無(wú)機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)教程

前言

無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)是一門和實(shí)驗(yàn)科學(xué)密切相關(guān)的科學(xué)技術(shù)，由于無(wú)機(jī)非金屬材料的非均質(zhì)性和各向異性，目前其各項(xiàng)性能指標(biāo)主要靠實(shí)驗(yàn)檢測(cè)獲得。任何一種新材料的研發(fā)與誕生都離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，耐火材料的生產(chǎn)和應(yīng)用質(zhì)量監(jiān)督也需要實(shí)驗(yàn)檢測(cè)。因此，作為無(wú)機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的學(xué)生和科學(xué)技術(shù)工作者，必須具備一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，熟悉實(shí)驗(yàn)原理和設(shè)備的操作技術(shù)，能夠合理高效地處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果并寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。耐火材料是無(wú)機(jī)非金屬材料中一種非常重要的材料，在高溫工業(yè)中被廣泛使用，也是無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)研究的主要方向之一。實(shí)踐教學(xué)在該專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)過(guò)程中是重要的環(huán)節(jié)，但是一直沒(méi)有合適的實(shí)驗(yàn)教材。國(guó)內(nèi)近些年來(lái)出版了一些類似的實(shí)驗(yàn)教材，但是大多是針對(duì)水泥、玻璃、陶瓷以及新材料的教材，對(duì)于耐火材料方向不太適用。近年來(lái)，許多新的先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)在國(guó)內(nèi)逐漸地得到推廣，武漢科技大學(xué)擁有一批世界領(lǐng)先的材料研究與檢測(cè)設(shè)備，諸如場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡、激光導(dǎo)熱儀、壓汞儀、熱線法導(dǎo)熱儀、美國(guó)進(jìn)口雙樣品熱膨脹儀等，并且在幾年的實(shí)踐過(guò)程中積累了一些使用的經(jīng)驗(yàn)，為教學(xué)與科研水平的提高提供了強(qiáng)大的技術(shù)基礎(chǔ)。為了培養(yǎng)無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力和普及無(wú)機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)技術(shù)，出版一本針對(duì)耐火材料方向的實(shí)驗(yàn)教材是非常重要的也是非常有實(shí)際意義的。因此本實(shí)驗(yàn)教材欲取其他教材之長(zhǎng)，以耐火材料為特色，兼顧傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)與先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)，在服務(wù)好教學(xué)的同時(shí)，推廣先進(jìn)的無(wú)機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)技術(shù)。

內(nèi)容概要

本書(shū)介紹了作為實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、無(wú)機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)用設(shè)備的原理、使用方法及日常維護(hù)方面的知識(shí)以及實(shí)驗(yàn)用試樣的制備方法。重點(diǎn)介紹了無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)相關(guān)的、有代表性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，包括傳統(tǒng)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和綜合性及設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。項(xiàng)目?jī)?nèi)容以耐火材料為主，也兼顧陶瓷、水泥和玻璃方面的實(shí)驗(yàn)，知識(shí)涵蓋了無(wú)機(jī)非金屬材料的力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)性能。同時(shí)，也引入先進(jìn)的無(wú)機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)方法，例如導(dǎo)熱系數(shù)的激光閃光法測(cè)定、壓汞法測(cè)定材料孔徑分布等；還介紹了實(shí)驗(yàn)報(bào)告及檢測(cè)報(bào)告應(yīng)包括的內(nèi)容和編寫(xiě)要求。    本書(shū)可作為無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)用書(shū)，也可作為科研工作中無(wú)機(jī)非金屬材料性能檢測(cè)的參考書(shū)，并可供無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)的工程技術(shù)人員閱讀。

