陶瓷工艺学及答案

1、1. 陶瓷原料按工艺特性可分为哪四类原料？一般按原料的工艺特性分为：可塑性原料、瘠性原料、熔剂性原料和功能性原料四大类。2. 传统陶瓷的三大类原料是什么？答：粘土、石英、长石3. 指出粘土、粘土矿物、高岭土、高岭石的差异答：黏土是一类岩石的总称，这有利于区分黏土、黏土矿物、高岭土、高岭石等这些名词的不同黏土矿物：含水铝硅酸盐，组成黏土的主体，其种类和含量是决定黏土类别、工业性质的主要因素。 高岭土主要由高岭石组成的黏土称为高岭土。4. 说明原生粘土和次生粘土的特点答：原生粘土：一次粘土，母岩风化后在原地留下来的粘土，产生的可溶性盐被水带走，因此质地较纯，耐火度高，颗粒较粗，可塑性差；次生粘土：

2、二次粘土、沉积粘土，由河水或风力将风化产生的粘土迁移至低洼地带沉淀所成。颗粒较细，可塑性好，夹杂其它杂质，耐火度差。5. 粘土按耐火度可分为哪几类，各自特点是什么？P176. 粘土的化学组成主要是什么？主要化学成分为SiO2、A12O3和结晶水（H2O）。分别说明氧化铝、二氧化硅、氧化铁/二氧化钛、碱金属/碱土金属氧化物、有机质对粘土烧结的影响（1）SiO2 ：若以游离石英状态存在的SiO2多时，黏土可塑性降低，但是干燥后烧成收缩小。（2）Al2O3 ：含量多，耐火度增高，难烧结。（3）Fe2O31 ，TiO2 0.5 ：瓷制品呈白色，含量过高，颜色变深，还影响电绝缘性。（4）CaO、MgO、

3、K2O、Na2O：降低烧结温度，缩小烧结范围。（5） H2O、有机质：可提高可塑性，但收缩大。7. 粘土中根据矿物的性质和数量可以分为哪两类？哪些是有益杂质矿物，哪些是有害杂质？根据性质和数量分为两大类：黏土矿物和杂质矿物有益杂质：石英、长石有害杂质：碳酸盐、硫酸盐、金红石、铁质矿物8. 指出碳酸盐、硫酸盐对陶瓷烧结的影响碳酸盐主要是方解石、菱镁矿；硫酸盐主要是石膏、明矾石等。一般影响不大，但以较粗的颗粒存在时。往往使坯体烧成后吸收空气中的水分而局部爆裂。9. 粘土矿物主要有哪三类？各自结构上有什么特点？试用材料分析手段说明如何鉴别高岭石、蒙脱石等粘土矿物。a高岭石类:b蒙脱石类:c伊利石类:

4、杆状以及蠕虫状。二次高岭土中粒子形状不规则，边缘折断，尺寸较小。 为Al2O3·4SiO2·nH2O 高岭石属三斜晶系，常为细分散状的晶体，外形常呈六方鳞片状、粒状和 蒙脱石晶体为单斜晶系，晶粒呈不规则细粒状或鳞片状，可塑性好。理论化学通式 伊利石(Illite)类矿物是白云母KAl2(AlSi3O10)(OH)2 经强烈的化学风化作用而转变为蒙脱石或高岭石过程中的中间产物。10. 高岭石的理论化学式和结构特点主要矿物成分是高岭石和多水高岭石，理论化学通式是Al2O3·2SiO2·2H2O高岭石为1:1型层状结构硅酸盐矿物，是由硅氧四面体层和铝氧八面体层

5、通过共用的氧原子联系而成的双层结构，从而构成高岭石晶体的基本结构单元层。11. 蒙脱石的理论化学通式？为什么膨润土容易膨胀？蒙脱石晶体为单斜晶系，晶粒呈不规则细粒状或鳞片状，可塑性好。理论化学通式为Al2O3·4SiO2·nH2O两个结构单元层之间以分子间力连结，结构较松散，在外力或极性水分子的作用下层间会产生相对运动而膨胀或剥离。水分子或其它有机分子可以进入层间，可膨胀2030倍！具有强吸水膨胀性、高分散性、悬浮性、触变性、润滑性和吸附性等12. 粘土的工艺性能有哪几类？1. 可塑性2. 结合性3. 离子交换性4. 触变性5. 膨胀性6. 收缩7. 烧结性能8. 耐火度1

6、3. 粘土的颗粒大小对成型、烧结和制品性能有何影响由于细颗粒的比表面积大，其表面能也大，因此当黏土中的细颗粒愈多时，其可塑性愈强，干燥收缩愈大，干后强度愈高， 而且烧结温度低，烧成的气孔率亦小，从而有利于制品的力学强度、白度和半透明性的提高。14. 如何表征粘土的可塑性？怎么改变浆料的可塑性？可塑性是指黏土粉碎后用适量的水调和、混练后捏成泥团，在一定外力的作用下可以任意改变其形状而不发生开裂，除去外力后，仍能保持受力时的形状的性能。15. 如何表征粘土的离子交换性能表征方法：交换容量，100g干黏土能够交换的离子量。16. 粘土的触变性是指什么？产生的原理？举例说明在生产中如管道输送、注浆成型

7、的应用。黏土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，粘度会降低而流动性增加，静置后又能逐渐恢复原状。反之，相同的泥料放置一段时间后，在维持原有水分的情况下会增加粘度，出现变稠和固化现象。上述情况可以重复无数次。黏土的上述性质统称为触变性，也称为稠化性。本质：黏土颗粒表面电荷与水形成的网络结构含水率提高，温度升高，均能减弱网络结构，减小触变性表征：稠化度，泥料的黏度变化之比或者剪切应变变化的百分数触变性过小，生坯强度不够，影响成型、脱模和修坯质量；触变性太大，泥浆在管道运输困难，生坯容易变形17. 高岭土磨细会产生膨胀，蒙脱石吸水也发生膨胀，二者的差异？答：高岭石为1:1型层状结构硅酸盐矿物，是由硅氧四

8、面体层和铝氧八面体层通过共用的氧原子联系而成的双层结构，从而构成高岭石晶体的基本结构单元层。其晶体结构与高岭石的不同之处在于晶层间填充着按一定取向排列层间水分子，因而沿c轴方向晶格常数增大，层间水能抵消大部分氢键结合力，使得晶层只靠微弱的分子键相连，使水分子进入层间形成层间水，使其膨胀蒙脱石是2：1层状结构，两层硅氧四面体夹一层铝氧八面体两个结构单元层之间以分子间力连结，结构较松散，在外力或极性水分子的作用下层间会产生相对运动而膨胀或剥离。水分子或其它有机分子可以进入层间，可膨胀2030倍！具有强吸水膨胀性18. 一个长度100mm的生坯，干燥线收缩5%，烧成线收缩10%，体积收缩多少？19.

