“材料科学基础”实验教学大纲 课程名称(中文):材料科学基础 课程名称(英文): Foundation of Mater ial science 实验课程编号: 课程性质:学科基础课程 课程属性:必修课 教材名称:无机材料科学基础 实验指导书名称: 课程总学时:72 实验总学时:10 开设实验项目数 总学分:4.5 应开实验学期:第五学期 适用专业:材料物理、材料科学与工程 先修课程:高等数学、大学物理、普通化学、物理化学 本大纲主撰人:任耘马爱琼审核人:尹洪峰 负责人:尹洪峰 课程的目标及基本要求 材料科学基础课程是材料科学与工程、材料物理专业的一门专业基础课。其内容 可视为是介于基础科学和专业技术科学之间的一门独立学科。课程的目的和任务 是:着重讲述无杋材料包括新型无杋功能和结枃材料以及传统硅酸盐材料(玻璃, 水泥,陶瓷)所需的基础理论,探讨该领域中物质的组成、结构和性质及其相互 关系和物理化学过程的变化规律。为学生学习无机材料工艺原理,混凝土工艺学, 胶凝材料学和功能陶瓷材料等后继课程,以及将来从事材料硏究开发和材料生产 等科学技术工作打下必要的理论基础 二、课程实验的目的要求 材料科学基础实验是材料科学基础课程的必开实验,其目的主要是使学生学习掌 握材料组织结构、性质及其相互关系和物理化学变化的基本实验方法和实验原 理。掌握基本实验技术和技能,进一步加深理解并掌握材料科学基础的基本知识 和原理,通过实验进一步培养学生的动手能力、观察能力、想象力及表达能力 培养学生分析问题和解决问题的能力,为学生今后从事材料研究开发,生产应用 工作打下扎实的基础。 三、适用专业 材料物理、材料科学与工程 四、实验方式与基本要求 实验类型包括:综合设计性实验、演示实验、验证性实验。 1.实验前由指导教师介绍实验室守则及相关规章制度,讲述实验目的、原 理、实验步骤及要求,详细讲述仪器的操作规程和注意事项,确保实验安全顺利 的进行。 2.实验分组进行,每组学生人数根据实验类型及实验装置情况设定。综合 设计性实验和验证性实验以学生独立操作为主,在教师的指导下进行;演示实验 则主要由教师操作,学生观察、纪录、分析。要求学生在规定的时间内独立完成
实验操作及数据测定、记录。 3.实验前学生必须认真阅读实验指导书,了解实验目的、原理、实验方法 和仪器的工作原理和构造;明确实验各环节的要求和需要测量的数据,以及实验 的最终要求。指导教师要检査学生的预习情况,合格后方能开始实验。在实验过 程中要求学生勤于动手、细心操作、认真观察、详细记录实验的原始数据和岀现 的现象和问题,并对出现的问题及时分析解决 4.实验前教师要认真检查仪器设备,及时排除存在的问题,准备好实验用试样 及资料,核对学生人数。实验过程中指导教师要根据实验的现象和数据引导学生 深入全面的思考和分析,对实验中的异常现象和问题要进行及时的分析解决。培 养学生敏锐观察、综合考虑、全面分析问题的能力,使学生掌握发现问题、分析 问题、解决问题的方法。 五、主要仪器设备 (1)晶体模型 (2)0JZHY-180表面张力仪 (3)LP1002型电子天平、QM-A轻型球磨机、YA71-45A型液压机、101型 电热鼓风干燥箱、实验室自制高温实验炉、ⅹZWL-13-8Y型中温实验炉、气孔率 体积密度测量仪、游标卡尺 (4) Zeta probe型电位仪、电子天平、水泥净浆搅拌机、玻璃杯,量筒等。 六、考核与实验报告 实验考核由实验前预习准备、实验操作过程、实验报告撰写三部分组成,实 验成绩(100分)中:实验预习20分、实验操作40分、实验报告40分。 