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粒度表征方法服從真理,就能征服一切事物粒度表征方法粒度表征方法服從真理,就能征服一切事物2材料表征技術(shù)實(shí)驗(yàn)3主要內(nèi)容第一章粒度表征方法第二章原子分析方法第三章分子光譜分析法第四章俄歇電子能譜分析方法引言:農(nóng)村普通高中教學(xué)目標(biāo)單一,生物學(xué)科是和農(nóng)村當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)最為緊密的學(xué)科,要求農(nóng)村生物教師在教學(xué)的過程中對學(xué)生的生物素養(yǎng)進(jìn)行提高,要經(jīng)常向?qū)W生傳播現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)觀念,讓學(xué)生感受自己在農(nóng)村大有作為,在此基礎(chǔ)上為農(nóng)村的發(fā)展提供強(qiáng)大的人力資源保障。1.農(nóng)村生物教學(xué)的優(yōu)勢1.1利用家庭資源激發(fā)生物學(xué)習(xí)興趣一些學(xué)生主要來自農(nóng)村,家里或多或少都會飼養(yǎng)家禽和家畜等,同時(shí)家里也會種植小麥和土豆等農(nóng)作物,這些是既經(jīng)濟(jì)又方便的課程資源。農(nóng)村生物教師根據(jù)講授的章節(jié)內(nèi)容對活動進(jìn)行提前安排,將活動記錄在課堂中進(jìn)行交流,由農(nóng)村生物教師分類負(fù)責(zé)整理。如果在有條件的情況下,可以制成圖冊,發(fā)給學(xué)生,學(xué)生可以在享受成功的同時(shí)分享喜悅,在無形中對學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣進(jìn)行激發(fā),加強(qiáng)農(nóng)村教師的知識水平以及拓展學(xué)生視野,提高農(nóng)村生物教學(xué)的質(zhì)量以及帶動課堂教學(xué)氛圍,所以在生物教學(xué)中需要對家庭資源進(jìn)行充分利用,促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)習(xí)興趣可以得到提高。1.2利用農(nóng)村優(yōu)勢提高生物實(shí)驗(yàn)效果農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的不斷發(fā)展,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)得到較大變化,這是農(nóng)村生物教學(xué)中不可忽視的重要資源。教學(xué)任務(wù)完成后,要求學(xué)生對農(nóng)作物雜草做好處理、澆水等管理。學(xué)生通過掌握用藥以及施肥等方面知識,對有機(jī)肥肥效及化學(xué)肥效明確認(rèn)識,農(nóng)村生物教師組織學(xué)生參觀反季節(jié)蔬菜大棚,能夠?qū)Υ笈锏淖饔眠M(jìn)行了解,學(xué)生在進(jìn)行農(nóng)作物施肥澆水的過程中,做好相應(yīng)實(shí)驗(yàn),例如:農(nóng)作物施肥量以及澆水量,保證農(nóng)作物的合理生產(chǎn)。同時(shí)也要結(jié)合農(nóng)村實(shí)際生產(chǎn),對教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行不斷豐富,有利于培養(yǎng)學(xué)生生物知識的實(shí)際應(yīng)用,對學(xué)生自身的素質(zhì)進(jìn)行全面提高,帶動學(xué)生更好的發(fā)展。因此教師在進(jìn)行教學(xué)中,需要充分的將農(nóng)村優(yōu)勢進(jìn)行發(fā)揮,應(yīng)用到生物課堂實(shí)驗(yàn)中,提高學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性及帶動教學(xué)水平整體提高,促進(jìn)課堂教學(xué)效率以及學(xué)生學(xué)習(xí)水平的上升。2.充分運(yùn)用農(nóng)村生物課程資源2.1運(yùn)用農(nóng)村生物課程資源營造生物教學(xué)氛圍教師不僅是課堂教學(xué)中的組織者,同時(shí)也是教學(xué)領(lǐng)導(dǎo)者及管理者,教師的人格及教師威信會產(chǎn)生一種較重大的精神力量,某一教育家曾說過,教育工作的中,主要依據(jù)就是教師的人格,因?yàn)榻逃牧α恐荒茉谌烁裰挟a(chǎn)生,不管哪種規(guī)章制度,或者哪種人為機(jī)構(gòu),不管想的怎樣的巧妙,都不能對教育事業(yè)中的人格作用替代。所以教師一定要塑造比較完善的人格形象,儲備合理的知識結(jié)構(gòu),具有牢固的專業(yè)水平,對教學(xué)過程中的業(yè)務(wù)能力進(jìn)行不斷的加強(qiáng),這樣做的目的才能讓學(xué)生親其師,信其道,傳其志。但是國內(nèi)外一些心理學(xué)家認(rèn)為,教師在教學(xué)過程中的作風(fēng)主要分為三種類型,一是專制型;二是民主型;三是放任型。課堂上的良好氛圍需要教師在教學(xué)中以民主領(lǐng)導(dǎo)的作風(fēng)對教和學(xué)的活動進(jìn)行組織。針對于這種作風(fēng)來說,可以有利于對學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情進(jìn)行培養(yǎng),不斷對學(xué)生業(yè)務(wù)能力進(jìn)行培養(yǎng),與此同時(shí)也能夠更好的營造出一個生物教學(xué)氛圍,促進(jìn)學(xué)生自身學(xué)習(xí)水平提高,帶動我國素質(zhì)教育全面發(fā)展。2.2運(yùn)用農(nóng)村生物課程資源培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣對于傳統(tǒng)生物教學(xué)來說,主要是根據(jù)課堂教學(xué)為主要目的,但是這種教學(xué)方式對生物重視性程度較為低下,并且學(xué)生對生物學(xué)科的重視度不足,難以達(dá)到生物教學(xué)實(shí)際目的,所以必須要建立起培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為主的教學(xué)模式,新的教學(xué)模式可以將生物分成為三種:第一是課堂教學(xué),主要對生物知識進(jìn)行講解;第二是野外觀測,對課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行印證;第三是實(shí)驗(yàn)教學(xué),為驗(yàn)證課堂教學(xué)的內(nèi)容,同時(shí)也能夠探索一些未知的奧秘。所以在農(nóng)村生物教學(xué)中,教師需要對課程資源充分利用,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)水平及促進(jìn)學(xué)生綜合發(fā)展。2.3運(yùn)用農(nóng)村生物課程資源發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)空間教師人員在日常教學(xué)的過程中,很多教人員對于課程資源的認(rèn)識只是局限于教材中,或者是課本中的知識以及模型等。而廣義上的課程資源無所不包,只要可以應(yīng)用到課堂教學(xué)中幫助教學(xué)順利開展,都可以稱之為課程資源。因此在日常生活中,必須要對其給與高度重視。對于生物教師,在日常需要不斷的對生物教學(xué)資源進(jìn)行累計(jì),將其應(yīng)用到實(shí)踐教學(xué)中,然而無形的課程資源是不斷出現(xiàn)的,教學(xué)過程中可以收集學(xué)生經(jīng)常出現(xiàn)的錯誤,提出一些問題進(jìn)行應(yīng)用。通過對資源充分利用,不僅可以提高教學(xué)效果,也能提高學(xué)生自身學(xué)習(xí)的空間,讓學(xué)生在有限的空間內(nèi)不斷的進(jìn)行學(xué)習(xí),充實(shí)自身的文化水平及教學(xué)效果的全面提高,所以教師人員要充分對農(nóng)村生物課程資源進(jìn)行利用,帶動生物教學(xué)水平的全面提高,促進(jìn)學(xué)生自身的學(xué)習(xí)水平得到不斷的加強(qiáng)。結(jié)論:通過上述內(nèi)容分析后可以得出,農(nóng)村生物教學(xué)過程中,教師人員必須要根據(jù)生物課程基礎(chǔ)性比較強(qiáng)以及發(fā)展較為迅速等方面的特點(diǎn),結(jié)合農(nóng)村生物教學(xué)的實(shí)際情況,合理利用校內(nèi)外以及無形有形等資源,對學(xué)生自身的生物課程興趣進(jìn)行培養(yǎng),提高學(xué)生終身的發(fā)展能力以及關(guān)心環(huán)境、保護(hù)環(huán)境等方面的意識。同時(shí)在對農(nóng)村生物教學(xué)的過程中,教師人員要善于發(fā)現(xiàn)課程資源,對課程資源進(jìn)行充分的利用,特別需要對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行合理的使用,使學(xué)生及時(shí)了解生物學(xué)科的發(fā)展動態(tài),與此同時(shí)也要從多個角度不斷提高農(nóng)村初中生物的教學(xué)質(zhì)量。小學(xué)數(shù)學(xué)是基礎(chǔ)教育的一門重要學(xué)科,在發(fā)展和培養(yǎng)學(xué)生的抽象邏輯思維中起著重要的作用,在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。創(chuàng)新教育是素質(zhì)教育的一個重要組成部分,創(chuàng)新教育并不是離開素質(zhì)另搞一套,而是素質(zhì)教育要以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為重點(diǎn),作為一名小學(xué)數(shù)學(xué)老師,我深感自身責(zé)任重大。如何在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中開展自主學(xué)習(xí)活動進(jìn)行創(chuàng)新教育,我談幾點(diǎn)粗淺的認(rèn)識:一、營造創(chuàng)新環(huán)境,主動探索求知實(shí)施素質(zhì)教育的今天,創(chuàng)新教育要體現(xiàn)在教育觀念上,滲透在所有教育活動之中,在創(chuàng)新教學(xué)中應(yīng)鼓勵學(xué)生大膽發(fā)表意見,促使其主動地參與教學(xué)活動中去,創(chuàng)設(shè)良好的寬松的學(xué)習(xí)境界使學(xué)生樂于創(chuàng)新,為學(xué)生騰快樂的學(xué)習(xí)空間,培養(yǎng)和加深情感的交流,能使學(xué)生思想開放,求知欲旺盛,敢想、敢問、敢說、敢做、樂于發(fā)表自己的學(xué)習(xí)意見,主動探索,探索中掌握了獲取知識的方法。