9、 对两种粘土，试判断哪种粘土的可塑性好，哪种粘土的耐火度高？20. 石英的转变类型有哪两类？为什么在573-石英向-石英转变的体积变化只有0.82%，却对陶瓷的危害很大？石英的晶型转化类型有两种：（1）高温型的缓慢转化（横向）（2）低温型的快速转化（纵向）位移式转化：低温下发生，转化迅速，又是在无液相的干条件下进行的，因而破坏性强，危害很大。21. 什么叫耐火度？如何测量耐火度？易熔粘土、难熔粘土和耐火粘土怎么划分？耐火度是耐火材料的重要技术指标之一，它表征材料无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性能。衡量材料在高温下使用的温度。黏土无熔点，随温度上升逐渐软化熔融，直至变成玻璃态。测试方法：测温三角

10、锥 ，首先根据制品的最高烧成温度，选择三个相邻锥号组成一组，即一个锥号相当于最高烧成温度，一个高于这个温度，一个低于这个温度。将这一组测温锥的下底嵌插在耐火泥制成的长方形底座上，嵌入深度约为其长度的10左右。锥体直角棱线与底座平面成80度倾斜角 。22. 简述粘土原料在陶瓷生产中的作用黏土是陶瓷生产中的主要原料，它可赋予坯体可塑性和烧结性，从而保证了陶瓷制品的成型、烧结和较好的性能。1. 黏土的可塑性是陶瓷坯泥赖以成型的基础。2. 黏土使注浆泥料与釉料具有悬浮性与稳定性。3. 黏土一般呈细分散颗粒，同时具有结合性。4. 黏土是陶瓷坯体烧结时的主体。5. 黏土是形成陶器主体结构和瓷器中莫来石晶体

11、的主要来源。23. 简述石英在陶瓷生产中的作用。1. 石英是瘠性原料，对泥料的可塑性起调节作用。提供生坯排水通道，降低坯体的干燥收缩，缩短干燥时间并防止坯体变形。2. 在陶瓷烧成时 ，石英的加热膨胀可部分抵消陶瓷坯体的体积收缩。在高温下石英能部分溶解于液相中，增加熔体的黏度。而未溶解的石英颗粒，则构成坯体的骨架。3. 在瓷器中，石英对坯体的力学强度有着很大的影响。合理的石英颗粒能大大提高瓷器坯体的强度，也能使瓷坯的透光度和白度得到改善。4. 石英对陶瓷釉料的性能有很大影响。在釉料中，石英是生成玻璃质的主要组分。增加釉料中石英含量能提高釉的熔融温度与黏度，并减少釉的热膨胀系数。24. 简述长石在

12、陶瓷生产中的作用熔融后的长石熔体能熔解部分高岭土分解产物和石英颗粒。液相中Al2O3和SiO2相互作用，促进莫来石晶体的形成和长大，赋予了坯体的力学强度和化学稳定性。长石熔体能填充于各结晶颗粒之间，有助于坯体致密和减少空隙。在釉料中长石是主要熔剂。长石作为瘠性原料，在生坯中还可以缩短坯体干燥时间、减少坯体的干燥收缩利变形等。25. 长石的种类有几种，各自的理论化学式26. 钾长石和钠长石各自的熔融特点答：钾长石熔融温度不是太高，且熔融温度范围宽，高温下钾长石熔体的黏度大，且随着温度的增高其黏度降低较慢。钠长石熔融温度范围窄，粘度随温度的升高下降较快，容易在烧制中引起产品变形。27. 日用陶瓷选

13、用钾钠长石的要求。答：Al2O3含量为15%20%K2O与Na2O总量不小于12%，其中K2O与Na2O的质量比大于3，CaO与MgO总量不大于1.5%，Fe2O3含量在0.5%以下为宜。在选用时，应对长石的熔融温度、熔融温度范围及熔体的黏度做焙烧实验。陶瓷生产中适用的长石要求共熔融温度低于1230，熔融范围应不小于305028. 瓷石的组成和烧成特点答：瓷石是一种由石英，绢云母组成，并含有若干高岭石，长石等的岩石状矿物集合体。烧成特点：瓷石的可塑性不高，结合强度不大，但干燥速度快 。一般玻璃化温度在11501350之间，玻化温度范围较宽。烧成时绢云母兼有黏土及长石的作用，能生成莫来石及玻璃相

14、，其促进成瓷及烧结作用29. 叶腊石的理论化学式、晶体结构和烧成特点答：叶蜡石属单斜晶系，化学通式为：A12O3·4SiO2·H2O， 晶体结构式为：A12(Si4O10)(OH)2，理论化学组成为：A12O3 28.30，SiO2 66.70，H2O 5.00。烧成特点：收缩率小，膨胀系数小，与良好的热稳定性和小的吸湿膨胀，时候制造尺寸准确或热稳定性能好的制品。30. 铝土矿根据成分可分为哪几类答：沉积型：一水硬铝石(-Al2O3.H2O)、一水软铝石(-Al2O3.H2O)，斜方晶型风化型：三水铝石(Al2O3.H2O, Gibbsite )，单斜晶型31. 硅线石族矿

