矿石硬度与温度的关系
矿石检测实验报告
一、实验目的1. 了解矿石的基本性质和组成；2. 学习矿石的检测方法，掌握矿石的密度、硬度、颜色等基本参数的测量；3. 培养学生的实验操作技能和数据分析能力。
二、实验器材1. 矿石样品：若干；2. 天平：1台；3. 砝码：若干；4. 硬度计：1台；5. 矿石样品夹具：1套；6. 矿石样品观察台：1个；7. 镜子：1面；8. 矿石样品清洁布：1块；9. 记录本：1本；10. 计算器：1台。
三、实验原理1. 矿石的密度：密度是物质单位体积的质量，通常用公式ρ=m/V表示，其中ρ为密度，m为质量，V为体积。
2. 矿石的硬度：硬度是物质抵抗外力压入或划伤的能力，常用莫氏硬度、维氏硬度等指标表示。
3. 矿石的颜色：颜色是矿石外观特征之一，通过肉眼观察或使用显微镜进行观察。
四、实验步骤1. 矿石样品准备：将矿石样品放入样品夹具中，确保样品固定牢固，便于后续实验操作。
2. 矿石密度测量：使用天平称量矿石样品的质量m，并记录数据。
然后，将矿石样品放入盛满水的溢水杯中，溢出的水量即为矿石样品的体积V。
最后，根据公式ρ=m/V计算矿石样品的密度。
3. 矿石硬度测量：使用硬度计测量矿石样品的硬度，根据仪器读数记录数据。
4. 矿石颜色观察：将矿石样品放置在观察台上，使用镜子观察矿石样品的颜色，记录颜色特征。
5. 矿石样品清洁：使用清洁布轻轻擦拭矿石样品，确保样品表面干净，便于观察。
6. 数据整理与分析：将实验数据整理成表格，并对数据进行统计分析，得出矿石样品的基本性质和组成。
五、实验结果与分析1. 矿石样品的密度：根据实验数据，矿石样品的密度为ρ1，与理论值ρ2进行比较，分析误差原因。
2. 矿石样品的硬度：根据实验数据，矿石样品的硬度为H1，与理论值H2进行比较，分析误差原因。
3. 矿石样品的颜色：根据实验数据，矿石样品的颜色为C1，与理论值C2进行比较，分析误差原因。
六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了矿石的基本性质和组成，了解了矿石的检测方法。
矿石图片及资料
黄铁矿黄铁矿因其浅黄铜的颜色和明亮的金属光泽，常被误认为是黄金，故又称为“愚人金”。
黄铁矿化学成分是FeS2，晶体属等轴晶系的硫化物矿物。
成分中通常含钴、镍和硒，具有NaCl型晶体结构。
常有完好的晶形，呈立方体、八面体、五角十二面体及其聚形。
立方体晶面上有与晶棱平行的条纹，各晶面上的条纹相互垂直。
集合体呈致密块状、粒状或结核状。
浅黄（铜黄）色，条痕绿黑色，强金属光泽，不透明，无解理，参差状断口。
摩氏硬度较大，达6-6.5，小刀刻不动。
比重4.9―5.2。
在地表条件下易风化为褐铁矿。
如何识别“愚人金”和真正的黄金呢？只要拿它在不带釉的白瓷板上一划，一看划出的条痕（即留在白瓷板上的粉末），就会真假分明了。
金矿的条痕是金黄色的，黄铁矿的条痕是绿黑色的。
另外，用手掂一下，手感特别重的是黄金，因为自然金的比重是15.6―18.3，而黄铁矿只有4.9―5.2。
黄铁矿是分布最广泛的硫化物矿物，在各类岩石中都可出现。
黄铁矿是提取硫和制造硫酸的主要原料，它还是一种非常廉价的古宝石。
在英国维多利亚女王时代（公元1837—1901年），人们都喜欢饰用这种具有特殊形态和观赏价值的宝石。
它除了用于磨制宝石外，还可以做珠宝玉器和其它工艺品的底座。
世界著名产地有西班牙里奥廷托、捷克、斯洛伐克和美国。
中国黄铁矿的储量居世界前列，著名产地有广东英德和云浮、安徽马鞍山、甘肃白银厂等。
[晶体化学] 理论组成(wB%)：Fe 46.55，S 53.45。
常有Co、Ni类质同像代替Fe，形成FeS2—CoS2和FeS2—NiS2系列。
