材料科学基础实验课程教学大纲（实验课程类） 课程名称：材料科学基础实验 英文名称：Material Science Foundation Experiments 课程编号：1200303 面向专业：材料类各专业（金属材料、土木工程材料、电子信息材料、先进材料及成形 学时学分：3周 3学分 本大纲主操人：王仕勒、庞超明(Tel:5209066L,E-mail:wsqwyd@sohu.com) 一、课程作用和具体目标 本实验课程面向全院材料类各专业（包括金属材料、土木工程材料、电子信息材料、先 进材料及成形)学生开设，着重加强与“材料科学基础”课程相关的基本知识、基本理论、 基本方法的学习和训练，它是“材料科学基础”课程中的重要环节。通过实验使学生进一步 堂握材料品体学基础理论：堂握相图的基本构成和应用：了解品体缺路对形变行为的作用： 初步掌握材料实验的主要方法和操作技术，并能对测试结果进行综合评定。从而初步掌握材 料研究的基本手段与方法，包括宏视分析方法与微观分析方法。使学生在实验技能和动手能 力方面得到系统的训练，以培养从事科研活动严谨的工作作风，培养学生理论联系实际、分 析问题和解决问题的能力，提高学生的科研动手能力，为后续课程教学和实验教学打下坚实 的基础。 二、课程内容、学时分配与组织 序号 实验项目名称 内容提要 金相显微镜的原 解光学 微镜 基本型 6 13 材料显微试样的制 等常用材料显微试 基本型 13 法与制 金属显微损影技术 湿用数码相机 基本型 3 结晶过程观餐及老 材科结品规律，初步掌握材 分析 基本型 析法建立三 成分的冷却曲线测定，初步 提高 元合金相 一 铁碳合金的平衡组织 及碳锅白口诗铁在平衡状 基本型 元合金的显微组织 热悉三元合金显微组织与其三元相图的关系， 基本型 固态金国中的扩 规律，利用误差函数估 碳在铁中的扩散系 其太开 金属经塑料变形后 业 的显微组织 初步握金属冷变形的过程和基本规律。 13
1 材料科学基础实验课程教学大纲（实验课程类） 课程名称：材料科学基础实验 英文名称：Material Science Foundation Experiments 课程编号：1200303 面向专业：材料类各专业(金属材料、土木工程材料、电子信息材料、先进材料及成形) 学时学分： 3 周 3 学分 本大纲主撰人：王仕勤、庞超明（Tel：52090661，E—mail: wsqwyd@sohu.com） 一、课程作用和具体目标 本实验课程面向全院材料类各专业（包括金属材料、土木工程材料、电子信息材料、先 进材料及成形）学生开设，着重加强与“材料科学基础”课程相关的基本知识、基本理论、 基本方法的学习和训练，它是“材料科学基础”课程中的重要环节。通过实验使学生进一步 掌握材料晶体学基础理论；掌握相图的基本构成和应用；了解晶体缺陷对形变行为的作用； 初步掌握材料实验的主要方法和操作技术，并能对测试结果进行综合评定。从而初步掌握材 料研究的基本手段与方法，包括宏观分析方法与微观分析方法。使学生在实验技能和动手能 力方面得到系统的训练，以培养从事科研活动严谨的工作作风，培养学生理论联系实际、分 析问题和解决问题的能力，提高学生的科研动手能力，为后续课程教学和实验教学打下坚实 的基础。 二、课程内容、学时分配与组织 序号 实验项目名 称 内容提要 实验 性质 实验 类型 实验 时数 每组 人数 备注 (难度) 1 金相显微 镜的原 理、 构造及使用 了解 光学 金相 显微 镜的 基 本原 理和 构造 ，掌 握 金相显微镜 的使用 。 专业 基础 基本型 6 1～3 必做 (中) 2 材 料 显 微 试 样 的 制 备 初步 掌握 金属 、陶 瓷、 水 泥等 常用 材料 显微 试 样的制备原 理、制 备方法 与制 备过程 。 专业 基础 基本型 8 1～3 必做 (中) 3 金属显微摄 影技术 了解 显微 摄影 基本 原理 ， 初步 掌握 用数 码相 机 进行显微摄 影及显 微图像 处理 技术。 专业 基础 基本型 2 1～3 必做 (中) 4 结 晶 过 程 观 察 及 宏 观分析技术 通过 盐的 结晶 了解 材料 结 晶规 律， 初步 掌握 材 料的宏观分 析技术 。 