材料物理性能实验指导书
材料的力学性能实验指导书
材料的力学性能学生实验指导书试验一单向拉伸实验（2学时、必做）拉伸实验是最重要的应用最广泛的材料力学性能实验方法，它可以测定材料的弹性、塑性、强度、应变硬化和韧性等重要的力学性能指标，这些指标是研究新材料、合理使用现有材料、结构设计、预测材料的其它力学性能和改善材料力学性能等的基础。
基本要求：1）掌握金属拉伸性能指标的测定方法；2）学会正确使用和操作拉伸实验设备和仪器。
实验内容：1）观察拉伸实验过程中拉伸曲线与试样形状的变化及其对应关系；2）用图解法测定金属材料强度指标和塑性指标；3）用引伸计测定金属材料的弹性指标。
试验原理：用拉伸力将试样拉伸，一般拉至断裂以便测定力学性能。
实验指导：1、试验设备和条件1）试验机各种类型试验机均可使用，试验机误差应符合JJGl39—83《拉力、压力和万能材料试验机检定规程》或JJGl57—83《小负荷材料试验机检定规程》的1级试验机要求。
2）引伸计引伸计(包括记录器或指示器)应进行标定，标定时引伸计的工作状态应尽可能与试验时的工作状态相同。
经过标定的引伸计，在日常试验前应注意检查，当引伸计经过检修或发现异常，应进行标定。
3）试验速度应根据材料性质和试验目的确定。
除有关标准或协议另作规定外，拉伸速度一般应符合3～10 MPa/s 要求。
2、试样尺寸的测量：1）试样原始横截面积的测定圆形试样横截面直径应在标距的两端及中间处两个相互垂直的方向上各测一次，取其算术平均值，选用三处删得横截面积中最小值。
矩形试样横截面尺寸(宽度和厚度)应在标距的两端及中间处测量，选用三处测得横截面积最小值。
2）试样原始标距的标记和测量可以用两个或一系列等分小冲点或细划线标出原始标距，标记不应影响试样断裂，对于脆性试样和小尺寸试样，建议用快干墨水或带色涂料标出原始标距。
如平行长度比原始标距长许多(例如不经机加工试样)，可以标出相互重叠的几组原始标距。
比例试样原始标距的计算值，对于短比例试样应修约到最接近5mm的倍数，对于长比例试样应修约到最接近10mm的倍数。
金属物理性能(实验指导书)1
材料物理性能实验指导书三院材料物理性能实验1.用示差热分析法测定钢的相变温度一、实验目的：1、 了解示差热分析法的基本原理。
2、 学习示差热分析法的实验技术。
3、 研究和讨论加热和冷却速度对相变温度的影响。
4、 熟悉测温元件热电偶及X ―Y 函数记录仪的使用。
二、示差热分析法测定钢的相变温度的原理：示差热分析法是采用热电偶（两支同型号热 电偶极性反接串联如图1）通过测定试样的标样间 在均匀和热却条件下的温差热电势。
并绘制温差热 电势随试样温度变化的曲线（即示差热分析曲线）。
用以分析过程中的转变和发生转变的温度参数等的 一种研究方法。
所用标样应为在所研究的温度范围内不发生相变的镍、奥氏体不锈钢等。
图1当试样无相变发生时，温差热电势很小，示差 曲线基本为一水平线。
当试样相变发生变化时，将伴随有一定的热效应。
吸热或放热。
此时，试样温度将发生停滞。
标样由于不发生相变，温度继续上升或下降，因而示差曲线上出现吸热峰或放热峰。
如图2为亚共析钢（含碳量0.35%）的示差热分析曲线。
三、实验装置：标样及试样尺寸如图3。
铠装热电偶插入位置如图4。
实验装置如图5。
图3图5四、实验操作步骤及注意要点：1、按图4所示用细镍铬丝将试样捆好，并在其上密绕一层石棉，然后放入不锈钢套管。
注意勿使试样与套管相接触。
2、按图4要求将铠装热电偶插入相应的孔中，并将装置好的试样平稳地送入炉内均热区。
送入时注意勿拉碰热电偶，以免热电偶脱出孔外。
3、如图5将实验装置连接好，注意要将套管上引出线和X―Y函数记录仪的接地端牢固接地。
1、3热电偶一定要同名级相接。
4、正确选择X―Y函数记录仪的mv/cm档次。
本实验的最高温度800―850o C，标样试样间的最大温度差约为20―50o C。
可根据这一数据在附录中查出相应的毫伏值。
选择适当的mv/cm档次。
以得到较为理想的曲线形貌。
5、选择适当的加热速度。
加热速度大时，使AC点与平衡状态转变点值增大。
材料物理性能实验指导书
材料物理性能实验指导书目录实验一材料电导率测量实验 (1)实验二材料热性能测量实验 (6)实验三材料磁性能测量实验 (11)实验一材料电导率测量实验一、实验目的1、学习D60K型数字金属电导率测量仪的工作原理和使用方法；2、熟悉金属材料电导率测试的试样制备、测试步骤和数据处理方法；3、深化对金属材料电导率物理本质的认识，掌握如何通过电导率测试来分析和研究材料的导电性。
二、实验概述材料的导电性是材料物理性能中比较重要的性能之一，代表物体传导电流的能力。
众所周知，电阻R在物理学中表示导体对电流I阻碍作用的大小。
导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。
由于一段材料的电阻值受其尺寸和形状的影响，人们通常使用电阻率ρ来表征材料的导电能力，电阻率ρ的单位是Ω·m。
