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1 无机材料专业实验概述1

1.1 无机材料专业实验特点和任务1

1.1.1 实验的概念2

1.1.2 无机材料实验的特点2

1.1.3 无机材料实验的任务3

1.2 无机材料专业实验教学目的和任务3

1.2.1 实验课的目的3

1.2.2 实验课的任务4

1.3 无机材料专业实验课程学习方法5

1.3.1 重视实验6

1.3.2 实验前预习6

1.3.3 认真实验6

1.3.4 编写实验报告7

1.4 无机材料实验室安全知识7

1.4.1 安全用电常识7

1.4.2 使用化学药品的安全防护8

1.4.3 汞的安全使用和汞的纯化10

1.4.4 受压容器的安全使用11

1.4.5 使用辐射的安全防护13

本章小结14

思考题15

2 实验方案设计及数据处理16

2.1 实验方案设计16

2.1.1 实验设计概述17

2.1.2 单因素优化实验设计21

2.1.3 多因素优化实验设计28

2.2 实验数据处理46

2.2.1 实验数据处理的意义46

2.2.2 测量方法及测量误差47

2.2.3 实验数据的误差分析49

2.3 测量不确定度69

2.3.1 测量不确定度概述69

2.3.2 测量不确定度定义69

2.3.3 测量不确定度与误差70

2.3.4 标准不确定度的评定70

2.3.5 测量不确定度的合成72

2.3.6 不确定度的报告74

2.3.7 测量不确定度应用实例75

2.4 实验结果的表示方法81

2.4.1 列表法81

2.4.2 图解法81

2.4.3 函数表示法83

本章小结83

思考题84

3 结晶学与晶体化学实验85

3.1 晶体对称要素分析85

3.1.1 实验目的85

3.1.2 实验原理85

3.1.3 实验器材85

3.1.4 实验步骤86

3.1.5 实验记录与数据处理87

3.1.6 注意事项88

3.2 单形分析88

3.2.1 实验目的88

3.2.2 实验原理88

3.2.3 实验器材88

3.2.4 实验步骤88

3.2.5 实验记录与数据处理89

3.2.6 注意事项90

3.3 聚形分析和双晶观察90

3.3.1 实验目的90

3.3.2 实验原理90

3.3.3 实验器材90

3.3.4 实验步骤91

3.3.5 实验记录与数据处理91

3.3.6 注意事项91

3.4 晶体定向及晶面符号92

3.4.1 实验目的92

3.4.2 实验原理92

3.4.3 实验器材92

3.4.4 实验步骤92

3.4.5 实验记录与数据处理93

3.4.6 注意事项94

3.5 典型晶体结构认识94

3.5.1 实验目的94

3.5.2 实验器材94

3.5.3 实验步骤94

3.5.4 实验记录与数据处理95

3.5.5 注意事项95

本章小结95

思考题96

4 硅酸盐岩相分析97

4.1 矿物肉眼识别97

4.1.1 实验目的97

4.1.2 实验原理97

4.1.3 实验器材97

4.1.4 实验步骤97

4.1.5 实验记录与数据处理100

4.1.6 注意事项101

4.2 岩石肉眼识别101

4.2.1 实验目的101

4.2.2 实验器材101

4.2.3 实验步骤101

4.2.4 实验记录与数据处理102

4.2.5 注意事项102

4.3 偏光显微镜的构造和调试102

4.3.1 实验目的102

4.3.2 实验器材102

4.3.3 实验步骤102

4.3.4 实验记录与数据处理104

4.3.5 注意事项105

4.4 单偏光镜下的晶体光学性质观测105

4.4.1 实验目的105

4.4.2 实验器材105

4.4.3 实验步骤105

4.4.4 实验记录与数据处理107

4.4.5 注意事项107

4.5 正交镜下的晶体光学性质观测109

4.5.1 实验目的109

4.5.2 实验器材109

4.5.3 实验步骤109

4.5.4 实验记录与数据处理112

4.5.5 注意事项114

4.6 锥光镜下的晶体光学性质观测114

4.6.1 实验目的114

4.6.2 实验器材114

4.6.3 实验步骤114

4.6.4 实验记录与数据处理118

4.6.5 注意事项118

4.7 反光显微镜的构造与调节118

4.7.1 实验目的118

4.7.2 实验器材119

4.7.3 实验步骤119

