材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

前言

　　材料科學(xué)基礎(chǔ)是高等學(xué)校材料科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科專業(yè)課程體系中重要基礎(chǔ)課程之一，課程闡述材料的組成－形成（工藝）條件一結(jié)構(gòu)一陛能一材料用途之間相互關(guān)系及制約規(guī)律。　　材料科學(xué)基礎(chǔ)是材料類專業(yè)的一門主干課，也是該專業(yè)的主要技術(shù)基礎(chǔ)課。為適應(yīng)材料類專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革的需要，面向二十一世紀(jì)材料學(xué)科的發(fā)展，與國際“材料科學(xué)與工程”學(xué)科接軌，改革傳統(tǒng)的按材料分類的專業(yè)理論基礎(chǔ)課程就顯得很迫切。拓寬后的材料專業(yè)基礎(chǔ)課，通過授課、實(shí)驗(yàn)、課堂討論和課外實(shí)踐等各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，將金屬學(xué)、陶瓷學(xué)和高分子物理的基礎(chǔ)理論融合為一體，以研究材料共性規(guī)律，指導(dǎo)材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，并為學(xué)習(xí)后繼專業(yè)課程、從事材料科學(xué)研究和工程技術(shù)工作打下理論基礎(chǔ)?！　〔牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)課程的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)是實(shí)驗(yàn)課，它可幫助學(xué)生鞏固和加深課堂所學(xué)的理論知識(shí)，掌握基本實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際，自己動(dòng)手分析問題、解決問題的能力，讓學(xué)生有更多的實(shí)踐和動(dòng)手機(jī)會(huì)，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐技能和創(chuàng)新能力。實(shí)驗(yàn)課考核成績由理論、實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)報(bào)告三部分組成。獨(dú)立開設(shè)的課程綜合實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生根據(jù)所提供材料設(shè)計(jì)不同的處理以完成取樣、金相試樣制備、組織觀察、顯微攝影、結(jié)果分析、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等過程，有效地提高學(xué)生動(dòng)手能力和綜合分析解決問題的能力?！　∽鳛椴牧峡茖W(xué)與工程學(xué)科的技術(shù)基礎(chǔ)課，材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)在本科學(xué)習(xí)階段以及研究生入學(xué)考試中占有重要地位。然而，由于該課程內(nèi)容繁雜，所涉及的概念抽象、空間復(fù)雜、領(lǐng)域廣泛，使學(xué)習(xí)者頗感困難。為了幫助學(xué)習(xí)該課程的學(xué)生能夠系統(tǒng)、全面、深刻理解本課程的基礎(chǔ)原理，掌握靈活運(yùn)用基本原理分析問題和解決生產(chǎn)實(shí)際問題的能力，特編寫此書?！　”緯则?yàn)證、鞏固或加深課程的理論教學(xué)需要來安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從培養(yǎng)目標(biāo)要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新能力，以及從整個(gè)材料科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)自身原理與方法框架出發(fā)，闡明實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟆?shí)驗(yàn)原理、儀器藥品、實(shí)驗(yàn)步驟、結(jié)果討論、思考題及參考資料等，著重討論實(shí)驗(yàn)原理、重視實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析與思考，啟發(fā)創(chuàng)新思維，同時(shí)提倡實(shí)驗(yàn)技能之間的相互聯(lián)系與綜合應(yīng)用以及解決實(shí)際問題的完整過程訓(xùn)練。

內(nèi)容概要

　　《材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)》緊密結(jié)合材料組成結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系，匹配相關(guān)實(shí)驗(yàn)。內(nèi)容主要包括：實(shí)驗(yàn)誤差及數(shù)據(jù)處理、晶體結(jié)構(gòu)、材料的顯微結(jié)構(gòu)與性能分析、相平衡及相圖、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、表面與分散體系、擴(kuò)散與固相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、材料的燒結(jié)傳質(zhì)方式和機(jī)理、材料物理性能實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和綜合型實(shí)驗(yàn)等?！　”窘滩目晒└叩葘W(xué)校材料科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科（本科）專業(yè)的學(xué)科教學(xué)實(shí)驗(yàn)使用，也適用于二級(jí)學(xué)科基礎(chǔ)課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)可供材料類相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員參閱。

