材料现代分析方法实验指导书

1、实验一：显微镜的操作与金相组织观察一、实验目的：1. 了解掌握普通光学金相显微镜基本原理。2. 掌握普通光学金相显微镜基本操作。3. 分辨已制备好的标准试祥组织。二、实验设备及材料：1. 台式金相显微镜；2. 已制备好的标准试祥。三、实验内容：1. 掌握金相显微镜的使用方法。2. 观察标准试样的组织，调整粗调及微调手轮，掌握显微镜的聚焦方法3. 分别调整视场光栏和孔径光栏，观察其对显微镜分辨率的影响规律。4. 调整物镜与目镜的匹配，理解有效放大倍数。5. 分别用100X及400X观察标准试祥组织，并描绘示意图。四、实验报告要求：1. 实验目的2. 实验设备及材料3. 实验内容4. 讨论(1)

2、简述金相显微镜的放大原理。(2) 简述影响显微镜成像质量的因素有哪些。(3) 如何提高显微镜的分辨率。(4) 画出观察组织的示意图。示意图按统一规格画，并用箭头标明各组织编号:组织:材料：放大倍数:实验二：金相试样制备技术一、实验目的：1. 了解试样的制备原理，熟悉制备过程。2. 初步掌握显微试样的制备方法。二、实验设备及材料： 砂轮机、抛光机、加工好的碳钢试样、砂纸、抛光膏、无水乙醇、浓硝酸。三、实验内容1. 每人制备一块碳钢的金相显微试样，按照下面步骤：砂轮机粗磨T砂纸从粗到细磨制f机械抛光f化学腐蚀。2. 观察金相制备试样，分析所制备试样存在的缺陷。四、实验报告要求：1. 实验目的2.

3、实验设备及材料3. 实验内容4. 讨论（1）简述金相试样的制备原理和过程。（2）分析试样制备过程中出现缺陷的原因， 结合自己试样中的缺陷讨论如何制备出高质 量的显微试样实验三：金相显微摄影及图像分析、实验目的：1. 掌握 Olympus GX51 金相显微镜的使用。2. 掌握数码显微摄影技术，学会数码显微摄影方法。3. 学会使用 DT2000 金相图像分析系统进行图像分析。二、实验设备及材料：1. Olympus GX51 金相显微镜；2. DT2000 金相图像分析系统；3. 已制备好的标准试祥。三、实验内容：1. 每人用已制备好的标准试祥拍摄不同倍数的两张数码显微组织照片，了解不同放大倍

4、数、光圈、滤色片、数码相机参数选择等因素对拍摄照片的影响。2. 学会显微摄影放大倍数的标定方法，并在照片上进行标定。3. 掌握数码照片的修饰方法。四、实验报告要求：1. 实验目的2. 实验设备及材料3. 实验内容4. 讨论（1）简述拍摄显微照片的过程及注意事项。（2）附上两张自己拍摄的显微组织照片并附上标尺和放大倍数。实验四： X 射线衍射物相定性分析一、实验目的：1. 了解 X 射线衍射仪的结构与使用。2. 熟悉 X 射线衍射物相定性分析的原理和实验方法3. 掌握X射线衍射分析软件Jade的基本操作。二、实验设备及材料：1. 德国布鲁克D8 Advanee X-射线衍射仪；2. Jade6.

5、0 软件；三、实验内容：利用Jade6.0软件通过图形对比方式检索样品中购物相，PDF卡片检索的步骤包括：1. 给出检索条件。检索条件主要包括检索子库、样品中可能存在的元素等。2. 计算机按照给定的检索条件对衍射线位置（角度）和强度进行匹配，计算匹配品质因数（FOM ）。匹配品质因数的定义为：完全匹配时，FOM = 0,完全不匹配时，FOM = 100。将匹配品质因数最小的前 100 种物相列出一个表。3. 操作者观察列表中各种物相 （ PDF 卡片） 与实测 X 射线谱的匹配情况作出判断。 检定 出一定存在的物相。四、实验报告要求：1. 实验目的2. 实验设备及材料3. 实验内容4. 讨论（