另一个表征材料导电能力的物理量是电导率σ，电导率的物理意义是表示物质导电的性能。
电导率越大则导电性能越强，反之越小。
它与电阻率ρ是互为倒数关系，电导率的单位是电阻率的倒数，是S/m即“西门子/米”。
另外一种表示物质导电性能的物理单位是导电率，其单位是%IACS，其定义为试样电导率与某一标准值的比值的百分数称为该试样的导电率。
1913年，国际退火铜标准确定：采用密度为8.89g /cm、长度为1m、重量为1g、电阻为0.15328Ω的退火铜线作为测量标准。
在200℃温度下，退火Cu线的电阻系数为0.017241f1"mm'/m（或电导率为58. 0MS/m）时确定为100%IACS（国际退火铜标准，International Annealed Copper Standard）。
其他任何材料的导电率（%IACS）可用如下公式计算：导电率（%IACS）=0.017241/ρ*100%ρ是待测样品的电阻率。
三、实验设备与材料实验设备：D60K数字涡流式金属电导率测量仪实验材料：退火态纯铜、退火态铜锌合金、退火态纯铝、变形量30%的纯铝图1.1 D60K 数字金属电导率测量仪四、 实验原理D60K 数字涡流式金属电导率测量仪是利用试件电导率变化导致检测线圈阻抗变化来测量材料电导率的仪器，主要用于非铁磁性金属电导率的测量。
无机材料物理性能 实验指导书
目录试验一钢筋试验试验二钢绞线的拉伸试验试验三钢绞线的松弛试验试验一钢筋试验一.钢筋拉伸试验1.钢筋取样和制样方法钢筋批量为：由同一厂别、同一炉号、同一规格、同一交货状态、同一进场时间为一验收批。
钢筋混凝土用热轧带肋钢筋、热轧光圆钢筋、低碳钢热轧圆盘条、余热处理钢筋每批数量不大于60t，取一组试样。
冷轧带肋钢筋，每批数量不大于50t，取一组试样。
各类钢筋每组试样数量参见表1-1，试件截取长度为：拉伸试件：L≥10d+200mm冷弯试件：L≥5d+150mm凡表中规定取两个试件的，均应从两根（或两盘）中分别切取，每根钢筋上切取一个拉力试件、一个冷弯试件。
低碳钢热轧圆盘条，冷弯试件应取自同盘的两端。
试件切取时，应在钢筋或盘条的任意一端截去500mm后切取。
2.仪器设备（1）万能试验机（图1-1）试验机测力示值误差应不大于±1%；在规定负荷下停止施荷时，试验机操作应能精确到测力度盘上的一个最小分格负荷示值至少能保持30s；试验机应具有调速指示装置，能在标准规定的速度范围内灵活调节，且加卸荷平稳；试验机还应备有记录装置，能满足标准用绘图法测定强度特性的要求。
（2）引伸计各种类型的引伸计均可用于测定试样的伸长。
但引伸计的准确度级别应符合GB/T12160的要求。
一般使用引伸计应不劣于1级，测定具有较大延伸率的材料性表1-1 各类钢筋每组试件数量钢筋种类每组试件数量拉伸试验弯曲试验热轧带肋钢筋2根2根热轧光圆钢筋2根2根低碳钢热轧圆盘条1根2根余热处理钢筋2根2根冷轧带肋钢筋逐盘1个每批2个图1-1 钢筋拉伸试验能时，引伸计也不应劣于2级。
（3）试样尺寸测量仪器可根据试样尺寸测量精度的要求，选用相应精度的任一种量具或仪器，如游标卡尺、螺旋千分尺等。
3.试验方法（1）试验准备首先测量试样标距两端和中间这三个截面处的尺寸，对于圆试样，在每一横截面内沿互相垂直的两个直径方向各测量一次，取其平均值。
用测得的三个平均值中最小的值计算试样的原始横截面面积A。
材料力学性能-实验指导书
实验一 低碳钢的拉伸试验任何一种材料受力后都要产生变形，变形到一定程度就可能发生断裂破坏。
材料在受力——变形——断裂的这一破坏过程中，不仅有一定的变形能力，而且对变形和断裂有一定的抵抗能力，这些能力称为材料的力学性能。
通过拉伸实验，可以确定材料的许多重要而又最基本的力学机械性能。
例如：弹性模量E 、比例极限σp 、上和下屈服强度σeu 和σeL 、强度极限σm 、延伸率δ、收缩率Ψ。
除此而外，通过拉伸实验的结果，往往还可以大致判定某种其它机械性能，如硬度等。
按国标GB/T228-2002，拉伸试样如图1所示。
实验段直径mm d 100=,标距mm l 1000=。
一、实验目的1．研究低碳钢的应力——应变曲线拉伸图。
2．确定低碳钢在拉伸时的力学指标（比例极限σp 、下屈服强度σeL 、强度极限σm 、延伸率δ、断面收缩率Ψ）。
3. 观察低碳钢拉伸时的断口特征，并与其他形式的断口相比较。
二、实验原理在拉伸实验前，测定低碳钢试件的直径0d 和标距0l 。
实验时，首先将试件安装在实验机的上、下夹头内，并在实验段的标记处安装引伸仪，以测量实验段的变形。
然后开动实验机，缓慢加载，与实验机相联的微机会自动绘制出载荷-变形曲线（l F ∆-曲线，见图2）或应力-应变曲线（εσ-曲线，见图3），随着载荷的逐渐增大，材料呈现出不同的力学性能：σεa b c e f αP σb σgf 'h s σo d d 'Δl Fs F b F 图2 图3 0d 0l 图1 拉伸试件（1）弹性阶段（Ob 段）在拉伸的初始阶段，εσ-曲线（Oa 段）为一直线，说明应力与应变成正比，即满足胡克定理，此阶段称为线形阶段。
