《材料科学与工程基础实验川》教学大纲 一、课程基本信 课程代码：CH010034B课程性质：必修课 课程名称：材料科学与工程基础实验Ⅱ 学时/学分： 45/1.5 英文名称：Experimentof materials science and engineering foundations 考核方式：实验报告 选用教材：自编 先修课程：《材料工程基础》、《粉体科学与工程基础》 大纲执笔人：刘开伟、李萍 适用专业：无机非金属材料工程 大纲审 核人：吴修胜 二、课程教学目标 《材料工程基础实验》是配合《材料工程基础》和《粉体科学与工程基础》等 课程的理论教学而设置的实践性教学环节。通过本课程综合实验的学习，使学生加 深对材料工程中的基本概念和有关理论知识的理解，了解粉体工程、流体流动过程 传热过程，掌握实验仪器的特点、性能和基本操作，了解仪器常见故障的判断和处 理方法，加深对材料工程基本知识的理解：提高学生联系实际分析问题和解决问题 的能力，培养学生严谨的工作作风和实事求是的科学态度，为未来的科学研究及实 际工作打下良好的基础。 1,掌握超细粉末加工技术与原理，能根据细度要求选择加工设备，制备粉体： 2.能够分析粉末加工特性对粉体物性的影响，并对粉体的物性进行测量： 3.掌握各种粒度的测量技术，能根据不同粉体的特性设计并选择不同的粒度测 量方法 4.掌握直管摩擦系数λ和局部阻力系数S的测定，能够分析沿程阻力系数与雷 诺数Re和管内粗糙度的关系； 5.能够利用ANSYS软件对简单流体问题建立模型，并进行分析： 6.掌握保温材料的选择对导热系数的影响，能够制备相关的复合保温板：
《材料科学与工程基础实验Ⅱ》教学大纲 一、课程基本信 课程代码：CH010034B 课程性质：必修课 课程名称：材料科学与工程基础实验Ⅱ 学时/学分： 45/1.5 英文名称：Experimentof materials science and engineering foundations Ⅱ 考核方式：实验报告 选用教材：自编 先修课程：《材料工程基础》、《粉体科学与工程基础》 大纲执笔人：刘开伟、李萍 适用专业：无机非金属材料工程 大纲审 核人：吴修胜 二、课程教学目标 《材料工程基础实验》是配合《材料工程基础》和《粉体科学与工程基础》等 课程的理论教学而设置的实践性教学环节。通过本课程综合实验的学习，使学生加 深对材料工程中的基本概念和有关理论知识的理解，了解粉体工程、流体流动过程、 传热过程，掌握实验仪器的特点、性能和基本操作，了解仪器常见故障的判断和处 理方法，加深对材料工程基本知识的理解；提高学生联系实际分析问题和解决问题 的能力，培养学生严谨的工作作风和实事求是的科学态度，为未来的科学研究及实 际工作打下良好的基础。 1. 掌握超细粉末加工技术与原理，能根据细度要求选择加工设备，制备粉体； 2. 能够分析粉末加工特性对粉体物性的影响，并对粉体的物性进行测量； 3. 掌握各种粒度的测量技术，能根据不同粉体的特性设计并选择不同的粒度测 量方法 4. 掌握直管摩擦系数λ和局部阻力系数ζ的测定，能够分析沿程阻力系数与雷 诺数 Re 和管内粗糙度的关系； 5. 能够利用 ANSYS 软件对简单流体问题建立模型，并进行分析； 6. 掌握保温材料的选择对导热系数的影响，能够制备相关的复合保温板；
