无机材料岩相学.docx
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无机材料岩相学
无机材料岩相学
实验指导书
(无机非金属工程材料专业适用)
李喜坤编
沈阳理工大学无机非金属研究所
2006年2月
本书根据大纲要求,综合专业需要,内容包括结晶学、矿物岩石学基础、晶体光学及岩相分析等部分,共三个实验。
各实验均详细阐述了实验目的要求、实验原理、实验方法及步骤。
精炼列入了有关理论及必要图表,每个实验后均列有思考题,引导学生深化实验过程,举一反三。
书后并附有实验报告图表供学生填写实验结果。
不同专业使用可按要求自行取舍.
实验一透明矿物的系统鉴定
一、目的要求
1.学会根据矿物的光性特征确定矿物名称
2.掌握透明矿物系统鉴定的一般方法
二、实验用具
1、偏光显徽镜(含正交偏光与锥光装置,带高倍物镜)
2.岩矿薄片:
含未知透明矿物的岩石薄片(含黑云母、斜长石、石英、辉石、白云母,角闪石、萤石等),共6片
3.米舍尔—列维色谱表
三、实验内容和方法
(一)区分均质体和非均质体
选定薄片中一种矿物的多个颗粒的不同切面,先在正交偏光下仔细观察其消光情况,确定其属于光性均质体还是非均质体。
均质体:
各个方向切面全消光
非均质体:
仅垂直光轴切面全消光
(二)均质体透明矿物鉴定
确定透明矿物为光性均质体,只需要在单偏光镜下鉴定。
在单偏光下观察晶形、解理、突起等级、颜色等
(三)非均质体透明矿物鉴定
透明矿物为光性非均质体,需要在单偏光、正交偏光及锥光镜下鉴定。
1.在单偏光下观察晶形、解理、突起等级、闪突起、颜色、多色性、测定解理夹角等
2.在正交偏光下观察消光类型、双晶、延性符号等。
3.选择一个垂直光轴的切面,在锥光下确定轴性测定光性符号。
如为有色矿物,在单偏光镜下观察No或Nm的颜色。
4.选择一个平行光轴或平行光轴面的切面,在正交偏光下测定最高干涉色级序、最大双折率和消光角的大小。
如为有色矿物,观察No、Ne或Ng、Np等颜色。
写出多色性和吸收性公式。
系统测定光学性质后,查阅有关资料,定出矿物名称。
(四)特殊切面特征:
垂直光轴切面特征:
①有色矿物不显多色性;②全消光;③锥光下显一轴晶或二轴晶垂直光轴切面干涉图。
平行光轴或平行光轴面切面特征:
①多色性;最明显;②干涉级序最高;③锥光下显平行光轴或光轴面切面干涉图。
四、实验报告要求
将上述各项观察和测定结果按要求分别填绘于《实验报告》表中。
实验二陶瓷岩相观察
一、目的要求
1.学会用光学显微镜观察陶瓷
2.初步了解陶瓷的岩相特征
二、实验用具
1.偏光显微镜及反光显微镜
2.陶瓷薄片及试样等
三、实验内容及方法
(一)观察高压电瓷
1、晶相
①莫来石:
鳞片状(镜下集合体呈云雾状)、针状,干涉色一级灰至黄。
②残余石英:
无固定形态,因受高温煅烧而颗粒圆钝,边缘出现熔蚀带。
⑧方石英:
在石英颗粒边缘呈粒状,有时整个石英颗粒均变为粒状方石英而留下石英假像。
2.玻璃相
玻璃相呈非晶态填充于晶相之间,正交镜下为均质体,常保留石英、长石原形。
3.气相(气孔)
气孔若为穿透整个薄片者,则在单偏光镜下为无色透明,若为未穿透薄片者,则为黑色(研磨时污染所致),在正交镜下为均质体。
4、电瓷釉
电瓷釉施于瓷坯表面,厚约0.1~0.4mm,以玻璃相为主,其中尚有少量残余石英及着色剂小颗粒。
5.结构类型
玻基交织斑状结构。
(二)观察刚玉瓷
1.晶相
刚玉(a-AIzOs):
三方晶系,偏光镜下呈柱状或板状,无色透明,突起高,干涉色一级灰白,柱形切面平行消光,负延性,一轴晶,负光性;反光镜下呈白色。
晶体上常有针孔状气孔。
2.玻璃相
刚玉瓷中玻璃相极少或没有,一般常出现在晶界里(陶瓷中同种晶相的相邻晶粒间的接触处称晶界)。
3.气相
刚玉晶体上常有针孔状气孔出现,晶界里也常有气孔出现。
4.结构类型
等粒结构。
(三)观察莫来石瓷
1.晶相
①莫来石:
斜方晶系,偏光镜下呈柱状、针状,有时出现多色性,正中突起,于涉色一级黄,柱面平行消光,菱形横断面为对称消光,正延性,二轴晶,正光性,反光镜下呈白色。
②少量刚玉晶体。
2.玻璃相及气孔:
少量.
