材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課件

材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)分散進(jìn)行

30學(xué)時(shí)

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目7項(xiàng)

實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師：任課老師+實(shí)驗(yàn)員

地點(diǎn)：無機(jī)非金屬實(shí)驗(yàn)中心3樓4樓

教材：《無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)》伍洪標(biāo)主編

實(shí)驗(yàn)課成績：按等級(jí)評(píng)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目粘土-水系統(tǒng)-（電動(dòng)）電位的測(cè)定14固相反應(yīng)15差熱分析17淬冷法研究相平衡16材料體積密度、吸水率及氣孔率的測(cè)定39熱學(xué)性能綜合分析·玻璃的熱膨脹系數(shù)的測(cè)定43·陶瓷片的熱穩(wěn)定性測(cè)試45預(yù)習(xí)報(bào)告實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理寫在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上注意的是：要自己理解了寫，不要全盤照抄熟悉實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)過程明確實(shí)驗(yàn)需要觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)思考：可能得出的現(xiàn)象和結(jié)論，以及思考題不懂的地方標(biāo)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告：按實(shí)驗(yàn)報(bào)告書的格式寫

字跡清楚、報(bào)告整潔粘土－水系統(tǒng)電動(dòng)電位的測(cè)定相關(guān)章節(jié)：固體的表面與界面目的是了解固體的表面結(jié)構(gòu)與內(nèi)部不同實(shí)驗(yàn)原理清潔的單晶固體的表面結(jié)構(gòu)：表面質(zhì)點(diǎn)受力不均衡，固體表面具有較高的表面能，表面質(zhì)點(diǎn)通過結(jié)構(gòu)調(diào)整（極化變形）等途徑降低自己高的表面能。因此表面往往會(huì)形成擴(kuò)散雙電層結(jié)構(gòu)，表面被負(fù)離子屏蔽。粘土顆粒表面帶電原因：摩擦、吸附、電離、同晶取代、表面斷鍵、表面質(zhì)點(diǎn)位移等。一般帶負(fù)電。粘土－水系統(tǒng)中，在固液界面上會(huì)出現(xiàn)擴(kuò)散雙電層。根據(jù)膠粒移動(dòng)的方向判斷膠粒帶電的正負(fù)根據(jù)電泳速度的快慢，計(jì)算膠體物系的-電位的大小實(shí)驗(yàn)設(shè)備：BDL-B型表面電位粒徑儀測(cè)量

注意：該設(shè)備自動(dòng)化程度高，不用測(cè)電導(dǎo)率，C值也由BDL-B自動(dòng)給出15.324.934.744.354.564.174.984.694.3104.2t=4.5549=-21.957mvc=25V=50.248L=80.003u=17.562說明：t-計(jì)時(shí)平均值sc-樣品溫度/℃-電動(dòng)電位/mvV-電極兩端所加電壓/vL-電泳池長度/μmu-電泳速度μm/s自動(dòng)計(jì)數(shù)，自動(dòng)計(jì)算結(jié)果，示例如下：思考題注意誤差實(shí)驗(yàn)設(shè)備圖固相反應(yīng)相關(guān)章節(jié)：固相反應(yīng)目的是了解固體之間反應(yīng)的機(jī)理及動(dòng)力學(xué)規(guī)律實(shí)驗(yàn)原理什么是固相反應(yīng)；固相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程：采用轉(zhuǎn)化率G（已反應(yīng)的反應(yīng)物量與原始反應(yīng)物重量的比值）與反應(yīng)時(shí)間t之間的積分或微分關(guān)系來表示。測(cè)量固相反應(yīng)速率的方法：TG法（失重法）本實(shí)驗(yàn)通過失重法來考察Na2CO3－SiO2系統(tǒng)的固相反應(yīng)，并對(duì)其動(dòng)力學(xué)規(guī)律進(jìn)行驗(yàn)證。其動(dòng)力學(xué)規(guī)律應(yīng)該符合楊德方程：[1－（1－G）1/3]2=KjtKj=Aexp（-Q/RT）

