功能材料制備與表征實驗指導(dǎo)書

前 言

功能材料作為新材料領(lǐng)域的核心，是國民經(jīng)濟、社會發(fā)展及國防建設(shè)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)，其種類繁多，用途廣泛，涉及信息技術(shù)、生物工程技術(shù)、能源技術(shù)、納米技術(shù)、環(huán)保技術(shù)、空間技術(shù)、計算機技術(shù)、海洋工程技術(shù)等現(xiàn)代高新技術(shù)及產(chǎn)業(yè)，是多種技術(shù)學(xué)科的支柱，也正在形成一個規(guī)模宏大的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群，有著十分廣闊的市場前景和極為重要的戰(zhàn)略意義。

自2012年教育部將功能材料作為材料科學(xué)與工程學(xué)科中的一個特設(shè)專業(yè)以來，全國已有30 多所本科院校開設(shè)了功能材料專業(yè)，主要教授材料學(xué)領(lǐng)域的基本理論與基礎(chǔ)實驗技能。功能材料作為工科專業(yè)最顯著的特點就是以實驗作為重要的教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生將理論知識轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用的能力，因此系統(tǒng)的實驗教學(xué)、實踐訓(xùn)練尤為重要。本書在材料科學(xué)與工程大框架下，針對功能材料的特點，圍繞材料基礎(chǔ)實驗、實驗設(shè)計、材料制備與表征、性能測試、結(jié)果分析，科學(xué)設(shè)計和整合實驗內(nèi)容，以深化學(xué)生對材料科學(xué)基礎(chǔ)尤其是功能材料的理解，使學(xué)生具有良好的工科基礎(chǔ)、實驗技能和科學(xué)素養(yǎng)，較強的知識更新能力和較廣泛的科學(xué)適應(yīng)能力，以及分析問題、解決問題的能力，畢業(yè)后能快速適應(yīng)高新技術(shù)發(fā)展的需求并真正做到學(xué)以致用。

本書由龔偉平教授組織編著，趙軍峰、梅海娟、鄧建明、李雅潔、王挺、趙振廷博士分別參與第1章、第2章、第3章、第4章、第5章、第6章的編著。感謝張朵朵、羅智宏、黃月云、張海明等在本書編著過程中的大力幫助。

由于作者水平有限，經(jīng)驗不足，書中難免有疏漏和不足之處，懇請讀者批評指正。

作 者

2022年4月

前言
緒論 1
§1 材料實驗數(shù)據(jù)的分析與處理 1
§2 電子天平的使用與維護 2
§3 球磨機的使用與維護 4
§4 馬弗爐的使用與維護 6
§5 熔煉爐的使用與維護 7
§6 氣氛爐的使用與維護 9
§7 放電等離子燒結(jié)爐的使用與維護 11
第1章 材料科學(xué)基礎(chǔ)實驗 14
實驗1.1 金相顯微鏡的原理、結(jié)構(gòu)及使用 14
實驗1.2 偏光顯微鏡的原理、結(jié)構(gòu)及使用 17
實驗1.3 金相顯微試樣的制備 22
實驗1.4 鐵碳合金平衡組織觀察 26
實驗1.5 碳鋼的熱處理 32
實驗1.6 碳鋼熱處理后的顯微組織觀察 35
實驗1.7 有色合金組織觀察 44
第2章 材料制備與加工實驗 47
實驗2.1 水熱法合成鈦酸鋇粉體 47
實驗2.2 固相法合成鈦酸鋇粉體 48
實驗2.3 溶膠凝膠法合成鈦酸鋇粉體 49
實驗2.4 鈦酸鋇陶瓷成型及燒結(jié) 50
實驗2.5 粉末冶金法制備銅金剛石復(fù)合材料 51
實驗2.6 水熱法制備不同結(jié)構(gòu)的金屬有機骨架材料 52
實驗2.7 磁控濺射法制備薄膜材料 54
第3章 材料測試與分析方法 56
實驗3.1 X射線衍射儀 56
實驗3.2 掃描電子顯微鏡 65
實驗3.3 綜合熱分析儀 74
實驗3.4 激光粒度分析儀 81
第4章 材料物理性能實驗 85
實驗4.1 阿基米德排水法測量Al2O3陶瓷體積密度 85
實驗4.2 落球法測量液體的黏度系數(shù) 86
實驗4.3 高溫黏度計測量熔體的黏度 92
實驗4.4 示差法測量石英玻璃的線性熱膨脹系數(shù) 95
實驗4.5 無機耐火材料高溫?zé)崤蛎浵禂?shù)的測試 97
實驗4.6 DRE瞬態(tài)平面熱源法測量不同類型材料的熱導(dǎo)率 99
實驗4.7 差示掃描測量Al2O3陶瓷粉體的比熱容 101
實驗4.8 半導(dǎo)體薄膜霍爾效應(yīng)的測試 104
實驗4.9 鈦酸鋇陶瓷高溫介電性能的測試 108
實驗4.10 鈦酸鋇陶瓷鐵電性能測試 110
第5章 材料力學(xué)實驗 114
實驗5.1 材料力學(xué)的拉伸實驗 114
實驗5.2 材料力學(xué)的壓縮實驗 119
實驗5.3 材料力學(xué)的洛氏硬度實驗 121
實驗5.4 材料力學(xué)的維氏硬度實驗 124
實驗5.5 材料力學(xué)的韌性實驗 127
第6章 綜合性實驗 130
實驗6.1 澆注和凝固條件對鑄錠組織的影響 130
實驗6.2 NaCl-KCl二元體系相圖測定 132
實驗6.3 鈣鈦礦結(jié)構(gòu)無鉛壓電陶瓷制備與表征 140
實驗6.4 LTCC基板制備與性能研究 143
參考文獻 149

