无机非金属材料工程《陶瓷性能检测》实验教学大纲

《陶瓷性能检测》实验教学大纲一、课程基本情况课程代码：1011339015课程名称：陶瓷性能检测/PerformanceTestingofCeramic课程类别：专业方向特色课程课程性质：选修课程类型：独立实验课总学分：1总学时：16实验/实践学时：16适用专业：无机非金属材料工程适用对象：本科先修课程：陶瓷工艺学开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介1.课程任务与目的陶瓷性能检测是无机非金属材料工程专业陶耐方向的专业特色课程，通过本大纲所规定的全部教学内容的学习，使学生了解陶瓷及耐火材料性能检测的相关技术规范，掌握陶瓷及耐火材料生产控制与性能检测的基本理论、基本技能，掌握测定陶瓷及耐火材料各项物理性能时相关仪器的使用方法，能运用所学的知识分析、解决陶瓷及耐火材料物理性能检验中出现的各种问题，达到培养其科研能力和实际工作能力的目的。

在本课程的教学过程当中，加入对中国古代陶瓷所取得的伟大成就的回顾，起到激发学生自信和学习热情，积极投入到陶瓷行业建功立业的热情。坚持知识传授与价值引领相结合，积极主动融入课程思政元素，不断加强世界观、人生观、价值观教育，激发学生的爱国情、强国志、报国行。引导学生践行社会主义核心价值观，培养学生成为德才兼备、全面发展的社会主义建设者和接班人。对接培养的岗位能力能掌握测定陶瓷及耐火材料各项性能的基本理论及仪器的使用方法，具有良好的职业岗位能力和综合素养，能够从事无机非金属材料的生产控制、工艺改进、新产品研发及质量检测等岗位。三、实验教学目标1.课程对毕业要求的支撑[毕业要求指标点4.3]能够合理选用无机非金属材料研发与生产设备，并采用科学、合理的实验方法和步骤，安全地开展实验研究，正确地采集实验数据。[毕业要求指标点4.4]能够运用科学的方法正确采集、整理实验数据，对实验结果进行分析和解释，并通过信息综合获得合理有效的结论。[毕业要求指标点6.1]了解无机非金属材料专业相关领域的技术标准体系、知识产权、产业政策和法律法规，理解不同社会文化对工程活动的影响。2.课程教学目标对应毕业要求指标点，具体内容如下：教学目标1：锻炼学生的动手操作能力，使学生深入掌握陶瓷及耐火材料的生产工艺知识，掌握测定陶瓷及耐火材料各项物理性能时相关仪器的使用方法；能够合理选用无机非金属材料研发与生产设备，并采用科学、合理的实验方法和步骤，安全地开展实验研究，正确地采集实验数据，支撑毕业要求的指标点4.3。教学目标2：培养学生理论联系实际的能力，使学生掌握陶瓷及耐火材料性能的常规物理化学性能的测定方法，能够运用科学的方法正确采集、整理实验数据，对实验结果进行分析和解释，并通过信息综合获得合理有效的结论，支撑毕业要求的指标点4.4。教学目标3：提高学生分析问题和解决问题的能力，掌握产品的性能对生产工艺过程及工程应用的影响，了解无机非金属材料专业相关领域的技术标准体系、知识产权、产业政策和法律法规，支撑毕业要求的指标点6.1。四、实验项目及学时安排序号实验项目名称实验学时实验类型实验要求每组人数完成课程教学目标1陶瓷泥浆流动性及触变性的测定4设计性必做3教学目标1,22陶瓷泥浆粘度的测定2验证性必做3教学目标1,2,33陶瓷产品白度的测定2验证性必做3教学目标1,2,34陶耐制品的干燥和烧成工艺4综合性必做3教学目标1,2,35陶耐制品的线变化测定2综合性必做3教学目标1,2,36陶瓷耐火材料气孔率、吸水率及体积密度的测定2综合性必做3教学目标1,2,3五、实验内容实验一陶瓷泥浆流动性及触变性的测定实验目的：掌握测定原理和方法、步骤及仪器的正确使用；了解陶瓷泥浆流动性及触变性的测定在陶瓷生产中的指导作用。