TG法：Na2CO3＋SiO2

Na2SiO3＋CO2↑恒溫下，通過測(cè)量不同時(shí)間t時(shí)失去的CO2的重量，可計(jì)算出其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)化率G。作[1－（1－G）1/3]2~t關(guān)系曲線，應(yīng)該為直線，斜率為反應(yīng)速度常數(shù)。在根據(jù)反應(yīng)速度常數(shù)計(jì)算反應(yīng)活化能。實(shí)驗(yàn)過程與設(shè)備：有很大改進(jìn)。不用接冷卻水，用的是電子天平而不是減碼分析天平。實(shí)驗(yàn)是在確定溫度下進(jìn)行，700℃和750℃。電子天平去皮清零（按O/T鍵）然后迅速加入試樣（試樣在坩堝中攤平，約0.5g或藥勺的1/3左右）坩堝下降到爐中適當(dāng)位置同時(shí)通過電子天平讀取試樣重量，此為原始反應(yīng)物的重量同時(shí)開始記錄時(shí)間，以后每隔3min記錄一次時(shí)間和重量（若反應(yīng)較快，可以縮短記錄數(shù)據(jù)的間隔時(shí)間），記錄到重量不發(fā)生變化或開始增加為止，大約5～7次數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄：用表格形式（見實(shí)驗(yàn)講義）數(shù)據(jù)處理：作２條[1－（1－G）1/3]2~t關(guān)系曲線，應(yīng)該為直線，得到反應(yīng)速度常數(shù)，注意比較不同溫度下的反應(yīng)速度常數(shù)，根據(jù)反應(yīng)速度常數(shù)計(jì)算反應(yīng)活化能。思考題實(shí)驗(yàn)胖設(shè)備障圖差熱鞭分析相關(guān)溜章節(jié)寇：非招晶態(tài)肅的結(jié)莖構(gòu)與斗性質(zhì)拍、相動(dòng)圖與米相平屈衡目的董是認(rèn)盟識(shí)差曲熱曲絡(luò)線的撕作用實(shí)驗(yàn)驢原理物質(zhì)縮慧在加洋熱過族程中赴，由法于脫誦水、快分解柜或相注變等修物理毅化學(xué)滲變化小，經(jīng)君常會(huì)桶產(chǎn)生邊吸熱伶或放焦熱效令應(yīng)。智在程糞序控書制溫皺度下龜，將市待測(cè)移試樣損與參緊比物估質(zhì)在州相同學(xué)條件卵下加妨熱或翼冷卻鴿，待株測(cè)試許樣與盜參比覽物之圓間的鄰溫差糊與溫模度的肥關(guān)系奮，從痛而給孔出材與料結(jié)登構(gòu)變農(nóng)化的追相關(guān)忽信息憐，來帆達(dá)到柄對(duì)物鋸質(zhì)進(jìn)滾行定點(diǎn)性或刺定量著分析蹄的目菌的。實(shí)驗(yàn)狀過程簽與設(shè)積備：夾檢流門計(jì)改喇為數(shù)常字的壁；樣遮品的晝放置翠在那汁個(gè)樣木品座決按實(shí)擇驗(yàn)員液的要花求?？瞻渍虑€染是脆２個(gè)注樣品開座都遺放的釋標(biāo)準(zhǔn)狼樣品苗，目樂的是忌消除梢系統(tǒng)研誤差石膏比試樣布升溫廉至30黑0℃。數(shù)據(jù)陪記錄途及處駛理：糠按書類上數(shù)誘據(jù)記降錄表也記錄敗；筒畫差排熱曲蛙線，賴讀出練吸熱柴峰的蜓溫度羨，并沈與標(biāo)永準(zhǔn)圖慚譜進(jìn)霉行比共較。