线性段的最高点称为材料的比例极限（P σ），线性段的直线斜率即为材料的弹性摸量E 。
线性阶段后，εσ-曲线不为直线（ab 段），应力应变不再成正比，但若在整个弹性阶段卸载，应力应变曲线会沿原曲线返回，载荷卸到零时，变形也完全消失。
无机材料物理性能实验 (2)
实验一 测定无机非金属材料的介电常数一、实验目的1、掌握测定无机非金属材料介电常数的操作过程二、实验原理相对介电常数通常是通过测量试样与电极组成的电容、试样厚度和电极尺寸求得。
相对介电常数(εr )测试可用三电极或二电极系统。
对于二电极试样，由于方形电容C x 的计算公式是：dYX C ⋅⋅⋅=0r x εε （1）因此，待测材料的介电常数可以表示为：YX dC ⋅⋅⋅=0x r εε （2）式2中C x 为试样电容(法)，X 为电极长度(米)，Y 为电极宽度(米)，d 为电极板之间的距离(米)，ε0=8.854 187 818× 10-12法拉/米(F/m)。
图1 电容法测量材料介电常数示意图测试中，选择电极极为重要。
常用的是接触式电极。
可用粘贴铝箔、烧银、真空镀铝等方法制作电极，但后者不能在高频下使用。
低频测量时，试样与电极应屏蔽。
在高频下可用测微电极以减小引线影响。
在某些特殊场合，可用不接触电极，例如薄膜介电性能测试和频率高于30兆赫时介电性能的测量。
无机材料物理性能课程实验指导书三、实验仪器PGM—2型数字小电容测试仪、玻璃刀、玻璃板、游标卡尺、铝质平板电极、连接导线四、实验步骤1、采取边长为100×100mm的正方型玻璃板，记录电极板的长X、宽Y以及实际玻璃板的厚度d。
2、按照图1连接仪器。
3、开启数字电容仪。
4、松开电极板紧定螺丝，将上电容板台到适当高度，在中间放入一块测量好的玻璃，使上下电容板与玻璃板相接触，然后旋紧固定螺丝。
5、读取电容数字。
6、然后重复4、5步骤，将玻璃板换成2-5块，分别测出其电容值。
7、结束实验，关闭仪器。
实验数据五、思考题1.介电常数与介电材料的厚度有什么样的关系？2.介电现象是如何产生的？实验二 热电效应实验一、实验目的1、了解热电材料的赛贝克(seeback)定律，珀耳帖(Peltier)效应，汤姆孙效应等热电材料的特性。
2、熟练的使用万用表来测量热电效应产生的电势差。
材料物理性能试验指导书word资料20页
材料物理性能试验指导书西南交通大学二零零五年三月课程名称：材料物理性能英文名称：Physical Properties of Materials实验指导书名称：材料物理性能实验指导书编者：朱德贵一、学时学分总学时：48 总学分：3 实验时数：8 实验学分：0.5二、实验的地位、作用和目的实验是材料物理性能课程中重要的实践环节。
通过实验，使学生加深对课堂教学内容的理解，加深对所学物理性能测试原理、方法、表征方式等的理解，培养学生物性测试设备的使用能力，培养正确选用物性测试手段的能力。
三、基本原理及课程简介材料物理性能是一门专业基础课，主要讲述材料物理性能的基本原理、物理概念、基本测试原理测试方法。
实验课以介绍基本原理及实验测试基本方法，使学生学会正确选用测试手段，明确每一物理性能的本质及应用。
四、实验方式与基本要求1．由指导教师讲清实验的基本原理、要求、实验设备使用方法、实验目的及注意事项：2．实验每组2-4人，每个实验时间2h，由学生独立操作完成实验：3．了解试验原理、设备工作原理，及测试方法，并弄清每一性能测试与材料组织转变的相互关系。
五、考核与报告1．学生按指导书要求提交实验报告，实验结果须有指导教师签字方有效：2．实验指导教师对报告进行批改、评分。
六、设备及器材配置每组：l、电子电位差计l台2、电阻箱3、电桥3台4、分光光度计5、光强测试仪2台6、磁性测试仪7、膨胀分析仪3台8、耗材实验一 膨胀法测定钢的相变温度和膨胀系数一、实验目的1．了解膨胀测试原理及方法。
2．测定钢在加热和冷却过程中膨胀曲线并确定起其相变点。
二、实验原理热容理论认为：晶体中，原子围绕其平衡位置作简谐振动，当温度增加时振幅增大，动能增大，使得固体材料的热容增加。
显然，这样无法解释热膨胀现象。
因为作简谐振动的原子不论其振幅多大，其振动中心不能产生位移。
既然热膨胀的存在确定无疑，显然表明原子振动是非简谐振动。
按照格律乃森的经验公式，相邻两原子的位能nm rbr a U +-= 式中a 、b 为常数；r 为原子；m 和n 分别表示引力和斥力的幂指数。
2016材料物理性能实验指导书
材料物理性能实验指导书张小敏编著金陵科技学院材料工程学院监制二零一六年九月前言《材料物理性能综合训练实验指导书》根据材料物理性能检验教学大纲编写的。
本指导书结合现有的实验设备编排了个基础实验，本书叙述的实验操作是按照实验室自身设备情况和设备使用说明书编写的，实验实施性强、操作规范、操作方法正确。
本书的数据处理参照相应的标准和规定编写的。
材料物理性能实验是重要的教学环节，通过物理性能实验可以引导学生了解实验原理及实验设备，有助于学生对金属及合金的物理性能与成分、组织、结构之间的关系进一步了解，有助于学生掌握有关的物理性能的测量手段。
