综合设计性材料实验报告

碘化镉、叶腊石晶体模型的搭建

一、实验目的和要求

1熟练掌握球棍模型和纸板模型的异同点；

2、锻炼搭建模型的实践能力，培养空间想象力；

3、学会利用模型的直观反映，深入了解叶腊石晶体和碘化镉晶体的内部结构的方法。

二、实验材料

三、实验原理

1、叶蜡石化学结构式为Al2[Si40io](OH)2 ,是低温热液蚀变形成的粘土矿物。【叶蜡石矿石常呈淡黄、乳灰白、灰绿等颜色，蜡状光泽、有滑感，常为致密块状、叶片状，变种具放射状。⑵叶蜡石质地细腻，硬度低(1-2)，密度2.65-2.90g/cm3 耐火度＞1700°C，绝缘、绝热性好，化学性能稳定。纯者白色或呈黄色、浅蓝或灰色。玻璃光泽，性柔具滑感，薄片具绕性，无弹性，且能降低胚体的热膨胀系数，减少胚体吸湿膨胀。叶腊石细磨稍有塑性，泥浆易稀释，流动性好，便于浇注。叶腊石不被水浸润，粘结力差，泥浆渗透性好，吸浆快，胚体干燥收缩小且便于控制，故是卫生瓷优质原料。叶腊石导热、电导率低，绝缘性好，介电性能好，高频电流下，介电损失率小。有良好机械加工、粉碎、磨细性能，磨成粉后具有高度的润滑性，粉末为白色，越细白度越高，焙烧后白度提高。⑶加热体积剧烈膨胀，颜色变白，会分裂成极细的小片，能生成莫来石，同时叶腊石绝缘性好。加水后不能水化，对有机分子也不能吸附，所以难以染色。

2、碘化镉呈白色或浅黄色，是带有光泽的六方体薄片状结晶或粉末，见光或

露置空气中色易变黄，溶于水、乙醇、乙醚、丙酮、酸类。熔点388C ；沸点

四、实验内容及步骤

1、制作碘化镉球棍模型

(1)取4根中型支撑棍和4个黄色小球，相互连接，搭建成1个菱形平面;

(2)取4根长型支撑棍分别插入4个黄色小球最上方的孔中，保证与菱形平面成90°;

(3)重复步骤(1)搭建第二个菱形平面；

(4)利用前面的4根长型支撑棍，牢固支撑第二个菱形平面，可利用双面胶达到紧密结合的作用；

(5)取2根短型支撑棍，分别将一端插入1个绿色小球对称的2个孔中；

（6）重复步骤（5）,将2个绿色小球另一端的支撑棍，分别插入构成菱形平面的相邻黄色小球中即可。

2、制作叶腊石纸板模型

（1在白色卡纸上画出四面体平面展开图，在蓝色卡纸上画出八面体平面展开图，再用剪刀将轮廓剪下；

（2）沿着剪下图案中的标注，制作12个白色四面体和8个蓝色八面体；

（3）将6个白色四面体角定相连，拼成六边形，再用透明胶带进行连接，共制作2个六边形；

（4）将3个蓝色八面体共棱连接作为第一组，2个蓝色八面体共棱连接作为第二组，两个第一组平行方向共棱连接后；再和一个第二组平行方向共棱连接；

（5）将1个六边形面朝下放置，连接的八面体放置上方稳定后，再将另一个六边形角顶朝下放置八面体上方即可。

五、实验结果和讨论

1、实验结果

现对实验结果拍摄三视图，以供直观观察效果。图1-1、图1-2、图1-3分别为碘化镉球棍模型的主视图、侧视图、俯视图，图2-1、图2-2、图2-3分别为叶腊石晶体模型的主视图、测视图、俯视图；

图1-1碘化镉球棍模型主视图

图1-2碘化镉球棍模型侧视图

图1-3碘化镉球棍模型俯视图

图2-1叶腊石纸板模型主视图

图2-2叶腊石纸板模型侧视图

图2-3叶腊石纸板模型俯视图

2、模型分析

(1)碘化镉球棍模型

①晶体具有对称型；

②属于三方晶系；

③Cd2+占有六方原始格子的结点位置。Cd2+:CN=6,「:CN=3,三个Cd2+ 处于同一边。可以看出，每两层「中间夹一层Cd2+,这三层作为一个单元层。

(2)叶腊石纸板模型

①属于结晶结构为2 ：1型的层状含水铝硅酸盐矿物；

②四面体之间利用角顶连接，八面体之间利用棱来连接，四面体和八面体之间利用四面体的角顶来连接；

③由于是层状结构，会沿平行于｛001｝解理；

④具有良好的稳定性。

3、心得体会

(1)可取之处

①根据综合设计性实验要求，我查阅相关资料，设定实验方案，锻炼了设计能力；

②在实际操作中，我建立严谨的科学态度和坚持的科学精神，利用展开图、多种颜色、试点等，帮助我进一步了解矿物特性的概念和结论产生的过程，锻炼了我的操作能力；

③面对出现的问题，我能独立思考，发表观点看法，采取有效措施进而解决，锻炼了我的分析能力；

④根据对实验原理、实验仪器、实验步骤以及实验结果等的仔细分析，整个撰写实验报告的过程，锻炼了我的总结能力。

(2)不足之处

①碘化镉球棍模型上下各呈六元环形状，我在搭建时，球和棍之间的结合问题难以妥善处理，导致模型稳定性较差，易松散。虽然，我截取晶体菱形部分，搭建出碘化镉的部分模型，但是，代表性未达到最理想状态；

②叶腊石纸板模型中，最上层四面体的平稳放置，失败次数最多，后利用双面胶固定，才得以改善。

总而言之，我在整个建模过程中，发挥了想象思维和实践能力，加深了对晶体内部构造的全方位、多角度理解，正确解决了实验中的难题。最终，本次实验效果明显，达到预期目的。

六、参考文献

【1】马铁成.陶瓷工艺学[M].北京：轻工业出版社，2010

【2】王成兴.硅酸盐矿物原料基础知识[M].北京：轻工业出版社，1984

【3】刘属兴.陶瓷矿物原料与岩相分析[M].武汉理工大学出版社，2006

【4】胡志强.无机材料科学基础教程[M].北京：化学工业出版社，2003