一．名词解释：
无机非金属材料：无机非金属材料是由某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物及硅酸盐、铝酸盐等物质组成的材料。
陶瓷的显微结构是指各类显微镜所能观察到的结构相.显微结构描述结构中所有的相区及所包含的缺陷。显微结构应包括: 晶粒和气孔的尺寸大小及分布，相组成及分布，晶界特性、缺陷及裂纹，还包括组成均匀性、畴结构等等。
高温荷重软化温度 耐火材料的高温荷重软化温度也称为高温荷重变形温度，表示材料在温度与荷重双重作用下抵抗变形的能力，即指耐火材料试样在固定压力下，不断升高温度，试样发生一定变形量和坍塌时的温度。
不定形耐火材料是由合理级配的粒状和粉状料与结合剂共同组成的不经成型和烧成而直接供使用的耐火材料。
复合材料是指把两种以上在宏观上不同的材料，合理的进行复合，在新制得的材料中，原来各材料的特性得到充分的应用，并且得到了单一材料所不具有的新特性。 桥氧和非桥氧的概念。
（1）桥氧（或公共氧、非活性氧）：有限四面体群中连接两个Si4+的氧，其电价已饱和，一般不再与其它正离子配位。 （2）非桥氧（或非公共氧、活性氧）：有限四面体群中只有一侧与Si4+相连接的氧。
热容：是质点热运动的的能量随温度变化的一个物理量，是物体温度升高1K所需要增加的热量。温度不同，物体的热容不一定相同。
电子显微分析：是利用聚焦电子束与试样相互作用所产生的各种物理信号，分析试样物质的微区形貌、晶体结构和化学组成的分析方法，包括透射电子显微分析、扫描电子显微分析和电子探针X射线显微分析等。
玻璃的概念：一般定义：经熔融冷却基本上不结晶的无机固体物质
科学定义：具有玻璃转变现象的非晶态物质
无机纤维：是由矿石与焦炭按比例经高温熔融经离心而产出。
二、简答题
1、简述耐火材料主晶相与基质的两种结合形态 陶瓷结合（硅酸盐结合）与直接结合。
陶瓷结合又称为硅酸盐结合，其结构特征是耐火制品主晶相之间由低熔点的硅酸盐非晶质和晶质联结在一起而形成结合，如普通镁砖中硅酸盐基质与方镁石之间的结合。此类耐火制品在高温使用时，低熔点的硅酸盐首先在较低的温度下成为液相（或玻璃相软化），大大降低了耐火制品的高温性能。
直接结合是指耐火制品中，高熔点的主晶相之间或主晶相与次晶相间直接接触形成结晶网络的一种结合。直接结合耐火制品一般具有较高的高温力学性能，与材质相近的硅酸盐结合的耐火制品相比高温强度可成倍提高，其抗渣蚀性能和体积稳定性也较高。
2、复合材料特点：
复合材料的组分和它们的相对含量是经人工选择和设计的; 复合材料是经人工制造而非天然形成的;
组成复合材料的某些组分在复合后仍保持其固有的物理和化学性质（区别于化合物和合金）; 复合材料的性能取决于各组成的协同。复合材料具有新的、独特的和可用的性能，这种性能是单个组分材料性能所不及或不同的。
复合材料是各组分之间被明显界面区分的多相材料。
3、什么是热导率？请分析影响耐火材料热导率因素。
耐火材料的热导率是指单位温度梯度下，单位时间内通过单位垂直面积的热量。
耐火材料中所含的气孔对其热导率的影响最大。一般说来，在一定的温度范围内，气孔率越大，热导率越低。耐火材料的化学矿物组成也对材料的导热率也有明显影响。晶体中的各种缺陷、杂质以及晶粒界面都会引起晶格波的散射，也等效于声子平均自由程的减小，从而降低热导率。
4、简述无机非金属材料企业烟尘污染防治。
（1）改革燃料构成。对燃料进行选择和处理是减少污染物的有效措施。采用灰分少的优质煤、油或天然气、石油气、煤气等比较洁净的燃料能明显地减少烟尘的排放量。
（2）改进燃料设备和燃烧方法。改进燃料设备和燃烧方法，尽量使燃料完全燃料，可减少烟气中的碳粒含量。
（3）采取除尘措施。当燃料条件较为理想时，生成的炭黑可能会少一些，但即使是完全燃烧，高温烟气也会带出不可燃烧的灰分，常用的除尘措施：
重力除尘，惯性除尘，离心除尘，过滤除尘，湿法除尘，静电除尘 5、与块状耐火材料相比不定形耐火材料有何特点？
多数不定形耐火材料由于成型时所加外力较小，在烧结前甚至烧结后的气孔率较高； 在烧结前构筑物因某些化学反应而有所变动，有的中温强度可能稍有降低； 由于结合剂和其他非高温稳定材料的存在，其高温下的体积稳定性可能稍低；