15、物有哪几种，转变为莫来石的反应式？答：包括硅线石、蓝晶石和红柱石。反应式：3(Al2O3.2SiO2) 3Al2O3.2SiO2+SiO232. 滑石的理论化学式和晶体结构，为什么滑石使用前需要预烧？答：其化学式为 3MgO·4SiO2·H2O，晶体结构式是Mg3Si4O10(OH)2由于滑石多是片状结构，破碎时易呈片状颗粒并较软，故不易粉碎。在陶瓷制品成型过程中极易趋于定向排列，导致干燥、烧成时产生各向异性收缩，往往引起制品开裂。生产中常采用预烧的方法破坏滑石原有的片状结构，预烧温度一般在12001410。33. 硅灰石和透辉石的理论化学式，为什么透辉石可用作低温快速烧成

16、原料？ 答：硅灰石其化学通式为CaO· SiO2，晶体结构式为Ca SiO3，理论化学组成为CaO 48.25，SiO2 51.75。 透辉石的化学式为CaO·MgO·2SiO2，晶体结构式：CaMgSiO3，理论化学组成为：CaO 25.9，MgO 18.5，SiO2 55.6。原因：其一是它本身不具有多晶转变，没有多晶转变时所带来的体积效应；其二是透辉石本身不含有机物和结构水等挥发组分，故可快速升温； 其三是透辉石是瘠性材料，干燥收缩和烧成收缩都较小；其四是透辉石的膨胀系数不大，且随温度的升高而呈线性变化，也有利于快速烧成；其五是从透辉石中引入钙、镁组分，构成

17、了硅-铝-钙-镁为主要成分的低共熔体系，可大为降低烧成温度。34. 含锂的矿物有哪两种，各自的理论化学式。Li作为熔剂引入陶瓷有什么优点？ 答：锂辉石：锂辉石的化学式为Li2O·Al2O3·4SiO2，晶体结构式为LiAl(SiO3)2锂云母 ：其化学式为LiF.KF.Al2O3.3SiO2，晶体结构式K(Li,Al)3(Al,Si) Si3O10(F, OH)2，化学组成不定。 优点：非常强的熔剂化作用，能显著降低材料的烧结和熔融温度。其表面张力小，故可降低釉的成熟温度、增强釉的高温流动性。35. 常见的碳酸盐矿物有哪几类，各自的化学通式，如何用热分析的方法区分它们？答：

18、 方解石其理论组成为CaCO3，菱镁矿的化学通式是MgCO3，白云石是CaCO3和MgCO3的复盐，化学通式为CaMg(CO3)236. 列举常见的工业氧化物、碳化物、氮化物、硼化物原料。答：氧化物类原料：氧化铝（Al2O3）、 氧化镁（MgO）、氧化铍（BeO）、氧化锆（ZrO2）碳化物： 碳化硅、碳化硼 氮化物： 氮化硅、氮化铝 硼化物：TiB2、ZrB2、CaB637. 常见的工业氧化铝有哪三种类型，各自的特点。刚玉指的是哪种氧化铝？ 答：-Al2O3，-Al2O3 和-Al2O3。-Al2O3在自然界中以天然刚玉、红宝石、蓝宝石等矿物存在。具有熔点高、硬度大、耐化学腐蚀、优良的介电性能

19、，是氧化铝各种晶型中最稳定的，所以用-Al2O3为原料制造的陶瓷材料，其力学性能、高温性能、介电性能及耐化学腐蚀性能都是非常优越的。-Al2O3，-Al2O3不是纯的Al2O3，发现时认为它是Al2O3的一种晶型，并命名为-氧化铝，一直沿用到现在，后来才知道它含有钠，是一种Al2O3含量很高的多铝酸盐矿物的总称。钠-Al2O3是最具实用价值的一种变体，它属于六方晶系。由于Na+可在晶格内迁移、扩散和进行离子交换，所以-Al2O3具有较高的离子导电能力和松弛极化现象，可作为钠硫电池的导电隔膜材料。-Al2O3是一种不稳定的化合物，在加热时会分解出Na2O(或RO)和-Al2O3，而Na2O则挥发

20、逸出。-Al2O3，-Al2O3是氧化铝的一种低温晶型，等轴晶系，尖晶石型结构，晶体结构中氧原子呈立方密堆积，铝原子填充在间隙中。由于晶格松散，堆积密度小，因此密度也较小。 -Al2O3是一种白色松散粉状的晶体，是由许多微晶组成的多孔球状集合体，空隙率达50，故吸附力强。-Al2O3不存在于自然界中，只能用人工方法制取。在高温下不稳定，在9501500范围内不可逆地转化为稳定型的-Al2O3，同时发生体积收缩。因此，实际生产中常需要预烧，其目的主要是使-Al2O3全部转变为-Al2O3，从而减少陶瓷坯体的烧成收缩。注：对于工业氧化铝，通常要加入适当的添加剂，如氟化物或硼酸(H3BO3)等，加入

21、量一般为0.33(质量分数)，预烧质量与预烧温度有关，预烧温度偏低，则不能完全转变成-Al2O3，且电性能降低；若预烧温度过高，粉料发生烧结，不易粉碎，且活性降低。38. 氧化镁容易吸潮水化，如何获得高密度、活性较高的氧化镁？答：要得到活性较大的MgO，在1000以上煅烧，煅烧温度在17001800之间，则得到死烧MgO。一般的煅烧温度为1400。由氢氧化镁制取的MgO，体积密度最大。要获得高纯度、高密度的MgO，先用蒸馏水将MgO水化为氢氧化镁，再高温煅烧，磨细。39. 大规模集成电路有考虑用氧化铍作为基板，是利用了它哪几种物理性能？氧化铍生产中应该采取安全保护措施，原因是什么？答：BeO具

22、有与金属相近的导热系数，约为309.34W/(m·K)，是-Al2O3的1520倍。BeO具有好的高温电绝缘性能，介电常数高，介质损耗小，BeO热膨胀系数不大。但机械强度不大，仅氧化铝的1/4。 BeO有剧毒，操作时必须注意防护。40. 氧化锆的晶型转变关系式，3Y-PSZ、8Y-SZ分别指什么？答：3Y-PSZ，3%mol的氧化钇部分稳定二氧化锆 8Y-SZ，8%mol的氧化钇完全稳定二氧化锆 ;2Al+N2=2AlN41. -SiC、-SiC、6H-SiC、15R-SiC在晶体结构上的差异，列举几种SiC的合成方法及反应式答：表1-26二氧化硅碳热还原法：SiO2+3C=SiC+

