无机非金属材料工学

绪论
第一篇 生产过程原理与设备
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
1.1.2 无机非金属材料生产过程的个性
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 Na_2O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 胶带输送机(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(Blow Process)
6.4.4 拉制成型(Drawing Process)
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 物料和湿分的结合形式
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
8.1.1 热量传递(Heat Transfer)
8.1.2 质量传递(Mass Transfer)
8.1.3 动量传递(Momentum Transfer)
8.2 水泥熟料的煅烧
8.2.1 水泥熟料的形成
8.2.2 水泥熟料煅烧设备的分类
8.2.3 悬浮预热器(Suspension Preheater)
8.2.4 分解炉
8.2.5 回转窑
8.2.6 熟料冷却机(Clinker Cooler)
8.3 陶瓷的烧成
8.3.1 坯、釉在烧成过程中的物理化学变化
8.3.2 烧成制度的制定
8.3.3 陶瓷烧成设备——窑炉
思考题
第二篇 主要品种工艺原理与性能
9 气硬性无机胶凝材料
9.1 石灰
9.1.1 石灰的原料及制备
9.1.2 生石灰的熟化和硬化
9.1.3 石灰的应用
9.2 石膏及其制品
9.2.1 石膏胶凝材料的生产
9.2.2 半水石膏的凝结与硬化
9.2.3 建筑石膏的性质和技术要求
9.2.4 建筑石膏的应用
9.3 镁质胶凝材料
9.3.1 镁质胶凝材料的生产
9.3.2 镁质胶凝材料浆的制取和硬化性能
9.3.3 镁质胶凝材料的应用
9.4 水玻璃
9.4.1 水玻璃的硬化
9.4.2 水玻璃的性质
9.4.3 水玻璃的用途
思考题
10 水泥
10.1 硅酸盐水泥熟料的组成
10.1.1 水泥定义、分类及国家标准
10.1.2 熟料化学成分及矿物组成
10.1.3 熟料的率值
10.1.4 熟料矿物组成的计算
10.2 硅酸盐水泥生料的配合
10.2.1 熟料组成设计
10.2.2 生料配比计算
10.3 硅酸盐水泥熟料的煅烧
10.3.1 干燥与脱水
10.3.2 碳酸盐分解
10.3.3 固相反应
10.3.4 熟料的烧结
10.3.5 熟料的冷却
10.3.6 其他组分的作用
10.3.7 熟料热耗
10.4 硅酸盐水泥的水化和硬化
10.4.1 熟料矿物的水化
10.4.2 硅酸盐水泥的水化
10.4.3 水化速率与凝结时间的调节
10.4.4 水化热
10.4.5 体积变化
10.4.6 水泥石的结构
10.5 硅酸盐水泥的化学侵蚀
10.5.1 淡水侵蚀
10.5.2 酸和酸性水侵蚀
10.5.3 硫酸盐侵蚀
10.5.4 含碱溶液侵蚀
10.5.5 提高水泥抗蚀性的措施
10.6 掺混合材的硅酸盐水泥
10.6.1 水泥混合材料
10.6.2 掺混合材硅酸盐水泥的定义和指标
10.6.3 掺混合材硅酸盐水泥的生产及其性能
10.7 特性水泥和专用水泥
10.7.1 快硬和特快硬水泥
10.7.2 抗硫酸盐、中低热及道路水泥
10.7.3 膨胀和自应力水泥
10.7.4 油井水泥
10.7.5 装饰水泥
10.7.6 砌筑水泥
思考题
11 混凝土
11.1 概述
11.1.1 混凝土的定义及分类
11.1.2 混凝土的特点
11.1.3 对混凝土的基本要求
11.2 普通混凝土的组成材料
11.2.1 水泥
11.2.2 细骨料
11.2.3 粗骨料
11.2.4 混凝土拌和用水和养护用水