羅杰斯說過:在教學(xué)過程中,只有讓學(xué)生處在一種無拘無束、自由暢達(dá)的空間,他們才會盡情地“自由參與”與“自由表達(dá)”。知識是能力形成的基礎(chǔ)和來源,學(xué)生必須形成良好的知識結(jié)構(gòu),也就是數(shù)學(xué)中最基本的概念、規(guī)律和方法所構(gòu)成的知識網(wǎng)絡(luò)。學(xué)生是憑借知識的遷移和知識結(jié)構(gòu)的完善來獲得知識的,并在這個過程中將知識轉(zhuǎn)化為能力。二、創(chuàng)設(shè)問題情境,使學(xué)生獲得創(chuàng)造性的體驗(yàn)在數(shù)學(xué)教學(xué)中,“問題是數(shù)學(xué)的心臟”,沒有問題就沒有數(shù)學(xué),因此良好的問題情境有助于實(shí)現(xiàn)對新知識有所了解,使認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到補(bǔ)充和完善,從而促進(jìn)學(xué)生的心理發(fā)展。要創(chuàng)設(shè)一個有價(jià)值的教學(xué)情境,教師要做到:首先是離不開教材,教師要吃透教材,弄清教材的編排目的,不要游離教材之外而濫用,脫離了教學(xué)內(nèi)容,教師要緊扣教學(xué)目標(biāo),充分利用多媒體、模型教具、學(xué)具及生動形象的語言手段,結(jié)合學(xué)生喜聞樂見的教學(xué)實(shí)例,使學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生新鮮感,獲得豐富的感性材料,激發(fā)學(xué)生探索知識的動機(jī),使學(xué)生滿懷喜悅地參與學(xué)習(xí)。如:在教學(xué)《元、角、分的認(rèn)識》的練習(xí)課時(shí),我把教室布置成零售店,讓全班學(xué)生分成幾組進(jìn)行購物游戲活動。然后,利用多媒體課件在大屏幕上播出各種物品及價(jià)格的畫面。老師:“同學(xué)們,你們會購買物品嗎?誰愿意當(dāng)售貨員和顧客?你想買什么東西,該怎樣付錢呢?售貨員應(yīng)該怎樣找錢呢?”同學(xué)們受到這個情景的感染,都躍躍欲試,爭當(dāng)顧客或售貨員。這樣,學(xué)生親身體驗(yàn)了觀察、思考、交流、合作探究、付錢找錢的過程,調(diào)動了全體學(xué)生多種感官共同參與,使學(xué)生的智力因素和非智力因素交互促進(jìn),在愉快的游戲活動中,獲得了創(chuàng)造性的體驗(yàn)。進(jìn)入高年級,還可以進(jìn)行打折活動的游戲,使學(xué)生獲得進(jìn)一步的體驗(yàn)。三、利用創(chuàng)新的教學(xué)方法來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣當(dāng)前,在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師對每堂課需要精心設(shè)計(jì),努力進(jìn)行課堂結(jié)構(gòu)的改革,讓學(xué)生體驗(yàn)到“創(chuàng)新”,我們要把將創(chuàng)新的教材、創(chuàng)新的教法與創(chuàng)新的課堂環(huán)境留給學(xué)生,將學(xué)生的主動學(xué)習(xí)與創(chuàng)新意識的培養(yǎng)落到實(shí)處。在創(chuàng)新教學(xué)中教師要有意識地結(jié)合教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行,喚起學(xué)生創(chuàng)新的欲望,只有學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)發(fā)生了濃厚的興趣,才能激發(fā)起強(qiáng)烈的求知欲望和主動參與學(xué)習(xí)的動機(jī),也是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的基本動力之一。因此數(shù)學(xué)教育中一定要注意,創(chuàng)新求異的思維能力的培養(yǎng)是數(shù)學(xué)教學(xué)中不可忽視的問題。于是,在數(shù)學(xué)教學(xué)中,鼓勵學(xué)生不斷探創(chuàng)新課堂教學(xué)方法――激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和探索數(shù)學(xué)問題,培養(yǎng)學(xué)生流暢、變通、獨(dú)創(chuàng)及精密的思考能力,獲取數(shù)學(xué)知識的能力,重視學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)上的主體參與作用,才能實(shí)現(xiàn)學(xué)生的數(shù)學(xué)創(chuàng)新潛能和意識的培養(yǎng),在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中真正做到了向40分鐘要質(zhì)量,讓數(shù)學(xué)走向生活化。四、在開放教學(xué)中提高創(chuàng)新能力數(shù)學(xué)作為一門思維性極強(qiáng)的基礎(chǔ)學(xué)科,在教學(xué)中由傳統(tǒng)注入式教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)殚_放式的教學(xué),在創(chuàng)新課堂練習(xí)活動中,教師應(yīng)向?qū)W生提供具有探索性、開放性和發(fā)展性的練習(xí)內(nèi)容,選用的問題要為大多數(shù)學(xué)生所接受,在練習(xí)時(shí),教師既要鼓勵學(xué)生選擇適合自己的思維方式,從不同的角度去思考問題,體現(xiàn)解決問題的多樣化,使這些知識在學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中牢固、清晰地儲存起來,又要引導(dǎo)學(xué)生善于交流,敞開自己的思想,學(xué)習(xí)別人好的解題策略,才能達(dá)到創(chuàng)新學(xué)習(xí)的目的,以往的教學(xué)老師按著自己的教案一題一題的給學(xué)生講解,得到的效果并不理想。一方面是老師依樣畫葫蘆的教學(xué)模式讓學(xué)生覺得乏味,導(dǎo)致學(xué)生上課精神無法高度集中,容易開小差;另一方面是課堂教學(xué)中以老師為中心講解課堂內(nèi)容,同學(xué)們只是單純的接收信息,卻很少進(jìn)行思考,無法調(diào)動同學(xué)們的興趣,課堂效果并不理想。曾經(jīng)我有做過一次課堂反饋小調(diào)查,我驚訝的發(fā)現(xiàn)有的題目自己在課堂上反復(fù)強(qiáng)調(diào)很多次了,但是還是會有幾個同學(xué)不會。他們說在課堂聽老師講的時(shí)候他們能記住,但是課后就記不起來了。五、注重教學(xué)評價(jià),激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新成功的歡樂是一種巨大的精神力量,心理學(xué)告訴我們,一個人只要體驗(yàn)一次成功的喜悅,便會激起無休止的追求意念和力量,評價(jià)作為課堂教學(xué)質(zhì)量的檢測手段,具有激勵和導(dǎo)向的作用,評價(jià)的目的是要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)愿望,培養(yǎng)渴求新知的動機(jī),強(qiáng)化學(xué)生的競爭意識。在數(shù)學(xué)教學(xué)活動中,教師要從尊重、愛護(hù)、平等、鼓勵性評價(jià)等原則出發(fā),對每個學(xué)生的每一個合理的想法都給予及時(shí)的肯定,使學(xué)生心理上得到滿足,體驗(yàn)到成功的快樂,才能達(dá)到增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)信心和主動發(fā)展的目的;要努力營造一個沒有壓力,沒有權(quán)威的課堂氛圍,用親切的話語、思辨的語言鼓勵,使盡可能多的學(xué)生參與到教學(xué)過程和實(shí)踐活動中來,在學(xué)習(xí)過程中允許學(xué)生出差錯,然后自行解決錯誤,這樣既調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性和興趣,又能有效地培養(yǎng)其想象力和思維的靈活性??傊?,學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是多方面的,作為教學(xué)活動組織者的教師要在教學(xué)中結(jié)合教學(xué)內(nèi)容不斷改進(jìn)教學(xué)方法,重視各種思維訓(xùn)練,適時(shí)、適度的引導(dǎo),鼓勵學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性學(xué)習(xí),使學(xué)生的創(chuàng)新思維得到長足培養(yǎng)和發(fā)展。粒度表征方法服從真理,就能征服一切事物粒度表征方法粒度表征方1粒度表征方法課件2粒度表征方法課件3粒度表征方法課件4粒度表征方法課件562基本概念(1)顆粒(particle):在一尺寸范圍內(nèi)具有特定形狀的幾何體。這里所說的一尺寸一般在毫米到納米之間,顆粒不僅指固體顆粒,還有霧滴、油珠等液體顆粒。(2)晶粒(grain):是指單晶顆粒,即顆粒內(nèi)為單晶(Singlecrystal),無晶界。(3)粉體:由大量的不同尺寸的顆粒組成的顆粒群。(4)一次顆粒:是指含有低氣孔率的一種獨(dú)立的粒子。(5)團(tuán)聚體(aggregate):是由一次顆粒通過表面力或固體橋健作用而形成的更大的顆粒。團(tuán)聚體內(nèi)含有相互連接的氣孔網(wǎng)絡(luò)。團(tuán)聚體的形成過程使體系能量下降。團(tuán)聚體可分為硬團(tuán)聚體和軟團(tuán)聚體兩種。(6)二次顆粒:是指人為制造的粉料團(tuán)聚顆粒。例如制備陶瓷的工藝過程中所說的“造粒”就是制造二次顆粒。
