無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)(編輯修改稿)
2025-01-03 20:53 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 實(shí)驗(yàn)過(guò)程及要求： 利用典型晶體結(jié)構(gòu)模型，指出某種晶體結(jié)構(gòu)模型所屬晶系，一個(gè)晶胞所含離子數(shù)目，負(fù)離子堆積方式，正負(fù)離子的配位數(shù)，正離子占據(jù)的空隙位置，結(jié)構(gòu)類型。分別用坐標(biāo)法、球體密堆積法、配位多面體及其連接方式法、投影法來(lái)描述某一具體的晶體結(jié)構(gòu)。 利用硅酸鹽晶體模型，指出結(jié)構(gòu)類型， [SiO4]共用 O2數(shù)， [SiO4]連接形狀，絡(luò)陰離子式， Si/O 比 ，寫出某一具體硅酸鹽晶體的結(jié)構(gòu)式，熟悉硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。對(duì)不同類型的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，指出其異同點(diǎn)。 8 實(shí)驗(yàn)三 玻璃的析晶 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解玻璃的析晶性能。 測(cè)定玻璃的析晶溫度范圍、鏡下觀察析晶產(chǎn)物。 二、實(shí)驗(yàn)原理 一般認(rèn)為玻璃是過(guò)冷的液體。即玻璃熔體過(guò)冷后仍保持著遠(yuǎn)程 無(wú)序結(jié)構(gòu)。從熱力學(xué)觀點(diǎn)，玻璃態(tài)物質(zhì)的內(nèi)能高于晶態(tài)物質(zhì)，處于介穩(wěn)狀態(tài)，總有向晶態(tài)轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)；從動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)，析晶過(guò)程必須克服一定的能壘。由于常溫下玻璃的粘度很大，由玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)的速 度是很小的。但是我們?nèi)绻巡ＡЪ訜岬侥骋粶囟确秶⒕S持相當(dāng)時(shí)間，即滿足動(dòng)力學(xué)上的轉(zhuǎn)化 條件，則玻璃中的質(zhì)點(diǎn)也能作有序排列，產(chǎn)生結(jié)晶作用。 玻璃析晶對(duì)硅酸鹽工業(yè)有很大意義，它的析晶能力與其化學(xué)成分、溫度、保溫時(shí)間都有關(guān)系。按照玻璃的組成不同，析出的晶體也不同，一般工業(yè)玻璃中析出的產(chǎn)物為失透石（ ） 、 方石英、磷石英等。 測(cè)定玻璃析晶的方法 ，一般有強(qiáng)迫析晶法和淬冷法。本實(shí)驗(yàn)采取強(qiáng)迫析晶法。 即將玻璃放在小瓷舟中，在梯溫爐內(nèi)加熱，在一定溫度下保溫一定時(shí)間后取出急冷，鏡下觀察結(jié)晶程度和結(jié)晶溫度 范圍。 三、實(shí)驗(yàn)儀器 9 臥式管狀電爐 溫度控制器 熱電偶 磁舟 偏光顯微鏡 四、實(shí)驗(yàn)步驟 試樣放置。先將瓷舟表面刷凈，撒一層氧化鋁（ AI2O3） 粉，再將試樣 （ 3～４塊） 均勻地放在瓷舟內(nèi)，然后把瓷舟輕輕推入爐中至一定位置。 接通電源，使梯溫爐升溫到中心溫度為 760℃，保溫半小時(shí)。 溫度曲線的標(biāo)定。在試樣保溫時(shí)，將梯溫爐作一次測(cè)定，以求得爐中沿長(zhǎng)度分布的溫度曲線， 并 確定整個(gè)瓷舟 所在位置 的溫度范圍。 關(guān)閉電源 ，取出樣品在空氣中冷卻（或在爐中冷卻至室溫） ，然后在偏光顯微鏡下觀察析晶情況。 五、注意事項(xiàng) 向爐中放瓷舟時(shí)，瓷舟頭應(yīng)朝向熱電偶 ，但不能與熱電偶接觸。 梯溫爐的溫度標(biāo)定結(jié)束后，從爐中取出的熱電偶不能直接放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，等 降溫后再放到適當(dāng)?shù)奈恢谩? 從爐中取出的瓷舟應(yīng)放到指定的地 點(diǎn) ，實(shí)驗(yàn)完畢將瓷舟交回。 10 實(shí)驗(yàn)四 粘土泥漿動(dòng)電位的測(cè)定 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握粘土泥漿 動(dòng) 電位的測(cè)定方法 進(jìn)一步了解粘土－ 水系統(tǒng)的電動(dòng)性質(zhì)。 二、 實(shí)驗(yàn)原理 粘土泥漿是粘土與水組成的膠體系統(tǒng)。由于種種原因，粘 土 顆粒帶電，并形成粘土膠團(tuán)結(jié)構(gòu)。粘土顆粒本身為膠核，膠核與吸附層構(gòu)成粘土膠粒；膠粒與擴(kuò)散層構(gòu)成粘土膠團(tuán) （如下圖所示） 。粘土膠粒與擴(kuò)散層帶有相反電荷，相對(duì)移動(dòng)時(shí)存在的電位差稱為 動(dòng)電位。 在外加電場(chǎng)作用下，帶電的粘土 膠粒向電極移動(dòng)，這就是電泳現(xiàn)象。粘土膠粒的電泳速度與動(dòng)電位的大小有關(guān)。因此，可以根據(jù)測(cè)定的膠粒移動(dòng)速度，通過(guò)計(jì)算，求出動(dòng)電位。
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