材料化学专业实验教学大纲

材料化学专业实验教学大纲课程编码：12100007课程英文译名：ExperimentsofMaterialsChemistry课程类别：实践性环节

开课对象：材料化学开课学期：第7学期学分：3

学分

总学时：3周

一、说

明【目的任务】材料化学专业实验是材料化学专业学生的实践教学配套实验课程。本课程的目的是通过进行的综合训练性课程，使学生掌握现有的材料合成与制备的方法及材料性能测试方法，具备正确选择设备进行材料设计、材料合成及对材料进行工艺、结构、性能相关研究的能力。使学生深化对材料制备技术和性能表征手段的理解，提高学生的实验技能、动手能力和分析问题解决问题的能力，为今后改进现有的材料制备过程或探索新的材料打下基础。【教学安排】本课程为考查课程，在第7学期完成，共90学时（3周），讲授1学时，实验89学时。二、学时分配序号内容类型学时备注1材料化学专业实验讲授1必开2纳米BaTiO3粉体的制备及其表征综合10选开3陶瓷材料的成型与烧结综合10必开4材料烧结体致密度的测定综合5必开5粉体比表面积的测定综合5选开6材料化学稳定性的测定设计5选开7材料热膨胀系数的测定综合5必开8材料电性能的测定综合6选开9CeO2基电解质材料电导率的测定验证6选开10TiO2光催化性能测试光验证8必开11TiO2粉体的制备设计8必开12锂离子电池正极材料的电池性质测定综合8选开13正极材料LiFePO4的掺杂改性研究设计8选开14LiCoO2的制备和结构表征验证4选开15纳米铈锆固溶体的制备和表征设计8选开16聚合物的定性鉴别设计6选开17热固性塑料模压成型工艺实验验证8必开18中和法制备高分子反应单体验证6选开19软质聚氨酯泡沫塑料的制备综合6必开20苯乙烯与马来酸酐共聚合验证6必开21橡胶的硬度测定验证4必开22熔融淬冷法制备玻璃验证4选开23天然橡胶的硫化实验综合6必开24拉伸实验验证4选开25压缩实验验证4选开26ZnO薄膜的制备与光催化性能的测试综合20选开注：必开实验67学时，选开实验104学时。三、课程内容实验一

材料化学专业实验讲授（1学时）【实验目的及内容】进行实验动员，说明实验安排，提出具体要求，强调注意事项。实验二

钙钛矿型BaZrO3的水热合成（10学时）【实验目的】

了解水热合成的基本原理；初步掌握水热合成的基本操作和要领。【实验内容】

水热合成BaZrO3，测定其红外光谱。实验三

陶瓷材料的成型与烧结（10学时）【实验目的】

掌握陶瓷材料的成型方法；了解陶瓷材料的烧结原理【实验内容】PZT粉体的成型；PZT成型体的烧结。实验四

材料烧结体致密度的测定（5学时）【实验目的】

掌握体积密度、气孔率的测定原理和测定方法【实验内容】陶瓷烧结体致密度的测定。实验五

粉体比表面积的测定（5学时）【实验目的】了解透气法测定粉体比表面积的原理；掌握勃氏法测定粉体比表面积的方法；利用实验结果正确计算试样的比表面积。【实验内容】ST-03型比表面积分析仪测定纳米粉体的比表面积。实验六

材料化学稳定性的测定（5学时）【实验目的】

了解影响陶瓷材料化学稳定性的因素；掌握陶瓷材料化学稳定性的测定原理及方法；了解其他无机非金属材料化学稳定性的测定方法。【实验内容】测定陶瓷材料的化学稳定性。实验七

材料热膨胀系数的测定（5学时）【实验目的】了解测定热膨胀系数的原理和方法。【实验内容】测定热膨胀系数。实验八

材料电性能的测定（6学时）【实验目的】掌握材料压电参数的测量原理和测量方法；了解绝缘材料的导电机理；理解高阻计测量材料电阻率的基本原理。【实验内容】高阻计测量材料电阻率。实验九

CeO2基电解质材料电导率的测定（6学时）【实验目的】了解交流阻抗谱分析仪的使用方法，掌握电导率的测定方法。【实验内容】测试CeO2基电解质材料电导率。实验十

TiO2光催化性能测试（8学时）【实验目的】光催化剂催化降解有机染料的基本方法。【实验内容】光催化降解实验、计算降解率、说明制备合成条件对降解率的影响。实验十一

TiO2粉体的制备（8学时）【实验目的】通过查阅文献，自行设计实验方案，制备

TiO2粉体。【实验内容】选用湿化学方法合成TiO2粉体。实验十二

锂离子电池正极材料的电池性质测定（8学时）【实验目的】了解锂电池正极材料的进展；掌握电池性质测试的方法【实验内容】铝箔正极极片的制备；电池测试。实验十三

正极材料LiFePO4的掺杂改性研究（8学时）【实验目的】了解惰性气氛下材料制备的相关知识，设计掺杂改性的LiFePO4正极材料；独立完成正极材料的制备和性质测定。【实验内容】LiFePO4掺杂改性材料的制备；电池性能和电化学性能测试。实验十四