实验设备：涂-4粘度计、比重计、烧杯、秒表、100目筛等。实验内容及步骤：1.制备合适含水量的泥浆，不同粘土的需水量大致在50-80%之间，全部通过100目筛。2.将一定的泥浆置入量筒中，缓慢并轻放比重计，待比重计稳定后，读其读数，其值为泥浆比重。3.在涂-4杯中灌装100ml的水，让水流出并记录所需时间t水。4.在涂4杯中装100ml的泥浆，停留30秒，让泥浆流出并记录所需时间t30S。5.在涂4杯中装100ml的泥浆，停留30分钟，让泥浆流出并记录所需时间t30min。实验二陶瓷泥浆粘度的测定实验目的：掌握测定的原理和方法、步骤及仪器的正确使用；了解陶瓷泥浆粘度和陶瓷白度的测定在陶瓷生产中的指导作用。实验设备：NDJ数显粘度计、量筒、天平、烧杯、玻璃棒比重计、烧杯、秒表、100目筛等。实验内容及步骤：1.制备固相含量50%、55%、60%、65%、70%的泥浆，装入直筒型容器中。2.将保护架装到粘度计上，右旋装上，左旋卸下。3.根据泥浆粘度选择合适的转子，装到连接杆上，旋转升降旋钮，缓慢下降至转子刻度线正好与液面相平。4.接通电源，调整转子号，选好转速，按下测试键，当右上角的扭矩值显示在20%-90%之间时，可记录数据。5.重复操作1—4号转子，比较测量结果。实验三陶瓷产品白度的测定实验目的：掌握测定的原理和方法、步骤及仪器的正确使用；了解陶瓷白度的测定在陶瓷生产中的指导作用。实验设备：WSD-3全自动白度仪、黑桶、标准白板、参比白板等。实验内容及步骤：1.首先开启仪器，预热30分钟。2.进行仪器调整：用标准黑筒校准零点；用标准工作白度板调准。并记录参比工作白板值。3.将样品放到测试台上测量其白度值，多测几处取平均值，作为最终测定结果。4.测纸张的不透明度。先测重叠多层纸样至不透明时的反射率R∞，再测单张纸样背衬黑筒时的反射率R0，则该纸张不透明度T=R0/R∞×100。实验四陶耐制品的干燥和烧成工艺实验目的：掌握陶瓷及耐火材料制品的干燥和烧结的原理及方法；了解陶瓷及耐火材料的干燥制度和烧结温度对陶耐制品在干燥及烧成过程中的所起到的重要作用；分析陶耐制品的烧结温度对陶耐制品质量的影响。实验设备：电热鼓风干燥箱、高温电阻炉等。实验内容及步骤：1.将试样放入高温电阻炉内，按升温曲线升温。烧成温度对材料最终性能有很大的影响，为了达到最佳效果，可取多个样品分别在1100℃、1150℃、1200℃、1250℃、1300℃保温1hr，当冷却至室温后取出放入干燥器内，以备测定密度和气孔率作比较。2.烧成制度以保证试样不开裂为原则，特别要防止因晶相转变时的体积效应而导致的样品开裂。本实验中试样烧成曲线为：升温：室温-500℃：150℃-200℃/hr；500℃-650℃：50℃-100℃/hr；600℃-烧成温度：150℃-200℃/hr。保温：1hr冷却：烧成温度-1000℃：100℃-150℃/hr；1000℃-室温：关闭电源自然冷却。实验五陶耐制品的线变化测定实验目的：掌握测定原理和方法、步骤及仪器的正确使用；通过结果分析，初步判断耐火材料质量等级以及制品的体积稳定性能。实验设备：高温电阻炉、JPA-5手动压力成型机、电子天平、游标卡尺、模具。实验内容及步骤：(以圆柱形试样为例)1、用刀片给试样做标记，标记应该在试样无裂纹等缺陷的一面，且尽量使两特征的连线经过试样表面的圆心。2、用卡尺在试样标记处量取直径，并将试样标号一同记录下来(直径为d0)。