23、2CO气相沉积法：42. 碳化硼的显著特点？列举三种合成方法和反应式答：具有高熔点、低密度、高导热、高硬度：硬度仅次于金刚石和立方BN，超过SiC的50%；高耐磨性：刚玉的12倍，热膨胀系数低，因此具有很好的热稳定性。在1000时能抵抗空气的腐蚀，更高温度易氧化；具有高的抗酸性与抗碱性，耐大多数金属腐蚀碳化硼可以吸收大量的中子而不会形成任何放射性同位素，因此它在核能发电场里它是很理想的中子吸收剂 。B4C原料粉末的主要合成方法有：硼碳元素直接合成法、硼酐碳热还原法、镁热法、BN+碳还原法、BCl3的固相碳化和气相沉积.43. -Si3N4和-Si3N4的结构差异？为什么氮化硅陶瓷的抗氧化性好？

24、列举氮化硅的三种合成方法和反应式表1-28答：-Si3N4（颗粒状）和-Si3N4（长柱或针状），两者均属六方晶系，由SiN4共顶点构成三维结构。 相由两层不同且由变形的非六方环层重叠而成，内部应变大，自由能较高；相结构对称性高，由几乎完全对称的6个SiN4四面体组成的六方环层在c轴方向重叠而成。 氮化硅与氧反应形成SiO2的表面保护膜，阻碍Si3N4的继续氧化44. 列举AlN的三种合成方法和反应式，为什么AlN陶瓷不能在潮答：（1）铝和氮(或氨)直接反应法工业上常采用该法：碳热还原法Al2O3和C的混合粉末在N2或NH3气氛中加热：（3）铝的卤化物(AlCl3、AlBr3)和氨反应法：Al

25、N粉料都容易发生水解反应：因此，必须对制备好的AlN粉末进行处理，以降低粉料表面活性。通常将AlN粉在氩气中加热到18002000处理，以降低其活性。 45.硼化物陶瓷具有哪些共同的性质，列举三种通用的制备方法答：具有高熔点、高强度、高化学稳定性。 直接合成法：成本高，适合实验室制备 碳热还原法：自蔓延高温合成；46.工业固体废物有哪几类，为什么煤矸石可用作陶瓷原料？答：煤矸石、粉煤灰、高炉矿渣、选矿尾渣等工业废物在一定程度上可代替传统矿产资源，制备陶瓷材料。 主成分为SiO2、Al2O3，含量占6085%。还有Fe2O3、K2O、Na2O、CaO、MgO、TiO2及SO3

26、等 矿物成分：高岭石、石英、蒙脱石、长石、伊利石、方解石、硫化铁等，因而可用作陶瓷原料。 2347. 粉体的粒径对其哪些性质有明显影响？答：颗粒的粒径大小对其性质有很大影响，其中最敏感的有粉体的比表面积(specific surface area)、可压缩性(coercibility)和可浇注性(castability)。同时粉体颗粒的粒度决定了粉体的应用范畴，是粉体诸多物理性质中最重要的特征值。48. 解释一次颗粒、二次颗粒、团聚，软团聚和硬团聚的差异答：一次颗粒(primary particulate)没有堆积、絮联等结构的最小单元的颗粒。二次颗粒(secondary particulat

27、e)指存在有在一定程度上团聚了的颗粒。团聚(agglomerate)一次颗粒之间由于各种力的作用而聚集在一起称为“二次颗粒”的现象。 差异：软团聚（Soft Agglomerate）：粒子之间由非化学键结合所形成的团聚，例如一般粉体非常细微时产生的团聚。硬团聚（Hard Agglomerate）：粒子之间由于发生化学作用，形成化学结合产生的团聚，例如粉体煅烧温度过高时产生的团聚。49. 解释等体积相当径、等面积相当径、筛分直径、stokes直径的定义，以及各自的测量方法答：等体积相当径：将某种颗粒所具有的体积用同样体积的球来与之相当，这种球的直径，就代表该颗粒的大小。一般用coulter计数器

28、测定。等面积相当径：将某种颗粒所具有的表面积用同样表面积的球来与之相当，这种球的直径，就代表该颗粒的大小。一般用BET法测定筛分直径：颗粒可通过最小方孔宽度stokes直径：层流颗粒的自由下落直径，即斯托克斯经。用沉降法测得50. 颗粒粒径分布有哪两种表达方式，d50、d90、d10、d50和SPAN的含义 答：分为频率分布和累积分布。d50、d90、d10：分别指在累积分布曲线上占颗粒总量为50、90及10所对应的粒子直径；d50：指众数直径即最高峰的半高宽(FWHM)。分布宽度SPAN：51. 选择颗粒测试方法需要注意哪几点？答：1、了解待测样品是否符合实验要求和环境，如X射线沉降法不适于

29、测量不吸收X射线的物质；2.了解测试方法所基于的原理与被测参数和颗粒尺寸之间的数学关系；在建立这些关系时，曾作了哪些假设，这些假设对仪器的要求，它有哪些优点和局限性；3.必须明确所得到数据是以哪种为基准的粒径分布，是颗粒的数量分布、质量分布还是表面积分布等。52. 200目指的是什么意思，粒径多少？325目呢？万孔筛余5%指的是什么意思？答：目”系指在筛面的25.4mm（1英寸）长度上开有的孔数。200目，开有200个孔为200目筛。粒径：25.4/200=0.127mm万孔筛余5%：在1cm×1cm的面积开一万个空筛分留在筛上的5%。53. 沉降法的原理是什么，测得的是什么直径？答