实验完成后每个学生应根据实验记录,按实验要求独立撰写实验报告。实验 报告包括:实验目的、实验原理、实验步骤、试样名称、实验结果、实验结论及 实验中的问题分析讨论。 实验成绩作为课程总成绩中平时成绩的一项。 七、实验项目与内容 材料科学基础课程共安排4个实验。 序号 名称 性质学时 晶体模型观察 验 表面张力测定 验证 材料烧结 综合设计 224 「粘土一水系统ξ-电位测定 证 实验项目一 (1)实验名称:晶体模型观察 (2)实验性质:验证 (3)实验类别:本科专业基础 (4)实验学时:2 (5)每组人数:10 (6)开出要求:必做 (7)实验内容 ①观察十四种布拉维点阵 ②观察等大球体的紧密堆积;
③观察不等大球体紧密堆积中,阳离子和阴离子的位置关系 ④分析配位四面体和配位八面体共顶、共面、共棱连接的情况; ⑤观察石墨和金刚石的晶体结构模型 ⑥观察氯化钠、氯化铯、金红石、萤石的晶体结构: ⑦观察硅酸盐晶体结构中硅氧四面体共顶连接的情况。 (8)实验目的: ①掌握十四种布拉维空间格子(点阵)形式 ②掌握等大球体的紧密堆积原理。 ③掌握配位多面体共顶或共面连接的情况。 ④掌握几种常见的无机化合物的晶体结构模型。 ⑤通过晶体模型观察,理解同质多晶现象,理解晶体的结构与性质之间的 关系 (9)主要仪器设备及套数:晶体模型若干 (10)所在实验室:材料科学实验室 实验项目二 (1)实验名称:表面张力测定 (2)实验性质:验证 (3)实验类别:本科专业基础 (4)实验学时:2 (5)每组人数:10 (6)开出要求:必做 (7)实验内容 采用最大拉力法测定待测液体试样的实际表面张力V (8)实验目的 ①了解测定表面张力的原理和方法 ②了解表面张力仪的构造和使用。 ③理解影响表面张力的主要因素 (9)主要仪器设备及套数:JZHY-180型表面张力仪2台 (10)所在实验室:材料科学实验室 实验项目三 (1)实验名称:材料烧结 (2)实验性质:综合设计 (3)实验类别:本科专业基础 (4)实验学时:4 (5)每组人数:10 (6)开出要求:必做 (7)实验内容: 试样的成型与烧结 ②试样尺寸变化测量 ③试样体积密度和气孔率测量 (8)实验目的 ①)掌握试样制备过程(物料的混合、成型、干燥、烧成) ②加深对烧结、液相烧结概念的理解
③掌握与烧结相关实验现象。 ④掌握材料气孔率、体积密度的测试方法。 ⑤掌握体系组分数对烧结的影响 (9)主要仪器设备及套数 LPl002型电子天平2台、QM-A轻型球磨机1台、YA71-45A型液压机 台、101型电热鼓风干燥箱3台、实验室自制高温实验炉2台、游标卡尺 ⅩZWL-13-8Y型中温实验炉2台、气孔率体积密度测量仪1台 (10)所在实验室:材料科学实验室 实验项目 (1)实验名称:粘土一水系统-电位测定 (2)实验性质:验证 (3)实验类别:本科专业基础 (4)实验学时:2 (5)每组人数:10 (6)开出要求:必做 (7)实验内容 ①浆体的配制。 ②测试浆体的二电位。 ③比较不同情况下浆体ξ-电位值的变化 (8)实验目的 了解固体颗粒表面带电原因,表面电位大小与颗粒分散特性、胶体物系 稳定性之间的关系 ②了解水泥颗粒的荷电性,了解高效减水剂的吸附性能。 ③掌握ξ-电位的测试方法和添加高效减水剂前后-电位的变化。 (9)主要仪器设备及套数: Zeta probe型电位仪1台、电子天平1台、水泥净浆搅拌机1台、玻璃 杯,量筒等。 (10)所在实验室:建筑材料实验室