無機非金屬材料工學

無機非金屬材料工學

作者:謝峻林、何峰、顧少軒、王琦

出版社:化學工業出版社

出版年:2011-6

頁數:368

定價:42.00元

裝幀：平裝

ISBN:9787122112606

《無機非金屬材料工學》是高等學校無機非金屬材料專業課程體系中的專業必修課程，是材料科學與工程專業的選修課程。本教材是高等教育“十一五”國家級規劃教材，是為了適應高等學校材料學科專業發展需要和材料類專業創新工程人才培養需要而編寫的。

本教材以無機非金屬材料工程專業專業規範中材料製備知識領域核心知識單元及知識點為教學依據，整合無機非金屬材料共性基礎理論知識，提煉材料製備方法與原理；除介紹玻璃、陶瓷、水泥、混凝土等傳統材料製備工藝外，還試圖結合最新科技成果，將粉末、薄膜等低維材料的製備知識等新材料、新理論、新工藝充實到教材內容中。

本教材可作為高等學校材料科學與工程專業、無機非金屬材料工程專業本科生教學用書，也可供在材料工程領域從事科研、設計、生產的工程技術人員閱讀參考。

緒論1

01無機非金屬材料的定義1

02無機非金屬材料在國民經濟建設中的

作用和地位1

03無機非金屬材料工業的進展3

04無機非金屬材料國際發展趨勢 4

05無機非金屬材料工學的任務4

第1篇無機非金屬材料基礎理論

第1章無機非金屬材料概述6

11無機非金屬材料的結構特徵6

111無機非金屬材料的結構6

112無機非金屬材料的結構特徵7

12水泥9

121硅酸鹽水泥9

122快硬和特快硬水泥10

123抗硫酸鹽、中低熱及道路水泥12

124膨脹和自應力水泥14

125油井水泥16

126裝飾水泥16

13玻璃17

131硅酸鹽玻璃17

132硼酸鹽玻璃18

133硼硅酸鹽玻璃19

134鋁酸鹽玻璃19

135鋁硅酸鹽玻璃19

136磷酸鹽玻璃19

137鋁磷酸鹽玻璃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陶瓷的定義與分類23

142陶瓷的組成、結構與性能24

143日用陶瓷26

144建築衛生陶瓷27

15混凝土28

151混凝土的定義28

152混凝土的分類29

16耐火材料29

161耐火材料的定義及分類29

162硅質耐火材料30

163鎂質耐火材料31

164熔鑄耐火材料31

165含碳耐火材料31

166輕質耐火材料31

167不定形耐火材料32

[思考題]32

[參考文獻]32

第2章無機非金屬材料晶體結構33

21晶體學基礎33

211晶體的基本性質33

212晶體結構與空間點陣34

213 晶胞35

214晶系和布拉菲格子35

215晶面指數和晶向指數36

216晶面間距及晶帶39

22無機化合物晶體結構39

221離子晶體中質點的堆積方式39

222典型離子晶體的結構41

223共價晶體中原子的堆積與典型共價晶體的結構45

23固溶體46

231置換固溶體46

232影響形成置換固溶體的因素47

233間隙固溶體48

234影響形成間隙固溶體的因素48

235形成固溶體后對晶體性質的影響49

24硅酸鹽晶體結構49

241硅酸鹽晶體結構類型及其特點49

242常見硅酸鹽材料中的晶體52

[思考題]64

[參考文獻]64

第3章非晶態及玻璃態結構65

31非晶態物質65

311非晶態物質的種類65

312非晶態物質X射線衍射65

313玻璃的定義66

32非晶態物質的結構66

321織構66

322近程結構68

323遠程結構68

33玻璃的結構因素71

34玻璃的通性72

341各向同性73

342介穩性73

343無固定熔點73

344性質變化的連續性和可逆性74

35玻璃的性質74

351玻璃熔體的工藝性質74

352硅酸鹽玻璃的性質76

[思考題]83

[參考文獻]84

第4章無機非金屬材料的微觀結構演變85

41液固轉變過程中的晶體成核生長相變85

411晶核形成85

412晶體生長88

413總結晶速率89

414影響結晶速率的因素90

42玻璃的形成與析晶91

421玻璃的形成範圍91

422玻璃形成的熱力學條件91

423玻璃形成的動力學條件92

424玻璃析晶94

43微晶玻璃95

