定 價:39 元
叢書名:材料科學與工程實驗與實踐系列規(guī)劃教材
- 作者:趙玉珍
- 出版時間:2018/9/1
- ISBN:9787302507321
- 出 版 社:清華大學出版社
- 中圖法分類:TB3-33
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
《材料科學基礎精選實驗教程》包括金相顯微鏡的原理、結構及使用、定量金相分析、金相顯微試樣的制備、金屬材料的硬度測定、掃描電子顯微鏡、X射線衍射分析、晶體結晶過程觀察與凝固條件對金屬鑄錠組織的影響、金屬的材料的塑性變形與再結晶、碳鋼組織觀察及性能分析、碳鋼及合金鋼的應用、鋼的熱處理及其晶粒細化、無鉛釬料的研制、納米氧化鋅的制備及形貌觀察、微晶玻璃的制備與性能測試共14章。并編寫了培養(yǎng)學生實驗研究能力、創(chuàng)新能力的基礎性實驗、綜合性實驗、研究型實驗。每個實驗介紹了實驗目的、實驗內容、實驗報告要求,思考題等,在要求掌握的實驗之外,又提出了相關拓展實驗。
材料科學基礎精選教材!
本書為材料科學與工程學科的本科生而編寫,是本專業(yè)主要基礎課材料科學基礎的配套實驗指導,目的是使學生對材料科學的基礎知識有更感性的認識,通過實驗對其加深了解,能初步做到學以致用。
本書精選了14個實驗,包括三方面的內容:
1. 基礎性實驗6個,均為與材料微觀組織結構分析相關的實驗,包括金相顯微鏡的原理、結構及使用,定量金相分析,金相顯微試樣的制備,金屬材料的硬度測定,掃描電子顯微分析及X射線衍射分析。硬度檢測是一種簡單的、基本不破壞試樣的表征力學性能的方法,可以用來考查組織對性能的影響,故也放在了基本實驗的部分。希望通過這部分實驗使學生掌握材料研究的最基本技術。
2. 綜合性實驗3個,包括晶體結晶過程觀察與凝固條件對金屬鑄錠組織的影響,金屬材料的塑性形變與再結晶,碳鋼組織觀察及性能分析。涵蓋了金屬物理冶金的最基本內容,通過這些實驗,學生可對材料科學基礎中所學知識有更深切的認識。
3. 研究性實驗5個,碳鋼及合金鋼的應用是為使學生對國計民生中大量使用的結構材料的組織與性能的關系以及工藝對組織性能的影響有切身的體會; 鋼的熱處理及其晶粒細化要求學生深入體會熱處理原理,并靈活運用解決實際問題; 無鉛釬料的研制、納米氧化鋅的制備及形貌觀察及微晶玻璃的制備與性能測試是為進一步拓寬學生在新材料的制備、表征和性能方面的知識,培養(yǎng)他們文獻調研和自學能力。
這些實驗一般安排32學時,前兩篇實驗是每個學生必做的,研究性實驗任選其一,以達到初步的研究體驗為目的。
本書第1、2、8章由清華大學材料學院雷書玲工程師與趙玉珍高級工程師聯(lián)合編寫,
第11章由清華大學材料學院張玉朵博士編寫,第13章由電子科技大學中山學院材料與食品學院王悅輝教授編寫,
第14章由中國科學院過程工程研究所曹建蔚研究員編寫。其余章節(jié)由清華大學材料學院趙玉珍高級工程師編寫。
清華大學材料學院顧家琳教授對本書的內容及編排提出了寶貴建議; 教材獲得清華大學本科生教改項目和材料學院教學經(jīng)費的大力資助,并得到了清華大學出版社的大力支持與指導,在此一并感謝!
本教材在編寫過程中,參考了國內外的相關教材、專著、期刊及網(wǎng)絡文獻相關內容,已列在參考文獻部分,在此向本書所引用參考文獻的原作者表示敬意和感謝!
