材料科学教学大纲.docx
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材料科学教学大纲
《材料科学与工程基础实验》教学大纲
一、课程中文名称（课程英文名称）：
材料科学与工程基础实验
FundmentalExperimentofMaterialsScienceandEngineering
二、课程编码：
1121248007*
三、课程目标和基本要求：
《材料科学与工程基础实验》是结合《材料科学与工程基础》开设的一门专业基础实验课程，内容主要包括无机非金属材料、高分子材料、复合材料等的制备和常规性能测试原理和方法。
通过本专业基础实验的教学，力求达到如下目的：
1.进一步巩固所学专业基础知识，加深对材料常规物理、化学性质基本概念、规律理解和掌握；
2.掌握无机非金属材料、高分子材料、复合材料的常规力学、电学、热学、光学等物理性质实验检测原理、方法；了解和熟悉相应的检测设备和常规制备方法。
3.通过本实验的教学，使学生对各类材料的性能特点、性质与材料组成、结构之间的关系形成初步认识；锻炼学生的实际动手能力和独立分析问题的能力。
培养学生严谨的科学态度，科学思维方法。
四、课程总学时：
72学时[理论：
0学时；实验：
72学时]
五、课程总学分：
2学分
六、适用专业和年级：
材料科学与工程专业，二年级（第四学期）。
七、实验项目汇总表：
序号
实验代号
实验名称
时数
实验
类别
实验
类型
实验
要求
每组
人数
实验一
112124800701*
材料拉伸力学性能实验
5
专业基础
验证性
必修
2
实验二
112124800702*
材料体积电阻和表面电阻的测定
4
专业基础
验证性
必修
2
实验三
112124800703*
材料冲击强度及硬度实验
4
专业基础
验证性
必修
2
实验四
112124800704*
材料维卡软化点温度的测定
5
专业基础
验证性
必修
2
实验五
112124800705*
有机玻璃的制备
4
专业基础
验证性
必修
2
实验六
112124800706*
有机玻璃透光率和雾度测定
3
专业基础
验证性
必修
2
实验七
112124800707*
荧光材料的合成
4
专业基础
综合性
必修
2
实验八
112124800708*
荧光材料的发射和吸收光谱的测定
4
专业基础
综合性
必修
2
实验九
112124800709*
荧光材料晶相的测定
3
专业基础
验证性
必修
2
实验十
112124800710*
高聚物熔融指数的测定
4
专业基础
验证性
必修
2
实验
十一
112124800711*
塑料燃烧性能的测定
3
专业基础
验证性
必修
2
实验
十二
112124800712*
材料弯曲性能实验
4
专业基础
验证性
必修
2
实验
十三
112124800713*
陶瓷坯体的制备
4
专业基础
综合性
必修
2
实验
十四
112124800714*
陶瓷显微硬度的测定
3
专业基础
综合性
必修
2
实验
十五
112124800715*
PVC刚果红实验
4
专业基础
验证性
必修
实验十六
112124800716*
材料击穿强度的测定
4
专业基础
验证性
必修
实验
十七
112124800717*
材料热膨胀系数的测定
5
专业基础
验证性
必修
实验
十八
112124800718*
材料热导率的测定
5
专业基础
验证性
必修
实验
十九
112124800719*
高分子材料粘弹性实验
4
专业基础
验证性
选修
实验二十
112124800720*
材料的介电常数和介电损耗
4
专业基础
验证性
选修
实验二十一
112124800721*
纤维束纱拉伸强度的测定
8
专业基础
验证性
选修
八、大纲内容：
实验一、材料拉伸力学性能实验
[实验目的和要求]
1.了解不同拉伸实验试样形状特点和选择原则和试样的加工方法；
2.掌握静等拉伸实验的原理和方法；
3.掌握应力－应变曲线的意义；
4.了解不同种类材料应力－应变曲线的不同特点
[实验内容]
1.板材拉伸试样的制备
2.试样尺寸的测量；
3.试样的拉伸实验；
4.数据的整理。
[主要实验仪器与器材]
1.主要实验材料：
塑料板材；
2.主要实验器材和仪器：
万能制样机、万能力学试验机；
实验二、材料体积电阻和表面电阻的测定
