無(wú)機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)六

無(wú)機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)六第1頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性，也叫安定性，耐久性或抗蝕性，是指玻璃在各種自然氣候條件下抵抗氣體（包括大氣）、水、細(xì)菌和在各種人工條件下抵抗各種酸液，堿液或其它化學(xué)試劑，藥品溶液侵蝕破壞的能力。

玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性是玻璃的一個(gè)重要性質(zhì)，也是衡量玻璃制品質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，因?yàn)槿魏沃破返娜魏斡猛径家蟛ＡЬ哂幸欢ǖ幕瘜W(xué)穩(wěn)定性。因此，在這些產(chǎn)品的生產(chǎn)中必須嚴(yán)格地測(cè)定其化學(xué)穩(wěn)定性，對(duì)于化學(xué)穩(wěn)定性不合格的玻璃制品不能出廠使用。

第2頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．

一步理解玻璃被侵蝕的機(jī)理；2．

了解測(cè)定玻璃化學(xué)穩(wěn)定性的各種方法及應(yīng)用范圍；3．

掌握常用的玻璃粉末耐水性的測(cè)試方法。二.基本原理侵蝕介質(zhì)對(duì)玻璃的破壞過(guò)程是很復(fù)雜的。一般情況，當(dāng)玻璃與侵蝕介質(zhì)接觸時(shí)，破壞機(jī)理可分為溶解和浸析兩大類(lèi)。當(dāng)溶解發(fā)生時(shí)，玻璃各組分以其在玻璃中存在的比例同時(shí)進(jìn)入溶液中，這種侵蝕也叫完全侵蝕。當(dāng)浸析發(fā)生時(shí)，只是玻璃中的某些組分溶入溶液中，其余部分殘留在玻璃表面而形成化學(xué)穩(wěn)定性較高的保護(hù)膜，玻璃的骨架沒(méi)有被瓦解。第3頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水對(duì)玻璃的侵蝕

從實(shí)驗(yàn)知道，各種溶液對(duì)玻璃發(fā)生破壞作用時(shí)，都是水先與玻璃表面起反應(yīng)。因此可以說(shuō)水是玻璃的最大“敵人”，水能與任何一種玻璃作用，只是程度不同而已。從微觀角度來(lái)看，玻璃的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有很大空隙。當(dāng)玻璃與侵蝕介質(zhì)接觸時(shí)，介質(zhì)的某些分子或離子能從玻璃表面進(jìn)入內(nèi)部與玻璃內(nèi)部的某些離子進(jìn)行交換或者同玻璃結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行反應(yīng)。水進(jìn)入后，玻璃表面的Ｓｉ—Ｏ鍵斷裂，形成硅醇—ＯＨ基團(tuán)，隨著反應(yīng)的繼續(xù)，Si原子周?chē)械乃膫€(gè)橋氧全部成為ＯＨ，這就是Ｈ２Ｏ分子對(duì)硅氧骨架的直接破壞。第4頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水對(duì)硅酸鹽玻璃的侵蝕作用只是在最初一個(gè)階段比較顯著，隨著侵蝕過(guò)程的進(jìn)行，在玻璃表面將形成一層均勻的高硅酸薄層，這層薄膜具有一定的堅(jiān)固性，同時(shí)又具有很強(qiáng)的吸附能力，使玻璃的進(jìn)一步破壞過(guò)程減慢，故成為保護(hù)膜。水對(duì)玻璃的作用時(shí)間越長(zhǎng)，生成的保護(hù)膜越厚，破壞的過(guò)程就愈慢，玻璃的抗水能力便逐步增強(qiáng)。在到達(dá)一定時(shí)間后，侵蝕作用基本停止。

第5頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月玻璃粉末耐水性試驗(yàn)的基本原理將具有一定顆粒度和一定質(zhì)量的試樣至于水中，于某一特定溫度時(shí)保持一定的時(shí)間，然后測(cè)定粉末損失的重量、或用0.01mol/L的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至微紅色，記下耗用的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸的毫升數(shù)，就可以計(jì)算玻璃轉(zhuǎn)移到溶液中的成份含量，確定玻璃的水解等級(jí)。