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3. 大學(xué)信息技術(shù) [曾翰穎 編著]
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5. 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練實踐教程 [主編 王日華 陳武 黃喆誠]
6. 實用運籌學(xué) [主編　邢育紅　于晉臣]
7. 電子技術(shù)（第二版） [主編 覃愛娜 李飛]
8. 勞動爭議處理實務(wù) [主編 王秀卿 羅靜]
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10. 武術(shù)基礎(chǔ)教程 [主編 李代勇 謝志民]
11. 畫法幾何與機械制圖習(xí)題集（多學(xué)時） [主編 趙軍]
12. 機械設(shè)計基礎(chǔ)（第二版） [主編 田亞平 李愛姣]
13. 畫法幾何與機械制圖 [主編 趙軍]
14. C語言程序設(shè)計習(xí)題與實驗指導(dǎo)（第二版） [主編 甄增榮 張賓]
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16. Unity3D虛擬現(xiàn)實應(yīng)用開發(fā)實踐 [主 編 劉龍]
17. 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計 [主編 張勇 張平華 趙小龍]
18. 網(wǎng)絡(luò)營銷 [主編 夏薇薇 劉婷 尚潔]
19. 數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用實踐教程（SQL Server 2019） [主 編 嚴暉 周肆清]
20. 深入性能測試——LoadRunner性能測試、流程、監(jiān)控、調(diào)優(yōu)全程實戰(zhàn) [黃文高 編著]
21. 信號與系統(tǒng)（第二版） [主編 張宇]
22. Python 語言程序設(shè)計實踐指導(dǎo) [主編　張雙獅]
23. 體育舞蹈教程 [主編 劉偉 陳志明 曾明]
24. 線性代數(shù)導(dǎo)學(xué)篇 [主編 史昱]
25. 信息技術(shù)基礎(chǔ)實訓(xùn)與習(xí)題指導(dǎo)（Windows7+Office2016） [主編 周金容 唐天國]
26. 高等數(shù)學(xué)導(dǎo)學(xué)篇（下冊） [主編 李文婧 胡雷 尹金生]
27. 高等數(shù)學(xué)導(dǎo)學(xué)篇（上冊） [主編 李文婧 胡雷 尹金生]
28. 高等數(shù)學(xué)（下冊） [主編 李愛芹 胡雷 尹金生]
29. 高等數(shù)學(xué)（上冊） [主編 李愛芹 胡雷 尹金生]
30. 中華水文化（慕課版）（第二版） [畢雪燕 楊華軻 羅玲誼 等編著]