非金属矿物精细化加工系列--非金属矿物加工设计与分析_杨华明，欧阳静编著_9787122324399

本书围绕非金属矿物精细化加工过程中主要使用的实验设计方法、检测分析方法进行介绍，主要包括：实验设计的必要性和单因素实验、正交试验设计、矿物岩相分析、矿物成分分析、晶体结构分析与计算、表面和内部形貌分析、界面分析技术、热分析、红外吸收光谱分析等技术，还具体介绍了典型非金属矿物的相应*表征测试结果。本书对主要非金属矿物的实验研究、数据查阅、应用推广等有重要的参考价值。

全书内容丰富、实用性强，可供广大从事非金属矿物材料、无机非金属材料、复合材料以及矿物加工、非金属矿深加工和化工、环境工程等科研技术人员参考，也可供大专院校无机非金属材料、矿物材料等相关专业师生作为教学参考书或教材。

《非金属矿物加工设计与分析》是非金属矿物精细化加工系列丛书之一。

在现代科技革命和新兴产业发展过程中，非金属矿物及其材料的作用越来越重要。非金属矿物材料是现代高温、高压、高速工业的基础原材料，也是支撑现代高新技术产业的原辅材料和多功能环保材料。精细化加工是非金属矿物资源开发利用的大趋势与主方向。

在非金属矿物的研究、设计及应用过程中，需要使用多种测试分析手段。对于以非金属矿物为原料的矿物材料研发，由于天然原料的复杂性以及不同加工方式对矿物结构与特性的影响，对矿物及其产品的跟踪、检测显得尤为重要，包括矿物成分、结构、表面性质、形貌特征与元素嵌布特点等。对杂质的深入分析需要用到光学显微镜，对粉体原料则需要检测粉体的粒径分布及颗粒的形貌特征，这些数据将为下一步进行材料开发提供基础数据。此外，在矿物材料合成与制备过程中，需要以单因素实验和正交试验方法等，对样品的合成过程进行科学设计，合理安排实验数量和方案，并实时检测产品的结构、形貌、性能等参数，为合成过程提供监测；在产品开发完成后，还需要对产品的微观结构和表面成键等特征进行系统分析，特别是对矿物材料的使用性能等进行测试。通过上述分析，基本可以完成对以矿物为原料进行精细化加工与利用过程中需要使用的实验设计方法，以及通用的检测与分析技术介绍。通过查阅已有的典型数据，就可能对矿物的基本属性有所了解，从而有针对性、有目的地设计相关实验，合成新型矿物材料。

本书综合归纳了非金属矿物加工设计与实验开发过程中的检测、分析技术及实验设计思路与方法。全书具体分为11章：第1章主要综述矿物材料合成中的实验、技术、工艺等的发展历程与趋势；第2章介绍实验设计中的单因素实验法；第3章详细介绍矿物加工实验设计中的正交试验方法与设计方法；第4章介绍原料矿物学特性分析使用的岩相分析技术；第5章介绍矿物成分分析的几种典型方法；第6章介绍以X射线衍射对矿物原料和产品进行物相的定性、定量分析的方法；第7章至第9章分别介绍对矿物原料和产品的表面扫描电子显微分析、透射电子显微分析和原子力显微分析技术；第10章介绍矿物原料和产品受热分析状态的变化分析技术；第11章主要介绍硅酸盐矿物表面和内部的成键状态与分子结构特点的红外光谱分析技术。另外，在本书主要章节中还专门附有典型非金属矿物的特性参数。

该系列丛书由杨华明任主编，由陈德良、张向超、杜春芳、欧阳静任副主编。本书由杨华明和欧阳静编著，由欧阳静负责整理与修改。在编写过程中，获得了博士研究生何曦、李传常、丁文金、金娇、李晓玉、刘松阳、彭康，硕士研究生伦惠林、谢亚玲、李阿鹏、周正、吕长征、徐大伟等的大力支持，在此一并表示感谢。