第6頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三．實(shí)驗(yàn)器材

1．水浴鍋

2.分析天平3.滴定臺(tái)第7頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

4．甲基紅溶液

5.0.01mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液

第8頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

四、試樣準(zhǔn)備

取按日常生產(chǎn)方法進(jìn)行退火，已消除應(yīng)力的玻璃塊50克，用布把玻璃表面擦干凈，再用干凈的紙包上，用錘子把試樣敲碎；選取30ｇ以上直徑在10～30mm之間的玻璃塊。放入硬質(zhì)錫研體中，插入研桿，用錘猛擊一下研桿。錘擊之后，將研缽內(nèi)的玻璃在0.5mm和0.3mm的標(biāo)準(zhǔn)篩上過(guò)篩，去掉大于0.5mm和小于0.3mm的顆粒，取0.3～0.5mm粒級(jí)的顆粒做試樣。用不與玻璃作用的液體（如乙醇）進(jìn)行洗滌、烘干至恒重冷卻至室溫待用。第9頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五．實(shí)驗(yàn)步驟

第10頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六.數(shù)據(jù)處理1.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄

第11頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.結(jié)果處理從得到的三個(gè)試樣測(cè)定值中分別減去空白值，然后計(jì)算出平均值，即得到結(jié)果。

如果要相應(yīng)堿析出量的數(shù)據(jù)，可按下式計(jì)算：Ｎａ２Ｏ（微克／克）＝３１０×ＶＨＣｌ

式中：Ｖ是所消耗標(biāo)準(zhǔn)鹽酸的體積（毫升）。

第12頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.查表根據(jù)計(jì)算結(jié)果，查教科書(shū)P199表29-5確定玻璃的耐水等級(jí)。

4.結(jié)果評(píng)定假如在耐水等級(jí)為1和2的試樣中，每個(gè)結(jié)果與平均值的誤差大于±10％，3～5級(jí)玻璃中誤差大于5％，則需重新測(cè)定。第13頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七.影響因素

1.玻璃試樣顆粒度的影響：因?yàn)榉勰┓ㄊ鞘共Ａьw粒表面受化學(xué)處理，玻璃試樣顆粒度決定了試樣的表面積。表面積越大，受水的侵蝕越大。為了使測(cè)量結(jié)果有可比性，必須控制玻璃試樣顆粒度，要求顆粒為球形。2.玻璃試樣量的影響：玻璃試樣的試樣量越大，表面積越大，受水的侵蝕越大。因此必須準(zhǔn)確稱(chēng)量試樣的量。第14頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.玻璃試樣被煮沸的時(shí)間和煮沸溫度的影響：煮沸的時(shí)間越長(zhǎng)，受水的侵蝕越大。煮沸溫度越高，受水的侵蝕越大。為了使測(cè)量結(jié)果有可比性，必須按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定控制玻璃試樣煮沸時(shí)間和煮沸溫度。

4.滴定的影響：滴定時(shí)要看準(zhǔn)顏色的變化和變化時(shí)滴定量，才能得到正確的試樣結(jié)果。第15頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月——材料力學(xué)性能

實(shí)驗(yàn)二材料顯微硬度的測(cè)定

在材料研究中，硬度數(shù)據(jù)的使用頻率非常高，硬度測(cè)試的目的，并不一定是用來(lái)表征所研究材料的使用性能，而是通過(guò)硬度試驗(yàn)獲得材料微觀結(jié)構(gòu)的有關(guān)信息。硬度通常定義為材料抵御硬且尖銳的物體所施加的壓力而產(chǎn)生永久壓痕的能力。材料的硬度是材料重要的機(jī)械性能之一。無(wú)機(jī)非金屬材料硬度測(cè)試的目的，是為了檢驗(yàn)材料抗磨蝕、耐刻畫(huà)的能力。

第16頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.

了解無(wú)機(jī)非金屬材料顯微硬度測(cè)試的意義。2.

了解影響無(wú)機(jī)非金屬材料顯微硬度的因素。3.

學(xué)習(xí)顯微硬度測(cè)試的原理與方法。二、基本原理一般硬度測(cè)試的基本原理是：在一定時(shí)間間隔里，施加一定比例的負(fù)荷，把一定形狀的硬質(zhì)壓頭壓入所測(cè)材料表面，然后，測(cè)量壓痕的深度或大小。

第17頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.

了解無(wú)機(jī)非金屬材料顯微硬度測(cè)試的意義。2.

了解影響無(wú)機(jī)非金屬材料顯微硬度的因素。3.

