华东理工大学材料科学与工程学院

1、华东理工大学材料科学与工程学院材料概论实验材料概论实验宋宋 鹂鹂 王以群王以群 候凤珍候凤珍汪济奎汪济奎 章圣苗章圣苗 赵祖欣赵祖欣华东理工大学材料科学与工程学院实验目录实验目录l材料的力学性能测试l材料的热学性能测试l材料的光学性能测试l材料的电学性能测试l金属材料的性能测试华东理工大学材料科学与工程学院材料的力学性能测试材料的力学性能测试1.材料（材料（塑料塑料）拉伸强度测定）拉伸强度测定2.材料材料（塑料）塑料）压缩强度测定压缩强度测定 3.材料弯曲强度测定材料弯曲强度测定4.材料冲击性能测定材料冲击性能测定华东理工大学材料科学与工程学院3.材料材料弯曲强度测定（实验目的）强度测定（实验

2、目的）l了解材料抗弯强度测定原理，并掌握其测了解材料抗弯强度测定原理，并掌握其测定方法定方法l分析影响测试结果的主要因素分析影响测试结果的主要因素l分析影响材料抗弯强度的主要因素分析影响材料抗弯强度的主要因素华东理工大学材料科学与工程学院3.材料材料弯曲强度测定（实验原理）强度测定（实验原理）l材料的机械强度指材料在断裂时所能承受的最大的应力值材料的机械强度指材料在断裂时所能承受的最大的应力值l材料的抗弯强度可采用三点式或四点式方法测定（见图材料的抗弯强度可采用三点式或四点式方法测定（见图a,ba,b） 华东理工大学材料科学与工程学院3.材料材料弯曲强度测定（实验仪器）强度测定（实验仪器）万能

3、材料试验机万能材料试验机华东理工大学材料科学与工程学院3.材料材料弯曲强度测定（实验准备）强度测定（实验准备）l棒状试样长度须比支承边距长出棒状试样长度须比支承边距长出12.7mm，可以可以是直径任意（不小于是直径任意（不小于4.8mm），），长与直径之比大长与直径之比大于于 1 0 1 的 圆 棒 ， 也 可 以 是 宽的 圆 棒 ， 也 可 以 是 宽 / 厚 比 为厚 比 为21101，最小宽度不小于，最小宽度不小于9.5mm的矩形条的矩形条l棒状试样可通过挑料拉制或块料切割、研磨的方棒状试样可通过挑料拉制或块料切割、研磨的方法制得法制得华东理工大学材料科学与工程学院3.材料材料弯曲强度

4、测定（实验步骤）强度测定（实验步骤）l小心把试样放在试样夹具中，并保证安放位置正直。试样夹具支承小心把试样放在试样夹具中，并保证安放位置正直。试样夹具支承边的间隔为边的间隔为200mm，与负载边的中心位置相隔与负载边的中心位置相隔100mml试样上初始负载产生的最大应力不应大于断裂强度的试样上初始负载产生的最大应力不应大于断裂强度的25%l加载速度确定。对于退火玻璃，其加载速度应与最大应力的增加速加载速度确定。对于退火玻璃，其加载速度应与最大应力的增加速度相适应（度相适应（1.10.2Mpa/s）。）。对于钢化或微晶玻璃，每分钟最大对于钢化或微晶玻璃，每分钟最大应力的增量应为断裂强度的应力的增

5、量应为断裂强度的80120%。可先用。可先用20%的试样，估算其的试样，估算其断裂强度，计算出加荷速度，并按此测定，然后取这批试样的平均断裂强度，计算出加荷速度，并按此测定，然后取这批试样的平均值来校正估算值值来校正估算值l为了防止碎片飞溅，可用塑料或其它胶布覆盖在试样的加压面上为了防止碎片飞溅，可用塑料或其它胶布覆盖在试样的加压面上l开动试验机，以一恒定速度对试样加载，直至试样断裂开动试验机，以一恒定速度对试样加载，直至试样断裂l观察断裂点的位置，注意是在边部还是在原压力点的表面上观察断裂点的位置，注意是在边部还是在原压力点的表面上 华东理工大学材料科学与工程学院3.材料材料弯曲强度测定（数

6、据处理）强度测定（数据处理）实验数据记录和结果计算：实验数据记录和结果计算：矩形断面试样抗弯强度和最大应力增加速度：矩形断面试样抗弯强度和最大应力增加速度：S = 3La/bdS = 3La/bd2 2；R = (3a/bdR = (3a/bd2 2).(L/t).(L/t)椭圆椭圆断面试样抗弯强度和最大应力增加速度：断面试样抗弯强度和最大应力增加速度：S = 5.09La/bdS = 5.09La/bd2 2 ；R = (5.09a/bdR = (5.09a/bd2 2).(L/t) ).(L/t) 试样试样编号编号试样尺寸试样尺寸力矩臂力矩臂a (mm)断裂负荷断裂负荷L (MPa)载荷时

