《陶瓷性能检测》实验教学大纲（本科）.docx

陶瓷性能检测实验教学大纲一、课程基本情况课程代码：1011339015课程名称：陶瓷性能检测/Perfomce Testing of Ceramic课程类别：专业选修课课程性质：选修课程类型：实验课总学分：1总学时：16实验/实践学时：16适用专业：无机非金属材料工程适用对象：本科先修课程：陶瓷生产技术与设备、耐火材料生产技术与应用开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介陶瓷性能检测是无机非金属材料工程专业陶耐方向的专业选修课,实验内容包括陶瓷泥 浆流动性及触变性的测定、陶瓷泥浆粘度的测定、陶瓷产品白度的测定、陶耐制品的干燥和 烧成工艺、陶耐制品的线变化测定、陶瓷耐火材料气孔率、吸水率及体积密度的测定等。通 过本大纲所规定的全部教学内容的学习，使学生了解陶瓷及耐火材料性能检测的相关技术规 范，掌握陶瓷及耐火材料生产控制与性能检测的基本理论、基本技能，能运用所学的知识分 析、解决陶瓷及耐火材料物理性能检验中出现的各种问题，达到培养其科研能力和实际工作 能力的目的，培养能够在无机非金属材料及相关领域从事生产控制、工艺改进、新产品研发 及质量检测等岗位工作的应用型人才。三、实验教学目标本课程教学目标对应毕业要求2、4、5,具体内容如下：教学目标1:培养学生理论联系实际的能力，使学生深入掌握陶瓷及耐火材料的生产工艺 知识;支撑毕业要求的指标点2.2、4.K教学目标2:锻炼学生的动手操作能力，掌握测定陶瓷及耐火材料各项物理性能时相关仪 器的使用方法；支撑毕业要求的指标点2.2、4.1o教学目标3:使学生掌握陶瓷及耐火材料性能的常规物理化学性能的测定方法及测定结 果的计算方法；支撑毕业要求的指标点4.3和5.3。教学目标4:提高学生分析问题和解决问题的能力，使学生学会用学过的测试方法、结果 来指导实际生产；支撑毕业要求的指标点4.2和5.3。四、实验项目及学时安排五、实验内容序号实验项目名称实验 学时实验 类型实验 要求每组 人数完成课程 教学目标1陶瓷泥浆流动性及触变性的测定4设计研究必做3-4教学目标1-42陶瓷泥浆粘度的测定2验证性必做3-4教学目标1一43陶瓷产品白度的测定2验证性必做3-4教学目标1-44陶耐制品的干燥和烧成工艺4综合性必做3-4教学目标1-45陶耐制品的线变化测定2综合性必做3-4教学目标1-46陶瓷耐火材料气孔率、吸水率及体 积密度的测定2综合性必做3-4教学目标1-4合计16实验一 陶瓷泥浆流动性及触变性的测定实验目的：掌握测定原理和方法、步骤及仪器的正确使用；了解陶瓷泥浆流动性及触变 性的测定在陶瓷生产中的指导作用。实验设备：涂-4粘度计、比重计、烧杯、秒表、100目筛等。实验内容及步骤：1 .制备合适含水量的泥浆，不同粘土的需水量大致在50-80%之间，全部通过100目筛。2,将一定的泥浆置入量筒中，缓慢并轻放比重计，待比重计稳定后，读其读数，其值为 泥浆比重。3 .在涂-4杯中灌装100ml的水，让水流出并记录所需时间t水。4 .在涂4杯中装100ml的泥浆，停留30秒，让泥浆流出并记录所需时间t30S。5 .在涂4杯中装100ml的泥浆，停留30分钟，让泥浆流出并记录所需时间t30min。实验二陶瓷泥浆粘度的测定实验目的：掌握测定的原理和方法、步骤及仪器的正确使用；了解陶瓷泥浆粘度和陶瓷 白度的测定在陶瓷生产中的指导作用。实验设备：NDJ数显粘度计、量筒、天平、烧杯、玻璃棒比重计、烧杯、秒表、100目 筛等。实验内容及步骤：1 .制备固相含量50%、55%、60%、65%、70%的泥浆，装入直筒型容器中。2 .将保护架装到粘度计上，右旋装上，左旋卸下。3 .根据泥浆粘度选择合适的转子，装到连接杆上，旋转升降旋钮，缓慢下降至转子刻度 线正好与液面相平。4 ,接通电源，安排转子号，选好转速，按下测试键，当右上角的扭矩值显示在20%-90% 之间时，可记录数据。5.重复操作1-4号转子，比较测量结果。实验三陶瓷产品白度的测定实验目的：掌握测定的原理和方法、步骤及仪器的正确使用；了解陶瓷白度的测定在陶 瓷生产中的指导作用。实验设备：WSD-3全自动白度仪、黑桶、标准白板、参比白板等。