來石強(qiáng)度更高。2 玻璃相（40-65%）：來源：石英顆粒周圍的熔有石英的高硅玻璃相。中間生長有交織成網(wǎng)的莫來石晶體的長石玻璃相。在粘土分解產(chǎn)物區(qū)內(nèi)，填充在間隙間的玻璃相。 作用：玻璃相的高溫粘度決定瓷坯抵御高溫變形的能力。粘度高低取決于長

35、石種類、熔解石英的數(shù)量。玻璃相的力學(xué)強(qiáng)度影響瓷坯的力學(xué)強(qiáng)度。取決于玻璃相的組成、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。玻璃相的量影響陶瓷坯體的致密性、陶瓷的透光性。3 石英（10-25%） 來源：殘余石英石英原料在燒成過程中與其它組分反應(yīng)形成低共熔點熔體以及在高溫下熔解于熔體殘留下來。 方石英石英顆粒周圍富硅玻璃相中析出的齒狀二次方石英；石英和非晶質(zhì)SiO2在干環(huán)境中轉(zhuǎn)變成的方石英。作用：石英影響瓷坯的強(qiáng)度。石英的熱膨脹系數(shù)與玻璃體的熱膨脹系數(shù)相差較大，冷卻時會在瓷坯中產(chǎn)生應(yīng)力。理的石英顆粒能大大提高瓷坯的強(qiáng)度。石英能改善瓷坯的透光度和白度。4.氣孔（少量）存在狀態(tài)：在玻璃相基質(zhì)中；裹在大晶粒之中。影響作用：氣孔在瓷坯中

36、的多少、大小、形狀、分布、位置影響瓷坯的強(qiáng)度、透光度、致密度、吸濕膨脹性能、介電性能、熱傳導(dǎo)性能等。膠凝材料：在物理、化學(xué)作用下，漿體變成堅固石狀體，并能膠結(jié)其他物料且具有一定機(jī)械強(qiáng)度的物質(zhì)。又稱膠結(jié)料。分為無機(jī)和有機(jī)兩大類。瀝青和各種樹脂屬有機(jī)膠凝材料。無機(jī)膠凝材料一般為粉末狀固體，在使用時用水或水溶液拌制成漿體，按其硬化條件，分為水硬性和氣硬性兩種。氣硬性膠凝材料只能在空氣中凝結(jié)、硬化并增長強(qiáng)度，如石灰、石膏等；水硬性膠凝材料不僅能在空氣中凝結(jié)、硬化，而且能在水中繼續(xù)增長強(qiáng)度，如水泥。1.特點：自身可硬化；膠結(jié)其它物料硬化。2.發(fā)展簡史：天然粘土?xí)r期、石膏-石灰時期、石灰-火山灰時期、天然

37、水泥時期、現(xiàn)代水泥雛形、現(xiàn)代水泥水泥：指細(xì)磨成粉末狀，加水拌和成塑性漿體后，能膠結(jié)砂、石等適當(dāng)材料并能在空氣中硬化的粉狀水硬性膠凝材料。簡言之，水泥是一種水硬性膠凝材料。按水泥用途分為：通用水泥、專用水泥、特性水泥三大類。按其主要水硬性物質(zhì)名稱分為：硅酸鹽水泥系列、硫鋁酸鹽水泥系列、鋁酸鹽水泥系列、鐵鋁酸鹽水泥系列、氟鋁酸鹽水泥系列、其他系列六大類。 硅酸鹽水泥的標(biāo)號通用水泥標(biāo)號: 硅酸鹽水泥（六個標(biāo)號）：52.5，62.5，42.5R， 52.5R， 62.5R，72.5R普通硅酸鹽水泥（七個標(biāo)號）：32.5，42.5，52.5，62.5，42.5R，52.5R，62.5R（R表示快硬型，也