7、间载荷时间t (s)负荷增加负荷增加速度速度L/L/t t(Mpa.s.s-1-1) )抗弯强度抗弯强度S (MPa)宽度宽度b (mm)厚度厚度d (mm) 华东理工大学材料科学与工程学院3.材料材料弯曲强度测定（注意事项）强度测定（注意事项）l为了消除试样边缘破损对测试结果的影响，矩形试为了消除试样边缘破损对测试结果的影响，矩形试样边缘适当倒角，倒角半径越小越好样边缘适当倒角，倒角半径越小越好l试样棒最好为试样棒最好为30根以上根以上 l试样须经过良好的退火，以消除玻璃中的残余应力试样须经过良好的退火，以消除玻璃中的残余应力l试样须经过严格的检查，保证没有各类缺陷试样须经过严格的检查，保证

8、没有各类缺陷华东理工大学材料科学与工程学院3.材料材料弯曲强度测定（预习题目）强度测定（预习题目）l确定玻璃的抗弯强度应该测定（确定玻璃的抗弯强度应该测定（C）试样试样A15根；根；B510根；根；C1030根根l抗弯强度采用三点式和四点式测定方法主要区别为（抗弯强度采用三点式和四点式测定方法主要区别为（A）A三点式存在剪切应力；三点式存在剪切应力；B四点式存在剪切应力四点式存在剪切应力l对负荷增加速度提出要求是为了（对负荷增加速度提出要求是为了（B）A消除受力方向的影响；消除受力方向的影响；B消除受力贯性的影响消除受力贯性的影响华东理工大学材料科学与工程学院材料的热学性能测试材料的热学性能测

9、试1.材料材料热膨胀系数的测定热膨胀系数的测定2.材料材料导热系数的测定方法和装置导热系数的测定方法和装置 3.材料导温系数的材料导温系数的测定方法和装置测定方法和装置4.材料比热材料比热的的测定方法和装置测定方法和装置华东理工大学材料科学与工程学院l掌握熔石英膨胀仪测定玻璃膨胀系数的基本掌握熔石英膨胀仪测定玻璃膨胀系数的基本原理和过程。原理和过程。l学习根据膨胀曲线确定玻璃特征温度的方法。学习根据膨胀曲线确定玻璃特征温度的方法。l了解影响测定结果的主要因素。了解影响测定结果的主要因素。l懂得膨胀系数对材料评价的重要性。懂得膨胀系数对材料评价的重要性。 1.材料热膨胀系数的测定（实验目的）材料

10、热膨胀系数的测定（实验目的）华东理工大学材料科学与工程学院1.材料热膨胀系数的测定（实验原理）材料热膨胀系数的测定（实验原理） 材料的热膨胀性能与其材料的热膨胀性能与其组成、结构及热历史有关。当组成、结构及热历史有关。当安装在熔石英膨胀支架上样品安装在熔石英膨胀支架上样品受热时，长度会发生变化，通受热时，长度会发生变化，通过伸长测量机构测得其伸长量，过伸长测量机构测得其伸长量，便可计算一定温度范围内材料便可计算一定温度范围内材料的线平均膨胀系数，还可确定的线平均膨胀系数，还可确定玻璃材料的转变温度玻璃材料的转变温度Tg和软化和软化温度温度Tf。 典型的玻璃膨胀曲线典型的玻璃膨胀曲线华东理工大学

11、材料科学与工程学院1.材料热膨胀系数的测定（实验仪器）材料热膨胀系数的测定（实验仪器）1.待测样品；待测样品；2.电炉；电炉；3.热电偶；热电偶；4.熔石英膨胀管（熔石英膨胀管（K=5.710-7/）；）；5.千分表；千分表；6千分表托架；千分表托架；7.小车；小车；8.小车手柄；小车手柄；9.导轨导轨 华东理工大学材料科学与工程学院1.材料热膨胀系数的测定（实验准备）材料热膨胀系数的测定（实验准备） 准备试样，应具有合乎要求的材质与尺寸，试样长度为准备试样，应具有合乎要求的材质与尺寸，试样长度为50mm，直径为直径为35mm，两端面平行。两端面平行。l用游标卡尺量取试样长度，精度为用游标卡尺

12、量取试样长度，精度为0.02mm，测量时转动测量时转动试棒，三次取平均值。试棒，三次取平均值。l将试样放入样品槽内，将石英膨胀管推入炉中，并使试将试样放入样品槽内，将石英膨胀管推入炉中，并使试样处于电炉中部。样处于电炉中部。l插入热电偶，热端固定在试样中部，冷端导线接入温度插入热电偶，热端固定在试样中部，冷端导线接入温度程序控制仪的测温端。注意正负极。程序控制仪的测温端。注意正负极。l千分表装入托架，使其顶针与金属连动棒适当接触，轻千分表装入托架，使其顶针与金属连动棒适当接触，轻轻敲击台面，使指针稳定。轻敲击台面，使指针稳定。华东理工大学材料科学与工程学院1.材料热膨胀系数的测定（实验步骤）材

