105~110℃下烘干4小时,冷却后用游标卡尺测量其尺寸,并记录测量结果。 五、数据处理 1. 实验数据记录
表线收缩率及体积收缩率测定记录表(半干压)
2. 实验结果计算
线收缩%按下式进行计算:
体积收缩%按下式进行计算:
实验十五、陶瓷砖线性热膨胀的测定
一、实验目的
1.了解测定材料的膨胀曲线对生产的指导意义。
2.掌握示差法和双线法测定热膨胀系数的原理和方法、测试要点。 二、实验原理
热膨胀系数的测定是通过准确测量出在一系列温度下所测试样的长度,然后通过相邻两温度下试样的长度差和温度差求出热膨胀系数。热膨胀系数是温度的函数,不同温度下的热膨胀系数不同。常用的是在一定温度范围内,如20-1000℃区间内温度改变了1℃时陶瓷材料尺寸的平均相对增加值,而不是指某一温度下的绝对增加值。
对于陶瓷砖,从室温到100℃的温度范围内,测定线性热膨胀系数。 三、仪器与试样 1.仪器设备
XPY陶瓷砖线性热膨胀仪,仪器主要由两部分组成:温度控制系统和位移测量系统。位移的测定有多种方法,通常采用推杆膨胀仪法。它利用某种稳定材料制成杆(如石英玻璃棒)把试样的膨胀从加热区传递出来。小砂轮片(磨平试样端面用)、卡尺(量试样长度用)、秒表(记时用)
2.试样制备 1)试样尺寸
截面:宽×厚=6×6~10×10㎜ 或直径Ф=6∽10㎜ 长 L=50±0.5㎜ 2)制样
从一块砖的中心部位垂直地切取两块试样,使试样长度适合于测试仪器,试样的两端应展平并互相平行。
试样的长高为50㎜,横断面的面积应大于10㎜2,对施釉砖不必磨掉试样的釉。
试样在(110±5)℃下干燥至恒重,即相隔24h先后两次称量之差小于0.1﹪,然后将试样放入干燥器内冷却至室温。
用游标卡尺测量试样长度,精确到长度的0.2﹪。 四.实验步骤
将试样放入热膨胀仪,并记录此时的室温。以5±1℃/min的加热速度加热至100℃。在最初和全部加热过程中,测定试样的长度,精确至0.01mm。测量并记录在不超过15℃间隔的温度和长度值。 五、结果表示
△Lt
平均线膨胀系数计算公式:a = ————— +7.5×10-6
L(t-to)
公式中:
L—试样室温时的长度(㎜);
△Lt—试样加热至t℃时测得的线变量值(㎜); t—试样加热量温度(℃); to—试样加热前的室温(℃)。
刚玉试样管的膨胀系数取平均值7.5×10-6/℃。 六、思考题
1. 测定材料的热膨胀系数有何意义?
2. 石英膨胀仪测定材料膨胀系数的原理是什么? 3. 影响测定膨胀系数的因素是什么?如何防止?
实验十六、坯体致密度的测定
一、基本原理
在预负荷F0和总负荷F(F= F0+ F1,其中F1为主负荷)先后作用下,将一定直径的压头压入坯体试样的表面,保持一定的时间后,测量在总负荷和预负荷作用下压痕深度之差。
其中预负荷由压头和主轴的质量产生,主、负荷由底盘质量和砝码产生。致密度仪在非工作状态时,主、预负荷均被杆提起,压头上端面和底盘上端面之间的距离约2mm。当缓慢而平稳地施加预负荷,直至底盘与压头上端面接触,然后加上主负荷,再从表盘上读出压入深度。 二、试验设备
PM型非金属材料致密度仪是用于测定非金属粉体成型坯体的致密度的专用仪器。
PM型致密度仪由机体、加卸负荷机构、压头、试样支承工作台及其降机构、压痕深度测量装置等部分组成。压头包括多种规格的针状压头,均为不锈钢制成。
主加荷预加荷针入度表针头工作台板底座调节手柄 致密度仪结构示意图
一般非金属材料坯体的硬度都比较低,因此试验所用的试验力均比较小。 主要技术参数
(1) 预负荷(㎏): 0.10±0.10 (2)主负荷(㎏): 底盘: 0.5
砝码: 0.25,0.5,0.75,1,1.5,2
(3) 压头钉规格(㎜): Ф1,Ф1.25,Ф1.5,Ф2,
(4)压头底端距工作台面的最大距离: 约100㎜ (5) 压头轴线至机壁距离: 210㎜ 三、操作步骤 1.试验前的准备
保证仪器工作台面基本水平。根据试验要求选择并安装主负荷砝码及压头。根据试样大小,在工作台上安放好三个支点,并平稳的放好试样。 2.试验步骤
1) 转动工作台升降机构至试样上表面与压头下端点相距2—4mm为止。 2) 缓慢的推动预负荷手柄,使预负荷平稳的加在试样上,然后读出表盘上的压入深度,精确到0.01mm。如压入深度过大,应改用直径较大的针头。 3)再缓慢的拉动主负荷手柄,施加主负荷,保持一定的时间后,从表盘上读取压入深度,精确到0.01㎜。
4)先卸去主负荷,再卸去预负荷,下降工作台,移动试样,另选出一点进行试验,两个试验点间或试验点与试样边缘的距离应大于10㎜,取三次测量结果的平均值作为该试样的平均压入深度。
5 )最终试验结果可以直接用总负荷和预负荷作用下压头压入试样的深度之差表示;或者用公式计算得出。 四、记录与计算 试样名称 试样描述 预负荷/N 试样编号 1 2 3 预负荷下读数 主负荷/N 差值 主负荷+预负荷下读数 其测试结果可以直接用在总负荷和预负荷作用下,压头压入坯体试样的深度之差表示,精确至0.01,或按下式计算: