1、材料概論實(shí)驗(yàn)宋 鸝 王以群 候鳳珍汪濟(jì)奎 章圣苗 趙祖欣實(shí)驗(yàn)?zāi)夸洸牧系牧W(xué)性能測(cè)試材料的熱學(xué)性能測(cè)試材料的光學(xué)性能測(cè)試材料的電學(xué)性能測(cè)試金屬材料的性能測(cè)試材料的力學(xué)性能測(cè)試材料（塑料）拉伸強(qiáng)度測(cè)定材料（塑料）壓縮強(qiáng)度測(cè)定 材料彎曲強(qiáng)度測(cè)定材料沖擊性能測(cè)定3.材料彎曲強(qiáng)度測(cè)定（實(shí)驗(yàn)?zāi)康模┝私獠牧峡箯潖?qiáng)度測(cè)定原理，并掌握其測(cè)定方法分析影響測(cè)試結(jié)果的主要因素分析影響材料抗彎強(qiáng)度的主要因素材料力學(xué)性能的測(cè)試3.材料彎曲強(qiáng)度測(cè)定（實(shí)驗(yàn)原理）材料的機(jī)械強(qiáng)度指材料在斷裂時(shí)所能承受的最大的應(yīng)力值材料的抗彎強(qiáng)度可采用三點(diǎn)式或四點(diǎn)式方法測(cè)定（見(jiàn)圖a,b） 材料力學(xué)性能的測(cè)試3.材料彎曲強(qiáng)度測(cè)定（實(shí)驗(yàn)儀器）萬(wàn)能材料

2、試驗(yàn)機(jī)材料力學(xué)性能的測(cè)試3.材料彎曲強(qiáng)度測(cè)定（實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備）棒狀試樣長(zhǎng)度須比支承邊距長(zhǎng)出12.7mm，可以是直徑任意（不小于4.8mm），長(zhǎng)與直徑之比大于101的圓棒，也可以是寬/厚比為21101，最小寬度不小于9.5mm的矩形條棒狀試樣可通過(guò)挑料拉制或塊料切割、研磨的方法制得材料力學(xué)性能的測(cè)試3.材料彎曲強(qiáng)度測(cè)定（實(shí)驗(yàn)步驟）小心把試樣放在試樣夾具中，并保證安放位置正直。試樣夾具支承邊的間隔為200mm，與負(fù)載邊的中心位置相隔100mm試樣上初始負(fù)載產(chǎn)生的最大應(yīng)力不應(yīng)大于斷裂強(qiáng)度的25%加載速度確定。對(duì)于退火玻璃，其加載速度應(yīng)與最大應(yīng)力的增加速度相適應(yīng)（1.10.2Mpa/s）。對(duì)于鋼化或微晶玻璃

3、，每分鐘最大應(yīng)力的增量應(yīng)為斷裂強(qiáng)度的80120%?？上扔?0%的試樣，估算其斷裂強(qiáng)度，計(jì)算出加荷速度，并按此測(cè)定，然后取這批試樣的平均值來(lái)校正估算值為了防止碎片飛濺，可用塑料或其它膠布覆蓋在試樣的加壓面上開(kāi)動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，以一恒定速度對(duì)試樣加載，直至試樣斷裂觀察斷裂點(diǎn)的位置，注意是在邊部還是在原壓力點(diǎn)的表面上 材料力學(xué)性能的測(cè)試3.材料彎曲強(qiáng)度測(cè)定（數(shù)據(jù)處理）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和結(jié)果計(jì)算：矩形斷面試樣抗彎強(qiáng)度和最大應(yīng)力增加速度：S = 3La/bd2；R = (3a/bd2).(L/t)橢圓斷面試樣抗彎強(qiáng)度和最大應(yīng)力增加速度：S = 5.09La/bd2 ；R = (5.09a/bd2).(L/t) 試樣

4、編號(hào)試樣尺寸力矩臂a (mm)斷裂負(fù)荷L (MPa)載荷時(shí)間t (s)負(fù)荷增加速度L/t(Mpa.s-1)抗彎強(qiáng)度S (MPa)寬度b (mm)厚度d (mm)材料力學(xué)性能的測(cè)試3.材料彎曲強(qiáng)度測(cè)定（注意事項(xiàng)）為了消除試樣邊緣破損對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，矩形試樣邊緣適當(dāng)?shù)菇牵菇前霃皆叫≡胶迷嚇影糇詈脼?0根以上 試樣須經(jīng)過(guò)良好的退火，以消除玻璃中的殘余應(yīng)力試樣須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的檢查，保證沒(méi)有各類缺陷材料力學(xué)性能的測(cè)試3.材料彎曲強(qiáng)度測(cè)定（預(yù)習(xí)題目）確定玻璃的抗彎強(qiáng)度應(yīng)該測(cè)定（C）試樣A15根；B510根；C1030根抗彎強(qiáng)度采用三點(diǎn)式和四點(diǎn)式測(cè)定方法主要區(qū)別為（A）A三點(diǎn)式存在剪切應(yīng)力；B四點(diǎn)式存在剪切

5、應(yīng)力對(duì)負(fù)荷增加速度提出要求是為了（B）A消除受力方向的影響；B消除受力貫性的影響材料力學(xué)性能的測(cè)試材料的熱學(xué)性能測(cè)試材料熱膨脹系數(shù)的測(cè)定材料導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定方法和裝置 材料導(dǎo)溫系數(shù)的測(cè)定方法和裝置材料比熱的測(cè)定方法和裝置掌握熔石英膨脹儀測(cè)定玻璃膨脹系數(shù)的基本原理和過(guò)程。學(xué)習(xí)根據(jù)膨脹曲線確定玻璃特征溫度的方法。了解影響測(cè)定結(jié)果的主要因素。懂得膨脹系數(shù)對(duì)材料評(píng)價(jià)的重要性。 1.材料熱膨脹系數(shù)的測(cè)定（實(shí)驗(yàn)?zāi)康模┎牧蠠釋W(xué)性能的測(cè)試1.材料熱膨脹系數(shù)的測(cè)定（實(shí)驗(yàn)原理） 材料的熱膨脹性能與其組成、結(jié)構(gòu)及熱歷史有關(guān)。當(dāng)安裝在熔石英膨脹支架上樣品受熱時(shí)，長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生變化，通過(guò)伸長(zhǎng)測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)得其伸長(zhǎng)量，便可計(jì)算一定

6、溫度范圍內(nèi)材料的線平均膨脹系數(shù)，還可確定玻璃材料的轉(zhuǎn)變溫度Tg和軟化溫度Tf。 典型的玻璃膨脹曲線材料熱學(xué)性能的測(cè)試1.材料熱膨脹系數(shù)的測(cè)定（實(shí)驗(yàn)儀器）1.待測(cè)樣品；2.電爐；3.熱電偶；4.熔石英膨脹管（K=5.710-7/）；5.千分表；6千分表托架；7.小車；8.小車手柄；9.導(dǎo)軌 材料熱學(xué)性能的測(cè)試1.材料熱膨脹系數(shù)的測(cè)定（實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備）準(zhǔn)備試樣，應(yīng)具有合乎要求的材質(zhì)與尺寸，試樣長(zhǎng)度為50mm，直徑為35mm，兩端面平行。用游標(biāo)卡尺量取試樣長(zhǎng)度，精度為0.02mm，測(cè)量時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)試棒，三次取平均值。將試樣放入樣品槽內(nèi)，將石英膨脹管推入爐中，并使試樣處于電爐中部。插入熱電偶，熱端固定在試樣中部，

7、冷端導(dǎo)線接入溫度程序控制儀的測(cè)溫端。注意正負(fù)極。千分表裝入托架，使其頂針與金屬連動(dòng)棒適當(dāng)接觸，輕輕敲擊臺(tái)面，使指針?lè)€(wěn)定。材料熱學(xué)性能的測(cè)試1.材料熱膨脹系數(shù)的測(cè)定（實(shí)驗(yàn)步驟）接通電源，打開(kāi)溫控儀，設(shè)定溫控儀升溫程序，升溫速度控制在35/min，30以下升溫速度控制在2 3/min。記錄下室溫和千分表初始數(shù)讀（通常調(diào)節(jié)L0=0），啟動(dòng)（Run）溫控程序開(kāi)始升溫。對(duì)于金屬樣品每升高或降低10記錄一次溫度T及千分表讀數(shù)Lt（樣品伸長(zhǎng)量L=Lt- L0）；對(duì)于玻璃樣品在Tg以下每上升10記錄一次溫度T及千分表讀數(shù)Lt，Tg以上每5記錄一次，當(dāng)發(fā)現(xiàn)千分表指針倒轉(zhuǎn)，再測(cè)兩點(diǎn)后停止（Stop）溫控程序。關(guān)閉

