西安工业大学：材料工程《专业综合实验》课程实验教学大纲.pdf

课程编号：031671课程性质：独立设课实验课程名称：材料化学综合实验英文名称：ExperimentsofMaterialsChemistry课程总学时：32隶属课群：材料物理与化学实验学时：32上机学时：0适用专业：材料化学一、本课程实验教学性质、目的和任务：《材料化学综合实验》是材料化学专业必修的实践性专业课，是系统专业学习过程中必不可少的教学环节。材料化学是材料科学的重要分支，材料制备技术与合成方法是材料化学研究的核心内容。本课程从材料合成和制备常用技术、粉体成型工艺、粉体烧结工艺、高分子聚合、改性工艺、材料性能表征及基本实验技术训练几方面进行综合研究实验，以培养学生基本的工程素质，提高学生分析问题和解决问题的能力以及实际动手操作能力，进一步加深对专业课学习的理解。本课程的基本任务在于让学生掌握材料制备工艺、材料成型过程中生产工艺的控制技术和材料结构、性能、表征基本分析方法。二、实验教学的主要内容和基本要求：主要内容1：材料合成技术及制备（化学共沉淀法、水热合成法、溶胶凝胶法及固相反应法合成）：2.粉体成型工艺（模压成型工艺、等静压成型工艺）3.烧结工艺（无压烧结、热压烧结）及检测4.粉体表征及烧结坏体表征（比表面积、形貌、粒度及物相鉴定）；5高分子合成、改性工艺，及高分子及其合金的结构、性能测试。实验教学方法手段的基本要求1.材料合成、粉体成型、材料烧结、材料改性，主要以学生操作设备仪器完成相关实验项目：材料表征在相关大型仪器上进行检测；2：以学生独立设计为主，学生和教师对课题研究进行讨论，由学生确定其实验方法及工艺。三、实验项目及学时分配表每组人序计划学实验类开出要求实验项目名称号时型数112综合2~3共沉淀法制备微粉2水热合成法制备微粉12综合2~34选13122~3溶胶凝胶法制备微粉综合122~34固相反应法合成微粉综合25粉体成型工艺实验综合必开2~36烧结工艺及检测6综合必开2~3127综合2~3改性白乳胶的制备812综合苯胺原位聚合及其性能的2~3测定12综合4选12~39高分子合金制备及性能测定10122~3反相悬浮法合成聚丙烯酸综合丙稀酰胺四、实验项目教学大纲实验一共沉淀法制备微粉

课程编号：031671 课程性质：独立设课实验课程名称：材料化学综合实验英文名称：Experiments of Materials Chemistry 隶属课群：材料物理与化学课程总学时：32 实验学时：32 上机学时：0 适用专业：材料化学一、本课程实验教学性质、目的和任务：《材料化学综合实验》是材料化学专业必修的实践性专业课，是系统专业学习过程中必不可少的教学环节。材料化学是材料科学的重要分支，材料制备技术与合成方法是材料化学研究的核心内容。本课程从材料合成和制备常用技术、粉体成型工艺、粉体烧结工艺、高分子聚合、改性工艺、材料性能表征及基本实验技术训练几方面进行综合研究实验，以培养学生基本的工程素质，提高学生分析问题和解决问题的能力以及实际动手操作能力，进一步加深对专业课学习的理解。本课程的基本任务在于让学生掌握材料制备工艺、材料成型过程中生产工艺的控制技术和材料结构、性能、表征基本分析方法。二、实验教学的主要内容和基本要求：主要内容 1．材料合成技术及制备（化学共沉淀法、水热合成法、溶胶凝胶法及固相反应法合成）； 2．粉体成型工艺（模压成型工艺、等静压成型工艺）； 3．烧结工艺（无压烧结、热压烧结）及检测； 4．粉体表征及烧结坯体表征（比表面积、形貌、粒度及物相鉴定）； 5. 高分子合成、改性工艺，及高分子及其合金的结构、性能测试。实验教学方法手段的基本要求 1．材料合成、粉体成型、材料烧结、材料改性，主要以学生操作设备仪器完成相关实验项目；材料表征在相关大型仪器上进行检测； 2．以学生独立设计为主，学生和教师对课题研究进行讨论，由学生确定其实验方法及工艺。三、实验项目及学时分配表序号实验项目名称计划学时实验类型开出要求每组人数 1 共沉淀法制备微粉 12 综合 4选1 2～3 2 水热合成法制备微粉 12 综合 2～3 3 溶胶凝胶法制备微粉 12 综合 2～3 4 固相反应法合成微粉 12 综合 2～3 5 粉体成型工艺实验 2 综合必开 2～3 6 烧结工艺及检测 6 综合必开 2～3 7 改性白乳胶的制备 12 综合 4选1 2～3 8 苯胺原位聚合及其性能的测定 12 综合 2～3 9 高分子合金制备及性能测定 12 综合 2～3 10 反相悬浮法合成聚丙烯酸- 丙稀酰胺 12 综合 2～3 四、实验项目教学大纲实验一共沉淀法制备微粉