7.掌握平板法测定不良导热材料导热系数方法，能够对制备的保温板进行性能 测试： 8.能够结合实际工程，建立模型并分析边界条件对导热模型建立的影响，利用 ANSYS建立数学模型，进行流体传热问题的求解。 三、实验教学目标 实验 实验教学目标 1.掌握超细粉末加工技术与原理，能根据细度要求选择加工设备： 能够分析粉末加工特性对粉体物性的影响，并对粉体的物性进行 粉体综合实验 能根据不同粉体的特性设计并选择不同的粒度测量方法 能够分析沿程阻力系数与雷诺数R和管内粗糙度的关系 流体综合实 能够利用ANSYS软件对简单流体问题建立模型，并进行分析 ,掌握平板法测定不良导热材料导热系数方法，能够对制备保温板 传热综合实 7.能够结合实际工程，分析边界条件对导热模型建立的影响 .利用ANSYS建立数学模型，进行流体传热问题的求解 四、课程目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 指标点 课程教学目标 实验目 标 能够补对复杂工程问 5.能够利用ANSYS软件对简单流体问题 题，开发、选择、使用建立模型，并进行分析 5使用现 计算机软件与现代工秀 能够结合实际工程，建立模型并分材 代工具 工具，对复杂工程问题 边界条件对导热模型建立的影响，利用 1-8 建立模型并进行预测与ANSYS建立数学模型，进行流体传热问 题的求解。 五、“立德树人”育人内涵 培养学生严谨的工作作风和实事求是的科学态度，树立严格的“质与量”的观 点，使理论教学与实践紧密结合，项目实施过程中培养学生工程师理应具备的职业 道德、职业素养。 六、教学基本内容
7. 掌握平板法测定不良导热材料导热系数方法，能够对制备的保温板进行性能 测试； 8. 能够结合实际工程，建立模型并分析边界条件对导热模型建立的影响，利用 ANSYS 建立数学模型，进行流体传热问题的求解。 三、实验教学目标 实验 实验教学目标 粉体综合实验 1．掌握超细粉末加工技术与原理，能根据细度要求选择加工设备; 2．能够分析粉末加工特性对粉体物性的影响，并对粉体的物性进行 测量; 3.能根据不同粉体的特性设计并选择不同的粒度测量方法 流体综合实验4．能够分析沿程阻力系数与雷诺数 Re 和管内粗糙度的关系 5.能够利用 ANSYS 软件对简单流体问题建立模型，并进行分析 传热综合实验 6.掌握平板法测定不良导热材料导热系数方法，能够对制备保温板 进行性能测试 7.能够结合实际工程，分析边界条件对导热模型建立的影响 8.利用 ANSYS 建立数学模型，进行流体传热问题的求解 四、课程目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 指标点 课程教学目标 实验目 标 5 使用现 代工具 能够针对复杂工程问 题，开发、选择、使用 计算机软件与现代工程 工具，对复杂工程问题 建立模型并进行预测与 模拟 5.能够利用 ANSYS 软件对简单流体问题 建立模型，并进行分析 8.能够结合实际工程，建立模型并分析 边界条件对导热模型建立的影响，利用 ANSYS 建立数学模型，进行流体传热问 题的求解。 1-8 五、“立德树人”育人内涵 培养学生严谨的工作作风和实事求是的科学态度，树立严格的“质与量”的观 点，使理论教学与实践紧密结合，项目实施过程中培养学生工程师理应具备的职业 道德、职业素养。 六、教学基本内容
