第六章 非金属矿物材料的检测与表征
7第六章灰分及几种重要矿物元素的测定
2.4%～3.5%；面粉类和麦片类为0.3%～4.3%；纯淀粉为0.3%；小麦胚
芽为4.3%；坚果及其制品为0.8%～3.4%；肉、家禽和海产品类为 0.7%～1.3%；含糠谷物及其制品比无糠的谷物及其制品灰分含量高。
一、概述
（三）灰分测定的意义
（1）灰分是某些食品重要的质量控制指标，是食品成分全分析的项目之
硫酸和醋酸镁等来加速灰化不同组成的样品。目前灰分快速测定法主要 利用微波、近红外和电导等技术。
食品中富含多种元素，根据其含量分为常量元素和微量元素。
思考题与习题
1．食品的灰分与食品中原有的无机成分在数量与组成上是否完全相同。
2．食品中灰分测定的项目主要有那些？ 3．简述测定食品灰分的意义。
4．简述不同种类、不同组织状态样品的预处理方法？
矿物元素的测定方法很多，常用的有化学分析法、比色法、原子吸收法。 此外极谱法、离子选择性电极法、荧光法等也有一定应用。本节只介绍
Ca、Fe、I等元素的主要测定方法。
二、钙的测定
（一）原子吸收分光光度法
原理：试样经湿法消化后，导入原子吸收分光光度计中，经火焰原子化
后，吸收422.7nm的共振线，其吸光度与含量成正比，与标准系列比较 定量。
一。（2）测定灰分可以判断食品受污染的程度。（3）测定灰分可以判
断食品是否掺假。（4）测定植物性原料的灰分可以反映植物生长的成熟 度和自然条件的影响，测定动物性原料的灰分可以反映动物品种、饲料 组分的影响。
二、总灰分的测定
食品中总灰分测定的方法主要有直接灰化法、硫酸灰化法及醋酸镁灰化
法。其中硫酸灰化法适用于糖类制品，测定结果以硫酸灰分表示；醋酸 镁法适用于含磷酸较多、灼烧过程中易形成熔融无机物而致使灰化不完 全的样品。直接灰化法（GB/T5009.4—2003）广泛用于各类食品灰分含 量的测定，本节重点进行介绍。
非金属检测职业资格考试题目及解答
非金属检测职业资格考试题目及解答一、选择题（每题5分，共25分）1. 非金属材料检测主要包括哪几种类型？A. 物理检测B. 化学检测C. 力学检测D. 光学检测E. 所有以上选项2. 以下哪项不是非金属材料的检测方法？A. 超声波检测B. 射线检测C. 磁粉检测D. 渗透检测E. 热分析3. 在非金属材料的检测过程中，哪一项是用来确定材料化学成分的方法？A. 硬度测试B. 拉伸测试C. 金相分析D. 光谱分析E. 密度测试4. 以下哪种设备不是用于非金属材料的无损检测？A. 超声波探伤仪B. X射线探伤机C. 磁粉探伤机D. 超声波清洗机E. 渗透液5. 非金属材料的热稳定性主要通过哪项测试来评估？A. 高温持久试验B. 冲击试验C. 硬度测试D. 热膨胀系数测试E. 热分析二、填空题（每题5分，共25分）1. 非金属材料检测主要包括________、________、________和________等类型。
2. 超声波检测、射线检测、磁粉检测和渗透检测是________材料的检测方法。
3. 光谱分析是用来确定________材料的________成分的方法。
4. 超声波探伤仪、X射线探伤机和磁粉探伤机是用于________材料的无损检测设备。
5. 非金属材料的热稳定性主要通过________试验来评估。
三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述非金属材料检测的目的是什么？2. 非金属材料检测中，如何评估材料的物理性能？3. 非金属材料检测中，如何进行化学成分分析？四、案例分析题（共25分）某企业在生产过程中使用了一种新型非金属材料，需要进行检测以确保其质量符合标准。
请回答以下问题：1. 你会选择哪些检测方法来评估该非金属材料的性能？（10分）2. 在检测过程中，如何确保检测结果的准确性和可靠性？（10分）3. 根据检测结果，你会给出哪些建议来改进该非金属材料的性能？（5分）五、论述题（共20分）论述非金属材料检测在工程中的应用和重要性，以及如何提高检测技术的准确性和可靠性。
钢中非金属夹杂物的检验技术
透明、琥珀 黄色，园盘 好像有些突 出。
透明无色 透明，无色 透明无色
呈玻璃状，各向 同性，含Si较多 的夹杂能看到黑 暗的十字叉
各向同性 弱各向异性， 各向异性