431微晶玻璃的成核劑95

432微晶玻璃的結晶化熱處理95

433微晶玻璃的結構及其與性能的關係97

44玻璃的分相98

441玻璃分相的定義99

442玻璃分相的實質99

443玻璃分相機理99

444分相產物的顯微結構102

45玻璃的著色103

451概述103

452玻璃著色劑及其著色機理103

453顏色玻璃的分類及其光譜特性108

[思考題]110

[參考文獻]111

第2篇無機非金屬材料製備方法及原理

第5章基於液相固相轉變的材料製備112

51從熔體製備單晶材料112

511提拉法113

512坩堝下降法113

513區熔法114

514液相外延114

52從熔體製備非晶材料115

521玻璃的熔制115

522非晶材料的獲得117

523常見氧化物玻璃製品的成形

工藝118

53溶液法製備材料122

531低溫溶液法122

532高溫溶液法123

533水熱法（高溫水解法） 125

534沉澱法 127

535溶劑蒸發法131

54溶膠凝膠法132

541概述132

542溶膠凝膠法製備材料過程132

543粉末的製備134

544氧化物薄膜的製備135

[思考題]136

[參考文獻]136

第6章基於固相固相轉變的材料製備137

61固相反應法製備粉末137

62特種陶瓷的燒結138

621陶瓷燒結方法的分類138

622熱壓燒結139

623其他燒結方法 139

63水泥熟料的燒成140

631水泥熟料的形成140

632水泥熟料煅燒方法141

64其他材料製備方法142

641固相外延142

642高壓製備143

[思考題]143

[參考文獻]144

第7章基於氣相固相轉變的材料製備145

71物理氣相沉積145

711真空蒸發鍍膜145

712濺射鍍膜147

713離子鍍膜150

714分子束外延150

72化學氣相沉積152

721CVD的化學反應類型153

722CVD的分類154

723CVD的特點154

724CVD的應用154

[思考題]155

[參考文獻]155

第3篇典型無機非金屬材料生產工藝

第8章無機非金屬材料生產中的共性與個性156

81無機非金屬材料生產過程的共性156

811原料156

812粉料的製備157

813原料的均化157

814高溫熱處理158

815成形159

816乾燥160

82無機非金屬材料生產過程的個性161

821膠凝材料類161

822玻璃、玻璃纖維、鑄石、人工晶體類162

823陶瓷、磚瓦、耐火材料類162

83無機非金屬材料的幾種典型生產工藝流程163

831水泥生產工藝流程163

832玻璃生產工藝流程163

833陶瓷生產工藝流程166

[思考題]166

[參考文獻]166

第9章原料 167

91原料的選擇與預處理167

92原料的種類和性質167

921硅質原料167

922黏土類原料168

923鈣質原料173

924長石類原料174

925其他原料174

93粉末原料的製備176

931氮化物粉末的製備176

932碳化合物粉末的製備177

933硼化物粉末的製備178

934氧化鋁粉末的製備178

94水泥原料179

941石灰質原料180

942黏土質原料181

943校正原料183

944輔助原料183

95玻璃原料183

951主要原料184

952輔助原料187

953碎玻璃189

96陶瓷原料189

961黏土類可塑性原料189

962石英類非可塑性原料191

963熔劑性原料192

[思考題]194

[參考文獻]194

第10章硅酸鹽水泥的製備195

101硅酸鹽水泥的組成設計195

1011硅酸鹽水泥對礦物組成的選擇195

1012硅酸鹽水泥的組成設計195

1013熟料中的礦物及其作用196

102配料計算197

1021熟料的率值197

1022熟料礦物組成的計算199

1023熟料真實礦物組成與計算礦物組成的差異201

1024配料計算201

103配合料（生料）的製備206

1031破碎206

1032粉磨207

104硅酸鹽水泥熟料的煅燒210

1041煅燒過程中的物理化學變化210