实验内容及步骤：L首先开启仪器，预热30分钟。2 .进行仪器安排：用标准黑筒校准零点；用标准工作白度板调准。并记录参比工作白板 值。3 .将样品放到测试台上测量其白度值，多测几处取平均值，作为测定结果。4 .测纸张的不透明度。先测重叠多层纸样至不透明时的反射率Rg,再测单张纸样背衬 黑筒时的反射率R0，则该纸张不透明度T= RO/RooxlOOo实验四 陶耐制品的干燥和烧成工艺实验目的：掌握陶瓷及耐火材料制品的干燥和烧结的原理及方法；了解陶瓷及耐火材料 的干燥制度和烧结温度对陶耐制品在干燥及烧成过程中的所起到的重要作用；分析陶耐制品 的烧结温度对陶耐制品质量的影响。实验设备：电热鼓风干燥箱、高温电阻炉等。实验内容及步骤：L将试样放入高温电阻炉内，按升温曲线升温。烧成温度对材料性能有很大的影响，为 了达到效果，可取多个样品分别在1100、1150> 1200> 1250> 1300保温13当 冷却至室温后取出放入干燥器内，以备测定密度和气孔率作比较。2,烧成制度以保证试样不开裂为原则，特别要防止因晶相转变时的体积效应而导致的样 品开裂。本实验中试样烧成曲线为：升温：室温500： 150-200 /r； 500-650： 50-100 /r； 600-烧成温度： 150-200 /ro保温:lr冷却：烧成温度-1000 ： 100-150 /r； 1000C-室温：关闭电源自然冷却。实验五 陶耐制品的线变化测定实验目的：掌握测定原理和方法、步骤及仪器的正确使用；通过结果分析，初步判断耐 火材料质量等级以及制品的体积稳定性能。实验设备：高温电阻炉、JPA-5手动压力成型机、电子天平、游标卡尺、模具。实验内容及步骤：（以圆柱形试样为例）1、用刀片给试样做标记，标记应该在试样无裂纹等缺陷的一面，且尽量使两特征的连线经 过试样表面的圆心。2、用卡尺在试样标记处量取直径，并将试样标号一同记录下来（直径为d0）。3、将测量过的试样交错有序的放进高温电阻炉，进行高温烧结。4、关炉后，待温度降为室温取出试样。5、用卡尺在同一处量取直径，一并记录为dl。6、依据烧成（重烧）线变化=（L1-LO）/LO1OO%来计算。实验六陶瓷耐火材料气孔率、吸水率及体积密度的测定实验目的：掌握测定原理和方法、步骤及仪器的正确使用；了解耐火材料体积密度及气 孔率测定在耐火材料生产中的指导作用。实验设备：陶瓷吸水率测试仪、电子天平、烘箱、干燥皿、塑料桶、毛刷、镶子、脸盆、 吊篮、毛巾、托盘等。实验内容及步骤：1 .在精密电子天平上称取干燥后的试样，即试样空气中重量ml （干重）。2 .将试样放入容器并安置于抽真空装置中，关闭机器左侧的放水阀、进气阀。打开电源开关， 真空泵开始工作。3 .通过真空泵对真空容器进行抽真空，当真空度达到要求后，在此真空度下保持一定设定时 间（15min）。随后自动进入注水程序，要求水面高度高于试样高度。4当进水时间到，自动进入浸泡程序，当浸泡时间到时会发出声，关闭电源开关，打开机器 左侧进气阀进气，当真空压力表指示表指针回0时，即可揭开真空容器盖子，取出试样。 打开排水阀门，将水排出。5 .将上述试样轻轻放入电子天平的吊蓝中，同时浸没在液体中称试样的浮量m2 （饱和试样 的表观质量）6 .从浸液中取出试样用湿毛巾小心擦去表面多余的液滴，注意不能把气孔中的液体吸出，立 即称出在空气中的饱和重量m3 （饱和试样的质量），然后根据公式计算出试样的体积密度、 显气孔率和吸水率。六、实验报告格式实验名称（一）实验目的（二）实验原理（三）实验仪器设备（四）实验步骤（五）实验原始记录及结果（六）问题讨论七、考核L实验成绩的构成实验理论成绩占20%,操作成绩占60%,实验报告占20%。2 .评分标准实验成绩由理论成绩（20%）、报告成绩（20%）、实验操作成绩（60%）三部分组成。其中：理 论成绩由教师根据实验项目随机提问，根据所答对题数量确定理论成绩；每次实验报告成绩 相加除以实验个数即报告成绩；操作成绩根据学生对仪器操作的规范及熟练程度而定。实验成绩分优、良、中、及格和不及格。八、教学资源.教科书产品性能检测实验指导书讲义.参考书1刘新年，赵彦钊,耐火材料工艺实验,北京：化学工业，20052谈国强,硅酸盐工业产品性能及测试分析.北京：化学工业，2004