30、：颗粒在液体介质中的沉降速率来确定其颗粒尺寸。利用Stokes定律来计算颗粒的等效直径。54. 感应区法分几种？简述各自的原理。答：感应区法分两种：电阻变化法、光学方法电阻变化法原理：采用小孔电阻原理，即库尔特法coulter。小孔管浸泡在电解液中，小孔管内外各有一个电极，电流可以通过孔管壁上的小圆孔从阳极流到阴极。测量时将颗粒分散到液体中，颗粒就跟着液体一起流动。当其经过小孔时，小孔的横截面积变小，两电极之间的电阻增大，电压升高，产生一个电压脉冲。在一定的范围内脉冲的峰值正比于颗粒体积。光学方法：光照射颗粒时发生散射，通过颗粒时，一些产生衍射，光的散射与衍射等特征与颗粒的粒度有一定的关系。5

31、5. 吸附法测出的是什么粒径？什么情况下吸附法测量值不可靠？答：等面积相当径。适用：颗粒内部无孔隙。如对于多孔的活性炭颗粒，就无法利用比表面积计算粒度。56. 写出X射线宽化法的公式，适用范围？什么情况下其测量值可以代表颗粒大小？答：适用范围：1100nm k取为0.89 B：衍射峰宽化，扣除仪器宽化 D?Bcos?而X射线衍射线线宽法测定的是微细晶粒尺寸57. 显微镜法分为哪三种，Martin径、Feret径和投影面积直径的定义。 答：光学显微镜法、透射电子显微镜法、扫描电子显微镜法Martin径：颗粒投影的对开线长度，也称定向径Feret径：颗粒投影的二对边切线（相对平行）之间距离投影面积

32、直径：与处于稳态下颗粒相同投影面积的圆直径58. 列举5种粉体的化学成分分析方法答：分析化学方法、X射线荧光技术、质谱、中子激活分析、电子微探针、离子微探针59. 列举粉体的晶态表征方法。答：X射线衍射法，具体的X射线衍射方法有劳厄法、转晶法、粉末法、衍射仪法等，其中常用于陶瓷的方法为粉末法和衍射仪法，含量>5%电子衍射法， 电子衍射法包括以下几种：选区电子衍射、微束电于衍射、高分辨电子衍射、高分散性电子衍射、会聚束电子衍射等。60. 原料粗碎、中碎和细碎的出料直径，各阶段采用的设备？61. 颚式破碎机的特点 答：主要用于块状料的前级处理；设备结构简单，操作方便，产量高；进料粒度大，出料

33、粒度较粗，粒度调节范围小，破碎比小（4）62. 圆锥破碎机和颚式破碎机的相同和不同之处答：相似之处：即都对物料施以挤压力，破碎后自由卸料。不同之处：圆锥破碎机的工作过程是连续进行，物料夹在两个锥面之间同时受到弯曲力和剪切力的作用而破碎，故破碎较易进行。因此，生产能力较鄂式破碎机大，动力消耗低。63. 锤式破碎机的优缺点答：优点：生产能力高，破碎比大，电耗低，机械结构简单，紧凑轻便，投资费用少，管理方便。缺点：粉碎坚硬物料时锤子和篦条磨损较大，金属消耗较大，检修时间较长，需均匀喂料，粉碎粘湿物料时生产能力降低明显，甚至因堵塞而停机。为避免堵塞，被粉碎物料的含水量应不超过10%15。64. 反击式

34、破碎机的三个破碎作用答： (1) 自由破碎：破碎腔内的物料受高速板锤的冲击、物料之间的相互撞击、板锤与物料及物料之间的摩擦作用而粉碎。(2) 反弹破碎：由于高速旋转的转子的板锤的冲击作用，使物料获得很高的运动速度而撞击到反击板上，从而得到进一步的粉碎。(3) 铣削破碎 ：经上述两种作用未能被破碎的大于出料口尺寸的物料在出口处被高速旋转的锤头铣削而粉碎。65. 轮碾机的工作原理答：在轮碾机中，物料原料在碾盘与碾轮之间的相对滑动及碾轮的重力作用下被研磨压碎。碾轮越重尺寸越大，粉碎力越强。为了防止铁污染，经常采用石质碾轮和碾盘。用作破碎时，产品的平均尺寸为38 mm；粉磨时为0.30.5mm。66.

35、 球磨机的工作原理，进料和出料粒径。答：进料粒度：6mm，球磨后细度：1.50.075mm工作原理：当筒体旋转时带动研磨体旋转，靠离心力和摩擦力的作用，将磨球带到一定高度。当离心力小于其自身重量时，研磨体下落，冲击下部研磨体及筒壁，而介于其间的粉料便受到冲击和研磨。67. 湿磨为什么比干磨的效率高？答：湿磨的效果较干磨高得多，这是液体介质所起的作用：1.渗入颗粒缝隙之间，使之胀大、变软；2.经毛细管壁或微裂纹扩散至颗粒内部，产生1MPa的压力，起到劈裂作用68. 通常普通陶瓷球磨的料、球、水的比例为多少？答：料:球:水的比例约为1:(1.52):(0.81.2)。69. 钛酸钡陶瓷中掺杂氧化锶

36、，是选择聚四氟乙烯还是陶瓷体的球磨罐？为什么？答：四氟乙烯，研磨时不会产生杂质70. 行星磨的运行方式？答：磨机简体既“自转”，又绕中轴“公转”使研磨介质产生离心力。由于筒体的“行星运动”，加大了研磨介质与物料间的挤压、剪切和冲击力，所以粉碎作用强，容易得到微细粉体。71. 振动磨的原理答:振动粉碎是利用研磨体在磨机内作高频振动而将物料粉碎的。在粉碎过程中，研磨体除了作激烈的循环运动外，还进行剧烈的自转。物料主要受冲击作用，也有研磨作用。由于物料本身不可避免地存在结构上的缺陷，在高频振动下，沿缺陷部位极易产生疲劳断裂。故振动磨能有效地对物料进行超细粉碎。72. 气流粉碎的原理和特点答：利用高压

