材料制备及组织性能综合实验之实验一

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材料物理性能实验指导书

实验教学指导书学院名称材料科学与工程学院课程名称材料物理性能开课实验室材料物理性能实验室执笔人马景云审定人陈玉清修（制）订日期2012年3月目录实验一钛酸钡铁电材料制备及性能测试............................................. . 2 实验二铁磁材料的磁性分析.. (6)实验三材料硬度的测试................................................... . 2实验-钛酸钡铁电材料制备及性能测试（综合实验）（10学时）在了解科学实验的主要过程与基本方法的同时，使学生对所学课本知识得到进一步巩固，培养了学生的实践能力，增强学生的自主学习和设计能力，提高获取所需信息的能力，学会综合运用知识和分析问题的能力。

通过本实验课的学习，使学生对本专业的电子材料制作工艺过程和材料性能及测试有系统性地了解，使学生掌握电子材料的结构、组成、性能间的相互关系及变化规律，理解性能测试的基本原理和基本的操作技能，同时使学生掌握实验室设备的原理和使用方法，领会该专业的基础知识和理论知识。

一、实验目的1、掌握水热晶化制备粉体技术工艺过程及其反应原理；2、掌握陶瓷材料的成型、烧结、被银和电性能测试二、实验所需仪器和试剂仪器：小型水热釜，磁力搅拌器，真空干燥箱，恒温水浴锅，烧杯，量筒，LCR 测量仪，准静态压电常数d33测试仪，耐压测试仪试剂：钛酸丁酯，醋酸钡，异丙醇，冰醋酸，36%醋酸溶液，氢氧化钾三、实验内容与步骤1.钛酸锆粉体的合成2.研磨3.成型（半干压）压制成Φ10mm圆片4.干燥5.修坯、试样尺寸测定6.试样干燥、干燥后尺寸测定7.烧成（注意烧成温度的控制）8烧成收缩的测定9.被银10.烧银11.上电极12.介电常数测定13.电子传导率的测定14.试样的金相显微结构分析四、实验要求实验报告严格按照山东轻工业学院实验报告格式总结填写，并能够对实验数据进行分析，影响压电陶瓷的电性能的关键因素有那些？附：钛酸锆粉体的合成具体实验步骤1）按照ZrxTi1-xO2 (x=0.40, 0.50, 0.60)的配比，分别配制0.5 mol/L 的Ti(SO4)2和ZrOCl2²8H2O水溶液，并将两溶液混合均匀。

【VIP专享】材料综合实验实验报告

四、实验结果分析和思考题：
1. 产出聚合物复合材料性能与原料、工艺条件及实验设备操作的关系。 (1) PP 与 SEBS 共混后，虽然韧性得到了提高，然而拉伸强度和屈服应力均降低。 (2) 螺杆的转速与产出复合物材料城正比，因此提高转速可以有效地增加生产能力，同时螺杆转速还影响着物料的停留时间的挤出压力，只有在满足物料挤出温度、剪切强度、混合质量及挤出机功率限制的前提下，才能最大限度地提高转速以提高生产率。 (3) 挤出机的温度和压力控制也十分重要，若挤出温度过高，物料易降解，同时过高的温度使熔体的粘度降低，挤出压力不足，造成制品表面粗糙，强度差，影响挤出质量；而温度过低，使得塑料塑化不良，也会使制品的强度收到影响。
二、实验设备及材料：
1. 实验设备：平行双螺杆挤出机组、转矩流变仪、鼓风干燥箱、加料勺、台秤和天平。 2. 实验材料：由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SBS）分子中不饱和双键经过加氢获得的热塑性弹性体 SEBS、白油、聚丙烯（PP）、抗氧剂 1010 等。
三、实验步骤：
【双螺杆挤出机实验操作步骤】： 1. 预混合：将 SEBS 和白油按质量比 1:1 混合，均匀混合后放置 24 小时以上，使 SEBS 在白油中
（1）开转矩流变仪电源等 30 秒后再启动计算机打开矩流变软件；（2）进入流变仪操作界面，此时界面显示“设备己连接”绿灯闪亮；（3）查看控制显示面上的“红字”栏显示的是否为流变仪所用装置。（4）若否，可单击“装置设置”按钮，在弹出的对话框中查看“装置选择”栏，选择所用装置，单击“确认”退出；（5）设置工艺参数；（6）混料（实验启动后加料、设置参数）。
2. 分析影响挤出聚合物复合材料均匀性的主要原因，如何影响，如何控制ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ (1) 挤出成型温度的影响：聚合物复合材料在挤出加工过程中主要受机筒温度和机头温度所影响，机筒温度主要对复合材料的混炼和塑化效果有决定性的影响，机头温度则对挤出成型有重要影响。机筒温度的升高会使复合体系熔体表观粘度下降，有助于提高熔体的流动速率，但是温度过高会导致粘度过低而不能产生足够的头压力，同时也不利于冷却定型，易使制品表面出现熔接痕，使制品表面粗糙、强度差，不均匀而影响挤出制品质量。因此为了得到充分的定型，机头的温度应该分段控制，即温度逐渐降低。由此可见，机头温度对于聚合物复合材料的挤出成型是非常关键的。一般机筒的温度应控制在 135～150℃，机头的温度比其略低,为 125～ 135℃。 (2) 挤出机螺杆转速的影响：从固体输送理论和粘性流体输送理论可知提高螺杆的转速可以提高挤出的产量，降低生产成本和提高劳动生产率。但是随着螺杆转速的增加，物料在流道内受热的历程就会缩短，其熔融效果就会变差，而且在口模处物料来不及冷却就被顶了出来，这样会使制品冷却不均匀，造成制品表面出现波纹，影响挤出成型的质量和制品外观，严重时会造成制品不成型，使生产不连续。因此在挤出木塑复合材料时对挤出机螺杆应设定一最佳转速，既能提高制品的质量又能提高产量，达到一个最优的生产条件。

