《非金属矿物性测试》课程教学大纲

1、非金属矿物性测试课程教学大纲课程英文名称：Analysis and testing of non-metallic minerals课程编号： 133154250课程类别：专业课课程性质：选修课学 分： 2学 时：32（其中：讲课学时：24 实验学时：8）适用专业： 地质工程开课部门： 环境与资源学院一、课程教学目的和课程性质非金属矿测试分析是地质工程专业所开设的一门方法技能性选修课程。通过本课程的学习，了解主要的现代岩矿分析测试技术，掌握其基本原理、对试样的基本要求及其主要的应用范围。了解对非金属矿主要物理性能测试的方法，并掌握常用的常规测试方法。作为“方法性”课程，教师应十分重视对学生的基

2、本技能的训练，根据条件应尽可能多的开设实验课，而不要受本大纲安排的限制。没有条件进行的实验，应尽可能安排到附近的厂矿、科研单位参观。二、本课程与相关课程的关系先修课程：矿物学、岩石学后续课程： 应用矿物学、非金属矿产开发利用三、课程的主要内容及基本要求（一）理论学时部分第一单元 X射线衍射分析（3学时）知 识 点1、X射线分析的基本原理2、X射线粉末分析3、X射线衍射仪4、X射线粉末分析的应用重 点1、X射线在晶体中的衍射2、X粉末衍射的应用难 点1、劳埃方程2、布拉格方程基本要求1、识 记：X射线、X射线的基本特征、X射线与物质的相互作用、X射线衍射仪的基本构造。2、领 会：X射线产生原理、

3、X射线在晶体中的衍射、X射线粉末分析。3、简单应用：物相鉴定。通过X射线衍射标准数据-鉴定卡片和鉴定手册，以最常见矿物的特征衍射线，进行单矿物及多矿物的物相鉴定。4、综合应用：定量分析(直接法、内标法)、类质同象成分研究、晶体结构研究、有序度的测定、相转变的研究、结晶度的测定。第二单元 红外吸收光谱（3学时）知 识 点1、红外吸收光谱的基本原理2、红外分光光度计3、常见矿物的红外吸收光谱4、红外吸收光谱的应用重 点1、分子的简正振动2、各类矿物的基谱线特征3、红外光谱的应用难 点分子的振动基本要求1、识 记：红外吸收光谱、分子振动、分子振动的对称性。2、领 会：红外分光光度计的基本构造、常见矿

4、物的红外吸收光谱特征、红外吸收光谱的制样方法(压片法、糊状法、薄膜法、切片法、制样中应注意的问题)。3、简单应用：常见矿物的红外光谱定性、定量分析。4、综合应用：常见矿物的类质同象成分的确定、矿物中水的研究、离子占位及有序度的测定、相转变及结晶度的测定。第三单元 微区分析（4学时）知 识 点1、电子显微镜的基本原理2、电镜的基本结构及主要功能3、电镜的应用重 点1、电子束与物质的相互作用2、电镜的主要功能难 点1、聚焦原理2、电子探针原理基本要求1、识 记：透射电镜、扫描电镜、电子探针。2、领 会：电子聚焦原理（静电透镜、磁透镜、象散）、电子束与物质的相互作用、电镜的基本结构及主要功能。3、简

5、单应用：常见矿物微形貌的观察研究、EDS能谱分析。4、综合应用：选区电子衍射、晶体结构研究、成分及其组分赋存状态研究、矿物成因及其变化。第四单元 原子吸收光谱及紫外可见光吸收光谱（2学时）知 识 点1、原子吸收光谱的基本原理2、紫外可见光光谱的基本原理3、原子吸收光谱仪和紫外可见光光谱仪的基本结构及功能4、原子吸收光谱仪和紫外可见光光谱仪的重 点1、原子吸收光谱和紫外可见光光谱的基本原理2、原子吸收光谱和紫外可见光光谱对试样的要求难 点常见矿物组分的定量分析基本要求1、识 记：原子吸收光谱、紫外可见光光谱。2、领 会：原子吸收光谱和紫外可见光光谱的基本原理。3、简单应用：常见矿物原子吸收光谱和

6、紫外可见光光谱分析。4、综合应用：常见矿物组分的定量分析。第五单元 非金属矿的基本物理性能测定（4学时）知 识 点1、密度的类型（真密度、假密度、堆密度），密度及孔隙度的测定方法2、粒度及粒度分布，粒度的测定方法3、硬度的类型（刻划硬度、压入硬度、回弹硬度），主要的硬度计及测定方法4、强度及强度试验机，强度的测定方法重 点1、密度及孔隙度的测定方法2、粒度的测定方法难 点粒度及粒径分布基本要求1、识 记：密度（真密度、假密度、堆密度）、孔隙度、粒度、硬度、强度。2、领 会：非金属矿的基本物理性能的基本原理。3、简单应用：非金属矿的基本物理性能测试。4、综合应用：非金属矿密度及孔隙度的测定、粒度

7、及粒径分布的测定。第六单元 非金属矿的热学性能测定（2学时）知 识 点1、导热性能的测定(稳定热流法、非稳定热流法)，比热的测定(冰卡比热计、等温水卡比热计、真空绝热卡比热计、差示扫描量热仪法) 2、热膨胀性能测定(线膨胀系数测定、体积膨胀倍测定-膨胀珍珠岩、膨胀蛭石)3、耐热性能测试（耐热度、耐火度、热震）重 点1、导热性能的测试2、耐火度的测定难 点导热和热膨胀性能测定基本要求1、识 记：比热、热膨胀、耐热度、耐火度。2、领 会：稳定热流法和非稳定热流法在导热性能测定中的应用、线膨胀系数和体膨胀倍数的测定、耐热度的测定。3、简单应用：非金属矿的导热性能、耐热性能测试。4、综合应用：非金属矿