38、稱早強(qiáng)型）標(biāo)號是根據(jù)水泥28D抗壓強(qiáng)值確定的。礦渣、火山灰、粉煤灰（七個標(biāo)號）：27.5，32.5，42.5，52.5，42.5R，52.5R，62.5R 說明：R型對3天抗壓強(qiáng)度有較高要求，7天不作規(guī)定， 28天強(qiáng)度指標(biāo)相同.強(qiáng)度是水泥技術(shù)中最基本的指標(biāo)，它直接反映了水泥的質(zhì)量水平和使用價值。我國標(biāo)準(zhǔn)（GB177-1999）規(guī)定，以13的水泥和ISO標(biāo)準(zhǔn)砂，按規(guī)定的水灰比0.50，用標(biāo)準(zhǔn)制作方法制成4cm4cm16cm的標(biāo)準(zhǔn)試件。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，達(dá)到規(guī)定齡期（3d、28d）時，測定其抗折和抗壓強(qiáng)度，按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最低強(qiáng)度值來評定其所屬的強(qiáng)度等級。水泥體積安定性：水泥熟料中游離Cao、Mg

39、O含量過多或摻入的石膏含量過多。熟料中的游離CaO、MgO經(jīng)過高溫煅燒后均呈“過燒”狀態(tài)，水化十分緩慢。在水泥已經(jīng)硬化后才進(jìn)行水化，體積膨脹，引起不均勻的體積變化，使水泥石開裂。石膏含量過多時，在水泥硬化后，它還會與固體的水化鋁酸鈣反應(yīng)，生成高硫型水化硫鋁酸鈣，體積約增大1.5倍，引起水泥石開裂。三氧化硫含量：水泥中的S03主要是在生產(chǎn)時為調(diào)節(jié)凝結(jié)時間加入石膏而帶來的，也可能是煅燒熟料時加入石膏礦化劑而帶入熟料的。適量石膏雖能改善水泥性能（如提高水泥強(qiáng)度、降低收縮性、改善抗凍耐蝕和抗?jié)B性等），但石膏超過一定含量后，水泥性能會變差，甚至引起硬化水泥石膨脹，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。因此水泥中S03的含量必須

40、加以限制。廢品：凡是氧化鎂、三氧化硫、初凝時間、安定性中的任何一項指標(biāo)不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的，均為廢品。廢品水泥在工程中嚴(yán)禁使用。不合格產(chǎn)品：凡細(xì)度、終凝時間、不溶物和燒失量中的任何一項不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的，或混合材摻加量超過最大限量，或強(qiáng)度低于等級規(guī)定的指標(biāo)時稱為不合格產(chǎn)品。兩磨一燒：（1）生料制備：石灰石原料、粘土質(zhì)原料與少量校正原料經(jīng)破碎后，按照一定比例（3：2：1）配合、磨細(xì)并調(diào)配為成分合適，質(zhì)量均勻的生料。（2）熟料煅燒：生料在水泥窯內(nèi)煅燒至部分熔融，得到以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟料。（3）水泥制成：熟料加入適量的石膏、混合材共同研磨成粉狀的水泥。水泥生產(chǎn)方法：干法 原料經(jīng)烘干、粉磨制成

41、生料粉，然后喂入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒成熟料的方法半干法 將生料粉加入適量的水分制成生料球，再喂入立窯或立波爾窯內(nèi)煅燒成熟料的方法，亦可歸入干法濕法 將原料加水粉磨成生料漿，再喂入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒成熟料的方法半濕法將原料加水粉磨成生料漿，再經(jīng)壓濾形成半干濾餅 或直接，或經(jīng)干燥、破碎，或經(jīng)成球后入窯煅燒成熟料的方法原料的預(yù)均化：通過采用一定的工藝措施，達(dá)到降低物料的化學(xué)成分波動振幅，使物料的化學(xué)成分均勻一致的過程。原料的預(yù)均化就是原料在粉磨之前所進(jìn)行的均化。作用：降低原料成分波動，為準(zhǔn)確配料、提高生料均勻性，穩(wěn)定熟料煅燒提供良好的條件。是保證熟料質(zhì)量、產(chǎn)量及降低消耗的基本措施和前提條件，也是穩(wěn)定出廠水泥質(zhì)量的