[实验目的和要求]
1.了解材料主要电学性能指标；
2.掌握超高电阻测试仪的使用方法。
3.加深理解比体积电阻比表面电阻的物理意义。
[实验内容]
1.试样的制作；
2.试件在高阻仪上的安放，测量；数据的读取；
3.数据的整理。
[主要实验仪器与器材]
1.实验药品、材料：
聚氯乙稀板材（100mm×100mm×3mm）一块
2.主要实验器材和仪器：
超高阻测试仪（ZC－36型）一台；螺旋测微器一把。
实验三、材料冲击强度及硬度实验
[实验目的和要求]
1.了解材料冲击实验和硬度检测实验方法的种类；
2.掌握简支梁冲击实验和洛氏硬度的测量原理；
3.掌握并熟悉冲击实验机和洛氏硬度计的操作方法。
[实验内容]
1.冲击试样的制作；
2.试件尺寸的测量；
3.冲击实验操作；
4.实验数据处理。
[主要实验仪器与器材]
1.主要材料：
塑料板材。
2.主要仪器器材：
万能试样加工机；冲击力学试验机
实验四、材料维卡热变形实验
[实验目的和要求]
1.了解材料热性能表示和实验方法的类型；
2.掌握测量测量热转变温度的原理；
3.熟悉并掌握维卡热变仪的操作的方法。
[实验内容]
1.试样的制作；
2.仪器的实验操作；
3.数据整理。
[主要实验仪器与器材]
1.主要材料：
塑料板材。
2.主要仪器器材：
万能试样加工机；维卡热变形仪
实验五、有机玻璃的制备
[实验目的和要求]
1.掌握利用缩聚反应原理合成高分子材料的方法；
2.掌握有机玻璃的合成原理和方法；
[实验内容]
1.原料及反应器件的准备；
2.合成反应——注入及反应条件的控制等；
3.合成材料的取出处理。
[主要实验仪器与器材]
1.合成原材料：
甲基丙烯酸等；
2.平板夹层玻璃、常规合成器材；
实验六、有机玻璃透光率和雾度测定
[实验目的和要求]
1.了解积分球式雾度计的基本结构和基本原理；
2.掌握测定板状、片状、薄膜状透明材料的透光率和雾度的测定方法。
[实验内容]
1.试样准备；
2.性能测试；
3.厚度测试。
[主要实验仪器与器材]
1.仪器：
透光率雾度测定仪；
2.游标卡尺、千分尺；
3.试样：
透明板材、薄膜。
实验七、荧光材料的合成
[实验目的和要求]
1.掌握燃烧法制备稀土发光材料的方法；
[实验内容]
1.溶液配制、混合；
2.燃烧法制备实验；
3.产品研磨；观察。
[主要实验仪器与器材]
1.设备：
马弗炉、紫外灯；
2.药品：
硝酸、碳酸锶、硝酸铝等。
实验八荧光材料的发射和吸收光谱的测定
[实验目的和要求]
1.了解荧光材料发光原理；
2.了解荧光分光光度计的结构和工作原理；
3.掌握发光材料激发光谱和发射光谱的测定方法。
[实验内容]
1.仪器的准备；
2.测定操作；
3.数据的整理。
[主要实验仪器与器材]
1.荧光分光光度计；
2.需要测试的发光材料。
实验九荧光材料晶相的测定
[实验目的和要求]
1.了解荧光材料晶相特点；
2.掌握晶相的测定的原理和方法。
[实验内容]
1.试样的准备；
2.粉末衍射仪器的操作；
3.数据的整理。
[主要实验仪器与器材]
1.粉末衍射仪；
2.荧光晶体材料。
实验十高聚物熔融指数的测定
[实验目的和要求]
1.了解熔融指数在高分子聚合物加工过程中的意义；；
2.掌握高聚物熔融指数的测定的原理和方法。
3.熟悉熔融指数仪的操作。
[实验内容]
1.被测试样的准备和仪器的准备；
2.熔融指数的测定；
3.数据的整理。
[主要实验仪器与器材]
1.熔融指数仪；
2.被测高分子测量。
实验十一塑料燃烧性能的测定
[实验目的和要求]
1.了解塑料阻燃性在材料实际应用中的意义；
2.掌握材料燃烧性能的测试原理和方法。
3.熟悉氧指数仪的操作。
[实验内容]
1.燃烧试样和实验仪器的准备；
2.氧指数的测量；
3.数据的整理。
[主要实验仪器与器材]
1.氧指数仪；
2.荧光晶体材料。
实验十二材料弯曲性能实验
[实验目的和要求]
1.掌握材料弯曲性能涉及的相关概念；
2.了解材料弯曲性能的实验方法种类；
3.掌握材料三点弯曲实验原理和方法；
4.熟悉弯曲实验用万能力学试验机的规范操作。
[实验内容]
1.弯曲力学性能试样的准备；
2.万能力学试验机的准备及参数的选择；
3.三点弯曲实验操作；
4.实验数据的整理；
[主要实验仪器与器材]
1.万能力学试验机；
2.高分子材料的弯曲试样。
实验十三陶瓷坯体的制备
