《材料科學(xué)與工程實驗教程》為北京航空航天大學(xué)規(guī)劃教材,是基于北京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院多年的本科實驗教學(xué)講義重新編輯、修訂而成的,強(qiáng)調(diào)了實驗課程的研究屬性和綜合屬性,介紹了學(xué)院教師的部分新科研成果以及新的實驗研究技術(shù)。
《材料科學(xué)與工程實驗教程》內(nèi)容覆蓋面廣,涵蓋了金屬、陶瓷、高分子、納米能源等材料的合成與制備技術(shù)、組織與結(jié)構(gòu)分析技術(shù)、性能與表征技術(shù)以及材料服役性能評價方法等。全書按實驗層次分為三章。第一章為基礎(chǔ)實驗,主要學(xué)習(xí)材料學(xué)科常見的分析檢測技術(shù);第二章為綜合實驗,學(xué)習(xí)如何利用掌握的基礎(chǔ)知識對合成的材料進(jìn)行分析檢測和評估;第三章為特色實驗,學(xué)習(xí)航空航天材料特色研究方法和實驗技術(shù)的新發(fā)展。
《材料科學(xué)與工程實驗教程》適用于材料科學(xué)與工程及其相關(guān)專業(yè)本科生和研究生的實驗教學(xué),使用者可根據(jù)實驗條件對實驗項目進(jìn)行適當(dāng)取舍;也可供相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員參考。
材料科學(xué)與工程是實驗特色極為突出的學(xué)科,實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生科研素質(zhì)及綜合能力等方面具有無可替代的作用。目前,大部分高校的材料學(xué)科均已實行寬口徑、大專業(yè)的培養(yǎng)模式,要求學(xué)生具備寬廣、扎實的材料學(xué)基礎(chǔ)知識,因此,本書在編排上力求突破簡單、單一、驗證式的傳統(tǒng)實驗方式,轉(zhuǎn)而采用綜合、研究、自主式實驗?zāi)J。在實驗?nèi)容上突出大專業(yè)綜合、實驗手段綜合、材料研究過程綜合等特點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生廣博堅實的實驗技能;在實驗方式上,設(shè)計了大量的自主式、研究式實驗,著力培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用掌握的材料科學(xué)基礎(chǔ)知識和實驗技能自主設(shè)計實驗方案、解決實際問題的能力。
本教程共分為三章。第一章主要培養(yǎng)學(xué)生的基本動手能力和分析檢測能力,通過實驗學(xué)習(xí),要求學(xué)生掌握常見分析檢測技術(shù)的基本原理、設(shè)備的基本操作和分析方法,為后續(xù)的實驗學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ);實驗內(nèi)容涉及材料的組成、結(jié)構(gòu)和性能分析,涵蓋了金屬材料、無機(jī)非金屬材料和有機(jī)高分子材料等。第二章圍繞材料的合成與制備、組成與結(jié)構(gòu)、性能與表征和使役性能等材料的四大要素展開,從材料的制備出發(fā),研究工藝對材料的組成、結(jié)構(gòu)和性能的影響,旨在通過實驗學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握基本的材料合成制備方法,并利用所掌握的基本檢測技術(shù)對材料及其制備工藝進(jìn)行系統(tǒng)的研究和評估,培養(yǎng)學(xué)生自主設(shè)計實驗、解決科學(xué)問題的研究能力。第三章主要針對學(xué)科特色和材料學(xué)實驗的最新進(jìn)展,設(shè)計了具有航空航天特色的綜合實驗和虛擬仿真實驗,旨在使學(xué)生了解航空航天材料和實驗學(xué)科的最新發(fā)展。
第一章 材料檢測技術(shù)基礎(chǔ)實驗
第一節(jié) 材料組成與結(jié)構(gòu)分析技術(shù)
1.1 材料化學(xué)成分分析
1.2 金相顯微技術(shù)
1.2.1 金屬材料顯微試樣的制備
1.2.2 金相顯微鏡的成像原理及使用
1.3 晶體材料X射線衍射分析
1.4 掃描電鏡及能譜儀的工作原理和應(yīng)用
1.5 透射電鏡的工作原理及應(yīng)用
1.5.1 透射電鏡的工作原理及基本操作
1.5.2 電子衍射譜的獲取及標(biāo)定
1.5.3 高分辨圖像的獲取及分析
第二節(jié) 材料性能與表征技術(shù)
1.6 材料熱性能分析
1.6.1 同步熱分析
1.6.2 熱膨脹分析
1.7 電子信息材料電性能及表征技術(shù)
1.8 材料的磁性能及表征技術(shù)
1.9 動態(tài)彈性模量及表征技術(shù)
1.10 材料力學(xué)性能測試技術(shù)
1.10.1 工程材料拉伸性能測試
1.10.2 金屬材料壓縮性能測試
1.10.3 工程材料彎曲性能測試
1.10.4 金屬材料平面應(yīng)變斷裂韌性K.。測試
1.10.5 金屬材料低周疲勞性能測試
1.10.6 金屬材料旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞性能測試
1.10.7 金屬材料蠕變性能測試
1.11 金屬材料硬度測試
1.12 高分子材料性能物理測試方法
1.12.1 高聚物結(jié)晶形貌觀察
1.12.2 密度梯度管法測定高聚物的密度和結(jié)晶度
1.12.3 高聚物的蠕變與本體粘度
1.12.4 強(qiáng)迫共振法測定高聚物材料的動態(tài)力學(xué)性能
1.12.5 強(qiáng)迫非共振法測定高聚物材料的動態(tài)力學(xué)性能
1.12.6 差示掃描量熱法測定聚合物的熱性能
第三節(jié) 材料服役性能檢測技術(shù)
1.13 環(huán)境腐蝕因素的電化學(xué)測定
1.14 材料環(huán)境失效動力學(xué)的電化學(xué)測試
1.15 材料環(huán)境失效行為的電化學(xué)阻抗譜分析
1.16 材料表面防護(hù)膜層環(huán)境失效評定方法
……
第二章 材料科學(xué)與工程綜合實驗
第三章 航空材料特色實驗