書籍目錄

第一章 實(shí)驗(yàn)誤差及數(shù)據(jù)處理一、測(cè)量方法分類二、測(cè)量誤差及其分類三、誤差表示方法四、隨機(jī)誤差及其分布五、系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)與消除六、過失誤差的發(fā)現(xiàn)與消除七、有效數(shù)字的修約與運(yùn)算規(guī)則八、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理九、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的表示方法第二章 晶體結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1 確定晶體模型中的宏觀對(duì)稱要素實(shí)驗(yàn)2 晶體定向及晶面符號(hào)實(shí)驗(yàn)3 單形及單形符號(hào)實(shí)驗(yàn)4 聚形分析實(shí)驗(yàn)5 14種布拉維格子和球體緊密堆積實(shí)驗(yàn)6 典型金屬晶體結(jié)構(gòu)的鋼球堆積模型分析實(shí)驗(yàn)7 化合物的晶體結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)8 硅酸鹽礦物的晶體結(jié)構(gòu)第三章 材料的顯微結(jié)構(gòu)與性能分析實(shí)驗(yàn)9 單偏光下晶體的光學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)10 正交偏光下晶體的光學(xué)特性實(shí)驗(yàn)11 礦物折射率的測(cè)定實(shí)驗(yàn)12 反光顯微鏡的構(gòu)造及調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)13 偏光顯微鏡下陶瓷材料顯微結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)14 反光顯微鏡下陶瓷材料顯微結(jié)構(gòu)研究實(shí)驗(yàn)15 水泥熟料的巖相分析第四章 相平衡及相圖實(shí)驗(yàn)16 差熱分析實(shí)驗(yàn)17 淬冷法研究相平衡實(shí)驗(yàn)18 二元系合金的顯微組織分析實(shí)驗(yàn)19 鐵碳合金相圖及平衡組織分析實(shí)驗(yàn)20 三元合金顯微組織分析實(shí)驗(yàn)21 熱分析法建立二元合金相圖第五章 非晶態(tài)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)實(shí)驗(yàn)22 玻璃析晶實(shí)驗(yàn)第六章 表面與分散體系實(shí)驗(yàn)23 黏土?水系統(tǒng)的雙電層實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)24 電導(dǎo)法測(cè)定表面活性劑臨界膠束濃度實(shí)驗(yàn)25 BET容量法測(cè)定固體比表面實(shí)驗(yàn)26 沉降法測(cè)定分散體系顆粒的大小和粒度分布實(shí)驗(yàn)27 溶膠的制備及穩(wěn)定性第七章 擴(kuò)散與固相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)28 擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)29 固相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)第八章 材料的燒結(jié)傳質(zhì)方式和機(jī)理實(shí)驗(yàn)30 燒結(jié)實(shí)驗(yàn)第九章 材料物理性能實(shí)驗(yàn)31 彈性模量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)32 抗彎強(qiáng)度的測(cè)定實(shí)驗(yàn)33 介質(zhì)損耗角正切及介電常數(shù)實(shí)驗(yàn)34 壓電實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)35 單絲強(qiáng)度與模量實(shí)驗(yàn)36 復(fù)合材料耐燃燒性實(shí)驗(yàn)37 斷裂韌性因子K1C的測(cè)定實(shí)驗(yàn)38 線膨脹系數(shù)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)39 絕緣電阻第十章 綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)與綜合型實(shí)驗(yàn)二、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法三、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)思想四、綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的可行性Ⅰ 硅膠材料的綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)Ⅱ 玻璃材料的綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)Ⅲ 陶瓷材料的綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)Ⅳ 普通混凝土配合比的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)附錄附錄1 真空的獲得與測(cè)量附錄2 常用物理常數(shù)附錄3 不同溫度時(shí)KCl水溶液的電導(dǎo)率附錄4 不同溫度時(shí)水的密度、黏度及與空氣界面上的表面張力附錄5 不同溫度時(shí)某些液體的黏度附錄6 不同溫度時(shí)某些液體的密度附錄7 不同溫度時(shí)某些液體的表面張力附錄8 彼此互相飽和時(shí)兩種液體的界面張力附錄9 某些表面活性劑的臨界膠束濃度附錄10 某些表面活性劑的HLB值附錄11 氮和氧的飽和蒸氣壓（77～84K）附錄12 N2吸附的P/P0 S/V表（-195℃）參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第一章 實(shí)驗(yàn)誤差及數(shù)據(jù)處理　　在材料的科學(xué)研究中，經(jīng)常需要對(duì)材料的密度、表面積、硬度、強(qiáng)度等物理量進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)測(cè)量數(shù)值進(jìn)行分析研究，從中獲得科學(xué)的結(jié)論。在材料的生產(chǎn)中，也要對(duì)溫度、壓力等工藝參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)所得的測(cè)量值，可以間接或直接地控制產(chǎn)品的產(chǎn)量與質(zhì)量。測(cè)量數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)處理方法是否科學(xué)，直接影響材料研究與生產(chǎn)。因此，對(duì)測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行研究是十分必要的?！　∫弧y(cè)量方法分類　　測(cè)量的分類方法很多，按未知物理量的獲得方式，通常將測(cè)量方法分為直接測(cè)量和間接測(cè)量兩種。按測(cè)量的狀態(tài)，可以將測(cè)量方法分為靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量等。　　1．直接測(cè)量與間接測(cè)量　　直接測(cè)量，是用一定的工具或設(shè)備就可以直接地確定未知量的測(cè)量。例如，用直尺測(cè)量物體的長度、用天平稱量物質(zhì)的質(zhì)量、用溫度計(jì)測(cè)量物體的溫度等?！　￠g接測(cè)量，是所測(cè)的未知量不僅要由若干個(gè)直接測(cè)定的數(shù)據(jù)來確定，而且必須通過某種函數(shù)關(guān)系式的計(jì)算，或者通過圖形的計(jì)算方能求得測(cè)量結(jié)果的測(cè)量。

編輯推薦

　　《材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)》以驗(yàn)證、鞏固或加深課程的理論教學(xué)需要來安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從培養(yǎng)目標(biāo)要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新能力，以及從整個(gè)材料科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)自身原理與方法框架出發(fā)，闡明實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?、?shí)驗(yàn)原理、儀器藥品、實(shí)驗(yàn)步驟、結(jié)果討論、思考題及參考資料等，著重討論實(shí)驗(yàn)原理、重視實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析與思考，啟發(fā)創(chuàng)新思維，同時(shí)提倡實(shí)驗(yàn)技能之間的相互聯(lián)系與綜合應(yīng)用以及解決實(shí)際問題的完整過程訓(xùn)練。

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