第一篇:工藝學(xué)總結(jié)(無(wú)機(jī))
1、N2的固定方法
使空氣中游離態(tài)氮轉(zhuǎn)變成化合態(tài)氮的過(guò)程稱(chēng)為氮的固定。
2、合成NH3生產(chǎn)的三個(gè)主要步驟
1造氣——即制備含有H2、N2的原料氣?!?凈化——即除去H2、N2以外的雜質(zhì)?!?合成——將純凈的H2、N2混合氣壓縮到高壓,在鐵催化劑與高溫條件下,合○成為NH3。
3、根據(jù)熱量來(lái)源不同而有以下三種主要造氣方法: 1外部供熱的蒸氣轉(zhuǎn)化法
○在催化劑存在下,含烴氣體在耐高溫的合金反應(yīng)管內(nèi)進(jìn)行蒸氣催化轉(zhuǎn)化反應(yīng),管外用直接火加熱(一段管式)。殘余的CH4再在二段轉(zhuǎn)化爐內(nèi)加入空氣繼續(xù)反應(yīng)(二段管式)。2內(nèi)部蓄熱的間歇操作法 ○ 分為吹風(fēng)和制氣兩個(gè)階段。先把空氣送入煤氣發(fā)生爐內(nèi)使燃料燃燒,為制氣積蓄熱量。以焦炭或煤為燃料時(shí)的反應(yīng):
C+O2(+3.76N2)→CO2(+3.76N2)(△H<0)。
接著通入蒸氣進(jìn)行氣化反應(yīng)。然后轉(zhuǎn)入下一循環(huán)的吹風(fēng)、制氣。因此,生產(chǎn)煤氣的操作是間歇進(jìn)行的。3自熱反應(yīng)的部分氧化法 ○ 此法是在高溫下利用氧或富氧空氣為原料進(jìn)行連續(xù)的不完全氧化反應(yīng)。以重油為例其反應(yīng)式如下:
CmHn+O2 → mCO+n/2H2(△H<0)
但部分氧化法需要有空氣分離裝置以供給氧或富氧空氣。
4、固體燃料氣化
固體燃料氣化:是指用氧或含氧氣化劑對(duì)固體燃料(煤、焦炭)進(jìn)行熱加工,使其轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過(guò)程,簡(jiǎn)稱(chēng)“造氣”?!懊簹狻薄懊簹獍l(fā)生爐”
5、間歇式制取半水煤氣的工作循環(huán) 間歇式煤氣爐為移動(dòng)床氣固反應(yīng)設(shè)備。煤、炭從爐頂部加入,經(jīng)干燥層和干餾層,進(jìn)入氣化層,然后進(jìn)入底部的灰渣層,再由爐底排出。間歇?dú)饣瘯r(shí),自本次開(kāi)始送入空氣至下一次再送入空氣時(shí)止,稱(chēng)為一個(gè)工作循環(huán),每個(gè)工作循環(huán)包括以下五個(gè)階段:
1吹風(fēng)階段:吹入空氣,提高燃料層溫度,吹風(fēng)氣放空。為了回收利用吹風(fēng)氣中○CO的反應(yīng)熱量,將吹風(fēng)氣送入燃料室,并加入適量的空氣,與一氧化碳燃燒放出熱量?jī)?chǔ)于燃料室的儲(chǔ)熱磚內(nèi),吹風(fēng)氣從煙囪放出。在下吹制氣階段,氣化劑進(jìn)入煤氣爐之前,先通過(guò)燃燒室吸收儲(chǔ)存的熱量,提高氣化劑的溫度。
2上吹制氣階段:從煤氣爐底部通入混有合適量空氣的蒸氣進(jìn)行氣化反應(yīng),燃料○層下部溫度下降,上部升高。制氣階段給蒸氣中加入空氣的目的主要是為了得到氮?dú)?,制得半水煤氣,故稱(chēng)為加氮空氣。
3下吹制氣階段:將蒸氣和加氮空氣自上而下送入進(jìn)行氣化反應(yīng),使燃料層溫度○趨于均衡。在制氣階段,如果蒸氣和加氮空氣只自上而下的通過(guò)燃料層,由于氣化劑溫度比較低和氣化反應(yīng)大量吸熱,將使氣化層底部的燃料溫度降低,甚至熄滅,由于氣化層變薄,而燃料層上部不斷地被高溫煤氣加熱,使氣化層上移,煤氣爐上部溫度升高,煤氣帶走地顯熱損失增加。所以,在上吹制氣階段之后,必須改變氣流方向。
4二次上吹階段:將底部殘余的半水煤氣排凈,為送入空氣創(chuàng)造安全條件。○ 當(dāng)下吹制氣剛結(jié)束后,煤氣爐下部及燃料層內(nèi)殘留著半水煤氣,如果立即吹風(fēng),空氣和半水煤氣在爐底部相遇,就會(huì)發(fā)生爆炸。因此,當(dāng)下吹制氣階段之后,蒸氣和加氮空氣再次改變方向,自下而上通過(guò)燃料層進(jìn)行二次上吹制氣,二次上吹階段也能生產(chǎn)半水煤氣,但主要防止爆炸。
5空氣吹凈階段:吹凈煤氣爐上部空間及管道中的半水煤氣并回收,此部分吹風(fēng)○氣也回收,作為氮的來(lái)源。
二次上吹后,煤氣爐上部空間及管道中的半水煤氣,如果隨著轉(zhuǎn)入吹風(fēng)階段就立即放空,不僅損失半水煤氣,而且半水煤氣排出煙囪時(shí)和空氣混合,遇到火星也可能引起爆炸。因此,再轉(zhuǎn)入吹風(fēng)之前,從爐底部吹入空氣,所產(chǎn)生的空氣煤氣與原來(lái)殘余的半水煤氣一并送入氣柜,加以回收。然后轉(zhuǎn)入吹風(fēng)階段,重復(fù)循環(huán)。
6、烴類(lèi)蒸氣轉(zhuǎn)化
與固體燃料氣化法比較,此法具有操作連續(xù),工程投資省,能量消耗低等優(yōu)點(diǎn) 烴類(lèi)蒸氣轉(zhuǎn)化法:是以氣態(tài)烴(CH4)和石腦油為原料
合成氨最經(jīng)濟(jì)的方法。優(yōu)點(diǎn):不用氧氣、投資省、能耗低
7、烴類(lèi)蒸氣轉(zhuǎn)化為體積增大的可逆反應(yīng),加壓對(duì)CH4的轉(zhuǎn)化并不有利,但為什么還采用加壓進(jìn)行蒸汽轉(zhuǎn)化呢?
加壓轉(zhuǎn)化在總過(guò)程中能節(jié)省壓縮能量
因?yàn)檗D(zhuǎn)化反應(yīng)是體積增大的反應(yīng),加壓轉(zhuǎn)化只需要壓縮含CH4的天然氣,蒸氣從鍋爐引出時(shí)本身具有壓強(qiáng),這樣就比壓縮轉(zhuǎn)化后氣體節(jié)省能耗,目前蒸氣轉(zhuǎn)化法采用的壓力較高(3.5MPa以上)。
總之,從熱力學(xué)方面衡量,CH4蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)盡可能在高溫,高H2O/C及低壓的條件下進(jìn)行。但是,在相當(dāng)高的溫度下,反應(yīng)的速度仍然很慢,需要催化劑來(lái)加快反應(yīng)。
8、轉(zhuǎn)化過(guò)程的析碳與除碳
析碳反應(yīng):CH4(g)= C(s)+ 2H2(g)2CO(g)= CO2(g)+ C(s)CO(g)+ H2(g)= C(s)+ H2O(g)a、碳黑覆蓋在催化劑表面,堵在微孔,使CH4轉(zhuǎn)化率下降而使出口氣中殘余 CH4增多。
b、局部反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生過(guò)熱而縮短反應(yīng)管使用壽命。c、使催化劑粉碎而增大了床層阻力。
9、(1)怎樣檢查反應(yīng)管內(nèi)是否有碳沉積? 1觀察管壁顏色,如出現(xiàn)“熱斑”、“熱帶”; ○2反應(yīng)管的阻力變化,阻力突然增加?!穑?)都有哪些除碳方法?
1當(dāng)析碳較輕時(shí),可采取降壓、減量、提高水碳比的方法?!?當(dāng)析碳較重時(shí),可采取蒸氣除碳,○ 即C(s)+H2O(g)→CO+H2 3也可采用空氣或空氣與蒸氣混合物燒碳,將溫度降低,控制反應(yīng)管出口為○200℃,停止加入含烴原料,然后加入少量空氣,控制反應(yīng)管壁溫低于700℃,出口溫度控制在700℃以下,約燒碳8h即可。具體做法是:首先停止送入烴原料,保留蒸氣控制床層溫度為750~800℃,一般除碳約需12~24小時(shí)。
因在沒(méi)有還原性氣體情況,溫度600℃以上時(shí),鎳催化劑被氧化,所以用蒸氣除碳后,催化劑必須重新還原。10、11、12、二段轉(zhuǎn)化爐
13、合成氨原料氣的凈化
氨合成反應(yīng)需要高純度的H2和N2。無(wú)論以固體(煤或焦炭)還是用烴類(lèi)(天然氣、石腦油等)為原料獲得的原料氣中,都含有一氧化碳、二氧化碳、硫化物等不利于合成反應(yīng)的成分,需要在進(jìn)入合成塔之前除去。1原料氣的脫硫 ○2一氧化碳變換 ○3二氧化碳的脫除 ○4原料氣精制 ○
14、H2S的脫除方法
15、干法脫硫:適用于含S量較少、凈化度高的情況
氧化鋅法、鈷鉬加氫法、氧化鐵法、活性碳法等
濕法脫硫:適用于含S量較大、凈化度要求低的場(chǎng)合
化學(xué)吸收法、物理吸收法和化學(xué)物理綜合吸收法等
16、氨水催化法脫硫一般采用氨水的濃度為8~22滴度(1mol/L=20滴度),并加入0.2 ~0.3g/L的對(duì)苯二酚為催化劑。相應(yīng)的脫硫和再生反應(yīng)如下:
NH4OH?H2S?NH4HS?H2O
1對(duì)苯二酚NH4HS?O2?????NH3?S?H2O
2OOHOOH+ [O] NH4HS ++H2O NH4OH +S +OHOOOH
17、一氧化碳變換
1為什么進(jìn)行變換?