（一）实验类型：综合（二）实验目的1.掌握共沉淀法合成微粉的原理及工艺过程；2．掌握溶液的浓度、PH值的控制和干燥方式的选择对超微粉性能的影响；3．学会对超微粉表征性能分析的方法。（三）实验内容1.反应条件对粉体制备的影响因素1：金属盐溶液的浓度，0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L因素2：PH值，7—8、9—10、11—12；因素3：干燥方式，普通干燥+热处理、超临界流体干燥技术。2.利用透射电镜观察所得各组粉体的形貌、颗粒大小和团聚程度；3．利用X射线衍射仪对粉体进行物相分析；4.测定所得粉体的比表面积：5．对结果进行分析，给出最佳工艺方案。（四）实验要求实验教学组织安排1.每班分数组，实行组长负责制，成员既有明确分工，又要相互协作：2.按照实验流程作好各项实验准备工作，熟悉实验用的仪器、设备的操作规程，制定实验工艺实验计划，确定实验日期；3.实验以学生动手为主，教师指导为辅。实验报告要求1.实验原理清楚，方案选择正确，明确各阶段化学反应的过程；2．得到实验结果，并对结果整理分析，分析合理，对结果的解释正确，归纳实验结果与影响因素之间的关系，并进一步进行理论分析，讨论形成的机制及机理。（五）主要仪器设备电子天平、磁力加热搅拌机、高压反应釜、干燥箱、透射电镜、X射线衍射仪、自动氮吸附仪。实验二水热法合成二氧化钛超细粉（一）实验类型：综合（二）实验目的1．掌握水热法合成微粉的原理及工艺过程；2.掌握反应温度、压力、处理时间和PH值的选择对超微粉性能的影响；3.学会对超微粉表征性能分析的方法。（三）实验内容1.反应条件对粉体制备的影响因素1：反应温度，140度、180度和250度；因素2：恒温时间，10小时、15小时和20小时；