書(shū)籍目錄

1  實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)方法  1.1  實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)概述    1.1.1  實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的定義    1.1.2  實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的類型    1.1.3  實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的要素與原則    1.1.4  實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本概念    1.1.5  實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的四原則  1.2  單因素優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)    1.2.1  單因素實(shí)驗(yàn)的定義及其應(yīng)用場(chǎng)合    1.2.2  均分法    1.2.3  對(duì)分法    1.2.4  黃金分割法    1.2.5  分?jǐn)?shù)法  1.3  多因素優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)    1.3.1  多因素優(yōu)化實(shí)驗(yàn)概述    1.3.2  因素輪換法    1.3.3  隨機(jī)實(shí)驗(yàn)    1.3.4  正交設(shè)計(jì)    1.3.5  均勻設(shè)計(jì)2  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理  2.1  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的意義  2.2  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差分析    2.2.1  真值與平均值    2.2.2  誤差的基本概念    2.2.3  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差的來(lái)源及分類    2.2.4  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度    2.2.5  實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差的估計(jì)與檢驗(yàn)    2.2.6  有效數(shù)字和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表示    2.2.7  誤差的傳遞  2.3  測(cè)量不確定度    2.3.1  測(cè)量不確定度概述    2.3.2  測(cè)量不確定度定義    2.3.3  測(cè)量不確定度與誤差    2.3.4  標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定    2.3.5  測(cè)量不確定度的合成    2.3.6  不確定度的報(bào)告    2.3.7  測(cè)量不確定度應(yīng)用實(shí)例3  無(wú)機(jī)非金屬材料取樣及制樣方法  3.1  耐火原料和不定形耐火材料取樣方法    3.1.1  取樣有關(guān)的術(shù)語(yǔ)    3.1.2  取樣的基本原則    3.1.3  取樣步驟    3.1.4  份樣量的要求  3.2  不定形耐火材料的制樣方法    3.2.1  注漿成型法    3.2.2  可塑成型法    3.2.3  振動(dòng)成型法    3.2.4  搗打成型法  3.3  定形耐火制品的取樣及制樣方法    3.3.1  定形耐火制品的取樣及制樣的術(shù)語(yǔ)和定義    3.3.2  制樣部位的確定原則    3.3.3  試樣的制備  3.4  定形耐火制品取樣數(shù)量的一般要求4  無(wú)機(jī)非金屬材料取樣及制樣設(shè)備  4.1  斜槽式分樣器  4.2  密封式化驗(yàn)制樣粉碎機(jī)    4.2.1  密封式制樣粉碎機(jī)構(gòu)造    4.2.2  密封式制樣粉碎機(jī)的使用  4.3  瑪瑙乳缽研樣機(jī)    4.3.1  瑪瑙乳缽研樣機(jī)構(gòu)造    4.3.2  瑪瑙乳缽研樣機(jī)的使用  4.4  金剛石切割機(jī)    4.4.1  金剛石切割機(jī)構(gòu)造    4.4.2  金剛石切割機(jī)的使用  4.5  金剛石鉆樣機(jī)    4.5.1  金剛石鉆樣機(jī)構(gòu)造    4.5.2  金剛石鉆樣機(jī)的使用及維護(hù)  4.6  雙端面磨床  4.7  壓力試驗(yàn)機(jī)    4.7.1  壓力試驗(yàn)機(jī)簡(jiǎn)介    4.7.2  壓力試驗(yàn)機(jī)的使用  4.8  膠砂攪拌機(jī)    4.8.1  JJ-5型水泥膠砂攪拌機(jī)主要規(guī)格及技術(shù)參數(shù)    4.8.2  主要結(jié)構(gòu)及工作原理    4.8.3  操作與使用    4.8.4  調(diào)整與保養(yǎng)  4.9  流動(dòng)度跳桌    4.9.1  主要參數(shù)    4.9.2  安裝調(diào)試    4.9.3  使用方法    4.9.4  維護(hù)與保養(yǎng)  4.10  振動(dòng)臺(tái)    4.10.1  GZ-85型振動(dòng)臺(tái)的技術(shù)參數(shù)    4.10.2  