材料工程基础综合实验指导书

目录实验模块简介综合实验一：铝合金制备、加工及改性1.1 铝合金的熔炼、铸锭与固溶-时效处理实验指导书1.2 铝合金轧制工艺实验指导书1.3 铝合金铸锭、轧制、改性的金相组织的检验及力学性能实验指导书综合实验二：粉末冶金2.1 粉末冶金材料制备与检测实验指导书2.2 无机纳米粉体的湿化学制备及其粒度表征实验指导书2.3 熔体快淬法制备非晶、纳米晶材料实验指导书综合实验三：高分子材料的合成与加工3.1 高分子材料合成实验指导书3.2 高分子材料加工实验指导书综合实验四：玻璃的制备与加工4.1 玻璃工艺实验指导书综合实验五：焊接原理与焊接方法5.1 手工电弧焊实验指导书5.2 CO2焊接实验指导书5.3 脉冲微束等离子弧焊实验指导书5.4 埋弧焊实验指导书5.5 电阻焊实验指导书5.6 电弧喷涂实验指导书5.7 现场实验教学指导书实验模块简介随着科学技术的发展，原各类相对独立的材料学科，如金属、非金属、高分子材料学等已相互渗透、结合与交叉，形成了材料发展的新特色。

为适应形势要求，本院将三大类材料在工程技术方面所具有的共性内容综合为材料制备、加工、改性和复合四部分，将二级学科的内容有机的涵括在一级学科的教学课程中，设立了“材料工程基础”课程。

本实践环节是“材料工程基础”教学内容中的一个重要组成部分，与已完成了的“材料工程实践Ⅰ”和将要进行的“材料工程实践Ⅲ”构成了材料专业本科生工程技术实践教学的一个较为完整的体系，三者之间相互联系，但重点各不相同。

本实践的目的就是通过在校内各实践平台间的运行，加强学生的动手能力，使学生认识到材料四要素中“合成与加工”内容与成分结构、性质与使用性质各要素间的关系，明确合成加工过程将改变材料的组织、成分与结构，进而影响到材料的使用性能这样一个概念。

另外，为配合“材料工程基础”课程教学内容的进行，将焊接部分内容放在实践教学平台中完成，使学生了解焊接基本原理，掌握典型焊接方法和设备的使用。

金属材料制备及组织性能综合实验教程1

实验二材料的热处理一、实验目的（1）了解钢的几种热处理操作(退火、正火、淬火、回火等)；（2）研究碳含量、加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢热处理后性能（组织、力学性能）的影响；二、实验原理热处理在改善钢材性能，提高工件使用寿命方面起着重要的作用。

例如汽车后桥半轴，经热处理后其使用寿命大为提高，达数年之久。

这是因为经过热处理后，钢的内部组织发生了质的变化，从而引起了机械性能的改变，最后表现出使用寿命的延长。

钢的热处理是利用钢在固态范围内的加热、保温和冷却，以改变其内部组织，从而获得所需要的物理、化学、机械和工艺性能的一种操作。

钢的热处理基本操作有退火、正火、淬火、回火等。

热处理操作中，加热温度、保温时间和冷却方式是最重要的三个关键工序，也称热处理三要素。

正确选择这三种工艺参数，是热处理成功的基本保证。

Fe —Fe3C相图（图2－1）和C—曲线是制定碳钢热处理工艺的重要依据。

（1）加热温度的选择钢的退火、正火、淬火加热温度根据Fe—Fe3C相图确定。

①退火加热温度一般亚共析钢加热至Ac3＋(20－30)℃；共析钢和过共析钢加热至Ac1十(20－30)℃(球化退火)，目的是得到球状渗碳体，降低硬度，改善高碳钢的切削性能。

退火和正火加热温度范围选择见图2－2。

②正火加热温度一般亚共析钢加热至Ac3＋(30－50)℃；过共析钢加热至Accm＋(30－50)℃，即加热到奥氏体单相区。

③淬火加热温度一般亚共析钢加热至Ac3＋(30－50)℃，淬火后的组织为均匀细小的马氏体。

如果加热温度不足（低于Ac3），则淬火组织中将出现铁素体，造成淬火后硬度不足；共析钢和过共析钢加热至Ac1＋(30－50)℃，淬火后的组织为隐晶马氏体与粒状二次渗碳体。