13、料热膨胀系数的测定（实验步骤）l接通电源，打开温控仪，设定温控仪升温程序，升温速度接通电源，打开温控仪，设定温控仪升温程序，升温速度控制在控制在35/min，30以下升温速度控制在以下升温速度控制在2 3/min。l记录下室温和千分表初始数读（通常调节记录下室温和千分表初始数读（通常调节L0=0），），启动启动（Run）温控程序开始升温。对于金属样品每升高或降低温控程序开始升温。对于金属样品每升高或降低10记录一次温度记录一次温度T及千分表读数及千分表读数Lt（样品伸长量样品伸长量L=Lt- L0）；）；对于玻璃样品在对于玻璃样品在Tg以下每上升以下每上升10记录一次温度记录一次温度T及千分表

14、读数及千分表读数Lt，Tg以上每以上每5记录一次，当发现千分表记录一次，当发现千分表指针倒转，再测两点后停止（指针倒转，再测两点后停止（Stop）温控程序。温控程序。l关闭温控仪开关和电源，样品在炉膛内随炉冷却。关闭温控仪开关和电源，样品在炉膛内随炉冷却。 华东理工大学材料科学与工程学院1.材料热膨胀系数的测定（数据处理）材料热膨胀系数的测定（数据处理）（1 1）根据实验所得数据，以）根据实验所得数据，以 L/LL/L0 0对对T作图，得试样的膨胀曲作图，得试样的膨胀曲线线. .确定玻璃样品的确定玻璃样品的Tg和和Tf温度温度，并按公式计算样品，并按公式计算样品3030 300300以及以及3

15、00300400400的平均线膨胀系数。根据的平均线膨胀系数。根据 L/LL/L0 0T膨胀膨胀曲线，计算金属样品在升温（曲线，计算金属样品在升温（3030230230）和降温过程）和降温过程（220220100100）的的平均线膨胀系数，并加以比较说明；平均线膨胀系数，并加以比较说明； KTLL 1华东理工大学材料科学与工程学院1.材料热膨胀系数的测定（注意事项）材料热膨胀系数的测定（注意事项）l玻璃试样必须经过良好退火，以保证膨胀曲线玻璃试样必须经过良好退火，以保证膨胀曲线具有很好的重复性。具有很好的重复性。l玻璃棒放入炉中，长度方向的温差须小于玻璃棒放入炉中，长度方向的温差须小于22，以

16、保证受热均匀。，以保证受热均匀。l玻璃与连接杆，连接杆与千分表之间必须保持玻璃与连接杆，连接杆与千分表之间必须保持良好地接触，以免因振动改变伸长读数。良好地接触，以免因振动改变伸长读数。华东理工大学材料科学与工程学院1.材料热膨胀系数的测定（预习题目）材料热膨胀系数的测定（预习题目）l对膨胀系数测定结果有较大影响的是升温（对膨胀系数测定结果有较大影响的是升温（ ）A速度；速度；B范围范围l实验用膨胀头应采用（实验用膨胀头应采用（A）A熔融石英玻璃；熔融石英玻璃；B与试样膨胀系数相近的玻璃与试样膨胀系数相近的玻璃l组成相同的淬火玻璃与退火玻璃，在组成相同的淬火玻璃与退火玻璃，在Tg温度以下温度以

17、下l退退（B）淬淬 千分表读数（千分表读数（B）试样的实际膨胀值试样的实际膨胀值 A；B；C A；B；Cl测量热膨胀的试样（测量热膨胀的试样（ ）经过良好的退火）经过良好的退火A必须；必须；B不须不须华东理工大学材料科学与工程学院材料的光学性能测试材料的光学性能测试1.材料折射率和色散测定材料折射率和色散测定2.材料透射光谱曲线测定材料透射光谱曲线测定华东理工大学材料科学与工程学院1.材料折射率和色散测定（实验目的）材料折射率和色散测定（实验目的）l了解光在玻璃中发生折射和色散的原理了解光在玻璃中发生折射和色散的原理l掌握掌握V棱镜折射仪测定玻璃折射率和色散系棱镜折射仪测定玻璃折射率和色散系数

18、的方法数的方法l分析影响测定结果的主要因素分析影响测定结果的主要因素l了解折射率和色散系数对光学玻璃重要性了解折射率和色散系数对光学玻璃重要性 华东理工大学材料科学与工程学院1.材料折射率和色散测定（实验原理）材料折射率和色散测定（实验原理）l由于光线在空气中传播的速度与在玻璃中传播的速度由于光线在空气中传播的速度与在玻璃中传播的速度不同，所以在它们的界面处光的传播方向会发生变化，不同，所以在它们的界面处光的传播方向会发生变化，称为光的折射。折射率随入射光波长的增大而减小形称为光的折射。折射率随入射光波长的增大而减小形成光的色散成光的色散l当某一单色平行光垂直入射当某一单色平行光垂直入射V棱镜

