2011《无机非金属材料学》实验指导书

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1、《无机非金属材料学》实验指导书《无机非金属材料学》实验指导书适用专业:材料科学与工程课程代码:8101650总学时:48总学分:3编写单位:材料科学与工程学院编写人:向朝进冯宁博审核人:-13-《无机非金属材料学》实验指导书审批人:目录实验一玻璃热稳定性的测定………………………………………………………………2实验二无机非金属材料制品气孔率、吸水率和体积密度的测定………………………4实验三混凝土立方体抗压强度试验…………………………………………………………8主要参考文献…………………………………………………………………………………11-13-《无机非金属材料学》实验指导书实验一玻璃热稳定性的测定

2、（实验代码1）一、实验目的和任务玻璃的热稳定性又称耐急冷急热性，也称耐热温差等，是玻璃抵抗冷热急变的能力，它在玻璃的热加工方面和日常使用中特别重要。本实验的目的是了解测定玻璃热稳定性的实际意义，掌握淬冷法测定玻璃热稳定性的原理和测定方法。二、实验仪器、设备及材料(1)箱式电炉；(2)样品筐(金属丝编制)；(3)放大镜(10倍)；(4)塑料烧杯(1000mL)(5)温度计(300~C，50~C各1支)；三、实验原理淬冷法测定玻璃热稳定性的原理是：当玻璃被加热到一定温度后，如予以急冷，则表面温度很快降低，产生强烈的收缩，但此时内部温度仍较高，处于相对膨胀状态，阻碍了表面层的收缩，使表面产生较大的张

3、应力，如张应力超过其极限强度时，制品即破坏。由于玻璃的抗张强度远小于抗压强度，所以淬冷法测得的耐急冷温差较低，也较为简便和安全。四、实验步骤1)制备试样：将待测试的玻璃(无缺陷)制成直径3—5mm，长度约20—25mm的小玻璃棒，玻璃棒的两端要烧圆，防止切割时产生的裂纹影响实验结果。烧圆后将试样退火，消除残余应力。2)选择尺寸相近、两端烧圆、已经退火并且无可见裂纹的试样10个，放在样品筐中，并将小筐放在电炉内。3)在电炉中安装水银温度计，水银球应接近小筐。合上盖板，关闭电炉底部活门。-13-《无机非金属材料学》实验指导书4)淬冷时，先用水银温度计测烧杯中的水温，然后将电炉底部活门打开，迅速从支

4、架上放下小筐，使小筐落人盛水的烧杯内，将试样淬冷。5)将淬冷后的试样取出，用放大镜仔细检查试样是否已有炸裂现象。将有炸裂纹的试样取出，记录试样加热温度、淬冷前水温及该温差条件下破坏试样数。6)将未炸裂的试样重新装入炉中，温度升高5—10oC，重复上述操作，直到全部试样炸裂为止。一、实验结果1．试样玻璃的热稳定性可用实测的平均耐热温差△T表示，计算公式为：△T=（N1△T1+N2△T2+…………+Ni△T）/N1+N2+………+Ni式中，Ni为炉子和冷却水温差等于△T(i=1，2，…，m)时破裂的试样数。2．将实验结果整理列下表：玻璃热稳定性的测定记录表试样名称　试样直径mm试样长度mm室温oC

5、　　编号冷水温度oC炉温oC破裂的试样数破裂温度差oC　　　二、实验注意事项(1)样品选择是实验的关键之一，应在实验前先指导学生，学会观察不易发现之裂缝，以免实验时造成误差。(2)炉底活门应能灵活开启，活门、小筐、水浴应在同一垂线内，以免实验时跌在水浴外面。(3)本实验的温度较低(例如普通窗玻璃平均耐热温差约为90oC左右)，实验时，升温要缓慢，以免升温过快，使实验不易控制及造成水银温度计损坏。(4)每次淬冷前应测定炉内温度和水温，并及时记录以免遗漏。七．思考题1．影响测定玻璃热稳定性的因素及防止措施有哪些?2．玻璃的热稳定性与哪些因素有关?-13-《无机非金属材料学》实验指导书实验二无机非金

6、属材料制品气孔率、吸水率和体积密度的测定一、实验的目的和任务无机非金属材料制品内部都是有气孔的，这些气孔的特征对材料的结构和性能有重要的影响，其中气孔率是反应材料结构特征的重要指标之一。气孔率通常分为真气孔率，显气孔率和闭口气孔率。显气孔率系指制品的所有开口气孔的体积与其总体积之比值。闭口气孔率是指所有闭口气孔的体积与其总体积之比值。真气孔率是指制品中的全部气孔，即显气孔率与闭口气孔率的总和。吸水率则是指制品中所有开口气孔所吸收的水的质量与其干燥制品的质量之比值，也是反应材料结构特征的指标之一。上述各项皆以百分数表示。材料研究中，气孔率、吸水率和体积密度的测定是对制品质量进行检定的最常用的方法

7、之—。在这些材料制品的生产中，测定这三个指标对生产控制有重要意义。本实验要求了解气孔率，体积密度等概念的物理意义，掌握气孔率，体积密度的测定原理和方法，并能分析气孔率和体积密度测试中误差产生的原因。二、实验仪器、设备及材料普通天平(感量0.01g)；烘箱；抽真空装置；烧杯；煮沸用器皿毛刷、镊子、吊篮、小毛巾、三角架；三、实验原理-13-《无机非金属材料学》实验指导书本实验是根据阿基米德原理，用液体