42、重要途徑。生料的均化：主要控制生料的化學(xué)成分、生料細(xì)度，保證生料成分的均勻、穩(wěn)定。首先就根據(jù)所確定的配料方案，準(zhǔn)確控制各種原料的配合比，以保證出磨生料化學(xué)成分。并控制生料細(xì)度，保證生料成分均勻和穩(wěn)定. 水泥生料的均化是保證工廠正常生產(chǎn)、穩(wěn)定和提高水泥關(guān)鍵。由于水泥生產(chǎn)的連續(xù)性，各工序之間關(guān)系密切。而在生產(chǎn)過程中，原料、燃料的成分與生產(chǎn)狀況是不斷變動的，如果前一工序控制不嚴(yán)，就往往會給后一工序的生產(chǎn)帶來影響。水泥生料的均化以配料 為重點，保證原料、生料成分的均勻、穩(wěn)定，從而確保熟料質(zhì)量。生料均化的基本原理：生料均化原理主要是采用空氣攪拌及重力作用下產(chǎn)生的“漏斗效應(yīng)”（或稱鼠穴效應(yīng)），使生料粉向下

43、降落時切割盡量多層料面予以混合。同時，在不同流化空氣的作用下，使沿庫內(nèi)平行料面發(fā)生大小不同的流化膨脹作用，有的區(qū)域卸料，有的區(qū)域流化，從而使庫內(nèi)料面產(chǎn)生徑向傾斜，進(jìn)行徑向混合均化。即有三種均化作用：空氣攪拌、重力均化、徑向混合水泥熟料的化學(xué)組成：主要由CaO（62%67）、SiO2（2024）、Al2O3（47）和Fe2O3（2.5%6.0） 四種氧化物組成，其含量總和通常在95%以上。其余5%為少量： MgO、TiO2 、 SO3、P2O5白水泥：白色硅酸鹽水泥的簡稱， 以適當(dāng)成分的生料燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分，鐵質(zhì)含量少的熟料加入適量的石膏，磨細(xì)制成的白色水硬性膠凝材料。水泥熟

44、料的礦物組成：(1) 硅酸三鈣3CaOSiO2；(2) 硅酸二鈣2CaOSiO2；(3) 鋁酸三鈣3CaOAl2O3；(4) 鐵相固溶體4CaOAl2O3Fe2O3。少量游離氧化鈣（f-CaO）、 方鎂石（結(jié)晶氧化鎂）、含堿礦物、玻璃體通常（1）+（2） 含75% 硅酸鹽礦物 （3）+（4） 含22% 熔劑礦物：與MgO、堿等從12001280開始，逐漸熔融成液相，促進(jìn)C3S形成 A礦：熟料中主要礦物，含量50%60%以上，常溶入少量MgO、Al2O3、Fe2O3等形成固溶體。1. C3S：2150 1250穩(wěn)定存在，1250以下分解為C2S和CaO，速率很慢，故室溫下呈C3S介穩(wěn)狀態(tài)存在。純

45、C3S多晶轉(zhuǎn)變：R型：三方 M型：單斜 T型：三斜2. C3S性質(zhì)：凝結(jié)時間正常，水化較快，放熱較多，早期強(qiáng)度高且后期強(qiáng)度增進(jìn)率較大。28d強(qiáng)度可達(dá)1年強(qiáng)度的70%80%，28d強(qiáng)度和1年強(qiáng)度在四種礦物中均最高，但水化熱較高，抗水性較差。B礦：熟料中主要礦物，含量20%左右，常溶入少量MgO、Al2O3、Fe2O3、R2O等形成固溶體純C2S多晶轉(zhuǎn)變：（H-高溫型，L-低溫型）常溫下 - C2S為穩(wěn)定態(tài)，無水硬性C2S性質(zhì)：水化反應(yīng)較慢，28d僅水化20%左右。凝結(jié)硬化緩慢，早期強(qiáng)度較低，但后期強(qiáng)度增長率較高，在1年后可趕上阿利特。貝利特的水化熱較小，抗水性較好。 B礦水化熱較小，抗水性較好，