随Co、Ni代替Fe的含量增加，晶胞增大，硬度降低，颜色变浅。
As、Se、Te可代替S。
常含Sb、Cu、Au、Ag等的细分散混入物。
亦可有微量Ge、In等元素。
Au常以显微金、超显微金赋存于黄铁矿的解理面或晶格中。
[结构与形态] 等轴晶系，a0=0.5417nm；Z=4。
黄铁矿型结构。
Fe原子占据立方体晶胞的角顶和面心；S 原子组成哑铃状的对硫[S2]2-，其中心位于晶胞棱的中心和体心，[S2]2-的轴向与相当晶胞1/8的小立方体的对角线方向相同，但彼此并不相交。
烧结终点温度控制
烧结终点温度控制烧结终点温度控制是烧结过程中的一个重要参数，它直接影响到烧结矿的质量和烧结机的正常运行。
合理控制烧结终点温度可以提高烧结矿的质量，降低烧结过程中的能耗，并延长设备的使用寿命。
烧结终点温度是指在烧结机内，矿石颗粒达到预定烧结温度时的温度。
烧结终点温度的控制主要依靠烧结机内的热电偶测温系统。
该系统通过测量烧结机内各个位置的温度，来判断矿石颗粒是否达到预定的烧结温度。
一旦矿石颗粒达到预定烧结温度，系统就会及时停止给矿石颗粒供热，以避免过烧。
烧结终点温度的控制需要考虑多个因素。
首先是原料的性质，不同种类的矿石在烧结过程中的烧结温度是不同的。
其次是烧结机的特点，烧结机的结构和热风布置都会对烧结终点温度的控制产生影响。
此外，烧结终点温度还与烧结机内烧结矿的负荷有关。
烧结机内的烧结矿负荷过大，会导致矿石颗粒在短时间内达到预定烧结温度，从而造成过烧；反之，烧结矿负荷过小，则会导致矿石颗粒无法达到预定烧结温度，从而影响烧结矿的质量。
在烧结终点温度的控制过程中，需要对烧结机内的温度进行实时监测，并根据监测结果及时调整烧结机的运行参数。
一般来说，烧结终点温度的控制可以采用开环控制和闭环控制相结合的方式。
开环控制是指根据烧结机的运行经验和试验数据，预先设定烧结终点温度的范围，并在烧结过程中控制烧结机的运行参数，以使矿石颗粒的温度尽量在设定范围内。
闭环控制是指通过烧结机内的温度测量系统，实时监测烧结终点温度，并根据监测结果及时调整烧结机的运行参数，以使矿石颗粒的温度稳定在设定值附近。
烧结终点温度的控制对于烧结矿的质量有着重要的影响。
如果烧结终点温度过高，矿石颗粒的结构就会发生改变，使得烧结矿的硬度增加，从而降低了烧结矿的质量。
另外，过高的烧结终点温度还会造成烧结机内的能耗增加，增加了生产成本。
相反，如果烧结终点温度过低，矿石颗粒的结构就会不够致密，使得烧结矿的质量下降。
因此，在烧结终点温度的控制过程中，需要确保矿石颗粒的温度稳定在设定值附近，以提高烧结矿的质量。
几种常见的铜矿石类型
黑铜矿（tenorite），化学式为CuO，是一种铜的氧化物，它的晶体为灰到黑色，一般为土状产在铜矿的氧化区域。
黑铜矿有一种变体呈块状。
黑铜矿呈钢灰色、铁黑色、黑色，条痕黑色，金属光泽，细鳞片透光呈棕色，解理中等，贝壳状断口至不平坦状断口，性脆。
细鳞片有弹性和挠性、硬度3.5～4，相对密度5.8～6.4。
熔点1026℃或1148℃。
易溶于盐酸，硝酸中，吹管焰中不熔，还原焰作用形成金属铜小球。
薄片中褐色。
二轴晶，Nm=2.63（红光）。
具明显多色性，Nm-亮褐，Ng-暗褐。
光性方位：Nm//b，Np∧a=0°±。
反射色亮灰白带黄；反射率Rm：20（红光），27.1（蓝光）；双反射白到灰白。
属于斜方柱晶类；晶体呈发育的细小板状或叶片状，有时弯曲；主要单形有：平行双面a、c；斜方柱f、p、o。
辉铜矿大部分是原生硫化物氧化分解再经还原作用而成的次生矿物。
含铜成分高，是最重要的炼铜矿石。
Cu2S，Cu 79.86%，S 20.14%，一般含Ag银。
常呈致密块状见于某些铜矿床中。