8、的热膨胀性能测定。第七单元 非金属矿的光学性能测定（2学时）知 识 点颜色的表示方法 ，色度的测定透射率、折射率的测定白度、光泽度及浊度的测定重 点白度、光泽度及浊度的测定难 点颜色的表示方法基本要求1、识 记：颜色、色度、饱和度、透射率、折射率、白度、光泽度、浊度。2、领 会：颜色的表示方法、白度、光泽度及浊度。3、简单应用：色度的测定，透射率、折射率的测定。4、综合应用：非金属矿的白度、光泽度及浊度的测定。第八单元 非金属矿与水作用的性能测定（2学时）知 识 点胶质价、膨润值和膨胀容的测定粘度及触变性测定分散性及悬浮性的测试重 点1、胶质价、膨润值和膨胀容的测定2、粘度及触变性测定难 点粘

9、度的测定基本要求1、识 记：胶质价、 膨润值、膨胀容、粘度及触变性。2、领 会：胶质价、膨润值和膨胀容的测定方法，粘度及触变性测定方法，分散性及悬浮性的测试方法。3、简单应用：胶质价、膨润值和膨胀容的测定，粘度及触变性测定。4、综合应用：分散性及悬浮性的测试。第九单元 非金属矿吸附性能测定（2学时）知 识 点1、吸附量的测定方法(动态法、静态法)2、比表面积的测定方法（B.E.T法、吸附法、透气法、粒度计算法）3、孔隙结构的测定方法（汞压法、脱附法、差异吸附法）。 4、离子交换量测定的基本原理，离子交换量测定的方法。 5、吸兰量及脱色力的测定。重 点1、比表面测定方法（B.E.T法，吸附法）2

10、、离子交换量测定难 点B.E.T法、离子交换量测定方法基本要求1、识 记：物理吸附、化学吸附、比表面积、离子交换量、吸兰量、脱色力2、领 会：比表面积的测定方法、孔隙结构的测定方法3、简单应用：孔隙结构的测定4、综合应用：离子交换量测定、吸兰量及脱色力的测定学时分配 知识单元理论学时X射线分析3红外吸收光谱分析3微区分析4原子吸收光谱及光吸收光谱简介2非金属矿的基本物理性能测定4非金属矿的热学性能测定2非金属矿的光学性能测定2非金属矿与水作用的性能测定2非金属矿吸附性能测定2合计24（二）实验学时部分实验教学环节作用及目的采用演示实验和综合性实验相结合的课程实验教学模式，使学生进一步加深对课程

11、理论知识的理解，提高实验技能，锻炼分析问题、解决问题的能力，培养创新意识和独立获取新方法的能力以及求真务实、科学严谨的工作作风。实验教学环节培养学生能力标准 掌握非金属矿物性测试的基本原理和实验方法；能独立进行测试实验的全过程；实验过程中实事求是、严肃认真、细致整洁、爱护仪器设备；初步掌握测试技术及实验数据的分析处理技术，独立完成实验报告。实验项目、内容、学时分配及实验类型1、必开实验序号实验项目实验内容学时实验类型(演示、验证、综合、设计研究)组数每组学生人数1X射线衍射仪、扫描电镜、红外吸收光谱仪演示了解X射线衍射仪、扫描电镜、红外吸收光谱仪的基本结构及基本原理；了解上述仪器的试样制备方法

12、及测定步骤。2学时演示2强度试验机、粒度分析仪、热学性能测试仪器演示了解强度试验机、粒度分析仪、热学性能测试仪器的基本结构及基本原理；了解上述仪器的试样制备方法及测定步骤。2学时演示3白度计、浊度计、光泽计、粘度计及比表面积测定仪演示了解白度计、浊度计、光泽计、粘度计及比表面积测定仪的基本结构及基本原理；了解上述仪器的试样制备方法及测定步骤。2学时演示2、选开实验序号实验项目实验内容学时实验类型(演示、验证、综合、设计研究)组数每组学生人数1吸兰量测定测定膨润土的吸兰量2学时综合2阳离子交换量测定测定膨润土的阳离子交换量2学时综合3、主要仪器设备X射线衍射仪、扫描电镜、红外吸收光谱仪、强度试验

13、机、粒度分析仪、热学性能测试仪、白度计、浊度计、光泽计、粘度计、比表面积测定仪、磁力搅拌器、离心机四、教学方法与手段1、前四知识单元，首先应讲清原理，从原理引出仪器设备结构，从原理导出谱图的解释和应用。2、后五知识单元，首先要讲清各物理性能的概念，对具体的测试方法，每种性能均有若干种测试方法，应以最常用的为重点，其它视授课情况而定。3、采用课堂教授与多媒体教学相结合。4、理论与实验相结合，如有可能，应尽可能多地安排实验或演示实验。五、考核要求、方式与成绩评定考核要求：以非金属矿物或其物性测试技术为选题范围，论述矿物的特性、应用及研究现状，或测试技术的应用范围，研究进展等。考核形式：考查成绩评定：本课程成绩由期末考试和实验两部分组成，其中期末考试为课程论文考查，占80%的比例