《材料科学与工程基础实验》实验教学大纲一、课程基本信息：课程代码112199301S课程类别专业基础课、必修中英文材料科学与工程基础实验第4学期名称Basic experiment of materials science开课学期and engineering适用专业材料科学与工程开课单位化学与材料工程学院48总学时学分1.5先修课程材料科学基础后续课程材料物理性能等专业核心课程二、课程目标、性质和任务：1.课程简介《材料科学与工程基础实验》是材料科学与工程专业的专业核心课，基于材料科学领域基本原理，针对材料复杂工艺过程，研究材料结构、组成与性能之间联系的实践性课程。本课程的目标使学生具有扎实的专业基础，能运用专业仪器、工程工具、信息资源等分析和解决材料相关的复杂工程问题。内容主要包括：实验误差及数据处理、晶体结构、材料的显微结构与性能分析、相平衡及相图、非晶态结构与性质、表面与分散体系、扩散与固相反应动力学、材料物理性能实验等。通过拉伸、弯曲、冲击、硬度，耐热性、阻燃性，导电性、介电性能、透湿性、光学等性能测试实验，掌握相关的的基本概念、理解其内涵。掌握定性与定量分析能力，形成初步的材料表征及性能评估能力。通过文献查阅和总结，提高自主学习能力，并增强社会责任感和创新意识。2.课程思政材料是人类赖以生存的物质基础，是产业发展的基石，关系到国家发展和安全，是国家强大的重要标志。各种新材料正在对技术进步和社会发展起到更加重要的作用。通过对学生实验技能的培养，锻炼学生的思维和实际动手能力，培养严谨求实的学习态度、理论联系实际的学习作风和创新思维等，以此获得科学研
《材料科学与工程基础实验》实验教学大纲 一、课程基本信息： 课程代码 112199301S 课程类别 专业基础课、必修 中英文 名称 材料科学与工程基础实验 Basic experiment of materials science and engineering 开课学期 第 4 学期 适用专业 材料科学与工程 开课单位 化学与材料工程学院 总学时 48 学 分 1.5 先修课程 材料科学基础 后续课程 材料物理性能等专业核心课程 二、课程目标、性质和任务： 1.课程简介 《材料科学与工程基础实验》是材料科学与工程专业的专业核心课，基于材 料科学领域基本原理，针对材料复杂工艺过程，研究材料结构、组成与性能之间 联系的实践性课程。本课程的目标使学生具有扎实的专业基础，能运用专业仪器、 工程工具、信息资源等分析和解决材料相关的复杂工程问题。内容主要包括：实 验误差及数据处理、晶体结构、材料的显微结构与性能分析、相平衡及相图、非 晶态结构与性质、表面与分散体系、扩散与固相反应动力学、材料物理性能实验 等。通过拉伸、弯曲、冲击、硬度，耐热性、阻燃性，导电性、介电性能、透湿 性、光学等性能测试实验，掌握相关的的基本概念、理解其内涵。掌握定性与定 量分析能力，形成初步的材料表征及性能评估能力。通过文献查阅和总结，提高 自主学习能力，并增强社会责任感和创新意识。 2. 课程思政 材料是人类赖以生存的物质基础，是产业发展的基石，关系到国家发展和安 全，是国家强大的重要标志。各种新材料正在对技术进步和社会发展起到更加重 要的作用。通过对学生实验技能的培养，锻炼学生的思维和实际动手能力，培养 严谨求实的学习态度、理论联系实际的学习作风和创新思维等，以此获得科学研