4.7.4 实验记录与数据处理120

4.7.5 注意事项120

4.8 制片技术120

4.8.1 目的要求120

4.8.2 实验器材120

4.8.3 实验步骤121

4.8.4 实验要求122

4.9 硅酸盐水泥熟料的观察122

4.9.1 实验目的122

4.9.2 实验原理122

4.9.3 实验器材122

4.9.4 实验步骤122

4.9.5 实验记录与数据处理125

4.9.6 注意事项126

4.10 陶瓷岩相观察126

4.10.1 目的要求126

4.10.2 实验原理126

4.10.3 实验器材126

4.10.4 实验步骤126

4.10.5 实验记录与数据处理127

4.10.6 注意事项127

4.11 耐火材料显微结构观察128

4.11.1 实验目的128

4.11.2 实验原理128

4.11.3 实验器材128

4.11.4 实验步骤128

4.11.5 实验记录与数据处理129

本章小结130

思考题130

5 无机材料物理化学实验133

5.1 黏土-水系统ζ电位测定133

5.1.1 实验目的133

5.1.2 实验原理133

5.1.3 实验器材135

5.1.4 实验步骤135

5.1.5 实验记录与数据处理136

5.2 黏土阳离子交换容量的测定137

5.2.1 实验目的137

5.2.2 实验原理137

5.2.3 实验器材137

5.2.4 实验步骤138

5.2.5 实验记录与数据处理138

5.2.6 注意事项138

5.3 淬冷法研究相平衡139

5.3.1 实验目的139

5.3.2 实验原理139

5.3.3 实验器材140

5.3.4 实验步骤140

5.4 固体材料电阻系数的测定141

5.4.1 实验目的141

5.4.2 实验原理141

5.4.3 实验器材143

5.4.4 实验步骤143

5.4.5 实验记录与数据处理144

5.4.6 影响因素144

5.4.7 注意事项145

5.5 固相反应145

5.5.1 实验目的145

5.5.2 实验原理146

5.5.3 实验器材146

5.5.4 实验步骤147

5.5.5 实验记录与数据处理147

本章小结148

思考题148

6 粉体加工实验150

6.1 黏土矿物原料直接合成多孔材料150

6.1.1 实验目的150

6.1.2 实验原理150

6.1.3 实验仪器与试剂151

6.1.4 实验步骤151

6.1.5 实验记录与数据处理152

6.2 化学共沉淀法制备MgO部分稳定ZrO2超细粉体152

6.2.1 实验目的152

6.2.2 实验原理152

6.2.3 实验仪器与试剂152

6.2.4 实验步骤153

6.2.5 实验记录与数据处理153

6.3 超细粉体机械化学制备多因素正交实验154

6.3.1 实验目的154

6.3.2 实验原理154

6.3.3 实验原料与仪器155

6.3.4 实验步骤155

6.3.5 实验记录与数据处理156

6.4 粉体粒度分布特性的测定与表示156

6.4.1 实验目的156

6.4.2 实验原理与仪器156

6.4.3 实验步骤156

6.4.4 实验记录与数据处理157

6.5 粉体真密度测定157

6.5.1 实验目的157

6.5.2 实验原理157

6.5.3 实验器材和试剂158

6.5.4 实验步骤158

6.5.5 实验记录与数据处理159

6.6 透气法测定粉体比表面积159

6.6.1 实验目的159

6.6.2 实验原理160

6.6.3 实验器材160

6.6.4 实验步骤161

6.6.5 实验记录与数据处理162

本章小结162

思考题163

7 无机材料制备及工艺性能测试实验164

7.1 工艺条件对矿物材料粒度和白度的影响164

7.1.1 实验目的164

7.1.2 实验原理164

7.1.3 实验器材166

7.1.4 实验步骤166

7.1.5 注意事项167

7.1.6 实验记录与数据处理167

7.2 陶瓷坯料配方实验168

7.2.1 实验目的168

7.2.2 实验原理168

7.2.3 实验器材169

7.2.4 实验步骤169

7.2.5 实验记录与数据处理170

7.2.6 注意事项170

7.3 泥浆性能的测定170

7.3.1 实验目的170

7.3.2 实验原理170

7.3.3 实验器材172

