特种陶瓷材料 实验指导书

特种陶瓷材料实验指导书

材料科学与工程学院

2015.5

实验一喷雾干燥法制备陶瓷粉体

一、目的意义

喷雾干燥法是将溶液分散成小液滴喷入热风中，使之迅速干燥的方法，它是一种广泛使用的造粒法，经过喷雾造粒后的粉料有很好的流动性、松装密度及素坯密度等都得到了明显改善。

本试验目的：

①了解液相制备微粉的方法；

②掌握喷雾造粒制备微粉的方法。

二、实验装置

三、实验器材

①喷雾干燥机一台

②三维混料机一台

③电子天平一台

④粘度计4台

⑤塑料搅拌罐四个

⑥油酸、添加剂、乙醇、蒸馏水等

⑦玻璃器皿

四、实验步骤

①设计SiC陶瓷粉料不同的配方；

②用三维混料机制备流变性能良好的料浆；

③将制备好的料浆用氨水调节PH值，使料浆呈现中性；

④用蠕动泵将料浆打入喷雾造粒机中，在设定的进出口温度下造粒；

⑤测量喷雾造粒后粉体的流动性、松装密度；

⑥再将粉料进行颗粒级配后再次测定级配后的流动性和松装密度。

五、思考题

①喷雾造粒时，进出口温度对造粒有何影响？

②为什么要浆料的PH值调节为中性？

③如何制备出流动性好、松装密度高的粉体？

④为了保证流动性和松装密度都比较理想应该对喷雾造粒的粉料怎样处理？

实验二特种陶瓷材料的成型

一、目的意义

新型陶瓷材料的成型方法很多，有压制成型（干压成型和等静压成型）、注射成型、技压成型等，最常用的是压制成型方法。由于新型陶瓷材料的成型是陶瓷制备的关键技术环节，选择合适的成型方法有利于陶瓷制品的烧结和改善烧结体的性能。

本试验目的：

①了解新型陶瓷材料的先进的成型方法；

②掌握新型陶瓷材料常用成型方法的成型原理与步骤。

二、成型方法

1、干压成型

将经过造粒、流动性好，颗粒级配合适的粉料装入模具内，通过成型压机的柱塞施以外加压力，把配料压制成具有一定几何尺寸坯件的方法，是应用最广泛的一种成型方法。加压方式有单向加压和双向加压两种。

干压成型应注意的问题如下。（1）控制干压成型的坯料含水量在4%～8%左右。（2）加压方式不同其成型结果也不同。单向加压时，直接受压一端的压力大，密度大；远离加压一端的压力小，坯体密度小。双向加压时，坯体两端直接受呀，因此两端密度大，中间中间密度小。如果坯料加润滑剂、经过造粒，再进行双向加压，则坯体密度非常均匀。（3）成型压力。成型压力的大小直接影响瓷体的密度和收缩率。成型压力小，瓷体收缩大。（4）加压速度和时间。

2、冷等静压成型

等静压成型又称静水压成型，它是利用液体介质不可压缩性和均匀传递压力的一种成型方法，等静压成型方法有冷等静压成型和热等静压成型两种。冷等静压成型又分湿式等静压成型和干式等静压成型两种。