3.结构类型
交织结构。
四、实验报告要求
将观察结果综合填绘于《实验报告》表中。
五、思考题
1.陶瓷岩相的特征是什么?
2.釉层与瓷坯间的过渡层呈何种特点为最好?
3.温度合适条件下陶瓷坯釉结合部的显微结构图是怎样的?
4.陶瓷晶相的哪些方面影响陶瓷的物理性能?
5.陶瓷中气孔的分布及特征有哪些?
实验三耐火材料显微结构观察
一、目的要求
1.学会用光学显微镜观察耐火材料,
2,认识几种耐火砖的显微结构特征。
二、实验用具
1.偏光显微镜及反光显微镜
2.硅砖光片及薄片
3.镁砖光片
4.抛光粉、抛光板
5.腐蚀剂:
HF,1:
1HCl和H2O混合液
6.滤纸、擦镜纸
7.电吹风机
三、实验内容及方法
(一)硅砖显微结构的观察
1.将抛光好的硅砖光片用HF腐蚀,充分水洗,滤纸吸干,再用电吹风机吹约10min,
2.在显微镜下,轮换观察硅砖的光片和薄片,并对观察结果进行综合分析
3.观察内容
(1)石英颗粒表面显微裂纹
①显微裂纹的宽度和网纹密度,
②亚稳方石英;出现在石英颗粒表面或裂纹处,呈无定形状,单偏光镜下无色透明,正交镜下呈均质性。
若石英颗粒网纹中的亚稳方石英在单偏光镜下呈现某种淡黄色调,则说明矿化剂作用已达到颗粒内部。
(2)石英颗粒边缘部位的棕色反应环(鳞片状亚稳方石英)
反应环在单偏光镜下呈淡黄色或黄褐色,正交镜下呈均质性。
在高倍镜下可见到石英大颗粒反应环带中有鳞石英微晶析出。
(3)基质鳞石英化程度
鳞石英呈柱状、片状晶形,常具矛头双晶。
单偏光镜下无色透明,负突起,正交镜下一级灰干涉色,平行消光,负延性。
观察时应注意鳞石英的数量、结晶大小、分布及矛头双晶的自形程度。
转化较好的优质硅砖中,有多量鳞石英,基质已完全鳞石英化,鳞石英多呈全自形,矛头双晶,互相穿插成密集网络状,均匀分布于硅砖中,少量硅酸盐及玻璃相充填于其中,残余石英无或极少。
转化较差的劣质硅砖中,残余石英较多,其颗粒表面裂隙粗而少,方石英化程度差(甚少均质化),基质中鳞石英化也差,未形成细晶的网络结构。
(4)硅酸盐相结晶情况
①硅砖中若出现硅酸盐结晶(如假硅灰石、钙铁辉石等)是不理想的情况,需注意观察其种类、数量及分布:
②主要硅酸盐结晶矿物的光学性质:
假硅灰石:
二轴晶,正光性,呈板条状晶形,单偏光镜下无色透明,突起中等,正交镜下双折射率较高,最高干涉色可达三级绿,平行消光,负延性,可见聚片双晶.假硅灰石出现在以石灰乳作结合剂的硅砖中。
钙铁辉石;二轴晶,正光性,呈柱状晶形,单偏光镜下呈浅绿、黄绿、褐绿色,具弱多色性,正高突起;正交镜下干涉色一级紫,常为异常干涉色,横切面对称消光,纵切面斜消光,消光角大,可达48°,可见简单或复杂双晶。
钙铁辉石出现在矿化剂中含有Fe2O3的硅砖中.
