材料工艺学模板.docx

试验一：混凝土制备一、试验目标1. 掌握混凝土制备工艺。2. 学会测试试样抗压强度。二、试验原理及步骤混凝土受力破坏过程，实际上是混凝土裂纹发生及发展过程，也就是混凝土内部结构从连续到不连续演变过程。混凝土是由水泥石及粗细骨料所组成复合材料，它力学性质取决于水泥石性能、粗细骨料性能、水泥石和骨料界面粘结力和水泥和骨料在混凝土内相对体积含量。混凝土在浇注时，因为泌水作用，形成泌水通道和水囊，在混凝土干硬后会形成界面裂纹及空隙。混凝土浇注且硬化以后，因为水泥水化造成化学收缩及物理收缩，引发水泥石体积改变，使骨料和水泥石界面产生分布不均拉应力，当拉应力超出界面上抗拉强度，在骨料和水泥石之间就会出现很多细微裂纹。所以，硬化后混凝土在未受外力作用之前，内部就存在初始应力和微细裂纹。当混凝土承受单向应力载荷时，因为骨料（石子）强度和弹性模量全部大于水泥砂浆，所以在粗骨料上下端产生压应力，侧面产生拉应力。另外，水泥石抗拉强度远低于抗压强度，所以在较低压应力作用下，当其受拉区应力超出界面抗拉强度时，就使界面裂缝逐步扩展，最终造成试样破坏。“环箍效应”1. 原料及配比： 水泥：1.07kg 水：0.75-0.80kg 砂：1.93kg 碎石：3.59kg （总量约为一个模具用量）2. 仪器及设备： 台秤 量筒 铁锨 铁铲 混凝土模具3. 步骤： 称量：按上述配比称量原料。 搅拌：将原料混合并搅拌均匀，搅拌过程中观察触变性。 成型：采取人工插捣成型。当采取人工插捣时，混凝土拌合物应分两层装入试模，每层装料厚度大致相等。插捣应按螺旋方向从边缘向中心均匀进行，插捣底层时，捣棒应抵达试模表面，插捣上层时，捣棒应穿入下层深度为20-30mm，插捣时捣棒应保持竖直。插捣完后，刮除多于混凝土，并抹平。（模具在使用前要拧紧） 脱模及养护：从模具中取出试模，将试模浸入水中养护28d。清理模具并在模具上涂油以防氧化。 抗压强度测试：a 将试样擦拭洁净，测量尺寸，并检验其外观。依据尺寸计算试样承压面积。 b 将试样放在试验机下压板上，试样承压面和成型时顶面垂直。试样中心和试验机下压板中心对准。 c 开动试验机，连续而均匀地加荷。 d 结果处理： R混凝土立方体试样抗压强度，MPa； F破坏载荷，KN； A试样承压面积，m2。 以上三个试样测值算术平均值作为该组试样抗压强度值。三、数据处理数据整理以下表序号高（mm）宽（mm）底（mm）最大载荷F（N）抗压强度R(Kpa)139.740.96111.8871.43535.90 240.840.16111.8932.86569.33 340.0841.74111.81092.14652.83 439.442.3111.8477.71286.63 5FASLE638.6439.72111.861.4240.02 从计算结果能够看出4,5,6三组试验失败，所以只取前三组抗压强度取平均值即R=586.02四、试验总结经过该试验学习，我们掌握了混凝土制备工艺和测试式样抗压强度方法。在做试验过程中，我们亲手搜集沙土，碎石等试验原料，让我们深深了解了材料科学和工程这门学科所研究内容。 试验二：干压成型制作陶瓷片一、试验目标1. 掌握经过干压成型法制作陶瓷片工艺过程。2. 掌握经过作图分析数据方法。二、试验原理及步骤1. 原料及配比： 总量200g 长石（%）石英（%）紫木节（%）202555203050203545252550253045253540302545303040303535 滑石（外加）：2%2. 仪器设备： 电子天平 大号托盘 喷壶 游标卡尺手动压片机 钢模 抗压强度试验机3. 步骤： 称料：各小组按总量30g算出各组分质量。 置于振动磨中混匀。 造粒：用喷壶向托盘上方间断喷水，晃动托盘造粒。 称量：称量8g造好粒于钢模中。（每组压3个） 成型：干压成型 标识：用小刀在陶瓷片生坯上刻标识，同时称重，统计质量。测量直径及厚度。 烧结：在1100、1150、1200下分别烧结。 测烧失率：称量烧结后陶瓷片质量 测抗压强度： 测量样品尺寸收缩，计算收缩率。 统计全班数据，绘制组分-烧失率及组分-抗压强度曲线，从而得出最好配比。