○若不脫除CO,在合成氨系統(tǒng),當(dāng)溫度達(dá)300℃時(shí),鐵催化劑存在下,能和H2反應(yīng)生成甲烷和水,造成惰性氣體增加,對(duì)合成反應(yīng)不利,其水會(huì)使合成催化劑中毒。
變換之后:
將原料氣中的CO變成CO2和H2。H2是合成氨需要的原料成份,CO2在后面的脫碳和甲烷化兩個(gè)工序中除去,作為生產(chǎn)尿素或食品級(jí)CO2的原料。
2CO水蒸氣變換反應(yīng)原理(CO變換反應(yīng))○
變換反應(yīng)的化學(xué)平衡 CO+H2O→CO2+H2 CO+H2→C+H2O CO+3H2→CH4+H2O 以1mol濕原料氣為基準(zhǔn),ya、yb、yc、yd分別為初始組成中CO、H2O、CO2及H2的摩爾分?jǐn)?shù),xp為CO的平衡轉(zhuǎn)化率或變換率,則各組分的平衡濃度分別為
ya-ya xp、yb-ya xp、yc +ya xp、yd +ya xp;
工業(yè)生產(chǎn)中通常采用多段變換,即用多段反應(yīng)、多段冷卻的方法進(jìn)行變換反應(yīng)。多段冷卻又分為中間換熱式、噴水冷激式和蒸汽過(guò)熱式三種形式。
中間換熱式:是利用反應(yīng)氣預(yù)熱入爐的半水煤氣,從而降低自身溫度。由平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系式可知,溫度降低,平衡常數(shù)增大,有利于變換反應(yīng)向正方向進(jìn)行。但工業(yè)生產(chǎn)中,降低反應(yīng)溫度必須綜合考慮化學(xué)反應(yīng)速度和催化劑的性能兩個(gè)方面的因素。變換反應(yīng)開(kāi)始時(shí),由于原料氣中一氧化碳含量高,反應(yīng)的推動(dòng)力大,變換反應(yīng)在較高的溫度下進(jìn)行,而在反應(yīng)的后一階段,為了使反應(yīng)較完全,就必須降低反應(yīng)的溫度以利于反應(yīng)的平衡,工業(yè)上常采用多段變換就是這個(gè)原因。
多段原料氣間接換熱式 多段原料氣冷激式
18、二氧化碳的脫除
為了提高反應(yīng)速度,一般在105~130℃條件下吸收,故稱(chēng)熱碳酸鉀法。
二氧化碳變換氣凈化氣
a、在吸收塔中下部,由于氣相CO2分壓較大,在此用有再生塔中部取出的具有中等轉(zhuǎn)化度的溶液(半貧液)在較高的溫度下(即再生塔中部的沸騰溫度)吸收氣體,就可以保證有足夠的吸收推動(dòng)力。
同時(shí)由于吸收溫度高,加快了CO2和K2CO3的反應(yīng),有利于吸收的進(jìn)行,因此,可以將氣體中的大部分CO2吸收掉。
b、但半貧液的轉(zhuǎn)化度較高,加之在較高的溫度下吸收,由于溶液的CO2平衡分壓的限制,用半貧液洗滌過(guò)的氣體仍會(huì)含用一定量的CO2。為了提高氣體的凈化度,在吸收塔上部繼續(xù)用在再生塔內(nèi)經(jīng)過(guò)進(jìn)一步再生的,并在進(jìn)入吸收塔以前經(jīng)過(guò)冷卻的貧液洗滌。
由于貧液的轉(zhuǎn)化度較低,且在較低的溫度下吸收,溶液的CO2平衡分壓很小,因此洗滌后的氣體中的CO2濃度達(dá)到0.1%(體積)以下。
此流程保持了吸收和再生等溫操作的優(yōu)點(diǎn),節(jié)省了熱量,簡(jiǎn)化了流程,同時(shí)又使氣體達(dá)到較高的凈化度。流程選擇應(yīng)考慮: a、上述優(yōu)點(diǎn);
b、系統(tǒng)的能量和熱量合理利用; c、物料的損失和回收;
d、操作的穩(wěn)定可靠以及開(kāi)停工操作。兩段吸收兩段再生流程19、20、21、尿素合成反應(yīng)的基本原理 分兩步進(jìn)行:
2NH3(g)+CO2(g)=NH4COONH2(l)+119.2KJ/mol NH4COONH2(l)=NH2CONH2(l)+H2O(l)-15.5KJ/mol
第一步氨基甲酸銨的合成反應(yīng)速度極快,而且反應(yīng)相當(dāng)完全,反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng),而氨基甲酸銨的脫水轉(zhuǎn)化為尿素是弱吸熱反應(yīng),反應(yīng)速度慢,而且平衡轉(zhuǎn)化率不高,一般不超過(guò)50%~75%。
按未轉(zhuǎn)化物的循環(huán)利用程度,尿素的生產(chǎn)方法又分為不循環(huán)法、半循環(huán)法和全循環(huán)法。60年代后,全循環(huán)法在工業(yè)上獲得普遍的應(yīng)用。
第二篇:無(wú)機(jī)非金屬材料工藝學(xué)題庫(kù)
四、簡(jiǎn)述題
1.有一瓶罐玻璃生產(chǎn)廠欲提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性、提高機(jī)速,對(duì)配比應(yīng)做如何 調(diào)整? 為什么?
堿金屬氧化物(Na2O,K2O)對(duì)玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性影響最大。為了提高 設(shè)計(jì)玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性,必須使設(shè)計(jì)玻璃中的 Na2O、K2O 比現(xiàn)有玻璃降低 ; 增加機(jī)速,可適當(dāng)增加CaO,同時(shí)考慮到MgO對(duì)提高化學(xué)穩(wěn)定性有 利,而又能防止析晶,為此在設(shè)計(jì)玻璃中強(qiáng)加了MgO,并使 MgO+CaO 的含量比原有玻璃中CaO的含量增高。
2.硅酸鹽水泥熟料燒成后要進(jìn)行冷卻的目的是什么?為何生產(chǎn)實(shí)踐中要采用急速冷卻? 熟料冷卻的目的: 改善熟料質(zhì)量與易磨性 ; 降低熟料的溫度,便于運(yùn)輸、儲(chǔ)存、和粉磨 ; 回收熱量,預(yù)熱二次空氣,降低熱耗、提高熱利用率。急速冷卻熟料的優(yōu)點(diǎn): 急冷能防止或減少β-C2S轉(zhuǎn)化成γ-C2S ; 急冷能防止或減少C3S的分解 ; 急冷能防止或減少M(fèi)gO的 破壞作用 ; 急冷使熟料中C3A結(jié)晶體減少 ; 急冷熟料易磨性提高。3.無(wú)機(jī)非金屬材料與金屬材料在性能上有那些不同?試分析其原因? 無(wú)機(jī)非金屬材料的化學(xué)組分主要由元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化 合物、硼化物、以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽和非氧化物等物質(zhì),其化學(xué)鍵主要為離子鍵或離子—共價(jià)混合鍵。因此,無(wú)機(jī)非金屬材料的基本屬性主要體現(xiàn)為高熔點(diǎn)、高硬度、耐腐蝕、耐 磨損、高抗壓良好的抗氧化性、隔熱性,優(yōu)良的介電、壓電、光學(xué)、電磁性能 及其功能轉(zhuǎn)換特性等。但大多數(shù)無(wú)機(jī)非金屬材料具有抗拉強(qiáng)度低、韌性 差等缺點(diǎn)。4.簡(jiǎn)述玻璃熔化過(guò)程的各個(gè)階段及其特點(diǎn)?
1)燒結(jié)體的形成 在高溫作用下,發(fā)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng),形成不透明燒結(jié)物。對(duì)于普通鈉鈣硅酸鹽玻璃而言,這一階 段結(jié)束后,配合料轉(zhuǎn)變?yōu)橛晒杷猁}和殘余石英顆粒組成的燒結(jié)體。2)玻璃液的形成 不透明燒結(jié)體經(jīng)進(jìn)一步加熱,未完全熔化的配合料殘余顆粒溶解,燒結(jié)物開(kāi) 始熔融、擴(kuò)散,并最終由不透明燒結(jié)體變?yōu)橥该鞑Aб?。但此時(shí)的玻璃液含有大 量可見(jiàn)氣泡,且玻璃液的化學(xué)成分很不均勻。3)玻璃液的澄清 玻璃液的澄清是指氣體夾雜物從玻璃液中的消除 的過(guò)程。4)玻璃的均化 均化過(guò)程是為了消除玻璃液中條紋和其他化學(xué)組成與玻璃液組成不同的不 均體,從而獲得化學(xué)組成均勻一致的玻璃液。5)玻璃液的冷卻 為使玻璃液滿(mǎn)足成型所需的粘度要求,經(jīng)高溫澄清、均化后的玻璃液需進(jìn)一 步降溫冷卻。整個(gè)冷卻過(guò)程應(yīng)力求平穩(wěn)進(jìn)行,以保證玻璃液的熱均勻性,并防止 出現(xiàn)溫度波動(dòng),以免引起二次氣泡。
5.在硅酸鹽水泥生產(chǎn)中,當(dāng)氧化鈣含量變化時(shí),對(duì)煅燒和礦物形成有何影響?
當(dāng)氧化鈣含量提高時(shí),熟料中的 C3S 增加,熟料強(qiáng)度提高,因此,提高氧化鈣含量,有利于提高水泥熟料質(zhì)量 ;但氧化鈣含量過(guò)高,熟料煅燒困難,致使 f-CaO增加,熟料強(qiáng)度降低 ; 降低氧化鈣含量,熟料中的C3S減少,C2S增多,熟料強(qiáng)度降低,熟 料易粉化。6.陶瓷廠在采用注漿成型時(shí),對(duì)坯料有何要求?
1)流動(dòng)性好。保證泥漿澆注成形時(shí)要能充滿(mǎn)模型的各個(gè)部位。2)懸浮性好。漿料中各種固體顆粒能在較長(zhǎng)的一段時(shí)間懸浮而不沉 淀的性質(zhì)稱(chēng)為泥漿的懸浮性。它是保證坯體組分均勻和泥漿正常輸送、貯放的重要性能之一。3)觸變性適當(dāng)。受到振動(dòng)和攪拌時(shí),泥漿粘度會(huì)降低而流動(dòng)性增加,靜置后又恢復(fù)原狀,此外,泥漿放置一段時(shí)間后,在維持原有水分的情況下也會(huì) 變稠,這種性質(zhì)稱(chēng)為觸變性。泥漿觸變性過(guò)大,容易堵塞泥漿管道,且 坯體脫模后易塌落變形 ;觸變性過(guò)小,生坯強(qiáng)度較低,影響脫模和修坯。4)濾過(guò)性好。濾過(guò)性也稱(chēng)滲模性,是指泥漿能夠在石膏模中濾水成 坯的性能。濾過(guò)性好,則成坯速率較快。當(dāng)細(xì)顆粒過(guò)多時(shí),易堵 塞石膏模表面的微孔脫水通道,不利于成坯。熟料和瘠性原料較多時(shí)有 利于泥漿的脫水成坯。9.簡(jiǎn)述鈣質(zhì)原料在典型無(wú)機(jī)非金屬材料中的作用?