學(xué)習(xí)顯微硬度測(cè)試的原理與方法。二、基本原理一般硬度測(cè)試的基本原理是：在一定時(shí)間間隔里，施加一定比例的負(fù)荷，把一定形狀的硬質(zhì)壓頭壓入所測(cè)材料表面，然后，測(cè)量壓痕的深度或大小。

第18頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月硬度試驗(yàn)分為兩類(lèi)：1.宏觀硬度：是指采用1Kgf(9.81N)以上負(fù)荷進(jìn)行的硬度試驗(yàn)。2.顯微硬度：是指采用1Kgf(9.81N)或小于1Kgf(9.81N)負(fù)荷進(jìn)行的硬度試驗(yàn)。

常用的硬度試驗(yàn)有布氏硬度試驗(yàn)，洛氏硬度試驗(yàn)，表面洛氏硬度試驗(yàn)和顯微硬度試驗(yàn)等。它們分別有各自不同的適用范圍。無(wú)機(jī)非金屬材料由于材料硬而脆，不能使用過(guò)大的測(cè)試負(fù)荷，一般采用顯微硬度測(cè)試表示。

第19頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

顯微硬度測(cè)試是用努氏金剛石角錐壓頭或維氏金剛石壓頭來(lái)測(cè)量材料表面的硬度。努氏金剛石壓頭是一個(gè)對(duì)面角分別為172030ˊ和1300,頂端橫刃不大于1μm的菱形四面錐體，在規(guī)定的荷重下（一般為0.1kgf=0.981N），在壓頭接觸試樣前開(kāi)始，以0.20±0.05mm/min的低速壓人試樣表面，并使壓頭與試樣保持接觸20～50秒鐘，卸載后，測(cè)量壓痕的長(zhǎng)對(duì)角線長(zhǎng)。努氏硬度（KHN）值是所施加的負(fù)荷P與永久壓痕的投影面積S之比。即：KHN=P/S=P/C

L2=p/9.81CL2

第20頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月維氏金剛石壓頭是將壓頭磨成正四棱錐體，其相對(duì)兩面夾角為1360。維氏顯微硬度值是所施加的負(fù)荷（kgf）除以壓痕的表面積（mm2）。采用維氏金剛石壓頭時(shí)，其壓痕深度約為對(duì)角線長(zhǎng)度的1/7。維氏硬度的計(jì)算公式如下：

第21頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三．實(shí)驗(yàn)器材

1．顯微硬度計(jì)第22頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四．實(shí)驗(yàn)步驟

第23頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五.數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄一般顯微硬度計(jì)可以直接給出結(jié)果，填入表中即可。

通常硬度試驗(yàn)一個(gè)試樣取三個(gè)點(diǎn)測(cè)量，取平均值。

第24頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六.影響因素

1.應(yīng)選擇成份均勻、表面結(jié)構(gòu)細(xì)致和平整度好的樣品為待測(cè)試樣。表面粗糙不平或平整度差的試樣，由于壓痕會(huì)或多或少地發(fā)生變形，引起測(cè)量誤差。

2.由于測(cè)定較小，要選擇材料表面結(jié)構(gòu)細(xì)致均勻處為測(cè)定點(diǎn)，其測(cè)定結(jié)果才能代表材料的性能。第25頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3.由于無(wú)機(jī)非金屬材料硬而脆，不能使用過(guò)大的測(cè)試負(fù)荷，以免試樣破碎而無(wú)法測(cè)量壓痕的尺寸。實(shí)驗(yàn)力可以參考文獻(xiàn)資料，或自己摸索。

4.由于無(wú)機(jī)非金屬材料硬而脆，試驗(yàn)力的作用時(shí)間也要合適，否則測(cè)定結(jié)果不理想。最佳作用時(shí)間也可以參考文獻(xiàn)資料，或自己摸索。第26頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月——材料熱學(xué)性能

實(shí)驗(yàn)三材料線膨脹系數(shù)的測(cè)定

熱膨脹定義物體的體積或長(zhǎng)度隨溫度的升高而增大的現(xiàn)象稱(chēng)為熱膨脹。熱膨脹系數(shù)是材料的主要物理性質(zhì)之一，它是衡量材料的熱穩(wěn)定性好壞的一個(gè)重要指標(biāo)。提高材料熱穩(wěn)定性

降低材料的膨脹系數(shù)，提高熱穩(wěn)定性，提高材料的使用安全。第27頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)定熱膨脹系數(shù)的意義在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)兩種不同的材料彼此焊接或熔接時(shí)，選擇材料的熱膨脹系數(shù)顯得尤為重要。焊接或熔接如果兩種不同的材料彼此焊接或熔接，要求材料具備相近的膨脹系數(shù)。如兩種金屬的焊接，玻璃儀器的焊接加工，非金屬與金屬的焊接等。如果選擇材料的膨脹系數(shù)相差比較大，焊接時(shí)由于膨脹的速度不同，在焊接處產(chǎn)生應(yīng)力，降低了材料的機(jī)械強(qiáng)度和氣密性，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致焊接處脫落、炸裂、漏氣或漏油。