62基本概念(1)顆粒(particle):在一尺寸范圍內(nèi)67納米微粒(nanoparticles)一般指一次顆粒。它的結(jié)構(gòu)可以為晶態(tài)、非晶態(tài)和準(zhǔn)晶態(tài)。在晶態(tài)的情況下,納米粒子可以為多晶體,當(dāng)粒徑小到一定值后則為單晶體。只有納米微粒為單晶體時(shí),納米微粒的粒徑才與晶粒尺寸相同。7納米微粒(nanoparticles)一般指一次顆78(7)粒徑:所謂粒徑,就是顆粒的直徑、大小或尺寸?,F(xiàn)實(shí)的粉體顆粒,如滑石粉、碳酸鈣、水泥等顆粒,其形狀是不規(guī)則的,粒徑如何描述?實(shí)際上,迄今為止的任何一種粒度測量儀器,都是用現(xiàn)實(shí)顆粒同圓球顆粒相比較的方法測量顆粒大小的,即“如果顆粒是圓球,那么它應(yīng)該是(等效于)這么大”。8(7)粒徑:所謂粒徑,就是顆粒的直徑、大小或尺寸。89等效粒徑具體有如下幾種:
1)等效散射粒徑:與實(shí)際被測顆粒具有相同散射效果的球形顆粒的直徑。激光粒度儀所測的粒徑為等效散射粒徑。
2)等效沉速徑:在相同條件下與實(shí)際顆粒沉降速度相同的球的直徑。沉降法所測的粒徑為等效沉速徑,又叫Stokes徑。
3)等效投影面積徑:與實(shí)際顆粒投影面積相同的球形顆粒的直徑。顯微鏡法和圖像法所測的粒徑大多是等效投影面積直徑。
2cm4cm不同的測試方法可以得到不同的結(jié)果(8)等效粒徑
等效粒徑是指當(dāng)一個顆粒的某一物理特性與同質(zhì)的球形顆粒相同或相近時(shí),就用該球形顆粒的直徑來代表這個實(shí)際顆粒的直徑。那么這個球形顆粒的粒徑就是該實(shí)際顆粒的等效粒徑。9等效粒徑具體有如下幾種:
1)等效散射粒徑:與實(shí)際910不同原理的儀器,選擇與其大小相關(guān)的物理性質(zhì)或行為來度量其大小,例如,激光粒度儀選擇顆粒對光的散射特性,沉降儀選擇顆粒在液體中的沉降特性,篩分法選擇顆粒能否通過篩孔,等等。由于不同儀器選擇同一顆粒不同的物理性質(zhì)作為等效時(shí)的參考量,因此用它們測量同一不規(guī)則顆粒時(shí),結(jié)果可能是不同的。有時(shí)甚至同一種原理的儀器,測試條件不同,結(jié)果也可能不同,例如,篩分測量的結(jié)果同振篩的時(shí)間有關(guān)。10不同原理的儀器,選擇與其大小相關(guān)的物理性質(zhì)或行為1011(8)粒度分布
粒徑用來描述一個顆粒的大小。一種粉體樣品的各個顆粒,大小互不相同,這時(shí)要用粒度分布才能較全面地描述樣品顆粒的整體大小。定義:用特定的儀器和方法反映出的不同粒徑顆粒占粉體總量的百分?jǐn)?shù)。有區(qū)間分布和累計(jì)分布兩種形式。區(qū)間分布又稱為微分分布或頻率分布,它表示一系列粒徑區(qū)間中顆粒的百分含量。累計(jì)分布也叫積分分布,它表示小于或大于某粒徑顆粒的百分含量。粒度分布的表示方法:
①表格法:用表格的方法將粒徑區(qū)間分布、累計(jì)分布一一列出的方法。
②圖形法:在直角標(biāo)系中用直方圖和曲線等形式表示粒度分布的方法。
③函數(shù)法:用數(shù)學(xué)函數(shù)表示粒度分布的方法。這種方法一般在理論研究時(shí)用。如著名的Rosin-Rammler分布就是函數(shù)分布。
11(8)粒度分布1112①表格法:用表格的方法將粒徑區(qū)間分布、累計(jì)分布一一列出的方法。②圖形法:在直角座標(biāo)系中用直方圖和曲線等形式表示粒度分布的方法。
③函數(shù)法:用數(shù)學(xué)函數(shù)表示粒度分布的方法。這種方法一般在理論研究時(shí)用。如著名的Rosin-Rammler分布就是函數(shù)分布。12①表格法:用表格的方法將粒徑區(qū)間分布、累計(jì)分布一一列出1213表示粒度特性的幾個關(guān)鍵指標(biāo):
①D50:一個樣品的累計(jì)粒度分布百分?jǐn)?shù)達(dá)到50%時(shí)所對應(yīng)的粒徑。它的物理意義是粒徑大于它的顆粒占50%,小于它的顆粒也占50%,D50也叫中位徑或中值粒徑。D50常用來表示粉體的平均粒度。
②D97:一個樣品的累計(jì)粒度分布數(shù)達(dá)到97%時(shí)所對應(yīng)的粒徑。它的物理意義是粒徑小于它的的顆粒占97%。D97常用來表示粉體粗端的粒度指標(biāo)。
其它如D16、D90等參數(shù)的定義與物理意義與D97相似。
③比表面積:單位重量的顆粒的表面積之和。比表面積的單位為m2/kg或cm2/g。比表面積與粒度有一定的關(guān)系,粒度越細(xì),比表面積越大,但這種關(guān)系并不一定是正比關(guān)系。13表示粒度特性的幾個關(guān)鍵指標(biāo):13143粒度分析的種類和適用范圍顯微鏡法光學(xué)顯微鏡0.8-150μm電子顯微鏡<0.8μm傳統(tǒng)方法篩分法(20-100000μm)沉降法(粗顆粒電感應(yīng)法新發(fā)展方法激光法電超聲粒度分析法(5nm-100μm)電子顯微鏡圖像法基于顆粒布朗運(yùn)動的粒度測量質(zhì)譜法激光衍射法激光散射法光子相干光譜法(1nm-5μm)143粒度分析的種類和適用范圍顯微鏡法光學(xué)顯微鏡0.8-14153.1激光粒度分析法
是目前最為主要的納米材料體系粒度分析方法。當(dāng)一束波長為λ的激光照射在一定粒度的球形小顆粒上時(shí),會發(fā)生衍射和散射兩種現(xiàn)象.通常當(dāng)顆粒粒徑大于10λ時(shí),以衍射現(xiàn)象為主;當(dāng)顆粒粒徑小于10λ時(shí),則以散射現(xiàn)象為主。一般,激光衍射式粒度儀僅對粒度在5μm以上的樣品分析較準(zhǔn)確;而動態(tài)光散射粒度儀則對粒度在5
μm以下的納米、亞微米顆粒樣品分析準(zhǔn)確。Fraunhofer衍射理論,Rayleigh-Mie-Gans散射理論及Doppler光散射理論3.1.1光散射原理153.1激光粒度分析法是目前最為主要的納米材料體系粒1516激光粒度分析法對樣品的要求要求樣品為球形、單分散。因此,顆粒的形狀、粒徑分布特性對最終粒度分析結(jié)果影響較大,而且顆粒形狀越不規(guī)則、粒徑分布越寬,分析結(jié)果的誤差就越大。16激光粒度分析法對樣品的要求要求樣品為球形、單分散。1617激光粒度分析法的優(yōu)點(diǎn)
對樣品的濃度有較大限制,不能分析高濃度體系的粒度及粒度分布,分析過程中需要稀釋,從而帶來一定的誤差。必須對被分析體系的粒度范圍事先有所了解,否則分析結(jié)果將不會準(zhǔn)確。樣品用量少、自動化程度高、快速、重復(fù)性好并可在線分析等。缺點(diǎn):17激光粒度分析法的優(yōu)點(diǎn)對樣品的濃度有較大限制,不能分析高17183.1.2激光衍射光譜粒度分析法主要理論:Fraunhofer衍射理論該理論認(rèn)為衍射的光能分布與粒度分布有關(guān),通過測量光能分布,就可以通過一定的理論計(jì)算獲得粒度分布。衍射光強(qiáng)度與顆粒粒徑的關(guān)系式183.1.2激光衍射光譜粒度分析法主要理論:Fraunh1819激光衍射顆粒粒度分析儀主要部件:激光器、擴(kuò)束鏡、聚焦透鏡、光電探測器和計(jì)算機(jī)19激光衍射顆粒粒度分析儀主要部件:激光器、擴(kuò)束鏡、聚焦透鏡1920激光衍射粒度分析儀的原理如圖優(yōu)點(diǎn):測量速度快、測量范圍廣、測量精度高、重復(fù)性好、使用對象廣、不受被測顆粒折射率的影響、適于在線測量。測得的是顆粒群的尺寸分布20激光衍射粒度分析儀的原理如圖優(yōu)點(diǎn):測量速度快、測量范圍廣20213.1.3激光光散射粒度分析法基本原理在光學(xué)性質(zhì)不均勻且物理化學(xué)性質(zhì)不均勻的媒介中,如含有不同大小粉體的介質(zhì)系統(tǒng),發(fā)射光的頻率與入射光的頻率相當(dāng),此時(shí)光散射的模式只取決于所測顆粒尺寸d與入射光波長之間的相對關(guān)系。當(dāng)d<<λ(通常d<0.1λ)時(shí),屬于Rayleigh散射為主的分子散射,散射光強(qiáng)度遵循Rayleigh散射定律,與介質(zhì)粒子的體積平方成正比,與λ4成反比213.1.3激光光散射粒度分析法基本原理在光學(xué)性質(zhì)不均勻2122當(dāng)d≈λ時(shí),屬于Mie-Gans散射范圍,照在顆粒上的光非均勻地散射。此時(shí)相對折射率和粒子半徑非常重要。當(dāng)粒子半徑很小時(shí),即Rayleigh散射情況;隨著半徑增大,散射光前向與后向的不對稱性增強(qiáng);當(dāng)散射角為180°時(shí),即沿著入射光方向散射光強(qiáng)為0。根據(jù)不同散射角上的散射光的強(qiáng)度大小,即可得到粒度的信息。當(dāng)d>>λ(通常d>10λ)時(shí),屬于Fraunhofer衍射范圍,關(guān)系復(fù)雜。當(dāng)顆粒尺寸越小,衍射角越大;當(dāng)顆粒尺寸越大,衍射角越小,通過檢測不同衍射角上的光強(qiáng),可得到粒度的分布。22當(dāng)d≈λ時(shí),屬于Mie-Gans散射范圍,照在2223儀器的基本組成測得的是顆粒群的尺寸分布23儀器的基本組成測得的是顆粒群的尺寸分布2324光散射粒度分析法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):1)測量范圍廣,1nm-3000
μm2)自動化程度高,操作簡單,測量速度快,1-1.5min3)測量準(zhǔn)確,重現(xiàn)性好。缺點(diǎn):1)對高濃度樣品無法得到準(zhǔn)確的光強(qiáng)信息2)測量形狀不規(guī)則樣品時(shí)出現(xiàn)誤差24光散射粒度分析法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):1)測量范圍廣,1nm-32425測量微粒在液體中的擴(kuò)散系數(shù)來測定顆粒度.(平均粒度)微粒在溶劑中形成分散系時(shí),由于微粒作布朗運(yùn)動導(dǎo)致粒子在溶劑中擴(kuò)散,擴(kuò)散系數(shù)與粒徑滿足愛因斯坦關(guān)系只要知道溶劑(分散介質(zhì))的黏度η,分散系的溫度T,測出微粒在分散系中的擴(kuò)散系數(shù)D就可求出顆粒粒徑d.3.1.4激光相關(guān)光譜粒度分析法為了測定D,使用光散射法、對納米粒子是光子相關(guān)光譜法。根據(jù)光強(qiáng)度的變化來計(jì)算擴(kuò)散系數(shù)從而獲得粒徑尺寸。這些信號必須轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)表達(dá)式,這種轉(zhuǎn)換得到的結(jié)果稱為自相關(guān)函數(shù),它由光子相關(guān)譜儀的相關(guān)器自動完成.25測量微粒在液體中的擴(kuò)散系數(shù)來測定顆粒度.(平均粒度)3.2526262627光子相關(guān)譜當(dāng)激光照射到作布朗運(yùn)動的粒子上時(shí)用光電倍增管測量它們的散射光,在任何給定的瞬間這些顆粒的散射光會疊加形成干涉圖形,光電倍增管探測到的光強(qiáng)度取決于這些干涉圖形.當(dāng)粒子在溶劑中作混亂運(yùn)動時(shí),它們的相對位置發(fā)生變化,這就引起一個恒定變化的干涉圖形和散射強(qiáng)度.布朗運(yùn)動引起的這種強(qiáng)度變化出現(xiàn)在微秒至毫秒級的時(shí)間間隔中,粒子越大粒子位置變化越慢,強(qiáng)度變化(漲落)也越慢.光子相關(guān)譜的基礎(chǔ)就是測量這些散射光漲落,根據(jù)在一定時(shí)間間隔中這種漲落可以測定粒子尺寸.即測量出散射光光強(qiáng)隨時(shí)間變化的關(guān)系,從而求出顆粒粒徑大小。27光子相關(guān)譜當(dāng)激光照射到作布朗運(yùn)動的粒子上時(shí)用光電倍增管測2728某激光粒度分析儀的原理示意圖28某激光粒度分析儀的原理示意圖2829激光法實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響因素(1)粉體試樣溶液濃度的影響