硅酸鹽水泥:CaO——滿(mǎn)足生成熟料礦物的要求。CaO量過(guò)高,生料 易燒性差,熟料中 f-CaO 增多,會(huì)導(dǎo)致安定性不良;CaO 量過(guò)低,熟料中 C2S增多,C3S減少,熟料強(qiáng)度下降。陶瓷中:主要起助熔作用,縮短燒成時(shí)間,增加瓷器的透明度,使坯釉結(jié)合牢固。玻璃中:穩(wěn)定劑,即增加玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度,但含量不宜 過(guò)高,否則會(huì)使玻璃的結(jié)晶傾向增大,而且易使玻璃發(fā)脆。CaO在高溫時(shí),能降低玻璃的粘度,促進(jìn)玻璃的熔化和澄清;但當(dāng)溫度降低 時(shí),粘度增加得很快,使成形困難。含 CaO 高的玻璃成形后退火要快,否則易于爆裂。
13.簡(jiǎn)述普通平板玻璃的主要組成成分及其作用?
主要組成成分——Na2O、CaO、SiO2; 各成分的主要作用——Na2O,玻璃助熔劑,降低玻璃的粘度,使玻璃易于 熔融; CaO,穩(wěn)定劑,增加玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度,高溫時(shí)降低玻璃的粘 度,促進(jìn)玻璃的熔化和澄清; SiO2,玻璃的形成氧化物,作為玻璃的骨架。14.簡(jiǎn)述影響玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的因素?
1)玻璃的組成 玻璃網(wǎng)絡(luò)完整性愈高,網(wǎng)絡(luò)外離子愈少,玻璃化學(xué)穩(wěn)定性愈好。2)侵蝕介質(zhì)的種類(lèi) 水汽侵蝕能力大于水。弱酸濃度小者大于強(qiáng)者,因前者電解H + 強(qiáng)濃度高。堿的侵蝕受陽(yáng)離子吸附能力,OH-濃度以及生成的硅酸鹽溶解度三方面影 響。3)熱歷史 急冷玻璃較慢冷玻璃網(wǎng)絡(luò)疏松,化學(xué)穩(wěn)定性較差; 玻璃退火時(shí),若發(fā)生析堿,在玻璃表面形成富硅層,而提高玻璃化學(xué)穩(wěn)定性。4)溫度壓力的影響 室溫下玻璃相對(duì)穩(wěn)定。但加溫加壓后,水的電離大大增加,侵蝕作用加劇,0~100℃范圍內(nèi),溫度升高20K,侵蝕作用增大20倍.17.簡(jiǎn)述陶瓷坯體的干燥過(guò)程?
生坯與干燥介質(zhì)接觸時(shí),生坯表面的水首先汽化,內(nèi)部的水借助擴(kuò)散作用向表面移動(dòng),并在表面汽化,然后干燥介質(zhì)將汽化的水帶走。
干燥速度取決與內(nèi)部擴(kuò)散速度和表面汽化速度兩個(gè)過(guò)程 干燥過(guò)程可分為四個(gè)階段:
1、升速階段 短時(shí)間內(nèi),坯體表面被加熱到等于干燥介質(zhì)濕球溫度的溫度,水分蒸發(fā)速度很快增大,到A點(diǎn)后,坯體吸收的熱量和蒸發(fā)水分耗去的熱量相等。時(shí)間短,排除水量不大。
2、等速干燥階段 坯體表面蒸發(fā)的水分由內(nèi)部向坯體表面源源不斷補(bǔ)充,坯體表面總是保持濕潤(rùn)。干燥速度不變,坯體表面溫度保持不變,水分自由蒸發(fā)。到臨界水分點(diǎn)后,坯體內(nèi)部水分?jǐn)U散速度開(kāi)始小于表面蒸發(fā)速度,坯體水分不能全部潤(rùn)濕表面,開(kāi)始降速階段,體積收縮。
3、降速干燥階段 表面停止收縮,繼續(xù)干燥僅增加坯體內(nèi)部孔隙。干燥速度下降,熱能消耗下降,坯體表面溫度提高。
4、平衡階段 坯體表面水分達(dá)到平衡水分時(shí),干燥速度為0,取決與干燥介質(zhì)的溫度和濕度—干燥最終水分。
18.簡(jiǎn)述如何選擇陶瓷的成方法? 1)產(chǎn)品的形狀、大小、厚薄等。一般形狀復(fù)雜或較大,壁較薄的產(chǎn)品,可采用 注漿法成形;而具有簡(jiǎn)單回轉(zhuǎn)體形狀的器皿可采用最常用的旋壓、滾壓法可塑成形。2)坯料的性能??伤苄暂^好的坯料適用于可塑法成形,可塑性較差的 坯料可用注漿或干壓法成形。3)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量要求。產(chǎn)量大的產(chǎn)品可采用可塑法的機(jī)械成形,產(chǎn)最小的產(chǎn)品可采用法漿法成形,產(chǎn)量很小質(zhì)量又要求不高的產(chǎn)品可考慮采用手工 可塑成形。4)設(shè)備要簡(jiǎn)單,勞動(dòng)強(qiáng)度要小。5)經(jīng)濟(jì)效果要好。在選擇成形方法時(shí),希望在保證產(chǎn)品產(chǎn)量質(zhì)量的前提下,選用沒(méi)備最 簡(jiǎn)單,生產(chǎn)周期最短,成本最低的—種成形方法
21.在硅酸鹽水泥生產(chǎn)中,當(dāng) KH變化時(shí),對(duì)煅燒和礦物形成有何影響? 當(dāng)C3S=0時(shí),KH=0.667,即此時(shí)的熟料礦物只有C2S、C3A、C4AF而無(wú) C3S; 當(dāng)C2S=0時(shí),KH=1,即此時(shí)的熟料礦物只有 C3S、C3A、C4AF而無(wú)C2S。石灰飽和 系數(shù)KH應(yīng)控制在0.667~1.0之間。因此,提高石灰飽和系數(shù)KH,可提高 C3S在熟料中的含量,熟料強(qiáng)度高,有利于提高水 泥熟料質(zhì)量;但KH過(guò)高,熟料煅燒困難,熟料中的 f-CaO高,影響水泥的安定性,對(duì)水泥強(qiáng)度不利。降低 KH值,熟料中的C3S減少,C2S增多,熟料強(qiáng)度降低,熟料易粉化。
25.簡(jiǎn)述影響碳酸鈣分解速度的因素。
1)溫度:隨溫度升高,分解速度常數(shù)K和壓力的倒數(shù)差都相應(yīng)增加,分解時(shí)間縮短,分 解速度增加。但應(yīng)注意溫度過(guò)高,將增加廢氣溫度和熱耗;預(yù)熱器和分解爐結(jié)皮、堵塞的可 能性亦大。2)窯系統(tǒng)的CO2 分壓:通風(fēng)良好,CO2 分壓較低,有利了碳酸鈣的分解。3)生料細(xì)度和顆粒級(jí)配:生料細(xì)度細(xì),顆粒均勻,粗粒少,分解速度快。4)生料懸浮分散程度:生料懸浮分散差,相對(duì)地增大了顆粒尺寸,減少了傳熱面積,降 低了碳酸鈣的分解速度。因此,生料懸浮分散程度是決定分解速度的一個(gè)非常重要的因素。這也是在懸浮預(yù)熱器和分解爐內(nèi)的碳酸鈣分解速度較回轉(zhuǎn)窯、立波爾窯內(nèi)快的主要原因之一。5)石灰石的種類(lèi)和物理性質(zhì):結(jié)構(gòu)致密、結(jié)晶粗大的石灰石,分解速度慢。6)生料中粘土質(zhì)組分的性質(zhì):高嶺土類(lèi)活性大、蒙脫石、伊利石次之,石英砂較差?;?性越大的,在800℃下越能和氧化鈣或直接與碳酸鈣進(jìn)行固相反應(yīng),生成低鈣礦物,可以促 進(jìn)碳酸鈣的分解過(guò)程。18.SiO2 在典型無(wú)機(jī)非金屬材料中的作用?
答:硅酸鹽水泥:與氧化鈣一起形成硅酸鈣。如果熟料中 SiO2 過(guò)高,熟料煅燒困難,特別當(dāng)氧化鈣含量低,硅酸二鈣含量多時(shí),熟料易于粉化。硅率過(guò)低,則熟料中硅酸鹽礦物太少而影響水泥強(qiáng)度,且影響窯的操作。
在玻璃中:SiO2是玻璃形成氧化物,以硅氧四面體[SiO4]的結(jié)構(gòu)組元形成不規(guī)則的連續(xù)網(wǎng)絡(luò),成為玻璃的骨架。在陶瓷產(chǎn)品燒成過(guò)程中,二氧化硅的體積膨脹可以起著補(bǔ)償坯體收縮的作用。高溫下石英部分地溶解于液相中,增加熔體的粘度,而未溶解的石英顆粒構(gòu)成坯體的骨架,減少變形的可能性。由于石英屬瘠性原料,因而可減小坯體的干燥收縮和縮短干燥時(shí)間。14.簡(jiǎn)述擬定陶瓷燒成制度的一般原則? 答:⑴ 坯料在加熱過(guò)程中的形狀變化
通過(guò)分析坯料在加熱過(guò)程中的形狀變化,初步得出坯體在各溫度或時(shí)間階段可以允許的升、降溫速率等。這些是擬定燒成制度的重要依據(jù)之一。⑵ 坯體形狀、厚度和入窯水分
同一組成坯體,由于制品的形狀、厚度和入窯水分的不同,升溫速度和燒成周期都應(yīng)有所不同。壁薄、小件制品入窯前水分易于控制,一般可采取短周期快燒,大件、厚壁及形狀復(fù)雜的制品升溫不能太快,燒成周期不能過(guò)短。坯體中含大量可塑性粘土及有機(jī)物多的粘土?xí)r,升溫速度也應(yīng)放慢。有學(xué)者根據(jù)不穩(wěn)定傳熱過(guò)程的有關(guān)參數(shù)推算出,安全升、降溫的速度與陶瓷坯體厚度的平方成反比。
⑶ 窯爐結(jié)構(gòu)、燃料性質(zhì)、裝窯密度
它們是能否使要求的燒成制度得以實(shí)現(xiàn)的重要因素。所以在擬定燒成制度時(shí),還應(yīng)結(jié)合窯爐結(jié)構(gòu)、燃料類(lèi)型等因素一道考慮,也就是把需要的燒成制度和實(shí)現(xiàn)燒成制度的條件結(jié)合起來(lái),否則先進(jìn)的燒成制度也難以實(shí)現(xiàn)。⑷ 燒成方法
同一種坯體采用不同的燒成方法時(shí),要求的燒成制度各不相同。日用瓷的素?zé)郎囟瓤偸堑陀诒緹臏囟取S悦娲u素?zé)臏囟韧哂谟詿臏囟?。一些特種陶瓷可在常壓下燒結(jié)外,還可用熱壓法、熱等靜壓法等一些新的方法燒成。熱壓法及熱等靜壓法的燒成溫度比常壓燒結(jié)的溫度低得多,燒成時(shí)間也可縮短。因此擬定燒成制度時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮所用的燒成方法。15.如何加速玻璃的熔制過(guò)程?