7.3.4 实验步骤173

7.3.5 实验记录与数据处理176

7.3.6 注意事项176

7.4 陶瓷坯料可塑性的测定176

7.4.1 实验目的176

7.4.2 实验原理176

7.4.3 实验器材177

7.4.4 实验步骤177

7.4.5 实验记录与数据处理178

7.4.6 注意事项178

7.5 陶瓷烧结温度和烧结温度范围的测定179

7.5.1 实验目的179

7.5.2 实验原理179

7.5.3 实验器材179

7.5.4 实验步骤180

7.5.5 实验记录与数据处理181

7.5.6 注意事项181

7.6 卫生陶瓷材料的成型和烧结181

7.6.1 实验目的181

7.6.2 实验原理182

7.6.3 实验器材182

7.6.4 实验步骤182

7.6.5 实验记录与数据处理183

7.6.6 注意事项183

7.7 莫来石质高温陶瓷材料的成型和烧结184

7.7.1 实验目的184

7.7.2 实验原理184

7.7.3 实验步骤187

7.7.4 实验记录与数据处理187

7.7.5 注意事项187

7.8 陶瓷工艺综合性实验188

7.8.1 实验目的188

7.8.2 实验准备188

7.8.3 陶瓷制备阶段188

7.8.4 陶瓷工艺试验的结束阶段188

7.9 普通硅酸盐玻璃配方计算和配合料制备189

7.9.1 实验目的189

7.9.2 实验原理189

7.9.3 实验器材191

7.9.4 实验步骤191

7.9.5 实验记录与数据处理192

7.9.6 注意事项192

7.10 玻璃配合料均匀度的测定192

7.10.1 实验目的192

7.10.2 实验原理192

7.10.3 实验器材193

7.10.4 实验步骤193

7.10.5 实验记录与数据处理194

7.10.6 注意事项194

7.11 玻璃的熔制194

7.11.1 实验目的195

7.11.2 实验原理195

7.11.3 实验器材195

7.11.4 实验步骤196

7.11.5 实验记录与数据处理196

7.11.6 注意事项197

7.12 旋转柱体法测定玻璃熔体的高温黏度197

7.12.1 实验目的197

7.12.2 实验原理197

7.12.3 实验器材198

7.12.4 实验步骤198

7.12.5 实验记录与数据处理199

7.12.6 注意事项199

7.13 玻璃工艺综合性实验200

7.13.1 实验目的200

7.13.2 实验准备200

7.13.3 实验阶段200

7.13.4 玻璃工艺试验的结束阶段201

7.14 水泥原料易磨性的测定201

7.14.1 实验目的201

7.14.2 实验原理202

7.14.3 实验器材203

7.14.4 实验步骤203

7.14.5 实验结果204

7.14.6 注意事项205

7.15 水泥生料易烧性测定205

7.15.1 实验目的205

7.15.2 实验原理205

7.15.3 实验器材205

7.15.4 实验步骤206

7.15.5 实验记录与数据处理206

7.15.6 注意事项207

7.16 水泥生料中碳酸钙滴定值的测定207

7.16.1 实验目的207

7.16.2 实验原理207

7.16.3 实验器材208

7.16.4 实验步骤208

7.16.5 实验记录与数据处理208

7.16.6 注意事项209

7.17 水泥生料中氧化铁含量的测定209

7.17.1 实验目的209

7.17.2 实验原理209

7.17.3 实验试剂209

7.17.4 实验步骤210

7.17.5 实验记录与数据处理210

7.17.6 注意事项210

7.18 水泥生料中氧化钙含量的测定211

7.18.1 实验目的211

7.18.2 实验原理211

7.18.3 实验试剂211

7.18.4 实验步骤211

7.18.5 实验记录与数据处理212

7.18.6 注意事项212

7.19 水泥熟料的烧成212

7.19.1 实验目的213

7.19.2 实验原理213

7.19.3 实验器材213

7.19.4 实验步骤213

7.19.5 实验记录与数据处理214

7.19.6 注意事项215

7.20 水泥熟料中游离氧化钙含量的测定215

7.20.1 实验目的215

7.20.2 实验原理215

7.20.3 实验器材与试剂215

7.20.4 实验步骤216