目录实验一：洛氏硬度实验........................................................................................................ - 4 - 实验二：碳纤维复合材料和硅片的导电性测定................................................................ - 9 - 实验三：胶黏剂拉伸剪切强度的测定方法.......................................... 错误！未定义书签。
实验四：树脂基复合材料热变形温度及维卡软化点的测定.............. 错误！未定义书签。
实验五：保温复合材料导热系数测定.............................................................................. - 20 -实验一：洛氏硬度实验实验学时：4实验类型：验证实验要求：必修一、实验目的1. 了解洛氏硬度计的构造及应用范围。
2．熟悉洛氏硬度计的操作方法。
二、实验内容用洛氏硬度计测试金属的洛氏硬度。
三、实验原理、方法和手段硬度试验操作简便，对工件损伤小，可在零件上直接测试，故在生产实践中应用很普遍。
材料物理实验指导书(完成)
.实验一落球法测液体的粘滞系数.......................................................................- 1 -实验二气体相对压力系数的测量.........................................................................- 6 -实验三单缝衍射的光强分布............................................................................... - 11 -实验四偏振光的观测与研究...............................................................................- 16 -实验五电位差计的原理及应用（测量微小电压）...........................................- 23 -实验六差热分析实验...........................................................................................- 26 -实验七四探针法测量电阻率...............................................................................- 30 -实验八椭偏仪测量薄膜厚度和折射率...............................................................- 34 -实验一落球法测液体的粘滞系数在稳定流动的流体中，各层流体的速度不同就会产生切向力，快的一层给慢的一层以拉力，慢的一层给快的一层以阻力，这一对力称为流体的内摩擦力或粘滞力。
材料物理性能实验指导书
《无机材料物理性能》实验指导书2006年元月前言本实验教学内容是《材料物理性能》课程的一部分。
成份、结构、性能是材料的基本属性，物理性能更是诸多材料得以应用的应用基础。
本实验设置旨在通过实践教学使学生对无机材料物理性能(力学、热学、电学、磁学)的测试方法有一定了解。
1 课程基本要求掌握各个实验项目的原理、计算公式和影响测试结果的因素；按照四人一组的分组完成各个项目的实验；回答《材料物理性能指导书》中各实验项目的思考题，完成实验预习；根据《材料物理性能实验报告》要求独立处理实验数据，编写实验报告。
2 对前置课的要求在完成材料物理性能相应理论教学后，既开展相应单元的实验教学，从而起到补充和巩固理论教学的作用。
其它说明：材料物理性能的实验非常多，当限于现有的实验条件，仅能每一类物理性能开出一个实验。
实验一 水泥胶砂抗压、扛折强度测试材料抵抗机械作用的能力是材料最重要的性质之一。
不论是金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料或复合材料，当它们用作机械部件、结构材料等用途时，一般都要测定其力学性能。
材料力学性能试验的内容较多，包括拉伸、压缩、弯曲、剪切、冲击、疲劳、摩擦、硬度等。
材料机械强度指材料受外力作用时，其单位面积上所能承受的最大负荷。
一般用抗弯(抗折)强度、抗拉(抗张)强度、抗压强度、抗冲击强度等指标来表示。
1 目的意义1.1 意义水泥的强度在使用中具有重要的意义。
水泥强度是指水泥试体在单位面积上所承受的外力，它是水泥的主要性能指标。