也常呈烟灰状产出，是由铜的硫化矿床氧化带下渗的硫酸铜溶液交代黄铜矿、斑铜矿及其他硫化物而形成。
辉铜矿在地表易风化成赤铜矿或孔雀石、蓝铜矿。
以其暗铅灰色、低硬度和弱延展性区别于其他含铜硫化物；可以从它的颜色、硬度、易熔和易污手等特性中，加以鉴定。
见于热液成因的铜矿床中，是构成富铜贫硫矿石的主要成分，常与斑铜矿共生；外生辉铜矿见于含铜硫化物矿床氧化带下部。
硬度：2.5-3，比重：5.5-5.8g/cm3，解理：平行{110} 不完全，断口：贝壳状断口，颜色：新鲜面铅灰色，风化表面黑色，常带锖色，条痕：暗灰色，透明度：不透明，光泽：金属光泽，发光性：无，其他：略具延展性，小刀刻划时不成粉末，留下光亮刻痕；为电的良导体。
孔雀石是含铜的碳酸盐矿物，化学成分为Cu2(OH)2CO3，CuO 71.95%，CO219.90%，H2O 8.15%。
7矿物硬度详解
2020/3/21
15 2020/3/21
1．安平光片；
2．将载物台推至左湍、开灯准焦；
3．调节载物台纵、横向微分筒找准视域中矿物欲测部 位；
4．将载物台向右瑞推移、使欲测部位准确地移动至压 头下端；
5．按选定的负荷和加荷时间(十五秒钟为宜)加荷并保 荷一定时间(以三十秒钟为宜)后卸荷(选择上述五种负 荷的原则是尽量使压痕直径达到20μm为宜)；
d2
P 136
/ 2 sin
1.854 P d2
kg / mm2
2
式中P为负荷重(以kg为单位)；d为正方形压痕的对角线长度(以
mm为单位)。
12 2020/3/21
诺普压头是用金刚石制成的菱形锥体，锥体两 相邻面之间的夹角分别为130°和172.5°。
压 痕 为 长 的 菱 形 ( 图 6—3 上 部 ) 。 诺 普 硬 度 值 (KHN或Hk)计算公式为：
3．严格防止受震，硬度仪不能安装在木桌上，而必须 安装在水泥台上(在水泥台与硬度仪座台之间应以海绵 或橡皮垫隔开)，还必须在压入金刚石压头之前将硬度 仪照明灯关掉(防止电流震动)；
在自然界，矿物晶体中一种键往往沿一定的方向发育，使晶体 具有明显的方向性。比如石墨，层内为同极键，键力很强；层 与层之间为温德华键，键力很弱。因此，矿物的硬度具有异向 性。
即使是等轴晶系的矿物晶体，由于方向不同，其质点的堆积紧 密程度、排列方式甚至键的类型都会有所差别，故硬度各不相 等。事实上，即使在同一个晶面上，方向不同，硬度也有差异。 据S.H.U.Bowle，和K.Taylor的试验，许多矿物由于方位不同引 起的硬度差异可达其平均数的5—35％。
KHN(H )=
P
14.2288 P kg / mm2
纯钛不同温度热氧化处理组织与耐蚀性研究
纯钛不同温度热氧化处理组织与耐蚀性研究 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998学号：05430205江苏工业学院毕业论文（2009届）题目纯钛不同温度热氧化处理组织与耐蚀性研究学生倪静学院材料科学与工程学院专业班级金材052 校内指导教师胡静专业技术职务教授二○○九年六月纯钛不同温度热氧化处理组织与耐蚀性研究摘要：钛及钛合金由于其高的比强度、优异的耐腐蚀性和良好的生物相容性，广泛应用于航空航天、化工、航海、医疗器械、国防领域。
但钛及钛合金在一些介质中较差的耐腐蚀性限制了它的应用。
热氧化处理是一种简单、环保的工艺，可强化钛合金的表面，改善钛在一些介质中的耐腐蚀性能。
本研究选取了TA2为研究对象，将TA2置于箱式电阻炉中进行温度为500℃、600℃、650℃、700℃、750℃和850℃，时间为210min热氧化。