未溶的粒状二次渗碳体可以提高钢的硬度和耐磨性。

过高的加热温度(高于Accm，)，会因得到粗大的马氏体，过多的残余A而导致硬度和耐磨性的下降，脆性增加。

淬火加热温度范围选择见图2－3。

材料成形综合实验指导书模板

材料成型及控制工程专业综合实验指导书实验一焊条电弧焊工艺1、实验目的与任务( 1) 比较不同类型焊条的焊接工艺性及对焊缝成形的影响。

( 2) 观察分析低碳钢熔化焊接头金相组织变化情况。

( 3) 分析焊接接头组织变化对机械性能的影响。

2、实验原理焊条电弧焊采用的焊条药皮类型有酸性、碱性、纤维素型和金红石型等。

不同药皮的焊条在焊接时表现出不同的工艺性。

比如, 酸性药皮中含有较多的稳弧物质和脱渣物质, 易于引弧, 电弧稳定, 飞溅小, 脱渣能力强, 焊缝成形美观。

但焊缝中氢的含量不易控制, 焊缝金属的冲击韧性一般。

碱性药皮焊条稳弧物质较少, 不易引弧, 电弧不稳, 易于断弧, 飞溅较大, 脱渣能力差, 焊缝成形也稍差。

但焊缝金属中氢含量低, 属低氢型焊缝, 冲击韧性高。

低碳钢电弧焊焊接接头包括焊缝金属、熔合区( 熔合线) 和热影响区三个主要区域。

其中, 焊缝金属为液态熔池结晶而成, 位于接头断面的中心, 其显微组织是典型的柱状晶。

熔合区为半熔化的母材结晶和冷却而成, 位于焊缝金属两侧, 与之紧密相连, 焊缝金属的柱状晶”镶嵌”于此。

热影响区是母材受到焊接热输入影响产生了组织形态变化的固态区, 紧邻熔合区, 向着远离焊缝中心的方向分别是过热区、正火区、部分相变区和再结晶区。

过热区是母材在焊接时温度处于奥氏体区的高温区, 奥氏体严重长大, 冷却后得到的组织为粗大的铁素体+珠光体等轴晶, 其间夹杂着针状的魏氏组织; 正火区是母材在焊接时温度处于奥氏体均匀化的温度区间, 在空冷条件下发生相变, 相当于进行了一次正火热处理, 为均匀细小的铁素体+珠光体等轴晶; 部分相变区是母材在焊接时温度处于奥氏体-铁素体两相区的温度区间, 一部分铁素体发生了奥氏体相变, 冷却后得到组织不均匀的铁素体+珠光体组织; 再结晶区是母材在焊接时温度处于再结晶温度区, 轧制的带状组织发生了回复和再结晶, 成为均匀细小的等轴晶。

由于接头各部分组织形态的不同, 其力学性能也存在差异, 从焊缝中心向两侧测量其硬度, 硬度曲线将出现一个峰值, 峰值位置位于正火区, 说明该区域的力学性能指标较高。

无机材料的制备与性质实验研究

实验目的：验证无机材料的制备与性质
实验方法：详细描述实验步骤和操作过程
讨论：对实验结果进行分析和解释，与理论进行比较，提出可能的原因和解决方案
结论与建议
实验结果总结：对实验数据进行整理和分析，得出结论
实验方法评价：对实验方法的可行性、准确性和可靠性进行评价
实验改进建议：根据实验结果和评价，提出改进实验方法和流程的建议
生物相容性：无机材料与人体组织的相互作用和生物相容性
力学性质
硬度：材料抵抗外力压入的能力
强度：材料抵抗外力拉伸或剪切的能力
弹性模量：材料抵抗形变的能力
脆性：材料在受到冲击或振动时容易断裂的性质
韧性：材料在受到冲击或振动时能够吸收能量的性质
疲劳强度：材料在长期反复加载下保持强度的能力
热学性质
热导率：无机材料的导热能力
图表绘制：使用Excel、Origin等软件绘制图表，包括柱状图、折线图、饼图等
数据分析：对实验数据进行深入分析，找出规律和趋势，为实验结论提供支持
实验报告撰写
5
实验目的与意义
研究无机材料的制备方法
探讨无机材料的性质和性能
提高实验技能和动手能力
为后续研究和应用提供参考和依据
实验原理与步骤
单击此处输入你的项正文，文字是您思想的提炼，请尽量言简意赅的阐述观点
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a. 准备实验材料和仪器b. 按照实验方案进行反应c. 观察并记录实验现象d. 分析实验结果，得出结论
实验结果与讨论
实验结果：列出实验数据，包括原始数据和处理后的数据
实验误差控制

《金属材料制备及组织性能综合实验》大纲

《金属材料制备及组织性能综合实验》实验教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：金属材料制备及组织性能综合实验英文名称：Experiments of Metallic Materials二、课程编码及性质课程编码：0828151课程性质：专业核心课，必修课三、学时与学分总学时：24学分：0.75四、先修课程材料科学基础、金属学及热处理五、授课对象本课程面向材料科学与工程专业和功能材料专业学生开设。

六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）本课程是本专业的核心课程之一，其教学目的主要包括：1. 通过材料制备、组织观察及性能测试的系统实验，掌握材料制备原理及主要工艺；2. 通过对典型材料的显微组织与性能的对比分析，提高学生分析与解决问题的能力，具备合理设计材料科学与工程复杂实验、开展科学研究的能力；3. 通过力学实验，能够应用力学基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，获得有效结论的能力。

4、通过综合实验，了解材料工程常用设备、实验仪器及实验方法，具备调控设备及仪器参数，进行测控和维护的能力。

表1 课程目标对毕业要求的支撑关系七、教学重点与难点：教学重点：1）金属材料的种类繁多，成形方法及装备各异，本课程以介绍金属材料的制备及性能检测为主体、以提高学生掌握金属材料性能为重点；2）在全面了解与掌握金属材料种类及结构特点的基础上，重点学习金属材料成形等装备及其性能检测技术；教学难点：1）通过典型材料的显微组织及性能进行对比分析，从而提高学生分析与解决问题的能力，具备合理设计材料及性能实验、开展科学研究的能力；2）通过本课程学习，要求掌握各材料成形工艺中的主要设备和新型设备的工作原理、结构特点、应用范围、控制方法等，具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力。

八、教学方法与手段：教学方法：（1）采用现代化教学方法（含PPT演示，设备照片，影像资料等），讲授各类材料加工装备和检测设备的工作原理、结构组成及应用特点，以提高教学效果及效率；（2）采用课堂教学与学生PPT汇报、交流讨论等方式，进行课堂互动，吸引学生的注意力、激发学生的学习热情，提高学生的学习效果。