7.20.5 实验记录与数据处理216

7.20.6 注意事项217

7.21 水泥中三氧化硫含量的测定218

7.21.1 实验目的218

7.21.2 实验原理218

7.21.3 实验器材与试剂218

7.21.4 实验步骤218

7.21.5 实验记录与数据处理219

7.21.6 注意事项219

7.22 水泥细度检验（45μm筛筛析法）219

7.22.1 实验目的219

7.22.2 实验原理220

7.22.3 实验器材220

7.22.4 实验步骤220

7.22.5 实验记录与数据处理220

7.22.6 注意事项220

7.23 水泥工艺综合性实验220

7.23.1 实验目的220

7.23.2 实验准备221

7.23.3 水泥制备阶段221

7.23.4 水泥品种及水泥性能检验222

7.23.5 水泥工艺试验的结束阶段223

本章小结223

思考题223

8 无机材料使用性能测试实验226

8.1 陶瓷线收缩率和体收缩率的测定226

8.1.1 实验目的226

8.1.2 实验原理226

8.1.3 实验仪器和试剂227

8.1.4 实验步骤227

8.1.5 实验记录与数据处理228

8.1.6 注意事项229

8.2 玻璃析晶性能的测定229

8.2.1 实验目的229

8.2.2 实验原理230

8.2.3 实验器材230

8.2.4 实验步骤230

8.2.5 实验记录与数据处理231

8.3 玻璃内应力及退火温度的测定232

8.3.1 玻璃内应力测定232

8.3.2 玻璃退火温度的测定235

8.4 平板玻璃波筋的测定237

8.4.1 实验目的237

8.4.2 实验原理237

8.4.3 样品准备237

8.4.4 实验步骤238

8.4.5 注意事项238

8.5 水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性的测定238

8.5.1 实验目的238

8.5.2 实验原理238

8.5.3 实验器材238

8.5.4 实验步骤239

8.5.5 实验记录与数据处理240

8.6 水泥压蒸安定性的测定241

8.6.1 实验目的241

8.6.2 实验原理241

8.6.3 实验器材241

8.6.4 实验步骤241

8.6.5 实验记录与数据处理243

8.7 水泥胶砂强度的检验243

8.7.1 实验目的243

8.7.2 实验原理243

8.7.3 实验器材243

8.7.4 实验步骤243

8.7.5 实验记录与数据处理244

8.7.6 注意事项244

8.8 水泥水化热的测定244

8.8.1 实验目的244

8.8.2 实验原理244

8.8.3 实验器材245

8.8.4 实验步骤246

8.8.5 实验记录与数据处理249

8.9 水泥胀缩性（干缩率）的测定250

8.9.1 实验目的250

8.9.2 实验原理250

8.9.3 实验器材250

8.9.4 实验步骤251

8.9.5 实验记录与数据处理253

8.10 水泥混凝土耐久性的测定253

8.10.1 实验目的253

8.10.2 实验原理253

8.10.3 实验器材253

8.10.4 实验步骤254

8.10.5 实验记录与数据处理254

8.11 无机材料密度、气孔率、吸水率和体积密度的测定255

8.11.1 实验目的255

8.11.2 实验原理255

8.11.3 实验器材256

8.11.4 实验步骤256

8.11.5 实验记录与数据处理256

8.12 无机材料显微硬度的测定257

8.12.1 实验目的257

8.12.2 实验原理257

8.12.3 实验器材258

8.12.4 实验步骤258

8.12.5 实验记录与数据处理259

8.13 无机材料抗压强度的测定261

8.13.1 实验目的261

8.13.2 实验原理261

8.13.3 实验器材261

8.13.4 实验步骤261

8.13.5 实验记录与数据处理262

8.14 无机材料高温软化点的测定262

8.14.1 实验目的262

8.14.2 实验原理262

8.14.3 实验器材263

8.14.4 实验步骤264

8.14.5 实验记录与数据处理264

8.15 无机材料热稳定性的测定264

8.15.1 实验目的264

8.15.2 实验原理265

8.15.3 实验器材265

8.15.4 实验步骤265

