無機(jī)非金屬材料工程《陶瓷性能檢測(cè)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱

《陶瓷性能檢測(cè)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱一、課程基本情況課程代碼：1011339015課程名稱：陶瓷性能檢測(cè)/PerformanceTestingofCeramic課程類別：專業(yè)方向特色課程課程性質(zhì)：選修課程類型：獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課總學(xué)分：1總學(xué)時(shí)：16實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)：16適用專業(yè)：無機(jī)非金屬材料工程適用對(duì)象：本科先修課程：陶瓷工藝學(xué)開課學(xué)院：材料科學(xué)與工程學(xué)院二、課程簡介1.課程任務(wù)與目的陶瓷性能檢測(cè)是無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)陶耐方向的專業(yè)特色課程，通過本大綱所規(guī)定的全部教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解陶瓷及耐火材料性能檢測(cè)的相關(guān)技術(shù)規(guī)范，掌握陶瓷及耐火材料生產(chǎn)控制與性能檢測(cè)的基本理論、基本技能，掌握測(cè)定陶瓷及耐火材料各項(xiàng)物理性能時(shí)相關(guān)儀器的使用方法，能運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)分析、解決陶瓷及耐火材料物理性能檢驗(yàn)中出現(xiàn)的各種問題，達(dá)到培養(yǎng)其科研能力和實(shí)際工作能力的目的。

在本課程的教學(xué)過程當(dāng)中，加入對(duì)中國古代陶瓷所取得的偉大成就的回顧，起到激發(fā)學(xué)生自信和學(xué)習(xí)熱情，積極投入到陶瓷行業(yè)建功立業(yè)的熱情。堅(jiān)持知識(shí)傳授與價(jià)值引領(lǐng)相結(jié)合，積極主動(dòng)融入課程思政元素，不斷加強(qiáng)世界觀、人生觀、價(jià)值觀教育，激發(fā)學(xué)生的愛國情、強(qiáng)國志、報(bào)國行。引導(dǎo)學(xué)生踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀，培養(yǎng)學(xué)生成為德才兼?zhèn)?、全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人。對(duì)接培養(yǎng)的崗位能力能掌握測(cè)定陶瓷及耐火材料各項(xiàng)性能的基本理論及儀器的使用方法，具有良好的職業(yè)崗位能力和綜合素養(yǎng)，能夠從事無機(jī)非金屬材料的生產(chǎn)控制、工藝改進(jìn)、新產(chǎn)品研發(fā)及質(zhì)量檢測(cè)等崗位。三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)1.課程對(duì)畢業(yè)要求的支撐[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.3]能夠合理選用無機(jī)非金屬材料研發(fā)與生產(chǎn)設(shè)備，并采用科學(xué)、合理的實(shí)驗(yàn)方法和步驟，安全地開展實(shí)驗(yàn)研究，正確地采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.4]能夠運(yùn)用科學(xué)的方法正確采集、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和解釋，并通過信息綜合獲得合理有效的結(jié)論。[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)6.1]了解無機(jī)非金屬材料專業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)，理解不同社會(huì)文化對(duì)工程活動(dòng)的影響。2.課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)，具體內(nèi)容如下：教學(xué)目標(biāo)1：鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力，使學(xué)生深入掌握陶瓷及耐火材料的生產(chǎn)工藝知識(shí)，掌握測(cè)定陶瓷及耐火材料各項(xiàng)物理性能時(shí)相關(guān)儀器的使用方法；能夠合理選用無機(jī)非金屬材料研發(fā)與生產(chǎn)設(shè)備，并采用科學(xué)、合理的實(shí)驗(yàn)方法和步驟，安全地開展實(shí)驗(yàn)研究，正確地采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，支撐畢業(yè)要求的指標(biāo)點(diǎn)4.3。