究的初步训练，并让学生充分了解我国材料邻域的最新研究前沿及最新分析表征手段，学会分析策略，激发学生的民族自豪感和归属感，提高学生的爱国情操。同时，培养学生一丝不苟、实事求是的科学研究精神。通过本课程的学习，要求学生达到以下目标：目标1：通过实验教学，综述论文等方式，进一步巩固所学专业基础知识，加深对材料常规物理、化学性质基本概念、规律理解和掌握。通过文献查阅和研究，运用材料科学与工程的有关基本理论和专业知识，对无机功能材料和应用高分子材料复杂工程问题，进行调研和分析，提出优化途径。目标2：通过拉伸、弯曲、冲击、显微硬度、耐磨相关力学性能测试实验，能够从结构、性质、制备、性能之间的关系出发，设计合理的研究路线和方案，对无机功能材料和应用高分子材料复杂工程问题进行研究。目标3：通过电阻率测试、导热、透光率和雾度、维卡、氧指数、透湿、热震等实验，掌握相应材料功能性能的评价方法，结合材料科学与工程专业基础的基本原理、产品性能、应用场景等信息，对数据进行分析和评价，具备对功能材料和应用高分子材料性能进行评价分析的能力。目标4：根据材料特性能够选择与使用恰当的仪器、信息资源、工程工具和专业模拟软件初步具备解决无机功能材料和应用高分子材料产品设计、工艺制定、性能检测和质量管理等复杂工程问题。表1：课程教学目标对毕业要求指标分解点达成的支撑表对应的本课程教学目标及本课程支撑的毕业要求指标点及贡献度其支撑权重本课程的贡献教学目标权重对应的毕业要求指标分解点度2-2能够运用相关知识辅以文献研究分析无机M功能材料和应用高分子材料需要解决的复杂教学目标11工程问题，提出优化途径。2-4能够运用评价标准、数学或物理模型对无机功能材料和应用高分子材料产品设计、工艺H教学目标21制定、性能检测和质量管理等复杂工程问题的解决方案进行比较、分析及总结4-3能够依据实验方案，安全开展实验，正确H1获取材料科学与工程领域，特别是无机功能材教学目标3料和应用高分子材料方向产品设计、工艺制
究的初步训练，并让学生充分了解我国材料邻域的最新研究前沿及最新分析表征 手段，学会分析策略，激发学生的民族自豪感和归属感，提高学生的爱国情操。 同时，培养学生一丝不苟、实事求是的科学研究精神。 通过本课程的学习，要求学生达到以下目标： 目标 1：通过实验教学，综述论文等方式，进一步巩固所学专业基础知识， 加深对材料常规物理、化学性质基本概念、规律理解和掌握。通过文献查阅和研 究，运用材料科学与工程的有关基本理论和专业知识，对无机功能材料和应用高 分子材料复杂工程问题，进行调研和分析，提出优化途径。 目标 2：通过拉伸、弯曲、冲击、显微硬度、耐磨相关力学性能测试实验， 能够从结构、性质、制备、性能之间的关系出发，设计合理的研究路线和方案， 对无机功能材料和应用高分子材料复杂工程问题进行研究。 目标 3：通过电阻率测试、导热、透光率和雾度、维卡、氧指数、透湿、热 震等实验，掌握相应材料功能性能的评价方法，结合材料科学与工程专业基础的 基本原理、产品性能、应用场景等信息，对数据进行分析和评价，具备对功能材 料和应用高分子材料性能进行评价分析的能力。 目标 4：根据材料特性能够选择与使用恰当的仪器、信息资源、工程工具和 专业模拟软件初步具备解决无机功能材料和应用高分子材料产品设计、工艺制定、 性能检测和质量管理等复杂工程问题。 表 1：课程教学目标对毕业要求指标分解点达成的支撑表 本课程支撑的毕业要求指标点及贡献度 对应的本课程教学目标及 其支撑权重 对应的毕业要求指标分解点 本课程的贡献 度 教学目标 权重 2-2 能够运用相关知识辅以文献研究分析无机 功能材料和应用高分子材料需要解决的复杂 工程问题，提出优化途径。 M 教学目标 1 1 2-4 能够运用评价标准、数学或物理模型对无 机功能材料和应用高分子材料产品设计、工艺 制定、性能检测和质量管理等复杂工程问题的 解决方案进行比较、分析及总结。 H 教学目标 2 1 4-3 能够依据实验方案，安全开展实验，正确 获取材料科学与工程领域，特别是无机功能材 料和应用高分子材料方向产品设计、工艺制 H 教学目标 3 1