（一）实验类型：综合（二）实验目的 1. 掌握共沉淀法合成微粉的原理及工艺过程； 2. 掌握溶液的浓度、PH值的控制和干燥方式的选择对超微粉性能的影响； 3. 学会对超微粉表征性能分析的方法。（三）实验内容 1. 反应条件对粉体制备的影响因素1：金属盐溶液的浓度，0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L；因素2：PH值，7—8、9—10、11—12；因素3：干燥方式，普通干燥+热处理、超临界流体干燥技术。 2. 利用透射电镜观察所得各组粉体的形貌、颗粒大小和团聚程度； 3. 利用X射线衍射仪对粉体进行物相分析； 4. 测定所得粉体的比表面积； 5. 对结果进行分析，给出最佳工艺方案。（四）实验要求实验教学组织安排 1. 每班分数组，实行组长负责制，成员既有明确分工，又要相互协作； 2. 按照实验流程作好各项实验准备工作，熟悉实验用的仪器、设备的操作规程，制定实验工艺、实验计划，确定实验日期； 3. 实验以学生动手为主，教师指导为辅。实验报告要求 1. 实验原理清楚，方案选择正确，明确各阶段化学反应的过程； 2. 得到实验结果，并对结果整理分析，分析合理，对结果的解释正确，归纳实验结果与影响因素之间的关系，并进一步进行理论分析，讨论形成的机制及机理。（五）主要仪器设备电子天平、磁力加热搅拌机、高压反应釜、干燥箱、透射电镜、X射线衍射仪、自动氮吸附仪。实验二水热法合成二氧化钛超细粉（一）实验类型：综合（二）实验目的 1. 掌握水热法合成微粉的原理及工艺过程； 2. 掌握反应温度、压力、处理时间和PH值的选择对超微粉性能的影响； 3. 学会对超微粉表征性能分析的方法。（三）实验内容 1. 反应条件对粉体制备的影响因素1：反应温度，140度、180度和250度；因素2：恒温时间，10小时、15小时和20小时；

因素3：PH值，6、10、14。 2. 利用透射电镜观察所得各组粉体的形貌、颗粒大小和团聚程度； 3. 利用X射线衍射仪对粉体进行物相分析； 4. 测定所得粉体的比表面积； 5. 对结果进行分析，给出最佳工艺方案。（四）实验要求实验教学组织安排 1. 每班分数组，实行组长负责制，成员既有明确分工，又要相互协作； 2. 按照实验流程作好各项实验准备工作，熟悉实验用的仪器、设备的操作规程，制定实验工艺、实验计划，确定实验日期； 3. 实验以学生动手为主，教师指导为辅。实验报告要求 1. 实验原理清楚，方案选择正确，明确各阶段化学反应的过程； 2. 得到实验结果，并对结果整理分析，分析合理，对结果的解释正确，归纳实验结果与影响因素之间的关系，并进一步进行理论分析，讨论形成的机制及机理。（五）主要仪器设备电子天平、高压反应釜、干燥箱、透射电镜、X射线衍射仪、自动氮吸附仪。实验三溶胶凝胶法合成氧化锌超细粉（一）实验类型：综合（二）实验目的 1. 掌握溶胶凝胶法合成微粉的原理及工艺过程； 2. 掌握溶液浓度、PH值和干燥方法的选择对超微粉性能的影响； 3. 学会对超微粉表征性能分析的方法。（三）实验内容 1. 反应条件对粉体制备的影响因素1：溶液浓度，0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L；因素2：PH值，6—7、8—9、10—11；因素3：干燥方法，普通干燥+热处理、超临界流体干燥技术。 2. 利用透射电镜观察所得各组粉体的形貌、颗粒大小和团聚程度； 3. 利用X射线衍射仪对粉体进行物相分析； 4. 测定所得粉体的比表面积； 5. 对结果进行分析，给出最佳工艺方案。（四）实验要求实验教学组织安排 1. 每班分数组，实行组长负责制，成员既有明确分工，又要相互协作；

