Методы оценки состава и структуры материалов

Декабрь 17, 2011 в свойства строительных материалов

. контакты 8 929 943 69 68 http://vk.com/club23595476 .

Методы оценки состава и структуры материалов

Качество материала оценивают по совокупности показателей свойств, которые получены при испытаниях. В нормативных документах приводятся все основные сведения для качественной и количественной характеристики материала, сообщается классификация его по одному или нескольким признакам. Указываются конкретные числовые значения показателей свойств с маркировкой выпускаемой продукции, а также правила приемки и хранения материала.

Петрографический метод (световая микроскопия). Данный метод применяется для исследования цементного клинкера, цементного камня, бетонов, стекла, огнеупоров, шлаков, керамики и т.д. Метод световой микроскопии направлен на определение характерных для каждого минерала оптических свойств, которые определяются его внутренним строением. Главные оптические свойства минералов – показатели светопреломления, сила двойного преломления, оптический знак, соосность, цвет и т.д.

Разновидностями петрографического метода являются:

поляризационная микроскопия – для изучения образцов в виде порошков в специальных иммерсионных аппаратах;

микроскопия в проходящем свете – для изучения прозрачных шлифов материалов;

микроскопия в отраженном свете – для изучения непрозрачных полированных шлифов материалов.

Электронная микроскопия, которая применяется для исследования тонкокристаллической массы. Электронный микроскоп способен дать увеличение до 300 000 раз. При этом разрешающая способность составляет 0,3…0,5 нм. Можно изучать форму и размеры отдельных кристаллов, процессы роста и разрушения кристаллов, процессы диффузии, фазовые превращения, механизм деформации и разрушения материалов.

Рентгеновский анализ. Данный метод исследования строения и состава вещества производится путем экспериментального изучения дифракции рентгеновских лучей в этом веществе. Каждое кристаллическое вещество характеризуется набором определенных линий на рентгенограмме (рис. 6).

Рис. 6. Рентгенограммы продуктов обжига сырьевой смеси для получения цемента при различных температурах обжига

С помощью рентгеновского метода можно проводить следующие исследования:

– качественный и количественный фазовый анализ состава материалов при различных температурах;

– определение структуры вещества, сингонии, параметров кристаллической решетки, размеров кристаллов и др.;

– исследование твердых растворов и полиморфных превращений;

– измерение внутренних напряжений, коэффициента линейного температурного расширения, плотности материалов и др.

– контроль качества сырья и готовой продукции;

– наблюдение за технологическими процессами;

– дефектоскопию материалов.

Дифференциально-термический анализ (ДТА) применяется для определения минерально-фазового состава материалов. Основа данного метода – фазовые превращения, сопровождающиеся тепловыми  эффектами. Дифференциальная запись позволяет регистрировать термические реакции, протекающие в образце при соответствующих температурах. Получается она с помощью дифференциальной термопары (рис. 7), состоящей из двух термопар, которые соединены одноименными концами проволоки и подключены к прибору, фиксирующему изменения в цепи электродвижущей силы, возникающей при нагревании спаев термопары (рис. 8).

Рис. 7. Дифференциальная термопара: 1 – образец; 2 – эталон; Гд, Гн – гальванометры; R – сопротивления

Рис. 8. Кривые ДТА: 1 – кривая подъема температуры (простая запись); 2 – нулевая линия; 3 – дифференциальная кривая (запись); 4 – эндотермический эффект; 5 – экзотермический эффект; 6 – кривая электропроводности

Спектральный анализ. Физический метод качественного и количественного анализа веществ, основанный на изучении спектров. Разновидность спектрального анализа ? инфракрасная спектроскопия. В основе инфракрасной спектроскопии (ИСК) лежит взаимодействие молекул вещества с электромагнитными колебаниями определенной частоты. Метод ИКС основан на поглощении образцом электромагнитной энергии в инфракрасной области спектра в интервале длин волн 0,1…100 мк. Инфракрасное излучение сообщает молекуле, находящейся в основном электронном состоянии, энергию, необходимую для переходов между вращательными и колебательными и уровнями энергии (молекула переходит в возбужденное состояние). Переход молекулы на n-й энергетический уровень происходит при поглощении молекулой только части излучения, причем имеет место избирательное поглощение в отдельных областях спектра, называемых полосами поглощения. На спектре поглощения наблюдается максимум поглощения. Если возможны несколько возбужденных состояний молекулы с различными энергетическими уровнями, то спектр вещества будет иметь ряд максимумов поглощения (спектральных линий), частота которых равна частоте собственных колебаний молекул.

http://vk.com/club23595476
. контакты http://vk.com/club23595476 .