无机非金属材料工程《材料科学基础》实验教学大纲.docx

材料科学基础实验教学大纲一、课程基本情况课程代码：1011139001课程名称中，英文）：一料科学基础/Fundamenta1.sofMateria1.sScience课程类别：专业必修课课程性质：必修课程类型：课程实的总学分：4.5总学时；72实验/实践学时：12适用专业：无机非金属材料工程适用对象；本科先修课.程：工程化学、物理化学、高等数学、大学物理。开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介£材料科学基础#实验是一个Hi要的教学环节，是对理论知识的巩固和廷伸，通过晶体结构原子模型的堆燎、差热分析、热期分析实验和淬冷法研究和平衡等实验项目，通过实验.学生了解材料实验室的基本实验现范：能使用手册.工具书,查阅有关文献、资料：能正确进行实验操作,取得正确可靠的实验结果.获得用实验解决问遨的动手能力：能观察实验现象,井健够分析判断，龙耨推理的健力：能正确记录和处理数据，嫁令农达实验结果。另外,实验中，强调团队合作的重要性，培养学生的协作粕神和集体荣誉感，三、实殴做学目标通过实验环节，学生了解各实验原理，熟悉实照设备，掌握了实验设备愫作，运用所学原来对实验数据及结果进行分析,有助于学生理解材料科学基础的实质，培养学生的动手能力、数据处理能力、埋论联系实际能力、分析实验结果及解决实际问虺的能力等.培养学生不断学习和适应社会发展的能力等。支押毕业要求指标点4.2.四、实验项目及学时安排实实实暂序实验项目名称验验险组学类要人注时型求数1晶体结构朦子模型的堆垛与分析2综合性必ftk22差热分析2粽合性必做23热重分析4综合性必救24淬冷法研究相平衡4徐合性必做2五、实设内容实验一晶体结构原子模型的堆嫌与分析实题实骗目的；1 .熟悉面心立方、体心立方和密排六方晶体结构中常用晶面、晶向的几何位置、原子排列和密度：2 .熟悉面心立方和密排六方晶体结构中.密持面的堆垛顺序：3,熟悉三种品体结构中的四面体间隙和八面体间隙的位置和分布：4 .进一步练习晶面和晶向指数的确定方法。实裟设i:1 .玻璃盒、涂有凡士林油的蹩钢球或乒乓球、医用钺子，每人一套.2 .晶体结构模型.实验内容及步骤：1 .仔细观察所给的品胞模型,熟悉三种典型金属品体结构空间原子的排列方法。2 .用镣子将球一个一个放入盆内，堆垛出面心立方和体心立方品体的（Io0）、（110）、（111）晶面上原子的排列。3 .逐个分析上述所堆晶面上厚子分布特征，画出区子分布，计算晶面密度.4 .确定面心立方和体心立方晶体密排面和密挂方向，并进行标注.5 .在密持面上.用小球堆垛出体心立方、面心立方和密排六方晶体结构.6 .借助晶体结构模型，分析体心立方、面心立方间隙位置。实题二差热分析实验实验目的：1 .了解基热分析的基本原理及仪器装置：2 .学习使用差热分析方法鉴定未知犷物及分析被测试样的结构变化等相关信息.实验设招：差热分析仪1 .仪潞祖成：差热分析仪主要由加热炉，试样支掠-测吊系统（它主要包括差热电偶、试样容器、均热板（或块）及支撑杆等部件）、信号放大系统、记录系统祖成，加热炉依据测网的温度范困不同有低温型（800-I000'C以下），中温型1200'C以下），而温型（Mf1.OICOOC以下）.差热电偶是把材质相同的两个热电偶的相同极连接在一起,另外两个极作为差热电偶的输出极谕出差热电势.差热分析装置示意图1如所示.，10，产.？，>0，.0,.，”，.川1加热炉：3试样；头替比物；4测速热电偶;5温整热电佣；6氨阻元件:7.加控晚件HI差处分析”示套用2 .差热测量系统：本仪器采用暗:玲型平板式差热电粥,它检测到的微伏级信号送入差热放大潺进行放大，差热放火器为克流放大器，它将微伏娘的差热信号放火后,送入记录仪进行采样测录纪录.3 .湿度测状系统：测卷热电偶输出的热电势，先经过热电偶冷端补偿器，补偿潞的热微电阻袋在差热仪主机内.经过冷端补偿的测温电隅热点处经过放大处理后，送入记录仪进行采样测量纪录.实段内容及步骤：1 .开培电源及水源，整机预热30分钟。2 .抬起炉体，装参比物样品及被测样品于热粥板上，放下炉体，开启冷却水注意操作时动作要轻，以免损伤主机及支承杆。3 .差热JS程嵬所制Jft程档，一般常用±100V档,之后置DTA网零迸，此时谢零指示灯灭.差热放大器进入测技状态4 .开启记录仪电源,将温度记录的元输入开关置词零位置,旋转谓零旋钮,使温度记录笆置干记录把右蜡纹，此蛤戏即为初始端之后将输入开关至于测量为止，温度第将向左蒯移一段距品（表示室温）。旋转差热记录单元调手旋钮，设置差热记录笔初始位置。5 .根据不I司的升温速度选择记录仪走出速度。般情况下，1.0Cmin的升温速度可选6c111'h档，可根据不同要求选择合适的走纸速度.6 .置所需调温速度,一般侍况下.