《材料制备及组织性能综合实验》讲义

《材料制备及组织性能综合实验》讲义实验1热处理工艺设计合理选材，对工件制定合理的热处理技术要求（主要是硬度指标范围），是材控专业学生必须学习掌握的技能。

选材是一项比较复杂的技术性工作，征求有关技术人员的意见，查阅热处理手册，并作出综合判断。

除了应掌握必要的理论知识外，还需具有比较强的动手能力，要善于全面考虑问题。

一、实验目的培养学生对机械零件合理选材和制定热处理工艺的能力：（1）了解机械工件选材和选用热处理工艺的一般原则；（2）掌握常用零件的选材分析步骤，做到正确和合理地选定材料，安排加工工艺路线；（3）了解所学各类金属材料的大致使用范围，初步学会查阅材料手册和热处理手册。

二、实验内容及理论1、根据典型零件的工作条件和性能要求，选择合适的材料，并制定合理的工艺路线（可多种方案）。

首先，确定你要设计的典型零件是什么。

譬如，弹簧、轴承、滚珠、齿轮、高速车刀、热锻模、汽车板簧、桥梁构件、发动机气门等。

然后，查阅相关工艺设计的书籍和资料，针对不同零件的用途，分析其应具有哪些使用性能指标，再根据这些指标选择最适合的金属材料。

金属材料种类很多：45、T8、A3、T10A、60Si2Mn、HT200、LY1、GCrl5、5CrNiMo、W18Cr4V、20Cr、H70、1Crl8Ni9Ti、ZChSnSbll－6、ZGMnl3，其中比较常用的有45、T8、65、40Cr这几种。

选材根据三大原则：第一，使用性能原则，这是主要原则，为了保证零件完成规定功能。

最重要的使用性能是机械性能。

由于工作条件（指受力性质、环境状况和特殊要求等）和失效形式，确定使用性能的要求，并根据实验研究的结果将其具体化实验室机械性能指标，例如E，σs，σb，δ，K1c，HB等。

同时由力学分析和安全性考虑确定指标的使用数值，然后利用资料选材，然后利用资料选材。

第二，工艺性能原则，是为了保证零件实际加工的可行性。

具体工艺性能由加工的工艺路线提出。

材料综合实验报告

材料综合实验报告材料综合实验报告导言：材料科学是一门研究材料性质、结构和性能的学科，其研究对象包括金属、陶瓷、聚合物等各类材料。

为了深入了解材料的性能和应用，我们进行了一系列综合实验。

本报告将对实验过程、结果和结论进行详细描述和分析。

实验一：材料力学性能测试在这个实验中，我们选择了两种常见的材料，金属和聚合物，来测试它们的力学性能。

首先，我们使用万能材料试验机对金属样品进行拉伸实验。

通过加载和测量样品上的力和位移，我们获得了应力-应变曲线。

曲线的斜率表示了材料的弹性模量，而曲线的最大值则表示了材料的屈服强度。

接下来，我们对聚合物样品进行了压缩实验。

通过加载和测量样品上的力和位移，我们获得了应力-应变曲线。

通过比较两种材料的力学性能，我们可以得出结论：金属具有较高的强度和刚度，而聚合物则具有较高的韧性和延展性。

实验二：材料热性能测试热性能是材料在高温下的表现，对于材料的应用非常重要。

在这个实验中，我们选择了陶瓷和聚合物两种材料，通过热重分析仪对它们的热性能进行测试。

首先，我们将样品放入热重分析仪中，然后逐渐升温。

在升温过程中，热重分析仪会测量样品的质量变化，并绘制质量-温度曲线。

通过分析曲线，我们可以得出结论：陶瓷具有较高的热稳定性，能够在高温下保持较好的性能，而聚合物则具有较低的热稳定性，会在高温下发生分解或熔化。

实验三：材料电性能测试电性能是材料在电场作用下的表现，对于电子器件的设计和制造至关重要。

在这个实验中，我们选择了金属和半导体两种材料，通过电阻测试仪对它们的电性能进行测试。

首先，我们将样品连接到电阻测试仪上，然后施加电压并测量通过样品的电流。

通过计算电阻值，我们可以得出结论：金属具有较低的电阻，能够有效导电，而半导体则具有较高的电阻，能够在一定条件下控制电流的流动。

实验四：材料光学性能测试光学性能是材料对光的相互作用的表现，对于光学器件的设计和制造非常重要。

在这个实验中，我们选择了玻璃和塑料两种材料，通过光谱仪对它们的光学性能进行测试。

《材料化学综合实验I》实验指导书

《材料化学综合实验I》实验指导书目录实验一扫描电镜在材料表面形貌观察及成分分析中的应用 (2)实验二透射电镜在材料形貌观察及结构分析中的应用 (6)实验三X射线衍射仪与物相定性分析 (9)实验四热分析仪在材料热稳定性及相转变分析中的应用 (13)实验五结晶及晶体生长形态观察 (15)实验六接触角的测定 (17)实验七陶瓷材料的气孔率及体积密度测定 (20)实验八锂离子电池正极材料LiCoO2的制备和结构表征 (23)实验九氧化锌纳米棒的制备及结构表征 (25)实验一扫描电镜在材料表面形貌观察及成分分析中的应用一、实验目的1）了解扫描电镜的基本结构和工作原理，掌握扫描电镜的功能和用途；2）了解能谱仪的基本结构、原理和用途；3）了解扫描电镜对样品的要求以及如何制备样品。

二、实验原理（一）扫描电镜的工作原理和结构1. 扫描电镜的工作原理工作原理：扫描电子显微镜利用聚焦得非常细的高能电子束在试样上扫描，与样品相互作用产生各种物理信号（如二次电子，背散射电子、俄歇电子、X射线电子等），这些信号经检测器接收、放大并转换成调制信号，最后在荧光屏上显示反映样品表面各种特征的图像。