等静压成型的特点是：

①适于压制形状复杂，大件且细长的新型陶瓷制品。

②湿式等静压容器内可同时放入几个模具，还可压制不同形状的坯体。

③可以任意调节成型压力。

④压制的产品质量高，烧成收缩小，坯体致密不易变形。

三、测定装置

四、实验器材

①干压成型的压力机

②冷等静压成型机

③电子天平一台

④金属模具三套

⑤橡胶模具一套

⑥油酸溶液

五、实验步骤

①将经过喷雾造粒后的SiC陶瓷粉料装在金属模具中；

②设定干压成型的压力（10T或16T），保压时间为1min,进行预成型；

③测量不同压力下干压成型后素坯体的尺寸和密度；

④将预成型的陶瓷坯体用橡胶套包封好置于冷等静压成型机中的高压容器内；

⑤设定冷等静压成型所需的不同压力（200MPa、250 MPa），最终成型；

⑥测量经过不同压力下冷等静压成型后素坯体的尺寸和密度。

六、注意事项

①试样成型前模具必须保证清洁、干净，以免造成素坯体受污染；

②干压成型时，保压时间无法自动控制，需要手动记录；

③冷等静压成型后卸压时一定要缓慢进行。

七、思考题

①碳化硅陶瓷成型的压力设计多大最合适？

②如何保证素坯体不分层、不开裂？

③卸压时为什么要缓慢卸压，否则会发生什么现象？附件：实验记录表

实验三特种陶瓷材料烧结方法研究

一、实验目的和意义

1、了解陶瓷材料的烧结和性能检测的工艺流程，掌握吸水率，表面气孔率，实际密度，线收缩率的测定方法。

2、利用实验找出材料的最优烧结工艺，包括烧结温度和烧结时间。

二、实验背景知识

1、烧结实验

在粉体变成的型坯中，颗粒之间结合主要靠机械咬合或塑化剂的粘合，型坯的强度不高。将型坯在一定的温度下进行加热，使颗粒间的机械咬合转变成直接依靠离子键，共价键结合，极大的提高材料的强度，这个过程就是烧结。

陶瓷材料的烧结分为三个阶段，升温阶段，保温阶段和降温阶段。

在升温阶段，坯体中往往出现挥发分排出、有机粘合剂等分解氧化、液相产生、晶粒重排与长大等微观现象。在操作上，考虑到烧结时挥发分的排除和烧结炉的寿命，需要在不同阶段有不同的升温速率。

保温阶段指型坯在升到的最高温度（通常也叫烧结温度）下保持的过程。粉体烧结涉及组成原子、离子或分子的扩散传质过程，是一个热激活过程，温度越高，烧结越快。在工程上为了保证效率和质量，保温阶段的最高温度很有讲究。烧结温度与物料的结晶化学特性有关，晶格能大，高温下质点移动困难，不利于烧结。烧结温度与材料的熔点有关系，对陶瓷而言是其熔点的0.7—0.9倍，对金属而言是其熔点的 0.4-0.7倍。

冷却阶段是陶瓷材料从最高温度到室温的过程，冷却过程中伴随有液相凝固、析晶、相变等物理化学变化。冷却方式、冷却速度快慢对陶瓷材料最终相的组成、结构和性能等都有很大的影响，所以所有的烧结实验需要精心设计冷却工艺。

由于烧结的温度如果过高，则可能出现材料颗粒尺寸大，相变完全等严重影响材料性能的问题，晶粒尺寸越大，材料的韧性和强度就越差，而这正是陶瓷材料的最大问题，所以要提高陶瓷的韧性，就必须降低晶粒的尺寸，降低烧结温度和时间。但是在烧结时，如果烧结温度太低，没有充分烧结，材料颗粒间的结合不紧密，颗粒间仍然是靠机械力结合，没有发生颗粒的重排，原子的传递等过程，那么材料就是不可用的。

2、性能检测

材料是否烧结良好，需要一定的检测手段。烧结的致密程度一般表现在密度是否高、

材料内部的气孔的多少、表面的气孔多少和大小以及吸水能力的强弱。在本实验中，主要考察材料表面气孔率、相对密度、吸水率以及线收缩率。

（1）目测

很多的实验，在烧结的过程中，可能由于很多的原因而出现表面裂纹，有些会出现表面的凹陷，所以，烧结后检测的第一步就是目测试样。如果出现以上的问题，则试样肯定是不合格的，其他的实验可以不用做了。目测的项目有是否出现表面裂纹、是否有变形现象，是否表面出现凹陷或者突出。

（2）密度测试

试样经110C°干燥之后之重量与试样总体积之比，用g/cm3表示。材料烧结好坏的一个重要方面就是密度是否接近理论密度。在烧结过程中，随着晶界的不断移动，伴随着液相和固相传质的进行，颗粒间的空隙会逐渐在表面消失，其中会有些气孔保留，大多数的气孔会逐渐缩小甚至消失。达到良好烧结的标准就是气孔率小，密度接近理论密度。

