材料結(jié)構(gòu)與性能測試課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱

1、材料結(jié)構(gòu)與性能測試課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱一、實(shí)驗(yàn)總學(xué)時(shí)：36 學(xué)分：2二、應(yīng)開實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)：2 必開實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)：1 選開實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)：1 三、適用專業(yè)：材料化學(xué)四、考核方式及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：本課程只進(jìn)行開放形式的研究型實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可做其中的2個(gè)，實(shí)驗(yàn)一或?qū)嶒?yàn)二為必選之一，其它剩下的實(shí)驗(yàn)選做一個(gè)。這類實(shí)驗(yàn)持續(xù)的時(shí)間較長，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多并具有一定的復(fù)雜性和綜合度，因此以小組為單位進(jìn)行，每組4人左右，一個(gè)實(shí)驗(yàn)有一個(gè)或若干個(gè)小組參加。各小組獨(dú)立開展工作，但在小組內(nèi)，學(xué)生既有分工（如查閱文獻(xiàn)的年代不同，實(shí)驗(yàn)研究的條件不同等），又有合作。學(xué)生從指導(dǎo)教師處了解到實(shí)驗(yàn)課題后，即著手查資料，研讀文獻(xiàn)，鉆研有關(guān)理論。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生先提出

2、實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)與教師討論后，即可開始實(shí)驗(yàn)研究。一般要求學(xué)生每周安排一到二個(gè)下午來做實(shí)驗(yàn)，并在一個(gè)學(xué)期內(nèi)完成。實(shí)驗(yàn)室每天都對(duì)學(xué)生開放，學(xué)生只要有空，都可以到實(shí)驗(yàn)室做綜合研究型實(shí)驗(yàn)。研究型實(shí)驗(yàn)完畢后，要求學(xué)生認(rèn)真分析、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并與教師共同討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最后以科技論文的格式寫出綜合研究報(bào)告。同時(shí)，在學(xué)期末，要求全班進(jìn)行交流，每個(gè)實(shí)驗(yàn)推薦一位同學(xué)作總結(jié)性發(fā)言，每位同學(xué)報(bào)告（與畢業(yè)論文答辯類似）的時(shí)間為20分鐘，討論15分鐘。這種小組之間的交流是很有成效的，對(duì)于發(fā)言的同學(xué)是一種鍛煉。對(duì)其他同學(xué)來說，通過全班交流，能相互學(xué)習(xí)，獲得更多的知識(shí)和信息。發(fā)言報(bào)告占實(shí)驗(yàn)總成績的10%。每個(gè)實(shí)驗(yàn)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1

3、所示。 表1 材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（總分為100分）項(xiàng)目成績/分項(xiàng)目成績/分課前準(zhǔn)備20實(shí)驗(yàn)態(tài)度5實(shí)驗(yàn)操作20安全清潔10 提問5實(shí)驗(yàn)報(bào)告40五、配套的實(shí)驗(yàn)教材或自編指導(dǎo)書：材料結(jié)構(gòu)與性能測試實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書（自編）六、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：實(shí)驗(yàn)一 陶瓷坯料配方實(shí)驗(yàn) 學(xué)時(shí)：18 （一）、實(shí)驗(yàn)類型：研究型 （二）、實(shí)驗(yàn)類別：專業(yè)實(shí)驗(yàn) （三）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 掌握陶瓷坯料配方的實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方法。2. 了解影響陶瓷坯料配方的復(fù)雜因素及提出一般解決措施。3. 熟悉陶瓷坯料配方操作技能。 （四）、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1. 按配方原料百分比稱取投料量，確定料球水比，稱取料球水重量投入球磨滾筒中進(jìn)行球磨。2. 成符合操作要求的塑

