无机非金属材料测试方法
无机非金属材料测试方法教学设计 (2)
无机非金属材料测试方法教学设计背景无机非金属材料的研究和生产已成为当今世界重要的产业之一。
随着科学技术的发展，无机非金属材料性能的测试方法也得到了不断的完善和创新。
因此，对于学习无机非金属材料相关专业的学生而言，熟练掌握基本的测试方法是必不可少的。
教学目标•熟练掌握无机非金属材料所有性能测试方法；•理解测试过程中需要注意的相关安全问题；•掌握无机非金属材料性能测试结果的分析方法。
教学内容1.无机非金属材料压缩试验方法 1.1 压缩强度测试 1.2 破坏应变测试1.3 应力-应变曲线绘制 1.4 压缩模量测定方法2.无机非金属材料拉伸试验方法 2.1 极限拉伸强度测试 2.2 屈服强度测试 2.3 断裂应变测试 2.4 断裂延伸率测试3.无机非金属材料硬度测试方法 3.1 布氏硬度测试 3.2 洛氏硬度测试3.3 维氏硬度测试4.无机非金属材料造粒和碎裂检测方法 4.1 阴影法检测 4.2 静态显微镜检测 4.3 动态显微镜检测 4.4 残留粉尘分析法5.无机非金属材料表面测试方法 5.1 扫描电子显微镜检测 5.2 红外光谱测试 5.3 X射线衍射测试教学方法1.课堂教学法：通过讲解理论知识，向学生介绍测试方法的基本知识；2.实验教学法：通过实验，引导学生感性认识测试方法的过程和结果；3.讨论教学法：通过分析讨论实际案例，教授测试方法应用的实践技巧。
教学资源1.实验室：提供实验室测试设备、无机非金属材料样品和实验环境；2.教材：选用《材料测试与分析》（第二版）等相关教材，结合实际情况，进行案例分析和课堂讲解；3.多媒体教学资源：结合多媒体教学设备，进行PPT、演示视频等教学。
评估方法1.实验报告：让学生通过实验，根据测试结果撰写实验报告，评分占比20%；2.课堂考试：考试题目涵盖本学期所学的基本理论知识，占比30%；3.讨论与分析：结合案例分析，进行课堂讨论与分析，评分占比50%。
教学进度第一周•课程介绍和安排；•无机非金属材料压缩试验方法讲解。
SNT 36532013 食品接触材料 无机非金属材料 水模拟物中氟离子的测定 离子色谱法
SNT 3653-2013 食品接触材料无机非金属材料水模拟物中氟离子的测定离子色谱法中华人民共和国出入境检验检疫行业标准SN/T 3653-2013食品接触材料无机非金属材料水模拟物中氟离子的测定离子色谱法Food contact materials-Inorganic nonmetallic materials- Determination of fluoride release from water simulants一Ion chromatography2013-08-30 发布 2014-03-01 实施中华人民共和国发布国家质量监督检验检疫总局SN/T 3653-2013目。
吕本标准按照 GB/T 1. 1-2009 给出的规则起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。
本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本标准由国家认证认可监督管理委员会提出并归口。
本标准起草单位:中华人民共和国上海出入境检验检疫局。
本标准主要起草人:孙明星、高欢、卫碧文、闵红、蔡蜻、吴宾芬。
I1 范围食品接触材料无机非金属材料水模拟物中氟离子的测定离子色谱法本标准规定了食品接触材料水模拟物中氟离子的离子色谱测定方法。
本标准适用于食品接触材料水模拟物中氟离子的测定。
2 规范性引用文件SN/T 3653-2013下列文件对于本文件的应用是必不可少的，凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/ T 602 化学试剂杂质测定用标准溶液的制备GB/ T 6682 分析实验室用水规格和试验方法3 方法提要样品经沸水浸提，在 (22士 2)OC下静置 24 h，采用离子色谱法测定浸提液中氟离子的含量。