第28頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月提高材料強(qiáng)度如果層狀物由兩種材料迭置連接而成，則溫度變化時(shí)，由于兩種材料膨脹值不同，若仍連接在一起，體系中要采用一中間膨脹值，從而使一種材料中產(chǎn)生壓應(yīng)力而另一種材料中產(chǎn)生大小相等的張應(yīng)力，恰當(dāng)?shù)乩眠@個(gè)特性，可以增加制品的強(qiáng)度。因此，測(cè)定材料的熱膨脹系數(shù)具有重要的意義。（如夾層玻璃）測(cè)定材料線膨脹系數(shù)的方法很多，有示差法（或稱(chēng)“石英膨脹計(jì)法”）、雙線法、光干涉法、重量溫度計(jì)法等。第29頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解測(cè)定材料的膨脹曲線對(duì)生產(chǎn)的指導(dǎo)意義。2．掌握示差法測(cè)定熱膨脹系數(shù)的原理和方法、測(cè)試要點(diǎn)。3．利用材料的熱膨脹曲線，確定玻璃材料的特征溫度。二、基本原理線膨脹系數(shù)是溫度升高1℃時(shí)單位長(zhǎng)度上所增加的長(zhǎng)度，單位為厘米/厘米·度?！鱈/L0=α1△t

第30頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月示差法是基于采用熱穩(wěn)定性良好的材料石英玻璃（棒和管）在較高溫度下，其線膨脹系數(shù)隨溫度而改變的性質(zhì)很小，當(dāng)溫度升高時(shí)，石英玻璃與其中的待測(cè)試樣與石英玻璃棒都會(huì)發(fā)生膨脹，但是待測(cè)試樣的膨脹比石英玻璃管上同樣長(zhǎng)度部分的膨脹要大。因而使得與待測(cè)試樣相接觸的石英玻璃棒發(fā)生移動(dòng)，這個(gè)移動(dòng)是石英玻璃管、石英玻璃棒和待測(cè)試樣三者的同時(shí)伸長(zhǎng)和部分抵消后在千分表上所顯示的ΔＬ值，它包括試樣與石英玻璃管和石英玻璃棒的熱膨脹之差值，測(cè)定出這個(gè)系統(tǒng)的伸長(zhǎng)之差值及加熱前后溫度的差數(shù)，并根據(jù)已知石英玻璃的膨脹系數(shù)，便可算出待測(cè)試樣的熱膨脹系數(shù)。第31頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三．實(shí)驗(yàn)器材

1．石英膨脹儀2.游標(biāo)卡尺3.秒表第32頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月示差法測(cè)定材料膨脹系數(shù)的裝置第33頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月石英膨脹儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)熱膨脹分析圖第34頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四．實(shí)驗(yàn)步驟

第35頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五.數(shù)據(jù)處理1.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄

第36頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.繪制曲線將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在直角座標(biāo)系上作出被測(cè)材料的熱膨脹曲線?？纱_定t2、t1，并根據(jù)t2和t1來(lái)確定L1和L2。T1L1T2L2第37頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.結(jié)果計(jì)算按公式計(jì)算膨脹系數(shù)

α＝α石＋(L2-L1)/Ｌ(t2-t1)

最后以三個(gè)試樣平均值表示試驗(yàn)結(jié)果。第38頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在圖上也可以求出玻璃的轉(zhuǎn)變溫度Tg和膨脹軟化點(diǎn)溫度Tf。同樣用三個(gè)試樣平均值來(lái)表示試驗(yàn)結(jié)果。

TgTf第39頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.用Excel在圖上也可以作圖和計(jì)算膨脹系數(shù)

。用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在Excel中作圖，作回歸線，可得出擬合方程，計(jì)算L1和L2就十分方便準(zhǔn)確。第40頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六.影響因素1.試樣影響：玻璃棒的粗細(xì)要均勻，直而不彎，這樣可使測(cè)定結(jié)果有較好的重復(fù)性。