答:1)添加劑 實(shí)踐中使用的加速玻璃融化的添加劑有助熔劑、澄清劑。
2)攪拌與鼓泡 在池窯上增設(shè)攪拌與池底鼓泡裝置可提高玻璃液的澄清和均化速度。
3)電助熔與全電熔 電助熔是在燃料加熱的同時(shí),在池窯融化部、加料區(qū)和作業(yè)部增加電加熱,以提高玻璃液的熔化速度。
4)富氧燃燒 富氧燃燒可提高燃料利用率,提高熔化溫度,加速熔化過(guò)程。5)高壓與真空熔煉 高壓與真空熔煉有利于玻璃中可見(jiàn)氣泡的消除,前者可使可見(jiàn)氣泡中氣體溶解至玻璃液,后者可導(dǎo)致可見(jiàn)氣泡的迅速膨脹而加速上浮。16.簡(jiǎn)述工藝因素對(duì)陶瓷顯微結(jié)構(gòu)的影響? 答:1.原料粉末的特征
顆粒大小、分布、聚集程度影響最為明顯。1)顆粒大小影響成瓷后晶粒尺寸。a、粗粒多:成瓷后晶粒尺寸增加??;
b、細(xì)粒多:成瓷后晶粒尺寸增加大,因?yàn)楸缺砻娲?,利于晶粒發(fā)育長(zhǎng)大。
2)粒度分布范圍影響產(chǎn)品的密度:即氣孔率分布范圍窄,則密度高,粉末要求聚集成團(tuán),因團(tuán)粒之間的空隙往往大于顆粒之空隙。2.添加摻雜物
1)摻雜物進(jìn)入固溶體,增加晶格缺陷,促進(jìn)晶格擴(kuò)散,使坯體致密,減少氣孔;
2)晶粒周?chē)纬蛇B續(xù)的第二相,促進(jìn)繞結(jié)。如第二相不易移動(dòng),則阻礙晶界移動(dòng),抑制晶粒長(zhǎng)大,多數(shù)情況下?lián)诫s物會(huì)抑制晶粒粗化,減緩晶界移動(dòng)速度,但也會(huì)加速晶粒生長(zhǎng),與其數(shù)量種類(lèi)有關(guān)。3.燒成制度
1)燒成氣氛是影響產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、性能的重要因素之一。氣孔率、晶粒尺寸、缺位形成、陽(yáng)離子價(jià)態(tài)、礦物組成
如:TiO2在還原氣氛下,顏色加深, Ti4+→Ti3+ O2-空位↑ Fe2O3在還原氣氛下→FeO+O2 ,使氣孔率↑ 2)升降溫度影響坯體密度,晶粒大小,相的分布。
控制速率煅燒,中間溫度下維持較長(zhǎng)時(shí)間促進(jìn)坯體致密; 快速燒成時(shí)高溫下維持較短時(shí)間抑制晶粒粗化。冷卻速度對(duì)顯微結(jié)構(gòu)影響表現(xiàn)在各相分布。
a、快速冷卻:越過(guò)第二相的析出溫度,則第二相形成數(shù)量少; b、緩慢冷卻:不同溫度會(huì)析出不同的第二相。
第三篇:無(wú)機(jī)非金屬材料工藝學(xué)試題
工藝學(xué)
一、名詞解釋
1.澄清劑:凡在玻璃熔制過(guò)程中能分解產(chǎn)生氣體,或能降低玻璃黏度,促進(jìn)排除玻璃液中氣泡的物質(zhì)稱(chēng)為澄清劑。(作用:排除氣泡。)
2.燒成:通常是指將初步密集定形的粉塊(生坯)經(jīng)高溫?zé)Y(jié)成產(chǎn)品的過(guò)程。其實(shí)質(zhì)是將粉料集合體變成致密的、具有足夠強(qiáng)度的燒結(jié)體,如磚瓦、陶瓷、耐火材料等。
3.玻璃形成體:能單獨(dú)形成玻璃,在玻璃中能形成各自特有的網(wǎng)絡(luò)體系的氧化物,稱(chēng)為玻璃的網(wǎng)絡(luò)形成體。
4.玻璃中間體:一般不能單獨(dú)形成玻璃,其作用介于網(wǎng)絡(luò)形成體和網(wǎng)絡(luò)外體之間的氧化物,稱(chēng)之為中間體.5.玻璃調(diào)整體:凡不能單獨(dú)生成玻璃,一般不進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)而是處于網(wǎng)絡(luò)之外的氧化物,稱(chēng)為玻璃的網(wǎng)絡(luò)外體。它們往往起調(diào)整玻璃一些性質(zhì)的作用。
6.凝結(jié)時(shí)間:水泥從加水開(kāi)始到失去流動(dòng)性,即從流體狀態(tài)發(fā)展到較致密的固體狀態(tài),這個(gè)過(guò)程所需要的時(shí)間稱(chēng)凝結(jié)時(shí)間。7.坯、釉適應(yīng)性:坯、釉適應(yīng)性是指熔融性能良好的釉熔體,冷卻后與坯體緊密結(jié)合成完美的整體不開(kāi)裂、不剝脫的能力。8.玻璃熔化:玻璃配合料經(jīng)過(guò)高溫加熱轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)組成均勻的、無(wú)氣泡的、并符合成型要求的玻璃液的過(guò)程。
9.IM:鋁率又稱(chēng)鐵率,其數(shù)學(xué)表達(dá)式為: IM = Al2O3/Fe2O3 鋁率表示熟料中氧化鋁與氧化鐵含量的質(zhì)量比,也表示熟料熔劑礦物中鋁酸三鈣與鐵鋁酸四鈣的比例。
10.SM:硅率,又稱(chēng)為硅酸率,其數(shù)學(xué)表達(dá)式是:SM=SiO2/(Al2O3+Fe2O3)硅率是表示熟料中氧化硅含量與氧化鋁、氧化鐵之和的質(zhì)量比,也表示了熟料中硅酸鹽礦物與溶劑礦物的比例。
11.石灰飽和系數(shù)KH:是熟料中全部氧化硅生成硅酸鈣(C3S十 C2S)所需的氧化鈣量與全部二氧化硅理論上全部生成硅酸三鈣所需的氧化鈣含量的比值。
12.螢石含率:螢石含率指由螢石引入的CaF2 量與原料總量之比,即:螢石含率=螢石含量×CaF2含量/原料總量×100% 13.水泥硬化:凝結(jié)過(guò)后,水泥漿產(chǎn)生明顯的強(qiáng)度并逐漸發(fā)展成為堅(jiān)硬的固體,這一過(guò)程稱(chēng)為水泥的硬化。
14.水泥安定性:是指水泥漿硬化后體積變化是否均勻的性質(zhì) 15.泥漿的觸變性:是指泥漿在靜置后變稠,而一經(jīng)攪拌又立即恢復(fù)流動(dòng)的性質(zhì)。
16.水泥的燒結(jié)范圍:是指水泥生料加熱至出現(xiàn)燒結(jié)所必需的、最少的液相量時(shí)的溫度(開(kāi)始燒結(jié)溫度)與開(kāi)始出現(xiàn)結(jié)大塊(超過(guò)正常液相量)時(shí)的溫度差值。
17.可塑的性:是指具有一定細(xì)度和分散度的黏土或配合料,加適量水調(diào)和均勻,成為含水率一定的塑性泥料,在外力作用下能獲得任意形式而不產(chǎn)生裂縫或破裂,并在外力作用停止后仍能保持該形狀的能力。
18.坯式:根據(jù)坯和釉的化學(xué)組成計(jì)算出各氧化物的分子式,按照 堿性氧化物、中性氧化物和酸性氧化物的順序列出它們的分 子數(shù)。這種式子稱(chēng)為坯式或釉式。
二、填空題
1.陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)由結(jié)晶相、氣孔 和 玻璃相 組成。2.水泥強(qiáng)度:抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度。
3.硅酸鹽水泥熟料中含有 C3S、C2S、C3A、C4AF 四種礦物。4.根據(jù)各氧化物在玻璃結(jié)構(gòu)中所起的作用,一般可將他們分為 網(wǎng)絡(luò)形成體、中間體 和 網(wǎng)絡(luò)調(diào)整體三類(lèi)。
5.根據(jù)成型方法的不同,陶瓷坯料通常分為: 注漿坯料、可塑坯料 和 壓制坯料三類(lèi)。
6.玻璃的質(zhì)量缺陷主要有 氣泡、條紋 和 結(jié)石。7.陶瓷的主要組成相為 晶相、晶界、氣孔 和 玻璃相。
8.玻璃的熔制過(guò)程包括 燒結(jié)物的形成、玻璃液的形成、玻璃液的澄清、玻璃液的均化、玻璃液的冷卻 五個(gè)階段。9.玻璃的熔化過(guò)程:玻璃液的澄清、均化。10.水泥生產(chǎn)的主要原料有石灰石、黏土和鐵粉。
11.陶瓷的成型方法分為可塑法成型、注漿法成型 和 干壓法成型 三大類(lèi)。
12.水泥熟料的三個(gè)率值分別為 KH、SM、IM。
13.硅酸鹽水泥熟料由 氧化鈣、氧化硅、氧化鋁、氧化鐵 四種氧化物組成。
14.陶瓷的主要原材料有粘土、石英、長(zhǎng)石三部分。
15.影響水泥水化速率的主要因素有 熟料礦物組成、水灰比、細(xì)度、養(yǎng)護(hù)溫度和外加劑。
16.從結(jié)構(gòu)上看,陶瓷是由 結(jié)晶 物質(zhì)、玻璃態(tài) 物質(zhì)和 氣孔 組成。17.硅酸鹽水泥的基本組成材料為 熟料、石膏。
18.陶瓷生產(chǎn)中的溫度制度包括 升溫速度、燒成溫度、保溫時(shí)間及 冷卻速度。
19.燒成制度:溫度、壓力、氣氛。
三、簡(jiǎn)答題
1、石膏在水泥中的作用?