GZ-85型振動(dòng)臺(tái)的構(gòu)造和工作原理    4.10.3  安裝調(diào)整與使用  4.11  顎式破碎機(jī)    4.11.1  顎式破碎機(jī)工作原理    4.11.2  顎式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)組成  4.12  對(duì)輥破碎機(jī)  4.13  振動(dòng)磨  4.14  搖篩機(jī)  4.15  混碾機(jī)5  無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)  5.1  實(shí)驗(yàn)1  耐火材料物理檢驗(yàn)用粉狀料的制備  5.2  實(shí)驗(yàn)2  原料破碎及篩分曲線的繪制  5.3  實(shí)驗(yàn)3  耐火材料用結(jié)合黏土可塑性檢驗(yàn)方法  5.4  實(shí)驗(yàn)4  致密定形耐火制品常溫強(qiáng)度的測(cè)定  5.5  實(shí)驗(yàn)5  常溫耐磨性能的測(cè)定  5.6  實(shí)驗(yàn)6  致密定形耐火制品及陶瓷制品體積密度和顯氣孔率的測(cè)定  5.7  實(shí)驗(yàn)7  耐火材料顆粒體積密度的測(cè)定  5.8  實(shí)驗(yàn)8  耐火材料真密度的測(cè)定  5.9  實(shí)驗(yàn)9  耐火可塑料可塑性指數(shù)  實(shí)驗(yàn)方法  5.10  實(shí)驗(yàn)10  錐入度法測(cè)定耐火泥漿稠度  5.11  實(shí)驗(yàn)11  耐火泥漿稠度跳桌法測(cè)定  5.12  實(shí)驗(yàn)12  耐火泥漿黏結(jié)時(shí)問(wèn)的測(cè)定  5.13  實(shí)驗(yàn)13  耐火泥漿常溫抗折黏結(jié)強(qiáng)度的測(cè)定  5.14  實(shí)驗(yàn)14  耐火泥漿粒度分布篩分析  5.15  實(shí)驗(yàn)15  耐火纖維制品加熱永久線變化率的測(cè)定  5.16  實(shí)驗(yàn)16  耐火纖維渣球含量的測(cè)定  5.17  實(shí)驗(yàn)17  耐火纖維抗拉強(qiáng)度的測(cè)定  5.18  實(shí)驗(yàn)18  水流量平板法測(cè)定耐火材料導(dǎo)熱系數(shù)  5.19  實(shí)驗(yàn)19  十字熱線法測(cè)定耐火材料的導(dǎo)熱系數(shù)  5.20  實(shí)驗(yàn)20  耐火材料導(dǎo)熱系數(shù)熱線法（熱阻法）測(cè)定  5.21  實(shí)驗(yàn)21  平行熱線法測(cè)定耐火材料的導(dǎo)熱系數(shù)  5.22  實(shí)驗(yàn)22  激光閃光法測(cè)定無(wú)機(jī)非金屬材料導(dǎo)熱系數(shù)  5.23  實(shí)驗(yàn)23  耐火材料耐火度的測(cè)定  5.24  實(shí)驗(yàn)24  輕質(zhì)耐火磚重?zé)€變化率的測(cè)定  5.25  實(shí)驗(yàn)25  致密定形耐火制品加熱永久線變化的測(cè)定  5.26  實(shí)驗(yàn)26  耐火材料高溫線膨脹系數(shù)測(cè)定  5.27  實(shí)驗(yàn)27  耐火材料荷重軟化溫度的測(cè)定（非示差一升溫法）  5.28  實(shí)驗(yàn)28  耐火材料荷重軟化溫度測(cè)定（示差一升溫法）    5.29  實(shí)驗(yàn)29  耐火材料抗熱震性試驗(yàn)方法（水急冷法）    5.30  實(shí)驗(yàn)30  耐火材料高溫抗折強(qiáng)度試驗(yàn)方法  5.31  實(shí)驗(yàn)31  耐火材料高溫耐壓強(qiáng)度的測(cè)定  5.32  實(shí)驗(yàn)32  耐火材料蠕變率的測(cè)定  5.33  實(shí)驗(yàn)33  耐火材料抗渣性評(píng)定——靜態(tài)坩堝法  5.34  實(shí)驗(yàn)34  耐火材料抗渣性評(píng)定——轉(zhuǎn)動(dòng)試樣浸渣通氣法  5.35  實(shí)驗(yàn)35  耐火材料抗渣性評(píng)定——靜止試樣浸渣通氣法  5.36  實(shí)驗(yàn)36  耐火材料抗渣性評(píng)定——回轉(zhuǎn)法  5.37  實(shí)驗(yàn)37  耐火材料抗堿性評(píng)定——堿蒸氣法  5.38  實(shí)驗(yàn)38  耐火材料抗堿性熔堿坩堝法測(cè)定  5.39  實(shí)驗(yàn)39  耐火材料抗堿性的熔堿埋覆法評(píng)定  5.40  實(shí)驗(yàn)40  耐火材料高溫應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系的測(cè)定  5.41  實(shí)驗(yàn)41  致密耐火澆注料抗爆裂溫度的測(cè)定  5.42  實(shí)驗(yàn)42  含碳耐火材料抗氧化性的測(cè)定  5.43  實(shí)驗(yàn)43  炭素材料電阻率的測(cè)定  5.44  實(shí)驗(yàn)44  致密定形耐火制品透氣度的測(cè)定  5.45  實(shí)驗(yàn)45  耐火材料孔徑分布測(cè)定  5.46  實(shí)驗(yàn)46  無(wú)機(jī)非金屬材料半球點(diǎn)的測(cè)定  5.47  實(shí)驗(yàn)47  無(wú)機(jī)非金屬材料高溫黏度的測(cè)定  5.48  實(shí)驗(yàn)48  水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量及凝結(jié)時(shí)間的測(cè)定  5.49  實(shí)驗(yàn)49  水泥熟料單礦的合成  5.50  實(shí)驗(yàn)50  玻璃的熔制  5.51  實(shí)驗(yàn)51  