限于編者的水平,精選實驗的內容可能欠妥或有考慮不周之處,殷切希望專家學者及使用本書的讀者提出寶貴意見,以期改進。
編者2017年10月
第一篇基礎性實驗
第1章金相顯微鏡的原理、結構及使用
1.1金相顯微鏡的構造
1.1.1照明系統(tǒng)
1.1.2機械系統(tǒng)
1.1.3光學系統(tǒng)
1.2顯微鏡成像原理
1.3顯微鏡的放大率
1.4透鏡成像的質量
1.4.1球面像差
1.4.2色像差
1.4.3像域彎曲
1.5顯微鏡的物鏡
1.5.1數(shù)值孔徑
1.5.2分辨率
1.5.3焦深(垂直分辨率)
1.5.4工作距離與視場范圍
1.5.5物鏡的基本類型
1.6顯微鏡的目鏡
1.7金相顯微鏡的照明系統(tǒng)
1.7.1光源
1.7.2臨界照明與科勒照明
1.7.3照明方式與垂直照明器
1.7.4光闌
1.7.5濾色片
1.8金相顯微鏡的使用
1.8.1使用規(guī)程
1.8.2使用注意事項
1.9圖像采集與處理
1.10實驗部分
1.10.1實驗目的
1.10.2實驗內容
1.10.3實驗報告要求
1.10.4思考題
參考文獻
第2章定量金相分析
2.1引言
2.2基本符號和基本方程
2.3定量分析的基本方法
2.3.1比較法
2.3.2截線法
2.3.3截面法
2.4定量分析在材料研究中的應用
2.4.1晶粒尺寸的測定
2.4.2第二相顆粒的幾何尺寸測定
2.4.3誤差分析
2.4.4金相圖像分析系統(tǒng)
2.5實驗部分
2.5.1實驗目的
2.5.2實驗內容
2.5.3實驗報告要求
2.5.4思考題
參考文獻
第3章金相顯微試樣的制備
3.1概述
3.2金相顯微試樣的制備
3.2.1取樣
3.2.2鑲樣
3.2.3磨光
3.2.4拋光
3.2.5腐蝕
3.3實驗部分
3.3.1實驗目的
3.3.2實驗內容
3.3.3實驗報告要求
3.3.4思考題
3.3.5拓展實驗研究
參考文獻
第4章金屬材料的硬度測定
4.1概述
4.2洛氏硬度及其測試方法
4.2.1洛氏硬度測試原理
4.2.2洛氏硬度的測試
4.3布氏硬度及其測試方法
4.3.1布氏硬度測試原理
4.3.2布氏硬度的測試
4.3.3布氏硬度的特點
4.4維氏硬度及其測試方法
4.4.1維氏硬度測量原理
4.4.2維氏硬度的測試
4.4.3維氏硬度的特點
4.5顯微硬度及其測試方法
4.5.1測量原理
4.5.2顯微硬度的測試步驟
4.5.3影響顯微硬度值的因素
4.6使用硬度計應注意的事項
4.7實驗部分
4.7.1實驗目的
4.7.2實驗內容
4.7.3實驗報告要求
4.7.4思考題
4.7.5拓展實驗
參考文獻
第5章掃描電子顯微分析
5.1光學顯微鏡的分辨率極限
5.2電子波長及電子顯微鏡分辨率
5.3電子束與物質的相互作用
5.3.1二次電子
5.3.2背散射電子
5.3.3特征X射線
5.3.4俄歇電子
5.3.5陰極熒光
5.4掃描電鏡的主要工作原理
5.4.1掃描電鏡的原理簡介
5.4.2掃描電鏡的放大倍數(shù)和分辨率
5.4.3掃描電鏡的景深
5.4.4二次電子及其成像
5.4.5背散射電子及其成像
5.4.6特征X射線及成分分析
5.5掃描電鏡的組成系統(tǒng)
5.5.1電子光學系統(tǒng)
5.5.2電磁偏轉系統(tǒng)
5.5.3掃描系統(tǒng)
5.5.4信號檢測放大系統(tǒng)
5.5.5真空系統(tǒng)和試樣室
5.6電磁透鏡成像質量
5.6.1球面像差
5.6.2色差
5.6.3像散
5.6.4衍射差
5.7圖像的分辨率及其影響因素
5.8掃描電鏡的使用
5.8.1樣品的制備
5.8.2重要操作步驟
5.8.3電子光學系統(tǒng)合軸
5.9實驗部分
5.9.1實驗目的
5.9.2實驗內容
5.9.3實驗報告要求
5.9.4思考題
5.9.5拓展實驗
參考文獻
第6章X射線衍射分析
6.1引言
6.2X射線衍射儀的原理
6.3X射線衍射技術在材料分析中的應用
6.3.1物相分析
6.3.2X射線衍射儀的基本組成
6.4X射線衍射實驗方法
6.4.1樣品的制備
6.4.2實驗參數(shù)選擇
6.5物相分析原理和方法
6.5.1物相分析原理
6.5.2物相定性分析的方法
6.6實驗部分
6.6.1實驗目的
6.6.2實驗內容
6.6.3實驗報告要求
6.6.4思考題
6.6.5拓展實驗
參考文獻
第二篇綜合性實驗
第7章晶體結晶過程觀察與凝固條件對金屬鑄錠組織的影響
7.1引言
7.2鹽類結晶過程觀察
7.3鑄錠組織
7.4影響柱狀晶區(qū)和等軸晶區(qū)生長的因素