序号 实验名称 实验内容 实验 筛分法测粉末粒度分 择不同的样品，进行破碎、磨矿并采用筛分法进行 细度测试： 分析磨矿时间和细度之间的关系。 实验 微光粒度仪测定粉未样不同的样品，进行密矿并采用激光粒度仪进行细 度测试： 2 粒度分布 分析不同细度测试方法的异同点。 实验 粉体颗粒比表面积的 采用勃氏法测定不同粉体的比表面积 3 测量 实验 测定粉体的振实密度、松装密度、安息角、平板角、 粉体综合特性测试 分散度等项目，并计算差角、空隙率压缩度（压缩 4 率)、流动性指数等项目 实验 流体阻力系数的测定 阀门、管件的局部阻力系数测定： 5 摩擦系数λ与雷诺数Re的关系 实验 圆管内层流流动的 6 莫拟流体层流的流动状态 实验 NSYS多相流分析 水-空气混合物管道的两相流稳态分析 实验俱有不同保温性能保不同保温材料的导热系数比较： 8 温板的制备 呆温板的制备： 实验稳态平板法测定建筑健筑材料导热系数测定： 9 材料导热系数 导热系数与温差、试件参数的关系 实验基于ANSYS的保温空 10 心砌块孔型优化设计 不同空心砌块的传热模型建立。 七、建议教学进度 《材料科学与工程基础实验I》课程总学时：45其中实践：45 序号 主要内容 学时 1 帝分法测粉末粒度分布 4学时 2 微光粒度仪测定粉末粒度分布 4学时 3 粉体颗粒比表面积的测量 4学时 4 粉体综合特性测试 3学时
序号 实验名称 实验内容 实验 1 筛分法测粉末粒度分 布 选择不同的样品，进行破碎、磨矿并采用筛分法进行 细度测试； 分析磨矿时间和细度之间的关系。 实验 2 激光粒度仪测定粉末 粒度分布 选择不同的样品，进行磨矿并采用激光粒度仪进行细 度测试； 分析不同细度测试方法的异同点。 实验 3 粉体颗粒比表面积的 测量 采用勃氏法测定不同粉体的比表面积。 实验 4 粉体综合特性测试 测定粉体的振实密度、松装密度、安息角、平板角、 分散度等项目，并计算差角、空隙率压缩度（压缩 率）、流动性指数等项目 实验 5 流体阻力系数的测定 阀门、管件的局部阻力系数ζ测定； 摩擦系数λ与雷诺数 Re 的关系 实验 6 圆管内层流流动的模 拟 模拟流体层流的流动状态 实验 7 ANSYS 多相流分析 水-空气混合物管道的两相流稳态分析 实验 8 具有不同保温性能保 温板的制备 不同保温材料的导热系数比较； 保温板的制备； 实验 9 稳态平板法测定建筑 材料导热系数 建筑材料导热系数测定； 导热系数与温差、试件参数的关系 实验 10 基于 ANSYS 的保温空 心砌块孔型优化设计 不同空心砌块的传热模型建立。 七、建议教学进度 《材料科学与工程基础实验Ⅰ》课程总学时：45 其中实践：45 序号 主要内容 学时 1 筛分法测粉末粒度分布 4 学时 2 激光粒度仪测定粉末粒度分布 4 学时 3 粉体颗粒比表面积的测量 4 学时 4 粉体综合特性测试 3 学时
5 流体阻力系数的测定 4学时 6 园管内层流流动的模拟 5学时 7 ANSYS多相流分析 6学时 8 具有不同保温性能保温板的制备 4学时 9 稳态平板法测定建筑材料导热系数 5学时 10 基于ANSYS的保温空心砌块孔型优化设计 6学时 合计学时 共45学时 八、教学方法 1.学生在实验前必须认真预习实验指导书，弄清实验目的，基本原理及操作 要求 2.学生在实验中应随时作好记录，并及时填写实验指导书的表格。 3.指导教师对每组学生所用仪器及卫生进行检查，确认完好后方可离开。 4.,实验单独记入成绩册。每个试验结束后，通过技能测试完成对该实验的考 核，学期末综合所有实验成绩给出最后的成绩。 九、考核方式/内容 出勤，预习，操作和书写实验报告 十、成绩评定方式 预习部分20%+实验过程40%+数据处理与结果分析30%+思考题10% 序号■ 内容 要求 记分 1 实验名称 正确无误 2 实验目的 目的明确、清晰 3 预习部分 实验仪器 仪器名称、型号规格记录完整正确 (20分) 实验原理 叙述简洁完整，依据正确，简明扼要， 市点突出 实验内容与步 骤 内容清楚，步骤简洁明确，顺序正确 实验过程 实验操作与 按时到场签到-10分 具体操作技能-20分 (40分) 据记录 数据记录真实、清楚、无涂改-10分
