金属物理性能分析实验教学大纲

金属物理性能分析实验教学大纲01．教学单位名称：材料科学与工程学院02．实验中心名称：金属材料实验教学中心03．课程名称：金属物理性能分析*04．课程代码：43230605．课程类别：专业教育课06．课程性质：选修（限选）07．课程学时：24学时，其中含实验6学时08．课程学分：1.509．面向专业：材料科学与工程（金属材料工程模块）10．实验课程的教学任务和教学要求依据吉林大学2018版培养方案和《金属物理性能分析》课程教学大纲的要求，确定了实验课的教学内容。教学任务：通过理论与实践相结合，旨在使学生从材料物理性能的物理效应和微观机制角度掌握固体材料本质，加深学生对材料物理性能及其微观机制的认识，提高学生的专业理论水平。教学要求：通过学生的实际操作，使学生掌握材料磁学、热膨胀、热传导等物理性能以及材料氧化特性的测量方法。要求学生掌握所用到的仪器设备原理、操作步骤及相应的数据处理方法，提高学生的动手能力和综合素质。11．学生应掌握的实验技术及实验能力（1）掌握振动样品磁强计的结构、原理、功能，并能够测量铁磁材料尤其是含碳量不同的钢材料在直流磁场下的静态磁特性；熟悉热膨胀系数仪的结构、原理、功能，能够对含碳量不同的钢材料进行热膨胀的测量；了解热导仪的原理及操作方法，能够准确运用稳态法和非稳态法对材料的热导率进行测量。了解热重分析仪的原理和结构，正确测量不同温度下、不同种类钢铁材料的抗氧化性能。12．开设实验项目（1）测量铁磁材料在直流磁场下的静态磁特性1）了解振动样品磁强计的结构、原理、功能和使用方法；2）用振动样品磁强计测量亚共析钢、共析钢、过共析钢以及磁性材料（铁、钴、镍）在直流磁场下的静态磁特性；3）对所测得的数据进行处理，编写实验报告。（2）测定金属材料的热膨胀系数1）了解热膨胀仪的结构、原理、功能和使用方法，并了解热膨胀仪测量亚共析钢、共析钢、过共析钢的热膨胀系数对试样形状和尺寸的要求；2）用热膨胀系数仪对亚共析钢、共析钢、过共析钢进行热膨胀的测量。3）对实验数据进行正确的分析，编写实验报告。（3）测定金属材料的热导率1）了解热导仪的结构、原理、功能和使用方法；2）用热导仪对亚共析钢、共析钢、过共析钢进行热导率的测量。3)对实验数据进行的分析、处理，编写实验报告。（4）测定金属材料的氧化速率1）了解热重分析仪的结构、原理、功能和使用方法；2）用热重分析仪测量300-1200℃温度下铜（青铜、黄铜）和钢（亚共析钢、共析钢、过共析钢）氧化速率，上述铜或钢中任选一种；3）对所测得的数据进行整理，编写实验报告。开设实验项目一览表实验项目编号实验项目名称实验类型实验性质实验学时每组人数首次开出年月43230601测量铁磁材料在直流磁场下的静态磁特性验证性必做1420130343230602测定金属材料的热膨胀系数验证性必做1420160343230603测定金属材料的热导率验证性必做2420160343230604测定金属材料的氧化速率综合性必做2420190313．实验教材或指导书或主要参考资料（1）陈騑騢，《材料物理性能》，机械工业出版社，2005.（2）邱成军、王元化、王义杰，《材料物理性能》，哈尔滨工业大学出版社，2007.（3）马南钢，《材料物理性能综合实验》，机械工业出版社，2010.14．考核要求、考核方式及成绩评定标准考核要求:实验前要求学生预习实验指导书，写预习报告，由指导教师讲解实验原理、方法、内容及仪器操作规程等；学生独立完成实验内容和报告，报告要完整。本实验课程成绩占本课程总成绩的30%，无故不参加实验项目者本实验课没有成绩。考核方式：考查。课堂作业、实验和期末考核相结合。根据学生实验完成的具体情况和实验报告撰写情况，学生成绩采用百分制。成绩评定标准：学生对实验的态度、出勤率和实验报告的质量为成绩的评定标准。必须参加本实验所有实验，否则不给实验成绩。实际技能掌握和试验任务及实验报告完成情况：成绩考核内容一览表序号内容要求成绩占比%1实验预习预习报告；52实验目的正确全面；53实验原理实验原理阐述正确，完整；254实验过程、材料设备叙述正确全面；105实验结果分析实验数据为原始数据，数据处理及讨论分析正确；406实验思考题实验思考题回答全面准确；107实验报告质量实验报告规范，字迹工整，图表齐全。5金属物理性能分析（432306）实验项目卡1No字段名填写内容1课程名称金属物理性能分析2课程编号4323063实验项目名称测量铁磁材料在直流磁场下的静态磁特性4实验项目编号432306015网络实验06每组人数47计划学时数18实验性质必做9实验目的测量铁磁材料尤其是含碳量不同的钢材料在直流磁场下的静态磁特性，了解不同钢组织对其磁性能的影响。