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矿物材料工艺学的研究内容(从哪些方面研究矿物的性质)

矿物材料工艺学的研究内容(从哪些方面研究矿物的性质) 了解矿物材料的特性、分类和研发技术!

导读

近日,国家发布了《建材工业发展规划(2016-2022年)》、《全国矿产资源规划(2016-2022年)》和& ldquo十三五规划& rdquo促进人口较少民族地区和少数民族发展的规划& ldquo十三五规划& rdquo资源领域科技创新专项规划等政策文件鼓励发展石墨、应时、膨润土、高岭土、硅藻土、云母等矿物材料产业,积极推进非金属矿物材料产业基地建设。


一、矿物材料的概念

矿物材料是以天然矿物(主要是非金属矿物)和岩石为主要原料,利用其技术、物理和化学性质为主要目的,经过必要的加工和制备而获得的物质产品。它最大的特点就是保留了矿物质本身的主要特性。

矿物材料与目前使用的非金属矿物相似,但也含有金属矿物和燃料矿物,即只要不破坏目前使用的金属矿物或燃料矿物的原始显微结构,保留和利用其宏观技术和物理特性,如可直接用作铁红的赤铁矿就是矿物材料。

所以目前矿物材料的范畴大于非金属矿物。从广义上讲,矿物材料包括自然界中的各种矿物,包括金属矿物、非金属矿物和燃料矿物。

二、矿物材料的特点

1、多用性

矿物材料通常有多种用途。例如,膨润土可用于许多领域,如石油钻井泥浆、铁矿球团粘结剂、食用油脱色剂、酒饮料澄清、油净化、污水处理、农药载体、防水密封、化妆品原料等。

1分钟了解膨润土矿物材料



2。多样性

已知的天然矿物有3000多种,每种矿物都有自己独特的物理化学性质和工艺性能。然而,只有200多种矿物材料得到了开发和应用,这意味着矿物材料仍有很大的研究、开发和应用潜力。

3。储量大,价格低

与合成材料相比,矿物材料一般具有储量巨大、生产成本低等特点。

4。强替代

矿物的强可替代性是指那些性质相似的矿物在应用中可以互相替代。

5。广泛的应用领域

目前,矿物材料的应用已经涉及几乎所有的工业领域,包括建材、化工、机械、冶金、纺织、电子、农业、食品、医药、环保、宝石、工艺美术等领域。矿物在有高强度、高速度、耐高温、重量轻、绝缘、耐腐蚀等特殊要求的地方特别有用。

5。显著的经济效益

矿物材料的研究开发可以获得巨大的经济效益,并且随着矿物材料开发深度和广度的不同,经济效益也不同。

三、矿物材料的分类

1。根据矿物材料中的主要矿物名称分类

根据矿物材料中最重要的矿物名称命名。如石棉材料、石墨材料、云母材料等。

1分钟了解云母矿物材料



2。根据矿物材料的结构分类

矿物材料可以按其成分和关系进行分类,分为单一矿物材料和复合材料。

(1)单一矿物材料

单矿物材料是指那些主要由单一矿物组成的材料,称为单矿物材料,如柔性石墨纸、石墨填料、碳纤维、石墨纤维、电云母片、金刚石、膨胀珍珠岩、轻质碳酸钙、重质碳酸钙等。

(2)复合材料

复合材料是指矿物材料和其他材料组成的混合体系,称为复合材料。

无机复合材料:是指由两种或两种以上无机矿物材料组成的体系。如石棉水泥制品、微孔硅酸钙和陶瓷材料。需要指出的是,在复合材料中,只要复合材料的基体是矿物材料,即使使用一些其他材料,如有机或金属材料作为增强材料,也称为无机复合材料。如钢纤维水泥、纸纤维石膏板,都属于无机复合材料。

无机-有机复合材料:是指以无机矿物材料为增强材料,与有机高分子材料复合而成的体系。如火车用合成闸瓦、石棉橡胶板、玻璃钢制品等。

混杂复合材料:是指由两种或两种以上常见复合材料组成的体系,通常指两种不同特性的纤维混合在一种基体中作为增强材料的材料。杂化材料被视为复合材料的最新研究成果,也称为& ldquo复合材料的复合材料& rdquo。比如飞机上使用的摩擦材料,航空空和能源领域使用的高强度结构材料都是混杂复合材料。

3。根据矿物物质组成结构和加工转化特征分类

(1)天然矿物材料

天然矿物材料是指直接利用其物理化学性质,经过物理加工后未改变原料成分和结构的矿物或岩石。包括填料(如重钙粉、滑石粉等。)、装饰材料(如石材、宝石等。)、光学材料(如水晶、萤石等。)、中药(如芒硝、石膏等。)、研磨材料(如石榴石、刚玉等。)、保健营养材料(如电气石、麦饭石等。)和保温材料(如石棉绳、布等。

(2)改性矿物材料

矿物(岩石)经过超细、超纯的改性和改性,改变或部分改变了原料的组成或结构,包括表面改性(如珍珠岩、改性碳酸钙等。)、成分改性(如改性膨润土、氟化石墨、熟石膏等。)和结构改性(如膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、膨胀石墨、岩棉等)。).

(3)人造矿物材料

这是利用合成矿物材料模拟天然矿物或岩石形成的原理。包括人造水晶(如人造水晶、人造钻石、人造宝石、矿物晶须等。)、多孔材料(如合成沸石、微孔硅酸钙)、纳米矿物粉体材料(如纳米碳酸钙、纳米氧化锌等)。),等等。

(4)复合矿物材料

复合矿物材料是具有不同相组成的合成矿物材料,包括矿物-有机复合材料(如石棉、蛭石、硅灰石、云母等摩擦材料、密封材料、绝缘材料等。)和矿物-无机复合材料(如矿物纤维增强无机胶凝材料、矿物基骨架建筑材料、保温隔热材料、电气功能材料等。).

4。根据矿物材料的功能分类

矿物材料按其性能和用途分类,如电、磁、光、热、摩擦、表面化学反应、胶体性质和填充密封性质等。

矿物材料通常分为九大类:机械功能材料、热功能材料、电磁功能材料、光学功能材料、吸附功能材料、粘结和包覆功能材料、填充和增强功能材料、装饰功能材料和核电反应堆功能材料。

根据矿物材料的用途,矿物材料可分为耐火、保温、隔热、陶瓷、建材、化工、填料、农业、医药、环保、研磨、功能、宝石等多种应用类型。

中国矿业大学(北京)的郑水林教授将矿物材料按其功能和用途分类如下。

表1矿物材料的种类和应用

四、研究开发工艺

矿物的研究开发技术包括矿物原料的加工、提纯和处理,以及矿物的物理性质、化学性质、生产工艺和加工技术的研究。



第一步:必须对矿物原料及其性质进行深人研究,即不断改进矿物原料的质量和开发新的原料,并不断发现新的有利用价值的矿物资源。


第一步:必须对矿物原料及其性质进行深入研究,即不断提高矿物原料的质量和开发新的原料,不断发现新的有价值的矿产资源。

第二步:研究矿物原料的加工工艺,即根据矿物原料的性质和特点,以及对矿物材料性能的要求,设计合理的加工工艺。

第三步:研究最终的矿物材料,包括矿物材料成分的研究、结构分析、各种理化性能的测试等。通过这些研究工作,获得了性能优异的矿物材料。

 
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