濃度大,分散困難,顆粒間吸附團(tuán)聚,同時(shí)顆粒間易發(fā)生光散射,造成測試結(jié)果偏大,粒度分布寬,誤差較大濃度小,光線可以無阻礙得穿過樣品池,產(chǎn)生較小散射角,所測粒度偏小、分布窄。(2)粉體試樣溶液溫度影響
溫度高,內(nèi)能增加,振動增強(qiáng),有利于顆粒分散,但易再破碎,使顆粒粒徑減小溫度低,顆粒不易分散,增大測量誤差。20-35度最佳(3)分散性
良好的分散性是準(zhǔn)確測量粒度的前提,超聲分散時(shí)間10min29激光法實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響因素(1)粉體試樣溶液濃度的影響2930(4)分散介質(zhì)
不僅對粉體有浸潤作用,而且要成本低,無毒,無腐蝕性。常用:H2O,水和甘油,乙醇,乙醇和水,乙醇和甘油等(5)分散劑種類及濃度分散劑中使用表面活性劑,加入帶有同種電荷的表面活性劑增加排斥力分散劑濃度高,導(dǎo)致絮凝,結(jié)果偏大(6)粉體試樣溶液在樣品池中停留時(shí)間
停留時(shí)間不宜過長,盡量縮短30(4)分散介質(zhì)30313.2沉降法沉降法是根據(jù)不同粒徑的顆粒在液體中的沉降速度不同測量粒度分布的一種方法。它的基本過程是把樣品放到某種液體中制成一定濃度的懸浮液,懸浮液中的顆粒在重力或離心力作用下將發(fā)生沉降。大顆粒的沉降速度較快,小顆粒的沉降速度較慢,沉降速度與粒徑的關(guān)系由Stokes定律來描述。分為重力沉降法:2-100μm和離心沉降法:10nm-20μm313.2沉降法沉降法是根據(jù)不同粒徑的顆粒在液體中的沉降速3132沉降法測定顆粒粒度的條件:顆粒形狀應(yīng)當(dāng)接近于球形,并且完全被液體潤濕顆粒在懸浮體系的沉降速度是緩慢而恒定的,而且達(dá)到恒定速度的時(shí)間較短顆粒在懸浮體系中的的布朗運(yùn)動不會干擾其沉降速度顆粒間的相互作用不影響沉降過程32沉降法測定顆粒粒度的條件:顆粒形狀應(yīng)當(dāng)接近于球形,并且完3233(1)Stokes定律在重力場中,懸浮在液體中的顆粒受重力、浮力和粘滯阻力的作用將發(fā)生運(yùn)動,其運(yùn)動方程為:即Stokes定律,它是沉降法粒度測試的基本理論依據(jù)。
從Stokes定律中我們看到,沉降速度與顆粒直徑的平方成正比。比如兩個粒徑比為1:10的顆粒,其沉降速度之比為1:100。就是說細(xì)顆粒的沉降速度要慢很多。為了加快細(xì)顆粒的沉降速度,縮短測量時(shí)間,現(xiàn)代沉降儀大都引入離心沉降方式。在離心沉降狀態(tài)下,顆粒的沉降速度與粒度的關(guān)系為:這就是Stokes定律在離心狀態(tài)下的表達(dá)式。由于離心轉(zhuǎn)速都在數(shù)百轉(zhuǎn)以上,離心加速度ω2r>>g,所以
Vc>>V。就是說在相同的條件下,顆粒在離心狀態(tài)下的沉降速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在重力狀態(tài)下的沉降速度,所以離心沉降將大大縮短測試時(shí)間。33(1)Stokes定律在重力場中,懸浮在液體中的顆粒受重3334(2)比爾定律根據(jù)Stokes定律,只要測量出顆粒的沉降速度,就可以準(zhǔn)確地得到顆粒的直徑了。但是,要測量懸浮液中成千上萬個顆粒的沉降速度是很困難的,所以在實(shí)際應(yīng)用過程中是通過測量不同時(shí)刻透過懸浮液光強(qiáng)的變化率來間接地反映顆粒的沉降速度的。光強(qiáng)的變化率與粒徑的關(guān)系由比爾定律來描述:設(shè)在T1、T2、T3、……Ti時(shí)刻測得一系列的光強(qiáng)值I1<I2<I3……<Ii,這些光強(qiáng)值對應(yīng)的顆粒粒徑為D1>D2>D3>……>Di,將這些光強(qiáng)值和粒徑值代入上式,再通過計(jì)算機(jī)處理就可以得到粒度分布了。顆粒沉降狀態(tài)示意圖34(2)比爾定律根據(jù)Stokes定律,只要測量出顆粒的沉降3435(3)沉降法的特點(diǎn)①測量速度慢。平均為25min至1h,測量時(shí)間長使得重復(fù)測量更加困難,而且增大了顆粒重新團(tuán)聚的機(jī)會;②需要精確的溫度控制。因?yàn)闇囟鹊淖兓苯訉?dǎo)致粘度發(fā)生變化;③不能處理不同密度的混合物;④動態(tài)測量范圍小,當(dāng)顆粒小于2μm時(shí),布朗運(yùn)動起支配作用(占優(yōu)勢);當(dāng)大于50μm時(shí),沉降變得劇烈以致顆粒不是按照Stokes定律的規(guī)律運(yùn)動。優(yōu)點(diǎn):測量質(zhì)量分布,代表性強(qiáng),測試結(jié)果與儀器的對比性好,價(jià)格比較便宜缺點(diǎn):35(3)沉降法的特點(diǎn)①測量速度慢。平均為25min至1h35363.3顯微鏡觀察法電鏡檢測法是納米材料表征的一個很好的方法。光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、掃描隧道顯微鏡(STM)和原子力顯微鏡(AFM)等。363.3顯微鏡觀察法電鏡檢測法是納米材料表征的一個很好的36373.3.1透射電鏡觀察法用透射電鏡可觀察納米粒子平均直徑或粒徑的分布是一種顆粒度觀察測定的絕對方法,因而具有可靠性和直觀性.實(shí)驗(yàn)過程:首先將納米粉制成的懸浮液滴在帶有碳膜的電鏡用Cu網(wǎng)上,待懸浮液中的載液(例如乙醇)揮發(fā)后。放入電鏡樣品臺,盡量多拍攝有代表性的電鏡像,然后由這些照片來測量粒徑。373.3.1透射電鏡觀察法用透射電鏡可觀察37383.3.1透射電鏡觀察法
電鏡照片儀器照片383.3.1透射電鏡觀察法電鏡照片3839透射電鏡的結(jié)構(gòu)透射電鏡的外觀照片。通常透射電鏡由電子光學(xué)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、循環(huán)冷卻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成,其中電子光學(xué)系統(tǒng)是電鏡的主要組成部分。電子光學(xué)系統(tǒng),又稱鏡筒,是電子顯微鏡的主體。1、電子槍2、聚光鏡3、物鏡、中間鏡和投影鏡4、消像散5、熒光屏、照相系統(tǒng)6、樣品室39透射電鏡的結(jié)構(gòu)透射電鏡的外觀照片。3940404041透射電子顯微鏡(a)和透射光學(xué)顯微鏡(b)的結(jié)構(gòu)及光路簡圖電子槍41透射電子顯微鏡(a)和透射光學(xué)顯微鏡(b)的結(jié)構(gòu)及光路4142高分辨透射電子顯微鏡透射電子顯微鏡發(fā)展的另一個表現(xiàn)是分辨率的不斷提高。目前200KV透射電子顯微鏡的分辨率好于0.2nm,1000KV透射電子顯微鏡的分辨率達(dá)到0.1nm。透射電子顯微鏡分辨率的提高取決于電磁透鏡的制造水平不斷提高,球差系數(shù)逐漸下降;透射電子顯微鏡的加速電壓不斷提高,從80KV、100KV、120KV、200KV、300KV直到1000KV以上;為了獲得高亮度且相干性好的照明源,電子槍由早期的發(fā)夾式鎢燈絲,發(fā)展到LaB6單晶燈絲,現(xiàn)在又開發(fā)出場發(fā)射電子槍。42高分辨透射電子顯微鏡透射電子顯微鏡發(fā)展的另一個表現(xiàn)是分辨42433.3.1透射電鏡觀察法測量方法3種交叉法:用尺或金相顯微鏡中的標(biāo)尺任意地測量約600顆粒的交叉長度,然后將交叉長度的算術(shù)平均值乘上一統(tǒng)計(jì)因子(1.56)來獲得平均粒徑;平均值法:量約100個顆粒中每個顆粒的最大交叉長度,顆粒粒徑為這些交叉長度的算術(shù)平均值;分布圖法:求出顆粒的粒徑或等當(dāng)粒徑,畫出粒徑與不同粒徑下的微粒數(shù)的分布圖,將分布曲線中峰值對應(yīng)的顆粒尺寸作為平均粒徑。433.3.1透射電鏡觀察法測量方法3種4344采用綜合圖象分析系統(tǒng)可以快速而準(zhǔn)確地完成顯微鏡法中的測量和分析系統(tǒng)工作。綜合性的圖象分析系統(tǒng)可對顆粒粒度進(jìn)行自動測量并自動分析系統(tǒng)。顯微鏡對被測顆粒進(jìn)行成像,然后通過計(jì)算機(jī)圖象處理技術(shù)完成顆粒粒度的測定。圖象分析技術(shù)因其測量的隨機(jī)性、統(tǒng)計(jì)性和直觀性被公認(rèn)是測定結(jié)果與實(shí)際粒度分布吻合最好的測試技術(shù)。其優(yōu)點(diǎn)是可以直接觀察顆粒是否團(tuán)聚。缺點(diǎn)是取樣的代表性差,實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性差,測量速度慢。
44采用綜合圖象分析系統(tǒng)可以快速而準(zhǔn)確地完成顯微鏡法中的測量44453.3.2透射電鏡觀察法注意的問題
測得的顆粒粒徑是團(tuán)聚體的粒徑。在制備超微粒子的電鏡觀察樣品時(shí),首先需用超聲波分散法,使超微粉分散在載液中,有時(shí)候很難使它們?nèi)糠稚⒊梢淮晤w粒,特別是納米粒子很難分散,結(jié)果在樣品Cu網(wǎng)上往往存在一些團(tuán)聚體,在觀察時(shí)容易把團(tuán)聚體誤認(rèn)為是一次顆粒。測量結(jié)果缺乏統(tǒng)計(jì)性這是因?yàn)殡婄R觀察用的粉體是極少的,這就有可能導(dǎo)致觀察到的粉體的粒子分布范圍并不代表整體粉體的粒徑范圍。
電鏡觀察法測量得到的是顆粒度而不是晶粒度.453.3.2透射電鏡觀察法注意的問題測得的顆粒粒徑是團(tuán)4546例1cdab46例1cdab4647例247例247483.3.3掃描電鏡觀察法
483.3.3掃描電鏡觀察法
48493.3.4掃描探針顯微鏡
通過掃描獲得納米粒子的形貌。對粒子的形貌尺寸進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,而獲得粒子粒徑。與電鏡類似,得到的是顆?;驁F(tuán)聚體的粒徑。粒子粒徑可利用儀器自帶的圖形處理軟件分析粒徑。由于針尖放大效應(yīng),測量粒徑一般要大于實(shí)際粒徑。493.3.4掃描探針顯微鏡通過掃描獲得納米粒子的形貌。49503.3.5掃描隧道顯微鏡(STM)