4、性泥料，再用模型制成試條5塊3. 入爐燒成并測定吸水率、抗折強(qiáng)度及斷面情況（五）、要求：必選之一。（六）、每組人數(shù)：4人左右（七）主要儀器設(shè)備及其配套數(shù)：1. 粘度計(jì)（恩氏的或漏斗形的）2. 停表、溫度計(jì)；3. 抗彎強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)；4. 試條模（10×10×120毫米）及小刀、成形碾棒、切刀、CoO料漿（編號(hào)用）；5. 小磅秤、白鐵桶；6. 瓷質(zhì)球磨罐、匙瓢；7. 普通天平（臺(tái)式）；8. 量筒：100ml，250ml；9. 砂浴鍋、鐵鉗、電爐及水浴鍋；10. 銅質(zhì)燒杯、玻棒；11. 布袋或石膏?；蛳焕彛酀{吸水用）。各五套 （八）所在實(shí)驗(yàn)室：材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)二 陶瓷釉料配方實(shí)

5、驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)：18 （一）、實(shí)驗(yàn)類型：研究型 （二）、實(shí)驗(yàn)類別：專業(yè)實(shí)驗(yàn) （三）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 掌握釉料配方實(shí)驗(yàn)方案的制定方法、配料操作規(guī)程和計(jì)算方法。2. 針對(duì)生產(chǎn)工藝上出現(xiàn)的問題提出釉料配方的修改措施。3. 釉料配方如何去適應(yīng)坯料配方，坯釉不適應(yīng)會(huì)出現(xiàn)什么缺陷，采取什么措施使之相適應(yīng)。 （四）、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1. 配制釉料2. 調(diào)節(jié)釉料配方，找出最佳釉式 （五）、要求：必選之一 （六）、每組人數(shù)： 4人左右（七）、主要儀器設(shè)備及其配套數(shù)：1. 普通天平（臺(tái)式）或小磅秤；2. 銅燒杯、玻璃棒；3. 砂浴皿、水浴鍋、電爐、鉗子；4. 搪瓷湯盆、瓢匙5. 固定成分的坯料制的小坩堝（經(jīng)過素?zé)?，?/p>

6、以檢驗(yàn)坯釉的適應(yīng)性）6. 標(biāo)準(zhǔn)成分的坯料制的生坯試片：高嶺土、長石、石英、方解石、ZnO等釉用原料各若干公斤。各五套 （八）、所在實(shí)驗(yàn)室：材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)三 電子材料制備及電性能的測量 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)：18 （一）、實(shí)驗(yàn)類型：研究型 （二）、實(shí)驗(yàn)類別：專業(yè)實(shí)驗(yàn) （三）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 了解絕緣材料的導(dǎo)電機(jī)理；2. 弄懂高阻計(jì)測量材料電阻率的基本原理；3. 掌握常溫下用高阻計(jì)三電極系統(tǒng)測量材料絕緣電阻的方法。4. 弄清材料導(dǎo)電率隨溫度變化的機(jī)理；5. 掌握材料阻溫曲線的測量方法。 （四）、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1. 試樣的制備2. 測試環(huán)境3. 連接好線路，先測試樣品的絕緣電阻，再測量樣品的厚度。（五）、要求

7、：選做（六）、每組人數(shù)：4人左右（七）、主要儀器設(shè)備及其配套數(shù)：1. 絕緣電阻2. 超高阻絕緣電阻測試儀3. 附件包括：恒溫恒濕箱一臺(tái)，干燥器一個(gè)，還需燒杯，鑷子，特種鉛筆，千分卡尺，千燥溫度計(jì)，退火鋁箔（厚度小于0.02毫米），醫(yī)用凡士林，軟布條，無水乙醇等。各五套 （八）、所在實(shí)驗(yàn)室：材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)四 PZT 壓電陶瓷的配方設(shè)計(jì)、樣品準(zhǔn)備、特征參數(shù)的測試與計(jì)算 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)：18 （一）、實(shí)驗(yàn)類型：研究型 （二）、實(shí)驗(yàn)類別：專業(yè)實(shí)驗(yàn) （三）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 通過實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)壓電陶瓷材料及器件有關(guān)基本知識(shí)的理解；2. 通過培訓(xùn)，使學(xué)生能夠熟練掌握材料制備及性能測試操作技能；3. 培養(yǎng)學(xué)