由于编著者水平有限，书中难免存在不妥之处，恳请读者批评指正。

编著者

2019年5月

第1章绪论1

1.1矿物分析研究方法的发展历史1

1.2矿物分析测试的一般方法2

1.3非金属矿物加工的测试技术3

第2章单因素实验4

2.1单因素实验的方差分析4

2.2单因素优化实验方法10

2.2.1均分法11

2.2.2对分法12

2.2.3黄金分割法12

第3章矿物加工的正交试验设计14

3.1正交表的概念14

3.1.1问题的提出多因素的实验问题14

3.1.2正交表的形式15

3.2正交表的构造16

3.2.1LmN(mk)型正交表的构造16

3.2.2混合型正交表的构造18

3.3正交试验的基本步骤19

3.4正交试验设计结果的分析方法22

3.4.1直观分析法22

3.4.2方差分析法28

第4章矿物岩相分析技术39

4.1晶体学基础39

4.1.1几何结晶学39

4.1.2晶体的光学特性49

4.2偏光显微镜分析53

4.2.1偏振光53

4.2.2偏光显微镜53

4.2.3单偏光镜下晶体的光学性质53

4.3反光显微镜下研究晶体的方法56

4.3.1反光显微镜的主要构造57

4.3.2反射光下的观察58

第5章非金属矿物成分分析61

5.1成分分析的要求和分类61

5.1.1定量分析的过程及分析结果的表示61

5.1.2定量分析的误差和分析结果的数据处理62

5.2化学滴定分析法63

5.2.1滴定分析法概论63

5.2.2酸碱滴定法65

5.2.3配位滴定法66

5.2.4氧化还原滴定法70

5.2.5沉淀滴定法71

5.3X射线荧光光谱分析法72

5.3.1X射线荧光光谱的产生机理72

5.3.2莫塞莱定律74

5.3.3俄歇效应和荧光产额74

5.3.4图表线和非图表线75

5.3.5几种元素的K（或L）系光谱77

5.3.6X射线荧光强度的理论计算79

5.4电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)82

5.4.1电感耦合等离子体发射光谱仪概述82

5.4.2电感耦合等离子体发射光谱基本原理83

第6章矿物晶体X射线衍射技术86

6.1X射线的产生与特点86

6.1.1X射线的本质86

6.1.2X射线的产生装置87

6.1.3X射线谱88

6.1.4X射线的散射89

6.1.5X射线的吸收90

6.2X射线衍射基础理论91

6.2.1劳厄方程91

6.2.2布拉格方程92

6.2.3倒易点阵93

6.2.4衍射矢量方程94

6.2.5厄瓦尔德图解法95

6.3粉末衍射仪原理与结构96

6.3.1粉末衍射锥96

6.3.2测角仪97

6.4X射线衍射谱98

6.4.1X射线衍射谱构成98

6.4.2X射线衍射谱分析方法98

6.5利用X射线衍射的物相定性分析99

6.5.1定性分析原理99

6.5.2PDF卡片与检索100

6.5.3物相定性分析的方法102

6.6利用X射线衍射的物相定量分析104

6.6.1定量分析原理与方法104

6.6.2内标法105

6.6.3基本清洗法106

6.6.4晶格常数测定108

6.6.5晶粒尺寸计算108

第7章扫描电子显微镜及矿物能谱分析技术110

7.1基本原理与仪器构造110

7.1.1基本原理110

7.1.2仪器构造111

7.1.3成像原理114

7.1.4试样制备116

7.1.5试样测试与分析116

7.1.6材料科学方面的应用117

7.2X射线能量分布谱技术118

7.2.1基本原理118

7.2.2能谱仪的结构和工作原理118

7.2.3能谱仪的操作要点119

7.2.4能谱仪伪峰的识别120

7.2.5能谱MCS分析模式120

第8章透射电子显微镜技术及非金属矿物形貌122

8.1透射电子显微镜的原理和构造122

8.1.1电子光学原理简述122

8.1.2电子显微镜的构造125

8.2电子衍射原理及其分析方法128

8.2.1电子衍射原理简介128

8.2.2电子衍射实验方法131

8.2.3标定电子衍射的一般程序136

8.3典型非金属矿物的TEM分析148

第9章原子力显微镜及在矿物中的应用150

9.1前言150

9.2成像原理和仪器学150

9.2.1结构和成像原理150

9.2.2AFM探针151

9.3原子力显微镜成像模式152

9.3.1动态模式原子力显微术152

9.3.2多频激励模式原子力显微术153

9.3.3多次谐波模式原子力显微术154

9.4原子力显微镜在矿物材料中的应用156

9.4.1天然黏土矿物表面组成和表面结构157

9.4.2在矿物改性中的应用158

9.4.3纳米材料与粉体材料的分析158

9.4.4成分分析159

第10章热分析技术及在非金属矿中的应用160

10.1热分析技术原理与分类160

10.1.1热分析技术原理160

10.1.2热分析仪器161

10.2差热分析原理与应用162

10.2.1差热分析的原理162

10.2.2差热法的应用164

10.3热重分析原理与应用167

10.3.1热重分析的原理167

10.3.2热重法的应用168

10.4差示扫描量热技术原理与分析170

10.4.1差示扫描量热法的特点170

10.4.2差示扫描量热技术的基本原理及理论171

10.5热分析动力学173

10.5.1热分析动力学基础173

10.5.2热分析动力学分析方法174

10.6典型非金属矿的热分析结果176

10.6.1硅酸盐矿物的热特性176

10.6.2硫酸盐矿物的热特性178

第11章非金属矿的红外光谱分析技术180

11.1红外线的性质180

11.2分子振动类型181

11.2.1伸缩振动181

11.2.2弯曲振动182

11.3红外光谱的性质185

11.3.1红外辐射和吸收185

11.3.2红外光谱的特点186

11.3.3红外光谱与拉曼光谱186

11.4红外光谱仪的构造原理187

11.4.1红外光源188

11.4.2光阑188

11.4.3干涉仪189

11.4.4检测器189

11.5典型非金属矿的红外光谱分析189

11.5.1岛状硅酸盐190

11.5.2环状硅酸盐矿物191

11.5.3链状硅酸盐矿物194

11.5.4层状硅酸盐矿物197

11.5.5架状硅酸盐矿物202

参考文献205

你还可能感兴趣

我要评论