水泥是混凝土的重要胶结材料，水泥强度是水泥胶结能力的体现，是混凝土强度的主要来源。
检验水泥各龄期强度，可以确定其强度等级，根据水泥强度等级又可以设计水泥混凝土的标号。
水泥强度检验主要是抗折与抗压强度检验。
1.2 目的① 学习水泥胶砂强度的测试方法，以确定水泥强度等级；② 分析影响水泥胶砂强度测试结果的各种因素。
2 实验原理2.1 抗折材料的抗折强度一般采用简支梁法进行测定。
【高等教育】材料性能学实验：拉伸实验指导书
实验 拉伸实验（5学时）一、实验目的：1、 掌握材料拉伸性能指标（σs ,σb , σp ，σe ，ψ,δ）的测定方法。
2、 学会正确使用金属拉伸实验设备和仪器。
二、实验原理与测量方法单向静拉伸实验是工业上应用最广泛的材料力学性能实验之一，该实验是温度、应力状态和加载速度是确定的，并且用标准的光滑圆柱试样进行实验。
通过拉伸实验，可以揭示材料在静载荷作用下常见的三种失效形式，即过量弹性变形、塑性变形和断裂。
还可以确定出材料的最基本力学性能指标，如屈服强度σs 、抗拉强度σb 、断后伸长率δ和断面收缩率ψ等。
拉伸曲线（力—伸长关系曲线）是拉伸实验获得的第一手资料。
典型的拉伸曲线包括四个变形过程即弹性变形、屈服、均匀塑性变形和不均匀塑性变形等。
1、物理屈服性能指标 （1）屈服现象在有些金属材料的拉伸曲线上，弹性变形向塑性变形的过渡阶段有一个平台或锯齿。
在外力不增加或上下波动的情况下试样可继续伸长，这种现象称为材料在拉伸实验时的屈服现象。
许多铁基合金、有色金属和高分子材料中会出现屈服现象。
（2）屈服强度：材料开始塑性变形的应力σs 。
σs =F s /A 0，A 0为试样原始横截面积，F s 为屈服时的实验力。
2、抗拉强度σb定义：拉伸曲线上应力的最大值。
表征最大均匀塑性变形抗力指标。
是静拉伸实验中最容易测定，重现性好的指标。
在工程中应用最广泛。
在拉伸曲线上，抗拉强度为试样拉断过程中最大实验力所对应的应力。
从拉伸曲线图上的最高点可确定实验过程中的最大力Fb 。
σb = F b / A 0。
3、塑性性能指标 （1）断后伸长率δ：也称延伸率是指光滑圆柱试样实验断裂后，标距范围内的伸长量占标距长度的百分比。
当标距长度是标距部分直径的5倍时表示为δ5，当标距长度是标距部分直径的10倍时表示为δ10。
延伸率主要反映材料产生塑性变形的能力。
%10001⨯-=L L L δL 1为试样断裂后标距间的长度，L 0试样断裂前标距间的长度。
材料物理性能实验指导书
材料物理性能实验指导书（材料科学与工程专业适用）中南林业科技大学材料科学与工程教研室2018.6.18目录实验一BaTiO3铁电材料制备及性能测试......... 错误！未定义书签。
实验二四探针法测量材料的电阻率 (6)实验三铁磁材料的磁性分析测试 (9)实验四材料热膨胀系数测定（选做） (13)实验一钛酸钡铁电材料制备及性能测试（8学时）一、实验目的1、掌握溶胶凝胶－水热晶化法制备粉体技术工艺过程及其反应原理；2、掌握陶瓷材料的物相分析、性能测试方法。
二、实验所需仪器和试剂仪器：小型水热反应釜，磁力搅拌器，真空干燥箱，恒温水浴锅，烧杯、量筒、研钵等试剂：钛酸丁酯，醋酸钡，无水乙醇，36%乙酸溶液，氢氧化钾、聚乙二醇三、实验原理钛酸钡（BaTiO3）是经典的铁电、压电陶瓷材料，由于其具有高的介电常数，良好的铁电、压电、耐压及绝缘性能，主要用于制作高电容电容器、多层基片、各种传感器、半导体材料和敏感元件；在电子陶瓷、化学化工、国防军事、航空航天等诸多领域中有着极为广泛的应用。
随着现代科学技术的飞速发展和电子元件的小型化、高度集成化，需要制备与合成符合发展要求的高质量的钛酸钡基陶瓷粉体。
目前钛酸钡的主要制备方法有固相法，即氧化物固相烧结法；液相法，即溶胶－凝胶法、水热法和共沉淀法等。
近年来，随着粉体制备技术的不断发展，人们不仅局限于采用单一方法来制备粉体，将几种液相法相结合而产生的一些新工艺使得进一步降低成本，制备出性能更优异的钛酸钡粉体成为可能。
溶胶凝胶－水热法以水热处理代替溶胶－凝胶法的高温煅烧过程，使粉体在温和条件下结晶成为可能。
作为一种新型的制备氧化物粉体的方法，溶胶凝胶－水热法结合了传统溶胶－凝胶法和水热法的优势，已成为近年来备受人们关注的方法，该方法获得的产品具有结晶度高，形貌可控，纯度高以及粒子尺寸分布窄等诸多优点。
四、实验步骤将0.02mol钛酸丁酯和一定量（按不同的原料Ba/Ti摩尔比：1.0、1.25、1.5、1.75、2.0确定）的Ba(CH3COO)2分别溶解在10 mL无水乙醇和20mL乙酸（质量分数36％）中，并磁力搅拌30min使其各自混合均匀，将溶解在无水乙醇中的钛酸丁酯缓慢滴加到Ba(CH3COO)2的乙酸溶液中，在滴加的过程中保持磁力搅拌，滴加完毕后，加入一定量（理论产量的5 wt.%）聚乙二醇作为分散剂，水浴加热40o C并强烈搅拌使其反应，持续搅拌3h后得到无色透明的BaTiO3溶胶，将溶胶在室温下陈化3h后得到BaTiO3湿凝胶，再将湿凝胶在80o C下真空干燥12h得到BaTiO3干凝胶，将其研磨后作为水热反应的前驱体，将前驱体加到一定摩尔浓度（0.5M、1.0M、2.0M、4.0M、6.0M）的矿化剂KOH溶液中，搅拌1h后将悬浮溶液转入带有聚四氟乙烯内衬的反应釜内，并调节釜内填充度为80％，然后闭釜反应，控制反应温度为120o C, 保温8h。