由电子枪发发射的最高可达30KeV的电子束经过电磁透镜缩小、聚焦形成具有一定能量和斑点直径的电子束（1-10nm）。

在扫描线圈的磁场作用下，电子束在样品表面作光栅式逐步扫描（光点成像的顺序是从左上方开始到右下方，直到最后一行右下方的像元扫描完毕就算完成一帧图像，这种扫描方式叫做光栅扫描）。

入射电子与样品物质相互作用产生二次电子，背反射电子，X样品射线等信号。

二次电子收集极可将向各方向发射的二次电子汇集起来，再经加速极加速射到闪烁体上转变成光信号，经过光导管到达光电倍增管，使光信号转变为电信号。

这个电信号又经视频放大器放大，并将其输出送至显像管的栅极，在屏幕上呈现一幅亮暗程度不同的反映样品表面形貌的二次电子图像。

2.电子束与样品的相互作用具有高能量的入射电子束轰击样品表面时，入射电子束和样品间发生相互作用，将有99％以上的入射电子能量转变成热能，而余下的1％的入射电子束能量将从样品中激发多种物理信号。

材料设计及制备综合实验报告

材料设计及制备综合实验报告【实验目的】1.掌握材料设计的基本原理和方法。

2.熟悉材料制备的常用技术和操作流程。

【实验原理】材料设计是一门研究如何通过合理设计材料的结构、成分和制备工艺，以使材料具备所需特性的学科。

材料设计有助于提高材料的性能、延长材料的使用寿命，甚至研发出新型材料。

材料设计的步骤主要包括结构设计、成分设计和制备工艺设计。

材料制备是材料设计的重要环节，制备技术的选择直接影响材料的性能和物理化学特性。

材料制备常用的方法包括溶胶-凝胶法、高温煅烧法、溶剂热法等。

【实验设备】1.恒温槽2.搅拌器3.加热板4.装有恒温控制器的反应釜5.离心机6.称量仪7.石墨舟8.热分析仪【实验步骤】1.结构设计：根据所需材料的特性，确定材料的结构形式（如晶体、纤维、薄膜等）。

2.成分设计：根据所需特性，确定材料的成分，包括主要元素和参与反应的辅助元素。

3.制备工艺设计：选择适合的制备方法，如溶胶-凝胶法、高温煅烧法等。

4.准备试样：根据设计的制备方法，准备所需材料的试样。

5.材料制备：按照制备工艺设计的要求，进行材料的制备。

6.材料性能测试：对制备好的材料进行性能测试，包括热性能、力学性能等。

7.结果分析：对测试结果进行分析，评价材料的性能是否符合设计要求。

【实验结果】根据所设计的储能材料的要求，采用溶胶-凝胶法进行制备。

在恒温槽中加热搅拌，将所需主要元素和辅助元素的溶液慢慢加入，形成凝胶。

将制备好的凝胶进行煅烧处理，并经过多次离心洗涤。

最后，得到纯净的储能材料样品。

【实验结论】通过实验，我们成功地制备了符合设计要求的储能材料。

通过热分析仪测试，得到了材料的热性能曲线和力学性能的测试数据。

根据测试结果，评价材料的性能符合设计要求。

【思考与改进】实验中，我们针对储能材料进行了材料设计和制备，并取得了较好的实验结果。

但在实验过程中，也存在一些需要改进的地方。

例如，溶胶-凝胶法制备过程中，需要控制搅拌的速度和温度，确保溶液充分混合和凝胶的形成。

材料力学性能综合实验-测试原理

实验一材料力学性能综合实验第一部分材料力学性能及测试原理材料的使用性能包括物理、化学、力学等性能。

对于用于工程中作为构件和零件的结构材料，人们最关心的是它的力学性能。

力学性能也称为机械性能。

任何材料受力后都要产生变形，变形到一定程度即发生断裂。

这种在外载作用下材料所表现的变形与断裂的行为叫力学行为，它是由材料内部的物质结构决定的，是材料固有的属性。

同时, 环境如温度、介质和加载速率对于材料的力学行为有很大的影响。

因此材料的力学行为是外加载荷与环境因素共同作用的结果。

材料力学性能是材料抵抗外加载荷引起的变形和断裂的能力。

材料的力学性能通过材料的强度、刚度、硬度、塑性、韧性等方面来反映。

定量描述这些性能的是力学性能指标。

力学性能指标包括屈服强度、抗拉强度、延伸率、截面收缩率、冲击韧性、疲劳极限、断裂韧性等。

这些力学性能指标是通过一系列试验测定的。

实验包括静载荷试验、循环载荷试验、冲击载荷试验以及裂纹扩展试验。

其中静载荷拉伸试验是测定大部分材料常用力学性能指标的通用办法。

力学指标的测定要依据统一的规定和方法进行，这就是国家标准。

比如国家标准GB228－87是金属材料拉伸试验标准。

依据这个标准，可以测定金属的屈服强度、抗拉强度、延伸率、截面收缩率等力学性能指标。

其它材料如高分子材料、陶瓷材料及复合材料力学性能也应采用各自的国家标准进行测定。

拉伸试验的条件是常温、静荷、轴向加载，即拉伸实验是在室温下以均匀缓慢的速度对被测试样施加轴向载荷的试验。

试验一般在材料试验机上进行。

拉伸试样应依据国家标准制作。

进行单拉试验时，外力必须通过试样轴线以确保材料处于单向拉应力状态。

试验机的夹具、万向联轴节和按标准加工的试样以及准确地对试样的夹持保证了试样测量部分各点受力相等且为单向受拉状态。

试样所受到的载荷通过载荷传感器检测出来，试样由于受外力作用产生的变形可以借助横梁位移反映出来，也可以通过在试样上安装引伸计准确的检测出来。

材料的制备实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 掌握材料的制备方法；2. 了解材料的基本性能；3. 分析材料制备过程中的影响因素。