4 试剂和材料除另有说明外，所用试剂均为分析纯，水为 GB/T 6682 规定的一级水。
4. 1 无水碳酸$内， Na2 C03 04. 2 无水碳酸氢销， NaHC0304. 3 o. 5 mol/ L 碳酸铀溶液:称取 53 g 元水碳酸铀 (4 . 1)固体，溶于水，定容至 1 000 mL，抽滤，浓度为0.5 mo l /L 。
《无机非金属》课件
生物法
生物法是一种利用生物资源来制备无 机非金属材料的方法。
生物法可以制备出具有环保、可持续 性的无机非金属材料，但制备过程较 为复杂，且材料的性能和纯度不易控 制。
生物法通常需要使用微生物或植物提 取物等生物资源作为原料。
详细描述
热容表示材料在温度升高或降低时吸收或释放热量的能力，热导率表示热量在材料中的传导能力。热 膨胀系数表示材料在温度变化时尺寸变化的程度，抗热震性则表示材料在承受温度急剧变化时的稳定 性。
电学性能
总结词
无机非金属材料的电学性能主要包括电导率、介电常数和绝缘性等。
详细描述
电导率表示材料传导电流的能力，介电常数与材料的介电性能有关，绝缘性则表示材料 阻止电流通过的能力。
05
无机非金属材料的挑战 与未来发展
当前无机非金属材料面临的挑战
资源短缺
随着社会的发展，对无机非金属材料的需求量越来越大，而一些关键 资源的短缺问题逐渐凸显出来，如稀土元素、高岭土等。
环境负荷
无机非金属材料的生产过程中往往伴随着较高的能耗和排放，对环境 造成一定的压力，如水泥、玻璃等行业。
技术瓶颈
04
无机非金属材料的应用 实例
建筑领域的应用
总结词
广泛、重要
详细描述
无机非金属材料在建筑领域的应用非常广泛 ，如混凝土、石材、玻璃等，它们是建筑物 的主要构成材料，具有耐久、防火、隔音等 特点，为建筑物的安全和舒适提供了保障。
电子信息领域的应用
要点一
总结词
高科技、前沿
要点二
详细描述
在电子信息领域，无机非金属材料扮演着重要的角色，如 硅半导体材料、陶瓷电子元件等，它们是现代电子工业的 基础，为电子产品的微型化、高性能化提供了技术支持。
非金属材料检测
非金属材料检测
非金属材料是指除了金属以外的各种材料，包括塑料、橡胶、陶瓷、玻璃纤维、复合材料等。
在工业生产和日常生活中，非金属材料被广泛应用于各个领域，因此对非金属材料的质量和性能进行检测具有重要意义。
本文将介绍非金属材料检测的方法和重要性。
首先，非金属材料的检测方法包括物理性能测试、化学成分分析、表面形貌观
察等。
物理性能测试是指对材料的硬度、强度、韧性、热稳定性等进行测试，常用的方法包括拉伸试验、冲击试验、硬度测试等。
化学成分分析则是通过化学方法对材料中各种元素的含量进行分析，以确定材料的成分和纯度。
表面形貌观察是通过显微镜等设备对材料表面的形貌、结构等进行观察和分析。
其次，非金属材料的检测具有重要意义。
首先，通过检测可以保证材料的质量
和性能符合要求，从而保证产品的质量和安全。
其次，检测可以帮助生产企业进行质量控制，及时发现和解决材料存在的问题，提高生产效率和产品质量。
此外，检测还可以为科研人员提供数据支持，帮助他们对材料进行改进和创新。
最后，非金属材料的检测需要依靠先进的仪器设备和专业的技术人员。
目前，
国内外已经出现了许多专业的检测机构和实验室，能够为企业和科研单位提供全面的非金属材料检测服务。
在进行检测时，需要严格按照相关的标准和规范进行操作，确保检测结果的准确性和可靠性。
综上所述，非金属材料的检测是保证产品质量和安全的重要手段，具有重要的
意义和价值。
随着科技的进步和检测技术的不断发展，相信非金属材料的检测将会变得更加精准和高效，为各个行业的发展提供更好的支持和保障。
生活饮用水标准检验方法无机非金属指标
生活饮用水标准检验方法无机非金属指标1. 引言1.1 概述本文旨在介绍生活饮用水标准检验方法中的无机非金属指标，该指标对于评估饮用水的质量至关重要。
随着人们对健康和环境的关注增加，确保饮用水安全成为国家政策的重点之一。
因此，开发和改进现有的检验方法以确保水源质量和供应安全变得越来越重要。
1.2 文章结构本文将分为五个主要部分进行阐述。