答:石膏的作用主要是調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間,而且適量的石膏對(duì)提高水泥強(qiáng)度有利,尤其是早期強(qiáng)度;但石膏的量不宜過(guò)多,否則會(huì)使水泥產(chǎn)生體積膨脹而使強(qiáng)度降低,甚至影響水泥的安定性。
2、玻璃的光學(xué)性質(zhì) 答:(1)折射率
(2)色散(折射率隨波長(zhǎng)變化而變化的現(xiàn)象)
(3)玻璃的反射、吸收、透過(guò)
3、玻璃生產(chǎn)過(guò)程中的率值:
答:含水率、芒硝含率、螢石含率、煤粉含率、純堿揮散率、碎玻璃摻入率
4、玻璃退火工藝 玻璃退火工藝可分為四個(gè)階段:加熱階段、均熱階段、慢冷階段和快冷階段。
5、水泥體積安定性的影響因素? 答: f-CaO,MgO,SO3和冷卻速率。
6、玻璃的粘度與成分的關(guān)系
答:1.SiO2、Al2O3、ZrO2含量升高,粘度增大;
2.堿金屬氧化物R2O含量升高,粘度降低; 3.堿土金屬氧化物MO含量升高,粘度增大; 4.PbO、CdO、Bi2O3、SnO含量升高,粘度增大;
5.Li2O、ZnO、B2O3含量升高,增加低溫粘度,而降低高溫粘度。
7、陶瓷壓制坯料質(zhì)量要求
答:1.配方準(zhǔn)確; 2.混合均勻; 3.粒度符合工藝要求;
4.含較少氣體; 5.干坯強(qiáng)度大(可塑料);6.懸浮性和流動(dòng)性好(注漿料);7.自由堆積密度盡量大(壓制料)。
8、黏土原料的工藝性質(zhì)有哪些?
答:可塑性、結(jié)合性、離子交換性、觸變性、膨化性、收縮、燒結(jié)溫度與燒結(jié)范圍和耐火度。
9、陶瓷注漿坯料應(yīng)滿(mǎn)足哪些要求?
答:(1)流動(dòng)性好(2)懸浮性好(3)觸變性適當(dāng)(4)濾過(guò)性好
10、玻璃的通性?
答:(1)各向同性(2)介穩(wěn)性(3)無(wú)固定熔點(diǎn)(4)固態(tài)和熔融態(tài)間轉(zhuǎn)化的漸變性和可逆性(5)性質(zhì)隨成分變化的連續(xù)性和漸變性
11、生產(chǎn)低熱硅酸鹽水泥的礦物組成應(yīng)如何調(diào)整?
答:在硅酸鹽水泥熟料的四種礦物中,水化熱順序?yàn)椋篊3A>C3S>C4AF>C2S,因此,可降低C3A含量、適當(dāng)降低C3S含量,達(dá)到降低水泥水化熱之目的。
12、生產(chǎn)普通陶瓷的主要原料及其作用?
答:石英——骨架; 粘土——成型與燒成性能; 長(zhǎng)石——熔劑物質(zhì)。
13、游離氧化鈣產(chǎn)生的原因:
答:(1)欠燒游離氧化鈣(欠燒f-CaO)
熟料煅燒過(guò)程中因欠燒、漏生,在1100~1200℃低溫下形成(2)一次游離氧化鈣(一次f-CaO)
因配料不當(dāng)、生料過(guò)粗或煅燒不良,尚未與S、A、F反應(yīng)而殘留的CaO(3)二次游離氧化鈣(二次f-CaO)
熟料慢冷或還原氣氛下,C3S分解而形成的
14、四種礦物性能比較
答:28d內(nèi)絕對(duì)強(qiáng)度:C3S>C4AF>C3A>C2S 水 化 速 度:C3A> C4AF> C3S>C2S 水 化 熱: C3A> C3S> C4AF> C2S
15、預(yù)均化技術(shù)有哪些? 答:縱向堆料,橫向取料。(1)預(yù)均化堆場(chǎng):圓形和矩形
(2)預(yù)均化庫(kù)
(3)端面切取式預(yù)均化庫(kù)(DLK庫(kù))
(4)其他簡(jiǎn)易預(yù)均化庫(kù)
16、釉料配料原則(依據(jù)): 答:
1、根據(jù)坯體的燒結(jié)性質(zhì)確定;
2、根據(jù)坯體的膨脹系數(shù)確定;
3、根據(jù)坯體的化學(xué)性質(zhì)確定;
4、正確選用原料(石英、長(zhǎng)石、滑石、高嶺土)
17、泥料產(chǎn)生塑性機(jī)理
答:
1、可塑性是由于粘土-水界面鍵力作用的結(jié)果
2、顆粒間隙的毛細(xì)管作用對(duì)粘土粒子結(jié)合的影響
3、可塑性是基于帶電粘土膠團(tuán)與介質(zhì)中離子之間的靜電引力和靜電斥力作用的結(jié)果
18、燒成過(guò)程中變形的因素:
答:(1)配料中溶劑原料過(guò)多;(2)成型設(shè)計(jì)不合理;(3)裝窯不當(dāng);(4)不平;(5)過(guò)燒。
19、粘土的燒結(jié)性能:
答:
1、當(dāng)粘土試樣加熱到800℃以上時(shí),體積開(kāi)始劇烈收縮,氣孔率明顯減少,其對(duì)應(yīng)溫度稱(chēng)為開(kāi)始燒結(jié)溫度T1;
2、溫度繼續(xù)升高,液相量增加,氣孔率降至最低,收縮率最大,其對(duì)應(yīng)溫度稱(chēng)為燒結(jié)溫度T2。
3、若繼續(xù)升溫,試樣將因液相太多而發(fā)生變形,其對(duì)應(yīng)的最低溫度稱(chēng)為軟化溫度T3。T3與T2的溫度差即燒結(jié)范圍
四、論述題
1、論述生料在煅燒過(guò)程中的物理化學(xué)變化
答:(1)干燥與脫水——干燥是物理水的蒸發(fā),脫水是粘土礦物分解放出化合水;
(2)碳酸鹽分解——MgCO3 = MgO十 CO2,CaCO3 = CaO十CO2;(3)固相反應(yīng)——形成低鈣礦物;
(4)液相和熟料的燒結(jié)——出現(xiàn)液相,C3S等形成,形成熟料;(5)熟料冷卻——熟料溫度降低至室溫。
2、論述影響玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的因素
答:(1)玻璃的組成 玻璃網(wǎng)絡(luò)完整性愈高,網(wǎng)絡(luò)外離子愈少,玻璃化學(xué)穩(wěn)定性愈好。
(2)侵蝕介質(zhì)的種類(lèi) 水汽侵蝕能力大于水。弱酸的侵蝕能力大于強(qiáng)酸,因前者中含水多。堿的侵蝕受陽(yáng)離子吸附能力,OH-濃度以及生成的硅酸鹽溶解度三方面影響。
(3)熱歷史 急冷玻璃較慢冷玻璃網(wǎng)絡(luò)疏松,其中的離子遷移較容易,因而急冷玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性較差;玻璃退火時(shí),若發(fā)生析堿,去除表面堿層后,則在玻璃表面形成富硅層,而提高玻璃化學(xué)穩(wěn)定性。(4)溫度壓力的影響 室溫下玻璃相對(duì)穩(wěn)定。但加溫加壓后,水的電離大大增加,侵蝕作用加劇,0℃~100℃范圍內(nèi),溫度每升高20K,侵蝕作用增大10倍。
3、論述擬定陶瓷燒成制度的一般原則 答:⑴ 坯料在加熱過(guò)程中的形狀變化
通過(guò)分析坯料在加熱過(guò)程中的形狀變化,初步得出坯體在各溫度或時(shí)間階段可以允許的升、降溫速率等。這些是擬定燒成制度的重要依據(jù)之一。
⑵ 坯體形狀、厚度和入窯水分
同一組成坯體,由于制品的形狀、厚度和入窯水分的不同,升溫速度和燒成周期都應(yīng)有所不同。壁薄、小件制品入窯前水分易于控制,一般可采取短周期快燒,大件、厚壁及形狀復(fù)雜的制品升溫不能太快,燒成周期不能過(guò)短。坯體中含大量可塑性粘土及有機(jī)物多的粘土?xí)r,升溫速度也應(yīng)放慢。有學(xué)者根據(jù)不穩(wěn)定傳熱過(guò)程的有關(guān)參數(shù)推算出,安全升、降溫的速度與陶瓷坯體厚度的平方成反比。
⑶ 窯爐結(jié)構(gòu)、燃料性質(zhì)、裝窯密度
它們是能否使要求的燒成制度得以實(shí)現(xiàn)的重要因素。所以在擬定燒成制度時(shí),還應(yīng)結(jié)合窯爐結(jié)構(gòu)、燃料類(lèi)型等因素一道考慮,也就是把需要的燒成制度和實(shí)現(xiàn)燒成制度的條件結(jié)合起來(lái),否則先進(jìn)的燒成制度也難以實(shí)現(xiàn)。
⑷ 燒成方法
同一種坯體采用不同的燒成方法時(shí),要求的燒成制度各不相同。日用瓷的素?zé)郎囟瓤偸堑陀诒緹臏囟?。釉面磚素?zé)臏囟韧哂谟詿臏囟?。一些特種陶瓷可在常壓下燒結(jié)外,還可用熱壓法、熱等靜壓法等一些新的方法燒成。熱壓法及熱等靜壓法的燒成溫度比常壓燒結(jié)的溫度低得多,燒成時(shí)間也可縮短。因此擬定燒成制度時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮所用的燒成方法。
4、論述影響水泥生料易燒成的主要因素
①.生料的潛在礦物組成。
②.原料的性質(zhì)和顆粒組成:原料中石英和方解石含量多,難燒,易燒性差;結(jié)晶質(zhì)粗粒多,易燒性差。
③.生料中次要氧化物和微量元素:含少量,有利于熟料形成,易燒性好,但含量過(guò)多,不利于煅燒。
④.生料的均勻性和生料粉磨細(xì)度:生料均勻性好。粉磨細(xì)度細(xì),易燒性好。
⑤.礦化劑:摻加各種礦化劑,均可改善生料的易燒性。⑥.生料的熱處理:生料的易燒性差,就要求燒成溫度高,煅燒時(shí)間長(zhǎng)。生料煅燒過(guò)程升溫速度快,有利于提高新生態(tài)產(chǎn)物的活性,易燒性好。
⑦.液相:生料煅燒時(shí),液相出現(xiàn)溫度低,數(shù)量多,液相粘度小,表面張力小,離子遷移速度大,易燒性好,有利于熟料的燒成。
⑧.燃煤的性質(zhì):燃煤熱值高、煤灰分少、細(xì)度細(xì),燃燒速度快,燃燒溫度高,有利于熟料的燒成。
⑨.窯內(nèi)氣氛:窯內(nèi)氧化氣氛煅燒,有利于熟料的形成。
5、論述硅酸鹽水泥熟料的礦物組成和性能
(1)C3S 性質(zhì):凝結(jié)時(shí)間正常,水化較快,放熱較多,早期強(qiáng)度高且后期強(qiáng)度增進(jìn)率較大。28d強(qiáng)度可達(dá)1年強(qiáng)度的70%~80%,28d強(qiáng)度和1年強(qiáng)度在四種礦物中均最高,但水化熱較高,抗水性較差。2150℃ ~1250℃穩(wěn)定存在,1250℃以下分解為C2S+和CaO,速率很慢,故室溫下呈C3S介穩(wěn)狀態(tài)存在。
(2)C2S性質(zhì):水化反應(yīng)較慢,28d僅水化20%左右。凝結(jié)硬化緩慢,早期強(qiáng)度較低,但后期強(qiáng)度增長(zhǎng)率較高,在1年后可趕上阿利特。貝利特的水化熱較小,抗水性較好
(3)C3A性質(zhì):水化迅速,放熱多,易使水泥急凝,硬化快,強(qiáng)度3d內(nèi)發(fā)揮出來(lái),但絕對(duì)值不高,以后幾乎不增長(zhǎng),甚至倒縮,干縮變形大,需加石膏等作緩凝劑??沽蛩猁}性能差。
(4)C4AF 性質(zhì):水化速度早期介于C3A~C3S之間,但隨后發(fā)展不如C3S,早期強(qiáng)度類(lèi)似于C3A,后期還能不斷增長(zhǎng),類(lèi)似C2S 抗沖擊性能和抗硫酸鹽性能好,水化熱較C3A低,但難磨 道路水泥和抗硫酸鹽水泥中,C4AF含量應(yīng)高為好。
6、玻璃熔制的過(guò)程及其影響因素?