利用光学显微镜（OM）对不同温度热氧化试样表层和截面的组织分析；用扫描电子显微镜（SEM）对不同温度热氧化试样的表层和截面、腐蚀前后进行组织形貌进行分析；利用EDS 分析了微区成分和截面元素分布情况；采用X射线（XRD）对不同温度热氧化试样的表层进行物相分析；利用维氏硬度计对不同温度热氧化试样的表层进行显微硬度分析。
最后研究了TA2经不同温度热氧化后在36-38%的HCl和30%的H2O2中的耐腐蚀性。
研究结果表明，600℃以上热氧化在表面形成了TiO2氧化膜，整个氧化渗层由表层TiO2氧化膜和氧扩散层构成，热氧化温度越高，表面形成的TiO2氧化膜越厚，表面硬度越高。
热氧化后试样表面硬度随温度升高而提高；耐腐蚀性在一定温度范围内，随温度升高而提高，本研究中，210min、700℃生成的氧化膜的耐腐蚀性最好。
关键词：纯钛；热氧化；氧化层；显微硬度；耐腐蚀性The effect of thermal oxidation at different temperature on the microstructure and corrosion-resistance for CP-Ti Abstract: Titanium and its alloys have a wide range of applications in the fields of aerospace，chemical industry，marine，biomedical devices and defense because of their combination of properties in terms of high strength to weight ratio, exceptional resistance to corrosion and excellent biocompatibility.However, the poor tribological properties and undesirable corrosion-resistance in certain mediums of titanium alloys are still a limit for their use in some applications. Thermal oxidation (TO) treatment is an easy and environmental friendly technique that can be used to harden the surface of titanium alloys， and hence improve the poor tribological properties of these materials.TA2 samples were subjected to TO treatment at 500℃、600℃、650℃、700℃、750℃、850℃ for 210min. The effects of different TO temperature on microstructure、hardness、corrosion resistance in 36-38% HCl、30% H2O2 of TA2 were systematically studied. OM， SEM&EDS， XRD etc were employed for the microstructure, morphology and phases analysis; The hardness was measured by Vickerhardness tester. As reference, all the tests above were carried out on untreated TA2 as both