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《非金属材料制备及组织性能综合实验》实验指南

发布于:2016-02-19


一.实验课程的总体情况介绍

1.实验课的基本理论

1)无机粉体材料制备及性能评价技术

陶瓷出于各种原因,要掺杂其它物质。实现掺杂可以采用多种方法,要考虑制备成本、性能等多种因素。

比较便宜的掺杂的方法是:先固溶处理,然后用机械球磨进行破碎。固溶处理是一个热激活过程,为了使固溶反应能够以较快的速度进行,有必要将混和粉体加热到比较高的温度。固溶处理的加热温度若太高了,颗粒粗化,将其破碎很不容易;若太低了,不能形成成分均一的物质。粉体经固溶处理时后,颗粒多少有些变粗,但只要不过分就行。随后的机械球磨对粉体进行破碎,使其达到粒度要求。比较关键的球磨工艺参数有研磨体与粉体的比例、球磨时间、介质。

液相法也是常用的实现掺杂的方法。先将有关原料配成混合溶液,然后加入沉淀剂,使有关离子同时沉淀,以形核、长大的方式聚结形成颗粒。

2)高分子及复合材料的制备技术

聚合物由单体聚合而成。由单体得到聚合物的聚合方法有多种,其中最典型方法有本体聚合和乳液聚合。本实验要实践这两种聚合方法。并要求实验者将高分子与陶瓷复合,制成复合材料。同时要求实验者掌握液体粘度测量和高分子材料若干性能的测定的方法。

3)粉体成型工艺实验

粉体成型时,要求粉体具有适当的可塑性,即要求粉体在外力下能够聚结成某种规定的形状,并且在外力卸去后仍保持该形状。并不是任何粉体或某种粉体在任何时候都能满足可塑性要求的。通常做法是在粉体中加进一些液体或粘结剂,以使粉体达到既定的可塑性要求。这些添加物质称之为塑化剂。根据塑化剂的种类和量的不同,经塑化的粉体通常有以下三种状态:仍保持固相颗粒的特征、粘稠的泥料和流动性很好的浆料。分别采用这三种坯料,粉体成型方法分成三类:干压成型、可塑法成型、流法成型。同一种坯料可以用不同的策略去成型,这样在每类下又派生了许多具体的技术。本实验要求实验者在实践四种成型方法的同时,掌握与其中三种成型方法相应的粉体塑化技术。

4)烧结工艺实验

从粉体变成致密块体通常需要烧结。在烧结过程中坯体内部会发生一系列的物理化学变化,最后密度和强度都得到提高。在本实验中,实验者将实践现代陶瓷技术中比较有代表性的常压烧结工艺,掌握烧结温度的确定方法,同时学会测量材料的密度、真密度、气孔率及吸水率等指标的方法。

2.实验项目设置与内容提要

序号

实验项目名称

内容提要

实验要求

实验

类型

计划学时

主要仪器设备

所在实验室

1

粉体的物理性能检测实验

学习测量粉体的休止角、振实密度、松装密度、分散度等性能的方法,

必做

基础

2

电子天平,BT-1000型粉体综合特性测试仪

材料学院

实验教学中心

2

烧结体的物理性能检测实验

掌握测量陶瓷材料气孔率、密度、吸水率的测定方法,总结长石含量传统对陶瓷密度、吸水率、气孔率的的影响规律。

必做

综合

2

电子天平、真空抽气装置、液体静力天平、烘箱

同上

3

热压注成型

制备喂料,注射成型。研究注射工艺参数对型坯质量的影响。

必做

综合

1

热压注成型机、成型模具、天平

同上

4

丝网印刷及浆料粘度测试

制备油墨,测量油墨的粘度,进行印刷实验,研究印刷工艺对印刷质量的影响。

必做

综合

1

电子天平、行星球磨机、手动丝网印刷机、显微镜、CAP2000+锥板粘度计

同上

5

流延成型实验

配制浆料,流延成型,分析流延成型坯体缺陷,并研究干燥时间对生坯柔度的影响。

必做

综合

2

流延成型机、天平、行星球磨机、游标卡尺。

同上

6

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合实验

1)了解本体聚合的原理、特点和实施方法。

2.熟悉利用甲基丙烯酸甲酯本体聚合制备有机玻璃的方法,了解其工艺过程

必做

基础

2

电子天平、试管 、三颈瓶 、 冷凝管 、 恒温水浴 、机械搅拌器

同上

7

醋酸乙烯酯的乳液聚合实验

1)了解乳液聚合的基本原理和特点;

2)掌握乳液聚合的试验技术。

必做

综合

2

玻璃烧杯、温度计,搅拌器、滴液漏斗、恒温水浴

同上

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