答:(1)過(guò)程:燒結(jié)體的形成;玻璃液的形成;玻璃液的澄清;玻璃的均化;玻璃液的冷卻
(2)影響因素:a.玻璃組成;
b.玻璃液的粘度、表面張力;
c.原料的種類(lèi)、原料的揮發(fā)、原料的粒度; d.配合料的質(zhì)量; e.熔制作業(yè)制度。
第四篇:無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)報(bào)告總結(jié)
無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)總結(jié)
通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)無(wú)機(jī)化學(xué)中化合物的性質(zhì)、合成、反應(yīng)、分析等方面的接觸,學(xué)習(xí)了很多相關(guān)內(nèi)容,如熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、波譜學(xué)等。同時(shí)本實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容既有合成,又有表征,是一個(gè)完全的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,訓(xùn)練了我們的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?shí)驗(yàn)中的顯色變色等反應(yīng)增加了我們學(xué)習(xí)的興趣,以及接觸專(zhuān)業(yè)知識(shí)探索相關(guān)領(lǐng)域的興趣。
實(shí)驗(yàn)收獲:
通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的學(xué)習(xí),掌握了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本技能和基本實(shí)驗(yàn)方法,并且增強(qiáng)了獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,完成實(shí)驗(yàn),記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果及進(jìn)行書(shū)面表達(dá)的能力。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中增強(qiáng)了手腦并重、手腦并用、手腦協(xié)調(diào)的能力,以及增強(qiáng)了創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力,并且增加了綜合運(yùn)用各方面的知識(shí)、各種實(shí)驗(yàn)手段以及完整地解決實(shí)際問(wèn)題的能力,培養(yǎng)了科學(xué)思維方法,訓(xùn)練了科研能力。
實(shí)驗(yàn)改進(jìn)及建議: 1二氯化六氨合鎳實(shí)驗(yàn)
傳統(tǒng)的二氯化六氨合鎳制備方法是用濃HNO3與Ni片(或Ni粉)反應(yīng),制得硝酸鎳后,再以此為原料制備二氯化六氨合鎳。此反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生大量的NO2紅棕色有毒氣體對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染,對(duì)人體健康形成直接危害。本實(shí)驗(yàn)以結(jié)晶水硫酸鎳為原料解決了這樣的問(wèn)題,很好,以后對(duì)于有污染有危害的實(shí)驗(yàn)進(jìn)程盡量選用別的原料別的反應(yīng)來(lái)代替。但是關(guān)于電子光譜方面的理論知識(shí)欠缺太多,以及表征的儀器較少,不能人人都親手去做,有些遺憾。并且沒(méi)有把兩種不同制備方法的原理細(xì)細(xì)講解,又沒(méi)有實(shí)驗(yàn)對(duì)比,不能深刻體會(huì)不同反應(yīng)的復(fù)雜與簡(jiǎn)單,安全與危險(xiǎn)。缺少失敗實(shí)驗(yàn)的對(duì)比以及分析討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果的環(huán)節(jié)。
2水玻璃制沉淀法制備高孔容二氧化硅
理論知識(shí)講的太少,羥基硅油的特性沒(méi)有理解,影響孔容的因素原理不清,制備的不同孔容沒(méi)有進(jìn)行細(xì)致比較及觀察,比表面積的應(yīng)用沒(méi)有講,實(shí)驗(yàn)條件設(shè)置是固定的,沒(méi)有讓學(xué)生自己調(diào)控不同的量,少了設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié),接
觸角實(shí)驗(yàn)做的不好,首先儀器少人多,其次做的次數(shù)太少,對(duì)結(jié)論分析歸納有偏差。吸油率和疏水性等若有別的參考物演示更好。
3三草酸合鐵酸鉀的制備與組成分析
由于時(shí)間緊迫,很多組成分析均未做,鍛煉了自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)的能力,鐵含量未測(cè)定,少了過(guò)濾測(cè)含量的練習(xí),雖然簡(jiǎn)單但卻是最基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn),很遺憾,磁化率測(cè)定原理不太清楚,不同組成分析的實(shí)驗(yàn)方法未對(duì)比來(lái)做,不能對(duì)比比較不同方法對(duì)測(cè)定含量的影響,合成路線較長(zhǎng),酸溶條件難控制,副反應(yīng)多,成本高,操作多
4微波輻射法制備磷酸鈷納米粒子
納米材料沒(méi)有實(shí)際的看下,性質(zhì)應(yīng)用沒(méi)有切身體驗(yàn)下,原理講解不清,相應(yīng)理論知識(shí)不足,實(shí)驗(yàn)條件比較繁瑣,對(duì)于相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件設(shè)置不知道為什么,差熱分析的原理,圖片分析,透射電鏡觀察粒度分布等做的不太仔細(xì),人多儀器少,若錯(cuò)開(kāi)實(shí)驗(yàn)或許會(huì)更好。
5碳酸鋁銨熱分解制備納米氧化鋁
反應(yīng)溶液的滴定順序?qū)Y(jié)果有影響,但是沒(méi)有對(duì)不同的滴定順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn),缺少實(shí)驗(yàn)對(duì)比的觀察與分析,制備方法很多,若能分批用不同方法制備可以增強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣,以及多些對(duì)實(shí)驗(yàn)的了解和對(duì)比,分散劑加與不加對(duì)結(jié)論的影響未做出,不能加深實(shí)驗(yàn)理解,應(yīng)該多些失敗實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的自主分析能力。
6超級(jí)電容器
初涉電容器實(shí)驗(yàn),理論知識(shí)欠太多,課件PPT放的很快,沒(méi)有充分吸收,若提前把課件拷貝下來(lái)預(yù)習(xí)會(huì)更好。壓片操作較少,熟練程度不夠,炭黑和活性炭的控制量實(shí)驗(yàn)組數(shù)太少,電極電容量原理不清,沖放電及應(yīng)用少涉及。
總結(jié):不同的實(shí)驗(yàn)均要求盡量在符合綠色設(shè)計(jì)的條件下進(jìn)行,符合現(xiàn)在追求的環(huán)保健康要求,在追求知識(shí)的同時(shí)還收獲了閱歷收獲了成熟,實(shí)驗(yàn)后,不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考及動(dòng)手操作能力,在其他應(yīng)用上的能力也提高,更重要的是懂得了面對(duì)困難挑戰(zhàn)時(shí),只有不斷的學(xué)習(xí),實(shí)踐,再學(xué)習(xí),再實(shí)踐才可有點(diǎn)收獲。
第五篇:機(jī)械制造工藝學(xué)總結(jié)
1機(jī)械加工工藝過(guò)程:對(duì)機(jī)械零件采用各種加 工方法直接改變毛坯地形狀、尺寸、表面粗糙 1實(shí)際定位方案時(shí)考慮三方面:1)根據(jù)加工面的尺寸形狀和位置要求確定所需限制1減少傳動(dòng)鏈誤差的措施1)盡量縮短傳動(dòng)鏈盡以減少傳動(dòng)元件數(shù)量。2)提高傳動(dòng)件1金相組織變化的原因(1)機(jī)械加工過(guò)程中產(chǎn)生的切削熱會(huì)使得工件的加工表面產(chǎn) 部勞動(dòng)過(guò)程。
2生產(chǎn)過(guò)程:將原材料或半成品轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返母饔嘘P(guān)勞動(dòng)過(guò)程的總和。包括:①生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備過(guò)程如產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、原材料的運(yùn)輸和保管;②毛坯制造過(guò)程;③機(jī)械加工和熱處理;裝配和調(diào)試過(guò)程;生產(chǎn)服務(wù)過(guò)程。
3機(jī)械加工工藝過(guò)程組成:是由一個(gè)或若干個(gè)順序排列的工序組成的.依次細(xì)分為安裝、工位、工步和走刀。
4生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化程度的分類(lèi),一般分為:(1)單件生產(chǎn)(2)成批生產(chǎn)(3)大量生產(chǎn) 5工藝特征 單件小批 成批生產(chǎn) 大批大量
