课程设计窑炉

1. 跪求~微机原理与接口技术课程设计——温控窑炉控制器

不是这个专业的帮不到你。不过我现在从事的工作经常接触到窑炉。发热丝用三角接法，三相接到电力调整器上。电力调整器要和PID温控器链接，由温控器给它信号，而传感器给温控器信号。这样温控器根据传感器的温度来传送信号给电力调整器，电力调整器根据信号的不同来控制导通角的大小，以达到控制温度的目的。相差范围是0.3度。我是做电力调整器和温控器的。所以只能告诉你这么多。有用没用不知道。不过我们现在用的都是RS485接口。。。有的也用323的。

2. 梭式窑炉的课程设计怎么搞 有没有高手指点一下啊 尤其是计算部分 现在知道的数据有液化石油气的主要成分

燃料燃烧计算
设窑炉使用的煤气组成干基如下表：
成分 CO2 CO H2 CH4 C2H4 H2S N2
含量（%）
4.5
29
14
1.8
0.2
0.3
50.2
其中含水率为4%，α=1.1时。
基准：1Nm3湿煤气 xu×1=xd（1－H2O）
换算成湿煤气组成：xu=xd =0.96xd
换算后的煤气组成如下表：
成分 CO2 CO H2 CH4 C2H4 H2S N2 H2O
含量（%）
4.32
27.84
13.44
1.73
0.19
0. 9
48.19
4.0
(1) 1Nm3煤气燃烧所需要的空气量
理论空气量为：
V =( + +0.0173×2+0.0019×3+0.0029× )×
=1.195 Nm3 / Nm3
实际空气量为：
Va=αVa0 =1.1×1.195=1.315 Nm3 / Nm3
(2) 1Nm3煤气燃烧理论生成烟气量为：
V0=(0.043+0.2784+13.44+3×0.0173+4×0.0019+2×0.0029+0.4819+0.04)+ V
=1.99(Nm3 /kg)
1Nm3煤气燃烧实际生成烟气量为：
V= V0 +(α－1)V =0.0195+(1.1－1)×1.195=2.07 Nm3 / Nm3
烟气组分：
= ×100%=16.556%
= ×100%=10.4203%
=0.4819×V × =0.4819+1.315× =68.88%
=(α－1) V × ×100%=5.7729%
= ×100%=0.140096%
4.2实际燃烧温度温度
气体燃料的发热量:
Qnet=12600C0+10800H2+35800CH4+59000C2H4+63700C2H6+80600C3H6
+91200C3H8+118700C4H10+146000C5H12+23200H2S(KJ/Nm3)
Qnet=126×27.84+108×13.44+358×1.73+590×0.19+232×0.29=5758 KJ/Nm3
燃烧所需空气量：
Va=1.315 Nm3/ Nm3煤气
实际烟气量：
V=2.07 Nm3/ Nm3煤气
发生燃烧时煤气温度tg与空气温度ta均为20℃，其中空气在0~20℃的平均比热容为1.296 KJ/Nm3
理论燃烧温度：
tth=
=
= 即2.07ctth=5818.5
设tth′=1700℃,查表知发生煤气燃烧产物的平均比容物C′=1.67。
则Q′=2.07×1.67×1700=5876.7＞5818.5
设tth′′=1600℃，C′′=1.65则Q′′=2.07×1.67×1600=5464.8＜5818.5
此时，tth的值必在tth′与tth′′之间，可用内插法以求tth值，即：
=
=
tth=1686℃
实际燃烧温度tp=ηtth
设取高温系数η=0.76（陶瓷倒焰窑）
∴tp=0.76×1686=1281.6℃

3. 耐火材料原料都有哪些

拆分词条
耐火材料科技名词定义
中文名称：耐火材料英文名称：refractory material定义：耐火度不低于1580℃，有较好的抗热冲击和化学侵蚀的能力、导热系数低和膨胀系数低的非金属材料。应用学科：电力（一级学科）；火力发电（二级学科） 本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 网络名片
耐火度不低于1580℃的一类无机非金属材料。耐火度是指耐火材料锥形体试样在没有荷重情况下，抵抗高温作用而不软化熔倒的摄氏温度。耐火材料广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域，在冶金工业中用量最大，占总产量的50％～60％。
目录