3、将测量过的试样交错有序的放进高温电阻炉，进行高温烧结。4、关炉后，待温度降为室温取出试样。5、用卡尺在同一处量取直径，一并记录为d1。6、依据烧成（重烧）线变化=(L1-L0)/L0*100%来计算。实验六陶瓷耐火材料气孔率、吸水率及体积密度的测定实验目的：掌握测定原理和方法、步骤及仪器的正确使用；了解耐火材料体积密度及气孔率测定在耐火材料生产中的指导作用。实验设备：陶瓷吸水率测试仪、电子天平、烘箱、干燥皿、塑料桶、毛刷、镊子、脸盆、吊篮、毛巾、托盘等。实验内容及步骤：1.在精密电子天平上称取干燥后的试样，即试样空气中重量m1（干重）。2.将试样放入容器并安置于抽真空装置中，关闭机器左侧的放水阀、进气阀。打开电源开关，真空泵开始工作。3.通过真空泵对真空容器进行抽真空，当真空度达到要求后，在此真空度下保持一定设定时间（15min）。随后自动进入注水程序，要求水面高度高于试样高度。4.当进水时间到，自动进入浸泡程序，当浸泡时间到时会发出报警声，关闭电源开关，打开机器左侧进气阀进气，当真空压力表指示表指针回“0”时，即可揭开真空容器盖子，取出试样。打开排水阀门，将水排出。5.将上述试样轻轻放入电子天平的吊蓝中，同时浸没在液体中称试样的浮量m2（饱和试样的表观质量)6.从浸液中取出试样用湿毛巾小心擦去表面多余的液滴，注意不能把气孔中的液体吸出，立即称出在空气中的饱和重量m3（饱和试样的质量)，然后根据公式计算出试样的体积密度、显气孔率和吸水率。六、实验报告格式实验名称实验目的实验原理（三）实验仪器设备（四）实验步骤（五）实验原始记录及结果（六）问题讨论七、考核方式1.实验成绩的构成实验操作成绩占50%，实验报告占50%。学生成绩评定表考核方式成绩构成出勤理论测试实验报告实验操作答辩项目小论文其他√√成绩比例%50502.课程考核方式评价权重本课程教学目标与考核方式评价权重如表所示：课程教学目标支撑毕业要求指标点考核评价方式权重（%）实验报告实验操作合计教学目标1指标点4.3222547教学目标2指标点4.4232548教学目标3指标点6.155合计50501003.评分标准实验成绩评定及考核标准考核环节考核结果及标准评估项目及权重优秀（90~100分）良好（80~90分）中等（70~80分）及格（60~70分）不及格（＜60分）实验操作（50%）能够根据实验目的，独立设计优化实验步骤，独立或合作完成实验操作，且操作规范；准确记录实验现象，并对实验现象进行综合的分析讨论，得出合理的实验结果能够根据实验目的，独立设计实验步骤，独立或合作完成实验操作，操作较为规范；记录实验现象较为准确，并对实验现象进行综合的分析讨论，得出较为合理的实验结果能够根据实验目的，设计实验步骤，独立或合作完成实验操作，操作基本规范；记录实验现象，并对实验现象进行分析讨论，得出实验结果能够根据实验目的，设计出基本的实验步骤，基本能完成实验操作，操作基本规范；记录实验现象，并对实验现象进行初步分析讨论，得出实验结果不能根据实验目的，设计出相应的实验步骤，不能完成实验操作或操作不规范；不能记录实验现象，不能对实验现象进行分析讨论，不能得出实验结果实验报告（50%）实验报告能够独立完成，内容完整，数据合理，数据处理正确，图表规范。能够正确完成实验报告中提出的问题，并对实验中遇到的问题进行深入的讨论，提出自己的见解。实验报告能够独立完成，内容完整，数据较为合理，数据处理正确，图表基本规范。能够较好的完成实验报告中提出的问题，并对实验中遇到的问题进行讨论，提出意见。实验报告能够独立完成，内容完整，数据基本合理，能够进行数据处理，图表基本规范。能够基本完成实验报告中