选择IoCmin的升温速度，之后置升温键，置加热键，加热指示灯亮，加热炉开始加热，实验开始。7 .实验结束之后，先抬起两只记录室；关断黑热；美陆记录仪电源：差热求程置±1000V档：置期热调零键，抬起加热炉,当加热炉的温度自然降下之后可以放下加热炉，关断水源及电源.3M三输分析如8 5金目的：1.掌握热电分析的原理及实验方法。2,熟悉本实舱所用仪器设饴的性能，操作方法。3.学习使用热质分析Zf法分析被测物质。实验设备：仪器装置如图2所示：I-立式臂状>if1.炉：2.精密扭力天平；3变压器；4.电位差H:5热电的；6的金城身：7的金吊跄；&补偿守戌：9热电偶冷箱补偿器；10电流表K1.播分析知实脸内容及步骤；1 .用钿金丝将川堪悬挂于相率扭力天平钩上，精确称出吊统和地堀的申埴.2 .取下时期,加入30Omg左右的试样,再称出其由1丸3 .接通电源.选择炉子以IO-CVmin升温.4 .每隔5分钟称盘一次，并记录相应的温度，试样开始失曳时，每隔I分伸记录一次,注意记录失重开始和失重结束时的重业及对应的温度.5 .实脸完毕，切断电源,请教师验收地纲及小丝。实疑四津冷法研允相平押实殴实险目的:从热力学角度建立系统状态（物系中相的数目，相的组成及相的含量）和热力学条件（温度，压力，时间等）以及动力学条件（冷却速率等）之间的关系，学掘峥方法研究和平衡的实物方法之一-淬冷法研究相平衡的实验方法及其优映点，求提没油试片的制作方法及显他镜的使用.5金证Na2O-SiO2系统相图.实5金设备：1 .仪器：（I）立管式电阻炉（2可控硅温度控制器3热电偶4水浴盆（5）一一用期（6）的金吊丝（7偏光显微镜一套2 .装置：如图3所示.1.立Ktr状洱炉12-淞度控刷器I热电-I4.水浴Sh5-钠钵用用：6-金吊隹图3律段法研允相平.”实验内容及步骤：取少量的试样（0.01-0.02克Naq:SiO2=I：2摩尔比）置入柏链用塔内,用柏金娃悬小于炉寐内，上下均加盖。水浴盘内盛上2/3的水，放至炉成，调整好显微镜，接通电源，将高温炉升温至8WC,保温30分钟，使试样充分达到平衡状态，打开高温炉下装，用帽子取下吊丝连同小堵一并落入水浴盘中淬冷.从柏链用塔内取出试样,在研坏内轻砸成粉末（注邈不能研磨）,制成油浸在偏光显微镜下观察有无晶体析出.大、实验报告格式实验名称（-）实验目的（.D实缝设备（三）实脸内容及步臊（四）结果与分析（三）问题讨论七、考核方式（一）实验成绩的构成实睑成绩占本门课程总成绩15%,参考课堂表现及实验报告成绩综合总；二（二）评分标准1 .实脸成绩以丘蟆制（优、良、中、及格、不及格埴报，按比例记入该课程成绩中.2 .多个实验项目的要爆后填报平均成绩。3 .按照实验指导书的具体要求，根据储个学生课堂去现及实验报告的侦求，综合给出实验成绩.4 .实物评分应包括两个方面：（I）课堂表现占60%：（3）实验报告40%：评分等级：评定成绩分优、良、中、及格和不及格五个等级.优：90分以上良：«0-89分，中：70-79分，及格：6049分，不及格：S9分以下，也可以以百分制给出两个实脸的综合成缄。考核评定方式及标准见下表。实验成绩考核评定去考核环节考核结果及标准评估项目及权优秀（90-100分）良好（80-90分）中等（7080分）及格（60-70分）不及格（60分）无迟到，早无缺席现无映现退、缺席现象.象，偶尔迟到.象，偶尔迟到，遵守实5金室纪早退现象,遵早退现象,基有迟到,早实验有缺律：能够根据实守实验室纪本能遵守实验退或缺席现象.席，不能遵守实验内容要求,优律；能脾完成空纪律：住筋然本能遵守实紧蕤室纪律；不能表现化实脸步躲，实验操作规范：能实脸内容要求,操作规范：完成实验内容要求.操作规室纪律：能够基本完成实验内容根据实粉目的，设计实脸步界.OU准确记录实验现能正确记录实范：能完整记要求,操作基本不能完成实验J象或数据：能够脸现象：能够录实验现象：规范：能基本完操作或操作不对实险中遇到的对实睑中遇到能移对实险中整记录实3空见规范；不能正确问题进行分析、的问他进行分遇到的蛰与问象.记录实验现象.讨论，提出个人析、讨论，提时的分析、讨独特见解，出个人意见.论。实验报告（40Zk能够独立完能够独立能够独立能终独立完不能按时提成实验报告，内容完成实验报告，完成实验报告，成实验报告:内容交实验报告；数完整，数据处理正内容完整，数据内容完整，能弊相对完整,数据图据处理和图表分确.图表准确规处理较正确,图进行数据处理.表齐全:基本完成析缺失：没有对7TJ范:能够对实验结表较规范:能够图表基本规范：实验报告中提出报告中提出的问果iS行深入分析、讨论,并得出准确结论:旎够准确回答实验报告中提出的问啊，对实裟结果诳行分析、讨论，并得出正确结论:能够正确【可答实如报告中提出的问题.实聆报告中提出的问题回答基本正确.的问题。题进行解答.八、教学费M无机材料科学基础实聆指导讲义.