LiCoO2的制备和结构表征（4学时）【实验目的】掌握正极材料LiCoO2所使用的固相制备方法；了解XRD结构表征方法。【实验内容】LiCoO2的制备；LiCoO2的结构表征。实验十五

纳米铈锆固溶体的制备和表征（8学时）【实验目的】通过制备纳米铈锆固溶体，掌握纳米材料的制备方法；了解材料表征的一些方法。【实验内容】纳米铈锆固溶体的制备；固溶体的表征。实验十六

聚合物的定性鉴别（6学时）【实验目的】1.

了解聚合物燃烧和气味试验的特殊现象，借以初步辨定聚合物种类；2.

掌握钠熔法进行简单的元素定性分析法鉴定聚合物的方法；3.

掌握溶解度法对常见聚合物的定性分析。【实验内容】1.

已知样品PE、PP、PS、尼龙等燃烧、溶解度实验2.

通过物性、溶解性、燃烧性等试验，对未知样品进行定性鉴别。实验十七

热固性塑料模压成型工艺实验（8学时）【实验目的】正确掌握油压机及压模的操作使用方法；了解油压机的基本结构及运转原理；掌握模具温度、压力及模压时间与制品性能之间的关系。【实验内容】热固性塑料的模压成型、脱模实验。实验十八

中和法制备高分子反应单体（6学时）【实验目的】1、

了解缩聚反应对单体摩尔比的要求及实现等摩尔比的一般方法；2、

了解尼龙66盐的制备方法；3、

掌握结晶过程中中和反应温度、单体浓度和反应时间的要求以及反应终点的判断。【实验内容】以己二酸和己二胺为原料，通过中和反应、冷却结晶制备尼龙66聚合单体。实验十九

软质聚氨酯泡沫塑料的制备（6学时）【实验目的】加深对聚氨酯合成及其交联固化反应原理的理解，了解泡沫塑料的一般制备方法。【实验内容】以二羟基聚醚和甲苯二异氰酸酯合成聚氨酯预聚体，再进行交联发泡制备泡沫塑料。实验二十

苯乙烯与马来酸酐共聚合（6学时）【实验目的】掌握其聚合原理，了解其产品的应用。【实验内容】合成苯乙烯与马来酸酐的交替共聚合。实验二十一

橡胶的硬度测定（4学时）【实验目的】学习使用硬度计测试橡胶的硬度，理解并掌握橡胶的硬度对橡胶性能的影响。【实验内容】使用硬度计测试橡胶的硬度。实验二十二

熔融淬冷法制备玻璃（4学时）【实验目的】按照确定的原料配方和所用的化学成分进行配合料的计算；了解玻璃熔制温度和温度制度对材料性能的影响；掌握实验室常用高温仪器、设备的使用方法；通过实验学会分析材料的熔制缺陷，制定合理的烧成制度。【实验内容】原料配方和所用的化学成分配合料的计算；玻璃制备。实验二十三

天然橡胶的硫化实验（6学时）【实验目的】熟悉平板硫化机的结构特点及操作方法；熟悉硫化法模具及硫化的特点；熟悉硫化工艺条件对制品性能的影响；掌握天然橡胶硫化的实质；掌握胶料的硫化工艺条件与硫化制品的性能的关系。【实验内容】天然橡胶的硫化实验二十四

拉伸实验（4学时）【实验目的】观察拉伸实验过程中的各种现象，绘制拉伸曲线；比较低碳钢与铸铁的力学特性。【实验内容】测定低碳钢的强度指标和塑性指标；测定铸铁的强度极限。实验二十五

压缩实验（4学时）【实验目的】观察两种材料在压缩时的变形和破坏现象，并进行比较和分析原因。【实验内容】测定压缩时的低碳钢的屈服极限和铸铁的强度极限。实验二十六

ZnO薄膜的制备与光催化性能测试（20学时）【实验目的】

掌握采用溶胶凝胶法制备ZnO溶胶；再在载体上进行涂膜制的ZnO薄膜。掌握以ZnO薄膜为光催化剂催化降解有机染料的基本方法【实验内容】ZnO溶胶的制备，ZnO薄膜的制备，光催化降解实验、计算降解率。四、主要参考