二、实验原理本实验采用溶液法制备材料，通过化学反应使原料转化为所需材料。

溶液法是将原料溶解于溶剂中，加入适当的反应剂，在一定条件下进行反应，生成所需材料。

实验过程中，需要严格控制反应条件，如温度、pH值、反应时间等，以确保材料的质量。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 原料：A、B、C- 反应剂：D- 溶剂：E2. 实验仪器：- 电子天平- 烧杯- 烧瓶- 搅拌器- 温度计- pH计- 透析袋四、实验步骤1. 称取适量的原料A、B、C，溶解于溶剂E中，配制成溶液；2. 将溶液转移至烧杯中，加入适量的反应剂D，搅拌均匀；3. 将烧杯置于恒温水浴锅中，控制温度为50℃；4. 使用pH计实时监测溶液的pH值，调节至所需值；5. 在一定时间内，持续搅拌溶液；6. 反应结束后，将溶液转移至透析袋中，进行透析处理；7. 透析结束后，将材料取出，晾干；8. 对制备的材料进行性能测试。

五、实验结果与分析1. 材料外观：制备的材料呈均匀的白色粉末状；2. 材料性能：- 熔点：200℃；- 溶解度：20g/100mL（25℃）；- 热稳定性：在300℃下，材料分解率为5%；- 抗折强度：20MPa；- 伸长率：5%。

分析：1. 材料制备过程中，温度、pH值、反应时间等因素对材料性能有显著影响；2. 适当提高温度、延长反应时间、控制pH值在适宜范围内，可提高材料性能；3. 在制备过程中，应注意搅拌均匀，避免出现沉淀现象。

六、实验结论本实验成功制备了所需材料，并通过性能测试，验证了材料的基本性能。

在实验过程中，严格控制反应条件，确保了材料的质量。

今后，可进一步优化制备工艺，提高材料性能，为实际应用奠定基础。

七、实验反思1. 实验过程中，应注意安全操作，避免发生意外；2. 实验结果受多种因素影响，需在实验过程中严格控制；3. 实验数据应准确记录，为后续研究提供依据。

材料制备综合实验报告

一、实验目的本次实验旨在通过综合实验，掌握材料制备的基本方法，熟悉不同材料的制备工艺，提高对材料性能的测试与分析能力。

同时，培养实验操作技能和科学思维，为后续材料科学研究奠定基础。

二、实验内容及步骤1. 实验材料（1）金属：纯铁、纯铜、纯铝等；（2）非金属：碳纤维、石墨、陶瓷等；（3）复合材料：碳纤维增强复合材料、玻璃纤维增强复合材料等。

2. 实验步骤（1）金属材料的制备① 纯铁、纯铜、纯铝的熔炼：采用电阻炉熔炼，熔化后铸造成型；② 金属材料的轧制：将熔炼好的金属坯料进行轧制，制备不同厚度的金属板；③ 金属材料的切割：根据实验要求，对金属板进行切割，制备实验样品。

（2）非金属材料的制备① 碳纤维、石墨的制备：采用聚丙烯腈（PAN）原丝进行碳化处理，制备碳纤维；采用天然石墨进行石墨化处理，制备石墨；② 陶瓷材料的制备：采用高温烧结法制备陶瓷材料；③ 复合材料的制备：将碳纤维或石墨纤维与树脂基体进行复合，制备碳纤维增强复合材料或玻璃纤维增强复合材料。

（3）材料性能测试① 金属材料的力学性能测试：采用万能试验机进行拉伸、压缩、弯曲等力学性能测试；② 非金属材料的力学性能测试：采用万能试验机进行拉伸、压缩、弯曲等力学性能测试；③ 复合材料的力学性能测试：采用万能试验机进行拉伸、压缩、弯曲等力学性能测试；④ 材料的微观结构分析：采用扫描电镜（SEM）观察材料的表面形貌，采用透射电镜（TEM）观察材料的内部结构。

三、实验结果与分析1. 金属材料的制备实验中，通过电阻炉熔炼、轧制、切割等工艺，成功制备了纯铁、纯铜、纯铝等金属材料。

测试结果表明，这些金属材料的力学性能符合要求。

2. 非金属材料的制备实验中，通过碳化、石墨化、高温烧结等工艺，成功制备了碳纤维、石墨、陶瓷等非金属材料。

测试结果表明，这些非金属材料的力学性能符合要求。

3. 复合材料的制备实验中，通过碳纤维或石墨纤维与树脂基体的复合，成功制备了碳纤维增强复合材料或玻璃纤维增强复合材料。

工程材料实验报告--碳钢成分-组织-性能实验

实验日期：成绩：工程材料综合实验报告工程材料综合实验----碳钢成分-组织-性能实验●金相显微镜的构造及使用●金相显微试样的制备●铁碳合金平衡组织观察●碳钢的热处理操作、组织观察及硬度测定一．实验目的1.研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织。

2.分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分、组织与性能之间的相互关系。

3.了解碳钢的热处理操作。

4.研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响5.观察热处理后钢的组织及其变化。

6.了解常用硬度计的原理，初步掌握硬度计的使用。

二．实验设备及材料1.显微镜、预磨机、抛光机、热处理炉、硬度计、砂轮机等；2.金相砂纸、水砂纸、抛光布、研磨膏等；3.三个形状尺寸基本相同的碳钢试样（低碳钢20＃、中碳钢45＃、高碳钢T10）。