例如原料采用99%的氧化铝，则理论密度为3.9g/cm3 (全部按照α-Al2O3来计算)。

（3）线收缩率

在烧结后，最直观，最明显的变化就是尺寸的巨大收缩，如果在变形量很小的情况下，线收缩率越大，说明样品烧结得越致密。一般的收缩率有体积收缩率和线收缩率两种，由于工具简便，准确度较高，所以线收缩率是比较常见的测试方法。取几个比较具有代表性的尺寸（对圆片状的样品来说，取直径d和高度h），计算每一个尺寸的缩小尺寸和原尺寸的百分比，然后平均。

（4）表面气孔率

和密度相关的量，如果气孔率越大，则密度就越小。而表面气孔率可以在很程度上反映材料的致密程度。如表面有很多的开口气孔，则材料的烧结就是不致密的。

其定义是一定表面的气孔的体积和材料的总体积的比，用百分数来表示。

（5）吸水率

吸水率——试样孔隙可吸收水的重量，与试样经110C°干燥之后之重量之比，用百分率表示。

和表面气孔率相似，如果表面气孔越多，吸取水的能力就越强。和表面气孔率一起更加准确的表示材料的致密程度。

三、实验内容

1、烧结实验

实验仪器

烧结炉（1300℃硅钼棒炉，1600℃硅碳棒炉）、精确度为0.01g天平、承烧板若干、游标卡尺。

（1）原料的选用

原料有很多种，各有不同的烧结温度，有的材料中有掺杂，则烧结温度又会发生变化。制定一个合适的烧结温度，首先要根据实际的材料，查阅有关文献，了解大致的温度范围，然后制定合适的方案。例如采用纯度为99%的氧化铝材料，则烧结温度大约在1600℃。则可以设计烧结温度为1500℃、1600℃、1700℃这三个温度。如果在原料中有MgO，CaO这些帮助烧结的掺杂物，则烧结温度可以适当降低。如纯度为75%的氧化铝，则烧结温度可能只有1200℃。这种材料具有烧结温度低，材料较致密，一定温度下产生很多液相很容易促进烧结的优点。

一般来说，材料选用可以有一定比较的选择。比如选择氧化铝作为主要的原料，则可以在其中掺杂CaO、MgO、SiO2等，制成几种不同的原料的坯体，考察原料的成分变化对于材料烧结性能的影响。

（2）成型

烧结实验用的试样可以由各种成型方法制得。在本实验室的其他实验中，可以选择的方法有流延成型，丝网印刷，模压成型，热压注成型四种。除开模压成型，其他成型方法均需要脱脂步骤。

将每一种不同原料配方的坯体根据方案制备一定数量（比如有三个烧结温度，则可以做12个左右的试样，每一个温度有4个完全相同原料的试样）。

（3）烧结前准备

在放入烧结炉前，对样品的重量，尺寸进行测量，比如对于圆片状坯体，尺寸上需要测定的有：试样高度h，试样的直径R；如果是方形试样，则需要测定的尺寸有长l、宽w、高h。记录这些数据以备在烧结后测定材料的烧结收缩。

将制好的坯体放在承烧板上，各个样品不相互接触，承烧板要求表面洁净，放样品的面光滑平整，在预定烧结温度下，本身不和样品发生任何物理和化学反应。将试样有顺序的放入炉中，记录好各自的位置。

（4）烧结

关好炉门，对烧结炉进行程序设计。升温过程中，常温-700℃采用手动控制，升温速率大约是0.5-1℃/min。700-1600℃升温速率一般为2℃/min。降温时采用自然降温。200℃是可以打开炉门空冷。

烧结的保温时间一般为120min。

等待样品冷却后，就进入下一步的工作，性能检测。

2、性能检测

性能检测的项目包括目测、样品的密度、相对致密度、表面气孔率、烧结尺寸变化。

（1）目测

将烧结好的试样从炉中取出，观察试样表面是否有裂纹，裂纹的大小、深浅和个数；观察材料是否发生了变形、弯曲。在下表中作记录：

（2）实际密度，吸水率，气孔率的测定

实际密度采用排水法测定。

计算气孔率和密度关键是要知道试样的体积和气孔的体积，可以根据阿基米德原理，用液体静力称重法来测定。将试样开口孔隙中的空气排出，充以液体，然后称量饱吸液体的试样在空气中的重量及悬吊在液体中的重量，由于液体浮力的作用，此两次称量的差值等于被试样所排开的同体积液体，此值除以液体的密度即得试样的真实体积。试样饱吸液体之前与饱吸液体之后，在空气中的重量之差值，除以液体的密度即为试样开口孔隙所占体积。