19、，经棱镜，经V棱镜和样品的棱镜和样品的多次折射后产生光线偏折，通过测定偏折角可计算玻多次折射后产生光线偏折，通过测定偏折角可计算玻璃试样的折射率璃试样的折射率华东理工大学材料科学与工程学院1.材料折射率和色散测定（实验仪器）材料折射率和色散测定（实验仪器） 1.1.光源；光源；2 2聚光镜；聚光镜；3.3.滤滤色镜；色镜；4.4.平行光管分划板；平行光管分划板；5.5.平行光管分划板上的透光狭缝平行光管分划板上的透光狭缝( (中心有一根单丝中心有一根单丝) )；6.6.平行光平行光管；管；7.V7.V棱镜；棱镜；8.8.样品；样品；9.9.转向转向棱镜；棱镜；10.10.望远镜；望远镜；11.

20、11.望远镜望远镜分划板；分划板；12.12.望远镜瞄准目镜；望远镜瞄准目镜；13.13.度盘读数目镜；度盘读数目镜；14.14.度盘视度盘视准分划板；准分划板；15.15.金属度盘；金属度盘；16.16.测微手轮；测微手轮；17.17.刹车手轮；刹车手轮；18.18.微动手轮；微动手轮；19.19.读数照明开关；读数照明开关；20.20.读数照明灯读数照明灯 V V棱镜棱镜 折射仪折射仪1 1华东理工大学材料科学与工程学院1.材料折射率和色散测定（实验准备）材料折射率和色散测定（实验准备）l选择没有结石、条纹的玻璃样品，加工成边长大于选择没有结石、条纹的玻璃样品，加工成边长大于10mm10m

21、m的直角棱镜，直角精度为的直角棱镜，直角精度为90 1，两直角面，两直角面须经过细磨或抛光须经过细磨或抛光 l配制与样品折射率相近的浸油，折射率差值应小于配制与样品折射率相近的浸油，折射率差值应小于0.02l选择合适的选择合适的V块和零块，折射率与样品的差值小于块和零块，折射率与样品的差值小于0.2华东理工大学材料科学与工程学院1.材料折射率和色散测定（实验步骤）材料折射率和色散测定（实验步骤）l打开光源和读数系统照明开关，选择合适的滤色片套入平行光管打开光源和读数系统照明开关，选择合适的滤色片套入平行光管l将将V V块放在托架上，旋紧底部螺杆，用酒精棉球擦净块放在托架上，旋紧底部螺杆，用酒精

22、棉球擦净V V块及零块，块及零块，并在并在V V槽内滴入少许浸油，然后将零块放入槽内滴入少许浸油，然后将零块放入V V槽内，排除气泡槽内，排除气泡l放松刹车手轮，转动望远镜筒，在瞄准目镜中找狭缝单丝像，锁放松刹车手轮，转动望远镜筒，在瞄准目镜中找狭缝单丝像，锁紧刹车手轮，转动微动手轮，使单丝平分双分线（见上图左）。紧刹车手轮，转动微动手轮，使单丝平分双分线（见上图左）。l观察读数目镜，转动测微手轮，至瞄准窗内一组或两组单线平分观察读数目镜，转动测微手轮，至瞄准窗内一组或两组单线平分双分线后，方可读数。读数示例见上图右。若读数不为双分线后，方可读数。读数示例见上图右。若读数不为0 00.000.

23、00，请记下该初始读数请记下该初始读数0 0l取待测样品，用酒精棉球擦干净，重复以上测试步聚并读取偏折取待测样品，用酒精棉球擦干净，重复以上测试步聚并读取偏折角角 243.45 华东理工大学材料科学与工程学院1.材料折射率和色散测定（数据处理）材料折射率和色散测定（数据处理）l折射率折射率n与与色散系数色散系数按按以下公式计算：以下公式计算：22020sinsinnnn样品编号样品编号 光谱谱线光谱谱线DFCe偏折角偏折角（0 0校正后）校正后） CFDnnn1华东理工大学材料科学与工程学院1.材料折射率和色散测定（注意事项）材料折射率和色散测定（注意事项）l在测定不同样品时，样品和棱镜在测定