8、生研究和靈活應(yīng)用基本理論知識(shí)的能力。 （四）、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1. 設(shè)計(jì)陶瓷材料配方，擬定實(shí)驗(yàn)條件以及預(yù)期可獲得的材料性能技術(shù)指標(biāo)。2. 用傳輸線路法（諧振反諧振法）測量樣品的、,，計(jì)算、和值。3. 用電橋法測量樣品的低頻（1KHz）電容、tan，并計(jì)算 。4. 用準(zhǔn)靜態(tài)測量儀測量值。（五）要求：選做（六）每組人數(shù)：4人左右（七）主要儀器設(shè)備及其配套數(shù)：1. 高頻信號(hào)發(fā)生器；2. 低頻信號(hào)發(fā)生器；3. 數(shù)字式頻率計(jì)；4. 高頻毫伏表；5. 高周波可變電阻箱；6. ZJ一2型準(zhǔn)靜態(tài)測量儀。7電子顯微鏡。8X射線衍射儀等。各五套 （八）所在實(shí)驗(yàn)室：材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)五 化學(xué)鍍NiP合金的熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)研

9、究 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)：18 （一）、實(shí)驗(yàn)類型：研究型 （二）、實(shí)驗(yàn)類別：專業(yè)實(shí)驗(yàn) （三）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 通過實(shí)驗(yàn)了解化學(xué)鍍的基本原理2. 學(xué)習(xí)用物理化學(xué)基本原理研究工業(yè)生產(chǎn)。 （四）、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1. 鍍液的配制。2. 鍍片的準(zhǔn)備。3. 鍍片的除油、除銹。4. 化學(xué)鍍NiP合金層。（五）、實(shí)驗(yàn)要求：選做 （六）、每組人數(shù)：4人左右（七）、主要儀器設(shè)備及其配套數(shù)：1. 儀器：超級(jí)恒溫槽，pH計(jì)，直流穩(wěn)壓電源。2. 試劑：NiSO4·7H20，NaH2PO2·H20，乙酸鈉(CP)，檸檬酸鈉(CP)，硫酸，氨水，丁二酸，厚度為0.050.1mm的紫銅板，細(xì)鐵絲一支。3電子顯微鏡4X射

10、線衍射儀等。各五套 （八）、所在實(shí)驗(yàn)室：材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)六 色譜保留值的測定及定量方法 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)：18 （一）、實(shí)驗(yàn)類型：研究型 （二）、實(shí)驗(yàn)類別：專業(yè)實(shí)驗(yàn) （三）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 通過色譜保留值的測定，學(xué)會(huì)利用保留值對(duì)未知物進(jìn)行定性的分析方法。2. 了解不同極性固定相和柱溫對(duì)保留值的影響。3. 學(xué)會(huì)色譜柱的制備方法。4. 熟悉氣相色譜儀的基本結(jié)構(gòu)并掌握其使用方法。5通過對(duì)混合樣品中各組分的測定，掌握內(nèi)部歸一化法、內(nèi)標(biāo)法及外標(biāo)法的基本定量方法6學(xué)會(huì)使用N2000版色譜數(shù)據(jù)工作站求物質(zhì)的校正因子，并進(jìn)行定量數(shù)據(jù)處理 （四）、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1. 學(xué)會(huì)氣相色譜儀的操作2. 氣相色譜儀的操作3. 測定