陶瓷的燒結(jié)  5.52  實(shí)驗(yàn)52  沉淀-噴霧干燥法制備超細(xì)粉體材料  5.53  實(shí)驗(yàn)53  冷凍干燥法制備超細(xì)粉體材料  5.54  實(shí)驗(yàn)54  光片樣品制備  5.55  實(shí)驗(yàn)55  淬冷法研究相平衡  5.56  實(shí)驗(yàn)56  粉體粒度分布的測(cè)定  5.57  實(shí)驗(yàn)57 zeta電位的測(cè)定  5.58  實(shí)驗(yàn)58  綜合熱分析  5.59  實(shí)驗(yàn)59  X射線衍射儀（xRD）的構(gòu)造及物相分析  5.60  實(shí)驗(yàn)60  偏光顯微鏡的種類、構(gòu)造及使用  5.61  實(shí)驗(yàn)61  單偏光鏡下的晶體光學(xué)性質(zhì)觀察  5.62  實(shí)驗(yàn)62  正交偏光鏡下的晶體光學(xué)性質(zhì)觀察  5.63  實(shí)驗(yàn)63  錐光鏡下的晶體光學(xué)性質(zhì)觀察  5.64  實(shí)驗(yàn)64  透明礦物的系統(tǒng)鑒定  5.65  實(shí)驗(yàn)65  耐火材料顯微結(jié)構(gòu)觀察（一）    5.66  實(shí)驗(yàn)66  耐火材料顯微結(jié)構(gòu)觀察（二）    5.67  實(shí)驗(yàn)67  掃描電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)原理及功能  5.68  實(shí)驗(yàn)68  場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)原理及顯微組織觀察  5.69  實(shí)驗(yàn)69  不定形耐火材料的澆注成型  5.70  實(shí)驗(yàn)70  定形耐火制品的機(jī)壓成型  5.71  實(shí)驗(yàn)71  低氣孔黏土磚的研制  5.72  實(shí)驗(yàn)72  高抗熱震性黏土磚的研制  5.73  實(shí)驗(yàn)73  剛玉質(zhì)澆注料的研制  5.74  實(shí)驗(yàn)74  輕質(zhì)耐火磚的研制  5.75  實(shí)驗(yàn)75  日用陶瓷的制備  5.76  實(shí)驗(yàn)76  碳復(fù)合耐火材料的研制  6  實(shí)驗(yàn)報(bào)告  6.1  驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)報(bào)告的格式和內(nèi)容    6.1.1  標(biāo)題部分    6.1.2  正文部分  6.2  設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告的格式和內(nèi)容  6.3  綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容的不同，可以分為專業(yè)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)使得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具有良好的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)（例如隨機(jī)性、正交性、均勻性等），由此可以對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做所需要的統(tǒng)計(jì)分析。實(shí)驗(yàn)的沒(méi)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析是密切相關(guān)的，只有按照科學(xué)的統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)方法得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)才能進(jìn)行科學(xué)的統(tǒng)計(jì)分析，得到客觀有效的分析結(jié)論。反之，一大堆不符合統(tǒng)計(jì)學(xué)原理的數(shù)據(jù)可能是毫無(wú)作用的，統(tǒng)計(jì)學(xué)家也會(huì)對(duì)它束手無(wú)策。因此對(duì)實(shí)驗(yàn)工作者而言，關(guān)鍵是用科學(xué)的方法設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)，獲得符合統(tǒng)計(jì)學(xué)原理的科學(xué)有效的數(shù)據(jù)。至于對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析，很多方法都可以借助統(tǒng)計(jì)軟件由實(shí)驗(yàn)人員自己完成，必要時(shí)還可以請(qǐng)統(tǒng)計(jì)專業(yè)人員幫助完成。本書(shū)重點(diǎn)講述實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)。

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《無(wú)機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)教程》可作為無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)用書(shū)，也可作為科研工作中無(wú)機(jī)非金屬材料性能檢測(cè)的參考書(shū)，并可供無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)的工程技術(shù)人員閱讀。

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