《陶瓷性能檢測》課程教學(xué)大綱

《陶瓷性能檢測》實驗教學(xué)大綱一、課程基本情況課程代碼：1011339015課程名稱：陶瓷性能檢測/PerformanceTestingofCeramic課程類別：專業(yè)方向特色課程課程性質(zhì)：選修課程類型：獨立實驗課總學(xué)分：1總學(xué)時：16實驗/實踐學(xué)時：16適用專業(yè)：無機非金屬材料工程適用對象：本科先修課程：陶瓷工藝學(xué)開課學(xué)院：材料科學(xué)與工程學(xué)院二、課程簡介1.課程任務(wù)與目的陶瓷性能檢測是無機非金屬材料工程專業(yè)陶耐方向的專業(yè)特色課程，通過本大綱所規(guī)定的全部教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解陶瓷及耐火材料性能檢測的相關(guān)技術(shù)規(guī)范，掌握陶瓷及耐火材料生產(chǎn)控制與性能檢測的基本理論、基本技能，掌握測定陶瓷及耐火材料各項物理性能時相關(guān)儀器的使用方法，能運用所學(xué)的知識分析、解決陶瓷及耐火材料物理性能檢驗中出現(xiàn)的各種問題，達(dá)到培養(yǎng)其科研能力和實際工作能力的目的。

在本課程的教學(xué)過程當(dāng)中，加入對中國古代陶瓷所取得的偉大成就的回顧，起到激發(fā)學(xué)生自信和學(xué)習(xí)熱情，積極投入到陶瓷行業(yè)建功立業(yè)的熱情。對接培養(yǎng)的崗位能力能掌握測定陶瓷及耐火材料各項性能的基本理論及儀器的使用方法，具有良好的職業(yè)崗位能力和綜合素養(yǎng)，能夠從事無機非金屬材料的生產(chǎn)控制、工藝改進(jìn)、新產(chǎn)品研發(fā)及質(zhì)量檢測等崗位。三、實驗教學(xué)目標(biāo)本課程教學(xué)目標(biāo)對應(yīng)畢業(yè)要求4、6、9，具體內(nèi)容如下：教學(xué)目標(biāo)1：鍛煉學(xué)生的動手操作能力，使學(xué)生深入掌握陶瓷及耐火材料的生產(chǎn)工藝知識，掌握測定陶瓷及耐火材料各項物理性能時相關(guān)儀器的使用方法；能夠應(yīng)用無機非金屬材料工程科學(xué)的基本原理，分析材料制備與加工過程的影響因素和質(zhì)量控制指標(biāo)，能采用基本原理和正確的分析測試方法，鑒別無機非金屬材料生產(chǎn)與應(yīng)用中的化學(xué)品、原燃料、半成品和成品的物理化學(xué)性質(zhì)，掌握影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要控制因素，支撐畢業(yè)要求的指標(biāo)點4.1。教學(xué)目標(biāo)2：培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，使學(xué)生掌握陶瓷及耐火材料性能的常規(guī)物理化學(xué)性能的測定方法，能夠運用科學(xué)的方法正確采集、整理實驗數(shù)據(jù)，對實驗結(jié)果進(jìn)行關(guān)聯(lián)、分析和解釋，并通過信息綜合獲得合理、優(yōu)化的結(jié)論，支撐畢業(yè)要求的指標(biāo)點4.4。教學(xué)目標(biāo)3：提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，掌握產(chǎn)品的性能對生產(chǎn)工藝過程及工程應(yīng)用的影響，有法律法規(guī)意識，了解與無機非金屬材料相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)、知識產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)，支撐畢業(yè)要求的指標(biāo)點6.1。教學(xué)目標(biāo)4：使學(xué)生學(xué)會用學(xué)過的測試方法、結(jié)果來指導(dǎo)實際生產(chǎn)，在工作中能獨立完成團隊分配的工作，勝任團隊成員的角色與責(zé)任，能夠作為負(fù)責(zé)人組織團隊成員開展工作，傾聽團隊成員意見，支撐畢業(yè)要求的指標(biāo)點9.2。