37、气体作为介质，将其通过细的喷嘴进入粉碎室，此时气流体积突然膨胀、压力降低、流速急剧增大（可以达到音速或超音速），物料在高速气流的作用下，相互撞击、摩擦、剪切而迅速破碎，然后自动分级，达到细度的颗粒被排出磨机。粗颗粒将进一步循环、粉碎，直至达到细度要求。特点：（1）不需要任何固体研磨介质。（2）粉碎室内衬为橡胶、耐磨塑料、尼龙等，可保证物料纯度。（3）在粉碎过程中实现颗粒自动分级，粒度较均匀。（4）耗电量大，附属设备多。噪音、粉尘较大。（5）进料粒度约在10.1 mm之间，出料粒度可达1 m左右， 粉粹比可达1:40。73. 搅拌磨的原理描述答：与球磨类似，“固定的球”，待研磨的浆料由筒底泵入，

38、研磨后由顶部溢出，可连续操作。研磨体加入量占有效容积一半。74. 胶体磨的原理答： 利用固定磨子(定子)和高速旋转磨体(转子)的相对运动产生强烈的剪切、摩擦和冲击等力。被处理的料浆通过两磨体之间的微小间隙，在上述各力及高频振动的作用下被有效地粉碎、混合、乳化及微粒化75. 高能球磨为什么又称为机械力化学法？答：用机械能来诱发化学反应或诱导材料组织、结构和性能的变化，以此来制备新材料。76. 助磨剂的作用原理和种类答：助磨剂的亲水基团易紧密地吸附在颗粒表面，憎水基团则一致排列向外，从而使粉体颗粒的表面能降低。助磨剂进入粒子的微裂缝中，积蓄破坏应力，产生劈裂作用，从而提高研磨效率。液体助磨剂：醇类

39、:甲醇、丙三醇 胺类:三乙醇胺、二异丙醇 胺酸类:油酸 有机酸盐类:可溶性质素磺酸钙、环烷酸钙 气体助磨剂:丙酮气体、惰性气体 固体助磨剂：如六偏磷酸钠、硬脂酸钠或钙、硬脂酸、滑石粉等77. 写出硫酸铝铵固相分解法合成氧化铝的反应式78. 如何判断固相化合反应的温度，如何促进固相化合反应？答：79. 写出二氧化硅碳热还原-氮化法制备氮化硅的反应式答：80. 写出Al热法、Mg热法合成二硼化锆的反应式答：81. 沉淀法的种类有哪几种，均匀沉淀法的途径有几种，络合沉淀法的原理 答：直接沉淀法、均匀沉淀法、 共沉淀法、络合沉淀法均匀沉淀法生长沉淀的主要途径： 溶液中的沉淀剂发生缓慢的化学反应，导致氢

40、离子浓度变化和溶液pH值的升高，使产物溶解度逐渐下降而析出沉淀。 沉淀剂在溶液中反应释放沉淀离子，使沉淀离子的浓度升高而析出沉淀。原理：金属离子与柠檬酸、EDTA等络合剂形成常温温度的络合物，在适当的pH和温度下，络合物被破坏，释放出金属离子与外加的沉淀剂作用形成沉淀物。82. 溶胶-凝胶法的种类、优点和缺点（参考教材）答：种类：无机金属盐水解、醇-金属醇盐体系的反应优点：（1）最大优点是制备过程温度低（2）化学均匀性好（3）高纯度（4）材料掺杂的范围宽（5）成型方式多样（6）在薄膜制备方面，Sol-Gel工艺显出独特的优越性（7）在一定条件下，溶胶液的成纤性能很好，可以用以生产氧化物，特别是

41、难熔氧化物纤维。（8）可以得到一些用传统方法无法获得的材料缺点：（1）所用原料昂贵，可能有害（2）反应影响因素较多（3）工艺过程时间较长（4）所得到制品容易产生开裂（5）在凝胶点处粘度迅速增加83. 冷冻干燥法的原理答：将配制好的阳离子盐溶液喷入到低温有机液体中（用干冰或丙酮冷却的乙烷浴内），使液体进行瞬间冷冻和沉淀在玻璃器皿的底部，将冷冻球状液滴和乙烷筛选分离后放入冷冻干燥器，在维持低温降压条件下，溶剂升华、脱水，再在煅烧炉内将盐分解，可制得超细粉体。84. 解释喷雾干燥法和喷雾热解法答：喷雾干燥法将溶液分散成小液滴喷入热风中，使之快速干燥的方法。喷雾热解法将金属盐溶液喷雾至高温气氛中，溶剂

42、蒸发和金属盐热解在瞬间同时发生，从而直接合成氧化物粉末的方法85. 水热法的基本原理和优点？简述晶体生长的三个阶段答：原理：高温高压下氢氧化物在水中的溶解度大于氧化物，发生氢氧化物溶解、氧化物析出的过程；也可将制备好的氢氧化物通过化学反应在高温高压下生成氧化物。避免了沉淀法需要煅烧会形成硬团聚的缺点，合成的氧化物具有：分散性好、大小可控、团聚少、结晶性好、晶格发育完整、有良好的烧结活性等特点。溶解阶段：原料在水热介质中溶解，以离子、分子团形式进入溶液运输阶段：体系中存在有效的热对流、溶解区域和生长区域之间存在浓度差，离子或分子被输运到生长区。 结晶阶段：离子或分子在生长界面上吸附、分解与脱附，

43、吸附的物质在界面上运动、结晶。86. 溶剂热法中溶剂的选择原则答：1.具有较低的临界温度，降低粘度，促进反应物溶解和产物结晶；2.具有较低的吉布斯溶剂化能，促进产物从介质中结晶；3.不与反应物反应，反应物不会再溶剂中溶解4.考虑溶剂的还原能力以及共结晶析出的可能性。87. 模板法的种类和各自原理答：分为硬模板法、软模板法、生物模板法。（1）硬模板法利用材料的内表面或外表面为模板，填充到模板的单体进行化学或电化学反应，控制反应时间，除去模板后得到纳米颗粒、线、棒、管、空心球、多孔材料等。（2）软模板法以两亲分子（亲水、亲油）形成有序聚集体，如LB膜、胶束、微乳液、囊泡、溶致液晶（LLC）等，这些