“材料物理性能”实验指导书(印刷版)
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ “材料物理性能”实验指导书(印刷版)0 材料物理性能实验指导书目录实验一无机材料线膨胀系数的测定 .............................................. 1 实验二电介材料的室温绝缘电阻测定 .......................................... 6 实验三材料的介电常数温度特性测试 ......................................... 12 实验四压电材料谐振峰与反谐振峰的测定 ................................. 17 实验五压电材料的压电常数 d33 实验测定 (19)1 实验一无机材料线膨胀系数的测定【实验目的】掌握利用电感微位移器测定材料线膨胀系数的方法。
【实验仪器】线膨胀系数测定仪，计算机测试软件，游标卡尺。
【实验原理】 1．材料线膨胀系数的测定及其测量方法固体的长度一般是温度的函数，在常温下，固体的长度 L 与温度 t 有如下关系：L＝L 0 （1＋t）（1－1）式中 L 0 为固体在 t＝0℃时的长度；称为线胀系数。
其数值与材料性质有关，单位为℃－ 1 。
1 / 3设物体在t 1 ℃时的长度为 L，温度升到t 2 ℃时增加了 L。
根据（1－1）式可以写出L＝L 0 （1＋t 1 ）（1－2）L＋L＝L 0 （1＋t 2 ）（1－3）从（1－2）、（1－3）式中消去 L 0 后，再经简单运算得1 1 2) ( Lt t t LL = （1－4）由于 Llt;lt;L，故（1－4）可以近似写成 ) (1 2t t LL= （1－5）显然，固体线胀系数的物理意义是当温度变化1℃时，固体长度的相对变化值。
材料力学性能实验指导书
第一章 材料的力学性能试验材料的力学性能试验是工程中广泛应用的一种试验，它为机械制造、土木工程、冶金及其它各种工业部门提供可靠的材料的力学性能参数，便于合理地使用材料，保证机器（结构）及其零件（构件）的安全工作。
材料的力学性能试验必须按照国家标准进行。
第一节 拉伸试验一、实验目的1.验证胡克定律，测定低碳钢的弹性常数：弹性模量E 。
2.测定低碳钢拉伸时的强度性能指标：屈服应力s σ和抗拉强度b σ。
3.测定低碳钢拉伸时的塑性性能指标：伸长率δ和断面收缩率ψ。
4.测定灰铸铁拉伸时的强度性能指标：抗拉强度b σ。
5.绘制低碳钢和灰铸铁的拉伸图，比较低碳钢与灰铸铁在拉伸时的力学性能和破坏形式。
二、实验设备和仪器1.万能试验机。
2.引伸仪。
3.游标卡尺。
三、实验试样按照国家标准GB6397—86《金属拉伸试验试样》，金属拉伸试样的形状随着产品的品种、规格以及试验目的的不同而分为圆形截面试样、矩形截面试样、异形截面试样和不经机加工的全截面形状试样四种。
其中最常用的是圆形截面试样和矩形截面试样。
如图1-1所示，圆形截面试样和矩形截面试样均由平行、过渡和夹持三部分组成。
平行部分的试验段长度l 称为试样的标距，按试样的标距l 与横截面面积A 之间的关系，分为比例试样和定标距试样。
圆形截面比例试样通常取d l 10=或d l 5=，矩形截面比例试样通常取A l 3.11=或A l 65.5=，其中，前者称为长比例试样（简称长试样），后者称为短比例试样（简称短试样）。
定标距试样的l 与A 之间无上述比例关系。
过渡部分以圆弧与平行部分光滑地连接，以保证试样断裂时的断口在平行部分。
夹持部分稍大，其形状和尺寸根据试样大小、材料特性、试验目的以及万能试验机的夹具结构进行设计。
对试样的形状、尺寸和加工的技术要求参见国家标准GB6397—86。
（a ）（b ） 图1-1 拉伸试样（a ）圆形截面试样；（b ）矩形截面试样四、实验原理与方法 1.测定低碳钢的弹性常数实验时，先把试样安装在万能试验机上，再在试样的中部装上引伸仪，并将指针调整到0，用于测量试样中部0l 长度（引伸仪两刀刃间的距离）内的微小变形。
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目录实验一永磁材料磁性能测试 (1)实验二软磁材料磁性能测试 (5)实验三永磁材料高温磁性能测试 (10)实验四综合热分析实验 (17)１实验一 永磁材料磁性能测试一、实验目的（一） 了解冲击法测定硬磁材料的退磁曲线和磁滞回线的测量原理。
（二） 熟悉国家标准BG3217-92<<永磁（硬磁）材料磁性实验方法>>，初步熟悉模拟冲击法和磁场扫描法测量硬磁材料在静态（直流）条件下的退磁曲线和磁滞回线的方法。