欲使试样孔隙中的空气，在较短时间内被液体代替，必须采用强力排气，常用方法有煮沸法和抽真空法，在本实验中采用抽真空法。

设已知：干燥试样重g

o （g）、饱吸液体试样在空气中的重量g

1

（g）、饱吸液体试样

在液体中的重量g

2

（g）、液体的密度r(g/cm3)、陶瓷的理论密度，可按下式分别计算陶瓷试样的吸水率、开口气孔率、实际密度和总气孔率：

吸水率= 100（g

1—g

o

）/ g

o

（%）

开口气孔率= 100（g

1—g

o

）/（g

1

—g

2

）（%）

实际密度= rg o/（g1—g2）(g/cm3)

总气孔率=100（理论密度—实际密度）/理论密度（%）

仪器及材料

电子天平、真空泵、真空干燥器、压力表、液体槽、支架、吊篮、烘箱、小烧杯、镊子、试样、橡皮管。

实验步骤

1）将试样编号以后，放入105—110 C°干燥烘箱烘至恒重，在干燥器中冷却至室温，然后在电子天平上称其重量g

o

。

2）将试样放入真空装置（见图1）的中真空干燥器中，作真空处理：先将试样在真空度不小于95%的条件下保持10分钟；注入液体，直至试样完全被淹没；再抽真空，直至试样中没有气泡出来为止（约需30分钟）；先放入空气，再关闭真空泵；打开真空干燥器的盖，取出试样。

3）在天平上架好支架、吊篮及液体槽，注意吊篮不要与液体槽相接触（见图2），液体要完全淹没试样。试样进入吊篮前，天平要进行调零；试样进入吊篮后，天平给出的重

量就是饱吸液体的试样在液体中的重量g

2

。

4）从液体中取出试样，用湿毛巾均匀地抹去试样表面的液体，在天平上迅速称取饱吸

液体试样在空气中的重量g

1

。

图2液体静力天平

实验记录

陶瓷吸水率、气孔率及体积密度的测定

3.2.3 尺寸变化

采用游标卡尺测定材料烧前和烧后的尺寸（包括高h 和半径R ）。 烧收率（％）=(L 0－L)/L 0

如有必要，可以使用SEM测定材料的微观结构。

思考题

1 原料中不同的成分对材料烧结性能有什么影响？

2 不同的烧结温度对材料的性能有什么影响？

3 从结果上看，吸水率、表面气孔率、体积密度、线收缩率之间是否有一定的相关性？如何解释？

4 查阅资料，说明是否烧结致密的试样一定机械强度、断裂韧性等力学性能就一定很好？

材料力学实验指导书(拉伸、扭转、冲击、应变)

C 61`材料的拉伸压缩实验 一、实验目的 1.观察试件受力和变形之间的相互关系； 2.观察低碳钢在拉伸过程中表现出的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物理 现象；观察铸铁在压缩时的破坏现象。 3.测定拉伸时低碳钢的强度指标（s 、b ）和塑性指标（、）；测定压 缩时铸铁的强度极限b。 4.学习、掌握电子万能试验机的使用方法及工作原理。 二、实验设备 1.微机控制电子万能试验机； 2.游标卡尺。 三、实验材料 拉伸实验所用试件（材料：低碳钢）如图1所示，压缩实验所用试件（材料：铸铁）如图2所示： d l l 图1 拉伸试件图2 压缩试件 四、实验原理 1、拉伸实验 低碳钢试件拉伸过程中，通过力传感器和位移传感器进行数据采集，A/D转换和处理，并输入计算机，得到F-l曲线，即低碳钢拉伸曲线，见图3。 对于低碳钢材料，由图3曲线中发现OA直线，说明F正比于l，此阶段称为弹性阶段。屈服阶段（B-C）常呈锯齿形，表示载荷基本不变，变形增加很快，材料失去抵抗变形能力，这时产生两个屈服点。其中，B点为上屈服点，它受变形大小和试件等因素影响；