2.玻璃熱歷史的影響：玻璃試樣應(yīng)進(jìn)行退火處理，否則不便求玻璃的轉(zhuǎn)變溫度Tg。3.升溫速度的影響：升溫速度過(guò)快時(shí)，玻璃棒的表面溫度比內(nèi)部高，玻璃表面與內(nèi)部的膨脹不一致，這將影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。第41頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.測(cè)量溫度范圍的影響：材料的平均熱膨脹系數(shù)與瞬間熱膨脹系數(shù)是不同的。從玻璃熱膨脹系數(shù)曲線可見(jiàn)，在Tg溫度以下，玻璃的熱膨脹系數(shù)不是常數(shù)。在不同的溫度范圍內(nèi)，玻璃的線膨脹系數(shù)是不同的。因此，在測(cè)定和計(jì)算線膨脹系數(shù)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意，否則會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)果。第42頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月——材料熱學(xué)性能

實(shí)驗(yàn)四材料熱穩(wěn)定性的測(cè)定

熱穩(wěn)定性定義材料經(jīng)受劇烈的溫度變化而不破壞的性能稱(chēng)為材料熱穩(wěn)定性（或稱(chēng)耐急冷急熱性）。由于無(wú)機(jī)非金屬材料的種類(lèi)不同，其熱穩(wěn)定性的測(cè)試方法亦有區(qū)別，本實(shí)驗(yàn)主要進(jìn)行陶瓷的熱穩(wěn)定性測(cè)試。

測(cè)定熱穩(wěn)定性的意義普通陶瓷材料由多種晶體和玻璃相組成，因此在室溫下具有脆性，在外應(yīng)力作用下會(huì)突然斷裂。當(dāng)溫度急劇變化時(shí)，陶瓷材料也會(huì)出現(xiàn)裂紋或損壞。測(cè)定陶瓷的熱穩(wěn)定性可以控制產(chǎn)品的質(zhì)量，為合理應(yīng)用提供依據(jù)。

第43頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解測(cè)定陶瓷材料熱穩(wěn)定性的實(shí)際意義。2.了解影響熱穩(wěn)定性的因素及提高熱穩(wěn)定性的措施。3.掌握陶瓷材料熱穩(wěn)定性的測(cè)定原理及方法。二、基本原理陶瓷的熱穩(wěn)定性取決于坯釉料的化學(xué)成分、礦物組成、相組成、顯微結(jié)構(gòu)、制備方法、成型條件及燒成制度等應(yīng)素以及外界環(huán)境。由于陶瓷內(nèi)外層受熱不均勻，坯釉的熱膨脹系數(shù)差異而引起陶瓷內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致機(jī)械強(qiáng)度降低，甚至發(fā)生開(kāi)裂現(xiàn)象。第44頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月陶瓷熱穩(wěn)定性測(cè)定方法一般是把試樣加熱到一定的溫度，接著放入適當(dāng)溫度的水中，判定方法為：1.根據(jù)試樣出現(xiàn)裂紋或損壞到一定程度時(shí)，所經(jīng)受的熱變換次數(shù)；2.經(jīng)過(guò)一定的次數(shù)的熱冷變換后機(jī)械強(qiáng)度降低的程度來(lái)決定熱穩(wěn)定性；3.試樣出現(xiàn)裂紋時(shí)經(jīng)受的熱冷最大溫差來(lái)表示試樣的熱穩(wěn)定性，溫差愈大，熱穩(wěn)定性愈好。本實(shí)驗(yàn)采用試樣出現(xiàn)裂紋時(shí)，平均經(jīng)受的熱冷最大溫差來(lái)表示試樣的熱穩(wěn)定性。第45頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三．實(shí)驗(yàn)器材

1．陶瓷熱穩(wěn)定測(cè)定儀

第46頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)定熱穩(wěn)定性?xún)x器裝置圖第47頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四．實(shí)驗(yàn)步驟

第48頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五.數(shù)據(jù)處理1.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄將測(cè)定結(jié)果填入下表

第49頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.數(shù)據(jù)計(jì)算

平均開(kāi)裂溫度計(jì)算公式平均開(kāi)裂溫度數(shù)＝150

第50頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六.注意事項(xiàng)1.試樣應(yīng)光滑，無(wú)缺陷、堆釉現(xiàn)象。2.爐內(nèi)溫度差應(yīng)嚴(yán)格控制在±2℃。3.每次重復(fù)做時(shí)，應(yīng)將試樣表面的其它雜質(zhì)清洗干凈。第51頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月——材料光學(xué)性能

實(shí)驗(yàn)五材料透光性能的測(cè)定

在材料中，玻璃、陶瓷、塑料等是透明或半透明材料。透光性是指材料透過(guò)光線的能力，它是一個(gè)綜合性的指標(biāo)，與材料對(duì)光線的吸收和反射性質(zhì)有關(guān)。通常用透射比或霧度（渾濁度）來(lái)表征。本實(shí)驗(yàn)為“材料半球透光率與半球霧度的測(cè)定”。