（三） 测定铝镍钴硬磁材料的退磁曲线和磁滞回线。
准确测量剩磁B r 、矫顽力H c 和最大磁能积（BH ）max 磁特性参数。
二、设备AMT -4磁化特性自动测量仪，游标卡尺 。
三、材料AlNiCo 磁柱试样，标准线圈。
四、实验方法与步骤：（一） 实验方法：模拟冲击法和磁场扫描法本实验依照冲击法的测量原理，采用计算机控制技术和A/D 、D/A 相结合，以电子积分器取代传统的冲击检流计，实现微机控制下的模拟冲击法测量，不仅可以完全消除经典冲击法中因使用冲击检流计所带来的非瞬时性误差，而且测量精度高、速度快、重复性好、可消除各种人为因数的影响。
详见图1。
图1 MA T-4磁化特性自动测量仪原理方框图（二）实验步骤：1、正确理解国标BG3721-92<<永磁（硬磁）材料磁性实验方法>>和硬磁退磁曲线和磁滞回线的意义磁性材料在稳恒磁场作用下所定义和测量得到的磁参数不计及磁化的时间效应，就是所谓的静态磁参数，或称直流磁参数。
图2 磁滞回线磁滞回线—若磁化场强度在+Hs和-Hs往返变化时，将形成通称的磁滞回线。
不同的磁化场强度对应有不同大小的磁滞回线。
并且，磁化场强度从+Hs开始减少到零再反向增大所对应的部分磁滞回线称回线的下降支；而从-Hs开始绝对值减少到零再正向增大所对应的部分磁滞回线称回线的上升支。
磁滞回线上对应于H=0的磁感应强度为剩磁Br，对应于B=0的反向磁化场强度为矫顽力Hc，两者构成的关系曲线就是磁滞回线。
退磁曲线—饱和时的正常磁滞回线又称极限磁滞回线。
极限磁滞回线上的饱和磁感应强度Bs、剩余磁感应强度Br和矫顽力Hc极限磁滞回线上第二象限或第四象限中的那段曲线称退磁曲线。
退磁曲线有B-H和J-H曲线为磁极化强度。
B-H退磁曲线上每点所对应的磁感应强度B 和磁化场强度H的乘积称磁能积（BH）其中的最大者叫最大磁能积（BH）maxo于是，退磁曲线上的剩余磁感应强度Br、矫顽力HcB和最大磁能积（BH）max三者构成考核硬磁材料性能的主要磁参数。
２2、校准测试系统：标样线圈—采用模拟冲击法和磁场扫描法测量标准线圈，从而较准测试系统3、采用模拟冲击法测量标样的退磁化曲线和磁滞回线，准确测量退磁化曲线上的磁特性参数：剩余磁感应强度Br、矫顽力HcB和最大磁能积（BH）max。
4、采用模拟冲击法和磁场扫描法测量试样AlNiCo磁柱试样的退磁曲线和磁滞回线，准确测量出磁柱试样的磁特性参数：Br、Hc、（BH）max。
五、注意事项（一）开机顺序:(1)依次打开显示器、电脑主机电源,等待操作系统正常启动。
(2)运行硬磁测量模块,进入主界面。
(3)打开MAT-4磁化特性自动测量仪测量装置电源。
(4)按下MAT-4磁化特性自动测量仪和电脑连接按钮(5)预热30—60分钟（二）关机顺序:(1)将样品从电磁铁中取除。
(2)断开MAT-4磁化特性自动测量仪和电脑连接按钮(3)关闭MAT-4磁化特性自动测量仪装置电源。
(4)退出硬磁测量模块。
关闭操作系统后,电脑主机自动断电,然后关闭显示器。
（三）测量操作过程(1)在样品参数区输入样品参数(2)在测试功能区选择直流测试,根据被测样品的种类和测试要求设定测试条件。
(3)在记录参数区输入有关参数,其中的温度栏务必按实际情况输入,因为硬磁材料的磁性能是与温度相关的,正确的温度记录可方便用户对硬磁材料的磁性能做出正确的判断。
(4)将样品放入线圈,接入测试接口。
３(5)在硬磁测量模块主界面中点击调漂按钮。
(6)在硬磁测量模块主界面中点击复位按钮。
(7)在硬磁测量模块主界面中点击开始测试按钮。
(8)测试完成后,在图形显示区显示测试波形,在数据表格区显示一行数据结果.注意一点:冲击法测试过程中,每测试完一个参数,就立即将结果显示存在数据盘中。
(9)打印测试报告,保存测试数据。
六、实验报告（一）画出冲击法测量冲击法测定硬磁材料的退磁化曲线和磁滞回线原理图（参照国标GB3217-92）（二）根据测试打印的硬磁材料的退磁曲线和磁滞回线，标出测量结果剩磁B r、矫顽力H c和磁能积磁特性参数。
４５实验二 冲击法测定软磁材料的磁化曲线和磁滞回线一、 实验目的（一）了解冲击法测定软磁材料的磁化曲线和磁滞回线的测量原理。
（二）了解国家标准BG3657-83<<软磁合金直流磁性能测量方法>>，初步熟悉模拟冲击法和磁场扫描法测量软磁材料在静态（直流）条件下的基本磁化曲线和磁滞回线的方法。
（三）测定1J22软磁材料的磁化曲线和磁滞回线。
准确测量起始磁导率μi 、最大磁导率μm 、饱和磁感应强度B s 、剩磁B r 、矫顽力H c 和磁滞损耗P u 等静态磁特性参数。
二、设备MATS-2010SD 软磁直流测量装置，游标卡尺 。
三、材料1J50磁环Φ40/Φ32×5，1mm 导线。
四、实验方法与步骤：（一）实验方法：模拟冲击法和磁场扫描法本实验依照冲击法的测量原理，采用计算机控制技术和A/D 、D/A 相结合，以电子积分器取代传统的冲击检流计，实现微机控制下的模拟冲击法测量，不仅可以完全消除经典冲击法中因使用冲击检流计所带来的非瞬时性误差，而且测量精度高、速度快、重复性好、可消除各种人为因数的影响。