2.按照实验流程作好各项实验准备工作，熟悉实验用的仪器、设备的操作规程，制定实验工艺实验计划，确定实验日期：3.实验以学生动手为主，教师指导为辅。实验报告要求1.实验原理清楚，方案选择正确，明确各阶段化学反应的过程；2.得到实验结果，并对结果整理分析，分析合理，对结果的解释正确，归纳实验结果与影响因素之间的关系，并进一步进行理论分析，讨论形成的机制及机理。（五）主要仪器设备电子天平、高压反应釜、干燥箱、透射电镜、X射线衍射仪、自动氮吸附仪。实验四固相反应法合成ZnO超细粉（一）实验类型：综合（二）实验目的1.掌握固相反应法制备微粉的原理及工艺过程；2.掌握反应物配比、研磨温度和时间、及烧温度与保温时间对超微粉性能的影响：3.学会对超微粉表征性能分析的方法。（三）实验内容1.前驱物的制备，将mo1比为1：1的七水硫酸锌和无水草酸钠，分别研磨后，充分混合，再转入同一研体中共同研磨30min，经水洗去副产物后，用无水乙醇洗2到3次，于70度烘干，得到ZnC204。2.反应条件对粉体的影响因素1：研磨温度，选取室温、40度、60度因素2：搬烧温度，选取300度、400度、500度；因素3：搬烧保温时间，2h、3h、4h。注：因素1只对反应速度有影响，对产物没有影响3.利用透射电镜观察所得各组粉体的形貌、颗粒大小和团聚程度；4.利用X射线衍射仪对粉体进行物相分析；5.测定所得粉体的比表面积：6．对结果进行分析，给出最佳工艺方案。（四）实验要求实验教学组织安排1.每班分数组，实行组长负责制，成员既有明确分工，又要相互协作：2.按照实验流程作好各项实验准备工作，熟悉实验用的仪器、设备的操作规程，制定实验工艺、实验计划，确定实验日期：3.实验以学生动手为主，教师指导为辅。实验报告要求1．实验原理清楚，方案选择正确，明确各阶段化学反应的过程；2.得到实验结果，并对结果整理分析，分析合理，对结果的解释正确，归纳实验结果与影响因素之间的关系，并进一步进行理论分析，讨论形成的机制及机理

2. 按照实验流程作好各项实验准备工作，熟悉实验用的仪器、设备的操作规程，制定实验工艺、实验计划，确定实验日期； 3. 实验以学生动手为主，教师指导为辅。实验报告要求 1. 实验原理清楚，方案选择正确，明确各阶段化学反应的过程； 2. 得到实验结果，并对结果整理分析，分析合理，对结果的解释正确，归纳实验结果与影响因素之间的关系，并进一步进行理论分析，讨论形成的机制及机理。（五）主要仪器设备电子天平、高压反应釜、干燥箱、透射电镜、X射线衍射仪、自动氮吸附仪。实验四固相反应法合成ZnO超细粉（一）实验类型：综合（二）实验目的 1. 掌握固相反应法制备微粉的原理及工艺过程； 2. 掌握反应物配比、研磨温度和时间、及煅烧温度与保温时间对超微粉性能的影响； 3. 学会对超微粉表征性能分析的方法。（三）实验内容 1. 前驱物的制备，将mol比为1：1的七水硫酸锌和无水草酸钠，分别研磨后，充分混合，再转入同一研体中共同研磨30min，经水洗去副产物后，用无水乙醇洗2到3次，于70度烘干，得到ZnC2O4。 2. 反应条件对粉体的影响因素1：研磨温度，选取室温、40度、60度；因素2：煅烧温度，选取300度、400度、500度；因素3：煅烧保温时间，2h、3h、4h。注：因素1只对反应速度有影响，对产物没有影响 3. 利用透射电镜观察所得各组粉体的形貌、颗粒大小和团聚程度； 4. 利用X射线衍射仪对粉体进行物相分析； 5. 测定所得粉体的比表面积； 6. 对结果进行分析，给出最佳工艺方案。（四）实验要求实验教学组织安排 1. 每班分数组，实行组长负责制，成员既有明确分工，又要相互协作； 2. 按照实验流程作好各项实验准备工作，熟悉实验用的仪器、设备的操作规程，制定实验工艺、实验计划，确定实验日期； 3. 实验以学生动手为主，教师指导为辅。实验报告要求 1. 实验原理清楚，方案选择正确，明确各阶段化学反应的过程； 2. 得到实验结果，并对结果整理分析，分析合理，对结果的解释正确，归纳实验结果与影响因素之间的关系，并进一步进行理论分析，讨论形成的机制及机理