46、因而對于于大體積工程或處于侵蝕性大的工程用水泥，適當(dāng)提高B礦含量，降低A礦含量是有利的。普通硅酸鹽水泥中通常C3S含量50%60%以上， C2S含量20%左右中間相：填充在阿利特、貝利特之間的物質(zhì)，包括鋁酸鹽、鐵酸鹽、組成不定的玻璃體和含堿化合物等。游離氧化鈣、方鎂石雖然有時會呈包裹體形式存在于A礦和B礦中，但通常分布在中間相里面。在煅燒過程中，熔融成為液相。冷卻時，部分液相結(jié)晶，部分液相來不及結(jié)晶而凝固成玻璃體。 C3A（鋁酸三鈣）7%15% 水化迅速，放熱多，凝結(jié)很快，如不加石膏等緩凝劑，易使水泥急凝。，硬化快，強(qiáng)度3d內(nèi)發(fā)揮出來，故早期強(qiáng)度較高，但絕對值不高，以后幾乎不增長，甚至倒縮。干

47、縮變形大，抗硫酸鹽性能差。當(dāng)制造抗硫酸鹽水泥或大體積工程用水泥時，含量應(yīng)適當(dāng)降低。C4AF鐵相固溶體（C礦）10%18%。成分接近C4AF （1）C4AF水化速度早期介于C3AC3S之間，但隨后發(fā)展不如C3S ，早期強(qiáng)度類似于C3A ，后期還能不斷增長，類似C2S（2）抗沖擊性能和抗硫酸鹽性能好，水化熱較C3A低，但難磨（3）道路水泥和抗硫酸鹽水泥中， C4AF含量應(yīng)高為好。玻璃體：部分高溫液相來不及結(jié)晶而形成，主要成分為Al2O3、Fe2O3、CaO，少量MgO和堿等。C3A和C4AF在煅燒過程中熔融成液相，可促進(jìn)C3S形成：若物料中熔劑礦物過少，易生燒，CaO不易被完全吸收，熟料中f -

48、CaO 增加，影響熟料質(zhì)量，降低窯產(chǎn)量，增加燃料消耗；若熔劑礦物過多，物料在窯內(nèi)易結(jié)大塊，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)結(jié)圈，在立窯內(nèi)結(jié)爐瘤等，嚴(yán)重影響回轉(zhuǎn)窯和立窯的正常生產(chǎn)。游離氧化鈣 f CaO：經(jīng)高溫煅燒而未化合的CaO ，應(yīng)嚴(yán)格控制其含量。原因：結(jié)構(gòu)致密，水化很慢，3d后才明顯反應(yīng)，生成Ca(OH)）2體積增加97.9%，造成局部膨脹應(yīng)力，引起強(qiáng)度倒縮，安定性不良，抗折強(qiáng)度?？?制 回轉(zhuǎn)窯：1.5%， 立窯：0.64時， 硅率過高：煅燒時，液相，熟料煅燒困難，特別是CaO含量低，C2S高，熟料易粉化硅率過低：硅酸鹽礦物太少，影響水泥強(qiáng)度，液相過高，易出現(xiàn)大塊、結(jié)爐瘤、結(jié)圈控制：SM=1.72.7，白色水泥