详见图3。
图3 MATS-2010SD 软磁直流测量装置原理方框图（二）实验步骤1、正确理解国标BG3657-83<<软磁合金直流磁性能测量方法>>和软磁直流磁化曲线和磁滞回线的意义。
磁性材料在稳恒磁场作用下所定义和测量得到的磁参数不计及磁化的时间效应，就是所谓的静态磁参数，或称直流磁参数。
磁化曲线—若作用在材料样品上的外加磁化场强度Ｈ由零单调地增加，则被磁化的样品上的磁感应强度Ｂ也由零增加，两者构成的关系曲线就是磁化曲线。
磁滞回线—若磁化场强度在+Hs和-Hs往返变化时，将形成通称的磁滞回线。
不同的磁化场强度对应有不同大小的磁滞回线。
并且，磁化场强度从+Hs开始减少到零再反向增大所对应的部分磁滞回线称回线的下降支；而从-Hs开始绝对值减少到零再正向增大所对应的部分磁滞回线称回线的上升支。
磁滞回线上对应于H=0的磁感应强度为剩磁Br，对应于B=0的反向磁化场强度为矫顽力Hc，两者构成的关系曲线就是磁滞回线。
2、校准测试系统：测量标样—采用模拟冲击法和磁场扫描法测量标样的磁化曲线和磁滞回线。
3、采用模拟冲击法测量基本磁化曲线，准确测量磁化曲线上的磁特性参数：μi、μm、Bs、任意一点的μ值。
4、采用模拟冲击法和磁场扫描法测量饱和磁滞回线，准确测量磁滞回线上的磁特性参数：Bs、Br、Hc、Pu。
五、注意事项（一）开机顺序:1、依次打开显示器、电脑主机电源,等待操作系统正常启动。
2、运行SMTest软磁测量模块,进入主界面。
3、打开MATS-2010SD软磁直流测量装置电源。
4、预热30—60分钟。
（二）关机顺序:1、将样品从测试接口上拆除。
2、关闭MATS-2010SD软磁直流测量装置电源。
3、退出SMTest软磁测量模块。
６关闭操作系统后,电脑主机自动断电,然后关闭显示器。
（三）测量操作过程1、在样品参数区输入样品参数在不知道被测样品性能的情况下,N1和N2的选择先从10:10开始,通过对样品进行测试后,用户可根据测试过程中,磁通信号(测试波形中的绿线)和磁场信号(测试波形中的红线)的强弱来调整下次测试时N1和N2的匝数。
具体的调整原则是:在一次测试过程中,如果红线始终位于-0.1～+0.1之间,就应减少N1的匝数;如果电流量程已经自动选择到了10A档,红线也已经超过了±0.9之间,并且样品还没有测试到饱和状态,就应增加N1的匝数。
如果绿线始终位于-0.1～+0.1之间,就应增加N2的匝数,如果磁通量程已经自动选择到了2mWb×10档,并且绿线也已经超过了±0.4,就应减少N2的匝数。
在测量µi的过程中,计算机会自动选择N1和N2中匝数较少的线圈作为励磁线圈。
这样的设计是保证在整过磁化曲线的测量中,兼顾µi和B s的测量一次完成。
2、在测试功能区选择直流测试,根据被测样品的种类和测试要求设定测试条件、测试方法和被除数测参数。
3、在记录参数区输入有关参数,其中的温度栏务必按实际情况输入,因为软磁材料的磁性能是与温度相关的,正确的温度记录可方便用户对软磁材料的磁性能做出正确的判断,其它栏目可用于样品的分类和识别。
4、将样品绕好线圈,接入测试接口。
5、按下装置面板上的清零按钮,使磁通计表头的读数归零。
如果计数不稳定,就需要调整磁通计面板上的调零旋钮,使读数稳定。
注意四点:调零旋钮是将读数调稳定,不是将读数调到零,要使读数到零必须按下清零按钮;按下清零按钮可能读数不是零,而是一个接近于零的数字,这是正常的,因为磁通计的零点漂移可通软件来修正;调零旋钮有十圈,当读数变化快时,可以往相反的方向快调,当读数变化慢时,可以往相反的方向慢调,当读数快稳定时,则只能往相反的方向慢慢地微调;读数往正的最大变化时,逆时钟调调零旋钮为相反的方向,反之亦然。
6、确定数字表头区磁通计表头和电流计表头上的[自动]按钮己按下,装置的状态正常.正常状态:电源开启;电压表头读数为零;电源保护指示灯不亮;装置面板上磁通计的量程指示与电脑屏幕上磁通计表的指示一致。
７7、单击[测试]或按[F9]键,开始测试过程.注意二点:采用冲击法测µi前,系统将提示退磁对话筐,如果样品有过磁化经历,则应选择退磁程序,本系统采用10HZ交流饱和退磁;在选择磁场扫描法测量前,必须先用模拟冲击法测试一次Bs,使系统锁定到设定的Hs值,同时磁化样品。
8、测试完成后,在图形显示区显示测试波形,在数据表格区显示一行数据结果.注意一点:冲击法测试过程中,每测试完一个参数,就立即将结果显示在数据表格的数据行中。
9、打印测试报告,保存测试数据。
注意一点:在数据没有保存前,当数据表格中的数据行移动时,当前的测试数据行交消失,这时,可通过切换图形显示区不同的图形页面来恢复数据表格中的数据行。
六、实验报告（一）画出冲击法测量冲击法测定软磁材料的磁化曲线和磁滞回线原理图（参照国标GB3657-83）（二）根据测试打印的1J22软磁材料的磁化曲线和磁滞回线，标出测量结果起始磁导率μi、最大磁导率μm、饱和磁感应强度B s、剩磁B r、矫顽力H c和磁滞损耗P u静态磁特性参数。