材料制备及组织性能综合实验之实验一
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
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
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
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
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
材料制备及组织性能综合实验之实验一
热处理工艺设计
一、说明45 钢试样（￠10mm ）分别经700℃、760℃、840℃或1100℃加热后，保温并在水中冷却后，各自得到的室温组织。
二、淬火的目的是什么？试从获得的组织和性能等方面，说明亚共析碳钢及过共析碳钢淬火加热温度应如何选择？
三、简述回火加热温度如何选择及应用范围。
四、正火的目的是什么？在生产中应用于哪些方面？
五、圆板牙是加工螺纹的刀具，工作时受力不大且不受冲击，尺寸较小。
其切削刃部分要求高硬度（60～63HRC）和高耐磨性，以及足够的强度和韧性。
试进行合理选材，制定其工艺流程，并写出工序中各热处理方法以及它们的作用。
六、某拖拉机齿轮，使用中受一定冲击，负载较重，齿表面要求耐磨，硬度为
56～62HRC，心部具有良好的塑性和韧性。
(1) 选择制造该齿轮的合适钢种，并阐述选材的依据。
(2) 编写简明的加工工艺路线。
(3) 分析每步热处理工艺的组织及目的。