首先，我们将在引言部分提供一个总体概述，并介绍文章的结构。
其次，在正文部分，我们将从简述生活饮用水标准检验方法开始，并探讨无机非金属指标的重要性以及现有检验方法的不足之处。
然后，在第三部分，我们会详细介绍生活饮用水无机非金属指标检测方法，其中包括总溶解固体（TDS）测定方法、酸碱度（pH）测定方法以及氨氮测定方法（NH3-N）。
接下来，在第四部分，我们将提供实验步骤及结果分析，并对实验结果进行讨论。
最后，在第五部分，我们将总结并展望未来可能的研究方向。
1.3 目的本文的目的是介绍生活饮用水标准检验方法中无机非金属指标的重要性以及现有检验方法所存在的不足，并提供一些常用的无机非金属指标检测方法，以帮助相关从业人员更好地进行饮用水质量评估。
通过对该领域的深入了解和研究，我们希望能够为改进和完善生活饮用水标准提供一些建议，并促进人们对饮用水安全问题的认识与关注。
2. 正文：2.1 生活饮用水标准检验方法简述生活饮用水的质量是人们健康生活的关键因素之一。
为了确保生活饮用水符合安全和卫生标准，必须进行定期检验。
生活饮用水标准检验方法是通过对水样中的各项指标进行测试和分析，来评估水质是否合格的一种科学方法。
2.2 无机非金属指标的重要性无机非金属指标是评估生活饮用水质量的重要参数之一。
这些指标包括总溶解固体（TDS）、酸碱度（pH）和氨氮浓度（NH3-N）。
总溶解固体是衡量水中溶解物含量的指标，直接影响着水的口感和清洁度。
酸碱度决定了水体的酸碱程度，对人体健康产生着重要影响。
氨氮浓度可作为有机污染物或其他环境问题存在的指示物。
非金属测硬度的方法
非金属测硬度的方法
非金属材料的硬度测试可以使用多种方法，以下是一些常见的
方法：
1. 洛氏硬度测试，洛氏硬度测试是一种常用的非金属材料硬度
测试方法，它通过在材料表面施加一定负荷的金刚石或硬合金球头，然后测量压痕的直径来确定材料的硬度。
这种方法适用于各种非金
属材料，如塑料、橡胶、陶瓷等。
2. 布氏硬度测试，布氏硬度测试也是一种常用的非金属材料硬
度测试方法，它通过在材料表面施加一定负荷的钨钢球头或钨碳钢
球头，然后测量压痕的直径来确定材料的硬度。
这种方法适用于各
种非金属材料，如塑料、橡胶、玻璃等。
3. 维氏硬度测试，维氏硬度测试是一种通过在材料表面施加一
定负荷的金刚石锥形钻头，然后测量压痕的深度来确定材料硬度的
方法。
这种方法适用于一些较硬的非金属材料，如陶瓷、石英等。
4. 超声波硬度测试，超声波硬度测试是一种利用超声波在材料
表面传播的速度来间接测量材料硬度的方法。
这种方法适用于各种
非金属材料，包括塑料、橡胶、玻璃等。
以上是一些常见的非金属材料硬度测试方法，每种方法都有其适用的材料范围和测试原理，选择合适的方法可以有效地进行非金属材料的硬度测试。
无机非金属材料测试方法
无机非金属材料测试方法
无机非金属材料测试方法主要包括物理性能测试和化学性能测试。
物理性能测试包括：
1. 密度测定：通过测定单位体积内的质量来确定材料的密度。
2. 硬度测定：测定材料在外力作用下抵抗变形或破坏的能力。
3. 强度测定：包括抗拉强度、屈服强度、冲击强度等，用来评估材料的承载能力和抗破坏能力。
4. 弹性模量测定：测定材料在外力作用下发生形变后恢复原形的能力。
化学性能测试包括：
1. 化学成分分析：通过化学分析方法确定材料中各种元素的含量，从而判断材料的成分和纯度。
2. 耐酸碱性测试：测定材料在不同酸碱条件下的稳定性和耐腐蚀性。
3. 热稳定性测试：测定材料在高温条件下的稳定性和耐热性。
4. 吸湿性测试：测定材料对湿度的吸收能力。
此外，还可以根据具体材料的特性和使用要求，进行其他相关的测试，例如电绝缘性测试、导热性测试、光学性能测试等。
无机材料物理性能实验 (2)
实验一 测定无机非金属材料的介电常数一、实验目的1、掌握测定无机非金属材料介电常数的操作过程二、实验原理相对介电常数通常是通过测量试样与电极组成的电容、试样厚度和电极尺寸求得。
相对介电常数(εr )测试可用三电极或二电极系统。