44、软模板分别通过介观尺寸的有序结构以及亲水、亲油区域来控制颗粒的形状、大小和取向。（3）生物分子模板法以生物大分子作为模板来制备介孔材料，对于生物模板形成介孔的机理，如何通过合成条件控制介孔的孔径及分布，以及其有序性的研究还在开展。88. 超声法的原理答：利用声空化能加速或控制化学反应，提高反应产率和引发新的化学反应的一种方法。89. 解释PVD和CVD答：90. 解释长石质瓷、绢云母瓷、骨灰瓷和滑石瓷答：长石质瓷以长石作助熔剂的“长石-石英-高岭土”三组分系统瓷绢云母瓷以绢云母作助熔剂的“绢云母-石英-高岭土”系统瓷骨灰瓷骨灰瓷是以磷酸钙为基础的瓷器。以磷酸钙作助熔剂的“磷酸钙-石英-高岭土-

45、长石”系统瓷 滑石瓷以滑石为主体成分的镁质瓷91. 已知景德镇某坯料和釉料的化学组成如下表，分别计算其坯式和釉式，以及酸度系数C.A。 92. 某PZT陶瓷的坯式为Pb(Zr0.53Ti0.47)O3，试用钛酸四丁酯（MW=340.3）、硝酸铅（Pb(NO3)2，MW=331.2）、氧氯化锆（ZrOCl2.8H2O，MW=322.2）为原料，计算每种原料的质量分数。 93. 如何去除陶瓷原料中的铁杂质？ 答：对于有害的铁杂质，常采用酸洗和磁选的方法予以清除 94. 为什么原料氧化铝需要煅烧？列举出氧化铝煅烧质量的检测方式 检测方法：染色法、光学显微镜、密度法 95. 预合成有什么优点？ 答：1

46、.可使配料过程简化，减少配料时的计算误差和称量误差，从而使材料的组成恒定且均匀，特别是某些含量较少的原料能均匀分布。 2.在合成过程中，原料可以排出含有的结晶水以及完成多晶转化，这对提高瓷件性能也有利。 96. 常见的塑化剂有哪几种？热压铸成型通常选用哪种塑化剂？塑化剂对坯体性能有何影响？99页 塑化剂对坯体性能的影响： 聚乙烯醇的聚合度对成型性能的影响 黏结剂对坯体机械强度的影响 黏结剂对电性能的影响 黏结剂对烧成气氛的影响 塑化剂挥发速率的影响97. 解释造粒法，列举常见的造粒方法答：造粒是在原料细粉中加入一定量的塑化剂，制成粒度较粗、具有一定假颗粒度级配、流动性较好的团粒(2080目)，

47、以利于新型陶瓷坯料的压制成型常用的造粒方法主要有手工造粒法、加压造粒法、喷雾干燥造粒法、冻结干燥法。98. 为使注浆成型用的浆料具有一定的悬浮性，通常可采取什么办法？答：让料浆悬浮的方法一般有两种：一种是控制料浆的pH值；另一种是利用有机表面活性物质的吸附。99. 制定釉料配方的原则有哪些？答：（1）根据坯体的烧结性质调节釉料的熔融性质釉料的熔融性质（2）釉料的膨胀系数与坯体膨胀系数相适应（3）坯体与釉料的化学组成相适应（4）釉的弹性模量与坯的弹性模量相匹配（5）合理选用原料 100. 釉料的熔融性质包括哪几方面的指标，具体要求是什么？答：包括釉料的熔融温度、熔融温度范围和釉面性能三方面的指标

48、。具备良好的熔融性能，同时具有较高的始熔融温度，较宽的熔融温度范围(不小于30)。101.按赛格尔规定，釉料中RO基的组成是什么？102.试解释一般陶器和瓷器中SiO2与Al2O3比例的差异，见下表。106页 答：塞格尔规定RO基的组成为：0.3(K2O+Na2O)和0.7(CaO+MgO)103. 比较注浆成型、可塑成型、干压成型和等静压成型含水量的多少104. 简述陶瓷生坯成型方法选择的考虑因素答： 产品的形状、大小、厚薄等。 坯料的工艺性能。 产品的产量和质量要求。 成型设备要简单，劳动强度要小，劳动条件要好。 技术指标要高，经济效益要好。105. 说明注浆成型的浆料性能要求答： 料浆的

49、流动性好； 料浆的稳定性要好(即不易沉淀和分层)； 料浆的触变性要小； 料浆的含水量尽可能少，渗透性要好； 料浆的脱膜性要好； 料浆中应尽可能不含气泡。106. 说明注浆成型过程中发生的物理化学变化答：（1）注浆时的物理脱水过程，脱水动力：毛细管力。泥浆注入模型后，在毛细管的作用下，泥浆中的水分沿着毛细管排出。（2）注浆时的化学凝聚过程，石膏起着絮凝剂的作用，促进泥浆絮凝硬化，缩短成坯时间。 107. 四种主要的注浆成型方法答：（1）空心注浆(单面注浆) (2)实心注浆(双面注浆) (3)压力注浆（4）真空注浆108. 注浆用石膏模具可能产生的缺陷(1) 开裂 石膏模过分干燥或太湿，模型各部分

50、干湿程度不同，浆料中原料颗粒过粗，电解质含量少，浆料陈放时间不够，坯体在模内存放时间过长等原因引起。也可能因干燥过快，坯体放得不平等原因而造成开裂。(2) 气孔与针眼 产生的原因有模型过干、过热或过旧；浆料存放过久；浇注时加浆过急；浆料密度大，黏性强；模型内浮灰未去掉；模型设计不妥，妨碍气泡排出等。(3) 变形 模型太湿、脱膜过早、浆料水分太多、原料颗粒过细等都可能引起变形。(4) 塌落 原因是浆中原料过细、水分多、温度高、电解质多、模型过湿、新模型表面的油膜未去掉。(5) 粘模 产生的原因是模型过湿、过冷、过旧、浆料水分过多等。109. 解释为何采用一定粒径分布的粉料比单一粒径的粉料孔隙率(