8、溫控儀開(kāi)關(guān)和電源，樣品在爐膛內(nèi)隨爐冷卻。 材料熱學(xué)性能的測(cè)試1.材料熱膨脹系數(shù)的測(cè)定（數(shù)據(jù)處理）（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，以L/L0對(duì)T作圖，得試樣的膨脹曲線.確定玻璃樣品的Tg和Tf溫度，并按公式計(jì)算樣品30 300以及300400的平均線膨脹系數(shù)。根據(jù)L/L0T膨脹曲線，計(jì)算金屬樣品在升溫（30230）和降溫過(guò)程（220100）的平均線膨脹系數(shù)，并加以比較說(shuō)明； 材料熱學(xué)性能的測(cè)試1.材料熱膨脹系數(shù)的測(cè)定（注意事項(xiàng)）玻璃試樣必須經(jīng)過(guò)良好退火，以保證膨脹曲線具有很好的重復(fù)性。玻璃棒放入爐中，長(zhǎng)度方向的溫差須小于2，以保證受熱均勻。玻璃與連接桿，連接桿與千分表之間必須保持良好地接觸，以免因振動(dòng)改

9、變伸長(zhǎng)讀數(shù)。材料熱學(xué)性能的測(cè)試1.材料熱膨脹系數(shù)的測(cè)定（預(yù)習(xí)題目）對(duì)膨脹系數(shù)測(cè)定結(jié)果有較大影響的是升溫（ ）A速度；B范圍實(shí)驗(yàn)用膨脹頭應(yīng)采用（A）A熔融石英玻璃；B與試樣膨脹系數(shù)相近的玻璃組成相同的淬火玻璃與退火玻璃，在Tg溫度以下退（B）淬 千分表讀數(shù)（B）試樣的實(shí)際膨脹值 A；B；C A；B；C測(cè)量熱膨脹的試樣（ ）經(jīng)過(guò)良好的退火A必須；B不須材料熱學(xué)性能的測(cè)試材料的光學(xué)性能測(cè)試材料折射率和色散測(cè)定材料透射光譜曲線測(cè)定1.材料折射率和色散測(cè)定（實(shí)驗(yàn)?zāi)康模┝私夤庠诓Ａе邪l(fā)生折射和色散的原理掌握V棱鏡折射儀測(cè)定玻璃折射率和色散系數(shù)的方法分析影響測(cè)定結(jié)果的主要因素了解折射率和色散系數(shù)對(duì)光學(xué)玻璃重

10、要性 材料光學(xué)性能的測(cè)試1.材料折射率和色散測(cè)定（實(shí)驗(yàn)原理）由于光線在空氣中傳播的速度與在玻璃中傳播的速度不同，所以在它們的界面處光的傳播方向會(huì)發(fā)生變化，稱為光的折射。折射率隨入射光波長(zhǎng)的增大而減小形成光的色散當(dāng)某一單色平行光垂直入射V棱鏡，經(jīng)V棱鏡和樣品的多次折射后產(chǎn)生光線偏折，通過(guò)測(cè)定偏折角可計(jì)算玻璃試樣的折射率材料光學(xué)性能的測(cè)試1.材料折射率和色散測(cè)定（實(shí)驗(yàn)儀器） 1.光源；2聚光鏡；3.濾色鏡；4.平行光管分劃板；5.平行光管分劃板上的透光狹縫(中心有一根單絲)；6.平行光管；7.V棱鏡；8.樣品；9.轉(zhuǎn)向棱鏡；10.望遠(yuǎn)鏡；11.望遠(yuǎn)鏡分劃板；12.望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)目鏡；13.度盤(pán)讀數(shù)目鏡

