新型玻璃材料论文选题方向

出版社: 化学工业出版社作者：谢峻林, 何峰, 顾少轩, 王琦编著版次：第1版出版日期：2011年6月1日装帧：平装页数：368页正文语种: 简体中文开本: 16ISBN: 9787122112606条形码: 9787122112606 《无机非金属材料工学》是高等学校无机非金属材料专业课程体系中的专业必修课程，是材料科学与工程专业的选修课程。本教材是高等教育“十一五”国家级规划教材，是为了适应高等学校材料学科专业发展需要和材料类专业创新工程人才培养需要而编写的。本教材以无机非金属材料工程专业专业规范中材料制备知识领域核心知识单元及知识点为教学依据，整合无机非金属材料共性基础理论知识，提炼材料制备方法与原理；除介绍玻璃、陶瓷、水泥、混凝土等传统材料制备工艺外，还试图结合最新科技成果，将粉末、薄膜等低维材料的制备知识等新材料、新理论、新工艺充实到教材内容中。本教材可作为高等学校材料科学与工程专业、无机非金属材料工程专业本科生教学用书，也可供在材料工程领域从事科研、设计、生产的工程技术人员阅读参考。 绪论10?1无机非金属材料的定义10?2无机非金属材料在国民经济建设中的作用和地位10?3无机非金属材料工业的进展30?4无机非金属材料国际发展趋势 40?5无机非金属材料工学的任务4第1篇无机非金属材料基础理论第1章无机非金属材料概述61?1无机非金属材料的结构特征61?1?1无机非金属材料的结构61?1?2无机非金属材料的结构特征71?2水泥91?2?1硅酸盐水泥91?2?2快硬和特快硬水泥101?2?3抗硫酸盐、中低热及道路水泥121?2?4膨胀和自应力水泥141?2?5油井水泥161?2?6装饰水泥161?3玻璃171?3?1硅酸盐玻璃171?3?2硼酸盐玻璃181?3?3硼硅酸盐玻璃191?3?4铝酸盐玻璃191?3?5铝硅酸盐玻璃191?3?6磷酸盐玻璃191?3?7铝磷酸盐玻璃201?3?8其他氧化物玻璃201?3?9非氧化物玻璃211?4陶瓷231?4?1陶瓷的定义与分类231?4?2陶瓷的组成、结构与性能241?4?3日用陶瓷261?4?4建筑卫生陶瓷271?5混凝土281?5?1混凝土的定义281?5?2混凝土的分类291?6耐火材料291?6?1耐火材料的定义及分类291?6?2硅质耐火材料301?6?3镁质耐火材料311?6?4熔铸耐火材料311?6?5含碳耐火材料311?6?6轻质耐火材料311?6?7不定形耐火材料32[思考题]32[参考文献]32第2章无机非金属材料晶体结构332?1晶体学基础332?1?1晶体的基本性质332?1?2晶体结构与空间点阵342?1?3 晶胞352?1?4晶系和布拉菲格子352?1?5晶面指数和晶向指数362?1?6晶面间距及晶带392?2无机化合物晶体结构392?2?1离子晶体中质点的堆积方式392?2?2典型离子晶体的结构412?2?3共价晶体中原子的堆积与典型共价晶体的结构452?3固溶体462?3?1置换固溶体462?3?2影响形成置换固溶体的因素472?3?3间隙固溶体482?3?4影响形成间隙固溶体的因素482?3?5形成固溶体后对晶体性质的影响492?4硅酸盐晶体结构492?4?1硅酸盐晶体结构类型及其特点492?4?2常见硅酸盐材料中的晶体52[思考题]64[参考文献]64第3章非晶态及玻璃态结构653?1非晶态物质653?1?1非晶态物质的种类653?1?2非晶态物质X射线衍射653?1?3玻璃的定义663?2非晶态物质的结构663?2?1织构663?2?2近程结构683?2?3远程结构683?3玻璃的结构因素713?4玻璃的通性723?4?1各向同性733?4?2介稳性733?4?3无固定熔点733?4?4性质变化的连续性和可逆性743?5玻璃的性质743?5?1玻璃熔体的工艺性质743?5?2硅酸盐玻璃的性质76[思考题]83[参考文献]84第4章无机非金属材料的微观结构演变854?1液?