6、1）简述采用Jade6.0软件进行物相鉴定的步骤。（ 2）说明物相鉴定的依据，多相样品的物相定性分析中存在哪些困难。实验五：扫描电镜表面形貌观察一、实验目的：1 了解扫描电子显微镜的基本工作原理，初步学习FEI Inspect S50扫描电镜的操作方法; 2通过对不同断口形貌的分析，掌握扫描电镜分析断口形貌的方法。二、实验设备及材料：1. FEI Inspect S50型扫描电子显微镜； 2多种不向断裂机理下断裂的拉伸冲击试样。三、实验内容：1 .用扫描电子显微镜进行断口形貌像观察；2. 对不同断口形貌像进行观察，初步进行断裂机理的分析。具体步骤：（1）试样准备。要求断口保存得尽量完整、特征原

7、始，尽量不产生二次损伤。对断口上 附着的腐蚀介质或污染物，还需进行适当情理。当失效件体积太大时，还需分解或切割。（2）断口形貌观察。将准备好的样品用导电胶粘在样品座上，抽真空，观察断口形貌。 断口形貌观察一般遵循以下基本原则：（1）对断口做低倍观察，全面了解和掌握断口的整体形貌和特征，确定重点观察部位。（ 2）找出断裂起始区，并对断裂源区进行重点分析。（3）对断裂过程不同阶段的形貌特征逐一进行观察，找出它们的共性与个性。（4）断裂特征的识别。发现、识别和表征断裂形貌特征是断口分析的关键。在观察未知 断口时，往往是和已知的断裂形貌加以比较来进行识别。（5）扫描电子显微镜断口照片的获得， 一般一个

8、断口的观察结果要用如下几部分的照片 来表述：断门的全貌照片、断裂源区照片和扩展区、瞬断区的照片。（6）结合断口的宏观分析确定断裂起源和扩展方向，最终确定断裂机理。四、实验报告要求：1. 实验目的2. 实验设备及材料3. 实验内容4. 讨论（1）给出某个断口形貌从低倍到高倍的系列图像。2）给出不同断裂机理断口形貌的图像，并对它们进行适当的比较分析实验六：扫描电镜的背散射电子像观察一、实验目的：1 掌握扫描电镜成分衬度像一一背散射电子像（BSED）的原理、特点及其在材料研究 中的应用；2利用FEI Inspect S50型扫描电子显微镜，观察分析样品的背散射电子像。二、实验设备及材料：1. FEI

9、 Inspect S50型扫描电子显微镜； 2含多种化学成分的金属试样和深浸蚀后的金属试样。三、实验内容：1. 用扫描电子显微镜进行背散射电子像观察；2. 金相样品深浸蚀后的高倍组织观察。四、实验报告要求：1. 实验目的2. 实验设备及材料3. 实验内容4. 讨论（ 1）说明扫描电镜成分衬度像背散射电子像的特点，与二次电子像的异同。（ 2）说明扫描电镜在金相组织分析中的特点及应用。实验七：能谱仪元素分析、实验目的：1了解能谱仪的基本工作原理，学习能谱仪的操作方法； 2对块状试样微区进行能谱定性、 定量分析，获得有关试样所含元素种类、 浓度的数据二、实验设备及材料：1OXFORD X-act/I

10、NCA150 型能谱仪； 2含多种化学成分的块状金属试样。三、实验内容： 1对块状试样微区进行点扫描定量分析，获得所含元素种类、浓度的数据。 2对块状试样微区进行线扫描和面扫描，获得元素的线分布和面分布的定性分析结果。四、实验报告要求：1. 实验目的2. 实验设备及材料3. 实验内容4. 讨论 （1）简要说明能谱仪的定性分析和定量分析的原理。（2）简述块状样品进行能谱定性和定量分析时都要扣除哪些因素的干扰。实验八：光谱仪元素分析、实验目的：1了解光谱仪的基本工作原理，学习光谱仪的操作方法；2对块状试样进行光谱定量分析，获得有关试样所含元素种类、浓度的数据。二、实验设备及材料：1牛津 PMI-MASTER PRO 移动式火花直读光谱仪；2块状金属试样。三、实验内容：1掌握 PMI-M