1、试样平行于长轴方向的棱角为何要磨成圆角或倒角？2、讨论试样弯曲过程中各部位的应力状态。3、什么是弹性模量？本实验中要注意哪些问题？4、什么是材料的硬度？针对不同的材料有哪些硬度的表征方法？5、HX-1000显微硬度计适用于哪些材料硬度的测试，用何种硬度值表示？（编写：陈涵）
1、试样平行于长轴方向的棱角为何要磨成圆角或倒角？ 2、讨论试样弯曲过程中各部位的应力状态。 3、什么是弹性模量？本实验中要注意哪些问题？ 4、什么是材料的硬度？针对不同的材料有哪些硬度的表征方法？ 5、HX-1000 显微硬度计适用于哪些材料硬度的测试，用何种硬度值表示？ （编写：陈涵）
实验四材料热学性能的测定一、实验目的1、本实验要求学生对材料的热物性（热膨胀系数、导热系数、比热容）进行实验测量。2、快速测量材料的热膨胀系数、导热系数和比热，掌握其测试原理和方法。3、掌握热线法测量导热系数的原理。二、实验原理1、热膨胀系数的测定受热膨胀是绝大多数材料的共同属性。许多产品、部件和工程对材料的热膨胀特性均有集体的要求。因此材料的热膨胀系数测定是材料研究、生产和应用中不可或缺的一项重要指标。同时在线性范围内，大多数材料的这种热胀冷缩的现象是可逆发生的。材料的热膨胀可用以下各式来表元1,-lo两温度间平均线膨胀系数=，lo(t-to)两温度间长度变化率－二×100%lo式中：to一最初温度tl一加热的最终温度lo—to时试样的长度l一加热至t，时试样的长度在一定的温度范围内，大多数均相材料的热膨胀都是均匀变化的。只有当材料的结晶内有晶态转变时才是例外。一般工业产品、部件常用测定温度范围由20℃~700℃，有时也测定20℃~1300℃甚至更高的线膨胀系数，这主要由材料的性质和使用条件来决定。2、导热系数的测定当物体内部各处温度不均匀时，就会有热量从温度较高处传向较低处，这种现象称为热传导。热线法测试导热系数的基本原理是：一根细长的金属丝理在初始温度分布均匀的式样内部，突然在金属丝两端加上电压后，金属丝温度升高，其温升速率与试样的导热性能有关。如果试样的导热系数小，热量就不容易散掉，金属丝温度升的又高又快，相反，试样的导热系数大，则金属丝温度升的小而慢。而热线法就是根据这一原理建立起来的
实验四 材料热学性能的测定 一、实验目的 1、本实验要求学生对材料的热物性（热膨胀系数、导热系数、比热容）进行实验测量。 2、快速测量材料的热膨胀系数、导热系数和比热，掌握其测试原理和方法。 3、掌握热线法测量导热系数的原理。 二、实验原理 1、热膨胀系数的测定 受热膨胀是绝大多数材料的共同属性。许多产品、部件和工程对材料的热膨胀特性均有 集体的要求。因此材料的热膨胀系数测定是材料研究、生产和应用中不可或缺的一项重要指 标。同时在线性范围内，大多数材料的这种热胀冷缩的现象是可逆发生的。 材料的热膨胀可用以下各式来表元 两温度间平均线膨胀系数 = ( ) 0 1 0 1 0 l t t l l − − 两温度间长度变化率 = 100% 0 1 0 − l l l 式中：t0—最初温度 t1—加热的最终温度 l0—t0 时试样的长度 l1—加热至 t1 时试样的长度 在一定的温度范围内，大多数均相材料的热膨胀都是均匀变化的。只有当材料的结晶内 有晶态转变时才是例外。 一般工业产品、部件常用测定温度范围由 20℃~700℃，有时也测定 20℃~1300℃甚至 更高的线膨胀系数，这主要由材料的性质和使用条件来决定。 2、导热系数的测定 当物体内部各处温度不均匀时，就会有热量从温度较高处传向较低处，这种现象称为热 传导。热线法测试导热系数的基本原理是：一根细长的金属丝埋在初始温度分布均匀的式样 内部，突然在金属丝两端加上电压后，金属丝温度升高，其温升速率与试样的导热性能有关。 如果试样的导热系数小，热量就不容易散掉，金属丝温度升的又高又快，相反，试样的导热 系数大，则金属丝温度升的小而慢。而热线法就是根据这一原理建立起来的
在线热源的加热作用下，整块模型的温度场是以线热源为轴线对称分布的，因而可以用圆柱体导热微分方程来描述在瞬息热源作用下此热源模型内的温度响应，即描述这一导热过程的数学模型：aT(r,t)aT(r,)1 oT(r,t)pcataratr式中，p为密度，c为比热容。设在t=0，I=0处单位长度上瞬时释放的热量为q（/m），则方程的解，即试样内的温度分布为：29Tlr.exp4元个t4at如果技术加热丝接通电源后一致以连续恒定功率加热到某一时刻，这是试样内的温度分布即上式的积分，即下式：21N19)dtT(r,texp(4at4元／bt上式对求导得到下式：2aT(r,t)gexp4元alnt4at对于金属丝本身（r=0）的温度随时间变化的规律为：aT(r,t)94元个alnt由上式看出T(r，t)与Int成线性关系。实验时测量金属加热丝的温度随时间的变化，将数据标在半对数坐标纸上，根据曲线线性段的斜率，带入上式就可以算出导热系数。或者将数据输入计算机，将T对自变量Int做最小二乘曲线拟合，求得下式：T,-Int,1Int)>T)(>mg.1ialj-l4元元EW-(lnt)2--(int)mA-