固转变过程中的晶体成核?生长相变854?1?1晶核形成854?1?2晶体生长884?1?3总结晶速率894?1?4影响结晶速率的因素904?2玻璃的形成与析晶914?2?1玻璃的形成范围914?2?2玻璃形成的热力学条件914?2?3玻璃形成的动力学条件924?2?4玻璃析晶944?3微晶玻璃954?3?1微晶玻璃的成核剂954?3?2微晶玻璃的结晶化热处理954?3?3微晶玻璃的结构及其与性能的关系974?4玻璃的分相984?4?1玻璃分相的定义994?4?2玻璃分相的实质994?4?3玻璃分相机理994?4?4分相产物的显微结构1024?5玻璃的着色1034?5?1概述1034?5?2玻璃着色剂及其着色机理1034?5?3颜色玻璃的分类及其光谱特性108[思考题]110[参考文献]111第2篇无机非金属材料制备方法及原理第5章基于液相?固相转变的材料制备1125?1从熔体制备单晶材料1125?1?1提拉法1135?1?2坩埚下降法1135?1?3区熔法1145?1?4液相外延1145?2从熔体制备非晶材料1155?2?1玻璃的熔制1155?2?2非晶材料的获得1175?2?3常见氧化物玻璃制品的成形工艺1185?3溶液法制备材料1225?3?1低温溶液法1225?3?2高温溶液法1235?3?3水热法（高温水解法） 1255?3?4沉淀法 1275?3?5溶剂蒸发法1315?4溶胶?凝胶法1325?4?1概述1325?4?2溶胶?凝胶法制备材料过程1325?4?3粉末的制备1345?4?4氧化物薄膜的制备135[思考题]136[参考文献]136第6章基于固相?固相转变的材料制备1376?1固相反应法制备粉末1376?2特种陶瓷的烧结1386?2?1陶瓷烧结方法的分类1386?2?2热压烧结1396?2?3其他烧结方法 1396?3水泥熟料的烧成1406?3?1水泥熟料的形成1406?3?2水泥熟料煅烧方法1416?4其他材料制备方法1426?4?1固相外延1426?4?2高压制备143[思考题]143[参考文献]144第7章基于气相?固相转变的材料制备1457?1物理气相沉积1457?1?1真空蒸发镀膜1457?1?2溅射镀膜1477?1?3离子镀膜1507?1?4分子束外延1507?2化学气相沉积1527?2?1CVD的化学反应类型1537?2?2CVD的分类1547?2?3CVD的特点1547?2?4CVD的应用154[思考题]155[参考文献]155第3篇典型无机非金属材料生产工艺第8章无机非金属材料生产中的共性与个性1568?1无机非金属材料生产过程的共性1568?1?1原料1568?1?2粉料的制备1578?1?3原料的均化1578?1?4高温热处理1588?1?5成形1598?1?6干燥1608?2无机非金属材料生产过程的个性1618?2?1胶凝材料类1618?2?2玻璃、玻璃纤维、铸石、人工晶体类1628?2?3陶瓷、砖瓦、耐火材料类1628?3无机非金属材料的几种典型生产工艺流程1638?3?1水泥生产工艺流程1638?3?2玻璃生产工艺流程1638?3?3陶瓷生产工艺流程166[思考题]166[参考文献]166第9章原料 1679?1原料的选择与预处理1679?2原料的种类和性质1679?2?1硅质原料1679?2?2黏土类原料1689?2?3钙质原料1739?2?4长石类原料1749?2?5其他原料1749?3粉末原料的制备1769?3?1氮化物粉末的制备1769?3?2碳化合物粉末的制备1779?3?3硼化物粉末的制备1789?3?4氧化铝粉末的制备1789?4水泥原料1799?4?1石灰质原料1809?4?2黏土质原料1819?4?3校正原料1839?4?4辅助原料1839?5玻璃原料1839?5?1主要原料1849?5?2辅助原料1879?5?3碎玻璃1899?6陶瓷原料1899?6?1黏土类可塑性原料1899?6?2石英类非可塑性原料1919?6?3熔剂性原料192