24、不同样品时，样品和棱镜V槽内的浸油要擦洗干槽内的浸油要擦洗干净，以免影响测定结果净，以免影响测定结果l浸油可以排除样品与棱镜间的空气，但浸油量不可过浸油可以排除样品与棱镜间的空气，但浸油量不可过多，以免影响单丝成像的清晰度多，以免影响单丝成像的清晰度l零块与零块与V V块折射率相同，入射光在它们界面上不会发生块折射率相同，入射光在它们界面上不会发生折射，所以初始偏折角应为零，若偏离零位可采用机折射，所以初始偏折角应为零，若偏离零位可采用机械调零方法，也可采用初始数校正的方法械调零方法，也可采用初始数校正的方法华东理工大学材料科学与工程学院1.材料折射率和色散测定（预习题目）材料折射率和色散测定

25、（预习题目）l试样的直角精度对测试结果（试样的直角精度对测试结果（ B ）影响影响A无；无；B有有l测定折射率所用光源为汞灯和钠灯，试比较测定折射率所用光源为汞灯和钠灯，试比较ND（B）Ne 零点调整与光源是否有关（零点调整与光源是否有关（ B） A；B；C A有关；有关；B无关无关l玻璃的不同品种应使用（玻璃的不同品种应使用（B）的）的V块及浸油块及浸油A相应；相应；B相同相同l浸油的折射率应与（浸油的折射率应与（A）的折射率相近的折射率相近A样品样品 BV块块华东理工大学材料科学与工程学院1.材料折射率和色散测定（实验目的）材料折射率和色散测定（实验目的）l了解了解722分光光度计的工作原

26、理分光光度计的工作原理l掌握玻璃透过率测定方法，以及影响测试结果掌握玻璃透过率测定方法，以及影响测试结果的主要因素的主要因素l学会通过透射光谱曲线，判断玻璃着色特性和学会通过透射光谱曲线，判断玻璃着色特性和机理机理l 掌握玻璃光吸收系数的定义和计算方法掌握玻璃光吸收系数的定义和计算方法华东理工大学材料科学与工程学院2.材料透射光谱曲线测定（实验原理）材料透射光谱曲线测定（实验原理）l光线透过玻璃时将产生光吸收效应，导致光能的降低。光线透过玻璃时将产生光吸收效应，导致光能的降低。而光能损失的大小与波长有关，即玻璃的光吸收具有而光能损失的大小与波长有关，即玻璃的光吸收具有选择性。波长与其透过率或光

27、密度的关系曲线称为透选择性。波长与其透过率或光密度的关系曲线称为透射光谱曲线射光谱曲线l一定波长一定波长光通过空白窗口，其光强度为光通过空白窗口，其光强度为I I0 0，而通过一而通过一定厚度的试样，光强度下降为定厚度的试样，光强度下降为I I，I/II/I0 0即为玻璃的透射即为玻璃的透射率率T T 华东理工大学材料科学与工程学院2.材料透射光谱曲线测定（实验仪器）材料透射光谱曲线测定（实验仪器）华东理工大学材料科学与工程学院2.材料透射光谱曲线测定（实验准备）材料透射光谱曲线测定（实验准备）l用测微计测量玻璃试样各处厚度，取平均值为试样用测微计测量玻璃试样各处厚度，取平均值为试样平均厚度平

28、均厚度d（mm）。）。再用擦镜纸或酒精棉擦净玻璃再用擦镜纸或酒精棉擦净玻璃表面表面l接通仪器电源，将试样插入暗箱内试样座上，预热接通仪器电源，将试样插入暗箱内试样座上，预热20min后方可测试，测试波长从后方可测试，测试波长从380780nm，每各每各20nm测定一次测定一次 华东理工大学材料科学与工程学院2.材料透射光谱曲线测定（实验步骤）材料透射光谱曲线测定（实验步骤）l选择所用的单色光波长，打开暗箱盖，拉动试样座的调选择所用的单色光波长，打开暗箱盖，拉动试样座的调节杆，使光门对准空白位置，揿调节杆，使光门对准空白位置，揿调“0”按纽；合上暗按纽；合上暗箱盖，揿调箱盖，揿调“100%”按纽

29、，反复调节数次直至稳定按纽，反复调节数次直至稳定l拉动试样座，使光门对准待测样品，每一试样在相同波拉动试样座，使光门对准待测样品，每一试样在相同波长下重复测定两次，取平均值长下重复测定两次，取平均值l改变波长，重复改变波长，重复上述步骤上述步骤，记录波长，记录波长和透过率和透过率T读数，读数，实验结束，关闭电源实验结束，关闭电源 华东理工大学材料科学与工程学院2.材料透射光谱曲线测定（数据处理）材料透射光谱曲线测定（数据处理）l用用Excel作图制表。以透过率作图制表。以透过率T对波长对波长 作图，再将透作图，再将透过率换算成过率换算成5mm厚度玻璃的透过率，并计算出不同波厚度玻璃的透过率，并