(二)镁砖显微结构的观察
1.将镁砖光片抛光好,不需腐蚀,直接置于反光显微镜下观察:
2.观察内容:
(1)主晶相方镁石的结晶程度、结合程度、数量及分布的均一性,并且目估其百分含量。
(2)硅酸盐相的数量、分布均匀性及其与方镁石的结合情况。
并且目估其百分含量。
(3)铁酸镁脱溶现象
①在85~90℃下,用1;]HCI和H20混合液腐蚀镁砖光片4~15min,用滤纸吸干,观察有无铁酸镁脱溶现象,若有则观察其分布情况。
②铁酸镁:
反光显微镜下呈灰色,显淡棕色色调。
它在镁砖中一般呈不规则粒状连成网状分布在方镁石周围。
含有一定Fe~Ca的镁砖,经缓慢冷却后形成铁酸镁相脱溶结构;
(4)镁砖显微结构的一般特征
①普通镁砖:
主晶相方镁石呈半自形粒状或浑圆状,晶体之间的直接结合率较低。
方镁石晶粒间被硅酸盐相和铁酸镁所充填分隔,硅酸盐相局部较富集,形成硅酸盐—方镁石混晶区,基质中小颗粒方镁石少。
为多相不均匀的结构,其制品性能较差。
②烧结良好的镁砖:
其主晶相方镁石晶体呈粒状,轮廓清楚,大小均匀,发育良好,接触紧密。
晶间硅酸盐相较少且分布均匀,呈方镁石—方镁石直接结合.基质也为小颗粒方镁石组成,熔质含量较少.色浅,具此结构的镁砖制品性能良好。
四、实验报告要求
将上述观察结果综合填绘于《实验报告》表中.
五、思考题
1.优质硅砖的显微结构特征是什么?
2.优质镁砖的显微结构特征是什么?
实验报告
实验一透明矿物系统鉴定(选做)
1、单偏光镜下观察
矿物编号
晶形
自形程度
解理程度
解理组数
解理角
颜色
多色性
吸收性
轮廓
贝克线
糙面
突起
闪突起
2、正交偏光镜下观察
(1)绘出镜下观察图
消光类型
延性符号
双晶形态
消光角
。
(2)测定干涉色级序及确定确定双折射率值
被测矿物的干涉色级序为级,双折射率值为。
3、锥光镜下测定光性
绘出被测矿物的干涉图(选尽可能垂直Bxa或光轴的切面)。
光性测定
4、确定被测矿物的名称
(查对教材附表一及教材P52-64页)
被测矿物名称
备注:
以上各图表中均要求标明矿物切面干涉色、
试板名称、插入试板后的干涉色及升降变化,并
且要求绘出试板及矿物切面上的光率体椭圆
实验二陶瓷岩相观察
样品名称
观察条件
绘图
文字描述
长石质硬质瓷
坯釉结合部位素描
1、晶相:
2、玻璃相:
3、气相
高压电瓷
1、晶相:
2、玻璃相:
3、气相
刚玉瓷
1、晶相:
2、玻璃相:
3、气相
实验三耐火材料显微结构观察
样品名称
观察条件
显微结构素描图
文字描述
硅砖
坯釉结合部位素描
1、石英颗粒表面显微裂纹:
2、石英颗粒的棕色反应环:
1、基质鳞石英化程度:
4、硅酸盐和结晶程度:
镁砖
1、主晶相方镁石:
2、硅酸盐相:
3、铁酸镁脱溶现象:
(注:
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