教學(xué)目標(biāo)2：培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，使學(xué)生掌握陶瓷及耐火材料性能的常規(guī)物理化學(xué)性能的測(cè)定方法，能夠運(yùn)用科學(xué)的方法正確采集、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和解釋，并通過信息綜合獲得合理有效的結(jié)論，支撐畢業(yè)要求的指標(biāo)點(diǎn)4.4。教學(xué)目標(biāo)3：提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，掌握產(chǎn)品的性能對(duì)生產(chǎn)工藝過程及工程應(yīng)用的影響，了解無機(jī)非金屬材料專業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)，支撐畢業(yè)要求的指標(biāo)點(diǎn)6.1。四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及學(xué)時(shí)安排序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)類型實(shí)驗(yàn)要求每組人數(shù)完成課程教學(xué)目標(biāo)1陶瓷泥漿流動(dòng)性及觸變性的測(cè)定4設(shè)計(jì)性必做3教學(xué)目標(biāo)1,22陶瓷泥漿粘度的測(cè)定2驗(yàn)證性必做3教學(xué)目標(biāo)1,2,33陶瓷產(chǎn)品白度的測(cè)定2驗(yàn)證性必做3教學(xué)目標(biāo)1,2,34陶耐制品的干燥和燒成工藝4綜合性必做3教學(xué)目標(biāo)1,2,35陶耐制品的線變化測(cè)定2綜合性必做3教學(xué)目標(biāo)1,2,36陶瓷耐火材料氣孔率、吸水率及體積密度的測(cè)定2綜合性必做3教學(xué)目標(biāo)1,2,3五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)一陶瓷泥漿流動(dòng)性及觸變性的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆諟y(cè)定原理和方法、步驟及儀器的正確使用；了解陶瓷泥漿流動(dòng)性及觸變性的測(cè)定在陶瓷生產(chǎn)中的指導(dǎo)作用。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：涂-4粘度計(jì)、比重計(jì)、燒杯、秒表、100目篩等。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：1.制備合適含水量的泥漿，不同粘土的需水量大致在50-80%之間，全部通過100目篩。2.將一定的泥漿置入量筒中，緩慢并輕放比重計(jì)，待比重計(jì)穩(wěn)定后，讀其讀數(shù)，其值為泥漿比重。3.在涂-4杯中灌裝100ml的水，讓水流出并記錄所需時(shí)間t水。4.在涂4杯中裝100ml的泥漿，停留30秒，讓泥漿流出并記錄所需時(shí)間t30S。5.在涂4杯中裝100ml的泥漿，停留30分鐘，讓泥漿流出并記錄所需時(shí)間t30min。實(shí)驗(yàn)二陶瓷泥漿粘度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆諟y(cè)定的原理和方法、步驟及儀器的正確使用；了解陶瓷泥漿粘度和陶瓷白度的測(cè)定在陶瓷生產(chǎn)中的指導(dǎo)作用。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：NDJ數(shù)顯粘度計(jì)、量筒、天平、燒杯、玻璃棒比重計(jì)、燒杯、秒表、100目篩等。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：1.制備固相含量50%、55%、60%、65%、70%的泥漿，裝入直筒型容器中。2.將保護(hù)架裝到粘度計(jì)上，右旋裝上，左旋卸下。3.根據(jù)泥漿粘度選擇合適的轉(zhuǎn)子，裝到連接桿上，旋轉(zhuǎn)升降旋鈕，緩慢下降至轉(zhuǎn)子刻度線正好與液面相平。4.接通電源，調(diào)整轉(zhuǎn)子號(hào)，選好轉(zhuǎn)速，按下測(cè)試鍵，當(dāng)右上角的扭矩值顯示在20%-90%之間時(shí)，可記錄數(shù)據(jù)。5.重復(fù)操作1—4號(hào)轉(zhuǎn)子，比較測(cè)量結(jié)果。實(shí)驗(yàn)三陶瓷產(chǎn)品白度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆諟y(cè)定的原理和方法、步驟及儀器的正確使用；了解陶瓷白度的測(cè)定在陶瓷生產(chǎn)中的指導(dǎo)作用。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：WSD-3全自動(dòng)白度儀、黑桶、標(biāo)準(zhǔn)白板、參比白板等。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：1.首先開啟儀器，預(yù)熱30分鐘。2.進(jìn)行儀器調(diào)整：用標(biāo)準(zhǔn)黑筒校準(zhǔn)零點(diǎn)；用標(biāo)準(zhǔn)工作白度板調(diào)準(zhǔn)。并記錄參比工作白板值。3.將樣品放到測(cè)試臺(tái)上測(cè)量其白度值，多測(cè)幾處取平均值，作為最終測(cè)定結(jié)果。4.測(cè)紙張的不透明度。先測(cè)重疊多層紙樣至不透明時(shí)的反射率R∞，再測(cè)單張紙樣背襯黑筒時(shí)的反射率R0，則該紙張不透明度T=R0/R∞×100。