11、；14.度盤(pán)視準(zhǔn)分劃板；15.金屬度盤(pán)；16.測(cè)微手輪；17.剎車手輪；18.微動(dòng)手輪；19.讀數(shù)照明開(kāi)關(guān)；20.讀數(shù)照明燈 V棱鏡 折射儀1材料光學(xué)性能的測(cè)試1.材料折射率和色散測(cè)定（實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備）選擇沒(méi)有結(jié)石、條紋的玻璃樣品，加工成邊長(zhǎng)大于10mm的直角棱鏡，直角精度為901，兩直角面須經(jīng)過(guò)細(xì)磨或拋光 配制與樣品折射率相近的浸油，折射率差值應(yīng)小于0.02選擇合適的V塊和零塊，折射率與樣品的差值小于0.2材料光學(xué)性能的測(cè)試1.材料折射率和色散測(cè)定（實(shí)驗(yàn)步驟）打開(kāi)光源和讀數(shù)系統(tǒng)照明開(kāi)關(guān)，選擇合適的濾色片套入平行光管將V塊放在托架上，旋緊底部螺桿，用酒精棉球擦凈V塊及零塊，并在V槽內(nèi)滴入少許浸油，然

12、后將零塊放入V槽內(nèi)，排除氣泡放松剎車手輪，轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡筒，在瞄準(zhǔn)目鏡中找狹縫單絲像，鎖緊剎車手輪，轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)手輪，使單絲平分雙分線（見(jiàn)上圖左）。觀察讀數(shù)目鏡，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微手輪，至瞄準(zhǔn)窗內(nèi)一組或兩組單線平分雙分線后，方可讀數(shù)。讀數(shù)示例見(jiàn)上圖右。若讀數(shù)不為00.00，請(qǐng)記下該初始讀數(shù)0取待測(cè)樣品，用酒精棉球擦干凈，重復(fù)以上測(cè)試步聚并讀取偏折角 243.45 材料光學(xué)性能的測(cè)試1.材料折射率和色散測(cè)定（數(shù)據(jù)處理）折射率n與色散系數(shù)按以下公式計(jì)算：樣品編號(hào)光譜譜線DFCe偏折角（0校正后）材料光學(xué)性能的測(cè)試1.材料折射率和色散測(cè)定（注意事項(xiàng)）在測(cè)定不同樣品時(shí)，樣品和棱鏡V槽內(nèi)的浸油要擦洗干凈，以免影響測(cè)定結(jié)果

13、浸油可以排除樣品與棱鏡間的空氣，但浸油量不可過(guò)多，以免影響單絲成像的清晰度零塊與V塊折射率相同，入射光在它們界面上不會(huì)發(fā)生折射，所以初始偏折角應(yīng)為零，若偏離零位可采用機(jī)械調(diào)零方法，也可采用初始數(shù)校正的方法材料光學(xué)性能的測(cè)試1.材料折射率和色散測(cè)定（預(yù)習(xí)題目）試樣的直角精度對(duì)測(cè)試結(jié)果（ B ）影響A無(wú)；B有測(cè)定折射率所用光源為汞燈和鈉燈，試比較ND（B）Ne 零點(diǎn)調(diào)整與光源是否有關(guān)（ B） A；B；C A有關(guān)；B無(wú)關(guān)玻璃的不同品種應(yīng)使用（B）的V塊及浸油A相應(yīng)；B相同浸油的折射率應(yīng)與（A）的折射率相近A樣品 BV塊材料光學(xué)性能的測(cè)試1.材料折射率和色散測(cè)定（實(shí)驗(yàn)?zāi)康模┝私?22分光光度計(jì)的工作原