30、计算出不同波长下玻璃的光吸收系数长下玻璃的光吸收系数（1/mm），），计算公式如下：计算公式如下： deRT 21lR为玻璃的单面反射率，通常为为玻璃的单面反射率，通常为4%ld为玻璃的厚度为玻璃的厚度(mm)华东理工大学材料科学与工程学院2.材料透射光谱曲线测定（注意事项）材料透射光谱曲线测定（注意事项）l样品制备要求厚度均匀，表面必须抛光，以免产样品制备要求厚度均匀，表面必须抛光，以免产生漫反射生漫反射l样品必须垂直插入样品座，以免增加表面反射率样品必须垂直插入样品座，以免增加表面反射率l 拉动试样座必须小心，以免试样倾倒拉动试样座必须小心，以免试样倾倒华东理工大学材料科学与工程学院2.材

31、料透射光谱曲线测定（实验准备）材料透射光谱曲线测定（实验准备）l用测微计测量玻璃试样各处厚度，取平均值为试样用测微计测量玻璃试样各处厚度，取平均值为试样平均厚度平均厚度d（mm）。）。再用擦镜纸或酒精棉擦净玻璃再用擦镜纸或酒精棉擦净玻璃表面表面l接通仪器电源，将试样插入暗箱内试样座上，预热接通仪器电源，将试样插入暗箱内试样座上，预热20min后方可测试，测试波长从后方可测试，测试波长从380780nm，每各每各20nm测定一次测定一次 华东理工大学材料科学与工程学院2.材料透射光谱曲线测定（实验步骤）材料透射光谱曲线测定（实验步骤）l选择所用的单色光波长，打开暗箱盖，拉动试样座的调选择所用的单

32、色光波长，打开暗箱盖，拉动试样座的调节杆，使光门对准空白位置，揿调节杆，使光门对准空白位置，揿调“0”按纽；合上暗按纽；合上暗箱盖，揿调箱盖，揿调“100%”按纽，反复调节数次直至稳定按纽，反复调节数次直至稳定l拉动试样座，使光门对准待测样品，每一试样在相同波拉动试样座，使光门对准待测样品，每一试样在相同波长下重复测定两次，取平均值长下重复测定两次，取平均值l改变波长，重复改变波长，重复上述步骤上述步骤，记录波长，记录波长和透过率和透过率T读数，读数，实验结束，关闭电源实验结束，关闭电源 华东理工大学材料科学与工程学院2.材料透射光谱曲线测定（数据处理）材料透射光谱曲线测定（数据处理）l用用E

33、xcel作图制表。以透过率作图制表。以透过率T对波长对波长 作图，再将透作图，再将透过率换算成过率换算成5mm厚度玻璃的透过率，并计算出不同波厚度玻璃的透过率，并计算出不同波长下玻璃的光吸收系数长下玻璃的光吸收系数（1/mm），），计算公式如下：计算公式如下： deRT 21lR为玻璃的单面反射率，通常为为玻璃的单面反射率，通常为4%ld为玻璃的厚度为玻璃的厚度(mm)华东理工大学材料科学与工程学院2.材料透射光谱曲线测定（注意事项）材料透射光谱曲线测定（注意事项）l样品制备要求厚度均匀，表面必须抛光，以免产样品制备要求厚度均匀，表面必须抛光，以免产生漫反射生漫反射l样品必须垂直插入样品座，以

34、免增加表面反射率样品必须垂直插入样品座，以免增加表面反射率l 拉动试样座必须小心，以免试样倾倒拉动试样座必须小心，以免试样倾倒华东理工大学材料科学与工程学院2.材料透射光谱曲线测定（预习题目）材料透射光谱曲线测定（预习题目）l本实验所测得的透过率，（本实验所测得的透过率，（ A ）忽略了反射部分忽略了反射部分A并未；并未；B已经已经l测定两片不同厚度的红色玻璃的透射光谱曲线时测定两片不同厚度的红色玻璃的透射光谱曲线时两条曲线吸收峰波长的位置是（两条曲线吸收峰波长的位置是（ A ）A一致的；一致的；B不一致的，因厚度不同；不一致的，因厚度不同；C无法比较无法比较两条曲线在同一波长的透射率（两条曲

35、线在同一波长的透射率（C）A不同；用公式不能换算的；不同；用公式不能换算的；B相同；相同；C不同，用不同，用公式可以换算的公式可以换算的华东理工大学材料科学与工程学院材料的电学性能测试材料的电学性能测试1.体积电阻和表面电阻体积电阻和表面电阻2.材料材料介电介电强度强度的的测定测定 3.塑料耐电弧性测定塑料耐电弧性测定4.材料材料介电介电常数和介电损耗角正切测定常数和介电损耗角正切测定华东理工大学材料科学与工程学院l每次实验人数：1430l课时数：27l分组：34人/组l实验时间：1.5小时/次l实验性质：专业基础华东理工大学材料科学与工程学院华东理工大学材料科学与工程学院实验目的实验目的l了