简介
发展
在中国的发展
种类
成分
主要品种
酸性耐火材料中性耐火材料碱性耐火材料氧化物材料难熔化合物材料高温复合材料
应用
性能
生产工艺
作业性
常见耐火材料
散状耐火材料
耐火材料专业介绍简介
发展
在中国的发展
种类
成分
主要品种
酸性耐火材料中性耐火材料碱性耐火材料氧化物材料难熔化合物材料高温复合材料
应用
性能
生产工艺
作业性
常见耐火材料
散状耐火材料
耐火材料专业介绍
展开 编辑本段简介
耐火材料与高温技术相伴出现，大致起源于青铜器时代中期。中国东汉时期已用粘土质耐火材料做烧瓷器的窑材和匣钵。20世纪初，耐火材料向高纯、高致密和超高温制品方向发展，同时出现了
耐火材料
完全不需烧成、能耗小的不定形耐火材料和耐火纤维。现代，随着原子能技术、空间技术、新能源技术的发展，具有耐高温、抗腐蚀、抗热振、耐冲刷等综合优良性能的耐火材料得到了应用。编辑本段发展
中国在4000多年前就使用杂质少的粘土，烧成陶器，并已能铸造青铜器。东汉时期（公元25～220）已用粘土质耐火材料做烧瓷器的窑材和匣钵。20世纪初，耐火材料向高纯、高致密和超高温制品方向发展，同时发展了完全不需烧成、能耗小的不定形耐火材料和高耐火纤维（用于1600℃以上的工业窑炉）。前者如氧化铝质耐火混凝土，常用于大型化工厂合成氨生产装置的二段转化炉内壁,效果良好。50年代以来,原子能技术、空间技术、新能源开发技术等的迅速发展，要求使用耐高温、抗腐蚀、耐热震、耐冲刷等具有综合优良性能的特种耐火材料，例如熔点高于2000℃的氧化物、难熔化合物和高温复合耐火材料等。编辑本段在中国的发展
古代、中世纪、文艺复兴时代的耐火材料，工业革命前后高炉、焦炉、热风炉用耐火材料，近代后期新型耐火材料及其制造工艺，现代耐火材料制造技术及主要技术进步，以及对未来耐火材料发展的展望，耐火材料与高温技术相伴出现，大致起源于青铜器时代中期。中国东汉时期已用粘土质耐火材料做烧瓷器的窑材和匣钵。20世纪初，耐火材料向高纯、高致密和超高温制品方向发展，同时出现了完全不需烧成、能耗小的不定形耐火材料和耐火纤维。现代，随着原子能技术、空间技术、新能源技术的发展，具有耐高温、抗腐蚀、抗热振、耐
耐火材料
冲刷等综合优良性能的耐火材料得到了应用。在中国有许多工厂生产耐火材料产品。中国有丰富的资源，也正因为这方面的原因，各大外国投资商也来到国内一展身手，展露头角。在中国的东北部，是耐火材料供应商极其丰茂的地区，导致其他国外投资商对其的出口低价格产生了质疑，从而在2003年由欧盟提出对中国耐火材料新产品的反倾销，限制了产品对欧盟的出口。2006年中国为保护原材料资源的大量流失，对部分行业进行了减免出品退税，以此极大地限制产品的出口。但这并不能在很大程度上限制一些国外的品牌销售，因为它们拥有几十甚至上百年的销售生产经验，并极大地占有了市场，也创立了它们在各大洲的品牌效应。编辑本段种类
耐火材料种类繁多，通常按耐火度高低分为普通耐火材料（1580～1770℃）、高级耐火材料（1770～2000℃）和特级耐火材料（2000℃以上）；按化学特性分为酸性耐火材料、中性耐火材料和碱性耐火材料。此外，还有用于特殊场合的耐火材料。 现在对于耐火材料的定义，已经不仅仅取决于耐火度是否在1580℃以上了。目前耐火材料泛指应用于冶金、石化、水泥、陶瓷等生产设备内衬的无机非金属材料。编辑本段成分
酸性耐火材料以氧化硅为主要成分，常用的有硅砖和粘土砖。硅砖是含氧化硅94％以上的硅质制品，使用的原料有硅石、废硅砖等，其抗酸性炉渣侵蚀能力强，荷重软化温度高，重复煅烧后体积不收缩，甚至略有膨胀；但其易受碱性渣的侵蚀，抗热震性差。硅砖主要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。粘土砖以耐火粘土为主要原料，含有30％～46％的氧化铝，属弱酸性耐火材料，抗热振性
耐火材料