①零件的互換性:缺乏互換性;大部分具有互換性;具有廣泛的互換性
②毛坯制造方法與加工余量:木模手工造型或自由鍛,加工余量大;部分采用金屬模鑄造或模鍛,加工余量中等;廣泛采用金屬模機(jī)器造型、模鍛或其它高效方法,加工余量小
③機(jī)床設(shè)備:通用機(jī)床;部分通用機(jī)床和高效機(jī)床;廣泛采用高效專(zhuān)用機(jī)床及自動(dòng)機(jī)床
④工藝裝備:大多采用通用夾具、標(biāo)準(zhǔn)附件、通用刀具、萬(wàn)能量具。靠劃線和試切法達(dá)到精度要求;廣泛采用夾具,較多采用專(zhuān)用刀具和量具 ;廣泛采用高效夾具、復(fù)合刀具、專(zhuān)用量具或自動(dòng)檢驗(yàn)裝置 生產(chǎn)組織:機(jī)群式;分工段排列設(shè)備;流水線或自動(dòng)線
⑤對(duì)工人的技術(shù)要求:較高;一定水平;調(diào)整工:要求高操作工:要求低 ⑥成本:較高;中等;較低
⑦工藝文件的要求:編制簡(jiǎn)單的工藝過(guò)程卡片;編制詳細(xì)的工藝規(guī)程及關(guān)鍵工序的工序卡片;編制詳細(xì)的工藝規(guī)程、工序卡片、調(diào)整卡片
⑧發(fā)展趨勢(shì):采用成組工藝,數(shù)控機(jī)床加工中心及柔性制造單元;采用成組工藝,用柔性制造系統(tǒng)或柔性自動(dòng)線;用計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化制造系統(tǒng)、車(chē)間或無(wú)人工廠實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)控制
6定位 — 使工件在機(jī)床或夾具上占有正確位置。
7夾緊 — 對(duì)工件施加一定的外力,使其已確定的位置在加工過(guò)程中保持不變。8工件的裝夾方法
①直接找正裝夾用劃針,百分表或目測(cè)直接找正工件在機(jī)床或夾具中的正確位置,然后再夾緊。這種方法稱(chēng)為直接找正裝夾。精度高,效率低,對(duì)工人技術(shù)水平高。②劃線找正裝精度不高,效率低,多用于形狀復(fù)雜的鑄件。
③夾具裝夾精度和效率均高,廣泛采用。9六點(diǎn)定位原理:將 6 個(gè)支承抽象為6個(gè)“點(diǎn)”,6個(gè)點(diǎn)限制了工件的6 個(gè)自由度,這就是六點(diǎn)定位原理。10工件定位時(shí)的幾種情況 1)完全定位:工件六個(gè)自由度被分別完全限制的定位,稱(chēng)為完全定位。2)不完全定位
根據(jù)具體的加工方法,在滿(mǎn)足加工要求的前提下,把限制工件少于六個(gè)自由度的定位,稱(chēng)為不完全定位。3)欠定位
當(dāng)定位支承點(diǎn)的數(shù)目,少于應(yīng)限制的自由度數(shù)目,工件不能正確定位,不能滿(mǎn)足加工要求。這種定位方式,稱(chēng)為欠定位。4)過(guò)定位幾個(gè)定位支承點(diǎn),同時(shí)限制同一個(gè)自由度的定位,稱(chēng)為過(guò)定位
★注意以下幾點(diǎn):1)設(shè)置3個(gè)定位支承點(diǎn)的平面限制一個(gè)移動(dòng)自由度和兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度,稱(chēng)為主要定位面。2)設(shè)置2個(gè)定位支承點(diǎn)的平面限制兩個(gè)自由度,稱(chēng)為導(dǎo)向定位面。3)設(shè)置1個(gè)定位支承點(diǎn)的平面限制一個(gè)自由度,稱(chēng)為止推定位面或防轉(zhuǎn)定位面。4)一個(gè)定位支承點(diǎn)只能限制一個(gè)自由度。5)定位支承點(diǎn)必須與工件的定位基準(zhǔn)始終貼緊接觸。6)工件在定位時(shí)需要限制的自由度數(shù)目以及究竟是哪幾個(gè)自由度,完全由工件的加工要求所決定。7)定位支承點(diǎn)所限制的自由度,原則上不允許重復(fù)或互相矛盾。
11總體分析法判別是否有欠定位;分件分析法判別是否有過(guò)定位
12機(jī)械加工工藝系統(tǒng):零件進(jìn)行機(jī)械加工時(shí),必需具備一定的條件,即要有一個(gè)系統(tǒng)來(lái)支撐,稱(chēng)之為機(jī)械加工工藝系統(tǒng)。由能量分系統(tǒng)和信息分系統(tǒng)組成 的自由度2)在定位方案中,利用總體分析法和分件分析法來(lái)分析是否有欠定位和過(guò)定位,分析中應(yīng)注意定位的組合關(guān)系,若有過(guò)定位,應(yīng)分析氣是否允許3)從承受切削力、加緊力、重力,以及為裝夾方便,易于加工尺寸調(diào)整等角度考慮,在不定位中是否應(yīng)有附加自由度的限制
2基準(zhǔn)是用來(lái)確定生產(chǎn)對(duì)象上幾何要素之間的幾何關(guān)系所依據(jù)的那些點(diǎn)、線或面。分為兩大類(lèi):設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)
3工藝基準(zhǔn)又可以分為工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。
工序基準(zhǔn):工序圖上用來(lái)確定本工序表面加工后的尺寸、形狀、位置的基準(zhǔn)。4選擇要求:首先考慮用設(shè)計(jì)基準(zhǔn);其次工序基準(zhǔn)應(yīng)可用于工件的定位與工序尺寸的檢查;且能夠可靠地保證零件設(shè)計(jì)尺寸的技術(shù)要求。
5定位基準(zhǔn):在加工時(shí)用于使工件占據(jù)正確位置以得到準(zhǔn)確工序尺寸的基準(zhǔn)。定位誤差產(chǎn)生原因:基準(zhǔn)不重合基準(zhǔn)位移 定位基準(zhǔn)在加工時(shí)用于使工件占據(jù)正確位置以得到準(zhǔn)確工序尺寸的基準(zhǔn),又可以分為粗基準(zhǔn)、精基準(zhǔn)、附加基準(zhǔn)
① 粗基準(zhǔn):未經(jīng)機(jī)械加工的定位基準(zhǔn)② 精基準(zhǔn):經(jīng)過(guò)機(jī)械加工的定位基準(zhǔn).③ 附加基準(zhǔn):零件上依據(jù)機(jī)械加工工藝需要而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的的定位基準(zhǔn)
6測(cè)量基準(zhǔn):在加工中或加工后用來(lái)測(cè)量工件的形狀、位置和尺寸誤差時(shí)所采用的基準(zhǔn)。
7裝配基準(zhǔn):在裝配時(shí)用來(lái)確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對(duì)位置所采用的基準(zhǔn)。8機(jī)械加工精度:是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)(尺寸、形狀和位置)與理想幾何參數(shù)的符合程度。
9分類(lèi):裝夾(定位誤差和夾緊誤差)調(diào)整誤差、加工誤差(工藝系統(tǒng)的動(dòng)誤差,測(cè)量誤差)
10加工誤差:是指零件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)(尺寸、形狀和位置)與理想幾何參數(shù)的偏離程度。加工精度越高,則加工誤差越小,反之越大。(1)當(dāng)尺寸精度要求高時(shí),相應(yīng)的位置精度和形狀精度也要求高。其次形狀精度應(yīng)高于尺寸精度,而位置精度在多數(shù)情況下也應(yīng)高于尺寸精度。(2)當(dāng)形狀精度要求高時(shí),相應(yīng)的位置精度和尺寸精度不一定要求高。
11誤差的敏感方向: 原始誤差所引起的切削刃與工件間的相對(duì)位移,如果產(chǎn)生在加工表面的法線方向上,則對(duì)加工誤差有直接的影響;如果產(chǎn)生在加工表面的切線方向上,就可以忽略不記。我們把加工表面的法向稱(chēng)之為誤差的敏感方向。
12加工誤差和加工精度的區(qū)別聯(lián)系:是從兩個(gè)不同的角度來(lái)評(píng)定加工零件的幾何參數(shù),加工精度的低和高就是通過(guò)加工誤差的大和小來(lái)表示的。所謂保證和提高加工精度的問(wèn)題,實(shí)際上就是限制和降低加工誤差問(wèn)題。
14加工原理誤差:加工原理是指加工表面的形成原理。加工原理誤差是由于采用了近似的切削運(yùn)動(dòng)或近似的切削刃形狀所產(chǎn)生的加工誤差。
15機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差 :指主軸實(shí)際回轉(zhuǎn)軸線對(duì)其理想回轉(zhuǎn)軸線的漂移。
▲主軸回轉(zhuǎn)誤差的基本型式a)徑向圓跳動(dòng) b)端面圓跳動(dòng) c)傾角擺動(dòng)
16主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)加工精度的影響 1)主軸徑向圓跳動(dòng)對(duì)加工精度的影響2)主軸的軸向竄動(dòng)對(duì)加工精度的影響3)主軸的傾角擺動(dòng)對(duì)加工精度的影響
17影響主軸回轉(zhuǎn)精度的主要因素①軸承誤差②軸承的間隙③與軸承配合零件的誤差④主軸轉(zhuǎn)速⑤主軸系統(tǒng)徑向不等剛度和熱變形
18提高主軸回轉(zhuǎn)精度的措施1)提高主軸部件的設(shè)計(jì)與制造精度 2)對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行預(yù)緊3)采用誤差轉(zhuǎn)移法
19導(dǎo)軌導(dǎo)向精度:指機(jī)床導(dǎo)軌副的運(yùn)動(dòng)件實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向與理想運(yùn)動(dòng)方向的符合程度兩者之間的差值稱(chēng)為導(dǎo)向誤差