10实验内容了解振动样品磁强计的结构、原理、功能和使用方法；用振动样品磁强计测量亚共析钢、共析钢、过共析钢以及磁性材料（铁、钴、镍）在直流磁场下的静态磁特性；对所测得的数据进行处理，编写实验报告。11实验原理振动样品磁强计是采用电磁感应方法，测量在一组探测线圈中心以固定频率和振幅作微振动的样品的磁矩。样品振动所产生的感应电压与样品磁矩、振幅、振动频率成正比。测量这一电压，即可计算出待测样品的磁矩。12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备振动样品磁强计15实验套数116开出时间20130317教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称金属材料实验教学中心20实验中心编号43221实验地名称金属材料工程实验室22实验地编号逸夫机械材料馆43423一次性材料品名脱脂棉若干，无水乙醇500ml，锯条4根，金属试样4块24一次性材料15元25面向专业材料科学与工程（金属材料工程模块）26教授,工程师27教授金属物理性能分析（432306）实验项目卡2No字段名填写内容1课程名称金属物理性能分析2课程编号4323063实验项目名称测定金属材料的热膨胀系数4实验项目编号432306025网络实验06每组人数47计划学时数18实验性质必做9实验目的了解金属材料热膨胀实验的基本原理、设备结构和操作方法，以及获得热膨胀系数的实验结果处理方法。10实验内容了解热膨胀仪测量对试样形状和尺寸的要求；用热膨胀仪对亚共析钢、共析钢、过共析钢进行热膨胀的测量；对实验数据进行正确的分析，编写实验报告。11实验原理热膨胀仪原理是测量当温度变化时样品长度L的增量。通过加热或冷却的设定程序来控制温度变化。它可测量样品相对于样品固定器的膨胀值，也可测量两个样品之间或样品与参照材料之间的差别。12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备热膨胀仪15实验套数116开出时间20160317教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称金属材料实验教学中心20实验中心编号43221实验地名称金属材料工程实验室22实验地编号逸夫机械材料馆43623一次性材料品名无水乙醇500ml，金属热膨胀试样4个24一次性材料25元25面向专业材料科学与工程（金属材料工程模块）26教授,工程师27教授金属物理性能分析（432306）实验项目卡3No字段名填写内容1课程名称金属物理性能分析2课程编号4323063实验项目名称测定金属材料的热导率4实验项目编号432306035网络实验06每组人数47计划学时数28实验性质必做9实验目的熟悉热导仪结构、原理、功能；能正确的测量含碳量不同的钢材料的热导率并认识到含碳量的影响。10实验内容用热导仪对亚共析钢、共析钢、过共析钢进行热导率的测量；对实验数据进行的分析、处理，编写实验报告。11实验原理测量热导率有两类基本方法：一类是稳态法；另一类为动态法。用稳态法时，先用热源对测试样品进行加热，并在样品内部形成稳定的温度分布，然后进行测量；而在动态法中，待测样品中的温度分布是随时间变化的。12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备热导仪15实验套数116开出时间20160317教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称金属材料实验教学中心20实验中心编号43221实验地名称金属材料工程实验室22实验地编号逸夫机械材料馆43623一次性材料品名无水乙醇500ml，导热硅脂20g，金属圆片4个24一次性材料30元25面向专业材料科学与工程（金属材料工程模块）26教授,工程师27教授金属物理性能分析（432306）实验项目卡4No字段名填写内容1课程名称金属物理性能分析2课程编号4323063实验项目名称测定金属材料的氧化速率4实验项目编号432306045网络实验06每组人数47计划学时数28实验性质必做9实验目的掌握热重分析仪的原理、结构以及其功能；正确测量不同温度下、不同种类钢铁材料的抗氧化性能。10实验内容用热重分析仪测量铜或钢在300-1200℃的氧化速率；对所测得的数据进行整理，编写实验报告。11实验原理高温下金属易与氧元素结合生成氧化皮，造成金属的损失、浪费或失效。故通过热重分析对研究金属的氧化速率，是一种探究氧化机理很有效的方法。12实验类型13实验者层次本科生14实