實(shí)驗(yàn)四陶耐制品的干燥和燒成工藝實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆仗沾杉澳突鸩牧现破返母稍锖蜔Y(jié)的原理及方法；了解陶瓷及耐火材料的干燥制度和燒結(jié)溫度對(duì)陶耐制品在干燥及燒成過程中的所起到的重要作用；分析陶耐制品的燒結(jié)溫度對(duì)陶耐制品質(zhì)量的影響。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：電熱鼓風(fēng)干燥箱、高溫電阻爐等。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：1.將試樣放入高溫電阻爐內(nèi)，按升溫曲線升溫。燒成溫度對(duì)材料最終性能有很大的影響，為了達(dá)到最佳效果，可取多個(gè)樣品分別在1100℃、1150℃、1200℃、1250℃、1300℃保溫1hr，當(dāng)冷卻至室溫后取出放入干燥器內(nèi)，以備測(cè)定密度和氣孔率作比較。2.燒成制度以保證試樣不開裂為原則，特別要防止因晶相轉(zhuǎn)變時(shí)的體積效應(yīng)而導(dǎo)致的樣品開裂。本實(shí)驗(yàn)中試樣燒成曲線為：升溫：室溫-500℃：150℃-200℃/hr；500℃-650℃：50℃-100℃/hr；600℃-燒成溫度：150℃-200℃/hr。保溫：1hr冷卻：燒成溫度-1000℃：100℃-150℃/hr；1000℃-室溫：關(guān)閉電源自然冷卻。實(shí)驗(yàn)五陶耐制品的線變化測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆諟y(cè)定原理和方法、步驟及儀器的正確使用；通過結(jié)果分析，初步判斷耐火材料質(zhì)量等級(jí)以及制品的體積穩(wěn)定性能。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：高溫電阻爐、JPA-5手動(dòng)壓力成型機(jī)、電子天平、游標(biāo)卡尺、模具。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：(以圓柱形試樣為例)1、用刀片給試樣做標(biāo)記，標(biāo)記應(yīng)該在試樣無裂紋等缺陷的一面，且盡量使兩特征的連線經(jīng)過試樣表面的圓心。2、用卡尺在試樣標(biāo)記處量取直徑，并將試樣標(biāo)號(hào)一同記錄下來(直徑為d0)。3、將測(cè)量過的試樣交錯(cuò)有序的放進(jìn)高溫電阻爐，進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)。4、關(guān)爐后，待溫度降為室溫取出試樣。5、用卡尺在同一處量取直徑，一并記錄為d1。6、依據(jù)燒成（重?zé)┚€變化=(L1-L0)/L0*100%來計(jì)算。實(shí)驗(yàn)六陶瓷耐火材料氣孔率、吸水率及體積密度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆諟y(cè)定原理和方法、步驟及儀器的正確使用；了解耐火材料體積密度及氣孔率測(cè)定在耐火材料生產(chǎn)中的指導(dǎo)作用。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：陶瓷吸水率測(cè)試儀、電子天平、烘箱、干燥皿、塑料桶、毛刷、鑷子、臉盆、吊籃、毛巾、托盤等。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：1.在精密電子天平上稱取干燥后的試樣，即試樣空氣中重量m1（干重）。2.將試樣放入容器并安置于抽真空裝置中，關(guān)閉機(jī)器左側(cè)的放水閥、進(jìn)氣閥。打開電源開關(guān)，真空泵開始工作。3.通過真空泵對(duì)真空容器進(jìn)行抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到要求后，在此真空度下保持一定設(shè)定時(shí)間（15min）。隨后自動(dòng)進(jìn)入注水程序，要求水面高度高于試樣高度。4.當(dāng)進(jìn)水時(shí)間到，自動(dòng)進(jìn)入浸泡程序，當(dāng)浸泡時(shí)間到時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警聲，關(guān)閉電源開關(guān)，打開機(jī)器左側(cè)進(jìn)氣閥進(jìn)氣，當(dāng)真空壓力表指示表指針回“0”時(shí)，即可揭開真空容器蓋子，取出試樣。打開排水閥門，將水排出。5.將上述試樣輕輕放入電子天平的吊藍(lán)中，同時(shí)浸沒在液體中稱試樣的浮量m2（飽和試樣的表觀質(zhì)量)6.從浸液中取出試樣用濕毛巾小心擦去表面多余的液滴，注意不能把氣孔中的液體吸出，立即稱出在空氣中的飽和重量m3（飽和試樣的質(zhì)量)，然后根據(jù)公式計(jì)算出試樣的體積密度、顯氣孔率和吸水率。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理（三）實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備（四）實(shí)驗(yàn)步驟（五）實(shí)驗(yàn)原始記錄及結(jié)果（六）問題討論七、考核方式1.