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无机非金属材料工学;内容： 玻璃、陶瓷、水泥、混凝土时间： 3～18周，笔试教师： 徐晓虹 邢伟宏：139 7129 1670 whxing@whut.edu.cn;绪 论;绪 论;无机非金属材料：以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、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。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。 ;3; 组成：化合物 特性：元素间结合力－材料性能－ 制品用途 结构：晶体结构;二、分类 普通的(传统的)和先进的(新型的)两大类。 a）传统无机非金属材料 工业和基本建设所必需的基础材料。如水泥、耐火材料、玻璃、陶瓷、搪瓷、磨料、铸石、碳素材料、非金属矿等。 b）先进无机非金属材料 20世纪中期以后发展起来的、具有特殊性能和用途的材料。有先进陶瓷、非晶态材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维等。;2. 无机非金属材料发展简史;陶瓷、耐火材料、玻璃、水泥等的主要成分均为硅酸盐，因而将其称为硅酸盐材料。 20世纪中期以后，随着微电子、航天、能源、计算机、激光、通信、光电子、传感、红外、生物医学和环境保护等新技术的兴起，对材料提出了愈来愈高的要求，促进了性能更为优良以及有特殊功能的新型陶瓷、玻璃、耐火材料、水泥、涂层、磨料等制品的飞速发展。;新型材料在化学组成上远远超出了硅酸盐化合物的范围，而是扩展到了其他氧化物、氮化物、硼化物、碳化物、硫系化合物和钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等以至几乎一切无机化合物。 已有相当一些在其组成中完全不含氧化硅的产品，如刚玉瓷、镁质耐火材料、磷酸盐和硼酸盐光学玻璃等，已形成大规模的工业生产并广泛使用。;在不少制品（如氧化锆陶瓷）的组成中，氧化硅反倒成为最有害的杂质而必须严格禁止。 用硅酸盐材料来概括新型材料已显得过时，因此无机非金属材料这一名称在学术界逐渐形成并获得使用。 在国际上因陶瓷历史最悠久，且应用广泛，故用广义的陶瓷（Ceramics）来表示无机非金属材料。 水泥：化学结合的陶瓷；玻璃：熔融结合的陶瓷。;3. 无机非金属材料的地位和作用;材料是社会发展标志;材料与社会发展 -材料推动社会发展; -材料是社会发展标志; -材料是各行各业发展的基础; -材料反映社会发展状况; -材料行业的良好前景。;无机非金属材料工业在国民经济中占有重要的先行地位，具有超前特性，其发展速度通常高于国民经济总的发展速度。是整个国民经济兴衰的“晴雨表”，与人类的文明生活和国民经济的发展息息相关。;4. 无机非金属材料工业进展 水泥工业 1.1 烧结设备： 间歇式的土窑； 1877年发明了用回转窑； 1910年立窑实现了机械化连续生产； 1928年出现了立波尔窑；50～60年代，悬浮预热器窑出现； 1971年水泥窑外分解技术，实现了水泥工业的重大突破。;1.2 自动化控制： 70年代中期，通过电子计算机和自动化的控制仪表等设备，采用集中控制、巡回检查的方式，在生料、烧成车间以及包装发运、矿山开采等环节实现了自动控制。;1.3 干法生产线： 近20年来，水泥生产规模进一步扩大，新型干法生产取得了决定性的主导地位，生产效率显著提高，单机能力达到了日产8000～10000t熟料的水平，熟料热耗降低到3000kJ/kg熟料以下。同时由于新型粉磨技术的发展，使水泥生产电耗降低到100kw?h/t以下。;1.4 生态： 为配合干法生产的需要，在均化、环保、自动化以及余热发电等项技术的应用方面取得了新的成就，使水泥生产条件发生了显著变化。;陶瓷工业 5000年前我国就建造了烧陶器的竖穴窑、横穴窑。随后又建造了升焰式圆窑和方窑。 2500年前的战国时代，我国南方建造了烧陶瓷的倾斜式龙窑，北方建造了半倒焰的馒头窑。;自宋代（距今约1000年）起山东淄博、陕西耀州等地，部分馒头窑已用煤作燃料来焙烧瓷器。 明代（距今约600年）在福建德化创建了阶级窑。 明末清初（距今约400年）在江西景德镇创建了蛋形窑（简称景德镇窑），在这些窑中烧出了著名的中国瓷器。;机械化的隧道窑是1899年才由法国的福基罗创建成功，用于烧成陶器，其后德国用于烧成瓷器，经过逐渐改进发展成为现代化的隧道窑，并且正在向快速烧成和自动化方向发展。近代发展起来的辊道窑使建筑砖生产的热效率显著提高，窑内温度更加均匀，生产自动化水平进一步提高。;玻璃工业 机制平板玻璃自20世纪问世以来，有诸多的生产方法，如：有槽法、无槽法、平拉法、对辊法和格拉威伯尔法，总称为传统工艺。1957年，英国人发明了浮法工艺（PB法），