好，对酸性炉渣有抗蚀性，应用广泛。 中性耐火材料以氧化铝、氧化铬或碳为主要成分。含氧化铝95％以上的刚玉制品是一种用途较广的优质耐火材料。以氧化铬为主要成分的铬砖对钢渣的耐蚀性好，但抗热震性较差，高温荷重变形温度较低。碳质耐火材料有碳砖、石墨制品和碳化硅质制品，其热膨胀系数很低，导热性高，耐热震性能好，高温强度高，抗酸碱和盐的侵蚀，尤其是弱酸碱具有较好的抵抗能力，不受金属和熔渣的润湿，质轻。广泛用作高温炉衬材料，也用作石油、化工的高压釜内衬。 碱性耐火材料以氧化镁、氧化钙为主要成分，常用的是镁砖。含氧化镁80％～85％以上的镁砖，对碱性渣和铁渣有很好的抵抗性，耐火度比粘土砖和硅砖高。主要用于平炉、吹氧转炉、电炉、有色金属冶炼设备以及一些高温设备上。 在特殊场合应用的耐火材料有高温氧化物材料，如氧化铝、氧化镧、氧化铍、氧化钙、氧化锆等，难熔化合物材料，如碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和硫化物等；高温复合材料，主要有金属陶瓷、高温无机涂层和纤维增强陶瓷等。编辑本段主要品种
在普通和特种耐火材料中，常用的品种主要有以下几种：
酸性耐火材料
用量较大的有硅砖和粘土砖。硅砖是含93％以上SiO2的硅质制品，使用的原料有硅石、废硅砖等。硅砖抗酸性炉渣侵蚀能力强，但易受碱性渣的侵蚀，它的荷重软化温度很高，接近其耐火度，重复煅烧后体积不收缩,甚至略有膨胀,但是抗
耐火材料磨具
热震性差。硅砖主要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。粘土砖中含30％～46％氧化铝，它以耐火粘土为主要原料，耐火度1580～1770℃，抗热震性好，属于弱酸性耐火材料，对酸性炉渣有抗蚀性，用途广泛，是目前生产量最大的一类耐火材料。
中性耐火材料
高铝质制品中的主晶相是莫来石和刚玉，刚玉的含量随着氧化铝含量的增加而增高，含氧化铝95％以上的刚玉制品是一种用途较广的优质耐火材料。铬砖主要以铬矿为原料制成的，主晶相是铬铁矿。它对钢渣的耐蚀性好，但抗热震性差，高温荷重变形温度较低。用铬矿和镁砂按不同比例制成的铬镁砖抗热震性好，主要用作碱性平炉顶砖。 碳质制品是另一类中性耐火材料，根据含碳原料的成分和制品的矿物组成，分为碳砖、石墨制品和碳化硅质制品三类。碳砖是用高品位的石油焦为原料，加焦油、沥青作粘合剂，在1300℃隔绝空气条件下烧成。石墨制品(除天然石墨外)用碳质材料在电炉中经2500～2800℃石墨化处理制得。碳化硅制品则以碳化硅为原料，加粘土、氧化硅等粘结剂在1350～1400℃烧成。也可以将碳化硅加硅粉在电炉中氮气氛下制成氮化硅－碳化硅制品。
耐火材料磨具
碳质制品的热膨胀系数很低，导热性高，耐热震性能好，高温强度高。在高温下长期使用也不软化，不受任何酸碱的侵蚀，有良好的抗盐性能，也不受金属和熔渣的润湿，质轻，是优质的耐高温材料。缺点是在高温下易氧化，不宜在氧化气氛中使用。碳质制品广泛用于高温炉炉衬（炉底、炉缸、炉身下部等）、熔炼有色金属炉的衬里。石墨制品可以做反应槽和石油化工的高压釜内衬。碳化硅与石墨制品还可以制成熔炼铜同金和轻合金用的坩埚。
碱性耐火材料
以镁质制品为代表。它含氧化镁80％～85％以上， 以方镁石为主晶相。生产镁砖的主要原料有菱镁矿、海水镁砂由海水中提取的氢氧化镁经高温煅烧而成）等。对碱性渣和铁渣有很好的抵抗性。纯氧化镁的熔点高达2800℃,因此,镁砖的耐火度较粘土砖和硅砖都高。20世纪50年代中期以来，由于采用了吹氧转炉炼钢和采用碱性平炉炉顶，碱性耐火材料的产量逐渐增加，粘土砖和硅砖的生产则在减少。碱性耐火材料主要用于平炉、吹氧转炉、电炉、有色金属冶炼以及一些高温热工设备。
氧化物材料
如氧化铝、氧化镧、氧化铍、氧化钙、氧化锆、氧化铀、氧化镁、氧化铈和氧化钍等熔点在2050～3050℃。
难熔化合物材料
如碳化物（碳化硅、碳化钛、碳化钽等）、氮化物（氮化硼、氮化硅等）、硼化物（硼化锆、硼化钛、硼化铪等）、硅化物(二硅化钼等)和硫化物(硫化钍、硫化铈等)。它们的熔点为2000～3887℃，其中最难熔的是碳化物。
高温复合材料
如金属陶瓷、高温无机涂层和纤维增强陶瓷等。编辑本段应用
经常使用的特殊材料有AZS砖、刚玉砖、直接结合镁铬砖、碳化硅砖、氮化硅结合碳化硅砖、氮化物、硅化物、硫化物、硼化物、碳化物等非氧化物耐火材料；氧化钙、氧化铬、氧化铝、氧化镁、氧化铍等耐火材料。 经常使用的隔热
耐火材料磨具
耐火材料有硅藻土制品、石棉制品、绝热板等。经常使用的不定形耐火材料有补炉料、耐火捣打料、耐火浇注料、耐火可塑料、耐火泥、耐火喷补料、耐火投射料、耐火涂料、轻质耐火浇注料、炮泥等。编辑本段性能