基本原理利用量子理論中的隧道效應(yīng)。將原子線度的極細(xì)探針和被研究物質(zhì)的表面作為兩個電極,當(dāng)樣品與針尖的距離非常接近時(shí)(通常小于1nm),在外加電場的作用下,電子會穿過兩個電極之間的勢壘流向另一電極。503.3.5掃描隧道顯微鏡(STM)基本原理利用量5051隧道電流I是電子波函數(shù)重疊的量度,與針尖和樣品之間距離S和平均功函數(shù)Φ有關(guān):Vb是加在針尖和樣品之間的偏置電壓,平均功函數(shù),分別為針尖和樣品的功函數(shù),A為常數(shù),在真空條件下約等于1。掃描探針一般采用直徑小于1mm的細(xì)金屬絲,如鎢絲、鉑―銥絲等;被觀測樣品應(yīng)具有一定導(dǎo)電性才可以產(chǎn)生隧道電流。51隧道電流I是電子波函數(shù)重疊的量度,與針尖和5152利用電子反饋線路控制隧道電流的恒定,并用壓電陶瓷材料控制針尖在樣品表面的掃描,則探針在垂直于樣品方向上高低的變化就反映出了樣品表面的起伏。(a)恒高度模式;(b)恒電流模式S為針尖與樣品間距,I、Vb為隧道電流和偏置電壓,Vz為控制針尖在
z方向高度的反饋電壓。52利用電子反饋線路控制隧道電流的恒定,并用壓電陶瓷材料控制52533.4X射線衍射線線寬法(謝樂公式)是測定顆粒晶粒度的最好方法.當(dāng)顆粒為單晶時(shí),該法測得的是顆粒度.顆粒為多晶時(shí),該法測得的是組成單個顆粒的單個晶粒的平均晶粒度.這種測量方法只適用晶態(tài)的納米粒子晶粒度的評估。實(shí)驗(yàn)表明晶粒度小于等于50nm時(shí),測量值與實(shí)際值相近,測量值往往小于實(shí)際值.533.4X射線衍射線線寬法(謝樂公式)是測定顆粒晶粒度的5354衍射圖譜54衍射圖譜5455衍射峰寬:晶粒尺寸
55衍射峰寬:晶粒尺寸
5556晶粒的細(xì)小可引起衍射線的寬化,衍射線半高強(qiáng)度處的線寬度B與晶粒尺寸d的關(guān)系為:式中B表示單純因晶粒度細(xì)化引起的寬化度,單位為弧度.B為實(shí)測寬度BM與儀器寬化Bs之差,Bs可通過測量標(biāo)準(zhǔn)物(粒徑>10-4cm)的半峰值強(qiáng)度處的寬度得到.Bs的測量峰位與BM的測量峰位盡可能靠近.最好是選取與被測量納米粉相同材料的粗晶樣品來測得Bs值.56晶粒的細(xì)小可引起衍射線的寬化,衍射線半高強(qiáng)度處5657謝樂公式計(jì)算晶粒度時(shí)注意的問題選取多條低角度X射線衍射線(2θ≤50)進(jìn)行計(jì)算,然后求得平均粒徑.這是因?yàn)楦呓嵌妊苌渚€的Ka1與Ka2線分裂開,這會影響測量線寬化值;粒徑很小時(shí),扣除第二類畸變引起的寬化.例如d為幾納米時(shí),由于表面張力的增大,顆粒內(nèi)部受到大的壓力,結(jié)果顆粒內(nèi)部會產(chǎn)生第二類畸變,這也會導(dǎo)致X射線線寬化.
因此,精確測定晶粒度時(shí),應(yīng)當(dāng)從測量的半高寬度BM中扣除二類畸變引起的寬化.在大多情況下,很多人用謝樂公式計(jì)算晶粒度時(shí)未扣除二類畸變引起的寬化.57謝樂公式計(jì)算晶粒度時(shí)注意的問題選取多條低角度X射線衍射線57581.用X射線衍射法測定溶膠-凝膠法制備的ZnO微粉的晶型時(shí),發(fā)現(xiàn)位于31.73o,36.21o,62.81o的三個最強(qiáng)衍射峰發(fā)生的寬化,這說明了什么?三個衍射峰的半峰寬分別為0.386o,0.451o和0.568o,試計(jì)算ZnO微粉中晶粒粒徑。581.用X射線衍射法測定溶膠-凝膠法制備的ZnO微粉的晶型5859這說明制備的粒子是納米級晶粒。(2分)可根據(jù)謝樂公式計(jì)算粒子尺寸。d=0.89*λ/Bcosθ或d=0.89*λ/(B-B0)cosθ
計(jì)算半峰寬要使用弧度,2θ轉(zhuǎn)化為θ。0.386o---------0.006740.451o--------0.00787計(jì)算晶粒粒徑時(shí)要求2θ,小于50o。
d1=21.1(nm)d2=18.3(nm)d=(d1+d2)/2=19.7(nm)試試59這說明制備的粒子是納米級晶粒。(2分)試試59603.5電超聲粒度分析法最新出現(xiàn)的方法。測量范圍:5nm-100微米原理:當(dāng)聲波在樣品內(nèi)部傳導(dǎo)時(shí),儀器能在一個寬范圍超聲頻率內(nèi)分析聲波的衰減值,通過測得的聲波衰減值,可以計(jì)算出衰減值與粒徑的關(guān)系。優(yōu)點(diǎn):可分析高濃度分散體系和乳液的特性參數(shù),不需要稀釋,避免了激光粒度分析不能分析高濃度樣品的缺陷。603.5電超聲粒度分析法最新出現(xiàn)的方法。測量范圍:5n60613.6電泳法(electrophoresis)在電場力的作用下,帶電顆粒在懸浮體系中定向遷移,顆粒遷移率的大小與顆粒粒度有關(guān),通過測量其遷移率可以計(jì)算出顆粒的粒度。測量小于1微米的顆粒的平均粒徑,難以進(jìn)行粒度分布的測量。613.6電泳法(electrophoresis)在電場力61623.7比表面積法
測量原理:通過測定粉體單位重量的比表面積Sw,可由下式計(jì)算納米粉中粒子直徑(設(shè)顆粒呈球形):
式中,ρ為密度,d為直徑;SW的一般測量方法為BET多層氣體吸附法.BET法是固體比表面測定時(shí)常用的方法.比表面積的測定范圍約為0.1-1000m2/g,以ZrO2粉料為例,顆粒尺寸測定范圍為lnm~l0μm.623.7比表面積法測量原理:6263
BET方程為:式中,V為被吸附氣體的體積;Vm為單分子層吸附氣體的體積;令將上述BET方程改寫為通過不同壓強(qiáng)下,氣體吸附量的對應(yīng)關(guān)系可得到系數(shù)A,B,進(jìn)一步得到Vm。63BET方程為:6364把Vm換算成吸附質(zhì)的分子數(shù)(Vm/Vo·NA)乘以一個吸附質(zhì)分子的截面積Am,即可用下式計(jì)算出吸附劑的表面積S:
式中,Vo為氣體的摩爾體積;NA為阿伏伽德羅常量.固體比表面積測定時(shí)常用的吸附質(zhì)為N2氣。一個N2分子的截面積一般為0.158nm2.為了便于計(jì)算,可把以上3個常數(shù)合并之,令Z=NAAm/Vo.于是表面積計(jì)算式便簡化為
S=ZVm=4.25Vm.因此,只要求得Vm,代人上式即可求出被測固體的表面積.64把Vm換算成吸附質(zhì)的分子數(shù)(Vm/Vo·NA)乘以一個吸64653.8X射線小角散射法
小角散射是指X射線衍射中倒易點(diǎn)陣原點(diǎn)(000)結(jié)點(diǎn)附近的相干散射現(xiàn)象.散射角大約為10-2~10-1rad數(shù)量級.衍射光的強(qiáng)度,在入射光方向最大,隨衍射角增大而減少,在角度ε0處則變?yōu)?,ε0與波長λ和粒于的平均直徑d之間近似滿足下列關(guān)系式:ε0=λ/dX射線波長一般在0.lnm左右,而可測量的ε在10-2~10-1rad,所以要獲得小角散射,并有適當(dāng)?shù)臏y量強(qiáng)度,d應(yīng)在幾納米至幾十納米之間,如儀器條件好,上限可提高至l00nm。在實(shí)際測量中,假定粉體粒子為均勻大小的,則散射強(qiáng)度I與顆粒的重心轉(zhuǎn)動慣量的回轉(zhuǎn)半徑R的關(guān)系為653.8X射線小角散射法小角散65663.9拉曼(Raman)散射法拉曼(Raman)散射可測量納米晶晶粒的平均粒徑,粒徑由下式計(jì)算:式中B為常數(shù),為納米晶拉曼譜中某一晶峰的峰位相對于同樣材料的常規(guī)晶粒的對應(yīng)晶峰峰位的偏移量.有人曾用此方法來計(jì)算nc-Si:H膜中納米晶的粒徑.他們在nc-Si:H膜的拉曼散射譜的譜線中選取了一條晶峰,其峰位為515cm-l,在nc-Si膜(常規(guī)材料)的相對應(yīng)的晶峰峰位為521.5cm-1,取B=2.0cm-1nm2,由上式計(jì)算出c-Si:H膜中納米晶的平均粒徑為3.5nm.663.9拉曼(Raman)散射法拉曼(Raman)散射66673.10電感應(yīng)法因此該方法僅適用于血球,對于很多工業(yè)物質(zhì)可靠性較差。673.10電感應(yīng)法因此該方法僅適用于血球,對于很多工業(yè)物67684各種粒度測試方法的優(yōu)缺點(diǎn)
每一種測量技術(shù)都將得到不同的結(jié)果,因?yàn)樗鼫y量該顆粒的不同方面。各有優(yōu)缺點(diǎn)。
(1)激光法
優(yōu)點(diǎn):測試范圍寬(最好的激光粒度儀的測量范圍是0.04-2000um,一般的也能達(dá)到0.1-300um),測試速度快(1-3分鐘/次),自動化程度高,操作簡便,重復(fù)性和真實(shí)性好,可以測試干粉樣品,可以測量混合粉、乳濁液和霧滴等。
缺點(diǎn):不宜測量粒度分布很窄的樣品,分辨率相對較低。
(2)沉降法
優(yōu)點(diǎn):原理直觀,分辨率較高,價(jià)格及運(yùn)行成本低。
缺點(diǎn):測量速度慢,不能處理不同密度的混合物。結(jié)果受環(huán)境因素(比如溫度)和人為因素影響較大。
(3)篩分法
優(yōu)點(diǎn):成本低,使用容易。
缺點(diǎn):對小于400目(38u)的干粉很難測量。測量時(shí)間越長,得到的結(jié)果就越小,這是因?yàn)轭w粒不斷調(diào)整它們自己來通過篩孔,所以要得到一致的結(jié)果,必須使測量次數(shù)及操作方法標(biāo)準(zhǔn)化。不能測量射流或乳濁液;在測量針狀樣品時(shí)這會得到一些奇怪的結(jié)果,比如加工前和加工后的篩余量差不多。
(4)顯微鏡檢測法
優(yōu)點(diǎn):可以直接觀察顆粒的形貌,可以準(zhǔn)確地得到球型度、長徑比等特殊數(shù)據(jù)。缺點(diǎn):代表性差,操作復(fù)雜,速度慢,不宜分析粒度范圍寬的樣品。684各種粒度測試方法的優(yōu)缺點(diǎn)
每一種測量技術(shù)都6869本章主要內(nèi)容
1、概念:顆粒、晶粒、粉體、一次顆粒、團(tuán)聚體、二次顆粒、粒徑、等效粒徑、粒度分布;2、粒度分析的種類和適用范圍;3、激光粒度分析法的分類、對樣品的要求及優(yōu)缺點(diǎn);4、激光衍射粒度分析法的原理、儀器組成、工作原理及優(yōu)點(diǎn);5、激光光散射粒度分析法的原理、儀器組成及工作原理、優(yōu)缺點(diǎn);6、光子相關(guān)光譜法的原理;7、激光法實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響因素;8、沉降法的原理、適用條件及優(yōu)缺點(diǎn);9、顯微鏡觀察法包括幾種方法?TEM測量方法包括幾種?注意事項(xiàng)?10、X射線衍射線線寬法的適用條件,謝樂公式及應(yīng)用。11、其他方法(比表面積法、X射線小角散射法、拉曼(Raman)散射法、掃描探針顯微鏡法)測試粒徑的原理69本章主要內(nèi)容
1、概念:顆粒、晶粒、粉體、一次顆粒、團(tuán)聚6970練習(xí)題
1、概念:顆粒、晶粒、粉體、一次顆粒、團(tuán)聚體、二次顆粒、粒徑、等效粒徑、粒度分布;以及它們之間的關(guān)系
2、納米材料粒度分析的方法有哪些?