定、性能检测和质量管理过程中的实验数据。5-2能够选择与使用恰当的仪器、信息资源、工程工具和专业模拟软件，聚焦无机功能材料L1教学目标4和应用高分子材料领域复杂工程问题进行分析、计算和设计。三、实验项目及学时分配表2：实验项目及学时分配实验项目实验项目序号时数实验要求每组人数实验项目名称类别类型必修验证性4专业1材料拉伸性能实验4244专业验证性必修材料弯曲性能测试344专业验证性必修材料冲击性能测试444专业验证性必修材料显微硬度测试45专业验证性必修材料耐磨性能测试4644专业必修材料电阻测试验证性474专业必修验证性材料导热系数测定484专业验证性必修陶瓷热震性能测试944专业验证性必修材料维卡软化点温度的测定必修4104专业验证性材料透光率和雾度测定114专业验证性必修4材料氧指数测试4412专业验证性必修材料透湿性能测试合计48 填表说明：（1）“实验项目类别"选择填写：①基础；②专业：③专业基础；（2）“实验项目类型"选择填写：①演示性；②验证性；③综合性；设计研究；③其它；（3）实验要求选择填写：①必选；②任选：或①必修：②选修
定、性能检测和质量管理过程中的实验数据。 5-2 能够选择与使用恰当的仪器、信息资源、 工程工具和专业模拟软件，聚焦无机功能材料 和应用高分子材料领域复杂工程问题进行分 析、计算和设计。 L 教学目标 4 1 三、实验项目及学时分配 表 2：实验项目及学时分配 序号 实验项目名称 时数 实验项目 类别 实验项目 类型 实验要求 每组人数 1 材料拉伸性能实验 4 专业 验证性 必修 4 2 材料弯曲性能测试 4 专业 验证性 必修 4 3 材料冲击性能测试 4 专业 验证性 必修 4 4 材料显微硬度测试 4 专业 验证性 必修 4 5 材料耐磨性能测试 4 专业 验证性 必修 4 6 材料电阻测试 4 专业 验证性 必修 4 7 材料导热系数测定 4 专业 验证性 必修 4 8 陶瓷热震性能测试 4 专业 验证性 必修 4 9 材料维卡软化点温度的测定 4 专业 验证性 必修 4 10 材料透光率和雾度测定 4 专业 验证性 必修 4 11 材料氧指数测试 4 专业 验证性 必修 4 12 材料透湿性能测试 4 专业 验证性 必修 4 合计 48 填表说明： （1）“实验项目类别”选择填写：①基础；②专业；③专业基础； （2）“实验项目类型”选择填写：①演示性；②验证性；③综合性；④设计研究；⑤其它； （3）实验要求选择填写：①必选；②任选；或①必修；②选修
四、实验教学内容及要求实验一材料拉伸性能实验实验教学的目的：掌握静等拉伸实验的原理和方法实验教学的基本要求：1、掌握塑料拉伸强度的测定方法。2、学会由被测试材料的应力-应变曲线判断材料的类型。实验时数：4实验成绩评定：平时成绩50%；实验报告50%。实验内容：在规定的温湿度和拉伸速度下，通过对试样的纵轴方向施加载荷使试样发生形变直至材料破坏。通过测定试样的屈服力、破坏力、试样标距的伸长，可以求得屈服强度、拉伸强度、断裂伸长率。主要实验设备：万能试样机实验二材料弯曲性能测试实验实验教学的目的：1、掌握塑料弯曲强度的检测原理2、掌握简支梁弯曲性能的测量方法实验时数：4实验教学的基本要求：1、了解弯曲试样的加工方法和弯曲性能测试的意义：2、掌握材料弯曲实验的原理；3、掌握弯曲性能的测试方法实验成绩评定：平时成绩50%；实验报告50%。实验内容：三点载法，试验时将一规定形状和尺寸的试样置于两支座上，并在支座的中点施加一集中负荷，使试样产生弯曲应力和变形。此方法是使试样在最大弯矩处及其附近破坏。主要实验设备：万能试样机实验三材料冲击性能测试实验