51、1)很细或很粗的粉料，在一定压力下被压紧成型的能力较差，表现在相同压力下坯体的密度和强度相差很大。(2)细粉加压成型时，颗粒中分布着的大量空气会沿着与加压方向垂直的平面逸出，产生层裂，而含有不同粒度的粉料成型后密度和强度均较高。110. 描述加压过程中密度变化的三个阶段(1)加压的第一阶段，坯体密度急剧增加；(2)第二阶段，当压力继续增加时，坯体密度增加缓慢，后期几乎无变化；(3)第三阶段，当压力超过某一数值(极限变形压力)后，坯体的密度又随压力增高而加大。111. 解释为何双面先后加压比单面加压方式更好(1)单面加压时，坯体中不但有低压区，还有死角。(2) 双面先后加压，两次加压之间有间歇，

52、利于空气排出，使整个坯体压力与密度都较均匀112. 解释“一轻、二重、慢提起”的操作过程“一轻、二重、慢提起”：开始稍加压力，然后压力加大，这样不至于封闭空气排出的通路。最后一次提起上模时要轻些、缓些，防止残留的空气急速膨胀产生裂纹。 当坯体密度要求严格时，可在某一固定压力下多次加压，或多次换向加压。113. 干压生坯出现“过压裂”的原因是什么？由弹性后效引起的不均匀膨胀以及坯体本身性质的不均匀性，往往导致坯体产生层裂，工厂俗称“过压裂”，实际上并非过压.114. 油压机压杆直径40mm，表头压强20MPa，圆柱模具直径10mm，计算加载在物料上的压强。P1:P2=d2*2 : d1*2P1=

53、(d2*2/d1*2)xP2=320MPa115. 解释等静压成型及其具体实施工艺-工艺分为干法和湿法两种-湿法：将预压好的坯料包封在弹性的塑料或橡胶模具内，密封后放入高压缸内，和液体直接接触，通过液体均匀传递压力到坯体上。就均匀压制而言，这种方法是最理想的 ，生产效率不高，主要适用于成形多品种、形状较复杂、产量小和大型制品-干法：高压容器内封紧一个加压橡皮袋，加料后的模具送入橡皮袋中加压，压成后又从橡皮袋中退出脱模；坯料添加和坯件取出都在干态下进行，模具也不与高压液体直接接触 。适于压制长型、薄壁、管状制品116. 解释挤压成型和热压铸成型挤压成型：可塑料团被挤压机的螺旋或活塞挤压向前，经过

54、机嘴出来达到要求的形状的过程。热压铸成型:在压力作用下，把熔化的含蜡浆料(简称蜡浆)注满金属模中，等到坯体冷却凝固后，再行脱模的过程。117. 为什么热压铸成型采用石蜡作为塑化剂？用量大致多少？（1）热压铸所用的塑化剂最常用的是石蜡，熔点为5560，熔化后黏度小，密度为0.880.99/cm3。在150下，石蜡会挥发。石蜡作为塑化剂有以下优点：a石蜡熔化后黏度小，易填满模型，有润滑性，对模具不致磨损；冷却后会凝固，坯体有一定强度；b它的熔点低，因而成型时操作温度不必太高，通常为7080；c石蜡冷却后体积收缩为78，所以成型后坯体容易脱模；d不与瓷粉发生反应；e来源丰富，价格低廉。（2）石蜡用量

55、一般为瓷粉质量的1216。118. 为获得高电容的多层陶瓷电容器（独石电容），应该采用哪种成型方式，简单描述其工艺过程答：喷涂成型工艺过程：此法所用的浆料与流延法、印刷法相似，但必须调得更稀一些，以便利用压缩空气通过喷嘴，使之形成雾粒。喷涂时以事先刻制好的掩膜，挡住不应喷涂的部分，到一定程度可让其干燥，干后再进行第二次、第三次喷涂，到达预定厚度时，再更换掩膜，喷上所需的另一浆料。按这种金属浆料和陶瓷浆料，反复更换掩膜，交替喷上，以获得独石电容器的结构。119. 用哪种成型方式可获得高精确度的复杂陶瓷部件（如陶瓷汽轮机燃烧器），简单描述其工艺过程？注射成型工艺过程：120. 哪种工艺可获得纳米纤

56、维，其原理是什么？电纺丝成型原理：利用高压电场下导电流体产生高速喷射的原理，在喷射熔体或溶液上通入几十千伏的高压电场，喷丝头的电场力可克服溶液的表面张力和粘弹性力，末端的液滴被拉成圆锥形，即Taylor锥。电场强度超过一定值后，电场力将克服表面张力形成射流，经溶剂挥发或冷却在接受极得到微米甚至纳米纤维。121. 陶瓷坯体中的水有几种形式，各自具有什么特点？在干燥过程中，排出的水分有：可塑水：产生最大可塑性所需的水分收缩水：湿坯干燥中达到最大收缩时所排出的水分气孔水：收缩水排出后连续蒸发时排出的水分。122. 简单描述坯体干燥的四个阶段干燥过程可分为四个阶段：（0.）升速干燥阶段，一般加热阶段时

57、间很短，坯体温度上升到湿球温度。此阶段中水分和自坯体中排出水量的变化不大，体积收缩小；(1.)等速干燥阶段，干燥过程中最主要的阶段，此阶段排出大量水分，在整个阶段中，排出速度始终是恒定的此阶段水分的蒸发仅发生在坯体表面上，干燥速度等于自由水面的蒸发速度。因此，在等速干燥阶段中，干燥速度与坯体的厚度(或粒度)及最初含水量无关。而与干燥介质(空气)的温度、湿度及运动速度有关。(2.)降速干燥阶段，随着干燥时间的延长，或坯体含水量的减少，坯体表面的有效蒸发面积逐渐减少，干燥速度逐渐降低。水分从表面蒸发的速度超过自坯体内部向表面扩散的速度，干燥速度受空气的温度、湿度及运动速度的影响较小。水分向表面扩散速度取决于含水量、坯体内部结构(毛细管状况)、水的黏度和物料性质等。(3.)平衡干燥阶段，干