专业 基础 基本型 2 1～3 必做 (低) 5 用 热 分 析 法 建 立 二 元合金相图 熟悉 二元 合金 典型 成分 的 冷却 曲线 测定 ，初 步 掌握二元合 金相图 的建立 方法 。 专业 基础 提高型 (综合性) 4 1～3 选做 (中) 6 铁碳合金的 平衡组 织 熟悉 铁碳 合金 相图 以及 碳 钢白 口铸 铁在 平衡 状 态下的显微 组织。 专业 基础 基本型 2 1～3 必做 (中) 7 三元合金的显微组织 熟悉三元合 金显微 组织与 其三 元相图 的关系 ， 熟悉典型三 元系相 图和典 型三 元合金 的组织 。 专业 基础 基本型 2 1～3 必做 (中) 8 固态金属中的扩散 了解 固态 金属 中的 原子 扩 散的 基本 方式 及其 扩 散规 律， 利用 误差 函数 估 算碳 在铁 中的 扩散 系 数。 专业 基础 基本型 2 1～3 必做 (中) 9 金属经塑料变形后 的显微组织 初步掌握金 属冷变 形的过 程和 基本规 律。 专业 基础 提高型 (综合性) 6 1～3 必做 (中)
续二、课程内容、学时分配与组织 实 每组 各注 字号 实验顶目名称 内容提要 实验 性质 时数 人数 提高形 10 塑变硬化及回复再 熟悉塑性变形和加热温度对材料性能的影响 专业 必做 结品 基础 合性) 变形度对材料显微组 运用相美课程知识，研究塑性变形对材料组织 专业 提高型 13 织和性能的影响 和性能的影响。 基础 (设计性) 温度对冷变形后材料 提高利 显微组织和性能的 运用相关误程知识，研究加热温度对冷变形 专 显微组织和性能的影响。 基 设计性 13 测试水泥、粉陛灰、矿潜微老等材料的密度 专业 基本型 必做 24 了解常用无机材料的密度，并掌握其测试方法 基础 粉体材料密度和比者 13 面积的测定 用饰余法和比表面积法测试粉体材料的细度 专业 选做 提高型 3 幸程不同测试方法的优缺点。 6 商 细集料的性能试验 测试期年料和细生料的粒级配、麦理密 专业 重积密度，并计算空率， 了解其物理念 基础 基本型 测试石音材料的标准稠度，餐结时间。抗新和 专业 石膏性能试验 抗压强度，直观感性地认识石膏材料性能，草 基本型 必做 15 3 24 握气硬性胶凝材料的基本测试技术， 基础 测试青的软化点、针入度、延度三大指标 专业 础 基本型 24 (中) 石油沥者试验 测试浙潜材料的针入度指数等性能。了解沥青 专业 选做 材料的温度敏感性。 基础 提高型 1 高 粘土的阳离子交换等 堂捉测定粘土阳离子交换容量的测定方法，熟 专业 必做 17 2-4 量测定 委鉴定粘土矿物组成的一种方法 基础 基本型 高 粘士一水系统的双 用宏观电仪测定粘士胶体的电速度并计鼻 电位： 了解不可科类及数量的电解质对 专 4 层实验 基 提高型 24 (高 C一电位的影响
2 续二、课程内容、学时分配与组织 序号 实验项目名 称 内容提要 实验 性质 实验 类型 实验 时数 每组 人数 备注 (难度) 10 塑变硬化及回复再 结晶 熟悉塑性变 形和加 热温度 对材 料性能 的影响 。 专业 基础 提高型 (综合性) 6 1～3 必做 (中) 11 变形 度对 材 料显 微组 织和性能的 影响 运用 相关课 程知 识， 研究 塑性 变形 对材 料组 织 和性能的影 响。 专业 基础 提高型 (设计性) 16 1～3 选做 (高) 12 温度 对冷 变 形后 材料 显微 组织 和 性能 的影 响 运用 相关课 程知 识， 研究 加热 温度 对冷 变形 材 料显微组织 和性能 的影响 。 专业 基础 提高型 (设计性) 16 1～3 选做 (高) 13 粉体 材料 密 度和 比表 面积的测定 测试 水泥、 粉煤 灰、 矿渣 微粉 等材 料的 密度 ， 了解常用 无机材 料的密 度，并掌握 其测试 方法 。 专业 基础 基本型 4 2～4 必做 (中) 用筛 余法和 比表 面积 法测 试粉 体材 料的 细度 ， 掌握不同测 试方法 的优缺 点。 专业 基础 提高型 6 3 选做 (高) 14 粗细集料的 性能试 验 测试 粗集料 和细 集料 的颗 粒级 配、 表观 密度 和 堆积密度， 并计算 空隙率 ，了 解其物 理概念 专业 基础 基本型 4 1～3 必做 (中) 15 石膏性能试 验 测试 石膏材 料的 标准 稠度 ，凝 结时 间， 抗折 和 抗压 强度， 直观 感性 地认 识石 膏材 料性 能， 掌 握气硬性胶 凝材料 的基本 测试 技术。 