无机非金属材料工学

1 绪论1

1.1 无机非金属材料的含义及演化1

1.2 无机非金属材料的分类2

1.2.1 按化学成分分类2

1.2.2 按性能（功能）分类2

1.2.3 按用途分类3

1.2.4 其他常用分类方法3

1.2.5 本书推荐的无机非金属材料分类方法4

1.3 无机非金属材料的发展历程7

1.3.1 传统陶瓷的发展历程7

1.3.2 其他无机非金属材料的发展历程及产品类型8

1.4 无机非金属材料工学的学习方法18

思考题与习题19

2 原料20

2.1 天然原料20

2.1.1 黏土类原料21

2.1.2 高铝原料28

2.1.3 石英类原料29

2.1.4 长石类原料31

2.1.5 钙、镁质原料33

2.1.6 其他天然原料36

2.2 人工原料36

2.2.1 氧化物类原料37

2.2.2 碳化物类原料38

2.2.3 氮化物类原料40

2.2.4 硼化物类原料42

2.2.5 硅化物44

2.2.6 辅助材料45

2.3 工业固体废物46

2.3.1 采矿废渣46

2.3.2 黑色金属矿渣46

2.3.3 有色冶金矿渣47

2.3.4 化工废渣47

2.3.5 人工火山灰质混合材（烧页岩、煤矸石、烧黏土和煤渣）48

2.3.6 其他工业废渣49

2.4 原料的预处理及评价49

2.4.1 天然原料的选用原则49

2.4.2 天然原料的预处理50

2.4.3 天然原料的评价51

思考题与习题57

3 配方设计与计算58

3.1 概述58

3.2 配方表示方法59

3.2.1 化学成分表示法59

3.2.2 实验式表示法59

3.2.3 示性矿物组成表示法60

3.2.4 率值表示法60

3.2.5 配料量表示法61

3.3 配方的设计61

3.3.1 陶瓷坯料配方设计61

3.3.2 釉配方设计62

3.3.3 水泥配方的设计66

3.3.4 耐火材料的配方设计68

3.4 配方的计算和换算69

3.4.1 无机非金属材料各配料表示方法间的相互换算69

3.4.2 无机非金属材料配方计算示例71

3.4.3 更换原料时的配方计算75

3.4.4 泥浆（或釉浆）的调配计算75

3.5 配方设计新方法79

3.5.1 灰色理论与均匀设计79

3.5.2 人工神经网络80

3.5.3 主成分分析82

3.5.4 遗传算法82

3.5.5 计算机编程辅助配方计算83

思考题与习题83

4 配合料的加工处理85

4.1 概述85

4.2 配合料的工艺要求85

4.2.1 陶瓷坯料85

4.2.2 玻璃配合料的性能要求89

4.2.3 水泥生料的性能要求90

4.3 配合料的制备91

4.3.1 陶瓷坯料制备的工艺流程及相关设备91

4.3.2 釉料的制备102

4.3.3 耐火材料配合料的制备103

4.3.4 玻璃配合料的制备105

4.3.5 水泥生料的制备106

思考题与习题107

5 成型109

5.1 概述109

5.2 陶瓷的成型110

5.2.1 陶瓷成型方法的分类与选择110

5.2.2 压制成型111

5.2.3 可塑成型114

5.2.4 注浆成型119

5.2.5 坯体的放尺126

5.3 玻璃的成型128

5.3.1 玻璃成型原理128

5.3.2 玻璃成型方法129

5.4 混凝土的浇注与密实成型136

5.4.1 混凝土成型工艺137

5.4.2 浇注设备139

5.4.3 混凝土工程施工缝139

思考题与习题140

6 干燥和排胶141

6.1 概述141

6.2 干燥理论142

6.2.1 物料中的水分类型142

6.2.2 干燥方法143

6.2.3 坯体的干燥过程144

6.2.4 影响干燥速率的因素145

6.2.5 坯体干燥制度的确定148

6.3 陶瓷坯体的排胶150

6.3.1 影响排胶的因素150

6.3.2 示例：排胶工艺制度制定152

6.3.3 示例：SiC素坯的排胶（PVA）工艺制度及排胶工艺过程153

6.4 干燥实例154

6.4.1 陶瓷类坯体的干燥154

6.4.2 可不用考虑材料形状的干燥案例156

6.4.3 几种新型的干燥方法及干燥设备161

思考题与习题165

7 高温加热过程166

7.1 高温加热过程概述168

7.2 配合料在加热过程中的物理化学反应168

7.2.1 陶瓷在高温加热过程中的基本情况169

7.2.2 釉在高温加热过程中的性状173

7.2.3 硅酸盐水泥在高温加热过程中的性状174

7.2.4 玻璃高温加热过程中的性状177

7.3 高温加热过程中的工作制度180

7.3.1 制定高温加热过程中工作制度的依据180

7.3.2 确定温度制度的因素181

7.3.3 确定气氛制度的因素182

7.3.4 压力制度的确定184

7.4 高温加热过程中的现代技术185

7.4.1 先进陶瓷的烧成185

7.4.2 新型干法水泥的制备工艺188

7.4.3 玻璃的现代烧成技术——全氧燃烧技术及其他现代烧成技术190

思考题与习题193

8 后加工与处理194

8.1 概述194

8.2 冷加工196

8.2.1 机械去除加工196

8.2.2 物理冷加工202

8.2.3 超精密加工203

8.3 表面处理及涂层205

8.3.1 表面化学加工205

8.3.2 表面改性207

8.3.3 低温涂层（镀膜）208

8.3.4 高温涂层209

8.4 热加工212

8.4.1 钢化玻璃212

8.4.2 微晶玻璃214

8.5 连接216

8.5.1 金属化216

8.5.2 封接216

8.6 后加工实例——电瓷的胶装221

8.6.1 概述221

8.6.2 电瓷的切割222

8.6.3 电瓷的研磨222

8.6.4 电瓷的胶装223

思考题与习题223

参考文献225

《无机非金属材料工学》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材之一。 普通高等教育“十一五”国家级规划教材无机非金属材料工学李玉平高朋召编《无机非金属材料工学》的突出特点是将无机非金属材料的制备过程当成一个整体，以其制造工艺过程为线索，介绍了这个家族材料的制备过程。全书分为8章，包括无机非金属材料的含义及演化、原料、配方、配合料的制备、成型、干燥、烧成及后加工等，相应的细节问题以实例的方式穿插于各章节中。 《无机非金属材料工学》突出重点，彰显特色，将无机非金属材料工学问题置于材料科学与工程领域的宏观角度探讨，适合作为高等学校无机非金属材料的教材，也可供相关专业人士参考。