耐火材料的物理性能包括结构性能、热学性能、力学性能、使用性能和作业性能。 耐火材料的结构性能包括气孔率、体积密度、吸水率、透气度、 气孔孔径分布等。 耐火材料的热学性能包括热导率、热膨胀系数、比热、热容、导温系数、热发射率等。 耐火材料的力学性能包括耐压强度、抗拉强度、抗折强度、抗扭强度、剪切强度、冲击强度、耐磨性、蠕变性、粘结强度、弹性模量等。 耐火材料的使用性能包括耐火度、荷重软化温度、重烧线变化、抗热震性、抗渣性、抗酸性、抗碱性、抗水化性、抗CO侵蚀性、导电性、抗氧化性等。编辑本段生产工艺
根据制品的致密程度和外形不同，有烧结法、熔铸法和熔融喷吹法等。 烧结法是将部分原料预烧成熟料，破碎和筛分，再按一定配比与生料混合，经过成型、干燥和烧成。原料预烧的目的是将其中的水分、有机杂质、硫酸盐类分解的气体烧除，以减少制品的烧成收缩，保证制品外形尺寸的准确性。原料在破碎和研磨后还需要经过筛分，因为坯料由不同粒度的粉料进行级配，可以保证最紧密堆积而获得致密的坯体。 为了使各种生料和熟料的成分和颗粒均匀化，要进行混炼，同时加入结合剂，以增强坯料结合强度。如硅酸铝质坯料加入结合粘土，镁质坯料加入亚硫酸纸浆废液，硅质坯料加入石灰乳等。根据坯料含水量的多少，可以采用半干法成型(约含5％水分)，可塑法成型(约含 15％水分)和注浆法成型（约含40％水分）。然后进行干燥和烧成。熔铸法是将原料经过配料混匀和细磨等工序，在高温熔化，直接浇铸，经冷却结晶、退火成为制品。如熔铸莫来石砖、刚玉砖和镁砖等。它们的坯体致密，机械强度高、高温结构强度大，抗渣性好，使用范围不断在扩大。熔融喷吹法是将配料熔化后，以高压空气或过热蒸汽进行喷吹，使之分散成纤维或空心球的方法。制品主要用作轻质耐火、隔热材料。此外，还可制成粉状或粒状不定形耐火材料，临用时以焦油、沥青、水泥、磷酸盐、硫酸盐或氯化盐等结合剂胶结，不经成型和烧结而直接使用。编辑本段作业性
耐火材料的作业性包括稠度、塌落度、流动度、可塑性、粘结性、回弹性、凝结性、硬化性等。编辑本段常见耐火材料
经常使用的耐火材料有AZS砖、刚玉砖、直接结合镁铬砖、碳化硅砖、氮化硅结合碳化硅砖,氮化物、硅化物、硫化物、硼化物、碳化物等非氧化物耐火材料;氧化钙、氧化铬、氧化铝、氧化镁、氧化铍等耐火材料。 经常使用的隔热耐火材料有硅藻土制品、石棉制品、绝热板等。 经常使用的不定形耐火材料有补炉料、耐火捣打料、耐火浇注料、耐火可塑料、耐火泥、耐火喷补料、耐火投射料、耐火涂料、轻质耐火浇注料、炮泥等。编辑本段散状耐火材料
散状耐火材料(不定形耐火材料)：不定形耐火材料是由合理级配的粒状和粉状料与结合剂共同组成的不经成型和烧成而直接供使用的耐火材料。通常，对构成此种材料的粒状料称骨料，对粉状料称掺合料，对结合剂称胶结剂。这类材料无固定的外形，可制成浆状、泥膏状和松散状，因而也通称为散状耐火材料。用此种耐火材料可构成无接缝的整体构筑物，故还称为整体耐火材料。 不定形耐火材料的基本组成是粒状和粉状的耐火物料。依其使用要求，可由各种材质制成。为了使这些耐火物料结合为整体，除极少数特殊情况外，一般皆加入适当品种和数量的结合剂。为改进其可塑性或减少用水量，可加入少量适当增塑减水剂，为满足其他特殊要求，还可分别加入少量适当其他外加剂。编辑本段耐火材料专业介绍
培养目标： 本专业培养具备耐火材料科学与工程方面的知识，能在耐火材料结构研究与分析、材料的制备、材料成型、加工及工程施工等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。 培养要求： 本专业学生主要学习耐火材料的生产过程、工艺及设备的基础理论、组成、结构、性能及生产条件间的关系，具有材料测试、生产过程设计、材料改性及研究开发新产品、新技术和设备及技术管理的能力。 具备的技能： 毕业生应获得以下几方面的知识和能力：1．掌握耐火材料的工业生产过程和设备、生产工艺的专业基础知识；2．掌握耐火材料制备的原理及工艺基础，材料的结构与性能；3．掌握本专业所必需的机械、电子、工程、计算机应用的基本知识技能；4．具有制品的工业生产、质量控制和技术管理的初步能力； 5．具有正确选用材料、设备并进行工艺设计的能力； 6．具有研究改进材料性能、开发新材料、制品、工艺的初步能力。 开设课程： 主干课程：材料科学与工程，热力学基础，溶液热力学，电化学热力学，表面与界面现象热力学，耐火氧化物热力学，含碳耐火材料热力学，耐火非氧化物及其复合耐火材料热力学。 主要课程：物理化学，无机材料性能、测试及研究方法，粉体工程，材料制备原理、热工过程与设备，无机材料工艺学。 主要实践教学：包括专业实验、工程施工实习、生产实习、课程设计、计算机应用与上机实践、毕业设计。[1]