对于二电极试样，由于方形电容C x 的计算公式是：dYX C ⋅⋅⋅=0r x εε （1）因此，待测材料的介电常数可以表示为：YX dC ⋅⋅⋅=0x r εε （2）式2中C x 为试样电容(法)，X 为电极长度(米)，Y 为电极宽度(米)，d 为电极板之间的距离(米)，ε0=8.854 187 818× 10-12法拉/米(F/m)。
图1 电容法测量材料介电常数示意图测试中，选择电极极为重要。
常用的是接触式电极。
可用粘贴铝箔、烧银、真空镀铝等方法制作电极，但后者不能在高频下使用。
低频测量时，试样与电极应屏蔽。
在高频下可用测微电极以减小引线影响。
在某些特殊场合，可用不接触电极，例如薄膜介电性能测试和频率高于30兆赫时介电性能的测量。
无机材料物理性能课程实验指导书三、实验仪器PGM—2型数字小电容测试仪、玻璃刀、玻璃板、游标卡尺、铝质平板电极、连接导线四、实验步骤1、采取边长为100×100mm的正方型玻璃板，记录电极板的长X、宽Y以及实际玻璃板的厚度d。
2、按照图1连接仪器。
3、开启数字电容仪。
4、松开电极板紧定螺丝，将上电容板台到适当高度，在中间放入一块测量好的玻璃，使上下电容板与玻璃板相接触，然后旋紧固定螺丝。
5、读取电容数字。
6、然后重复4、5步骤，将玻璃板换成2-5块，分别测出其电容值。
7、结束实验，关闭仪器。
实验数据五、思考题1.介电常数与介电材料的厚度有什么样的关系？2.介电现象是如何产生的？实验二 热电效应实验一、实验目的1、了解热电材料的赛贝克(seeback)定律，珀耳帖(Peltier)效应，汤姆孙效应等热电材料的特性。
2、熟练的使用万用表来测量热电效应产生的电势差。
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1无机非金属材料测试技术是研究和解决如何测定无机非金属材料的成份、结
构和性能的一门学科。
它是一门技术方法课，是无机非法金属材料专业的一门
重要的专业技术课
2利用光学显微镜可以对材料的显微结构(100-0.2μm的结构)进行研究。
超显
微(0.2~0.01μm)的结构和微观结构(＜0.01μm的结构)
3测试技术是材料质量检测的必要手段,研制出来的材料、生产出来的材料其成分、结构、性能是否达到使用要求，是否达到用户要求，是否达到行业标准、
国家标准、国际标准，必须采用一定的测试手段进行检测后才能得出结论。
4这种射线实际上是一种与无线电波、可见光、紫外线、γ射线类似的电磁波，它具有以下几个性质： 1. 波长极短 2. 具有波粒二象性 3. 穿透力极强 4.
对生物细胞有很强的破坏作用
5按成因可将X-Ray分为两类谱线：1连续X射线谱：成因：高速运动的电子
撞到阳极时突然减速，动能转变为光能释放出来。
特点：有一个最短波长λ0，
在大于最短波长的某一范围内，其波长连续变化。
用途：劳埃法用其作光源。
2特征X射线谱;成因：原子的内层电子被激发造成电子跃迁。
特点：由若干条
特定波长的X-Ray构成，波长不连续。
用途：X-Ray衍射分析的主要光源；元
素成分分析。
6当外层电子往内层空位跃迁时，其多余的能量不是以X-Ray的形式释放出来，而是传给原子的外层电子使之脱离原子，变成自由电子。
这个过程称为俄歇作用。
由俄歇作用产生的自由电子称为俄歇电子。
7X射线与物质相作用有散射（相干散射、不相干散射）、光电吸收、萤光散射、俄歇电子。
8相干散射：当X光子与原子内的紧束缚电子碰撞时，X光子仅改变运动方向，能量没有损失。
这种散射线的波长与入射线的波长相同，并具有一定的相位关系，它们可以互相干涉，形成衍射图样，故称相干散射。
X-Ray衍射分析就是
利用这种散射。
9非相干散射：当X光子与自由电子或束缚很弱的电子碰撞时，不仅运动方向
发生变化，而且能量也发生变化。
不相干散射线由于波长各不相同，因此不会
互相干涉形成衍射线。
10被X射线击出壳层的电子即光电子。
9布拉格方程
2dsinθ=λ
11光电效应：X-Ray把原子中处于某一能级的电子打飞，使之脱离原子成为具
有一定能量的光电子，使原子处于激发状态，而它本身则被吸收。