1042迴轉窯內熟料的煅燒219

1043新型干法水泥生產技術222

1044水泥熟料的冷卻229

105水泥製成230

1051熟料的儲存230

1052水泥組成材料及其作用230

1053水泥製成231

[思考題]234

[參考文獻]234

第11章混凝土235

111混凝土的組成材料235

1111集料235

1112膠凝材料——水泥237

1113水237

1114外加劑237

112混凝土的配合比設計237

1121混凝土配合比設計基本要求237

1122混凝土配合比設計計算步驟238

113混凝土結構與性能240

1131混凝土結構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混凝土生產工藝流程250

[思考題]251

[參考文獻]251

第12章浮法玻璃生產工藝252

121配合料及配合料製備252

1211配合料製備252

1212玻璃組成的設計和配合料

計算252

1213與配料計算相關的參數253

1214配料計算254

1215原料的稱量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玻璃熔制工藝制度263

1223浮法玻璃熔窯266

123浮法玻璃成形及錫槽269

1231浮法玻璃成形過程及其對錫槽的要求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退火工藝制度的計算275

1243鋼殼體的退火窯結構277

125玻璃的缺陷280

1251氣泡280

1252結石（結晶夾雜物）281

1253條紋和節瘤（玻璃態夾雜物）282

[思考題]282

[參考文獻]282

第13章微晶玻璃生產工藝283

131燒結法微晶玻璃的製備工藝283

1311燒結法工藝的特點283

1312玻璃顆粒的燒結283

132微晶玻璃的生產過程283

1321概述284

1322原料製備284

1323玻璃的熔制285

1324玻璃顆粒的儲存、烘乾與

篩分286

1325晶化287

1326微晶玻璃的切、磨、拋工藝288

133微晶玻璃的缺陷及質量控制289

1331燒結法微晶玻璃的缺陷與控制289

1332色斑292

1333色差292

[思考題]294

[參考文獻]294

第14章陶瓷生產工藝295

141概述295

142陶瓷坯料及製備296

1421確定坯料配方的原則296

1422坯體組成的表示方法296

1423配料計算297

1424坯料製備299

1425坯料性能的調整途徑304

143陶瓷成型305

1431陶瓷的成型方法分類及特點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漿料成型主要方法308

144釉料及色料308

1441釉的作用及分類308

1442釉層的性質309

1443坯釉適應性311

1444釉料的組成與配料計算311

1445釉料配製原則314

1446釉料製備315

1447施釉316

1448陶瓷色釉料316

145普通陶瓷的燒成319

1451坯、釉在燒成過程中的物理化學變化319

1452燒成制度的制定321

1453燒成設備322

1454 燒成方式的選擇325

146陶瓷產品的缺陷分析326

1461陶瓷缺陷的分類326

1462主要缺陷分析326

[思考題]329

[參考文獻]329

第15章納米材料製備技術330

151基本概念330

1511納米材料的分類330

1512納米材料的基本效應330

152零維納米材料333

1521基本概念333

1522納米粒子的製備方法333

153一維納米材料341

1531基本概念341

1532碳納米管343

154二維納米材料350

1541基本概念350

1542納米薄膜的分類351

1543納米薄膜的製備方法351

1544納米薄膜的性能352

1545納米薄膜的應用353

155三維納米材料355

1551基本概念355

1552納米玻璃356

1553納米陶瓷360

1554納米複合材料364

[思考題]368

[參考文獻]368