36、解材料电学性能的测试方法、常用设备l了解电学测试中标准样的制备l学会材料电学性能测试常用仪器高阻计的基本操作华东理工大学材料科学与工程学院l每次实验人数：1430l课时数：27l分组：34人/组l实验时间：1.5小时/次l实验性质：专业基础华东理工大学材料科学与工程学院华东理工大学材料科学与工程学院实验目的实验目的l了解材料电学性能的测试方法、常用设备l了解电学测试中标准样的制备l掌握材料电学性能测试常用仪器高阻计的基本操作l了解材料的导电机理，以及影响材料电导的主要因素分析影响测试结果的主要因素华东理工大学材料科学与工程学院实验原理实验原理l仪器：ZC36型高阻计外观图华东理工大学材料科学与

37、工程学院实验原理实验原理l仪器结构直流高压测试电源放电测试装置试样及电极箱高阻抗直流放大器指示仪表电源华东理工大学材料科学与工程学院实验原理实验原理l高阻计测量原理图直流高压测试电源UR0放大器华东理工大学材料科学与工程学院实验试样及制备实验试样及制备根据材料的不同要求，将试样制成如图所示形状。华东理工大学材料科学与工程学院实验步骤实验步骤1.使用前(1) 前面板上的各开关位置：l测试电压开关置于“10V”处。l倍率开关置于最低档l“放电-测试”开关置于“放电”位置l电源开关置于“断”位置l输入短路开关置于“短路”位置l极性开关置于“0”位置华东理工大学材料科学与工程学院实验步骤实验步骤(2)

38、 检查测试环境的温度及湿度应在“202，6515%”允许范围内；(3) 检查交流电压是否为22010%；(4) 将仪器接地端用导线接好；(5) 将仪器接通电源，合上电源开关，指示灯 亮，并有蜂鸣声；(6) 接通电源预热30min后，将极性开关置于“+”；(7) 调零华东理工大学材料科学与工程学院实验步骤实验步骤（1）采用三电极系统测试材料的体积电阻（Rv）和表面电阻(Rs)时可按下图接线：接高压端接低压端被测试样接高压端接低压端被测试样测Rv测Rs华东理工大学材料科学与工程学院实验步骤实验步骤（2）开始测试测试短路开关a)充电（500V）15s以上短路开b)测试读取1min时的数值测试开c)放

39、电30s以上短路关华东理工大学材料科学与工程学院实验步骤实验步骤(3)将将Rv或或Rs读书平均值乘以倍率开关所指示的读书平均值乘以倍率开关所指示的 倍率及测试电压所指的系数倍率及测试电压所指的系数(5)结束时，先关闭总电源，取出试样，并将面板结束时，先关闭总电源，取出试样，并将面板 上各开关恢复到测试前的位置。上各开关恢复到测试前的位置。华东理工大学材料科学与工程学院数据处理数据处理（1）求体积系数vtARevv21)(4gdAe华东理工大学材料科学与工程学院数据处理数据处理(2)求表面电阻系数s12ln2ddRss华东理工大学材料科学与工程学院金属材料的性能测试金属材料的性能测试1.金属金属

40、材料材料的硬度试验的硬度试验 2.差热分析测定金属的熔点差热分析测定金属的熔点华东理工大学材料科学与工程学院每次实验最多最少人数：每次实验最多最少人数： 14-16课时数：课时数：2学时学时分组人数：分组人数：15人人实验性质：必修实验性质：必修1.金属材料的硬度试验（实验金属材料的硬度试验（实验名称名称）华东理工大学材料科学与工程学院1.金属材料的硬度试验（实验目的）金属材料的硬度试验（实验目的）l了解洛氏硬度计的工作原理、基本构造与了解洛氏硬度计的工作原理、基本构造与应用范围，掌握洛氏硬度计的操作方法。应用范围，掌握洛氏硬度计的操作方法。l分析影响测试结果的主要因素分析影响测试结果的主要因

41、素l分析影响材料硬度的主要因素分析影响材料硬度的主要因素华东理工大学材料科学与工程学院1.金属材料的硬度试验（实验原理）金属材料的硬度试验（实验原理）金属的硬度可以认为是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一金属的硬度可以认为是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力，硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念。由于在金属表种能力，硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念。由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的形变程度不同面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的形变程度不同 , ,因而硬度值因而硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变

42、强可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量形变抗力。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形能力越大，化能力以及大量形变抗力。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形能力越大，材料产生塑性变形就越困难。另外，硬度与其他机械性能（如强度指标及材料产生塑性变形就越困难。另外，硬度与其他机械性能（如强度指标及塑性指标）之间有着一定的内在联系，所以从某种意义上说硬度的大小对塑性指标）之间有着一定的内在联系，所以从某种意义上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。硬度试验操作简便，于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。硬度试验操作简便，对工件损伤小，