这个过程称
为光电吸收或光电效应。
12X射线衍射图的基本特征：X-Ray衍射图的横坐标是衍射角(2θ)纵坐标是衍
射强度。
衍射图上有若干个衍射峰。
衍射峰的位置反映了对应面网的衍射角，
衍射峰的面积(高度)反映了该组面网的衍射强度。
结晶程度高的物质，其衍射
峰窄而尖锐；结晶程度差的物质和晶粒细小(纳米级）的物质，衍射峰宽而钝；结晶程度越差，粒度越细，衍射峰越宽越钝；非晶态物质没有明显的衍射峰。
13衍射仪的工作方式1连续扫描：使探测器以一定的角速度在选定的角度范围
内与样品(台)联动进行连续扫描，并将探测器的输出通过计数率仪输入到纸带
记录仪，把各个角度下的衍射强度记录在纸带上。
画出衍射图谱。
优点：速度快、方便、工作效率高，一般用于对样品的全扫描测量(如物相定性分析)
2步进扫描：又称阶梯扫描，使探测器/计数器以一定的角度间隔(步长)逐步移动，对衍射峰强度进行逐点测量。
探测器每进一步，就停留一定的时间，并以
定标器测定该时间段内的总计数获得平均计数速率(即为该2 处衍射强度) ，
然后再移动一步，重复测量。
14衍射仪的用途：1、物相分析2、晶格常数测定3、纳米晶粒径的测定4、残
余应力的测定
15电子显微分析是利用聚焦电子束与试样相互作用所产生的各种物理信号，分
析试样物质的微区形貌、晶体结构和化学组成的分析方法
16电子显微特点：1、可以在极高的放大倍率(最高可达107倍)下直接观察试样的形貌、结构，选择分析区域；2、具有很高的分辨率(透射电子显微镜的分辨
率已达0.2~0.1nm)， 3、各种电子显微分析仪器日益向多功能、综合化方向发展，
17在电子显微镜中，使电子聚焦成像的装置称为电子透镜。
电子透镜有静电透
镜和磁透镜(或称电磁透镜)两种。
18电镜中电磁透镜的主要像差是球差、色差、轴上像散、畸变等。
19电子束作用于试样上所产生的物理信号主要有：背散射电子、二次电子、吸
收电子、透射电子、俄歇电子、连续X射线、特征X射线、X荧光、阴极发光、衍射电子等。
20背散射电子是被固体样品反射回来的入射电子，电子射入试样后，受到原子
的弹性和非弹性散射，有一部分电子的总散射角大于900，重新从试样表面逸出。
21在入射电子的撞击下，脱离原子核的束缚，逸出试样表面的自由电子称为二
次电子。
22当试样厚度小于入射电子的穿透深度时，电子穿透试样从另一表面射出，这
样的入射电子称为透射电子。
23透射电镜的主要性能指标：分辨率、放大倍数和加速电压
24一般把电子图像的光强度差别成为衬度。
散射(质量-厚度)衬度、衍射衬度、相位衬度
25扫描电镜的特点：1 制样方法简单2景深大3放大倍数变化范围大，可从
15-20万倍4具有相当高的分辨率5可以通过电子学方法有效地控制和改善图
像的质量6可进行多种功能的分析7可进行动态观察
26扫描电镜式样的制备：1、试样应为块状或粉末状固体；2、在真空中能保持
稳定；3、不含水分，含水分的试样要先烘干；4、试样表面没有受到污染。
5、新的断口，一般不需要处理，应保持原样，切勿破坏断口或断面的结构形态。
6、有些试样表面，尤其是抛光后的试样表面，需要进行适当的侵蚀，使某些
结构细节暴露出来，侵蚀后要将其清洗干净，并烘干。
7、磁性试样，要预先
去磁，以免观察时电子束受磁场影响。
8、试样的大小虽然没有固定的要求，
但也不能太大，要适合仪器专用样品座的尺寸
27差热分析：在程序控制温度下测量物质和参比物的温度差与温度关系的技术。
28热分析：热分析是在程序控制温度下，测量物质的物理性质与温度之间关系
的一类技术。
29热重法：在程序控制温度下测量物质的质量与温度关系的技术。
30热膨胀：在程序控制温度下测量物质在可忽略负荷时，其长度或体积与温度
关系的技术。
31差热分析准备工作：参比物、试样、升温速率、走纸速度、试样座和参比物
座的分辨、差热电偶的选择。
32差热分析式样要求：1、样品要有明显的热效应；2、样品要有代表性；3、
样品粒度：0.1~0.25mm(100目~60目)；4、样品重量：0.5~1g；5、写明分析
目的和要求；6、附上其它有关资料，以便对曲线进行解释。