49、 SM=4.0以上鋁率 IM（以IM或p表示）：熟料中氧化鋁和氧化鐵含量的質(zhì)量比，也表示熟料熔劑礦物中C3A與C4AF的比例 IM0.64， 鋁率反映高溫液相的粘度： IM過高，C3A過多，粘度大，難燒; IM過低，C3A過少，粘度小，質(zhì)點易于擴(kuò)散，對C3S形成有利；但燒結(jié)范圍變窄，窯內(nèi)易結(jié)大塊。 IM=0.91.7熟料礦物組成計算 化學(xué)法: C3S=3.80（3KH-2）SiO2.C2S=8.60(1-KH) SiO2.C3A=2.65(Al2O3-0.64Fe2O3).C4AF=3.04Fe2O3 (SiO2、Al2O3、Fe2O3分別是熟料中相應(yīng)氧化物的百分含量（%）) 代數(shù)法（鮑格法）

50、: 當(dāng)IM 0.64時, C3S = 4.07C - 7.60S - 6.72A - 2.86SO3. C2S = 8.60S5.07A1.07F2.15SO33.07C = 2.87S0.754C3SC3A = 2.65A1.69F. C4AF = 3.04F當(dāng)IM0.64時：C3S = 4.07C7.60S4.47A2.86F2.86SO3. C2S = 8.60S3.38A2.15SO33.07C= 2.87S0.754C3S. C4AF = 4.77A. C2F = 1.70（F1.57A）已知率值，可用同樣方法求得計算化學(xué)成分的公式：全黑生料: 在制備生料時，把全部煤與原料一起粉磨而

51、得到的生料.半黑生料: 只把一部分煤與原料一起粉磨（其余的煤在煅燒時再加到生料中）而得到的生料.白生料:不含煤的生料（煤從窯頭加入）水泥熟料的形成過程：干燥與脫水碳酸鹽分解固相反應(yīng)熟料燒結(jié)熟料冷卻，Al2O32SiO22H2O Al2O32SiO2 2H2O碳酸鹽分解（吸熱）： CaCO3 CaO CO2 1645 kJ/kg (890) CaCO3600開始分解；894時，CO2分壓達(dá)1大氣壓；11001200分解迅速 特點：1可逆反應(yīng)；2強(qiáng)吸熱反應(yīng)：每1 kg純碳酸鈣在890時分解吸收熱量為1645J/g，是熟料形成過程中消耗熱量最多的一個工藝過程。分解所需總熱量約占預(yù)分解窯的二分之一；3

52、燒失量大；4分解溫度與CO2分壓和礦物結(jié)晶程度有關(guān) 。 CaCO3分解五個過程：二個傳熱過程熱氣流向顆粒表面?zhèn)鳠?，熱量以傳?dǎo)方式由 表面向分解面的傳熱過程（物理過程）;一個化學(xué)反應(yīng)過程分解面上CaCO3分解并放出CO2（化學(xué)過程）;二個傳質(zhì)過程分解放出CO2氣體穿過分解層向表面擴(kuò)散和表面CO2向大氣中擴(kuò)散（物理過程） CaCO3分解速度取決于其中最慢的一個過程：【一般回轉(zhuǎn)窯】物料呈堆積狀態(tài)，傳熱面積很小，傳熱系數(shù)很低，CaCO3分解速度取決于傳熱過程【立窯和立波爾窯】生料成球，球徑較大，故熱速度慢，傳質(zhì)阻力很大，CaCO3分解速度取決于傳熱和傳質(zhì)過程【新型干法生產(chǎn)】生料粉懸浮在氣流中，傳熱面積