三、数据处理试验数据以下表：序号烧前直径（mm）烧前厚度（mm）烧前干重(g)烧后直径（mm）烧后厚度（mm）烧后干重(g)湿重(g)浮重(g)1-125.88.567.225.28.126.797.54.061-225.78.647.424.58.26.997.23.951-325.728.647.624.188.146.837.14.12-125.668.87.525.18.47.047.84.172-225.710.789.324.710.48.089.55.12-325.728.787.524.328.46.967.34.113-125.76.345.125.446.284.825.92.953-225.768.126.8257.966.237.43.743-325.728.747.524.628.66.977.84.24-125.77.666.425.227.566.097.23.664-225.729.748.424.629.247.868.64.634-325.79.288.226.068.747.68.14.565-125.629.627.925.29.427.38.44.485-225.748.527.326.6486.77.24.115-325.748.527.323.967.766.874.026-125.688.547.125.38.246.77.74.086-225.89.127.724.748.647.18.24.276-325.749.027.424.48.6477.64.117-125.788.146.925.128.066.47.23.817-225.78.687.524.448.347.077.54.237-325.668.547.324.187.986.873.938-125.88.667.225.468.66.837.84.078-225.728.867.324.848.626.967.84.118-325.78.847.424.348.467.087.44.239-125.79.17.224.548.83784.139-225.79.227.524.49.027.18.24.219-325.7297.424.848.547.17.54.11 处理后数据以下表烧失率收缩率气孔率体积密度5.69%9.50%20.64%1.97 5.54%13.75%6.46%2.15 10.13%16.73%9.00%2.28 6.13%8.67%20.94%1.94 13.12%10.89%32.27%1.84 7.20%14.46%10.66%2.18 5.49%2.94%36.61%1.63 8.38%7.67%31.97%1.70 7.07%9.84%23.06%1.94 4.84%4.96%31.36%1.72 6.43%13.07%18.64%1.98 7.32%3.16%14.12%2.15 7.59%5.26%28.06%1.86 8.22%-0.58%16.18%2.17 6.85%21.08%6.71%2.28 5.63%6.35%27.62%1.85 7.79%12.89%27.99%1.81 5.41%13.93%17.19%2.01 7.25%5.99%23.60%1.89 5.73%13.11%13.15%2.16 6.85%17.03%6.51%2.21 5.14%3.29%26.01%1.83 4.66%9.25%22.76%1.89 4.32%14.16%10.09%2.23 2.78%11.53%25.84%1.81 5.33%11.82%27.57%1.78 4.05%11.49%11.80%2.09 由表中数据绘制下图T=1100时T=1200时T=1200时四、试验总结经过该试验学习，我们初步掌握经过干压成型法制作陶瓷片工艺过程，而且使我们学习了复杂数据经过图表处理方法。经过图表我们发觉制作陶瓷片时，陶瓷片配料比，烧结温度对其性能有决定性影响。试验三：高铝质耐火材料初步制备一、试验目标1. 了解耐火材料制备过程。2. 了解原料所起作用。3 . 熟悉原料混料过程及干压法成型。二、试验原理1. 原料及配比： 总量：1kg 矾土熟料：3-1mm 36% 1-0mm 28% 180目 30% 粘土细粉：6% 水：4-5% 纸浆干粉（外加）：2%2.仪器及设备：电子天平 手动压片机 钢模3.步骤： 称料：按上述配比称料。 人工拌料：先用手将3-1mm和1-0mm矾土熟料混匀，加入纸浆干粉，拌匀，加水再拌匀。再加入先预混好180目细粉和粘土细粉混合物。 压柱：每个柱30g。 烧成： 物性测试：观察试样断面（颜色、颗粒分布均匀程度、颗粒结合是否牢靠、气孔形态等） 测定体积密度、烧失率。 测定气孔率和吸水率。