钢中非金属夹杂物检验技术
按化学成分分类
(4) 氮化物系夹杂物 一般情况下，钢中的氮化 物夹杂较少，但如果钢液中 含有铝、钛、铌、钒、锆等 与氮亲和力较大的元素时， 在出钢和浇注过程中钢流会 吸收空气中的氮而使钢中氮 化物夹杂的数量显著增多， 其中最常见的是TiN和AIN夹 杂物。
美国ASTM E45标准的历史最早、内容最多、使用 最广，在国际上也影响最大。 目前，国际标准化(ISO)和许多国家都参照采用了 ASTM E45标准。ISO4967-1998就是参照美国 ASTM E45-97标准修订的。 我国的GB/T10561-2005《钢中非金属夹杂物检验 技术方法》是等效采用ISO4967-98标准制定的。
完全不透明， 各向异性，不 沿边有细亮线 透明，淡黄色 绿宝石色 薄处绿色 各向同性 各向异性 各相同性 稍透明，带绿 各向同性 薄透明，带红 各向同性
形状规则成群，灰（稍紫） 形变后成串
钢中非金属夹杂物检验技术
(3) 硅酸盐类夹杂物 硅酸盐类夹杂是由金属氧化物和二氧化硅组成的复杂 化合物，所以也属于氧化物系夹杂物。
低合金钢中的氧化物 100×
球形氧化物
氧化物系夹杂物的光学特性
夹杂物名称 氧化铝 Al2O3 氧化亚铁FeO 氧化亚锰MnO Cr2O3 MgO·Al2O3 铁尖晶石 FeO·Al2O3 铬铁矿 FeO·Cr2O3 形状及分布 细小，成串 明 场 暗 场 偏 光
深灰或暗灰
非金属矿物学-矿物的分析测试方法共47页
非金属矿物学-矿物的分析测 试方法
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
谢谢！
钢中非金属夹杂物及其检测法
钢中非金属夹杂物及其检测法夹杂物的评级问题：不计较其组成成分和性能以及它们可能的来源等；只注意它们的数量、形状、大小和分布情况。
一般在明视场下放大100倍时检验即可。
现在采用的方法有：瑞典Jernkontoret（简称JK）夹杂物评级图。
美国试验及材料学会（ASTM）夹杂物评级标准亦采用JK评级图。
此外还有SAE（美国汽车工程师学会）夹杂物评级图等等。
中国冶金部YB25-59规定，夹杂物的评级有甲乙两种方法。
即：长度指数和与标准级别图对比评级法。
非金属夹杂的鉴定：（一）金相法：借助金相显微镜的明场、暗场及偏振光来观察夹杂物的形状、分布、色彩及各种特征，从而对夹杂物作出定性或半定性的结论。
但金相法不能获得夹杂物的晶体结构及精确成分的数据。
1．夹杂物的形状：鉴定夹杂物首先注意的是它们的形状，从它们的形状特点上，有时可以估计出它们属于那类夹杂物，这有利于考虑下一步应采取的鉴定方法。
如：玻璃质SiO2呈球形；TiN一般呈淡黄色的四方形。
在铸态时呈球形的夹杂物很多，但这些夹杂物有的具有一定的塑性，当钢在锻轧后，它们被压延拉长，如FeO 和2FeOSiO2共晶夹杂物，铸态时为球状，锻轧后被拉成长条状。
2．夹杂物分布：夹杂物的分布情况也有一定的特点，有的夹杂物成群，有的分散。
成群的夹杂物经锻轧后，即沿锻轧方向连续成串，Al2O3夹杂就属此类。
有的夹杂物，如FeS 及FeS-FeO共晶夹杂物等。
因其熔点低，所以钢凝固时，这类夹杂物多沿晶界分布。
3．夹杂物的色彩和透明度：观察夹杂物的色彩及透明度一般应在暗场或偏振光下进行。
可分为透明和不透明两大类。
透明的还可分为透明和半透明两种。
透明的夹杂物在暗场下显得十分明亮。
如果夹杂物是透明的并有色彩，则在暗场下将呈现它们的固有色彩。
各种夹杂物都有其固有的色彩和透明度，再结合其它特征来进行判断。
如某种夹杂物，它们的分布及外形呈有棱的细小颗粒并沿轧制方向连续成群，在明场下这些夹杂物多呈深灰略带紫色，而在暗场下则为透明发亮的黄色。
非金属矿产品词汇 第1部分：通用术语和定义-最新国标
非金属矿产品词汇第1部分：通用术语和定义1范围本文件界定了非金属矿产品通用的术语和定义。
本文件适用于非金属矿地质勘探、非金属矿产品加工、检验、贸易、科研和教学等领域。
2规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。
3一般术语和定义3.1非金属矿物non-metallic mineral主要指其物理、化学和工艺性质可供工业利用的矿物，还包括用于提取非金属元素的矿物。