5 流体阻力系数的测定 4 学时 6 圆管内层流流动的模拟 5 学时 7 ANSYS 多相流分析 6 学时 8 具有不同保温性能保温板的制备 4 学时 9 稳态平板法测定建筑材料导热系数 5 学时 10 基于 ANSYS 的保温空心砌块孔型优化设计 6 学时 合计学时 共 45 学时 八、教学方法 1．学生在实验前必须认真预习实验指导书，弄清实验目的，基本原理及操作 要求。 2．学生在实验中应随时作好记录，并及时填写实验指导书的表格。 3．指导教师对每组学生所用仪器及卫生进行检查，确认完好后方可离开。 4．实验单独记入成绩册。每个试验结束后，通过技能测试完成对该实验的考 核，学期末综合所有实验成绩给出最后的成绩。 九、考核方式/内容 出勤，预习，操作和书写实验报告 十、成绩评定方式 预习部分 20%+实验过程 40%+数据处理与结果分析 30%+思考题 10% 序号 内 容 要 求 记分 预习部分 （20 分） 1 实验名称 正确无误 2 2 实验目的 目的明确、清晰 5 3 实验仪器 仪器名称、型号规格记录完整正确 3 4 实验原理 叙述简洁完整，依据正确，简明扼要， 重点突出 5 5 实验内容与步 骤 内容清楚，步骤简洁明确，顺序正确 5 实验过程 （40 分） 6 实验操作与数 据记录 按时到场签到-10 分 具体操作技能-20 分 数据记录真实、清楚、无涂改-10 分 40
有数据处理的主要过程-一10分： 按实验要求处理数据（作图法处理数据 7 数据处理 的用坐标纸或用计算机作图打印，并裁 20 剪、粘贴在报告纸的数据处理部分) 数据处理与 10分： 结果分析 (30分) 有明确的结果或结论报告，对结果进行 了分析(5分) 8 结果与分析 结果或结论报告的形式正确无误，分析 10 简洁、明确、合理，语言组织恰当(5 分)。 思考题 9 思考题 答案正确与否(0-10分) 10 (10分) 有以下情形的，实验报告成绩记零分： ①实验数据记录必须有指导教师的现场签字才有效，无指导教师签字的数据记 录为无效记录，相应实验报告不予批改，该次实验成绩计零分。 ②不用自己的原始记录数据，抄袭他人的处理过程和结果，一经发现，该实验 报告成绩记零分。 十一、教学参考书 [1]廖其龙，吕淑珍，张礼华.材料工程基础实验[M].化学工业出版社，2013. [2]武汉大学化学与分子科学学院实验中心.化工基础实验[M].武汉大学出版 社，2003
数据处理与 结果分析 （30 分） 7 数据处理 有数据处理的主要过程---10 分； 按实验要求处理数据（作图法处理数据 的用坐标纸或用计算机作图打印，并裁 剪、粘贴在报告纸的数据处理部分)--- 10 分； 20 8 结果与分析 有明确的结果或结论报告，对结果进行 了分析（5 分） 结果或结论报告的形式正确无误，分析 简洁、明确、合理，语言组织恰当（5 分）。 10 思考题 （10 分） 9 思考题 答案正确与否（0-10 分） 10 有以下情形的，实验报告成绩记零分： ①实验数据记录必须有指导教师的现场签字才有效，无指导教师签字的数据记 录为无效记录，相应实验报告不予批改，该次实验成绩计零分。 ②不用自己的原始记录数据，抄袭他人的处理过程和结果，一经发现，该实验 报告成绩记零分。 十一、教学参考书 [1]廖其龙,吕淑珍,张礼华.材料工程基础实验[M].化学工业出版社，2013. [2]武汉大学化学与分子科学学院实验中心．化工基础实验[M]．武汉大学出版 社，2003