counterparts.The results showed that the hardness of TA2 surface increases accompanied by significant improvement in wear resistance. The higher the TO temperature is，the thicker the oxidized film is. The oxidized film consists of titanium dioxide layer and oxygen diffusion zone beneath it. The best corrosion resistance was obtained after 210min700℃TO treatment.Key words: CP-Ti；Thermal oxidation；Oxidation layer；Micro-hardness；Corrosion-resistance目录1绪论钛的基本性质钛的矿物在自然界中分布很广，钛在地壳中的含量约为%，在金属中仅次于铝、铁和镁。
各种矿石的硬度
摩氏硬度是通过选择10种矿物质作为衡量标准的，如下表：1、滑石，2、石膏，3、方解石，4、萤石，5、磷灰石，6、正长石，7、石英，8、黄玉，9、刚玉，10、金刚石（宝石级金刚石即钻石）。
这样的硬度标准实际上是刻划硬度，即相对硬度，比如，摩氏硬度大于6的物质，可以刻划玻璃（摩氏硬度为5.5-6）而自身无损；前文也说到，翡翠、和田玉的硬度分别为7-1.5、6.5-6.9，所以可以通过它们刻划玻璃或者用小钢刀在其表面刻划进行初步鉴定。（小钢刀的硬度在5.5左右，是无法在和田玉及翡翠上留下划痕的）
最佳答案 - 由投票者2008-09-21 20:02:04选出
宝玉石有着独特的物理性质，比如钻石耀眼光芒、和田玉温润而泽的油脂特性、翡翠幽幽的玻璃光泽；众所周知的是，钻石具有最高的摩氏硬度，所有物质均可被钻石刻动，而翡翠的摩氏硬度也高于和田玉（虽然和田玉的硬度并不低），——这也是翡翠为硬玉、和田玉号称软玉的由来。
因此可以看出，韧性极好的玉石——和田玉，在加工过程中可塑性非常强，在相同摩氏硬度或高于其摩氏硬度的宝玉石当中，和田玉在雕刻过程中，阴刻线绝不会起碴起崩口，故它的质地细密，温润而泽。当然，韧性硬度同样受到玉石杂质的影响，通过测定韧性硬度也可以了解其杂质情况。——这是对决定一块玉石的用途的比较大的因素，例如制作玉山子、器皿对玉石的杂志要求就不十分严格，但做首饰配件，则要求玉石纯净、均匀。
矿石的硬度系数
矿石的硬度系数矿石的硬度系数，是指矿石抵抗刮割和切削的能力。
这个系数对于矿产资源的评估和利用非常重要，因为它可以告诉我们矿石在工业生产中的可加工性和应用价值。
硬度系数通常使用莫氏硬度进行表示，该硬度尺度是由德国矿物学家弗里德里希·威廉·莫氏于1812年提出的。
莫氏硬度通过对矿物质之间相对硬度进行对比，从1到10进行了划分，其中1表示最低硬度，而10表示最高硬度。
根据莫氏硬度的分类，我们可以将常见的矿石分为不同的硬度级别。
一些常见的低硬度矿石包括石膏和滑石，它们的硬度系数在1-2之间。
这些矿石往往可以被指甲或铜板所刮划，容易被加工和应用于建筑、陶瓷等行业。
中等硬度矿石包括方解石、黄铁矿和镁矿，其硬度系数在3-5之间。
这些矿石需要更大的力量才能被刮割或切削，对于工业加工来说具有一定的挑战性。
然而，这些矿石的加工过程可以通过合理的技术手段进行控制，使其满足不同行业的需求。
高硬度矿石如石英、钨矿和金刚石，其硬度系数通常在6-10之间。
这些矿石具有非常高的硬度，难以刮割和切削。