注：某些非金属矿物也用来提取金属或稀土金属。
3.2非金属矿石non-metallic ore在当前技术经济条件下可被利用的，从矿体上开采出来的非金属矿物、矿物集合体和岩石。
3.3非金属矿产non-metallic minerals可为人类的经济活动服务的天然非金属矿物和岩石资源。
3.4非金属矿产品non-metallic mineral products由采矿、选矿及其他加工工艺生产出来的非金属矿物或岩石产品的总称。
3.5非金属矿制品non-metallic mineral manufactured products由某种或某几种非金属矿物为主要原材料，经过加工制成的工业产品。
3.6非金属矿物功能材料non-metallic mineral functional materials以非金属矿物为主要原料，利用其结构和理化性质，经过一定工艺过程制成的具有独特功能的非金属矿物材料。
3.7合成非金属矿物材料synthetic non-metallic mineral materials用人工合成的方法制成的与天然非金属矿物产品性质相同或类同的材料。
3.8有用矿物valuable mineral矿石或矿产品中能被利用的矿物。
3.9脉石矿物gangue mineral与有用矿物相伴生且目前还不能被利用的矿物。
3.10单质非金属矿物elemental nonmetallic mineral由单一元素结晶形成的非金属矿物。
3.11硅酸盐矿物silicate mineral]4-是硅酸盐矿物的基本结构单元，既可孤金属阳离子与硅酸根结合形成的矿物。
【技能】必收藏！60种非金属材料性能测试方法大汇总
【技能】必收藏！60种非金属材料性能测试方法大汇总本文涉及的非金属材料测试指标如下：1 密度与相对密度（Density andrelative density）密度是指物质单位体积内所含的质量，单位是百万克／米3 (Mg ／m3)或千克／米3(kg／m3)或克／厘米3(g／cm3)。
相对密度是指物质的密度与参考物质的密度在各自规定的条件下之比。
符号为d，无量纲量。
一般参考物质为空气或水：当以空气作为参考物质时，在标准状态（0℃和101.325kPa）下干燥空气的密度为1.293kg/m3（或1.293g/L）。
测试方法：浮力法、水中置换法、比重瓶法、gamma球浸渍法、饱和水法、表面涂抹法等测试仪器：2 凝固点（Freezingpoint）凝固点是晶体物质凝固时的温度，是液体的蒸气压与其固体的蒸气压相等时的温度，不同晶体具有不同的凝固点。
在一定压强下，任何晶体的凝固点，与其熔点相同。
非晶体物质则无凝固点。
测试方法：过冷法测试仪器：3 熔点与熔点范围(Melting point and Melting range)熔点是在一定压力下，纯物质的固态和液态呈平衡时的温度。
熔点范围是指用毛细管法所测定的从该物质开始熔化至全部熔化的温度范围。
测试方法：毛细管法测试仪器：4 结晶点(Crystalpoint)系指液体在冷却过程中，由液态转变为固态的相变温度。
测试方法：双套管法测试仪器：5 倾点(Pourpoint)表示液体石油产品性质的指标之一。
系指样品在标准条件下冷却至开始停止流动的温度，也就是样品冷却时还能倾注时的最低温度。
测试方法：倾斜试管法、旋转测试法、自动气压脉冲测试法测试仪器：6 沸点(Boilingpoint)液体受热发生沸腾而变成气体时的温度。
或者说是液体和它的蒸气处于平衡状态时的温度。
一般来说，沸点越低，挥发性越大。
测试方法：常量法、微量法测试仪器：7 沸程(Boilingrange)在标准状态下(1013．25hPa，0℃)，在产品标准规定的温度范围内的馏出体积。
第六章_配合物的合成,结构和表征
2、金属的还原
N2H4；NH2OH（产物为N2，不污染产物） [Pt(II)(Ph3P)2Cl2] + Ph3P + N2H4 [Pt(0)(Ph3P)4]
2、利用反应本身的选择性进行合成 利用Pt(II)的平面正方形配合物进行氧化加成， 一般总是得到反式Pt(IV) [Pt(NH3)4]2+ + Cl2 异构体。如：
trans-[Pt(NH3)4Cl2]
同样，用Br2和H2O2作氧化剂时，分别得到反式的