第52頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.確透射比、霧度的基本概念。2.了解透光率／霧度測(cè)定儀的基本測(cè)量原理及使用方法。3.掌握材料透射比、霧度的測(cè)定技術(shù)。

二、基本原理光線射到一透明或半透明物體上時(shí)，部分產(chǎn)生定向反射，部分產(chǎn)生漫反射。光線進(jìn)入樣品后部分被吸收，部分被透過(guò)。在出射樣品的光中，主透射部分按折射定律前進(jìn)；其余部分產(chǎn)生半球透射，其前進(jìn)方向是散亂的，因此稱(chēng)為漫透射。

第53頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

半球反射與透射原理

第54頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

由光源１（鹵鎢燈）發(fā)出的光經(jīng)過(guò)聚光鏡２，通過(guò)光攔３，經(jīng)遮光式調(diào)制器４射到物鏡５上。物鏡５射出一束平行光束，其光線偏離角不大于３０，并將光攔３成像在出射窗口１０上。出射窗對(duì)入射窗口中心的張角為８０，光斑邊緣與出射窗形成１.３0的環(huán)帶。積分球7內(nèi)裝有一可擺動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射器9，當(dāng)測(cè)定透光率及總透射光時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射器被控在位，擋住出射窗；當(dāng)測(cè)散射光時(shí)，從出射窗處讓開(kāi)。

透光率/霧度測(cè)定儀的測(cè)量原理圖

第55頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三．實(shí)驗(yàn)器材

1．透光率霧度測(cè)定儀

第56頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四．實(shí)驗(yàn)步驟

第57頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五.數(shù)據(jù)處理1.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄將測(cè)定結(jié)果填入下表將三片試件的透光率和霧度值取算術(shù)平均值，作為該批試樣的測(cè)定結(jié)果。

第58頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六.影響因素

1.試樣表面的清潔程度將影響光源的入射、反射與投射，所以測(cè)定錢(qián)應(yīng)將試樣清洗干凈并烘干。

2.試樣的透過(guò)率不僅與入射、反射有關(guān)，還與其吸收有關(guān)，試樣越厚，吸收越多。因此，應(yīng)將試樣的測(cè)量結(jié)果換算為標(biāo)準(zhǔn)厚度的測(cè)量結(jié)果。第59頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月——材料光學(xué)性能

實(shí)驗(yàn)六材料色度的測(cè)定

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，人工制造物體的顏色也隨處可見(jiàn)。在無(wú)機(jī)非金屬材料中，彩色水泥、彩色玻璃制品，彩色陶瓷制品、搪瓷用彩色琺瑯等，都要涉及顏色的測(cè)量。此外，紡織、印染、造紙、化工、家用電器、食品等行業(yè)也需要對(duì)顏色進(jìn)行測(cè)定。因此，色度指標(biāo)值的測(cè)量和檢驗(yàn)，已成為全世界各行各業(yè)生產(chǎn)中質(zhì)量控制和產(chǎn)品檢驗(yàn)的關(guān)鍵之一。

第60頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．了解物體顏色的基本概念及表示方法。

2．了解物體色的測(cè)量方法。

3．掌握用色彩色差計(jì)測(cè)量反射物體、透射物體色度值的測(cè)量技術(shù)。

二、基本原理為了科學(xué)地表征顏色特征，國(guó)際照明委員會(huì)創(chuàng)立了CIE系統(tǒng)。規(guī)定用標(biāo)準(zhǔn)的光譜三刺激值為、、表示的色度系統(tǒng)，采用色品坐標(biāo)X10Y10Z10來(lái)表示顏色，只要測(cè)得試樣的光譜三刺激值X10Y10Z10之后，就可以計(jì)算出所需的各種指標(biāo)值。

第61頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

X10Y10Z10色度系統(tǒng)的色品圖

圖中有波長(zhǎng)分度的曲線，是把各單色光刺激點(diǎn)連接起來(lái)形成的光譜軌跡，把光譜軌跡兩端連接的直線是紫軌跡。第62頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第63頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第64頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月色差計(jì)原理色差計(jì)是利用儀器內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)光源照明來(lái)測(cè)量透射色或反射色的光電積分測(cè)色儀器，一般由照明光源、探測(cè)器、放大調(diào)節(jié)、儀表讀數(shù)或數(shù)字顯示、數(shù)據(jù)運(yùn)算處理等部分組成。通常用3個(gè)探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)進(jìn)行輸出，得出待測(cè)色的三刺激值或色度坐標(biāo)；還可以通過(guò)模擬計(jì)算電路或連機(jī)的電子計(jì)算機(jī)給出兩個(gè)物體色的色差值。因此，這是一種操作簡(jiǎn)便的實(shí)用測(cè)色儀器。