四、實驗項目及學(xué)時安排序號實驗項目名稱實驗學(xué)時實驗類型實驗要求每組人數(shù)完成課程教學(xué)目標(biāo)1陶瓷泥漿流動性及觸變性的測定4設(shè)計性必做3教學(xué)目標(biāo)1,22陶瓷泥漿粘度的測定2驗證性必做3教學(xué)目標(biāo)1,2,33陶瓷產(chǎn)品白度的測定2驗證性必做3教學(xué)目標(biāo)1,2,44陶耐制品的干燥和燒成工藝4綜合性必做3教學(xué)目標(biāo)1,2,35陶耐制品的線變化測定2綜合性必做3教學(xué)目標(biāo)1,2,46陶瓷耐火材料氣孔率、吸水率及體積密度的測定2綜合性必做3教學(xué)目標(biāo)1,2,4五、實驗內(nèi)容實驗一陶瓷泥漿流動性及觸變性的測定實驗?zāi)康模赫莆諟y定原理和方法、步驟及儀器的正確使用；了解陶瓷泥漿流動性及觸變性的測定在陶瓷生產(chǎn)中的指導(dǎo)作用。實驗設(shè)備：涂-4粘度計、比重計、燒杯、秒表、100目篩等。實驗內(nèi)容及步驟：1.制備合適含水量的泥漿，不同粘土的需水量大致在50-80%之間，全部通過100目篩。2.將一定的泥漿置入量筒中，緩慢并輕放比重計，待比重計穩(wěn)定后，讀其讀數(shù)，其值為泥漿比重。3.在涂-4杯中灌裝100ml的水，讓水流出并記錄所需時間t水。4.在涂4杯中裝100ml的泥漿，停留30秒，讓泥漿流出并記錄所需時間t30S。5.在涂4杯中裝100ml的泥漿，停留30分鐘，讓泥漿流出并記錄所需時間t30min。實驗二陶瓷泥漿粘度的測定實驗?zāi)康模赫莆諟y定的原理和方法、步驟及儀器的正確使用；了解陶瓷泥漿粘度和陶瓷白度的測定在陶瓷生產(chǎn)中的指導(dǎo)作用。實驗設(shè)備：NDJ數(shù)顯粘度計、量筒、天平、燒杯、玻璃棒比重計、燒杯、秒表、100目篩等。實驗內(nèi)容及步驟：1.制備固相含量50%、55%、60%、65%、70%的泥漿，裝入直筒型容器中。2.將保護(hù)架裝到粘度計上，右旋裝上，左旋卸下。3.根據(jù)泥漿粘度選擇合適的轉(zhuǎn)子，裝到連接桿上，旋轉(zhuǎn)升降旋鈕，緩慢下降至轉(zhuǎn)子刻度線正好與液面相平。4.接通電源，調(diào)整轉(zhuǎn)子號，選好轉(zhuǎn)速，按下測試鍵，當(dāng)右上角的扭矩值顯示在20%-90%之間時，可記錄數(shù)據(jù)。5.重復(fù)操作1—4號轉(zhuǎn)子，比較測量結(jié)果。實驗三陶瓷產(chǎn)品白度的測定實驗?zāi)康模赫莆諟y定的原理和方法、步驟及儀器的正確使用；了解陶瓷白度的測定在陶瓷生產(chǎn)中的指導(dǎo)作用。實驗設(shè)備：WSD-3全自動白度儀、黑桶、標(biāo)準(zhǔn)白板、參比白板等。實驗內(nèi)容及步驟：1.首先開啟儀器，預(yù)熱30分鐘。2.進(jìn)行儀器調(diào)整：用標(biāo)準(zhǔn)黑筒校準(zhǔn)零點；用標(biāo)準(zhǔn)工作白度板調(diào)準(zhǔn)。并記錄參比工作白板值。3.將樣品放到測試臺上測量其白度值，多測幾處取平均值，作為最終測定結(jié)果。4.測紙張的不透明度。先測重疊多層紙樣至不透明時的反射率R∞，再測單張紙樣背襯黑筒時的反射率R0，則該紙張不透明度T=R0/R∞×100。實驗四陶耐制品的干燥和燒成工藝實驗?zāi)康模赫莆仗沾杉澳突鸩牧现破返母稍锖蜔Y(jié)的原理及方法；了解陶瓷及耐火材料的干燥制度和燒結(jié)溫度對陶耐制品在干燥及燒成過程中的所起到的重要作用；分析陶耐制品的燒結(jié)溫度對陶耐制品質(zhì)量的影響。實驗設(shè)備：電熱鼓風(fēng)干燥箱、高溫電阻爐等。實驗內(nèi)容及步驟：1.將試樣放入高溫電阻爐內(nèi)，按升溫曲線升溫。燒成溫度對材料最終性能有很大的影響，為了達(dá)到最佳效果，可取多個樣品分別在1100℃、1150℃、1200℃、1250℃、1300℃保溫1hr，當(dāng)冷卻至室溫后取出放入干燥器內(nèi)，以備測定密度和氣孔率作比較。2.燒成制度以保證試樣不開裂為原則，特別要防止因晶相轉(zhuǎn)變時的體積效應(yīng)而導(dǎo)致的樣品開裂。本實驗中試樣燒成曲線為：升溫：室溫-500℃：150℃-200℃/hr；500℃-650℃：50℃-100℃/hr；600℃-燒成溫度：150℃-200℃/hr。保溫：1hr冷卻：燒成溫度-1000℃：100℃-150℃/hr；1000℃-室溫：關(guān)閉電源自然冷卻。實驗五陶耐制品的線變化測定實驗?zāi)康模赫莆諟y定原理和方法、步驟及儀器的正確使用；通過結(jié)果分析，初步判斷耐火材料質(zhì)量等級以及制品的體積穩(wěn)定性能。實驗設(shè)備：高溫電阻爐、JPA-5手動壓力成型機、電子天平、游標(biāo)卡尺、模具。