3、激光法實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響因素有哪些?怎樣才能得到準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?
4、根據(jù)謝樂公式計(jì)算圖1兩個樣品的粒徑。5、分析圖2樣品的尺寸70練習(xí)題
1、概念:顆粒、晶粒、粉體、一次顆粒、團(tuán)聚體、7071
圖1717172Fig.2TEMphotographsofa)PS/CdTeb)Au/SiO2c)SiO2/PSd)PS/P(DM-EGDM)andHRTEMe)SiO2/TiO2f)Ce-ZrO2/Al2O3d)e)f)c)a)72Fig.2TEMphotographsofa7251、天下之事常成于困約,而敗于奢靡?!懹?/p>
52、生命不等于是呼吸,生命是活動。——盧梭
53、偉大的事業(yè),需要決心,能力,組織和責(zé)任感?!撞飞?/p>
54、唯書籍不朽。——喬特
55、為中華之崛起而讀書?!芏鱽碇x謝!51、天下之事常成于困約,而敗于奢靡。——陸游
52、73粒度表征方法服從真理,就能征服一切事物粒度表征方法粒度表征方法服從真理,就能征服一切事物2材料表征技術(shù)實(shí)驗(yàn)3主要內(nèi)容第一章粒度表征方法第二章原子分析方法第三章分子光譜分析法第四章俄歇電子能譜分析方法引言:農(nóng)村普通高中教學(xué)目標(biāo)單一,生物學(xué)科是和農(nóng)村當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)最為緊密的學(xué)科,要求農(nóng)村生物教師在教學(xué)的過程中對學(xué)生的生物素養(yǎng)進(jìn)行提高,要經(jīng)常向?qū)W生傳播現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)觀念,讓學(xué)生感受自己在農(nóng)村大有作為,在此基礎(chǔ)上為農(nóng)村的發(fā)展提供強(qiáng)大的人力資源保障。1.農(nóng)村生物教學(xué)的優(yōu)勢1.1利用家庭資源激發(fā)生物學(xué)習(xí)興趣一些學(xué)生主要來自農(nóng)村,家里或多或少都會飼養(yǎng)家禽和家畜等,同時(shí)家里也會種植小麥和土豆等農(nóng)作物,這些是既經(jīng)濟(jì)又方便的課程資源。農(nóng)村生物教師根據(jù)講授的章節(jié)內(nèi)容對活動進(jìn)行提前安排,將活動記錄在課堂中進(jìn)行交流,由農(nóng)村生物教師分類負(fù)責(zé)整理。如果在有條件的情況下,可以制成圖冊,發(fā)給學(xué)生,學(xué)生可以在享受成功的同時(shí)分享喜悅,在無形中對學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣進(jìn)行激發(fā),加強(qiáng)農(nóng)村教師的知識水平以及拓展學(xué)生視野,提高農(nóng)村生物教學(xué)的質(zhì)量以及帶動課堂教學(xué)氛圍,所以在生物教學(xué)中需要對家庭資源進(jìn)行充分利用,促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)習(xí)興趣可以得到提高。1.2利用農(nóng)村優(yōu)勢提高生物實(shí)驗(yàn)效果農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的不斷發(fā)展,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)得到較大變化,這是農(nóng)村生物教學(xué)中不可忽視的重要資源。教學(xué)任務(wù)完成后,要求學(xué)生對農(nóng)作物雜草做好處理、澆水等管理。學(xué)生通過掌握用藥以及施肥等方面知識,對有機(jī)肥肥效及化學(xué)肥效明確認(rèn)識,農(nóng)村生物教師組織學(xué)生參觀反季節(jié)蔬菜大棚,能夠?qū)Υ笈锏淖饔眠M(jìn)行了解,學(xué)生在進(jìn)行農(nóng)作物施肥澆水的過程中,做好相應(yīng)實(shí)驗(yàn),例如:農(nóng)作物施肥量以及澆水量,保證農(nóng)作物的合理生產(chǎn)。同時(shí)也要結(jié)合農(nóng)村實(shí)際生產(chǎn),對教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行不斷豐富,有利于培養(yǎng)學(xué)生生物知識的實(shí)際應(yīng)用,對學(xué)生自身的素質(zhì)進(jìn)行全面提高,帶動學(xué)生更好的發(fā)展。因此教師在進(jìn)行教學(xué)中,需要充分的將農(nóng)村優(yōu)勢進(jìn)行發(fā)揮,應(yīng)用到生物課堂實(shí)驗(yàn)中,提高學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性及帶動教學(xué)水平整體提高,促進(jìn)課堂教學(xué)效率以及學(xué)生學(xué)習(xí)水平的上升。2.充分運(yùn)用農(nóng)村生物課程資源2.1運(yùn)用農(nóng)村生物課程資源營造生物教學(xué)氛圍教師不僅是課堂教學(xué)中的組織者,同時(shí)也是教學(xué)領(lǐng)導(dǎo)者及管理者,教師的人格及教師威信會產(chǎn)生一種較重大的精神力量,某一教育家曾說過,教育工作的中,主要依據(jù)就是教師的人格,因?yàn)榻逃牧α恐荒茉谌烁裰挟a(chǎn)生,不管哪種規(guī)章制度,或者哪種人為機(jī)構(gòu),不管想的怎樣的巧妙,都不能對教育事業(yè)中的人格作用替代。所以教師一定要塑造比較完善的人格形象,儲備合理的知識結(jié)構(gòu),具有牢固的專業(yè)水平,對教學(xué)過程中的業(yè)務(wù)能力進(jìn)行不斷的加強(qiáng),這樣做的目的才能讓學(xué)生親其師,信其道,傳其志。但是國內(nèi)外一些心理學(xué)家認(rèn)為,教師在教學(xué)過程中的作風(fēng)主要分為三種類型,一是專制型;二是民主型;三是放任型。課堂上的良好氛圍需要教師在教學(xué)中以民主領(lǐng)導(dǎo)的作風(fēng)對教和學(xué)的活動進(jìn)行組織。針對于這種作風(fēng)來說,可以有利于對學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情進(jìn)行培養(yǎng),不斷對學(xué)生業(yè)務(wù)能力進(jìn)行培養(yǎng),與此同時(shí)也能夠更好的營造出一個生物教學(xué)氛圍,促進(jìn)學(xué)生自身學(xué)習(xí)水平提高,帶動我國素質(zhì)教育全面發(fā)展。2.2運(yùn)用農(nóng)村生物課程資源培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣對于傳統(tǒng)生物教學(xué)來說,主要是根據(jù)課堂教學(xué)為主要目的,但是這種教學(xué)方式對生物重視性程度較為低下,并且學(xué)生對生物學(xué)科的重視度不足,難以達(dá)到生物教學(xué)實(shí)際目的,所以必須要建立起培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為主的教學(xué)模式,新的教學(xué)模式可以將生物分成為三種:第一是課堂教學(xué),主要對生物知識進(jìn)行講解;第二是野外觀測,對課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行印證;第三是實(shí)驗(yàn)教學(xué),為驗(yàn)證課堂教學(xué)的內(nèi)容,同時(shí)也能夠探索一些未知的奧秘。所以在農(nóng)村生物教學(xué)中,教師需要對課程資源充分利用,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)水平及促進(jìn)學(xué)生綜合發(fā)展。2.3運(yùn)用農(nóng)村生物課程資源發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)空間教師人員在日常教學(xué)的過程中,很多教人員對于課程資源的認(rèn)識只是局限于教材中,或者是課本中的知識以及模型等。而廣義上的課程資源無所不包,只要可以應(yīng)用到課堂教學(xué)中幫助教學(xué)順利開展,都可以稱之為課程資源。因此在日常生活中,必須要對其給與高度重視。對于生物教師,在日常需要不斷的對生物教學(xué)資源進(jìn)行累計(jì),將其應(yīng)用到實(shí)踐教學(xué)中,然而無形的課程資源是不斷出現(xiàn)的,教學(xué)過程中可以收集學(xué)生經(jīng)常出現(xiàn)的錯誤,提出一些問題進(jìn)行應(yīng)用。通過對資源充分利用,不僅可以提高教學(xué)效果,也能提高學(xué)生自身學(xué)習(xí)的空間,讓學(xué)生在有限的空間內(nèi)不斷的進(jìn)行學(xué)習(xí),充實(shí)自身的文化水平及教學(xué)效果的全面提高,所以教師人員要充分對農(nóng)村生物課程資源進(jìn)行利用,帶動生物教學(xué)水平的全面提高,促進(jìn)學(xué)生自身的學(xué)習(xí)水平得到不斷的加強(qiáng)。結(jié)論:通過上述內(nèi)容分析后可以得出,農(nóng)村生物教學(xué)過程中,教師人員必須要根據(jù)生物課程基礎(chǔ)性比較強(qiáng)以及發(fā)展較為迅速等方面的特點(diǎn),結(jié)合農(nóng)村生物教學(xué)的實(shí)際情況,合理利用校內(nèi)外以及無形有形等資源,對學(xué)生自身的生物課程興趣進(jìn)行培養(yǎng),提高學(xué)生終身的發(fā)展能力以及關(guān)心環(huán)境、保護(hù)環(huán)境等方面的意識。