[思考题]194[参考文献]194第10章硅酸盐水泥的制备19510?1硅酸盐水泥的组成设计19510?1?1硅酸盐水泥对矿物组成的选择19510?1?2硅酸盐水泥的组成设计19510?1?3熟料中的矿物及其作用19610?2配料计算19710?2?1熟料的率值19710?2?2熟料矿物组成的计算19910?2?3熟料真实矿物组成与计算矿物组成的差异20110?2?4配料计算20110?3配合料（生料）的制备20610?3?1破碎20610?3?2粉磨20710?4硅酸盐水泥熟料的煅烧21010?4?1煅烧过程中的物理化学变化21010?4?2回转窑内熟料的煅烧21910?4?3新型干法水泥生产技术22210?4?4水泥熟料的冷却22910?5水泥制成23010?5?1熟料的储存23010?5?2水泥组成材料及其作用23010?5?3水泥制成231[思考题]234[参考文献]234第11章混凝土23511?1混凝土的组成材料23511?1?1集料23511?1?2胶凝材料——水泥23711?1?3水23711?1?4外加剂23711?2混凝土的配合比设计23711?2?1混凝土配合比设计基本要求23711?2?2混凝土配合比设计计算步骤23811?3混凝土结构与性能24011?3?1混凝土结构24011?3?2混凝土拌和物性能24211?3?3硬化混凝土的性能24411?4混凝土生产工艺流程250[思考题]251[参考文献]251第12章浮法玻璃生产工艺25212?1配合料及配合料制备25212?1?1配合料制备25212?1?2玻璃组成的设计和配合料计算25212?1?3与配料计算相关的参数25312?1?4配料计算25412?1?5原料的称量25712?1?6原料的混合25812?1?7配合料REDOX控制25812?2玻璃熔制25812?2?1配合料的熔化25812?2?2玻璃熔制工艺制度26312?2?3浮法玻璃熔窑26612?3浮法玻璃成形及锡槽26912?3?1浮法玻璃成形过程及其对锡槽的要求26912?3?2浮法玻璃成形原理27212?4浮法玻璃的退火27412?4?1概述27412?4?2退火工艺制度的计算27512?4?3钢壳体的退火窑结构27712?5玻璃的缺陷28012?5?1气泡28012?5?2结石（结晶夹杂物）28112?5?3条纹和节瘤（玻璃态夹杂物）282[思考题]282[参考文献]282第13章微晶玻璃生产工艺28313?1烧结法微晶玻璃的制备工艺28313?1?1烧结法工艺的特点28313?1?2玻璃颗粒的烧结28313?2微晶玻璃的生产过程28313?2?1概述28413?2?2原料制备28413?2?3玻璃的熔制28513?2?4玻璃颗粒的储存、烘干与筛分28613?2?5晶化28713?2?6微晶玻璃的切、磨、抛工艺28813?3微晶玻璃的缺陷及质量控制28913?3?1烧结法微晶玻璃的缺陷与控制28913?3?2色斑29213?3?3色差292[思考题]294[参考文献]294第14章陶瓷生产工艺29514?1概述29514?2陶瓷坯料及制备29614?2?1确定坯料配方的原则29614?2?2坯体组成的表示方法29614?2?3配料计算29714?2?4坯料制备29914?2?5坯料性能的调整途径30414?3陶瓷成型30514?3?1陶瓷的成型方法分类及特点30514?3?2干法成型主要方法30714?3?3塑性成型主要方法30714?3?4浆料成型主要方法30814?4釉料及色料30814?4?1釉的作用及分类30814?4?2釉层的性质30914?4?3坯釉适应性31114?4?4釉料的组成与配料计算31114?4?5釉料配制原则31414?4?6釉料制备31514?4?7施釉31614?4?8陶瓷色釉料31614?5普通陶瓷的烧成31914?5?1坯、釉在烧成过程中的物理化学变化31914?5?2烧成制度的制定32114?5?3烧成设备32214?5?4 