B 点为下屈服点。下屈服点比较稳定，所以工程上均以下屈服点对应的载荷作为屈服载荷。测定屈服载荷Fs 时，必须缓慢而均匀地加载，并应用s =F s / A 0（A 0为试件变形前的横截面积）计算屈服极限。 图3 低碳钢拉伸曲线 屈服阶段终了后，要使试件继续变形，就必须增加载荷，材料进入强化阶段。当载荷达到强度载荷F b 后，在试件的某一局部发生显著变形，载荷逐渐减小，直至试件断裂。应用公式b =F b /A 0计算强度极限（A 0为试件变形前的横截面积）。 根据拉伸前后试件的标距长度和横截面面积，计算出低碳钢的延伸率和端面收缩率 ，即 %100001?-= l l l δ，%1000 1 0?-=A A A ψ 式中，l 0、l 1为试件拉伸前后的标距长度，A 1为颈缩处的横截面积。 2、压缩实验 铸铁试件压缩过程中，通过力传感器和位移传感器进行数据采集，A/D 转换和处理， 并输入计算机，得到F-l 曲线，即铸铁压缩曲线，见图4。 图4 铸铁压缩曲 线

材料分析测试技术实验指导书

材料分析测试技术

实验一热重分析与综合热分析 一、实验目的与任务 1．了解热重分析的仪器装置及实验技术。 2．熟悉综合热分析的特点，掌握综合热曲线的分析方法。 3．测绘矿物的热重曲线和综合热曲线，解释曲线变化的原因。 二、热重分析的仪器结构和分析方法 热重分析法是在程序控制温度下，测量物质的质量随温度变化的一种实验技术。 热重分析通常有静态法和动态法两种类型。 静态法又称等温热重法，是在恒温下测定物质质量变化与温度的关系，通常把试样在各给定温度加热至恒重。该法比较准确，常用来研究固相物质热分解的反应速率和测定反应速度常数。 动态法又称非等温热重法，是在程序升温下测定物质质量变化与温度的关系，采用连续升温连续称重的方式。该法简便，易于与其他热分析法组合在一起，实际中采用较多。 热重分析仪的基本结构由精密天平、加热炉及温控单元组成。图8 －14 示出了上海天平仪器厂生产的 PRT －1 型普通热天平结构原理图；加热炉由温控加热单元按给定速度升温，并由温度读数表记录温度，炉中试样质量变化可由人工开启天平并记录。自动化程度高的热天平由磁心和差动变压器组成的位移传感器检测和输出试样质量变化引起天平失衡的信号，经放大后由记录仪记录。 图1 PRT－1型热天平结构原理图

由热重分析记录的质量变化对温度的关系曲线称热重曲线（TG曲线）。曲线的纵坐标为 质量，横坐标为温度。例如固体热分解反应 A （固）一 B （固） + C （气）的典型热重曲线如图2所示。图中 T i为起始温度，即累积质量变化达到热天平可以检测时的温度。T f为终止温度，即累积质量变化达到最大值时的温度。热重曲线上质量基本不变的部分称为基线或平台，如图2中 ab 、cd部分。若试样初始质量为W0，失重后试样质量为 W1，则失重百分数为（W0一 W1 ) ／W0 x 10 ％。 图2 固体热分解反应的热重曲线图3 CaC2O4·H2O的热重曲线 许多物质在加热过程中会在某温度发生分解、脱水、氧化、还原和升华等物理化学变化而出现质量变化，发生质量变化的温度及质量变化百分数随着物质的结构及组成而异，因而可以用物质的热重曲线来研究物质的热变化过程，如试样的组成、热稳定性、热分解温度、热分解产物和热分解动力学等。例如含有一个结晶水的草酸钙的热重曲线如图3 , CaC2O4·H2O 在100 ℃ 以前没有失重现象，其热重曲线呈水平状，为TG曲线的第一个平台。在100 ℃ 和200 ℃ 之间失重并开始出现第二个平台。这一步的失重量占试样总质量的12 . 3 % ，正好相当于每 mol CaC2O4·H2O 失掉 1mol H2O ，因此这一步的热分解应按下式进行。CaC2O4·H2O—— CaC2O4+H2O （100~200℃）。 在400 ℃ 和500 ℃ 之间失重并开始呈现第三个平台，其失重量占试样总质量的 % ，相当于mol CaC2O4分解出 1mol CO ，因此这一步的热分解应按