14、理掌握玻璃透過(guò)率測(cè)定方法，以及影響測(cè)試結(jié)果的主要因素學(xué)會(huì)通過(guò)透射光譜曲線，判斷玻璃著色特性和機(jī)理 掌握玻璃光吸收系數(shù)的定義和計(jì)算方法材料光學(xué)性能的測(cè)試2.材料透射光譜曲線測(cè)定（實(shí)驗(yàn)原理）光線透過(guò)玻璃時(shí)將產(chǎn)生光吸收效應(yīng)，導(dǎo)致光能的降低。而光能損失的大小與波長(zhǎng)有關(guān)，即玻璃的光吸收具有選擇性。波長(zhǎng)與其透過(guò)率或光密度的關(guān)系曲線稱為透射光譜曲線一定波長(zhǎng)光通過(guò)空白窗口，其光強(qiáng)度為I0，而通過(guò)一定厚度的試樣，光強(qiáng)度下降為I，I/I0即為玻璃的透射率T 材料光學(xué)性能的測(cè)試2.材料透射光譜曲線測(cè)定（實(shí)驗(yàn)儀器）材料光學(xué)性能的測(cè)試2.材料透射光譜曲線測(cè)定（實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備）用測(cè)微計(jì)測(cè)量玻璃試樣各處厚度，取平均值為試樣平均厚

15、度d（mm）。再用擦鏡紙或酒精棉擦凈玻璃表面接通儀器電源，將試樣插入暗箱內(nèi)試樣座上，預(yù)熱20min后方可測(cè)試，測(cè)試波長(zhǎng)從380780nm，每各20nm測(cè)定一次 材料光學(xué)性能的測(cè)試2.材料透射光譜曲線測(cè)定（實(shí)驗(yàn)步驟）選擇所用的單色光波長(zhǎng)，打開(kāi)暗箱蓋，拉動(dòng)試樣座的調(diào)節(jié)桿，使光門(mén)對(duì)準(zhǔn)空白位置，撳調(diào)“0”按紐；合上暗箱蓋，撳調(diào)“100%”按紐，反復(fù)調(diào)節(jié)數(shù)次直至穩(wěn)定拉動(dòng)試樣座，使光門(mén)對(duì)準(zhǔn)待測(cè)樣品，每一試樣在相同波長(zhǎng)下重復(fù)測(cè)定兩次，取平均值改變波長(zhǎng)，重復(fù)上述步驟，記錄波長(zhǎng)和透過(guò)率T讀數(shù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束，關(guān)閉電源 材料光學(xué)性能的測(cè)試2.材料透射光譜曲線測(cè)定（數(shù)據(jù)處理）用Excel作圖制表。以透過(guò)率T對(duì)波長(zhǎng)作圖，再

16、將透過(guò)率換算成5mm厚度玻璃的透過(guò)率，并計(jì)算出不同波長(zhǎng)下玻璃的光吸收系數(shù)（1/mm），計(jì)算公式如下： R為玻璃的單面反射率，通常為4%d為玻璃的厚度(mm)材料光學(xué)性能的測(cè)試2.材料透射光譜曲線測(cè)定（注意事項(xiàng)）樣品制備要求厚度均勻，表面必須拋光，以免產(chǎn)生漫反射樣品必須垂直插入樣品座，以免增加表面反射率 拉動(dòng)試樣座必須小心，以免試樣傾倒材料光學(xué)性能的測(cè)試2.材料透射光譜曲線測(cè)定（實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備）用測(cè)微計(jì)測(cè)量玻璃試樣各處厚度，取平均值為試樣平均厚度d（mm）。再用擦鏡紙或酒精棉擦凈玻璃表面接通儀器電源，將試樣插入暗箱內(nèi)試樣座上，預(yù)熱20min后方可測(cè)試，測(cè)試波長(zhǎng)從380780nm，每各20nm測(cè)定一次