同時(shí)在對農(nóng)村生物教學(xué)的過程中,教師人員要善于發(fā)現(xiàn)課程資源,對課程資源進(jìn)行充分的利用,特別需要對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行合理的使用,使學(xué)生及時(shí)了解生物學(xué)科的發(fā)展動態(tài),與此同時(shí)也要從多個角度不斷提高農(nóng)村初中生物的教學(xué)質(zhì)量。小學(xué)數(shù)學(xué)是基礎(chǔ)教育的一門重要學(xué)科,在發(fā)展和培養(yǎng)學(xué)生的抽象邏輯思維中起著重要的作用,在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。創(chuàng)新教育是素質(zhì)教育的一個重要組成部分,創(chuàng)新教育并不是離開素質(zhì)另搞一套,而是素質(zhì)教育要以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為重點(diǎn),作為一名小學(xué)數(shù)學(xué)老師,我深感自身責(zé)任重大。如何在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中開展自主學(xué)習(xí)活動進(jìn)行創(chuàng)新教育,我談幾點(diǎn)粗淺的認(rèn)識:一、營造創(chuàng)新環(huán)境,主動探索求知實(shí)施素質(zhì)教育的今天,創(chuàng)新教育要體現(xiàn)在教育觀念上,滲透在所有教育活動之中,在創(chuàng)新教學(xué)中應(yīng)鼓勵學(xué)生大膽發(fā)表意見,促使其主動地參與教學(xué)活動中去,創(chuàng)設(shè)良好的寬松的學(xué)習(xí)境界使學(xué)生樂于創(chuàng)新,為學(xué)生騰快樂的學(xué)習(xí)空間,培養(yǎng)和加深情感的交流,能使學(xué)生思想開放,求知欲旺盛,敢想、敢問、敢說、敢做、樂于發(fā)表自己的學(xué)習(xí)意見,主動探索,探索中掌握了獲取知識的方法。羅杰斯說過:在教學(xué)過程中,只有讓學(xué)生處在一種無拘無束、自由暢達(dá)的空間,他們才會盡情地“自由參與”與“自由表達(dá)”。知識是能力形成的基礎(chǔ)和來源,學(xué)生必須形成良好的知識結(jié)構(gòu),也就是數(shù)學(xué)中最基本的概念、規(guī)律和方法所構(gòu)成的知識網(wǎng)絡(luò)。學(xué)生是憑借知識的遷移和知識結(jié)構(gòu)的完善來獲得知識的,并在這個過程中將知識轉(zhuǎn)化為能力。二、創(chuàng)設(shè)問題情境,使學(xué)生獲得創(chuàng)造性的體驗(yàn)在數(shù)學(xué)教學(xué)中,“問題是數(shù)學(xué)的心臟”,沒有問題就沒有數(shù)學(xué),因此良好的問題情境有助于實(shí)現(xiàn)對新知識有所了解,使認(rèn)知結(jié)構(gòu)得到補(bǔ)充和完善,從而促進(jìn)學(xué)生的心理發(fā)展。要創(chuàng)設(shè)一個有價(jià)值的教學(xué)情境,教師要做到:首先是離不開教材,教師要吃透教材,弄清教材的編排目的,不要游離教材之外而濫用,脫離了教學(xué)內(nèi)容,教師要緊扣教學(xué)目標(biāo),充分利用多媒體、模型教具、學(xué)具及生動形象的語言手段,結(jié)合學(xué)生喜聞樂見的教學(xué)實(shí)例,使學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生新鮮感,獲得豐富的感性材料,激發(fā)學(xué)生探索知識的動機(jī),使學(xué)生滿懷喜悅地參與學(xué)習(xí)。如:在教學(xué)《元、角、分的認(rèn)識》的練習(xí)課時(shí),我把教室布置成零售店,讓全班學(xué)生分成幾組進(jìn)行購物游戲活動。然后,利用多媒體課件在大屏幕上播出各種物品及價(jià)格的畫面。老師:“同學(xué)們,你們會購買物品嗎?誰愿意當(dāng)售貨員和顧客?你想買什么東西,該怎樣付錢呢?售貨員應(yīng)該怎樣找錢呢?”同學(xué)們受到這個情景的感染,都躍躍欲試,爭當(dāng)顧客或售貨員。這樣,學(xué)生親身體驗(yàn)了觀察、思考、交流、合作探究、付錢找錢的過程,調(diào)動了全體學(xué)生多種感官共同參與,使學(xué)生的智力因素和非智力因素交互促進(jìn),在愉快的游戲活動中,獲得了創(chuàng)造性的體驗(yàn)。進(jìn)入高年級,還可以進(jìn)行打折活動的游戲,使學(xué)生獲得進(jìn)一步的體驗(yàn)。三、利用創(chuàng)新的教學(xué)方法來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣當(dāng)前,在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師對每堂課需要精心設(shè)計(jì),努力進(jìn)行課堂結(jié)構(gòu)的改革,讓學(xué)生體驗(yàn)到“創(chuàng)新”,我們要把將創(chuàng)新的教材、創(chuàng)新的教法與創(chuàng)新的課堂環(huán)境留給學(xué)生,將學(xué)生的主動學(xué)習(xí)與創(chuàng)新意識的培養(yǎng)落到實(shí)處。在創(chuàng)新教學(xué)中教師要有意識地結(jié)合教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行,喚起學(xué)生創(chuàng)新的欲望,只有學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)發(fā)生了濃厚的興趣,才能激發(fā)起強(qiáng)烈的求知欲望和主動參與學(xué)習(xí)的動機(jī),也是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的基本動力之一。因此數(shù)學(xué)教育中一定要注意,創(chuàng)新求異的思維能力的培養(yǎng)是數(shù)學(xué)教學(xué)中不可忽視的問題。于是,在數(shù)學(xué)教學(xué)中,鼓勵學(xué)生不斷探創(chuàng)新課堂教學(xué)方法――激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和探索數(shù)學(xué)問題,培養(yǎng)學(xué)生流暢、變通、獨(dú)創(chuàng)及精密的思考能力,獲取數(shù)學(xué)知識的能力,重視學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)上的主體參與作用,才能實(shí)現(xiàn)學(xué)生的數(shù)學(xué)創(chuàng)新潛能和意識的培養(yǎng),在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中真正做到了向40分鐘要質(zhì)量,讓數(shù)學(xué)走向生活化。四、在開放教學(xué)中提高創(chuàng)新能力數(shù)學(xué)作為一門思維性極強(qiáng)的基礎(chǔ)學(xué)科,在教學(xué)中由傳統(tǒng)注入式教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)殚_放式的教學(xué),在創(chuàng)新課堂練習(xí)活動中,教師應(yīng)向?qū)W生提供具有探索性、開放性和發(fā)展性的練習(xí)內(nèi)容,選用的問題要為大多數(shù)學(xué)生所接受,在練習(xí)時(shí),教師既要鼓勵學(xué)生選擇適合自己的思維方式,從不同的角度去思考問題,體現(xiàn)解決問題的多樣化,使這些知識在學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中牢固、清晰地儲存起來,又要引導(dǎo)學(xué)生善于交流,敞開自己的思想,學(xué)習(xí)別人好的解題策略,才能達(dá)到創(chuàng)新學(xué)習(xí)的目的,以往的教學(xué)老師按著自己的教案一題一題的給學(xué)生講解,得到的效果并不理想。一方面是老師依樣畫葫蘆的教學(xué)模式讓學(xué)生覺得乏味,導(dǎo)致學(xué)生上課精神無法高度集中,容易開小差;另一方面是課堂教學(xué)中以老師為中心講解課堂內(nèi)容,同學(xué)們只是單純的接收信息,卻很少進(jìn)行思考,無法調(diào)動同學(xué)們的興趣,課堂效果并不理想。曾經(jīng)我有做過一次課堂反饋小調(diào)查,我驚訝的發(fā)現(xiàn)有的題目自己在課堂上反復(fù)強(qiáng)調(diào)很多次了,但是還是會有幾個同學(xué)不會。他們說在課堂聽老師講的時(shí)候他們能記住,但是課后就記不起來了。五、注重教學(xué)評價(jià),激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新成功的歡樂是一種巨大的精神力量,心理學(xué)告訴我們,一個人只要體驗(yàn)一次成功的喜悅,便會激起無休止的追求意念和力量,評價(jià)作為課堂教學(xué)質(zhì)量的檢測手段,具有激勵和導(dǎo)向的作用,評價(jià)的目的是要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)愿望,培養(yǎng)渴求新知的動機(jī),強(qiáng)化學(xué)生的競爭意識。在數(shù)學(xué)教學(xué)活動中,教師要從尊重、愛護(hù)、平等、鼓勵性評價(jià)等原則出發(fā),對每個學(xué)生的每一個合理的想法都給予及時(shí)的肯定,使學(xué)生心理上得到滿足,體驗(yàn)到成功的快樂,才能達(dá)到增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)信心和主動發(fā)展的目的;要努力營造一個沒有壓力,沒有權(quán)威的課堂氛圍,用親切的話語、思辨的語言鼓勵,使盡可能多的學(xué)生參與到教學(xué)過程和實(shí)踐活動中來,在學(xué)習(xí)過程中允許學(xué)生出差錯,然后自行解決錯誤,這樣既調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性和興趣,又能有效地培養(yǎng)其想象力和思維的靈活性??