思考塞題淬冷開法研剪究相沫平衡相關(guān)邁章節(jié)障：相系圖與遲相平性衡目的念是了允解相棒圖的繳研究旗方法實(shí)驗(yàn)棋原理選定低不同堂組成持的試災(zāi)樣長梯時(shí)間揀在一明系列蠟預(yù)定或的溫膨度下圈加熱過保溫箱，使量它們垂達(dá)到讀對(duì)應(yīng)拐溫度咳下的膛平衡喉結(jié)構(gòu)統(tǒng)狀態(tài)奸。迅罰速冷往卻試渾樣，壟由于伶相變零來不路及進(jìn)嘩行，霉冷卻焰后的剖試樣保持做了高動(dòng)溫下注的平留衡結(jié)星構(gòu)狀曲態(tài)。用帆顯微釋鏡或X-射線甩物相哨分析忘，就詢可以堪確定秋物系可相的充數(shù)目榴、組軟成及慣含量遭隨溫央度而蛛改變自的關(guān)特系。餅將測(cè)醉試結(jié)撞果記誘入相夕圖中生相應(yīng)粘點(diǎn)的梨位置睡，繪寫制出嫌相圖撤。特點(diǎn)衰：準(zhǔn)識(shí)確度餡相當(dāng)疼高，擋測(cè)試枯工作栗量相煙當(dāng)大獅，對(duì)絹試樣斤要求妄嚴(yán)格辭。實(shí)驗(yàn)?zāi)X：Na2O：2S山iO2（Na2CO3和Si胞O2為原駕料絮）75宮0℃和90蠅0℃分別韻保溫30挺m燙in水中如淬冷饅、干后燥后秩制作懷油浸乒試樣避，在鳥顯微鵲鏡下年觀測(cè)實(shí)驗(yàn)斤現(xiàn)象乞：2個(gè)溫劍度下?lián)酰惚M冷的店樣品絡(luò)的狀征態(tài)顯微嚇鏡下撒觀測(cè)晨到的玩現(xiàn)象得到愿什么謊結(jié)論館？思麻考題彈？材料怎體積田密度霉、吸創(chuàng)水率歷及氣總孔率彼的測(cè)播定相關(guān)戀章節(jié)鬧：燒念結(jié)目的徑是了取解在簽陶瓷扶材料挨、耐牧火材漠料、襯塑料煮、復(fù)柔合材蹈料等胸材料掀的科贈(zèng)研和魯生產(chǎn)稠中，曬測(cè)定宏這三橋個(gè)指享標(biāo)對(duì)權(quán)質(zhì)量顫控制質(zhì)有重掠要意歸義。實(shí)驗(yàn)可原理阿基吊米德自原理林測(cè)密植度ｍ１dLd守=激--敲--緩--憤--托--叼--捷--膛-ｍ１－沃ｍ２ｍ１—在空歪氣秤茄量物復(fù)體時(shí)鼠所得胖物體冶的質(zhì)尺量；ｍ２—在液券體中季秤量做物體門時(shí)所游得物澡體的攀質(zhì)量再；dL—液體霜的密泡度。密度真密健度體積伙密度不含趕游離沿水材搏料的民質(zhì)量閃與材秀料的步總體執(zhí)積（絡(luò)包括問材料堆的實(shí)叮體積蜂和全學(xué)部孔鋤隙所閃占的瓶體積猴）之科比不含宰游離漁水材艘料的編質(zhì)量齊與材弦料的煙真實(shí)嗽體積至比氣孔鉤率指材植料中匆氣孔虜體積飲與材厚料總袖體積齡之比封閉輕氣孔息率開口故氣孔華率真氣樂孔率吸水始率：試火樣放哄在蒸報(bào)餾水容中，幣在規(guī)尚定的警溫度厭和時(shí)摧間內(nèi)冬吸水罰質(zhì)量鈴和試地樣原宵質(zhì)量院之比媽。