17、材料光學(xué)性能的測(cè)試2.材料透射光譜曲線測(cè)定（實(shí)驗(yàn)步驟）選擇所用的單色光波長(zhǎng)，打開(kāi)暗箱蓋，拉動(dòng)試樣座的調(diào)節(jié)桿，使光門(mén)對(duì)準(zhǔn)空白位置，撳調(diào)“0”按紐；合上暗箱蓋，撳調(diào)“100%”按紐，反復(fù)調(diào)節(jié)數(shù)次直至穩(wěn)定拉動(dòng)試樣座，使光門(mén)對(duì)準(zhǔn)待測(cè)樣品，每一試樣在相同波長(zhǎng)下重復(fù)測(cè)定兩次，取平均值改變波長(zhǎng)，重復(fù)上述步驟，記錄波長(zhǎng)和透過(guò)率T讀數(shù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束，關(guān)閉電源 材料光學(xué)性能的測(cè)試2.材料透射光譜曲線測(cè)定（數(shù)據(jù)處理）用Excel作圖制表。以透過(guò)率T對(duì)波長(zhǎng)作圖，再將透過(guò)率換算成5mm厚度玻璃的透過(guò)率，并計(jì)算出不同波長(zhǎng)下玻璃的光吸收系數(shù)（1/mm），計(jì)算公式如下： R為玻璃的單面反射率，通常為4%d為玻璃的厚度(mm)材料

18、光學(xué)性能的測(cè)試2.材料透射光譜曲線測(cè)定（注意事項(xiàng)）樣品制備要求厚度均勻，表面必須拋光，以免產(chǎn)生漫反射樣品必須垂直插入樣品座，以免增加表面反射率 拉動(dòng)試樣座必須小心，以免試樣傾倒材料光學(xué)性能的測(cè)試2.材料透射光譜曲線測(cè)定（預(yù)習(xí)題目）本實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的透過(guò)率，（ A ）忽略了反射部分A并未；B已經(jīng)測(cè)定兩片不同厚度的紅色玻璃的透射光譜曲線時(shí)兩條曲線吸收峰波長(zhǎng)的位置是（ A ）A一致的；B不一致的，因厚度不同；C無(wú)法比較兩條曲線在同一波長(zhǎng)的透射率（C）A不同；用公式不能換算的；B相同；C不同，用公式可以換算的材料光學(xué)性能的測(cè)試材料的電學(xué)性能測(cè)試體積電阻和表面電阻材料介電強(qiáng)度的測(cè)定 塑料耐電弧性測(cè)定材料介電

19、常數(shù)和介電損耗角正切測(cè)定每次實(shí)驗(yàn)人數(shù)：1430課時(shí)數(shù)：27分組：34人/組實(shí)驗(yàn)時(shí)間：1.5小時(shí)/次實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院材料電學(xué)性能的測(cè)試實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私獠牧想妼W(xué)性能的測(cè)試方法、常用設(shè)備了解電學(xué)測(cè)試中標(biāo)準(zhǔn)樣的制備學(xué)會(huì)材料電學(xué)性能測(cè)試常用儀器高阻計(jì)的基本操作材料電學(xué)性能的測(cè)試每次實(shí)驗(yàn)人數(shù)：1430課時(shí)數(shù)：27分組：34人/組實(shí)驗(yàn)時(shí)間：1.5小時(shí)/次實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院材料電學(xué)性能的測(cè)試實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私獠牧想妼W(xué)性能的測(cè)試方法、常用設(shè)備了解電學(xué)測(cè)試中標(biāo)準(zhǔn)樣的制備掌握材料電學(xué)性能測(cè)試常用儀器高阻計(jì)的基本操作了解材料的導(dǎo)電機(jī)理，以及影響材料電導(dǎo)的主要因素分析

20、影響測(cè)試結(jié)果的主要因素材料電學(xué)性能的測(cè)試實(shí)驗(yàn)原理儀器：ZC36型高阻計(jì)外觀圖材料電學(xué)性能的測(cè)試實(shí)驗(yàn)原理儀器結(jié)構(gòu)直流高壓測(cè)試電源放電測(cè)試裝置試樣及電極箱高阻抗直流放大器指示儀表電源材料電學(xué)性能的測(cè)試實(shí)驗(yàn)原理高阻計(jì)測(cè)量原理圖直流高壓測(cè)試電源UR0放大器材料電學(xué)性能的測(cè)試實(shí)驗(yàn)試樣及制備根據(jù)材料的不同要求，將試樣制成如圖所示形狀。材料電學(xué)性能的測(cè)試實(shí)驗(yàn)步驟1.使用前(1) 前面板上的各開(kāi)關(guān)位置：測(cè)試電壓開(kāi)關(guān)置于“10V”處。倍率開(kāi)關(guān)置于最低檔“放電-測(cè)試”開(kāi)關(guān)置于“放電”位置電源開(kāi)關(guān)置于“斷”位置輸入短路開(kāi)關(guān)置于“短路”位置極性開(kāi)關(guān)置于“0”位置材料電學(xué)性能的測(cè)試實(shí)驗(yàn)步驟(2) 檢查測(cè)試環(huán)境的溫度及濕