烧成方式的选择32514?6陶瓷产品的缺陷分析32614?6?1陶瓷缺陷的分类32614?6?2主要缺陷分析326[思考题]329[参考文献]329第15章纳米材料制备技术33015?1基本概念33015?1?1纳米材料的分类33015?1?2纳米材料的基本效应33015?2零维纳米材料33315?2?1基本概念33315?2?2纳米粒子的制备方法33315?3一维纳米材料34115?3?1基本概念34115?3?2碳纳米管34315?4二维纳米材料35015?4?1基本概念35015?4?2纳米薄膜的分类35115?4?3纳米薄膜的制备方法35115?4?4纳米薄膜的性能35215?4?5纳米薄膜的应用35315?5三维纳米材料35515?5?1基本概念35515?5?2纳米玻璃35615?5?3纳米陶瓷36015?5?4纳米复合材料364[思考题]368[参考文献]368 在科技高速发展及我国人才强国战略背景下，材料专业教育迅速发展，2001年材料类专业成为我国高教理工科排名前10名的专业。2009年全国无机非金属材料工程专业本科招生点达到89个，材料科学与工程专业本科招生点达到131个。与此同时，材料学科也在迅速发展，专业内涵不断丰富。为适应新形势，培养高水平材料工程技术人才，各高校积极开展课程体系改革与研究，取得了许多成果。本教材是在聆听了诸多教师心得，参考了诸多图书，翻阅了大量资料，特别是吸纳了武汉理工大学材料科学与工程学院十多年的教学改革研究的实践成果之后而完成，因此它凝聚了除编者之外更多人的心血与汗水。《无机非金属材料工学》是无机非金属材料专业学生的核心专业课程，是材料科学与工程专业学生的选修课。应在学习完材料科学基础、材料工程基础两门课程之后，而学习无机非金属材料热工设备课程之前开设。它与材料科学基础、材料工程基础、无机非金属材料热工设备等课程之间有着密切的联系。它是对已学材料基础理论的应用，是对材料制备原理与工艺的系统描述，是今后学习热工设备类课程的基础。本《无机非金属材料工学》教材立足无机非金属材料二级学科专业，面向材料科学与工程一级学科专业，构建适合工程人才培养的无机非金属材料工学课程体系。适宜作为高等学校材料科学与工程专业、无机非金属材料工程专业本科生学习用书。本教材在吸纳了武汉理工大学林宗寿教授主编的《无机非金属材料工学》第二版部分精髓的同时，结合全国高校材料专业教学需求，以无机非金属材料工程专业专业规范中材料制备知识领域核心知识单元及知识点为依据，以整合无机非金属材料共性理论知识为特色，以原理—工艺—性能为主线，组织教学内容，同时结合新材料发展现状，对新材料、新理论、新工艺进行适度介绍。教材内容包括无机非金属材料共性基础理论知识，材料制备方法与原理，玻璃、陶瓷、水泥、混凝土等传统材料制备工艺，粉末、薄膜等低维材料的制备知识。通过该课程的学习，可使学生掌握无机非金属材料的制备原理和生产过程，工艺流程的共性和特点，使学生对无机非金属材料的性能、生产过程和应用有较全面的了解，同时对新材料、新工艺、新方法建立起基本概念。本教材分为3篇15章：第1篇无机非金属材料基础理论，简明扼要地介绍了无机非金属材料组成?结构特征，晶态结构、非晶态及玻璃态结构，微观结构的演化等无机非金属材料共性基础理论；第2篇无机非金属材料制备方法及原理，系统介绍了基于液相?固相转变、基于固相?固相转变、基于气相?固相转变的材料制备方法及原理，重要内容包括晶体材料、粉末材料、薄膜材料、块状材料的制备，对玻璃、水泥熟料、陶瓷进行了制备原理及质量控制。