實驗內(nèi)容及步驟：(以圓柱形試樣為例)1、用刀片給試樣做標(biāo)記，標(biāo)記應(yīng)該在試樣無裂紋等缺陷的一面，且盡量使兩特征的連線經(jīng)過試樣表面的圓心。2、用卡尺在試樣標(biāo)記處量取直徑，并將試樣標(biāo)號一同記錄下來(直徑為d0)。3、將測量過的試樣交錯有序的放進(jìn)高溫電阻爐，進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)。4、關(guān)爐后，待溫度降為室溫取出試樣。5、用卡尺在同一處量取直徑，一并記錄為d1。6、依據(jù)燒成（重?zé)┚€變化=(L1-L0)/L0*100%來計算。實驗六陶瓷耐火材料氣孔率、吸水率及體積密度的測定實驗?zāi)康模赫莆諟y定原理和方法、步驟及儀器的正確使用；了解耐火材料體積密度及氣孔率測定在耐火材料生產(chǎn)中的指導(dǎo)作用。實驗設(shè)備：陶瓷吸水率測試儀、電子天平、烘箱、干燥皿、塑料桶、毛刷、鑷子、臉盆、吊籃、毛巾、托盤等。實驗內(nèi)容及步驟：1.在精密電子天平上稱取干燥后的試樣，即試樣空氣中重量m1（干重）。2.將試樣放入容器并安置于抽真空裝置中，關(guān)閉機器左側(cè)的放水閥、進(jìn)氣閥。打開電源開關(guān)，真空泵開始工作。3.通過真空泵對真空容器進(jìn)行抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到要求后，在此真空度下保持一定設(shè)定時間（15min）。隨后自動進(jìn)入注水程序，要求水面高度高于試樣高度。4.當(dāng)進(jìn)水時間到，自動進(jìn)入浸泡程序，當(dāng)浸泡時間到時會發(fā)出報警聲，關(guān)閉電源開關(guān)，打開機器左側(cè)進(jìn)氣閥進(jìn)氣，當(dāng)真空壓力表指示表指針回“0”時，即可揭開真空容器蓋子，取出試樣。打開排水閥門，將水排出。5.將上述試樣輕輕放入電子天平的吊藍(lán)中，同時浸沒在液體中稱試樣的浮量m2（飽和試樣的表觀質(zhì)量)6.從浸液中取出試樣用濕毛巾小心擦去表面多余的液滴，注意不能把氣孔中的液體吸出，立即稱出在空氣中的飽和重量m3（飽和試樣的質(zhì)量)，然后根據(jù)公式計算出試樣的體積密度、顯氣孔率和吸水率。六、實驗報告格式實驗名稱實驗?zāi)康膶嶒炘恚ㄈ嶒瀮x器設(shè)備（四）實驗步驟（五）實驗原始記錄及結(jié)果（六）問題討論七、考核方式1.實驗成績的構(gòu)成實驗理論測試占20%，實驗操作成績占60%，實驗報告占20%。學(xué)生成績評定表考核方式成績構(gòu)成出勤理論測試實驗報告實驗操作答辯項目小論文其他√√√成績比例%2020602.課程教學(xué)目標(biāo)考核方式本課程教學(xué)目標(biāo)與考核方式評價權(quán)重如表所示：教學(xué)目標(biāo)考核權(quán)重表課程教學(xué)目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點考核評價方式權(quán)重（%）理論測試實驗報告實驗操作合計教學(xué)目標(biāo)1指標(biāo)點4.110720~3037~47教學(xué)目標(biāo)2指標(biāo)點4.410825~3543~53教學(xué)目標(biāo)3指標(biāo)點6.155教學(xué)目標(biāo)4指標(biāo)點9.255合計2020601003.課程教學(xué)目標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)課程教學(xué)目標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)量規(guī)表優(yōu)（90-100）良（80-89）中（70-79）及格（60-69）不及格（0-59）教學(xué)目標(biāo)1熟練掌握測定陶瓷及耐火材料各項物理性能時相關(guān)儀器的使用方法；能夠熟練應(yīng)用無機非金屬材料工程科學(xué)的基本原理，分析材料制備與加工過程的影響因素和質(zhì)量控制指標(biāo)準(zhǔn)確掌握測定陶瓷及耐火材料各項物理性能時相關(guān)儀器的使用方法；能夠準(zhǔn)確應(yīng)用無機非金屬材料工程科學(xué)的基本原理，分析材料制備與加工過程的影響因素和質(zhì)量控制指標(biāo)能掌握測定陶瓷及耐火材料各項物理性能時相關(guān)儀器的使用方法；能練應(yīng)用無機非金屬材料工程科學(xué)的基本原理，分析材料制備與加工過程的影響因素和質(zhì)量控制指標(biāo)基本掌握測定陶瓷及耐火材料各項物理性能時相關(guān)儀器的使用方法；能夠基本應(yīng)用無機非金屬材料工程科學(xué)的基本原理，分析材料制備與加工過程的影響因素和質(zhì)量控制指標(biāo)不能掌握測定陶瓷及耐火材料各項物理性能時相關(guān)儀器的使用方法，不能應(yīng)用無機非金屬材料工程科學(xué)的基本原理，分析材料制備與加工過程的影響因素和質(zhì)量控制指標(biāo)教學(xué)目標(biāo)2熟練掌握陶瓷及耐火材料性能的常規(guī)物理化學(xué)性能的測定方法，能夠熟練運用科學(xué)的方法正確的采集、整理實驗數(shù)據(jù)，對實驗結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析和解釋準(zhǔn)確掌握陶瓷及耐火材料性能的常規(guī)物理化學(xué)性能的測定方法，能夠準(zhǔn)確運用科學(xué)的方法正確的采集、整理實驗數(shù)據(jù)，對實驗結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析和解釋能掌握陶瓷及耐火材料性能的常規(guī)物理化學(xué)性能的測定方法，能運用科學(xué)的方法正確的采集、整理實驗數(shù)據(jù)，對實驗結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析和解釋基本掌握陶瓷及耐火材料性能的常規(guī)物理化學(xué)性能的測定方法，能夠基本運用科學(xué)的方法正確的采集、整理實驗數(shù)據(jù)，對實驗結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析和解釋不能掌握陶瓷及耐火材料性能的常規(guī)物理化學(xué)性能的測定方法，不能運用科學(xué)的方法正確的采集、整理實驗數(shù)據(jù)，對實驗結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析和解釋教學(xué)目標(biāo)3熟練掌握產(chǎn)品的性能對生產(chǎn)工藝過程及工程應(yīng)用的影響，熟練掌握與無機非金屬材料相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)、知識產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)準(zhǔn)確掌握產(chǎn)品的性能對生產(chǎn)工藝過程及工程應(yīng)用的影響，準(zhǔn)確掌握與無機非金屬材料相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)、知識產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)掌握產(chǎn)品的性能對生產(chǎn)工藝過程及工程應(yīng)用的影響，掌握與無機非金屬材料相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)、知識產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)基本掌握產(chǎn)品的性能對生產(chǎn)工藝過程及工程應(yīng)用的影響，基本掌握與無機非金屬材料相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)、知識產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)不能掌握產(chǎn)品的性能對生產(chǎn)工藝過程及工程應(yīng)用的影響，不能掌握與無機非金屬材料相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)、知識產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)教學(xué)目標(biāo)4能熟練完成團隊分配的工作，完全勝任團隊成員的角色與責(zé)任，能夠作為負(fù)責(zé)人組織團隊成員開展工作能準(zhǔn)確完成團隊分配的工作，準(zhǔn)確勝任團隊成員