21、度應(yīng)在“202，6515%”允許范圍內(nèi)；(3) 檢查交流電壓是否為22010%；(4) 將儀器接地端用導(dǎo)線接好；(5) 將儀器接通電源，合上電源開(kāi)關(guān)，指示燈 亮，并有蜂鳴聲；(6) 接通電源預(yù)熱30min后，將極性開(kāi)關(guān)置于“+”；(7) 調(diào)零材料電學(xué)性能的測(cè)試實(shí)驗(yàn)步驟（1）采用三電極系統(tǒng)測(cè)試材料的體積電阻（Rv）和表面電阻(Rs)時(shí)可按下圖接線：接高壓端接低壓端被測(cè)試樣接高壓端接低壓端被測(cè)試樣測(cè)Rv測(cè)Rs材料電學(xué)性能的測(cè)試實(shí)驗(yàn)步驟（2）開(kāi)始測(cè)試測(cè)試短路開(kāi)關(guān)a)充電（500V）15s以上短路開(kāi)b)測(cè)試讀取1min時(shí)的數(shù)值測(cè)試開(kāi)c)放電30s以上短路關(guān)材料電學(xué)性能的測(cè)試實(shí)驗(yàn)步驟(3)將Rv或Rs讀

22、書(shū)平均值乘以倍率開(kāi)關(guān)所指示的 倍率及測(cè)試電壓所指的系數(shù)(5)結(jié)束時(shí)，先關(guān)閉總電源，取出試樣，并將面板 上各開(kāi)關(guān)恢復(fù)到測(cè)試前的位置。材料電學(xué)性能的測(cè)試數(shù)據(jù)處理（1）求體積系數(shù)v材料電學(xué)性能的測(cè)試數(shù)據(jù)處理(2)求表面電阻系數(shù)s材料電學(xué)性能的測(cè)試金屬材料的性能測(cè)試金屬材料的硬度試驗(yàn) 差熱分析測(cè)定金屬的熔點(diǎn)每次實(shí)驗(yàn)最多最少人數(shù)： 14-16課時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)分組人數(shù)：15人實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：必修1.金屬材料的硬度試驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)名稱）金屬材料的性能測(cè)試1.金屬材料的硬度試驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)?zāi)康模┝私饴迨嫌捕扔?jì)的工作原理、基本構(gòu)造與應(yīng)用范圍，掌握洛氏硬度計(jì)的操作方法。分析影響測(cè)試結(jié)果的主要因素分析影響材料硬度的主要因素金屬材料的性

23、能測(cè)試1.金屬材料的硬度試驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)原理）金屬的硬度可以認(rèn)為是金屬材料表面在接觸應(yīng)力作用下抵抗塑性變形的一種能力，硬度測(cè)量能夠給出金屬材料軟硬程度的數(shù)量概念。由于在金屬表面以下不同深處材料所承受的應(yīng)力和所發(fā)生的形變程度不同 ,因而硬度值可以綜合地反映壓痕附近局部體積內(nèi)金屬的彈性、微量塑變抗力、塑變強(qiáng)化能力以及大量形變抗力。硬度值越高，表明金屬抵抗塑性變形能力越大，材料產(chǎn)生塑性變形就越困難。另外，硬度與其他機(jī)械性能（如強(qiáng)度指標(biāo)及塑性指標(biāo)）之間有著一定的內(nèi)在聯(lián)系，所以從某種意義上說(shuō)硬度的大小對(duì)于機(jī)械零件或工具的使用性能及壽命具有決定性意義。硬度試驗(yàn)操作簡(jiǎn)便，對(duì)工件損傷小，可在零件上直接測(cè)定，故在生產(chǎn)