53、大，傳熱系數(shù)高，傳質(zhì)阻力小，CaCO3分解速度取決于化學(xué)反應(yīng)速度。 影響CaO分解速度主要因素：（1）T：分解速度；（2）通風(fēng)良好，CO2 分壓：分解速度；（3）生料細(xì)度和級別：細(xì)，均勻，分解速度；（4）懸浮分散程度：好，分解速度懸浮預(yù)熱技術(shù)；（5）石灰石物理性質(zhì)：結(jié)構(gòu)致密，結(jié)晶粗大，分解速度；（6）粘土組分性質(zhì)反應(yīng)活性：高嶺土 蒙脫石 石英熟料燒結(jié): 當(dāng)物料溫度升高到1250時，即達(dá)到其最低共熔溫度后，開始出現(xiàn)以Fe2O3、Al2O3、CaO為主體的液相，液相的組分中還有MgO和堿等。在高溫液相的作用下，物料逐漸由疏松狀轉(zhuǎn)變?yōu)樯珴苫液?，結(jié)構(gòu)致密熟料，伴隨體積收縮;同時，C2S，CaO溶入液相

54、中，以Ca2+離子擴(kuò)散與硅酸根離子、硅酸二鈣反應(yīng)，即硅酸二鈣吸收氧化鈣形成硅酸鹽水泥的主要礦物相硅酸三鈣。C2S + CaO C3S。隨著溫度升高和時間的延長，液相量增加，液相黏度減少，氧化鈣、C2S不斷溶解和擴(kuò)散，C3S不斷形成，并使小晶體逐漸發(fā)育長大并發(fā)育良好，最終形成幾十微米大小的發(fā)育良好的阿利特晶體，完成熟爛的燒結(jié)過程。Alite形成過程：與溫度、液相量、液相性質(zhì)、C2S + CaO溶入液相速度有關(guān) 1.最低共熔溫度：在加溫過程中，兩種或兩種以上組分開始出現(xiàn)液相的溫度；最低共熔溫度取決于組分的性質(zhì)和量。由于有MgO、Na2O、K2O、硫酐（SO3）、TiO2、P2O5、礦化劑及其它微量

55、元素，硅酸鹽水泥熟料的最低共熔溫度為1250。 高速升溫：開始出現(xiàn)液相溫度降低180220;大量出現(xiàn)液相溫度降低160200;由于降溫200左右，燒成溫度由1450降至1300;Alite形成：105013001050間 2.液相量：液相量增加，能溶解的CaO和C2S亦多，形成C3S就快。但是液相量過多，則煅燒時容易結(jié)大塊，造成回轉(zhuǎn)窯結(jié)圈，立窯煉邊、結(jié)爐瘤等，影響正常生產(chǎn)。液相量與組分性質(zhì)、含量、熟料燒結(jié)溫度等有關(guān)。 燒結(jié)范圍：水泥生料加熱至出現(xiàn)燒結(jié)所必需的、最少的液相量（燒結(jié)初始）的T與開始出現(xiàn)結(jié)大塊（超過正常液相量）的T差。燒結(jié)范圍隨液相量、液相粘度、表面張力、鐵率、鋁率及其隨溫度而變化的

56、情況有關(guān)。T，液相量緩慢增加，燒結(jié)范圍寬;含鐵高，范圍窄；鐵，鋁，范圍寬;硅酸鹽水泥熟料燒結(jié)范圍約150;鋁酸鹽水泥熟料燒結(jié)范圍約3070。 在燒成溫度下液相量 P 的計算：1400 P2.95A2.2F MR。1450 P3.0A2.25F MR。1500 P3.3A2.6F MR。 式中，A、F、M、R為熟料中的Al2O3、Fe2O3、MgO、R2O的含量，認(rèn)為這些成分全部變成液相。 3.液相粘度：對C3S形成影響大。粘度小，質(zhì)點的擴(kuò)散速度增加，有利于形成C3S。粘度變化隨溫度與組成（含少量其它氧化物）變化。 4.表面張力：表面張力小，潤濕性有利于固相、固液反應(yīng)，促進(jìn)C3S生成。液相表面張