傊瑢W(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是多方面的,作為教學(xué)活動組織者的教師要在教學(xué)中結(jié)合教學(xué)內(nèi)容不斷改進(jìn)教學(xué)方法,重視各種思維訓(xùn)練,適時(shí)、適度的引導(dǎo),鼓勵學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性學(xué)習(xí),使學(xué)生的創(chuàng)新思維得到長足培養(yǎng)和發(fā)展。粒度表征方法服從真理,就能征服一切事物粒度表征方法粒度表征方74粒度表征方法課件75粒度表征方法課件76粒度表征方法課件77粒度表征方法課件78792基本概念(1)顆粒(particle):在一尺寸范圍內(nèi)具有特定形狀的幾何體。這里所說的一尺寸一般在毫米到納米之間,顆粒不僅指固體顆粒,還有霧滴、油珠等液體顆粒。(2)晶粒(grain):是指單晶顆粒,即顆粒內(nèi)為單晶(Singlecrystal),無晶界。(3)粉體:由大量的不同尺寸的顆粒組成的顆粒群。(4)一次顆粒:是指含有低氣孔率的一種獨(dú)立的粒子。(5)團(tuán)聚體(aggregate):是由一次顆粒通過表面力或固體橋健作用而形成的更大的顆粒。團(tuán)聚體內(nèi)含有相互連接的氣孔網(wǎng)絡(luò)。團(tuán)聚體的形成過程使體系能量下降。團(tuán)聚體可分為硬團(tuán)聚體和軟團(tuán)聚體兩種。(6)二次顆粒:是指人為制造的粉料團(tuán)聚顆粒。例如制備陶瓷的工藝過程中所說的“造粒”就是制造二次顆粒。
62基本概念(1)顆粒(particle):在一尺寸范圍內(nèi)7980納米微粒(nanoparticles)一般指一次顆粒。它的結(jié)構(gòu)可以為晶態(tài)、非晶態(tài)和準(zhǔn)晶態(tài)。在晶態(tài)的情況下,納米粒子可以為多晶體,當(dāng)粒徑小到一定值后則為單晶體。只有納米微粒為單晶體時(shí),納米微粒的粒徑才與晶粒尺寸相同。7納米微粒(nanoparticles)一般指一次顆8081(7)粒徑:所謂粒徑,就是顆粒的直徑、大小或尺寸?,F(xiàn)實(shí)的粉體顆粒,如滑石粉、碳酸鈣、水泥等顆粒,其形狀是不規(guī)則的,粒徑如何描述?實(shí)際上,迄今為止的任何一種粒度測量儀器,都是用現(xiàn)實(shí)顆粒同圓球顆粒相比較的方法測量顆粒大小的,即“如果顆粒是圓球,那么它應(yīng)該是(等效于)這么大”。8(7)粒徑:所謂粒徑,就是顆粒的直徑、大小或尺寸。8182等效粒徑具體有如下幾種:
1)等效散射粒徑:與實(shí)際被測顆粒具有相同散射效果的球形顆粒的直徑。激光粒度儀所測的粒徑為等效散射粒徑。
2)等效沉速徑:在相同條件下與實(shí)際顆粒沉降速度相同的球的直徑。沉降法所測的粒徑為等效沉速徑,又叫Stokes徑。
3)等效投影面積徑:與實(shí)際顆粒投影面積相同的球形顆粒的直徑。顯微鏡法和圖像法所測的粒徑大多是等效投影面積直徑。
2cm4cm不同的測試方法可以得到不同的結(jié)果(8)等效粒徑
等效粒徑是指當(dāng)一個顆粒的某一物理特性與同質(zhì)的球形顆粒相同或相近時(shí),就用該球形顆粒的直徑來代表這個實(shí)際顆粒的直徑。那么這個球形顆粒的粒徑就是該實(shí)際顆粒的等效粒徑。9等效粒徑具體有如下幾種:
1)等效散射粒徑:與實(shí)際8283不同原理的儀器,選擇與其大小相關(guān)的物理性質(zhì)或行為來度量其大小,例如,激光粒度儀選擇顆粒對光的散射特性,沉降儀選擇顆粒在液體中的沉降特性,篩分法選擇顆粒能否通過篩孔,等等。由于不同儀器選擇同一顆粒不同的物理性質(zhì)作為等效時(shí)的參考量,因此用它們測量同一不規(guī)則顆粒時(shí),結(jié)果可能是不同的。有時(shí)甚至同一種原理的儀器,測試條件不同,結(jié)果也可能不同,例如,篩分測量的結(jié)果同振篩的時(shí)間有關(guān)。10不同原理的儀器,選擇與其大小相關(guān)的物理性質(zhì)或行為8384(8)粒度分布
粒徑用來描述一個顆粒的大小。一種粉體樣品的各個顆粒,大小互不相同,這時(shí)要用粒度分布才能較全面地描述樣品顆粒的整體大小。定義:用特定的儀器和方法反映出的不同粒徑顆粒占粉體總量的百分?jǐn)?shù)。有區(qū)間分布和累計(jì)分布兩種形式。區(qū)間分布又稱為微分分布或頻率分布,它表示一系列粒徑區(qū)間中顆粒的百分含量。累計(jì)分布也叫積分分布,它表示小于或大于某粒徑顆粒的百分含量。粒度分布的表示方法:
①表格法:用表格的方法將粒徑區(qū)間分布、累計(jì)分布一一列出的方法。
②圖形法:在直角標(biāo)系中用直方圖和曲線等形式表示粒度分布的方法。
③函數(shù)法:用數(shù)學(xué)函數(shù)表示粒度分布的方法。這種方法一般在理論研究時(shí)用。如著名的Rosin-Rammler分布就是函數(shù)分布。
11(8)粒度分布8485①表格法:用表格的方法將粒徑區(qū)間分布、累計(jì)分布一一列出的方法。②圖形法:在直角座標(biāo)系中用直方圖和曲線等形式表示粒度分布的方法。
③函數(shù)法:用數(shù)學(xué)函數(shù)表示粒度分布的方法。這種方法一般在理論研究時(shí)用。如著名的Rosin-Rammler分布就是函數(shù)分布。12①表格法:用表格的方法將粒徑區(qū)間分布、累計(jì)分布一一列出8586表示粒度特性的幾個關(guān)鍵指標(biāo):
①D50:一個樣品的累計(jì)粒度分布百分?jǐn)?shù)達(dá)到50%時(shí)所對應(yīng)的粒徑。它的物理意義是粒徑大于它的顆粒占50%,小于它的顆粒也占50%,D50也叫中位徑或中值粒徑。D50常用來表示粉體的平均粒度。
②D97:一個樣品的累計(jì)粒度分布數(shù)達(dá)到97%時(shí)所對應(yīng)的粒徑。它的物理意義是粒徑小于它的的顆粒占97%。D97常用來表示粉體粗端的粒度指標(biāo)。
其它如D16、D90等參數(shù)的定義與物理意義與D97相似。
③比表面積:單位重量的顆粒的表面積之和。比表面積的單位為m2/kg或cm2/g。比表面積與粒度有一定的關(guān)系,粒度越細(xì),比表面積越大,但這種關(guān)系并不一定是正比關(guān)系。13表示粒度特性的幾個關(guān)鍵指標(biāo):86873粒度分析的種類和適用范圍顯微鏡法光學(xué)顯微鏡0.8-150μm電子顯微鏡<0.8μm傳統(tǒng)方法篩分法(20-100000μm)沉降法(粗顆粒電感應(yīng)法新發(fā)展方法激光法電超聲粒度分析法(5nm-100μm)電子顯微鏡圖像法基于顆粒布朗運(yùn)動的粒度測量質(zhì)譜法激光衍射法激光散射法光子相干光譜法(1nm-5μm)143粒度分析的種類和適用范圍顯微鏡法光學(xué)顯微鏡0.8-87883.1激光粒度分析法
是目前最為主要的納米材料體系粒度分析方法。當(dāng)一束波長為λ的激光照射在一定粒度的球形小顆粒上時(shí),會發(fā)生衍射和散射兩種現(xiàn)象.通常當(dāng)顆粒粒徑大于10λ時(shí),以衍射現(xiàn)象為主;當(dāng)顆粒粒徑小于10λ時(shí),則以散射現(xiàn)象為主。一般,激光衍射式粒度儀僅對粒度在5μm以上的樣品分析較準(zhǔn)確;而動態(tài)光散射粒度儀則對粒度在5
μm以下的納米、亞微米顆粒樣品分析準(zhǔn)確。Fraunhofer衍射理論,Rayleigh-Mie-Gans散射理論及Doppler光散射理論3.1.1光散射原理153.1激光粒度分析法是目前最為主要的納米材料體系粒8889激光粒度分析法對樣品的要求要求樣品為球形、單分散。因此,顆粒的形狀、粒徑分布特性對最終粒度分析結(jié)果影響較大,而且顆粒形狀越不規(guī)則、粒徑分布越寬,分析結(jié)果的誤差就越大。16激光粒度分析法對樣品的要求要求樣品為球形、單分散。8990激光粒度分析法的優(yōu)點(diǎn)
對樣品的濃度有較大限制,不能分析高濃度體系的粒度及粒度分布,分析過程中需要稀釋,從而帶來一定的誤差。必須對被分析體系的粒度范圍事先有所了解,否則分析結(jié)果將不會準(zhǔn)確。樣品用量少、自動化程度高、快速、重復(fù)性好并可在線分析等。缺點(diǎn):17激光粒度分析法的優(yōu)點(diǎn)對樣品的濃度有較大限制,不能分析高90913.1.2激光衍射光譜粒度分析法主要理論:Fraunhofer衍射理論該理論認(rèn)為衍射的光能分布與粒度分布有關(guān),通過測量光能分布,就可以通過一定的理論計(jì)算獲得粒度分布。衍射光強(qiáng)度與顆粒粒徑的關(guān)系式183.1.2激光衍射光譜粒度分析法主要理論:Fraunh9192激光衍射顆粒粒度分析儀主要部件:激光器、擴(kuò)束鏡、聚焦透鏡、光電探測器和計(jì)算機(jī)19激光衍射顆粒粒度分析儀主要部件:激光器、擴(kuò)束鏡、聚焦透鏡9293激光衍射粒度分析儀的原理如圖優(yōu)點(diǎn):測量速度快、測量范圍廣、測量精度高、重復(fù)性好、使用對象廣、不受被測顆粒折射率的影響、適于在線測量。測得的是顆粒群的尺寸分布20激光衍射粒度分析儀的原理如圖優(yōu)點(diǎn):測量速度快、測量范圍廣93943.1.3激光光散射粒度分析法基本原理在光學(xué)性質(zhì)不均勻且物理化學(xué)性質(zhì)不均勻的媒介中,如含有不同大小粉體的介質(zhì)系統(tǒng),發(fā)射光的頻率與入射光的頻率相當(dāng),此時(shí)光散射的模式只取決于所測顆粒尺寸d與入射光波長之間的相對關(guān)系。當(dāng)d<<λ(通常d<0.1λ)時(shí),屬于Rayleigh散射為主的分子散射,散射光強(qiáng)度遵循Rayleigh散射定律,與介質(zhì)粒子的體積平方成正比,與λ4
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