11、乙醇、苯和辛烷的保留值4. 雙柱定性5. 測定苯的保留指數(shù)6標(biāo)樣的配制7. 外標(biāo)法的操作8. 內(nèi)標(biāo)法的操作9. 內(nèi)部歸一法的操作（五）、實(shí)驗(yàn)要求：選做（六）、每組人數(shù)：4人左右（七）、主要儀器設(shè)備及其配套數(shù)：1. 儀器：GC14C氣相色譜儀， 1L微量注射器2. 試劑：乙醇（AR），苯（AR），己烷（AR），庚烷（AR），辛烷（AR）。各五套（八）、所在實(shí)驗(yàn)室：材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)七 鈦酸鉛納米材料的制備及表征 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)：18 （一）、實(shí)驗(yàn)類型：研究型 （二）、實(shí)驗(yàn)類別：專業(yè)實(shí)驗(yàn) （三）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 了解sol一gel法的基本原理及納米粉的制備方法2掌握納米粉末的表征方法 （四）、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

12、：1無水醋酸鉛的制備2鈦酸鉛溶膠的制備3鈦酸鉛凝膠的制備4鈦酸鉛超細(xì)粉末的制備及表征5鈦酸鉛陶瓷素坯片的制備及其燒結(jié) （五）、實(shí)驗(yàn)要求：選做 （六）、每組人數(shù)：4人左右（七）、主要儀器設(shè)備及其配套數(shù)：1. 儀器：燒杯、電磁攪拌器（l臺(tái)）氧化鋁小坩堝（1個(gè)），箱式電爐（5臺(tái)），干燥箱（l臺(tái)），模具（l支），萬用液壓機(jī)（l臺(tái)），電子顯微鏡、X射線衍射儀等。2. 試劑：醋酸鉛Pb(CH3COO)2·3H2O、鈦酸丁酯（Ti(OC4H9)4）、乙醇、甲醇。各五套。 （八）所在實(shí)驗(yàn)室：材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)八 TixOy制備條件對(duì)光催化氧化活性的影響 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)：18 （一）、實(shí)驗(yàn)類型：研究型 （

13、二）、實(shí)驗(yàn)類別：專業(yè)實(shí)驗(yàn) （三）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 掌握溶膠凝膠法制備TixOy，光催化劑。2. 了解TixOy制備條件對(duì)光催化氧化活性的影響。3. 掌握以TixOy，為光催化劑催化降解有機(jī)染料的基本方法。 （四）、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1. 催化劑制備及表征2. 甲基橙的濃度與紫外吸收強(qiáng)度的關(guān)系曲線的測定3. 光催化降解實(shí)驗(yàn) （五）、要求：選做（六）、每組人數(shù)：4人左右（七）、主要儀器設(shè)備及其配套數(shù)：1. 紫外燈、2. 燒杯、電磁攪拌器3. 氣相色譜儀4電子顯微鏡5X射線衍射儀等。各五套 （八）、所在實(shí)驗(yàn)室：材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)九 沸石分子篩的水熱合成及其比表面積、微孔體積和孔徑分布測定 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)：18

14、（一）、實(shí)驗(yàn)類型：研究型 （二）、實(shí)驗(yàn)類別：專業(yè)實(shí)驗(yàn) （三）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 學(xué)習(xí)和掌握NaA、NaY和ZSM5分子篩的水熱合成方法。2. 了解靜態(tài)氮吸附法測定微孔材料比表面積、微孔體積和孔徑分布的原理及方法。3. 在ST-03吸附儀上測定分子篩樣品的比表面積、微孔體積和孔徑分布。（四）、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1. 分子篩的制備2. 比表面積、微孔體積和孔徑分布測定（五）、實(shí)驗(yàn)要求：選做（六）、每組人數(shù)：4人左右（七）、主要儀器設(shè)備及其配套數(shù)：1. 儀器：ST-03型比表面和孔徑分析儀，磁力攪拌器，機(jī)械攪拌器，電熱烘箱，馬弗爐。電子顯微鏡，X射線衍射儀等。2. 試劑：氫氧化鈉，硫酸鋁，25硅溶膠，硅酸鈉，