57、力與粘度和溫度的關(guān)系：T：粘度、表面張力; 熟料中有鎂、堿、硫等物質(zhì)時，表面張力 5.氧化鈣溶解于熟料液相的速率: CaO溶解速率影響CaO+C2S C3S;由CaO顆粒大小控制：D ，T：溶解時間短礦化劑作用:改善生料易燒性；加速水泥熟料礦物形成；提高熟料質(zhì)量；降低能耗。氟化鈣礦化機(jī)理: CaF2摻入量：0.30.5 （1）氟離子破壞晶格，提高生料活性，促進(jìn)碳酸鹽分解，加速相反應(yīng)CaF2+H2OCaO+2HF.4HF+SiO2（結(jié)晶型）SiF4+2H2O.2HF+CaCO3CaF2+H2O+CO2 （2）降低液相形成溫度和液相粘度:加入CaF2，能使C3S在低于1200下加速形成，13CaF

58、2可降低燒成溫度50100。一次空氣和煤粉混合并將煤粉送入窯內(nèi)，占燃燒總量的1530;二次空氣經(jīng)冷卻機(jī)預(yù)熱到一定溫度后進(jìn)入窯內(nèi)回轉(zhuǎn)窯內(nèi)帶的劃分 1.】干燥帶：干燥帶的物料溫度201500C，氣體溫度2004000C，含有大量水分的生料漿入窯后，被熱氣流加熱，溫度逐漸升高，水分開始緩慢蒸發(fā)，當(dāng)物料達(dá)到一定溫度時，水分迅速蒸發(fā)，直到1500C，水分全部蒸發(fā)，物料離開干燥帶而進(jìn)入預(yù)熱帶。2.】預(yù)熱帶：物料溫度在150750，氣體溫度在4001000，離開干燥帶的物料上升很快，粘土中的有機(jī)物發(fā)生干餾和分解，同時高嶺土開始脫水反應(yīng)，碳酸鎂的分解過程也開始進(jìn)行。3】碳酸鹽分解帶：物料溫度在7501000，

59、氣體溫度約在10001400。物料進(jìn)入分解帶后，燒矢量開始明顯減少，結(jié)合二氧化硅開始明顯增加，這表明同時進(jìn)行碳酸鈣分解和固相反應(yīng)。由于碳酸鈣分解反應(yīng)吸收大量熱量，所以物料升溫較慢。同時 由于分解后放出大量CO2氣體，使粉狀于流動狀態(tài)，物料運動速度較快。由于此帶所需熱量最多，物料運動速度又快，要完成分解任務(wù)，就需要一段長的距離，所以分解占回轉(zhuǎn)窯長度比例比較大。4】放熱反應(yīng)帶：物料溫度在10001300，氣體溫度在14001600。由于碳酸鹽分解產(chǎn)生大量的氧化鈣，它與其他氧化物進(jìn)一步發(fā)生固相反應(yīng)，形成熟料礦物，并放出一定熱量，故名“放熱反應(yīng)帶”。因反應(yīng)放熱，再加上火焰的傳熱，所以能使物料溫度迅速上

60、升，所以該帶占全窯長度的比例很小。5】燒成帶：物料溫度130014501300，物料直接受火焰加熱，自進(jìn)入該帶起開始出現(xiàn)液相，一直到14500C，液相量繼續(xù)增加，同時游離氧化鈣被迅速吸收，水泥熟料燒成，故稱燒成帶。由于C3S的生成速度隨著溫度的升高而激增，因此燒成帶必須保證一定的溫度。在不損害窯皮的情況下，適當(dāng)提高該帶溫度，可以促進(jìn)熟料的迅速形成，提高熟料的產(chǎn)質(zhì)量。燒成帶還要有一定的長度，主要使物料在燒成溫度下，持續(xù)一段時間，使生成C3S的化學(xué)反應(yīng)盡量完全。6】冷卻帶：物料溫度由出燒成帶的1300，溫度下降，液相凝固成為堅固灰黑顆粒，進(jìn)入冷卻機(jī)再進(jìn)一步冷卻。懸浮預(yù)熱窯預(yù)熱原理：懸浮預(yù)熱器是將生