4. 无机非金属专业课程设计指导书

http://wjfjs.ujn.e.cn/syjx/2_3.asp
济南大学无机非金属材料工艺学精品课程

http://hxhg.gxu.e.cn/?&act=article&code=body&cid=138&id=109

《无机非金属材料工程专业课程》实验教学大纲

课程名称：专业实验（professional experiment）

课程编号：041661

课程性质：独立设课

课程属性：专业课

实验教材或指导书名称：硅酸盐工业热工基础实验、水泥工艺实验、无机非金属材料实验（行业统编）

课程总学时：80 时 学分：5分 实验学时：80时 实验学分：5分

面向专业：无机非金属材料工程专业

实验室名称：无机非金属材料工程实验室

一、课程简介：

《无机材料专业实验》是在学习了无机非金属材料专业基础课和一定的专业课之后，开设的一门指定的必修实验课程。课程的内容协及无机非金属材料生产过程操作、质量控制和产品的测试和检验，主要内容包括：燃料的性能检验、烟气的成分分析、水泥和熟料的物理性能检验和化学成分分析、粉体的密度、比表面积和粒度分布以及综合实验等。

二、课程实验目的与要求：

目的：通过《无机材料专业实验》课程的学习，巩固学生所学的基础理论知识，培养学生动手和独立操作的能力。

要求：掌握相关的分析和测试仪器设备的工作原理和正确的操作方法，培养学生对实验现象的观察、分析、归纳和总结的能力，并了解实验结果与实际生产和操作的关系，为今后从事有关的工作打下良好的基础。