15、四丙基溴化銨（TPABr）。各五套（八）、所在實(shí)驗(yàn)室：材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)十 電沉積工藝條件Hull槽試驗(yàn)及鍍層的結(jié)構(gòu)與性能的測試 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)：18 （一）、實(shí)驗(yàn)類型：研究型 （二）、實(shí)驗(yàn)類別：專業(yè)實(shí)驗(yàn) （三）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 熟悉Hull槽試驗(yàn)的基本原理、實(shí)驗(yàn)操作和結(jié)果分析。2. 試驗(yàn)并了解添加劑糖精、苯亞磺酸鈉、鎳光亮劑XNF和十二烷基硫酸鈉對(duì)電沉積光亮鎳的影響。 （四）、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1. 基礎(chǔ)鍍液的配制2. Hull槽陰極片通電，電沉積鎳（五）、要求：選做（六）、每組人數(shù)：4人左右（七）、主要儀器設(shè)備及其配套數(shù)：1儀器：Hull槽，直流穩(wěn)壓電源，電流表，恒溫槽，電吹風(fēng)，導(dǎo)線，鎳板陽極，2.不

16、銹鋼或銅片陰極。電子顯微鏡，X射線衍射儀等。各五套（八）、所在實(shí)驗(yàn)室：材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)十一 陰極極化曲線、電流效率和分散能力的測試實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)：18（一）、實(shí)驗(yàn)類型：研究型 （二）、實(shí)驗(yàn)類別：專業(yè)實(shí)驗(yàn)（三）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 實(shí)驗(yàn)并掌握極化曲線的測試和結(jié)果的分析方法。2. 實(shí)驗(yàn)并掌握電流效率、分散能力的測試方法和結(jié)果分析。（四）、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1. 測定鎳沉積的陰極極化曲線2. 定一電流密度，不同溫度下沉積40min，比較獲得的鍍層表觀質(zhì)量并根據(jù)沉積前后陰極片的增質(zhì)量和通過的總電量，計(jì)算電流效率、鍍層厚度和沉積速率。3. 用HULL槽方法測試鍍液的分散能力（五）、實(shí)驗(yàn)要求：選做（六）、每組人數(shù)：4人

17、左右（七）、主要儀器設(shè)備及其配套數(shù)：1. LK-98電化學(xué)綜合測試系統(tǒng)。2. 直流穩(wěn)壓電源。3. 恒溫槽。各五套（八）、所在實(shí)驗(yàn)室：材料化學(xué)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)十二 載體電催化劑的制備、表征與反應(yīng)性能 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)：18 （一）、實(shí)驗(yàn)類型：研究型 （二）、實(shí)驗(yàn)類別：專業(yè)實(shí)驗(yàn)（三）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?. 了解電化學(xué)催化過程的基本原理與特色，尋找和探索研制高性能電催化劑的影響因素，目的在于降低能量損失和改善電極反應(yīng)的選擇性。2. 掌握玻碳電極的制備技術(shù)。3. 了解載體電催化劑（電極）的研制過程，掌握控電流和控電位沉積的方法原理。4. 通過對(duì)玻碳表面沉積高分散鉑，研制載體電催化劑（電極）。5掌握線性電位掃描伏安法的基本原理。6. 掌握載體電催化劑電化學(xué)表征的方法原理。7. 掌握載體電催化劑研制的最佳條件。8. 掌握有關(guān)儀器的正確使用方法。 （四）、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1. 清洗玻碳電極2. 沉積鉑黑3恒電位儀上進(jìn)行循環(huán)伏安（CV）檢測，記錄極化曲線。4采用循環(huán)伏安技術(shù)進(jìn)行電化學(xué)表征。（五）、要求：選做（六）、每組人數(shù)：4人左右（七）、主要儀器設(shè)備及其配套數(shù)：恒電位儀（具備電位掃描功能，型號(hào)不限）