二溴或二羟基配合物。 若要合成顺式-[Pt(NH3)4Cl2]Cl2 ，则要用较麻烦的方法：
1. 水热反应（hydrothermal reaction）
在水的存在下，利用高温（100-1000 oC）高压的 亚临界超临界状态下，反应合成特殊的物质以及 培养高质量的晶体。
水晶、红宝石、磷酸盐、硅酸盐等晶体
水热合成通常是指以水为溶剂，在密闭体系中，在一定温度下， 在水的自生压力下，原始物料进行的非均相反应。水热条件下 水的蒸汽压变高，密度和粘度降低，表面张力下降，离子体积
2、有机分子或离子模板剂 有机分子或离子一般不直接参与与金属离子的配位， 只是起到诱导配合物的形成、调控配合物结构等作 用。 主体—host； 客体---guest
作用： 1）平衡电荷 2）调控配合物，诱导具有特定结构化合物的形成 3）在多孔配合物合成中用于调控配合物孔洞的大小
((c) 图1-13 （a）和（b）合成SSZ-60所用的模板剂，（c）SSZ-60的拓扑结构图，孔道中含有有机模板剂
[Fe(bpy)3]2+ + 6H2O
食品中重金属(矿物质)的检测
8、无水氯化钙
9、硫酸-硝酸混合液(1+1+8)
第一节 食品中总汞的检测
三、仪器 所用玻璃仪器均需以硝酸(1＋5)浸泡过夜，用水反 复冲洗，最后用去离子水冲冼干净。 1、双光束测汞仪(附气体循环泵、气体干燥装置、 汞蒸气发生装置及汞蒸气吸收瓶)。 2、压力消解器、压力消解罐或压力溶弹。 3、分析天平。 4、恒温干燥箱。
重点：原子吸收分光光法、双硫踪比色法、
矿物质预处理方法
难点：原子吸收分光光法
第六章 食品中矿物质的检测
本章目录
第一节 食品中汞的测定 第二节 食品中铅的测定 第三节 食品中砷的测定 第四节 食品中锡的测定
第一节 食品中总汞的检测
一、原理 汞原子蒸气对波长253.7nm的特征谱线具有强烈
的吸收作用。样品经过酸消解或催化酸消解后使汞 转为离子状态，在强酸性介质中以氯化亚锡还原成 汞原子，然后以氮气或干燥空气作为载体，将汞原 子带入汞测定仪，对汞空心阴极灯在波长253.7nm处 发射的特征谱线进行冷原子吸收。在一定浓度范围 内，其吸收值与汞的含量成正比，与标准系列比较 后能求出食品中汞的含量。
归方程。
第二节 食品中铅的检测
3、样品溶液及试剂空白的测定 吸取10.0mL消化后的样品溶液和同量的试剂空
白液，分别置于125mL分液漏斗中，各加水至20mL。 依铅标准曲线绘制操作顺序进行，最后于波长 510nm处测得吸光度值,并与铅标准曲线比较定量。
第二节 食品中铅的检测
一（五）结果计算
X m1 m2 1000
含水分多的食品或液体样品：称取5.0g或吸取5.00mL样 品，置于蒸发皿中，先在水浴上蒸干，再上述方法操作。
第二节 食品中铅的检测
2、铅标准曲线的绘制
非金属夹杂物的鉴定方法
1
非金属夹杂物的鉴定方法
非金属夹杂物的鉴定一般包括定性和定量分析。夹杂物定性方 法有：化学法、岩相法、金相法、X射线衍射法、光谱分析法 和电子探针分析等。从定性和定量方法可以看出，金相法具有 定性和定量的双重功能，加之试样的制备和操作均比较简单， 在日常检验或夹杂物的研究中，金相法仍是最广泛采用的方法。 非金属夹杂物的金相评定（determination of nonmetallic i nclusion）包括图片对比评级法和定量计算法。
非金属夹杂物的案例分析
重型汽车用托盘在冷弯成型时开裂，如图3-47所示，成形 设备为800吨压床。本批零件开裂率高达16.5%。选用的材料 为8mm厚观形貌
图3-49 从MnS夹杂处裂开（SEM）
图3-50 MnS夹杂 100×
图3-51 裂纹沿带状组织扩展 50×
图3-52 典型的显微组织 400×
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图3-53 夹杂物能谱分析
由以上分析可知，钢板冷弯开裂是横向塑性降低 所造成的，钢板中存在的带状偏析和硫化锰夹杂 是主要的影响因素。钢板中存在的带状偏析组织 和伴生的长条状硫化锰夹杂物，破坏了钢板横向 性能的连续性，致使钢板冷弯成型时开裂。
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