8.15.5 实验记录与数据处理266

8.16 无机材料热膨胀系数的测定267

8.16.1 实验目的267

8.16.2 实验原理267

8.16.3 实验器材269

8.16.4 实验步骤269

8.16.5 实验记录与数据处理270

8.17 无机材料热导率的测定270

8.17.1 实验目的270

8.17.2 实验原理270

8.17.3 实验器材271

8.17.4 实验步骤271

8.17.5 实验记录与数据处理272

8.18 无机材料化学稳定性的测定273

8.18.1 实验目的273

8.18.2 实验原理273

8.18.3 实验器材274

8.18.4 实验步骤274

8.18.5 实验记录与数据处理275

8.19 无机材料色度的测定276

8.19.1 实验目的276

8.19.2 实验原理276

8.19.3 实验器材278

8.19.4 实验步骤279

8.19.5 实验记录与数据处理281

8.20 无机材料光泽度的测定282

8.20.1 实验目的282

8.20.2 实验原理282

8.20.3 实验仪器283

8.20.4 实验步骤284

8.20.5 实验记录与数据处理284

8.21 无机材料电性能的测定284

8.21.1 实验目的284

8.21.2 实验原理285

8.21.3 实验器材288

8.21.4 实验步骤288

8.21.5 实验记录与数据处理290

本章小结290

思考题290

9 无机材料现代测试与分析实验293

9.1 综合热分析293

9.1.1 实验目的293

9.1.2 实验原理293

9.1.3 实验器材296

9.1.4 实验步骤296

9.1.5 实验记录与数据处理297

9.2 X射线衍射技术与定性相分析297

9.2.1 实验目的297

9.2.2 实验原理297

9.2.3 实验器材299

9.2.4 样品制备299

9.2.5 实验记录与数据处理299

9.3 X射线全谱拟合定量相分析300

9.3.1 实验目的300

9.3.2 实验原理300

9.3.3 实验仪器302

9.3.4 实验记录与数据处理302

9.4 晶体点阵常数的精确测定303

9.4.1 实验目的303

9.4.2 实验原理303

9.4.3 实验步骤304

9.4.4 实验记录与数据处理305

9.5 扫描电镜及试样的显微电子图像观察305

9.5.1 实验目的305

9.5.2 实验原理305

9.5.3 试样的制备306

9.5.4 实验步骤306

9.6 透射电镜及试样的显微电子图像观察306

9.6.1 实验目的306

9.6.2 实验原理307

9.6.3 实验步骤307

9.6.4 试样的制备308

9.6.5 复型图像的分析308

9.6.6 实验内容309

9.7 紫外-可见分光光谱分析309

9.7.1 实验目的309

9.7.2 实验原理309

9.7.3 实验步骤309

9.7.4 注意事项310

9.7.5 实验记录与数据处理311

9.8 红外光谱分析311

9.8.1 实验目的311

9.8.2 实验原理311

9.8.3 实验器材312

9.8.4 实验步骤312

9.8.5 实验记录与数据处理312

9.9 荧光光谱分析312

9.9.1 实验目的312

9.9.2 实验原理312

9.9.3 实验器材313

9.9.4 实验步骤313

9.9.5 实验记录与数据处理314

本章小结314

思考题314

10 实验报告的编写方法315

10.1 验证型实验报告的格式与内容315

10.1.1 标题部分315

10.1.2 正文部分316

10.2 检测型实验报告的格式与内容317

10.2.1 单项检测报告317

10.2.2 综合检测报告318

10.3 设计型实验报告的格式与内容318

10.3.1 标题部分318

10.3.2 正文部分319

10.4 综合型实验报告的格式与内容319

10.4.1 标题部分319

10.4.2 正文部分320

10.5 实验报告的改进320

本章小结320

思考题321

附录322

附录1 国际相对原子质量表（1995年）322

附录2 常用相对分子质量323

附录3 法定计量单位制的单位323

附录4 常用计量单位换算表325

附录5 基本物理量326

附录6 各种筛子的规格326

附录7 晶体分类简表328

参考文献329