[实验目的和要求]
1.了解陶瓷材料制备的基本工艺步骤；
2.掌握坯体成型的关键操作步骤；
[实验内容]
1.原料的处理；
2.浆料的配比；
3.烧成；
[主要实验仪器与器材]
1.常规成型工具及高温反应设备；
2.基本原料：
二氧化硅、黏土等
实验十四陶瓷显微硬度的测定
[实验目的和要求]
1.了解不同种陶瓷材料硬度的特点及一般应用；
2.掌握陶瓷材料显微硬度测量原理和方法；
3.熟悉显微硬度计的规范操作。
[实验内容]
1.仪器的准备；
2.硬度的测量；
3.数据的处理。
[主要实验仪器与器材]
1.显微硬度计；
2.测量试样的处理工具。
实验十五PVC刚果红实验
[实验目的和要求]
1.了解PVC塑料的组成、结构特点；
2.掌握PVC刚果红实验原理；
3.熟悉PVC刚果红实验的操作方法。
[实验内容]
1.PVC测试材料和仪器的准备；
2.耐热实验操作；
3.数据的处理。
[主要实验仪器与器材]
1.实验仪器：
油浴锅、平底试管等；
2.PVC材料、热稳定计等。
实验十六材料击穿强度的测定
[实验目的和要求]
1.了解材料击穿迁强度和组成、结构之间的关系；
2.掌握材料击穿强度检测的原理；
3.熟悉击穿强调的实验操作步骤。
[实验内容]
1.击穿强度试样的和设备的准备；
2.击穿强度实验检测操作；
3.数据的整理
[主要实验仪器与器材]
1.实验仪器：
击穿强度试验机；
2.检测材料试样。
实验十七材料热膨胀系数的测定
[实验目的和要求]
1.了解材料热胀性能与材料组成、结构之间的关系；
2.掌握热膨胀系数的测量原理；
3.熟悉热胀系数测量的操作。
[实验内容]
1.热胀系数试样的准备和实验仪器的准备；
2.热胀系数测量操作；
3.数据的整理。
[主要实验仪器与器材]
1.实验仪器：
热胀系数测量仪…
3.检测材料试样。
实验十八材料热导率的测定
[实验目的和要求]
1.了解材料热胀性能与材料组成、结构之间的关系；
2.掌握导热率的测量原理；
3.熟悉导热率测量的操作。
[实验内容]
1.热胀系数试样的准备和实验仪器的准备；
2.热胀系数测量操作；
3.数据的整理。
[主要实验仪器与器材]
1.实验仪器：
热导率测量仪…
2.检测材料试样。
实验十九高分子材料粘弹性实验（备选）
[实验目的和要求]
1.认识高分子材料组成、结构特点与应力松弛及蠕变性之间的关系；
2.掌握高分子材料粘弹性的测量原理；
3.熟悉粘弹性检测的操作。
[实验内容]
1.试样和仪器的准备；
2.粘弹性操作实验；
3.实验数据处理；
[主要实验仪器与器材]
1.实验仪器：
粘弹性测量仪、万能力学实验机；
2.粘弹性测量材料。
实验二十材料的介电常数和介电损耗（备选）
[实验目的和要求]
1.了解材料不同组成、结构与介电性能之间的关系；
2.掌握材料介电性能的描述和测量方法；
3.掌握介电性能测试原理。
[实验内容]
1.介电性能测试试样的准备；
2.测试操作；
3.实验数据处理。
[主要实验仪器与器材]
1.实验仪器：
介电性能测试仪；
2.介电性能测试。
实验二十一纤维束纱拉伸强度的测定（备选）
[实验目的和要求]
1.掌握纤维束纱拉伸强度的测试原理
2.掌握束纱拉伸试样的制作过程；
3.掌握束纱拉伸强度测定方法
[实验内容]
1.树脂胶液的配置；
2.束纱拉伸试样的制备；
3.束纱试样的固化；
4.束纱拉伸实验
5.数据处理
[主要实验仪器与器材]
1.实验仪器：
小吨位万能力学试验机、拉伸试样工装；
2.待测纤维试样、高分子树脂固化体系。
九、主要实验教材（指导书）及参考用书：
教材：
刘建平、郑玉斌主编，《高分子科学与材料工程实验》[M]，北京：
化学工业出版社，2005.04；注：
部分实验内容讲义自编。
参考用书：
《高分子材料与工程实验》，刘长维主编，化学工业出版社，2004.03，北京；
《高分子化学实验》，何卫东主编，中国科学技术大学出版社，2003.01，合肥；
《无机非金属材料专业实验》，周永强、吴泽等主编，哈尔滨工业大学出版社，2002.10，哈尔滨。
十、课程考核方式及成绩评定办法：
1.平时成绩（占70％）
2.实验操作考试成绩（占30％）
由实验教师选定有代表性实验作为每学期操作考试实验内容。
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