43、可在零件上直接测定，故在生产实践中应用很普遍对工件损伤小，可在零件上直接测定，故在生产实践中应用很普遍. . 硬度硬度试验基本上可分为压入法和刻划法。对于以压入法进行的硬度试验，其硬试验基本上可分为压入法和刻划法。对于以压入法进行的硬度试验，其硬度值是表示材料抵抗另一物体压入其表面的能力，洛氏、布氏、维氏和显度值是表示材料抵抗另一物体压入其表面的能力，洛氏、布氏、维氏和显微硬度都属于压入法硬度试验。微硬度都属于压入法硬度试验。华东理工大学材料科学与工程学院洛氏硬度是以压痕的深度来洛氏硬度是以压痕的深度来表示材料的硬度值。图表示材料的硬度值。图1为为洛氏硬度试验原理图。洛氏硬度试验原理图。测试测

44、试洛氏硬度时，用规定的压头，洛氏硬度时，用规定的压头，先后施加两个载荷：预载荷先后施加两个载荷：预载荷F0和主载荷和主载荷F1。总载荷总载荷F=F0+F1。图1 洛氏硬度试验原理 1.洛氏硬度的测试原理（实验原理）洛氏硬度的测试原理（实验原理）华东理工大学材料科学与工程学院图图1 1中，中，0-00-0位置为未加负荷时的压头位置；位置为未加负荷时的压头位置；1-11-1位置为施加位置为施加10kg10kg预负荷后的位置，压入深度为预负荷后的位置，压入深度为h1 h1 ；2-22-2位置为加上主位置为加上主负荷后的位置，此时深度为负荷后的位置，此时深度为h2 h2 ；3-33-3位置为卸除主负荷

45、后位置为卸除主负荷后由于弹性变形的恢复而使压头略微提高的位置，由于弹性变形的恢复而使压头略微提高的位置， l此时压头的实际压入深度为此时压头的实际压入深度为h3 h3 。由主载荷引起的残余压。由主载荷引起的残余压入深度入深度h= h3- h1 h= h3- h1 ，用此来衡量金属硬度值的大小。若直，用此来衡量金属硬度值的大小。若直接用接用h h来表示硬度，则会出现硬的金属硬度值小，而软的金来表示硬度，则会出现硬的金属硬度值小，而软的金属硬度值反而大的现象，不符常规。为了适应人们认为数属硬度值反而大的现象，不符常规。为了适应人们认为数值愈大硬度值愈高的习惯，人为规定，用一常数值愈大硬度值愈高的习

46、惯，人为规定，用一常数K K减去减去h h来来表示硬度的大小，并规定每表示硬度的大小，并规定每0.002mm0.002mm为一个洛氏硬度单位。为一个洛氏硬度单位。1.金属材料的硬度试验（实验原理）金属材料的硬度试验（实验原理）华东理工大学材料科学与工程学院因此，洛氏硬度值的计算公式可写成：HR=式中h1预加载荷压入试样的深度（mm）；h3卸除主载荷后压入试样的深度（mm）；K常数；A和C标尺K=0.2mm,B标尺K=0.26mm因此洛氏硬度值的计算公式还可写成： 002. 0)(13hhK1.金属材料的硬度试验（实验原理）金属材料的硬度试验（实验原理）华东理工大学材料科学与工程学院 HRC(或

47、HRA)=100 HRB=130HRB=130 试验时，可选用不同的压头和不同的主负荷，洛氏硬度标尺也随之变化。 表1为各种洛氏硬度值的符号、试验条件与应用。002.013hh002. 013hh 1.金属材料的硬度试验（实验原理）金属材料的硬度试验（实验原理）华东理工大学材料科学与工程学院 表度符号压头总载荷/N表盘刻度颜色常用硬度范围应用举例HRA金刚石圆锥5884黑线7085碳化物、硬质合金HRB（1/16）钢球9807红线25100软钢、退火钢、铜合金等HRC金刚石圆锥1471黑线2067淬火钢、调质钢等 表表1各种洛氏硬度值的符号、试验条件与应用各种洛氏硬度值的符号、试验条件与应用华

48、东理工大学材料科学与工程学院洛氏硬度计洛氏硬度计HR-150A如图如图2。 1读数百分表读数百分表 2压头压头 3 载物台载物台 4升降丝杠手轮升降丝杠手轮 5加加载手柄载手柄 6卸载手柄卸载手柄 图2洛氏硬度计HR-150A1.金属材料的硬度试验（实验仪器）金属材料的硬度试验（实验仪器）华东理工大学材料科学与工程学院1.金属材料的硬度试验（实验准备）金属材料的硬度试验（实验准备）l 预习实验指导书有关内容，准备好金属硬度试样。预习实验指导书有关内容，准备好金属硬度试样。华东理工大学材料科学与工程学院1.金属材料的硬度试验（实验步骤）金属材料的硬度试验（实验步骤）l将试样稳妥地放在测试机的载物台上，使测试时不致移动和摇晃将试样稳妥