三、实验内容概述1．钢的热处理热处理是将钢加热到一定温度，经过一定时间的保温，然后以一定速度冷却下来的操作，通过这样的工艺过程钢的组织和性能将发生改变。

通常加热、保温的目的是为了得到成分均匀的细小的奥氏体晶粒，亚共析碳钢的完全退火、正火、淬火的加热温度范围是AC3+30~50℃，过共析钢的球化退火及淬火加热温度是AC1+30~50℃，过共析钢的正火温度是ACcm+30~50℃，保温时间根据钢种，工件尺寸大小，炉子加热类型等由经验公式决定。

碳钢的过冷奥氏体在Ac1~550℃范围内发生珠光体转变，形成片状铁素体和渗碳体的机械混合物。

依据片层厚薄的不同有粗片状珠光体（P），细片状珠光体——索氏体（S）和极细片状珠光体——屈氏体（T）之分。

硬度随片距的减小（转变温度的降低）而升高。

碳钢的过冷奥氏体在550~350℃之间发生贝氏体转变，生成由平行铁素体条和条间短杆状渗碳体构成的上贝氏体（B上）。

在光学显微镜下呈黑色羽毛状特征。

过冷奥氏体在350℃~Ms之间等温得到黑色针状的下贝氏体（B下），它是由针状铁素体和其上规则分布的细小片状碳化物组成。

过冷奥氏体以超过临界速度的快冷至Ms以下温度，将发生马氏体转变，生成碳在α-Fe中的过饱和固溶体——马氏体。

大学材料科学课程的材料制备与性能测试

大学材料科学课程的材料制备与性能测试材料科学是一门研究各种材料的性质和应用的学科，而材料制备和性能测试是这门学科中非常重要的两个环节。

本文将介绍大学材料科学课程中关于材料制备和性能测试的相关内容，包括材料制备的方法和常见的性能测试方法。

一、材料制备方法材料制备是指通过各种方法将原料加工转化为所需材料的过程。

在大学材料科学课程中，学生将学习以下几种常见的材料制备方法：1. 熔融法：熔融法是一种将固态原料加热至熔点，使其融化后冷却凝固的方法。

常见的熔融法包括熔炼、急冷淬火等。

2. 溶液法：溶液法将固态原料加入溶剂中，通过溶解、沉淀等过程得到所需材料。

其中，溶解可以通过溶解度实验确定最大溶解浓度；沉淀则可以通过控制溶液浓度、PH值等条件实现。

3. 沉淀法：沉淀法通过化学反应使溶液中的物质发生沉淀，从而得到所需材料。

常见的沉淀法包括共沉淀法、浸渍沉淀法等。

4. 沉积法：沉积法是一种将气相或溶液中的物质沉积在基底表面上形成薄膜或涂层的方法。

大学材料科学课程中，常见的沉积法包括化学气相沉积、物理气相沉积等。

二、性能测试方法材料的性能测试是评价材料品质和性能的重要手段，能够测试材料的力学、热学、电学等性能。

下面是大学材料科学课程中常见的性能测试方法：1. 力学性能测试：力学性能测试用于评估材料的强度、硬度、韧性等特性。

常见的力学性能测试方法包括拉伸试验、硬度测试、冲击试验等。

2. 物理性能测试：物理性能测试用于测量材料的密度、导电性、热导率等性质。

常见的物理性能测试方法包括密度测试、电导率测试、热导率测试等。

3. 热学性能测试：热学性能测试用于研究材料在热学方面的性质，包括热膨胀系数、热导率等。

常见的热学性能测试方法包括热膨胀系数测试、热导率测试等。

4. 其他性能测试：除了上述提到的常见性能测试方法外，还有一些特殊的性能测试方法，如电学性能测试、光学性能测试等，这些测试方法用于研究材料在电学、光学方面的性能。

非金属材料制备及组织性能综合实验

非金属材料制备及组织性能综合实验教程夏风、索进平、陈建国华中科技大学材料学院1无机粉体材料制备及性能评价技术（6学时）1．1实验的目的及意义粉体定义为细小固体颗粒的集合。

这里细小的含义通常指直径在100微米以内。

粉体本身是材料的一种形态，同时也是许多块状材料的基础。

故粉体制备及性能评价是一项基础技术。

材料学专业毕业生应当熟悉和掌握无机非金属材料粉体的制备原理及基本评价方法，可以通过这里具体的实践来达到这个目的。

1．2背景知识粉体制备的思路有两个，一是由大颗粒破碎成小颗粒，称之为破碎法；二是由更小的颗粒聚成大颗粒，称之为合成法。

1．2．1破碎法制粉一个块状固体破碎成粉体的基本工艺路线为：粗碎中碎粉碎块体——→小块体——―→粗粉——→细粉粗碎、中碎、粉碎一般都采用机械方式，故破碎法制粉又称为机械法制粉。

对大多数使用者而言，最感兴趣的是粗粉到细粉间的破碎，也即粉碎。

粉碎的基本原理为：将待粉碎的粉体装入一个罐体中，同时还装入一些硬质的、称作为研磨体的块体，然后使罐体产生某种运动，造成粉体颗粒与研磨体之间产生剧烈碰撞或对粉体颗粒的磨削，使粉体颗粒破碎变细。

罐体产生运动方式的不同，形成了不同的球磨设备。

常用的球磨设备有：普通球磨机，其特点是罐体绕其型心作恒速转动；振磨，其特点是罐体三维振动；行星磨，让罐体绕其轴心作转动的同时，其轴心又绕另一中心转动，犹如地球自转加绕太阳的公转。

一般球磨的参数有：研磨体与粉体的比例（该比例越大，效率越高）、研磨体加粉体的总体积与罐体内腔体积的比例（一般以2/3为佳）、罐体的运动速率（有最佳值）、气氛或有无液体介质（保护粉体或有助破碎）、球磨时间（越长，颗粒越细，并最后趋于极限）等。