三、考试（考核）方式：实验前预习情况占10%，实验过程操作规范程度和表现占40%，实验结果及实验报告占50%。

四、主要仪器设备及台（套）数：

马弗炉二台，氧弹测试仪二套，砂浆搅拌和成型设备三套，净浆搅拌设备四套。

五、主要参考书目：

1、朱 明等 硅酸盐工业热工基础实验 武汉 武汉工业大学出版社，1998年5月。

2、姜玉英 水泥工艺实验 武汉 武汉工业大学出版社，1996年8月。

3、孙晋涛 硅酸盐工业热工基础 武汉 武汉工业大学出版社，1999年5月。

4、林宗寿 无机非金属材料工学 武汉 武汉工业大学出版社，2003年1月。

5、施惠生 无机非金属材料实验 北京 化学工业出版社，2002年6月。

六、实验项目：

1、专业实验（一）

序号
实验项目名称
实 验 内 容
实验类型
计划学时
开出要求
实验者

类别
每组人数

1
煤的工业分析
测定煤的灰分、水分、挥发分和固定碳。
综合
4
必做
本科生
10

2
固体燃料的发热量测定
根据燃烧时贝克曼温度的变化计算燃料的各种发热量。
验证
4
必做
本科生
3

3
烟气的成分分析
分析烟气中CO2、O2、CO以及N2的百分含量。
验证
4
必做
本科生
2

4
气流压力、流速与流量测量
测量流动气体的压力、流速和注量。
验证
4
必做
本科生
5

5
水泥标准稠度、凝结时间、安定性的测定
检测样品的标准稠度、凝结时间、安定性。
验证
4
必做
本科生
3

6
水泥胶砂强度的测定
成型、养护和破型。
验证
4
必做
本科生
2

7
熟料游离氧化钙的测定
测定熟料中游离氧化钙的含量
验证
4
必做
本科生
1

8
水泥中三氧化硫的测定
离子交换法
验证
4
必做
本科生
1

9
混凝土力学性能实验
搅拌成型、脱摸养护、强度检测、塌落度试验
验证
4
必做
本科生
3

10
混凝土集料检测
砂、石的级配、砂子的细度摸数、含水量、含泥量测定
验证
4
必做
本科生
3

11
粉体的密度和比表面积的测定
测量样品的密度和比表面积。
验证
4
必做
本科生
1

12
粉体粒度分布的测定（沉降分析法）
用沉降法测定Pb微粒半径及分布。
验证
4
必做
本科生
4

2、专业实验室（二）

序号
实验项目名称
实 验 内 容
实验类型
计划学时
开出要求
实验者

类别
每组人数

综合性实验
1、原材料的制备和性能分析
配料计算，生料配合及粉磨，生料细度的测定，生料碳酸钙滴定值的测定。
综合
8
必做
本科生
6

2、合成或烧制过程
生料打饼、烘干、煅烧，各种设定温度下的生料易烧性的测定
综合
8
必做
本科生
6

3、过程的质量控制
熟料煅烧，掌握高温炉的使用方法，熟料中游离CaO测定，熟料显微结构分析
综合
8
必做
本科生
6

4、制品的物理化学性能检测
水泥组成的确定，水泥粉磨，水泥全套物理检验
综合
8
必做
本科生
6

大纲编写人：邱树恒、陈益兰、黄永春

大纲审核人：李浩璇、张刚生

大纲批准人：童张法

《无机非金属材料专业基础实验》课程教学大纲

授课专业：无机非金属材料

学时数；48 学分数：2.5

一、课程的性质目的

这门实验课程是包含有《工程材料微观结构学》，《无机非金属材料测试方法》和《无机非金属材料科学基础》三门课程相应开出的实验。这门实验课程是无机非金属材料专业本科生的专业基础和专业技术课程，其教学任务是通过学生实施实验，正确理解课堂上学习的理论知识，建立抽象的立体思维能力，并培养学生的动手能力，学会分析材料显微结构和操作测量材料显微结构常用仪器；通过参观工业测试中心实验室，让学生了解现代最先进的测试材料性能垢仪器，这对学生消化对应的理论课上学到的抽象理论，提高学生分析问题、解决问题的能力均有极大的帮助。该实验课是无机非金属材料专业学生的必修课程。