三、数据处理数据经过整理以下表烧前直径mm烧前厚度mm烧前干重g烧后直径mm烧后厚度g烧后干重g湿重g浮重g125.428.730.425.128.3629.632.820.5225.7427.628.725.1226.627.930.919.02325.3827.128.825.127.0628.231.719.14425.6827.2628.725.0827.0427.931.118.94525.4825.9227.225.1425.7226.429.817.91625.727.3428.825.0827.327.930.718.81725.425.727.225.0625.3826.429.317.79由上表经过计算以下数据烧失率收缩率气孔率体积密度2.63%3.51%26.02%2406.5042.78%8.21%25.25%2348.4852.08%2.34%27.87%2245.2232.79%5.39%26.32%2294.4082.94%3.40%28.60%2220.3533.13%4.91%23.55%2346.5102.94%3.87%25.20%2293.658三、试验总结 耐火材料是指耐火度不低于1580材料，通常是指关键由无机非金属材料组成材料和制品。在理论上，Al2O3含量大于46%硅酸铝质耐火材料称为高铝耐火材料。中国要求高铝耐火材料Al2O3含量大于48%。此次试验我们组试验结果和其它组试验结果相差不大，这说明我们班这次试验整体结果是正确，没有试验失败组。试验四：注浆成型制作陶瓷工艺品一、试验目标1. 应用无机非金属材料工学课程中所学陶瓷工艺理论，认识原料，并确定原料组成及配比范围。2. 掌握简易石膏模具制做方法，经过注浆成型制作陶瓷工艺品步骤。3. 以小组为单位制作一件陶瓷工艺品。4. 能对烧后制品缺点作合理分析，在此基础上经过改善制备条件，取得优良工艺品。二、试验原理及步骤1. 原料： 建筑石膏：做石膏模具时使用。 钾长石：为肉红色，当块度较大时，经破碎、球磨、过筛后备用。 石英砂：白色，夹杂时带黄色。经破碎、球磨、过筛后备用。 紫木节：为软质粘土，紫色。可分散在水中。 大同土：为硬质粘土，白色。经破碎、球磨、过筛后备用。 滑石：为白色。 无水碳酸钠：白色。 2.仪器及设备： 电子天平 振动磨 球磨瓷瓶（带鹅卵石） 空桶（陈腐料浆用） 比重计 石膏模具（带捆绑绳） 烧杯 小刀（或锯条） 烧结炉3. 步骤： 称料： 总量：1kg石英：25% 长石：27% 紫木节：22% 大同土：24% 滑石：2% 无水碳酸钠（外加）：0.4% 料 ：水=1 ：1球磨：料 ：水 ：球=1 ：1 ：2 （24h）陈腐：陈腐一周。测比重：用比重计测定料浆比重。成型：将石膏模具组装后捆紧，从注浆口倒入搅拌均匀泥浆，等坯体抵达一定厚度后，将多于泥浆倒出，放置4-8h。脱模：当湿坯含有一定强度后，解开模具捆绑绳，平放在桌子上，脱模。干燥：自然干燥湿坯至坯体颜色发白且含有一定强度。修坯：用小刀或锯条钝面将坯体表面凸凹不平部分修理平整。烧成：经讨论后，各小组自定烧成制度。缺点分析：分析制品缺点并提出处理方案以完善制备条件。石膏模具制作：依据成型品大致形状折纸模型。配制少许石膏浆，80%左右水，待粘稠后倒入纸模型中以粘住底部，预防漏浆。依据纸模型体积称量石膏粉，85%左右水，混匀并使气泡尽可能少。粘稠后倒入纸模型内。将事先抹好肥皂模型浸入石膏中，留少许边缘以方便取出。放置位置要正。在石膏立即凝固时旋转模型以将其取出。静置至石膏体完全干燥。使用前用砂纸将工作面打光，并用海绵蘸水除去做石膏模时留下脱模剂（肥皂沫）三、试验总结1、钾长石：为肉红色，当块度较大时，经破碎、球磨、过筛后备用。作用：长石在陶瓷原料中是作为熔剂使用，所以长石在陶瓷生产中作用关键表现为它熔融和熔化其它物质性质。 2、 石英砂：白色，夹杂时带黄色，经破碎、球磨、过筛后备用。作用：作用石英是作为瘠性原料加入到陶瓷坯料中，它是陶瓷坯体中关键组分之一，它在陶瓷生产中作用不仅在坯体成型时，而且在烧成时全部相关键影响。 3、紫木节：为软质粘土，紫色。可分散在水中。作用：紫木节是软质粘土，可塑性好可塑性是陶瓷坯泥赖以成型基础 4、大同土：为硬质粘土，白色。经破碎、球磨、过筛后备用。作用：大同土是煅烧后煤矸石，属硬质粘土，可塑性很差 5、滑石：为白色。作用:滑石在一般日用陶瓷中通常作为溶剂使用，在细陶瓷坯体中加入少许滑石，可降低烧成温度，在较低温度下形成液相，加速莫来石晶体生成，同时扩大烧结温度范围，提升白度、透明度、力学强度和热稳定性。 6、 无水碳酸钠：白色。作用：作为陶瓷添加剂，起解凝作用减水剂（解凝剂）对于注浆料和喷雾干燥料全部是十分关键、不可缺乏。注浆泥料中低含水量可降低坯体收缩，减小石膏模吸水量，缩短模型干燥时间，提升生产效率。对于喷雾干燥料，含水量降低使干燥时能耗减小，并增加粉料输出量。