實(shí)驗(yàn)句過程聰及數(shù)高據(jù)記蹈錄為了樂保證澆實(shí)驗(yàn)穿數(shù)據(jù)秋的準(zhǔn)竹確，虎要求樹選用5個(gè)小航陶瓷點(diǎn)片各個(gè)糊過程賽的一定倉要保攝證足廁夠時(shí)圓間實(shí)驗(yàn)敲數(shù)據(jù)播記錄扮在書妙中給絲式出的隙表中實(shí)驗(yàn)筆報(bào)告錄中還日要寫蝕出計(jì)掌算過洗程思綁考震題玻璃坦的熱首膨脹關(guān)系數(shù)雄的測(cè)抱定相關(guān)較章節(jié)摧：非尺晶態(tài)皆結(jié)構(gòu)仔與性冒質(zhì)目的衫是確井定玻蝴璃的蠻玻璃悉轉(zhuǎn)變?cè)仠囟葘?shí)驗(yàn)酒原理膨脹盯系數(shù)騙是指嘴線膨促脹系炊數(shù)，抗其意扣義是機(jī)溫度狂升高1℃時(shí)單獻(xiàn)位長賀度上自所增隸加的腳長度約，單胳位為摘厘米/厘米·度。α＝(L1－L2)缺/帽L1(T1－T2)式中跪：α—玻璃基的平怨均線摧膨脹目系數(shù)摸；L1—在溫明度為T1時(shí)試居樣的賺長度瘋；L2—在溫塑度為T2時(shí)試久樣的暑長度惡。示差收法：摘千分餅表上劑所顯綿示的ΔＬ值銹，包拾括試千樣與石英宮玻璃盾管和垂石英嚴(yán)玻璃港棒的有熱膨垂脹之玻差值取。α＝α石＋ΔＬ/Ｌ(T1－T2)儀器餡主題案結(jié)構(gòu)叛圖實(shí)驗(yàn)危設(shè)備邀圖實(shí)驗(yàn)抵設(shè)備這及過玩程：貴立式并石英四膨脹雖儀，不與書潛上不扔同玻璃絹棒：爛兩邊謠磨平斑，然遼后測(cè)判量長權(quán)度，50沉mm千分算表要胃指針惱先轉(zhuǎn)2大圈傷，裝踢好后址調(diào)零盒。同饞時(shí)注雜意千挎分表涉的表保盤刻節(jié)度。實(shí)驗(yàn)恥數(shù)據(jù)楊記錄溫及處革理按書稀上表濫格記春錄實(shí)炎驗(yàn)數(shù)性據(jù)，虧并計(jì)叨算膨瓦脹系虜數(shù)繪制垃熱膨謀脹曲繩線從熱覺膨脹閱曲線傷上讀頭出TgTf溫度思筆考定題陶瓷蔬片的憑熱穩(wěn)帽定性脆測(cè)試相關(guān)良章節(jié)歇：結(jié)留構(gòu)、盜燒結(jié)目的選是了次解熱橫穩(wěn)定譯性與么產(chǎn)品森質(zhì)量棉的關(guān)潮系實(shí)驗(yàn)腔原理陶瓷蹲的熱只穩(wěn)定河性產(chǎn)腹生原惡因：曉坯釉行料的蝕化學(xué)家成分觀、礦瓜物組房誠成、川相組宋成、征顯微鑒結(jié)構(gòu)獨(dú)、制備備方谷法、售成型屋條件置及燒叫成制洲度等須應(yīng)素燃以及胖外界衰環(huán)境雪。陶瓷衰熱穩(wěn)確定性碌測(cè)定故方法逼：一謝般是茫把試吼樣加舟熱到撈一定顯的溫貴度，離接著塑放入蔬適當(dāng)噸溫度詞的水頑中，(1享)根據(jù)截試樣站出現(xiàn)躁裂紋糾或損炊壞到忠一定灘程度榮時(shí)，煎所經(jīng)脫受的紛熱變轎換次臣數(shù)；(2流)經(jīng)過制一定血的次月數(shù)的糖熱冷券變換社后機(jī)晝械強(qiáng)令度降視低的球程度軟來決頂定熱告穩(wěn)定踩性；(3糾)試樣圍出現(xiàn)商裂紋弦時(shí)經(jīng)妖受的鎖熱冷谷最大覆溫差航來表用示試稠樣的蝴熱穩(wěn)換定性出，溫義差愈氏大，帽熱穩(wěn)雁定性層愈好矛。滲本實(shí)剛驗(yàn)采廉用試姻樣出隸現(xiàn)裂祝紋時(shí)他，平民均經(jīng)夾受的