第65頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月儀器原理第66頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三．實(shí)驗(yàn)器材

1．SC-80色彩色差計(jì)

2.標(biāo)準(zhǔn)白板3.壓樣器第67頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四．實(shí)驗(yàn)步驟

第68頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五.數(shù)據(jù)處理1.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄將測(cè)定結(jié)果填入下表

第69頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.作色度圖將試樣的色品坐標(biāo)值x10、y10標(biāo)在圖上。

第70頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.確定主波長(zhǎng)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)照明體（D60）色品點(diǎn)O和試樣的色品M作一直線并與光譜軌跡相交，則交點(diǎn)（L）在光譜軌跡上的波長(zhǎng)就是主波長(zhǎng)。

oML第71頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.計(jì)算興奮純度在色品圖上，白點(diǎn)O到和試樣色品點(diǎn)M的距離與O到試樣主波長(zhǎng)點(diǎn)距離的比值稱(chēng)為興奮純度。

oML第72頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月——材料的電學(xué)性能

實(shí)驗(yàn)七材料導(dǎo)電性能的測(cè)定

材料的導(dǎo)電性質(zhì)（導(dǎo)電性能的大?。┰诳茖W(xué)技術(shù)上具有極為重要的意義。隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，利用材料的導(dǎo)電性能已制成電阻、電容、導(dǎo)電材料、半導(dǎo)體材料、絕緣材料以及其它電子材料器件，應(yīng)用范圍日益廣泛。無(wú)機(jī)非金屬材料一般作為絕緣材料來(lái)應(yīng)用，主要是用來(lái)使電氣元件相互之間絕緣以及元件與地面絕緣。如果絕緣構(gòu)件的絕緣電阻太小，不僅浪費(fèi)電能，還會(huì)因局部過(guò)熱導(dǎo)致儀器不能正常工作，甚至損害整個(gè)儀器。電介質(zhì)的絕緣電阻是評(píng)價(jià)電介質(zhì)材料性能的重要參數(shù)。因此，研究和測(cè)量材料的導(dǎo)電性能在實(shí)際工作中是十分重要的。

第73頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1．了解絕緣材料的導(dǎo)電機(jī)理。2．弄懂高阻計(jì)測(cè)量材料電阻率的基本原理。3．掌握常溫下用高阻計(jì)三電極系統(tǒng)測(cè)量材料絕緣電阻的方法。

二、基本原理物體之所以導(dǎo)電是由于內(nèi)部存在的各種載流子在電場(chǎng)作用下沿電場(chǎng)方向移動(dòng)的結(jié)果。固體介質(zhì)的電導(dǎo)分為兩種類(lèi)型：即離子電導(dǎo)和電子電導(dǎo)。對(duì)于絕緣材料的固體介質(zhì)，正常條件下的主要作用是離子電導(dǎo)。第74頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.什么是絕緣電阻絕緣電阻是表示絕緣材料阻止電流通過(guò)能力的物理量，它等于施加在樣品上直流電壓與流經(jīng)電極間的穩(wěn)態(tài)電流之比，即穩(wěn)態(tài)電流包括流經(jīng)試樣體內(nèi)電流Iv與試樣表面電流Is兩項(xiàng)，即I=Iv+Is，則絕緣電阻為Rv表示試樣體積電阻，Rs表示試樣的表面電阻。公式表明絕緣電阻實(shí)際上是體積電阻與表面電阻的并聯(lián)。

第75頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月a.體積電阻率體積電阻率的定義是沿體積電流方向的直流電場(chǎng)強(qiáng)度與穩(wěn)態(tài)體積電流密度之比。b.表面電阻率表面電阻率的定義是沿表面電流方向的直流電場(chǎng)強(qiáng)度與穩(wěn)態(tài)下單位寬度的電流密度之比第76頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.測(cè)試原理及儀器電路結(jié)構(gòu)被測(cè)試樣與標(biāo)準(zhǔn)電阻R0串連

第77頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.電極系統(tǒng)體積電阻率V：

表面電阻率s：

第78頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三．實(shí)驗(yàn)器材

1．超高阻絕緣電阻測(cè)試儀

第79頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四．實(shí)驗(yàn)步驟

第80頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五.數(shù)據(jù)處理1.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄

第81頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2.計(jì)算每塊試樣的體積電阻率和表面電阻率