11.3 混凝土的主要技术性质
11.3.1 混凝土拌合物的和易性
11.3.2 混凝土的强度
11.3.3 混凝土的变形性能
11.3.4 混凝土的耐久性
11.4 混凝土外加剂
11.4.1 混凝土外加剂分类
11.4.2 减水剂
11.4.3 引气剂
11.4.4 缓凝剂
11.4.5 速凝剂
11.4.6 使用外加剂的注意事项
11.5 混凝土配合比设计
11.5.1 混凝土配合比参数的确定
11.5.2 混凝土配合比设计的步骤
11.5.3 混凝土配合比设计实例
11.6 其他品种混凝土
11.6.1 高性能混凝土(HPC,High Performance Concrete)
11.6.2 轻骨料混凝土(Light Weight Aggregate Concrete)
11.6.3 耐酸混凝土(Acid-Resistance Concrete)
11.6.4 纤维增强混凝土(Fiber Reinforced Concrete,FRC)
11.6.5 聚合物混凝土(Concrete-Polymer Material)
思考题
12 玻璃
12.1 概述
12.1.1 玻璃的种类及特性
12.1.2 硅酸盐玻璃的组成与结构
12.1.3 玻璃的结构因素与性质
12.1.4 主要硅酸盐玻璃制品的种类、用途
12.2 玻璃原料与制品加工
12.2.1 原料及配合料的制备
12.2.2 玻璃制品的加工
12.3 特种玻璃
12.3.1 特种玻璃概述
12.3.2 光导纤维
12.3.3 激光玻璃
12.3.4 光致变色玻璃
12.3.5 非线性光学玻璃
12.3.6 快离子导体玻璃
12.3.7 生物功能玻璃
12.3.8 多孔玻璃
思考题
13 陶瓷
13.1 概述
13.1.1 陶瓷的定义与分类
13.1.2 陶瓷的组成、结构与性能
13.1.3 普通陶瓷品种
13.2 坯料及制备
13.2.1 确定坯料配方的原则
13.2.2 坯体组成的表示方法
13.2.3 配料计算
13.2.4 坯料制备
13.2.5 调整坯料性能的添加剂
13.3 成型
13.4 釉料及色料
13.4.1 釉的作用及分类
13.4.2 釉层的性质
13.4.3 坯釉适应性
13.4.4 釉料的组成与配料计算
13.4.5 釉料配制原则
13.4.6 釉料制备
13.4.7 施釉
13.4.8 陶瓷色釉料
13.5 烧成方式的选择和陶瓷产品的缺陷分析
13.5.1 烧成方式的选择
13.5.2 陶瓷的缺陷分析
13.6 特种陶瓷
13.6.1 结构陶瓷
13.6.2 功能陶瓷
思考题
14 耐火材料
14.1 概述
14.1.1 耐火材料的定义和分类
14.1.2 耐火材料的组成与性质
14.1.3 耐火材料生产工艺过程
14.1.4 耐火材料的应用领域
14.2 硅酸铝质耐火材料
14.2.1 硅酸铝质耐火材料生产的物理化学基础
14.2.2 粘土质耐火材料
14.2.3 高铝质耐火材料(High-Alumina Refractory)
14.3 硅质耐火材料
14.3.1 硅质耐火材料生产的物理化学原理
14.3.2 硅砖的生产工艺要点
14.3.3 白泡石砖(天然硅砖)
14.3.4 石英玻璃制品
14.4 镁质耐火材料
14.4.1 镁质耐火材料生产的物化基础
14.4.2 镁质耐火材料的主要品种及生产
14.4.3 镁质耐火材料的应用
14.5 熔铸耐火材料
14.5.1 熔铸莫来石耐火材料(Fused Cast Mullite Refractory)
14.5.2 熔铸锆刚玉耐火材料(Fused Cast Zirconia-Alumina Refractory)
14.5.3 熔铸高铝耐火材料(Fused Cast High Alumina Refractory)
14.6 轻质耐火材料
14.6.1 轻质耐火材料的生产方法
14.6.2 几种主要轻质耐火材料的性能
14.6.3 耐火纤维
14.6.4 氧化铝、氧化锆空心球及其制品
14.7 不定形耐火材料
14.7.1 浇注耐火材料
14.7.2 可塑耐火材料