公元2032年，我乃赫赫有名的大发明家也。我驰名中外，大家都叫我“玻璃专家”。因为我发明了许多的新型玻璃，而且物美价廉。让民众们都用上了这些玻璃，过上了幸福的生活。想知道我发明了什么玻璃吗？那就听我一一介绍吧——　　净氧玻璃　　现在人们都知道，地球环境污染，二氧化碳急剧增多。由此，我想出了这样一个好办法，发明新型玻璃制服它们！这种玻璃名叫“净氧玻璃”，由特殊的过滤器与金属丝网组成，摸着很光滑，它的作用就是能净化灰尘、烟雾或是空气，把它们转化为氧气，人们呼出来的二氧化碳又会被玻璃里的极细小的棉球“吃掉”，让这些污染物“溃不成军”。　　净家玻璃　　灰尘是人人讨厌的东西，它有碍环境卫生，危害人类健康。因此，古往今来，人们总是“时时勤拂拭，勿使染尘埃”。如果经常这样擦拭家具的话，那多么不方便啊！怎么办呢？灰尘的克星来啦！它就是“净家玻璃”，只要家的四周都装上它，一按下控制器的按钮，所有的灰尘就得乖乖地飞入玻璃里，使家里变得一干二净，不仅如此，它还有两个特点。第一：能除臭，这功能可是自动的。家里只要有一点点臭味，它立刻不会放过臭气，一下子就把它吞进肚子里。第二：能调节阳光的强度。如果没有灰尘，强烈的阳光将使人无法睁开眼睛，这说得没有错，可是，只要家里有净家玻璃的话，灰尘很快就会下台啦！玻璃中间有一层太阳能板。你看，这种太阳能板还有一层极薄的导电线，一有它，只要强烈的阳光一照射过来，这些阳光还能发电呢！　　钢铁大自然玻璃　　说到这种玻璃，还是我的发明的玻璃中令我最满意的玻璃之一。　　想要住进一个“玻璃家”吗？所谓的“玻璃家”，就是整个布局都是玻璃构成。那我就推荐你用这款玻璃，这是什么玻璃呢？当然是“钢铁大自然玻璃啦”！这种玻璃是由纯复合材料组成的，透明、光滑、轻便，还能吸热除冷，冬暖夏凉。这种玻璃要3000多度以上才能溶化，36吨以上的重物才能把这玻璃砸碎，好似钢铁一样坚固。假如你把这种玻璃安装在地面上，踩着很有安全感。而且，只要你耐心地等待几个月，它会慢慢地长出人工制造的小草来，这些小草又密又软，踩上去比毛毯还更舒服。再过一个月，你还会发现，天花板、家的周围、地面都有动画中的动物，仿佛身临其境。天花板上小鸟在飞，家的四周有四足兽，地面上有小石子，小鱼儿在游来游去。它会释放清新的空气，还要循环播放让人听了心情非常舒畅的轻音乐，会让你整天都浸在“大自然”的怀抱中。俗话说的好，“笑一笑，十年少”。只要这么开心下去，保证让你三十岁时如二十岁一样年轻……　　旱冰玻璃　　想在家里滑冰，而又不花钱吗？我想这一款玻璃再好不过了。虽然看似普通，但还真别有风趣呢。夏天到了，想滑冰？那你就看过来！这种玻璃只要你按下蓝色按钮，它立刻会喷出一些水，然后成为冰，让你在人们羡慕的眼光中滑个够。按下黄色按钮，它出会缓慢地溢出水来，直到水深有两米为止，而且它还会自动调节水温。有了它，打水仗、游泳、泡温泉，让你乐翻天。　　我发明的玻璃还有很多呢！希望我将来发明的这些玻璃能造福人类。

嘀嘀……”“哈哈，又让我给逮着了！”你瞧，一位先生在自家门口捉住了那个企图撬开门，盗窃屋内贵重物品的强盗。也许你会问：这位先生是警察吗？NO！不是的！这位先生只是人普通的科学研究者，真正的警察就是他家的“门前玻璃”。“门前玻璃”是一种新型玻璃，只要把它装在自家门前，它就可以24小时守护主人的财产。这种玻璃不仅可以帮助主人防盗，还可以自动识别主人呢！在它的右上角，有一个细小的摄像头，可以永久记住主人的模样，识别主人。如有外人进入，它会先通报主人，如果主人同意了，那么它就会让外人进去；如果主人不同意，那么它会把外人关在里面，并同时开始报警。如果晚上主人要睡觉了，那么它就会自动开启深夜防盗功能，整夜帮主人防盗。

神奇的玻璃 夏日骄阳似火，即使在喝着那凉爽的饮料、穿着那小巧的短裤，炎热也难以抵抗。冬日寒风刺骨，即使喝着那热乎乎的茶水、穿着那厚重的棉衣，寒冷也难以抵抗。你可能会想，窗子的玻璃要能是房间里冬暖夏凉该多好，那您就来找我吧。我的万能玻璃会吸入紫外线和凉风，让你不再受骄阳和寒风的困扰。 如果您住在离工厂很近的小区，如果您一直被那烦人的噪音困扰的无心工作、无法入睡，那您就来找我吧。我的万能玻璃会分散噪音，让您专心工作、睡眠，不再受噪音的困扰。 如果您的家中长期没人，如果你正在为无法防盗而苦恼、着急，那您就来找我吧。我的万能玻璃能连通自动报警器，让您不再品尝那被盗的滋味、再也不用为防盗而四处奔波。