无机非金属材料实验(六).ppt

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1、——材料化学性能实验一材料化学稳定性的测定化学稳定性定义材料在使用过程中，经常受到各种侵蚀介质的作用而引起不同程度的破坏。材料具有抵抗这种破坏的能力称为化学稳定性。各种材料使用中都有化学稳定性问题，本实验介绍玻璃的化学稳定性。第六章材料的性能实验玻璃的化学稳定性，也叫安定性，耐久性或抗蚀性，是指玻璃在各种自然气候条件下抵抗气体（包括大气）、水、细菌和在各种人工条件下抵抗各种酸液，碱液或其它化学试剂，药品溶液侵蚀破坏的能力。玻璃的化学稳定性是玻璃的一个重要性质，也是衡量玻璃制品质量的一个重要指标，因为任何制品的任何用途都要求玻璃具有一定的化学稳定性。因此，在这些产品的生产中必须严格地测定其

2、化学稳定性，对于化学稳定性不合格的玻璃制品不能出厂使用。一.实验目的1．一步理解玻璃被侵蚀的机理；2．了解测定玻璃化学稳定性的各种方法及应用范围；3．掌握常用的玻璃粉末耐水性的测试方法。二.基本原理侵蚀介质对玻璃的破坏过程是很复杂的。一般情况，当玻璃与侵蚀介质接触时，破坏机理可分为溶解和浸析两大类。当溶解发生时，玻璃各组分以其在玻璃中存在的比例同时进入溶液中，这种侵蚀也叫完全侵蚀。当浸析发生时，只是玻璃中的某些组分溶入溶液中，其余部分残留在玻璃表面而形成化学稳定性较高的保护膜，玻璃的骨架没有被瓦解。水对玻璃的侵蚀从实验知道，各种溶液对玻璃发生破坏作用时，都是水先与玻璃表面起反应。因此可以

3、说水是玻璃的最大“敌人”，水能与任何一种玻璃作用，只是程度不同而已。从微观角度来看，玻璃的内部网络结构有很大空隙。当玻璃与侵蚀介质接触时，介质的某些分子或离子能从玻璃表面进入内部与玻璃内部的某些离子进行交换或者同玻璃结构网络进行反应。水进入后，玻璃表面的Ｓｉ—Ｏ键断裂，形成硅醇—ＯＨ基团，随着反应的继续，Si原子周围原有的四个桥氧全部成为ＯＨ，这就是Ｈ２Ｏ分子对硅氧骨架的直接破坏。水对硅酸盐玻璃的侵蚀作用只是在最初一个阶段比较显著，随着侵蚀过程的进行，在玻璃表面将形成一层均匀的高硅酸薄层，这层薄膜具有一定的坚固性，同时又具有很强的吸附能力，使玻璃的进一步破坏过程减慢，故成为保护膜。水对玻

4、璃的作用时间越长，生成的保护膜越厚，破坏的过程就愈慢，玻璃的抗水能力便逐步增强。在到达一定时间后，侵蚀作用基本停止。玻璃粉末耐水性试验的基本原理将具有一定颗粒度和一定质量的试样至于水中，于某一特定温度时保持一定的时间，然后测定粉末损失的重量、或用0.01mol/L的盐酸标准溶液滴定至微红色，记下耗用的标准盐酸的毫升数，就可以计算玻璃转移到溶液中的成份含量，确定玻璃的水解等级。三．实验器材1．水浴锅2.分析天平3.滴定台4．甲基红溶液5.0.01mol/L盐酸标准溶液四、试样准备取按日常生产方法进行退火，已消除应力的玻璃块50克，用布把玻璃表面擦干净，再用干净的纸包上，用锤子把试样敲碎；选

5、取30ｇ以上直径在10～30mm之间的玻璃块。放入硬质锡研体中，插入研杆，用锤猛击一下研杆。锤击之后，将研钵内的玻璃在0.5mm和0.3mm的标准筛上过筛，去掉大于0.5mm和小于0.3mm的颗粒，取0.3～0.5mm粒级的颗粒做试样。用不与玻璃作用的液体（如乙醇）进行洗涤、烘干至恒重冷却至室温待用。五．实验步骤六.数据处理1.实验数据记录2.结果处理从得到的三个试样测定值中分别减去空白值，然后计算出平均值，即得到结果。如果要相应碱析出量的数据，可按下式计算：Ｎａ２Ｏ（微克／克）＝３１０×ＶＨＣｌ式中：Ｖ是所消耗标准盐酸的体积（毫升）。3.查表根据计算结果，查教科书P199表29-5确定

6、玻璃的耐水等级。4.结果评定假如在耐水等级为1和2的试样中，每个结果与平均值的误差大于±10％，3～5级玻璃中误差大于5％，则需重新测定。七.影响因素1.玻璃试样颗粒度的影响：因为粉末法是使玻璃颗粒表面受化学处理，玻璃试样颗粒度决定了试样的表面积。表面积越大，受水的侵蚀越大。为了使测量结果有可比性，必须控制玻璃试样颗粒度，要求颗粒为球形。2.玻璃试样量的影响：玻璃试样的试样量越大，表面积越大，受水的侵蚀越大。因此必须准确称量试样的量。3.玻璃试样被煮沸的时间和煮沸温度的影响：煮沸的时间越长，受水的侵蚀越大。煮沸温度越高，受水的侵蚀越大。为了使测量结果有可比性，必须按标准规定控制玻璃试样煮

7、沸时间和煮沸温度。4.滴定的影响：滴定时要看准颜色的变化和变化时滴定量，才能得到正确的试样结果。——材料力学性能实验二材料显微硬度的测定在材料研究中，硬度数据的使用频率非常高，硬度测试的目的，并不一定是用来表征所研究材料的使用性能，而是通过硬度试验获得材料微观结构的有关信息。硬度通常定义为材料抵御硬且尖锐的物体所施加的压力而产生永久压痕的能力。材料的硬度是材料重要的机械性能之一。无机非金属材料硬度测试的目的，是为了检验材料抗磨蚀、耐