二、课程教学内容

第一部分 《工程材料微观结构学》实验

实验一. 对称要素的认识 （3学时）

通过学生自己寻找7个品系的木模型对称要素，让学生正确理解什么是晶体的对称要素，对称要素有几种，怎样找出它们的存在位置。依据每个模型存在的对称要素，正确理解对称要素的组合原则，学会找出L4i和L6i对称要素的规则。通过这个实验，培养学生的空间想象能力，建立抽象的思维。

本实验难点在于如何掌握寻找对称要素，尤其是反伸轴对称要素的寻找方法。

实验二. 晶体定向，晶面符号和晶棱符号的确定（3学时）

首先利用模型讲解在晶体中如何确定x、y和z方向，依据米氏符号确定法则如何确定晶面符号，进而确定晶棱符号，然后由学生独立完成七个晶系模型的晶面和晶棱符号的确定。

难点在于如何用对称要素确定x、y和z三个方向。

实验三，矿物物性的认识（3学时）

给出十种常见的硅酸盐工业使用的矿物，要求学生鉴定它们物理性质和光学性质，包括形态，比重，莫氏硬度（断口），光泽，条痕，颜色和透明度等，学会使用莫氏硬度计和利用素烧瓷板鉴定条痕和透明度。

难点是解理程度的判定，条痕与透明度关系的规律性。

实验四. 偏光显微镜和单偏光镜下的观察（3学时）

指导学生正确使用偏光显微镜，学会自己调节光路，对焦和调节亮度，找出见克线，利用见克线测定矿物折射率相对大小，学会观察无机非金属材料工业常见原料矿物的形态，颜色，突起和糙面等的情况，掌握如何判定闪突起。

难点是见克线观察和利用见克线判定折射率高低。

实验五. 正交偏光镜下的观察（一）（3学时）

学会观察矿物的干涉色方法，如何确定干涉色的级序和色序，懂得如何使用补色器。

难点是干涉色级序的判定。

实验六. 正交偏光镜下的观察（二）（3学时）

学会怎样在偏光显微镜正交系统下测定矿物的多色性，吸收性，延性，消光性质和双晶类型。

难点是消光类型的确定。

实验七. 锥光镜下的观察（一）（3学时）

让学生认识什么是偏光显微镜锥光系统，由学生自己设置这个系统，并利用这个系统观察一轴晶的干涉图，用一轴晶的干涉图来测量光性正负。通过本实验，使学生掌握调节锥光系统的方法。

难点是锥光系统的建立和调节。

实验八. 锥光镜下的观察（二）（3学时）

学会利用锥光系统观察二轴晶干涉图，利用垂直Bxa切面和斜交光轴切面的干涉图，测定二轴晶的光性正负，2V角的确定。

难点是二轴晶的干涉图观察和光性正负测定。

实验九. 反光显微镜结构及其使用（3学时）

通过讲解反光显微镜结构和用途后，由学生自己操作。观察水泥熟料，陶瓷和玻璃光片试样，学会分析岩相结构。利用显微镜——摄象头——电视屏幕显示系统向学生讲解岩相结构与工艺关系，让学生掌握光片制备技术。

难点是岩相结构的分析。

第二部分 《无机非金属材料测试方法》实验

实验一. X射线衍射技术与定性相分析（3学时）

通过对X射线衍射测量技术，由学生制备试样，老师测试，最后由学生分析测试结果，找出试样中的物相组成。

难点是试样中物相的确定。

实验二. 透射电镜及试样显微电子图象观察（3学时）

讲解透射电镜的结构原理和基本操作方法，了解如何制备试样，观察一些材料透射电子图象，分析其微观结构特征。

难点是分析透射电子图象特征。

实验三. 扫描电镜及试样的显微电子图象观察（3学时）

让学生了解扫描电镜的结构和基本原理，掌握制备试样的方法和基本要求，观察无机材料扫描电镜显微电子图象特征，学会分析SEM图。

难点是扫描电镜的显微结构图象的分析。

第三部分 《无机非金属材料科学基础》实验

实验一、粘土的ξ—电位测定（3学时）

要求学生掌握粘土颗粒带电的原因和带电的电性，及其影响因素，这是理论课的内容和要求。

该实验是通过测定粘土-水悬浮液中粘土颗粒的运动速度来计算粘土颗粒的ξ—电位，因此这种方法成为电泳法。本实验用到的设备有直流稳压电源、数字式电压表、生物显微镜、电泳槽、白金电极、微距摄像头、21英寸彩色电视机以及制备好的粘土—水悬浮液。

在开始试验前要求学生认真观看该实验的多媒体教学片，然后经过实验教师的再次示范及强调注意事项后，学生才能够开始动手进行实验操作。

实验结束后一周内学生要提交实验报告.