在线热源的加热作用下，整块模型的温度场是以线热源为轴线对称分布的，因而可以用 圆柱体导热微分方程来描述在瞬息热源作用下此热源模型内的温度响应，即描述这一导热过 程的数学模型： 式中，为密度，c 为比热容。设在 t=0，r=0 处单位长度上瞬时释放的热量为 q（j/m）， 则方程的解，即试样内的温度分布为： 如果技术加热丝接通电源后一致以连续恒定功率加热到某一时刻，这是试样内的温度分 布即上式的积分，即下式： 上式对求导得到下式： 对于金属丝本身（r=0）的温度随时间变化的规律为： 由上式看出 T(r，t)与 lnt 成线性关系。 实验时测量金属加热丝的温度随时间的变化，将数据标在半对数坐标纸上，根据曲线线 性段的斜率，带入上式就可以算出导热系数。或者将数据输入计算机，将 T 对自变量 lnt 做 最小二乘曲线拟合，求得下式：
根据此式可以计算出导热系数入。3、固体比热容的测量单位质量的某物质，其温度升高1℃所需要的热量叫做该物质的比热容，其值随温度的变化而变化。其单位时间的热量损失与温度下降的速率成正比，于是有：AQ40,R=C,M,AtAtAQR=a,S(0, -00)"根据冷却定律有：At40C,M,=a,s(0 -,)"At为金属样品在温度为0时温度下降速度，α为热C为样品在e温度下时的比热容，At交换系数，S为样品外面的面积，e,为样品的温度，?。为周围介质的温度。同理：对质量为M2，比热容为C，的另一种金属样品，可有同样的表达式40CM2=a2S2(02-0)"At由此可得40,M,aS(0,-0)"At,C, = C,A0M,2aS(, -0.)"N12如果两样品的形状大小相同S,=S，,=2,,=2则有10M,At,C2 = C 4M2Nt2已知样品的比热容C，则可以求待测金属在此温度下的比热容。三、实验仪器设备及流程PCY型高温卧式膨胀仪、KDRX-II型瞬态快速导热系数测试仪、比热容测量仪、天平
根据此式可以计算出导热系数。 3、固体比热容的测量 单位质量的某物质，其温度升高 1 0C 所需要的热量叫做该物质的比热容，其值随温度的 变化而变化。其单位时间的热量损失与温度下降的速率成正比，于是有： t C M t = 1 1 1 Q 根据冷却定律有： m a S t ( ) Q = 1 1 1 − 0 m a S t C M ( ) 1 1 1 1 1 0 = − C1 为样品在 1 温度下时的比热容， t 1 为金属样品在温度为 1 时温度下降速度， a1 为热 交换系数， S1 为样品外面的面积， 1 为样品的温度， 0 为周围介质的温度。 同理：对质量为 M2，比热容为 C2 的另一种金属样品，可有同样的表达式， m a S t C M ( ) 2 2 2 2 2 0 = − 由此可得 m m a S t M a S t M C ( ) ( ) C 1 1 1 0 2 2 2 2 2 2 0 1 1 1 2 1 − − = 如果两样品的形状大小相同 S1 = 2 S ， 1 2 1 2 = ,a = a 则有 2 2 2 1 1 1 C2 1 t M t M C = 已知样品的比热容 C1 ，则可以求待测金属在此温度下的比热容。 三、实验仪器设备及流程 PCY 型高温卧式膨胀仪、KDRX-II 型瞬态快速导热系数测试仪、比热容测量仪、天平
等。四、实验操作步骤1、热膨胀系数测量实验仪器为全自动热膨胀仪，它主要由计算机数据采集系统，位移测量系统，温度控制系统、电器控制箱组成。（1）开关机流程①打开仪器主机面板上的“电源开关”：②打开电脑，进入软件；关机顺序按开机顺序反过来操作。（2）换取试样装好试样，保证试样放置水平，把炉膛推到导轨最左边，拧紧炉膛固定螺丝，（3）测试流程①先点“测试通信”，显示的数据和仪器面板上的都一样后，依次点击“停止测试”一“进入系统”；②在测试界面点“膨胀测试”按钮，进入测试界面，③测试目标温度栏里输入实验温度，样品原始长度和压缩后长度都输入样品实际长度，PH80恒温时间输入0（不要修改），PH80控温速率输入5（不要修改），参数设置好后，点确认设置按钮。4把位移测量表清零同时观察软件上面的当前位移是否变成零，如果不为零，短按干分表上的红色按钮：
等。 四、实验操作步骤 1、热膨胀系数测量 实验仪器为全自动热膨胀仪，它主要由计算机数据采集系统，位移测量系统，温度控制 系统、电器控制箱组成。 （1）开关机流程 ①打开仪器主机面板上的“电源开关”； ②打开电脑，进入软件； 关机顺序按开机顺序反过来操作。 （2）换取试样 装好试样，保证试样放置水平，把炉膛推到导轨最左边，拧紧炉膛固定螺丝， （3）测试流程 ①先点“测试通信”，显示的数据和仪器面板上的都一样后，依次点击“停止测试”- “进入系统”； ②在测试界面点“膨胀测试”按钮，进入测试界面， ③测试目标温度栏里输入实验温度，样品原始长度和压缩后长度都输入样品实际长度， PH80 恒温时间输入 0（不要修改）, PH80 控温速率输入 5（不要修改），参数设置好后，点 确认设置按钮。 ④把位移测量表清零同时观察软件上面的当前位移是否变成零，如果不为零，短按千分 表上的红色按钮；