14.7.3 其他不定形耐火材料
14.8 含碳质耐火材料
14.8.1 碳素耐火材料(Carbon Refractory)
14.8.2 石墨耐火材料(Graphite Refractory)
14.8.3 碳化硅耐火制品
14.9 特种耐火材料简介
14.9.1 概述
14.9.2 特种耐火材料与普通耐火材料的区别
14.9.3 特种耐火材料的用途
14.9.4 国内外特种耐火材料及发展趋势
思考题
15 人工晶体
15.1 晶体的分类及应用
15.1.1 半导体晶体(Semiconductor Crystal)
15.1.2 压电晶体(Piezoelectric Crystal)
15.1.3 硬质晶体(Rigid Crystal)
15.1.4 非线性晶体(Nonlinear Optical Crystal)
15.1.5 光学晶体(Optical Crystal)
15.1.6 激光晶体(Laser Crystal)
15.1.7 电光晶体(Electro-OpticalC rystal)
15.1.8 磁光晶体(Magneto-Optical Crystal)
15.1.9 热释电晶体(Pyroelectric Crystal)
15.1.10 铁电晶体(Ferroelectric Crystal)
15.1.11 X射线分光晶体(X-Ray Spectroscopy Crystal)
15.1.12 闪烁晶体(Scintillation Crystal)
15.2 晶体生长
15.2.1 晶体生长热力学
15.2.2 晶体生长动力学
15.3 晶体生长方法
15.3.1 从熔体中生长晶体
15.3.2 低温溶液生长
15.3.3 高温溶液生长
15.3.4 水热法生长
思考题
第三篇 环境保护
16 大气污染及其防治
16.1 烟尘和粉尘的污染及其防治
16.1.1 烟尘及粉尘的危害
16.1.2 粉尘的基本性质
16.1.3 烟尘污染的防治
16.1.4 粉尘污染的防治
16.2 除尘设备
16.2.1 沉降室
16.2.2 惯性除尘器
16.2.3 旋风除尘器
16.2.4 袋式除尘器
16.2.5 颗粒层除尘器
16.2.6 湿式除尘器
16.2.7 电除尘器
16.2.8 除尘效率的计算
16.2.9 除尘设备的适应性
16.3 废气的污染及其防治
16.3.1 硫氧化物的危害及其防治
16.3.2 氮氧化物的危害及其防治
16.3.3 碳氧化物的危害及其防治
16.3.4 含氟废气的危害及其防治
16.3.5 含镉废气的危害及其防治
16.3.6 含铅废气的危害及其防治
16.3.7 含砷废气的危害及其防治
思考题
17 废水污染及其处理
17.1 概述
17.2 含固体悬浮物废水的危害及其处理
17.2.1 固体悬浮物的危害
17.2.2 含固体悬浮物废水的处理
17.3 含酚废水的危害及其处理
17.3.1 酚的危害
17.3.2 含酚废水的处理
17.4 含氟废水的处理
17.4.1 石灰-二氧化碳曝气法
17.4.2 镁盐-石灰法
17.5 含砷废水的处理
17.5.1 石灰乳沉淀法
17.5.2 石灰-铁(铝)盐沉淀法
17.5.3 硫化物沉淀法
17.6 含汞废水的危害及其处理
17.6.1 汞的危害
17.6.2 含汞废水的处理
17.7 含铬废水的危害及其处理
17.7.1 铬的危害
17.7.2 含铬废水的处理
思考题
18 噪声及其防治
18.1 噪声的危害
18.1.1 噪声对人的听觉的损伤
18.1.2 噪声对睡眠的干扰
18.1.3 噪声对人的心理及生理的影响
18.2 无机非金属材料工业噪声概述
18.2.1 无机非金属材料工业噪声的分类
18.2.2 无机非金属材料工业噪声的特征
18.2.3 无机非金属材料工业的主要噪声源
18.3 噪声的防治
18.3.1 从声源上根治噪声
18.3.2 在传播途径上降低噪声
18.3.3 在噪声接受点进行防护
思考题
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