7.5實驗部分
7.5.1實驗目的
7.5.2實驗內容
7.5.3實驗報告要求
7.5.4拓展實驗
參考文獻
第8章金屬材料的塑性變形與再結晶
8.1塑性變形的基本方式及其特征
8.1.1滑移
8.1.2孿生
8.2冷塑性變形對金屬組織與性能的影響
8.3冷變形后金屬加熱時組織與性能的變化
8.3.1回復
8.3.2再結晶
8.3.3晶粒長大
8.4實驗部分
8.4.1實驗目的
8.4.2實驗內容
8.4.3實驗報告要求
8.4.4思考題
8.4.5拓展實驗
參考文獻
第9章碳鋼組織觀察及性能分析
9.1引言
9.2FeFe3C相圖
9.2.1鋼的相變
9.2.2冷卻速度對組織的影響
9.3鋼的熱處理
9.3.1過冷奧氏體轉變曲線
9.3.2過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉變曲線
9.4鋼的熱處理工藝
9.4.1退火
9.4.2正火
9.4.3淬火
9.4.4回火
9.5鋼的顯微組織
9.5.1鋼的退火組織
9.5.2鋼的淬火組織
9.5.3鋼的回火組織
9.5.4鋼中的貝氏體
9.6實驗部分
9.6.1實驗目的
9.6.2實驗設備及用品
9.6.3實驗內容
9.6.4實驗報告要求
參考文獻
第三篇研究性實驗
第10章碳鋼及合金鋼的應用
10.1碳鋼的分類及應用
10.1.1普通碳素結構鋼
10.1.2優(yōu)質碳素結構鋼
10.1.3碳素工具鋼
10.2合金鋼
10.2.1合金元素在鋼中的作用
10.2.2合金鋼分類及牌號
10.3合金結構鋼
10.3.1低合金結構鋼
10.3.2合金滲碳鋼
10.3.3合金調質鋼
10.3.4合金彈簧鋼
10.3.5滾珠軸承鋼
10.4合金工具鋼
10.4.1低合金工具鋼
10.4.2高合金工具鋼
10.5特殊性能鋼
10.5.1不銹鋼
10.5.2耐熱鋼
10.5.3低溫鋼
10.5.4耐磨鋼
10.6實驗部分
10.6.1實驗目的
10.6.2實驗設備及用品
10.6.3實驗內容
10.6.4實驗報告要求
參考文獻
第11章鋼的熱處理及其晶粒細化
11.1鋼晶粒細化的必要性
11.2奧氏體的晶粒度及晶界顯示
11.2.1奧氏體的晶粒度
11.2.2原奧氏體晶界的顯示
11.3鋼在加熱過程中的組織轉變
11.4組織遺傳性的影響因素
11.5晶粒細化的熱處理工藝
11.5.1低合金鋼和碳鋼
11.5.2合金鋼
11.6實驗部分
11.6.1實驗目的
11.6.2實驗設備及用品
11.6.3實驗內容
11.6.4實驗報告要求
參考文獻
第12章無鉛釬料的研制
12.1錫釬焊的發(fā)展史
12.2電子行業(yè)對無鉛釬料的要求
12.2.1表面封裝技術的發(fā)展
12.2.2SMT的可靠性對無鉛釬料的要求
12.3國內外研究狀況
12.4焊錫的相圖與組織
12.5SnCu系無鉛釬料
12.5.1SnCu系無鉛釬料的特性
12.5.2SnCu系無鉛釬料存在的問題
12.5.3添加不同元素對SnCu系無鉛釬料性能的影響
12.5.4SnCu系無鉛釬料的發(fā)展方向
12.6SnAg系及SnAgCu系無鉛釬料
12.6.1SnAg二元合金
12.6.2SnAgCu三元合金
12.6.3SnAgCu系三元釬料的合金組織及金屬間化合物
12.7實驗部分
12.7.1實驗目的
12.7.2實驗內容
12.7.3實驗報告要求
參考文獻
第13章納米氧化鋅的制備及形貌觀察
13.1引言
13.2納米氧化鋅的應用
13.3納米氧化鋅的制備
13.3.1水熱法
13.3.2水熱反應過程
13.4實驗部分
13.4.1實驗目的
13.4.2實驗原料及儀器
13.4.3實驗過程
13.4.4實驗內容
13.4.5實驗注意事項
13.4.6思考題
13.4.7實驗報告要求
參考文獻
第14章微晶玻璃的制備與性能測試
14.1引言
14.1.1微晶玻璃的性能及應用
14.1.2微晶玻璃的分類
14.2微晶玻璃的制備方法
14.2.1整體析晶法
14.2.2燒結法
14.2.3溶膠凝膠法
14.2.4浮法
14.3微晶玻璃的性能
14.3.1密度
14.3.2強度
14.3.3硬度
14.3.4熱膨脹系數(shù)和抗熱沖擊性能
14.3.5電阻率
14.3.6介電常數(shù)和介電損耗
14.3.7化學性質
14.3.8光學性質
14.4CaOAl2O3SiO2微晶玻璃微觀組織觀察
14.5實驗部分
14.5.1實驗目的
14.5.2實驗設備及原料
14.5.3實驗內容
14.5.4思考題
14.5.5實驗報告要求
參考文獻