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2019一級造價工程師《安裝工程》考點:無機非金屬材料

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  無機非金屬材料

  1.耐火材料

  耐火材料是指能承受高溫作用而不易損壞的材料。常用的耐火材料有耐火砌體材料、耐火水泥及耐火混凝土。

  (1)耐火砌體材料。按耐火材料的主要化學(xué)特性分為酸性、中性和堿性。

  1)酸性耐火材料。硅磚和黏土磚為代表。硅磚抗酸性爐渣侵蝕能力強,但易受堿性渣的侵蝕,抗熱震性差。黏土磚抗熱震性好,屬于弱酸性耐火材料。

  2)中性耐火材料。鉻鎂磚抗熱震性好,主要用作堿性平爐頂磚。

  碳質(zhì)制品是另一類中性耐火材料,根據(jù)含碳原料的成分不同,分為碳磚、石墨制品和碳化硅質(zhì)制品三類。碳質(zhì)制品的熱膨脹系數(shù)很低,導(dǎo)熱性高,耐熱震性能好,高溫強度高,缺點是在高溫下易氧化,不宜在氧氣氣氛中使用,碳質(zhì)制品廣泛用于高溫爐爐襯(爐底、爐缸、爐身下部等)、熔煉有色金屬爐的襯里。

  石墨制品可以用于反應(yīng)槽和石油化工的高壓釜內(nèi)襯。碳化硅與石墨制品還可以制成熔煉銅合金和輕合金用的坩堝。

  3)堿性耐火材料。以鎂質(zhì)制品為代表,它含氧化鎂80%~85%以上,鎂磚的耐火度較黏土磚和硅磚都高。

  (2)耐火水泥及耐火混凝土。低鈣鋁酸鹽水泥與耐火磚細(xì)塊摻合,可制成耐火混凝土,用于某些高溫窯爐和加熱爐的內(nèi)襯。

  2.耐熱保溫和絕熱材料

  (1)耐熱保溫材料。又稱耐火隔熱材料,常用的有硅藻土、蛭石、玻璃纖維(又稱礦渣棉)、石棉,以及它們的制品板、管、磚等。

  1)硅藻土磚、板廣泛用于電力、冶金、機械、化工、石油、金屬冶煉電爐和硅酸鹽等工業(yè)的各種熱體表面及各種高溫窯爐、鍋爐、爐墻中層的保溫絕熱部位(15年真題考點)。

  2)硅酸鋁耐火纖維是輕質(zhì)耐火材料之一。

  3)微孔硅酸鈣保溫材料可用于高溫設(shè)備、熱力管道的保溫隔熱材料。

  4)礦渣棉制品可用作保溫、隔熱和吸音材料。

  (2)絕熱材料。絕熱材料一般是輕質(zhì)、疏松、多孔的纖維狀材料。它既包括保溫材料,也包括保冷材料。

  1)按其成分不同,可分為有機材料和無機材料兩大類。

  熱力設(shè)備及管道保溫用的材料多為無機絕熱材料,如石棉、硅藻土、珍珠巖、玻璃纖維、泡沫混凝土和硅酸鈣等。

  低溫保冷工程多用有機絕熱材料,此類材料具有表觀密度小,導(dǎo)熱系數(shù)低,原料來源廣,不耐高溫,吸濕時易腐爛等特點,如軟木、聚苯乙烯泡沫塑料,聚氨基甲酸酯、牛毛氈和羊毛氈等。

  2)按照絕熱材料使用溫度,可分為高溫、中溫和低溫絕熱材料。

  高溫絕熱材料,使用溫度可在700℃以上,這類纖維質(zhì)材料有硅酸纖維和硅纖維等;多孔質(zhì)材料有硅藻土、蛭石加石棉和耐熱粘合劑等制品。

  中溫用絕熱材料,使用溫度在100~700℃之間,中溫用纖維質(zhì)材料有石棉、礦渣棉和玻璃纖維等;多孔質(zhì)材料有硅酸鈣、膨脹珍珠巖、蛭石和泡沫混凝土等。

  低溫用絕熱材料,使用溫度在100 ℃以下保冷工程中。

  3)按照施工方法不同可分為濕抹式、填充式、綁扎式、包裹及纏繞式絕熱材料。

  3.耐蝕(酸)非金屬材料

  耐蝕(酸)非金屬材料的主要成分是金屬氧化物、氧化硅和硅酸鹽等,它們的耐蝕性能高于金屬材料(包括耐酸鋼和耐蝕合金),還具有良好的耐磨性和耐熱性能,但是脆性大、承受沖擊和振動能力差,在某些情況下它們是不銹鋼和耐蝕合金的理想代用品,用于制造受力小、不受沖擊及振動、使用溫度不高或溫度變化不劇烈的容器。常用的非金屬耐蝕材料有鑄石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。(16年真題考點)

  (1)鑄石。鑄石具有極優(yōu)良的耐磨與耐化學(xué)腐蝕性、絕緣性及較高的抗壓性能。其耐磨性能比鋼鐵高十幾倍至幾十倍。在各類酸堿設(shè)備中,鑄石的耐化學(xué)腐蝕性高于不銹鋼、橡膠、塑性材料及其他有色金屬十倍到幾十倍;但脆性大、承受沖擊荷載的能力低。鑄石是鋼鐵(包括不銹鋼)的理想代用材料。(12年真題考點)

  (2)石墨。石墨不僅具有高度的化學(xué)穩(wěn)定性,還具有極高的導(dǎo)熱性能。

  石墨具有高熔點(3700℃),在高溫下有高的機械強度,當(dāng)溫度增加時,強度隨之提高。石墨在3000℃以下具有還原性,在中性介質(zhì)中有很好的熱穩(wěn)定性。在急劇改變溫度的條件下,石墨比其他結(jié)構(gòu)材料都穩(wěn)定,不會炸裂破壞,石墨的導(dǎo)熱系數(shù)比碳鋼大2倍多,所以,石墨材料常用來制造傳熱設(shè)備。

  石墨具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。人造石墨材料的耐腐蝕性能良好,除了強氧化性的酸(如硝酸、鉻酸、發(fā)煙硫酸和鹵素)之外,在所有的化學(xué)介質(zhì)中都很穩(wěn)定,甚至在熔融的堿中也很穩(wěn)定。(09年真題考點)

  不透性石墨是由人造石墨浸漬酚醛或呋喃樹脂而成的,優(yōu)點是導(dǎo)熱性優(yōu)良、溫差急變性好、易于機械加工、耐腐蝕性好。缺點是機械強度較低、價格較貴,用于制造各種類型的熱交換器、鹽酸合成爐、膜式吸收器、管道、管件、閥門、泵類以及襯里用的磚板等。(13年真題考點)

  (3)玻璃。硅酸鹽玻璃是應(yīng)用最為廣泛的玻璃品種,其化學(xué)穩(wěn)定性很高,抗酸性強,但它若長期在某些介質(zhì)作用下也會受侵蝕。

  (4)天然耐蝕石料。天然耐蝕石料的組成含SiO2的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)在55.0%以上,其含量越高耐酸性能越好。含MgO、CaO的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)在50.0%以上的石料,有較好的或好的耐堿性能,但不耐酸侵蝕。

  (5)水玻璃耐酸水泥。具有能抵抗大多數(shù)無機酸和有機酸腐蝕的能力,但不耐堿。

  4.陶瓷材料

  工業(yè)中常用的陶瓷有電器絕緣陶瓷、化工陶瓷、結(jié)構(gòu)陶瓷和耐酸陶瓷等。

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