20影響機(jī)床導(dǎo)軌導(dǎo)向誤差的因素1)機(jī)床制造誤差2)機(jī)床安裝誤差3)導(dǎo)軌磨損機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差定義機(jī)床傳動(dòng)鏈指?jìng)鲃?dòng)鏈?zhǔn)寄﹥啥藞?zhí)行元件間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的誤差。的制造和安裝精度,尤其是末端零件的精度。3)盡可能采用降速運(yùn)動(dòng)4)消除傳動(dòng)鏈中齒輪副的間隙。5)采用誤差校正機(jī)構(gòu)對(duì)傳動(dòng)誤差進(jìn)行補(bǔ)償
2工藝系統(tǒng)剛度可定義為:在加工誤差敏感方向上工藝系統(tǒng)所受外力與變形量之比。
3工藝系統(tǒng)剛度對(duì)加工精度的影響(1)切削力作用點(diǎn)位置變化引起的工件形狀誤差1)機(jī)床變形引起的加工誤差2)工件的變形3)機(jī)床變形和工件變形共同引起的加工誤差(2)切削過(guò)程中受力大小變化引起的加工誤差—誤差復(fù)映(3)夾緊力和重力引起的加工誤差被加工工件在裝夾過(guò)程中,由于剛度較低或著力點(diǎn)不當(dāng),都會(huì)引起工件的變形,造成加工誤差。(4)重力引起的加工誤差(5)慣性力引起的加工誤差
4誤差復(fù)映現(xiàn)象是在機(jī)械加工中普遍存在的一種現(xiàn)象,它是由于加工時(shí)毛坯的尺寸和形位誤差、裝卡的偏心等原因?qū)е铝斯ぜ庸び嗔孔兓?而工件的材質(zhì)也會(huì)不均勻,故引起切削力變化而使工藝系統(tǒng)變形量發(fā)生改變產(chǎn)生的加工誤差。
5影響機(jī)床部件剛度的因素很多1)連接表面間的接觸變形2)接合面間摩擦力的影響3)接合面間的間隙4)部件中個(gè)別薄弱零件的影響
6減小工藝系統(tǒng)受力變形的途徑
(1)提高工藝系統(tǒng)剛度1)合理設(shè)計(jì)零部件結(jié)構(gòu)2)提高聯(lián)接表面的接觸剛度3)采用合理的裝夾方式和加工方式(2)減小載荷及其變化圖
7減少和控制工藝系統(tǒng)熱變形的主要途徑①減少發(fā)熱和隔離熱源②均衡溫度場(chǎng)③ 改進(jìn)機(jī)床布局和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)④保持工藝系統(tǒng)的熱平衡⑤控制環(huán)境溫度⑥熱位移補(bǔ)償 8常值系統(tǒng)性誤差在順序加工一批一批工件時(shí),誤差的大小和方向保持不變者,稱(chēng)為。
9變值系統(tǒng)性誤差在順序加工一批一批工件時(shí),誤差的大小和方向呈有規(guī)律變化者,稱(chēng)為。
10隨機(jī)性誤差在順序加工一批一批工件時(shí),誤差的大小和方向呈無(wú)規(guī)律者,稱(chēng)為 11㈠加工表面質(zhì)量{表面層的幾何形狀特征⑴ 表面粗糙度:它是指加工表面上較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特征。⑵ 表面波度:它是介于宏觀形狀誤差與微觀表面粗糙度之間的周期性形狀誤差。⑶ 表面加工紋理它是指表面切削加工刀紋的形狀和方向}{傷痕是指在加工表面?zhèn)€別位置上出現(xiàn)的缺陷
㈡表面層的物理力學(xué)性能,化學(xué)性能(1)冷作硬化:機(jī)械加工過(guò)程中,工件表層金屬在切削力的作用下產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形,金屬的晶格扭曲,晶粒被拉長(zhǎng)、纖維化甚至破碎而引起表層金屬的強(qiáng)度和硬度增加,塑性降低,這種現(xiàn)象稱(chēng)為加工硬化。(2)表面層的金相組織變化(3)零件表面層殘余應(yīng)力}
12表面質(zhì)量對(duì)零件耐磨性的影響(1)表面粗糙度對(duì)耐磨性的影響表面粗糙度對(duì)摩擦副的影響,不是表面粗糙度值越小越耐磨,在一定工作條件下,表面粗糙度Ra值約為0.32~0.25μm較好。(2)表面紋理方向?qū)δ湍バ缘挠绊懀?)表面層的加工硬化對(duì)耐磨性的影響
13表面質(zhì)量對(duì)零件疲勞強(qiáng)度的影響:表面粗糙度表面層金屬的力學(xué)性能和化學(xué)性能14表面質(zhì)量對(duì)零件耐腐蝕性能的影響:表面粗糙度表面層金屬的力學(xué)性能和化學(xué)性能4.表面質(zhì)量對(duì)零件間配合性質(zhì)的影響相配零件間的配合性質(zhì)是由過(guò)盈量或間隙量來(lái)決定的。5.表面質(zhì)量對(duì)零件其他性能的影響表面質(zhì)量對(duì)零件的使用性能還有一些其他影響
15影響表面粗糙度的因素及降低表面粗糙度的工藝措施
(一)影響切削加工表面粗糙度的因素1.影響切削殘留面積高度的因素2.影響切削表面積屑瘤和鱗刺的因素
(二)磨削加工對(duì)表面粗糙度的影響(1)幾何原因1)切削用量對(duì)表面粗糙度的影響2)砂輪的粒度和砂輪的修整對(duì)表面粗糙度的影響(2)物理因素金屬表面層的塑性變形
生劇烈的溫升,當(dāng)溫度超過(guò)工件材料金相組織變化的臨界溫度時(shí),將發(fā)生金相組織轉(zhuǎn)變。(2)磨削淬火鋼時(shí)表面層產(chǎn)生的燒傷磨削淬火鋼時(shí)極易發(fā)生磨削燒傷,磨削淬火鋼時(shí)表面層產(chǎn)生的燒傷有:
① 回火燒傷磨削區(qū)溫度超過(guò)馬氏體轉(zhuǎn)變溫度而未超過(guò)相變溫度,則工件表面原來(lái)的馬氏作組織將產(chǎn)生回火現(xiàn)象,轉(zhuǎn)化成硬度降低的回火組織——索氏體或屈氏體。
②淬火燒傷 磨削區(qū)溫度超過(guò)相變溫度,馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體,由于冷卻液的急冷作用,表層會(huì)出現(xiàn)二次淬火馬氏體,硬度較原來(lái)的回火馬氏體高,而它的下層則因?yàn)槔鋮s緩慢成為硬度降低的回火組織。③退火燒傷 不用冷卻液進(jìn)行干磨削時(shí),磨削區(qū)溫度超過(guò)相變溫度,馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體,因工件冷卻緩慢則表層硬度急劇下降,這時(shí)工件表層被退火。
2殘余應(yīng)力:構(gòu)件在制造過(guò)程中,將受到來(lái)自各種工藝等因素的作用與影響;當(dāng)這些因素消失之后,若構(gòu)件所受到的上述作用與影響不能隨之而完全消失,仍有部分作用與影響殘留在構(gòu)件內(nèi),則這種殘留的作用與影響稱(chēng)為殘留應(yīng)力或殘余應(yīng)力。3殘余應(yīng)力(又稱(chēng)內(nèi)應(yīng)力)是指當(dāng)外部載荷去除以后,仍然殘存在工件內(nèi)部的應(yīng)力。殘余應(yīng)力的產(chǎn)生(1)毛坯制造和熱處理過(guò)程產(chǎn)生的殘余應(yīng)力(2)冷校直帶來(lái)的殘余應(yīng)力(3)切削加工帶來(lái)的殘余應(yīng)力 4減少內(nèi)應(yīng)力引起變形的措施1)合理設(shè)計(jì)零件結(jié)構(gòu) 應(yīng)盡量簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),減小零件各部分尺寸差異,以減少鑄鍛件毛坯在制造中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力2)增加消除殘余應(yīng)力的專(zhuān)門(mén)工序?qū)﹁T、鍛、焊件進(jìn)行退火或回火;工件淬火后進(jìn)行回火;對(duì)精度要求高的零件在粗加工或半精加工后進(jìn)行時(shí)效處理(自然、人工、振動(dòng)時(shí)效處理)3)合理安排工藝過(guò)程在安排零件加工工藝過(guò)程中,盡可能將粗、精加工分在不同工序中進(jìn)行 5影響磨表面層金屬殘余應(yīng)力的工藝因素:切削速度與被加工材料,前角
6影響磨削殘余應(yīng)力的工藝因素:磨削用量,工件材料,砂輪的影響
7強(qiáng)迫振動(dòng)由外界周期性的干擾力(激振力)作用引起
8強(qiáng)迫振動(dòng)特征頻率特征:與干擾力的頻率相同,或是干擾力頻率整倍數(shù)。幅值特征:與干擾力幅值、工藝系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性有關(guān)。當(dāng)干擾力頻率接近或等于工藝系統(tǒng)某一固有頻率時(shí),產(chǎn)生共振。相角特征:強(qiáng)迫振動(dòng)位移的變化在相位上滯后干擾力一個(gè)φ角,其值與系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及干擾力頻率有關(guān)。
9自激振動(dòng)在沒(méi)有周期性外力作用下,由系統(tǒng)內(nèi)部激發(fā)反饋產(chǎn)生的周期性振動(dòng) 10自激振動(dòng)特征自激振動(dòng)是一種不衰減振動(dòng)。自激振動(dòng)的頻率等于或接近于系統(tǒng)的固有頻率。自激振動(dòng)能否產(chǎn)生及振幅的大小取決于振動(dòng)系統(tǒng)在每一個(gè)周期內(nèi)獲得和消耗的能量對(duì)比情況。
11自激自激振動(dòng)機(jī)理1)再生機(jī)理2)振型耦合機(jī)理3)負(fù)摩擦原理4)切削力滯后原理
12工序能力是指處于穩(wěn)定狀態(tài)下的實(shí)際加工能力,工序能夠穩(wěn)定地生產(chǎn)出產(chǎn)品的能力常用標(biāo)準(zhǔn)偏差δ的6倍來(lái)表示工序能力的大小。
13獲取尺寸精度:試切,調(diào)整,定尺寸計(jì)算法,自動(dòng)控制法
14誤差減少犯法:誤差預(yù)防,誤差補(bǔ)償 15保證機(jī)器或部件裝配精度的方法 互換法,選配法,修配法,調(diào)整法 成本:都是高
組成環(huán):少,少,多,多
大批,大批,大批或單件,大批或單件