非金属矿物加工设计与分析

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