24、實(shí)踐中應(yīng)用很普遍. 硬度試驗(yàn)基本上可分為壓入法和刻劃法。對(duì)于以壓入法進(jìn)行的硬度試驗(yàn)，其硬度值是表示材料抵抗另一物體壓入其表面的能力，洛氏、布氏、維氏和顯微硬度都屬于壓入法硬度試驗(yàn)。金屬材料的性能測(cè)試洛氏硬度是以壓痕的深度來(lái)表示材料的硬度值。圖1為洛氏硬度試驗(yàn)原理圖。測(cè)試洛氏硬度時(shí)，用規(guī)定的壓頭，先后施加兩個(gè)載荷：預(yù)載荷F0和主載荷F1?？傒d荷F=F0+F1。圖1 洛氏硬度試驗(yàn)原理 1.洛氏硬度的測(cè)試原理（實(shí)驗(yàn)原理）金屬材料的性能測(cè)試圖1中，0-0位置為未加負(fù)荷時(shí)的壓頭位置；1-1位置為施加10kg預(yù)負(fù)荷后的位置，壓入深度為h1 ；2-2位置為加上主負(fù)荷后的位置，此時(shí)深度為h2 ；3-3位置為卸

25、除主負(fù)荷后由于彈性變形的恢復(fù)而使壓頭略微提高的位置， 此時(shí)壓頭的實(shí)際壓入深度為h3 。由主載荷引起的殘余壓入深度h= h3- h1 ，用此來(lái)衡量金屬硬度值的大小。若直接用h來(lái)表示硬度，則會(huì)出現(xiàn)硬的金屬硬度值小，而軟的金屬硬度值反而大的現(xiàn)象，不符常規(guī)。為了適應(yīng)人們認(rèn)為數(shù)值愈大硬度值愈高的習(xí)慣，人為規(guī)定，用一常數(shù)K減去h來(lái)表示硬度的大小，并規(guī)定每0.002mm為一個(gè)洛氏硬度單位。金屬材料的性能測(cè)試1.金屬材料的硬度試驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)原理）因此，洛氏硬度值的計(jì)算公式可寫(xiě)成：HR=式中h1預(yù)加載荷壓入試樣的深度（mm）；h3卸除主載荷后壓入試樣的深度（mm）；K常數(shù)；A和C標(biāo)尺K=0.2mm,B標(biāo)尺K=0.2

26、6mm因此洛氏硬度值的計(jì)算公式還可寫(xiě)成： 1.金屬材料的硬度試驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)原理）金屬材料的性能測(cè)試 HRC(或HRA)=100 HRB=130HRB=130 試驗(yàn)時(shí)，可選用不同的壓頭和不同的主負(fù)荷，洛氏硬度標(biāo)尺也隨之變化。 表1為各種洛氏硬度值的符號(hào)、試驗(yàn)條件與應(yīng)用。1.金屬材料的硬度試驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)原理）金屬材料的性能測(cè)試表度符號(hào)壓頭總載荷/N表盤(pán)刻度顏色常用硬度范圍應(yīng)用舉例HRA金剛石圓錐5884黑線7085碳化物、硬質(zhì)合金HRB（1/16）鋼球9807紅線25100軟鋼、退火鋼、銅合金等HRC金剛石圓錐1471黑線2067淬火鋼、調(diào)質(zhì)鋼等表1各種洛氏硬度值的符號(hào)、試驗(yàn)條件與應(yīng)用洛氏硬度計(jì)HR-150A如圖2。 1讀數(shù)百分表 2壓頭 3 載物臺(tái) 4升降絲杠手輪 5加載手柄 6卸載手柄 圖2洛氏硬度計(jì)HR-150A金屬材料的性能測(cè)試1.金屬材料的硬度試驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)儀器）1.金屬材料的硬度試驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備） 預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)有關(guān)內(nèi)容，準(zhǔn)備好金屬硬度試樣。金屬材料的性能測(cè)試1.金屬材料的硬度試驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)步驟）將試樣穩(wěn)妥地放在測(cè)試機(jī)的載物臺(tái)上，使測(cè)試時(shí)不致移動(dòng)和搖晃試樣測(cè)試面必須在垂直于壓頭軸心的平面