专业 基础 基本型 3 2～4 必做 (中) 16 石油沥青试 验 测试沥青的 软化点 、针入 度、 延度三 大指标 专业 基础 基本型 3 2～4 必做 (中) 测试 沥青材 料的 针入 度指 数等 性能 ，了 解沥 青 材料的温度 敏感性 。 专业 基础 提高型 6 1～3 选做 (高) 17 粘土 的阳 离 子交 换容 量测定 掌握 测定粘 土阳 离子 交换 容量 的测 定方 法， 熟 悉鉴定粘土 矿物组 成的一 种方 法。 专业 基础 基本型 4 2～4 必做 (高) 18 粘土 －水 系 统的 双电 层实验 用宏 观电泳 仪测 定粘 土胶 体的 电泳 速度 并计 算 其ζ －电位 ；了 解不 同种 类及 数量 的电 解质 对 ζ－电位的 影响。 专业 基础 提高型 4 2～4 选做 (高)
三、教学管理模式与注意事项 1、学生必须完成全部“必做实验”。在此基础上，可根据自己的兴趣爱好、能力强弱和 时间多少，进行“选做实验”。 2、学生在实验前必须认真预习实验指导书等相关内容。教师在实验前作必要的讲解和辅 导。 3、学生应严格遵守实验室规章制度和安全规范，确保安全。 四、设备及器材配置 1、制样设备：砂轮机、切割机、镶嵌机、水磨机、抛光机、电解抛光仪等。 2、加热、温控及加工设备：热处理炉、坩埚电炉、烘箱、温度控制仪、离心机、小型轧 机、大型轧机等。 3、分析测试设备：拉伸机、抗折试验机、抗压试验机、硬度计、体视显微镜、金相显微 镜、荧光显微镜、反光显微镜、偏光显微镜、混凝土气孔分析显微镜。放大机、数码 相机、计算机、打印机、分析天平、酸碱滴定管、U型管界面移动电泳仪、离心分离 机、李氏瓶、稠度仪、试模、勃氏比表面仪、套筛、沥青延度仪、沥青软化点仪、不 透水仪、沥青针入度计、直流稳压电源、水泥水化热测定仪等。 4、各种耗材若干 五、考核与成绩评定 1、采用实验出勤情况、实验报告完成情况以及笔试考试情况综合考核。 2、成绩评定采用优秀、良好、中等、及格、不及格五档评定。（相应于百分制为：大于 等于90、80~89、70~79、60~69、小于60)。出勤情况占10%，实验报告占40%， 笔试成绩占50%。 六、救材与参考资料 1、王仕勤、庞超明等材料科学基础实验.南京：东南大学讲义，2006.6 2、秦鸿根编建筑材料试验指导书.南京：东南大学讲义，2003.10 3、伍洪标主编无机非金属材料试验.化学工业出版社，2002.6 4、硅酸盐物理化学实验指导书，南京：东南大学讲义
3 三、教学管理模式与注意事项 1、 学生必须完成全部“必做实验”。在此基础上，可根据自己的兴趣爱好、能力强弱和 时间多少，进行“选做实验”。 2、 学生在实验前必须认真预习实验指导书等相关内容。教师在实验前作必要的讲解和辅 导。 3、 学生应严格遵守实验室规章制度和安全规范，确保安全。 四、设备及器材配置 1、制样设备：砂轮机、切割机、镶嵌机、水磨机、抛光机、电解抛光仪等。 2、加热、温控及加工设备：热处理炉、坩埚电炉、烘箱、温度控制仪、离心机、小型轧 机、大型轧机等。 3、分析测试设备：拉伸机、抗折试验机、抗压试验机、硬度计、体视显微镜、金相显微 镜、荧光显微镜、反光显微镜、偏光显微镜、混凝土气孔分析显微镜。放大机、数码 相机、计算机、打印机、分析天平、酸碱滴定管、U 型管界面移动电泳仪、离心分离 机、李氏瓶、稠度仪、试模、勃氏比表面仪、套筛、沥青延度仪、沥青软化点仪、不 透水仪、沥青针入度计、直流稳压电源、水泥水化热测定仪等。 4、各种耗材若干 五、考核与成绩评定 1、 采用实验出勤情况、实验报告完成情况以及笔试考试情况综合考核。 2、 成绩评定采用优秀、良好、中等、及格、不及格五档评定。 (相应于百分制为：大于 等于 90、80～89、70～79、60～69、小于 60)。出勤情况占 10％，实验报告占 40％， 笔试成绩占 50%。 六、教材与参考资料 1、王仕勤、庞超明等 材料科学基础实验. 南京：东南大学讲义，2006.6 2、秦鸿根编 建筑材料试验指导书. 南京：东南大学讲义，2003.10 3、伍洪标主编 无机非金属材料试验. 化学工业出版社，2002.6 4、硅酸盐物理化学实验指导书，南京：东南大学讲义