實(shí)驗(yàn)成績的構(gòu)成實(shí)驗(yàn)操作成績占50%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告占50%。學(xué)生成績?cè)u(píng)定表考核方式成績構(gòu)成出勤理論測(cè)試實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)操作答辯項(xiàng)目小論文其他√√成績比例%50502.課程考核方式評(píng)價(jià)權(quán)重本課程教學(xué)目標(biāo)與考核方式評(píng)價(jià)權(quán)重如表所示：課程教學(xué)目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)考核評(píng)價(jià)方式權(quán)重（%）實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)操作合計(jì)教學(xué)目標(biāo)1指標(biāo)點(diǎn)4.3222547教學(xué)目標(biāo)2指標(biāo)點(diǎn)4.4232548教學(xué)目標(biāo)3指標(biāo)點(diǎn)6.155合計(jì)50501003.評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)成績?cè)u(píng)定及考核標(biāo)準(zhǔn)考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估項(xiàng)目及權(quán)重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~90分）中等（70~80分）及格（60~70分）不及格（＜60分）實(shí)驗(yàn)操作（50%）能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?dú)立設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)步驟，獨(dú)立或合作完成實(shí)驗(yàn)操作，且操作規(guī)范；準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行綜合的分析討論，得出合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，獨(dú)立或合作完成實(shí)驗(yàn)操作，操作較為規(guī)范；記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象較為準(zhǔn)確，并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行綜合的分析討論，得出較為合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，獨(dú)立或合作完成實(shí)驗(yàn)操作，操作基本規(guī)范；記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析討論，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模O(shè)計(jì)出基本的實(shí)驗(yàn)步驟，基本能完成實(shí)驗(yàn)操作，操作基本規(guī)范；記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行初步分析討論，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟，不能完成實(shí)驗(yàn)操作或操作不規(guī)范；不能記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析討論，不能得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)報(bào)告（50%）實(shí)驗(yàn)報(bào)告能夠獨(dú)立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)合理，數(shù)據(jù)處理正確，圖表規(guī)范。能夠正確完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中提出的問題，并對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的問題進(jìn)行深入的討論，提出自己的見解。實(shí)驗(yàn)報(bào)告能夠獨(dú)立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)較為合理，數(shù)據(jù)處理正確，圖表基本規(guī)范。能夠較好的完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中提出的問題，并對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的問題進(jìn)行討論，提出意見。實(shí)驗(yàn)報(bào)告能夠獨(dú)立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)基本合理，能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，圖表基本規(guī)范。能夠基本完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中