計(jì)算公式中所需的電極系統(tǒng)尺寸見(jiàn)下表

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果以各次試驗(yàn)數(shù)值的算術(shù)平均值計(jì)算，并以帶小數(shù)的個(gè)位數(shù)乘以10的幾次方來(lái)表示，取兩位有效數(shù)字。

第82頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六.影響因素1.通常，無(wú)機(jī)非金屬材料屬于絕緣材料。如果表面有雜質(zhì)，將對(duì)材料的絕緣性能有巨大的影響。因此，測(cè)定前應(yīng)對(duì)材料進(jìn)行挑選。2.由于環(huán)境溫度和濕度對(duì)電阻率有明顯的影響，為了減小誤差，并使結(jié)果具有重復(fù)性與可比性，絕緣電阻試樣在測(cè)量前應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理。3.在測(cè)試前，要正確安裝試樣，否則會(huì)因電極間隙的變化、接觸不良等而給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)誤差。在測(cè)試過(guò)程中，為了安全，三電極系統(tǒng)和試樣都必須置于屏蔽箱內(nèi)。第83頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定常溫為（20±5）℃，相對(duì)濕度為（65±5）％。實(shí)驗(yàn)環(huán)境條件最好能符合標(biāo)準(zhǔn)，至少不與所需條件相差太大。否則測(cè)量結(jié)果沒(méi)有可比性。

5.當(dāng)試驗(yàn)環(huán)境達(dá)不到規(guī)定的條件時(shí)，每塊試樣從干燥器中取出到測(cè)試完畢所需的時(shí)間應(yīng)盡量短。一般要求在幾分鐘內(nèi)測(cè)試完畢。為此，可以先測(cè)樣品的絕緣電阻，再測(cè)量樣品的厚度。

第84頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月——材料的磁學(xué)性能

實(shí)驗(yàn)八材料磁化率的測(cè)定

磁性材料分為金屬磁性材料和非金屬磁性材料兩類(lèi)。非金屬磁性材料主要指鐵氧體磁性材料，是金屬氧化物燒結(jié)的磁性體。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中，磁性材料（特別是鐵磁材料）占有重要的地位。因此，了解和掌握材料磁性的測(cè)量，對(duì)于材料磁性的研究和應(yīng)用是十分重要的。物質(zhì)的磁性來(lái)自與電子自旋相聯(lián)系的磁矩，因此物質(zhì)一般都具有磁性，但強(qiáng)弱不同。磁化率表證物質(zhì)在單位磁場(chǎng)作用下被磁化的（難易）程度。因此，測(cè)定非金屬磁性材料的磁化率可為這些材料的研究與應(yīng)用提供依據(jù)。

第85頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)帕斯卡（Pascal）的發(fā)現(xiàn)，每一化學(xué)鍵都有其確定的磁化率數(shù)值，把有機(jī)化合物所包含的各化學(xué)鍵的磁化率加和起來(lái)，就是該有機(jī)化合物的磁化率。因此，通過(guò)測(cè)定磁化率可以研究某些電子或離子的組態(tài)，判斷絡(luò)合物分子的配鍵類(lèi)型，推斷合成新化合物的分子結(jié)構(gòu)等。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解某些材料的磁化率，掌握測(cè)量磁化率的實(shí)驗(yàn)原理。2.學(xué)會(huì)用古埃法測(cè)定材料的磁化率，并算出其順磁性原子（離子）的未配對(duì)電子數(shù)。。

第86頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、基本原理

物質(zhì)在外磁場(chǎng)的作用下，由于電子等帶電體的運(yùn)動(dòng)，會(huì)被磁化而感應(yīng)出一個(gè)附加磁場(chǎng)。對(duì)于弱磁材料來(lái)說(shuō)，磁化強(qiáng)度與外磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比，即：

磁化率一般有兩種形式：?jiǎn)挝毁|(zhì)量磁化率和摩爾磁化率。它們分別定義為：第87頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)材料磁化率的不同，一般分為順磁體、反（抗）磁體、鐵磁體三種：①順磁性。順磁性是指物質(zhì)磁化方向與外磁場(chǎng)方向相同所產(chǎn)生的效應(yīng)。順磁性物質(zhì)的原子、分子或離子中存在自旋未成對(duì)的電子，其分子磁矩不等于零。當(dāng)受到外磁場(chǎng)作用時(shí)，各雜亂取向的分子磁矩的方向趨向于與外磁場(chǎng)同方向，即物質(zhì)內(nèi)感應(yīng)強(qiáng)度