实验二. 粘土的差热分析（3学时）

在本实验中学生需要掌握差热分析的工作原理，这在多媒体教学片中有所论述。

本实验是通过连续测定粘土样品在恒速升温过程中热量的转移来确定粘土的脱水温度，进而判断样品为何种粘土。本实验需要用到的实验设备有卧式管式电炉、自偶变压器、热电偶、数/模转换卡、计算机及数据采集和绘图程序、打印机等。

在实验操作前学生需要认真观看本实验的多媒体教学片，然后经过实验教师的再次示范及交待注意事项后方可进行实验操作。

实验结束后一周内学生要提交实验报告。

实验三 淬冷法研究相平衡（3学时）

有关相图及相平衡的理论知识学生应该在相应的理论课中已经学过，本实验的目的是通过二氧化硅-氧化钠系统中某个组成的样品在指定高温下达到相平衡后的结构来验证书本上对应相图的状态，进而理解相图上任一点均代表系统状态的结论。同时经过本实验的学习和训练，学生能够掌握如何把样品的高温结构保留到常温进行结构分析的方法。

本实验需要用到的设备有立时管式电炉、可控硅温度控制器、白金坩埚、自偶变压器、偏光显微镜、微距摄像头、21英寸彩色电视机等。

在实验操作前学生需要认真观看本实验的多媒体教学片，然后经过实验教师的再次示范及交待注意事项后方可进行实验操作。

实验结束后一周内学生要提交实验报告。

实验四 失重法研究固相反应速度常数（3学时）

本实验的原理是热失重分析方法，该方法的原理将在本实验的多媒体教学片中有所论述，学生必须认真学习和掌握。

本实验用到的设备有立时管式电炉、可控硅温度控制仪、白金坩埚、千分之一精度的电子天平、计算机及相应的数据处理和作图程序。

在实验操作前学生需要认真观看本实验的多媒体教学片，然后经过实验教师的再次示范及交待注意事项后方可进行实验操作。

实验结束后一周内学生要提交实验报告。

三、课程教学的基本要求

在这门基础实验课程中进行的教学环节是实验原理和要求的讲解，实验操作的显示，学生自己动手做实验，记录实验结果和实验现象，书写实验报告，老师批改每份报告并给出成绩。要求学生在实验前先预习，在实验过程运用学过的理论知识，掌握正确的实验方法，书写实验报告要求规范和整洁，并能结合理论知识分析实验结果。通过基础实验课，能够让学生牢固掌握理论知识。实验教师在指导学生进行操作时必须做到“细心、耐心、诚心”（三心形象），尤其要注意学生在实验过程中的违规操作和电、热的安全问题。教师在指导实验过程中要做到主动提问、提示和解释，同时还要辅导学生分析实验结果，如有机会还应该向学生介绍计算机编程进行数据采集、处理、显示的原理。实验完成后学生按时上交实验报告。本课程一共48学时。考核方式是依据实验操作认真程度，考勤情况和实验报告成绩,给出一个综合成绩。

四. 建议教材与教学参考书

[1] 曹德光编，硅酸盐岩相学实验指导书及实验报告，广西大学西教材科印，1999.

[2] 杨淑珍等编，无机非金属材料测试武汉工业大学出版社，1991.

[3] 南京玻璃纤维研究设计院编，玻璃测试技术，中国建筑工业出版社，1987.

[4] 无机非金属材料教研室，《专业基础实验之二指导书》，2001年启用

[5] 陆佩文主编，《硅酸盐物理化学》，东南大学出版社出版，1991.1

5. 一窑炉的窑墙内侧温度为1400摄氏度，环境温度为20℃，试设计窑墙保温体系，使窑墙单位面积积散热量低于200

是热传导的问题，与电压、电阻和电流关系一样，（1400-20）/200=6.9 相当于热阻大于6.9，然后将内衬耐高温（镁铬砖）砖导热系数、中间用及外侧导热系数根据串联与厚度关系计算，即可

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