四、实验教学内容及要求 实验一 材料拉伸性能实验 实验教学的目的：掌握静等拉伸实验的原理和方法 实验教学的基本要求： 1、掌握塑料拉伸强度的测定方法。 2、学会由被测试材料的应力 -应变曲线判断材料的类型。 实验时数：4 实验成绩评定： 平时成绩 50%；实验报告 50%。 实验内容： 在规定的温湿度和拉伸速度下，通过对试样的纵轴方向施加载荷使试样发生形变直至 材料破坏。通过测定试样的屈服力、破坏力、试样标距的伸长，可以求得屈服强度、拉伸 强度、断裂伸长率。 主要实验设备：万能试样机 实验二 材料弯曲性能测试实验 实验教学的目的： 1、 掌握塑料弯曲强度的检测原理 2、 掌握简支梁弯曲性能的测量方法 实验时数：4 实验教学的基本要求： 1、了解弯曲试样的加工方法和弯曲性能测试的意义； 2、掌握材料弯曲实验的原理； 3、掌握弯曲性能的测试方法； 实验成绩评定： 平时成绩 50%；实验报告 50%。 实验内容： 三点载法，试验时将一规定形状和尺寸的试样置于两支座上，并在支座的中点施加一集 中负荷，使试样产生弯曲应力和变形。此方法是使试样在最大弯矩处及其附近破坏。 主要实验设备：万能试样机 实验三 材料冲击性能测试实验
实验教学的目的：1、掌握塑料冲击实验原理2、掌握简支梁、悬臂梁冲击实验方法实验时数：4实验教学的基本要求：1、了解冲击强度的意义；2、掌握简支梁和悬臂梁冲击强度的实验原理：3、掌握简支梁和悬臂梁冲击强度的测试方法。实验成绩评定：平时成绩50%实验报告50%。实验内容：选择冲击形式并按要求尺寸要求制样；确定中间部位宽度、厚度，精确到0.02mm；估算摆锤质量，并选取摆锤，试测；按仪器要求操作步骤，输入数据并测试；数据记录、处理并分析结果。主要实验设备：万能试样机实验四材料显微硬度测试实验实验教学的目的：1、掌握显微硬度的测定方法2、了解显微硬度计的使用3、了解测定显微硬度的意义实验时数：4实验教学的基本要求：1、了解材料硬度的种类和意义；2、掌握洛氏硬度和显微硬度测量原理；3、熟悉洛氏硬度计、显微硬度计的规范操作。实验成绩评定：平时成绩50%实验报告50%。实验内容：1）首先将试样放到物镜的正下方，可以看到试样上有绿光，这就是之后压痕的位置。2）放完试样后，我们开始寻找清晰的像（能够清晰看到试样上纹路）。首先我们将升降
实验教学的目的： 1、掌握塑料冲击实验原理 2、掌握简支梁、悬臂梁冲击实验方法 实验时数：4 实验教学的基本要求： 1、了解冲击强度的意义； 2、掌握简支梁和悬臂梁冲击强度的实验原理； 3、掌握简支梁和悬臂梁冲击强度的测试方法。 实验成绩评定： 平时成绩 50%；实验报告 50%。 实验内容： 选择冲击形式并按要求尺寸要求制样；确定中间部位宽度、厚度，精确到 0.02mm；估 算摆锤质量，并选取摆锤，试测；按仪器要求操作步骤，输入数据并测试；数据记录、处理， 并分析结果。 主要实验设备：万能试样机 实验四 材料显微硬度测试实验 实验教学的目的： 1、掌握显微硬度的测定方法 2、了解显微硬度计的使用 3、了解测定显微硬度的意义 实验时数：4 实验教学的基本要求： 1、了解材料硬度的种类和意义； 2、掌握洛氏硬度和显微硬度测量原理； 3、熟悉洛氏硬度计、显微硬度计的规范操作。 实验成绩评定： 平时成绩 50%；实验报告 50%。 实验内容： 1）首先将试样放到物镜的正下方，可以看到试样上有绿光，这就是之后压痕的位置。 2）放完试样后，我们开始寻找清晰的像（能够清晰看到试样上纹路）。首先我们将升降