由于其气孔率较高，有的还因结合剂的影响，可能使其耐侵蚀性降低，但耐热震性一般较高。
6、简述玻璃纤维具有较好热绝缘性的原因。
玻璃纤维因其较小的导热系数而具有较好的绝缘性能，原因是：纤维间的空隙较大，容积密度较小，空气导热系数低。 7、简述硼酸盐玻璃中的“硼反常”
碱金属或碱土金属氧化物加入B2O3，使【BO3】变成【BO4】，多面体之间的连接点由3变4，导致玻璃结构部分转变为三维的架状结构，从而加强了网络，并使玻璃的各种物理性质变好，这与相同条件下的硅酸盐玻璃相比，其性质随R2O或RO加入量的变化规律相反，所以称为硼反常。
8、简述玻璃熔制的五个阶段。
① 硅酸盐形成：主要的固相反应结束，配合料变成由硅酸盐和二氧化硅组成的不透明烧结物。800～900℃。
② 玻璃的形成：硅酸盐烧结物和二氧化硅熔融、溶解、扩散，使不透明的半熔融烧结物变为透明的玻璃液，不再含有未反应的配合料颗粒。1200 ～1400℃。 ③ 澄清：排除可见气泡。1200 ～1400℃。玻璃液粘度10 Pa · S 。
④ 玻璃液的均化：消除条纹和其他不均体，使玻璃各部分在化学组成上达到预期的均匀一致。
⑤ 玻璃液的冷却：让玻璃液的粘度增高至成形所需的范围。通常温度降低200 ～300℃ 9、简述决定离子晶体结构的的因素。
离子半径，球体最近密堆积程度，配位数，离子的极化等。 10、为什么同一材料多晶比单晶热传导小？
对于同一材料，多晶体比单晶体热导率小。由于多晶体中晶粒尺寸小，晶界多，晶界杂质多，声子更容易受到散射，平均自由程小，热导率就低。并且在高温时单晶比多晶光子传导更明显。固溶体降低热导率，由于置换原子造成晶格畸变，增加了格波散射，减少了平均自由程。
三、论述题
1、通过本课程学习综述无机非金属材料的发展趋势。
（1）复合化：利用加和及乘积效应，开发出单一材料中不存在的新功能或优于单一材料性能的综合功能材料。
（2）多功能化：将功能性与结构性或多种功能性相结合，如集低介电常数、高绝缘、高导热性、高机械强度、微型化于一身的基片材料。
（3）低维化：低维材料是低于三维材料的总称：零维的超微粒子，包括团聚体、纳米材料和亚微米材料；一维材料包含晶须、纤维，以及纳米丝和纳米管；二维材料主要为薄膜材料。
（4）智能化：智能材料（smart materials）具有感知和驱动双重功能，通过材料自身或外界反馈机制使材料的一种或几种性质实时地做出响应变化。它能集传感、执行、处理、传输及控制等功能于一体。
（5）设计、工艺一体化：计算机技术的飞速发展，使得材料的结构和性能比较容易通过计算的方法来预测，使人们可以通过现有材料的利用和通过材料微结构的设计来得到具有期望特性的材料，从而大大改变了传统材料“尝试”式的制备方式。
2、 为什么无机非金属材料的破坏方式一般为脆性断裂？影响陶瓷强度的主要因素有哪些？详述之。
陶瓷在室温下几乎不能产生滑移和位错运动，很难产生塑性变形，其破坏方式为脆性断裂，室温下只能测得断裂强度。理论断裂强度主要决定于原子间结合力即化学键类型和原子种类，陶瓷的实际强度要比理论强度小两个数量级。这是由于陶瓷内部存在微小裂纹。
断裂强度决定于陶瓷的化学成分和组织结构，但同时也随外界条件(温度、应力等)的变化而变化。
陶瓷的强度随气孔率增加而按指数规律下降。这是由于气孔降低了载荷作用的横截面积，同时气孔也引起应力集中。为了获得高强度，应制备接近理论密度的无气孔陶瓷。
陶瓷的强度与晶粒尺寸的关系：晶粒越细强度越高。
晶界相的成分、性质及数量对陶瓷强度有影响。晶界上的晶相能起到阻止裂纹过界扩展并松弛裂纹尖端应力场的作用。而晶界上的玻璃相对强度不利。所以应热处理使之晶化。此外，通过复合的方法是强化的途径之一。例如，自生复相陶瓷棒晶强化；加入第二相颗粒弥散强化；晶须和纤维强化等。 3、黏土在陶瓷生产过程中作用
A、黏土的可塑性是陶瓷坯泥赖以成型的基础。黏土的变化对陶瓷成型质量影响很大！！！。 B、黏土是注浆泥料与釉料具有悬浮性和稳定性。
C、黏土一般很细，同时具有结合性，使坯料具有一定的干燥强度，较细的黏土和较粗的瘠性料结合成较高密度的坯体。
D、黏土的种类是决定生产何种陶瓷的主要依据。 Al2O3和杂质决定烧结温度、软化温度等。
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