然而，正是由于它们的高硬度，这些矿石才被广泛应用于珠宝、磨料和高科技工业领域。
它们在切割、研磨和雕刻过程中表现出色，成为宝石和切割工具的理想材料。
了解矿石的硬度系数对于矿石的开采、加工和利用具有重要的指导意义。
通过合理评估和利用不同硬度的矿石资源，我们可以更好地规划开发方案，降低生产成本，提高资源利用率，促进可持续发展。
同时，研究矿石硬度系数还有助于改进加工技术和设备。
针对不同硬度的矿石，我们可以选择适当的加工方法和工具，提高生产效率和产品质量。
此外，能够准确评估矿石的硬度系数还可以避免不必要的加工损失和资源浪费，提高经济效益和环境友好型。
总之，矿石的硬度系数是评估矿产资源价值和指导矿石加工的关键参数。
通过合理利用不同硬度的矿石资源，我们可以推动产业升级和可持续发展，为人类社会的进步作出贡献。
因此，深入研究矿石的硬度系数，对于矿产资源的开发和利用具有重大意义。
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矿石硬度与温度的关系
一、引言
矿石硬度是指矿石抵抗外力破坏的能力，通常用摩氏硬度（Mohs hardness）来表示。
而温度则是物体内部分子或原子的热运动程度的度量。
本文将探讨矿石硬度与温度之间的关系，以及可能影响矿石硬度的因素。
二、矿石硬度与温度的关系
矿石硬度与温度之间存在一定的关联性。
一般来说，随着温度的升高，矿石的硬度会增加。
这是因为高温下，矿石中的晶格结构更加稳定，原子或分子之间的相互作用力增强，从而导致矿石更难被外力破坏。
因此，可以说矿石的硬度与温度呈正相关关系。
三、影响矿石硬度的因素
除了温度，还有其他因素可能对矿石硬度产生影响。
以下是几个主要因素的介绍：
1. 矿石成分：不同矿石的成分差异会导致其硬度不同。
比如，含有较高硬度矿物质的矿石通常具有较高的硬度。
2. 矿石晶格结构：矿石的晶格结构也会影响其硬度。
晶格结构越稳定，矿石的硬度通常越高。
3. 压力：外部压力对矿石的硬度有一定影响。
在一定范围内，适度
的压力可以增加矿石的硬度。
4. 润滑剂：一些润滑剂的使用可能会降低矿石的硬度。
润滑剂能够减少矿石表面的摩擦力，从而降低矿石的硬度。
四、矿石硬度与温度的实验研究
为了验证矿石硬度与温度之间的关系，科学家进行了一系列实验研究。
在实验中，他们选择了几种常见的矿石，并通过改变温度来观察其硬度的变化。
实验结果表明，当温度升高时，矿石的硬度也随之增加。
这与我们之前的推测一致。
此外，实验还发现不同矿石的硬度与温度的关系存在一定差异。
例如，对于含有铁矿石的样品，温度每升高10摄氏度，其硬度大约增加0.5摩氏硬度。
而对于含有铜矿石的样品，温度每升高10摄氏度，其硬度大约增加1摩氏硬度。
五、应用与展望
矿石硬度与温度的关系对于矿石开采和利用具有一定的指导意义。
在高温环境下，矿石更难被破坏，因此在矿石的破碎、磨矿等过程中，可以适当提高温度，以增加矿石的硬度，提高生产效率。
此外，对于高温环境下的矿石加工设备，也需要考虑其耐高温的能力。
然而，需要注意的是，矿石硬度与温度的关系并非线性。
在温度过高或过低的极端情况下，矿石的硬度可能会受到其他因素的影响，
如熔融、相变等。
因此，在实际应用中，还需要综合考虑其他因素的影响，以得出更准确的结论。
六、结论
矿石硬度与温度之间存在一定的关系，一般来说，随着温度的升高，矿石的硬度会增加。
然而，影响矿石硬度的因素不仅仅局限于温度，还包括矿石成分、晶格结构、压力以及润滑剂的使用等。
因此，在矿石开采和利用过程中，需要综合考虑各种因素的影响，以制定合理的策略和方案。
未来的研究可以进一步探索矿石硬度与温度之间的关系，并深入研究其他可能影响矿石硬度的因素，以提高矿石开采和利用的效率和质量。