在球磨罐中，时常加进一些液体介质，这种球磨工艺叫湿磨。

颗粒的破碎过程也是裂纹产生与扩展的过程，液体介质能够润湿颗粒表面，降低表面能，促进颗粒的破碎。

1．2．2合成法制粉根据形成颗粒的前躯体不同，合成法制粉可以分成以下三类： 1）固相法通过煅烧使原料粉体颗粒产生物理或化学反应或使不同颗粒产生聚合，形成由成分均一的颗粒组成的新粉体。

材料性能及测试实验

材料性能及测试实验实验一材料的静拉伸实验一、实验目的1.了解万能材料试验机的构造和工作原理，掌握其操作规程及使用时的注意事项2.了解典型材料的拉伸曲线和应力应变曲线3.了解通过应力应变曲线来定义各种性能指标及其意义掌握材料拉伸性能的测试标准和测试方法4.分析材料成分及热处理处理工艺对材料拉伸性能的影响二、实验设备及材料万能材料试验机一台、游标卡尺（最小刻度值为0.01mm）、记号笔等。

实验材料： ZL101(铸造铝合金)、6063（变形铝合金）、7A09（高强铝合金）按照GB/T 228－2002“金属材料室温拉伸试验方法”制备样品。

图1拉伸试样图三、实验步骤1、试样的准备a)了解试样的材料与热处理状态，并在试样两头端部打上编号。

b)用游标卡尺测量试样的直径（或边长），计算横截面积；c)测量试样的标距长度，在试样上标出原始标距，并将试样标距范围内的部分均分为10等分，轻轻打上标点。

2、试验设备的操作本实验中所用的设备和仪器的构造原理和使用方法，详见实验室中准备的仪器说明书和操作指南。

学生应认真听取教师针对实验所用设备和仪器的讲解和观摩示范操作，然后再动手做准备工作。

①打开电源开关，开启控制柜上的油泵开关。

开启电脑，打开Smart Test软件。

②根据试验，选择合适的夹具和附件。

③软件中数值清零，输入试样材质，几何尺寸。

④关闭回油阀，打开送油阀，根据试样尺寸调节横梁的位置。

⑤关闭送油阀，夹好试样⑥软件中，点击开始，开始记录。

⑦打开送油阀，根据电脑屏幕显示的加载速度，调节送油阀的大小，使加载均匀。

⑧等测试完毕，关闭送油阀。

保存数据。

⑨把试样取下，打开回油阀⑩关闭油泵，关闭电源。

3、测量步骤1）将试样夹持于试验机的夹头中，开动试验机，开始加载实验。

2）测量试样拉断后的标距L1缩颈处最小直径d1，并分别计算δ及ψ。

四．实验结果实验二材料的冲击实验一、实验目的1、了解材料冲击实验的原理和方法2、了解冲击试验机结构、工作原理及正确使用方法3、掌握常温及低温金属冲击试验方法4、了解冲击试样缺口专用拉床的结构和正确使用方法二、实验设备和材料JB-W500型微机控制摆锤式冲击试验机、游标卡尺（最小刻度为0.02mm ），实验材料： ZL101(铸造铝合金)、6063（变形铝合金）、7A09（高强铝合金）冲击试样图2 U 、V 形缺口试验（缺口深度5mm ）三．实验步骤1. 试样的准备：领取试样，在端部打上编号。

材料设计与制备综合实验报告

实验一燃烧法合成红色发光材料Li2CaSiO4:Eu3+一、实验目的1、掌握燃烧法的实验原理和材料的基本测试方法；2、掌握燃烧法合成Li2CaSiO4:Eu3+粉体的制备过程；3、研究Eu3+浓度变化对荧光粉发光性能的影响。

二、实验原理燃烧法是指通过前驱物的燃烧合成材料的一种方法。

当反应物达到放热反应的点火温度时，以某种方法点燃，随后的反应即由放出的热量维持，燃烧产物就是拟制备的目标产物。

其基本原理是将反应原料制成相应的硝酸盐，加入作为燃料的尿素（还原剂），在一定的温度下加热一定时间，经剧烈的氧化还原反应，溢出大量的气体，进而燃烧得到产物。

nSi(O2C2H5)4+nH2O== nSi(OH) 4+4nC2H5OH6LiNO3+3Ca(NO3)2+ 3Si(OH) 4+ 12CO(NH2)2==3Li2CaSiO4+12CO2+4NH3+24H2O+16N2用燃烧法合成发光材料具有相当的适用性，燃烧过程产生的气体还可充当还原保护气氛，并具备不需要复杂的外部加热设备，工艺过程简便，反应迅速，产品纯度高，发光亮度不易受损，节省能源等优点，是一种很有意义的高效节能合成方法。

三、实验药品及仪器药品：三氧化二铕（Eu2O3），硝酸钙（Ca(NO3)2·4H2O），尿素，正硅酸乙酯（Si(OC2H5)4），硝酸锂（LiNO3），浓HNO3，去离子水。

仪器：电子天平，量筒，烧杯，移液管，磁力搅拌器，恒温干燥箱，刚玉坩埚，马弗炉，X射线粉晶衍射仪（XRD），荧光光谱仪（FL）。

四、实验配比按Li2Ca1-xSiO4:xEu3+ (x=0.03，0.04，0.05，0.06)配比，以Eu3+浓度为变量设计实验，实验共计4组，各实验药品质量/体积如下表所示：五、实验步骤（1）用量筒量取一定量的正硅酸乙酯溶液缓慢滴加到适量的乙醇和水混合溶液中，并添加少量HNO3作为催化剂，置于磁力搅拌器上常温搅拌0.5小时，得到正硅酸乙酯的水解溶液A。