1、原材料检验作业指导书

原材料检验作业指导书 总则 1、材料员、质检员负责按照《采购工作程序》对现场材料的质量进行检查。 2、材料责任工程师负责监督检查材料员工作。 3、需要进行理化试验的项目由理化责任工程师负责联系试验中心进行理化性能试验。 一、管子、管件及阀门的检验一般规定 保证项目 1、管子、管件、阀门及支吊架的材质、规格、型号应符合设计要求和规范规定。 检验方法：检查合格证、质量证明书、设计或规范要求进行复验的材料要有复验记录。 检查数量：应各抽检10%，且不得少于3份。 基本项目 1、管子、管件、阀门及支、吊架弹簧的表面质量应符合下列规定： 合格：无裂纹、缩孔、夹渣、折叠、重皮、砂眼、针孔和超过壁厚允许偏差的局部凹坑、碰撞；铸铁管应有制造厂标记；黄铜管无绿锈和严重脱锌，不锈钢管无划痕、锈斑。 优良：在合格的基础上，表面光洁，合金钢及铸铁管的标记明显、清晰，黄铜管无脱锌，弹簧表面无锈蚀。 检验方法：观察检验，用小锤敲击，有放大镜、卡钳和测厚仪检查。 检查数量：应按类型各抽检5%，且不得少于1件。 二、钢管检验 保证项目 1、当运到现场的高压钢管钢号、炉罐号与证明书不符或无钢号、炉罐号时，必须进行校验检查，其检查数量、方法、项目、标准等必须符合现行国家标准和《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97的有关规定： 1）合金钢管组成件应采用光谱分析或其它方法对材质进行复查，并应做标记。合金钢阀门的内件材质应进行抽查，每批（同制造厂、同规格、同型号、同时到货，）抽查数量不得少于1个。 2）设计文件要求进行低温冲击韧性试验的材料，供货方应提供低温冲击韧性试验结果的文件，其指标不得低于设计文件的规定。

材料力学实验指导书

材料力学实验指导书 §5 梁弯曲正应力电测实验指导书 1、概述 梁是工程中常用的受弯构件。梁受弯时，产生弯曲变形，在结构设计和强度计算中经常要涉及到梁的弯曲正应力的计算，在工程检验中，也经常通过测量梁的主应力大小来判断构件是否安全，也可采用通过测量梁截面不同高度的应力来寻找梁的中性层。 2、实验目的 1、用应变电测法测定矩形截面简支梁纯弯曲时，横截面上的应力分布规律。 2、验证纯弯梁的弯曲正应力公式。 3、观察纯弯梁在双向交变加载下的应力变化特点。 3、实验原理 梁纯弯曲时，根据平面假设和纵向纤维之间无挤压的假设，得到纯弯曲正应力计算公式为： Z I My =σ 式中：M —弯矩 Z I —横截面对中性层的惯性矩 y —所求应力点的纵坐标（中性轴为坐标零点）。 由上式可知梁在纯弯曲时，沿横截面高度各点处的正应力按线性规律变化，根据纵向纤维之间无挤压的假设，纯弯梁中的单元体处于单纯受拉或受压状态，由单向应力状态的胡克定律E *εσ=可知，只要测得不同梁高处的ε，就可计算出该点的应力σ，然后与相应点的理论值进行比较，以验证弯曲正应力公式。 4、实验方案 4.1实验设备、测量工具及试件： YDD-1型多功能材料力学试验机（图1.8）、150mm 游标卡尺、四点弯曲梁试件（图5.1）。 YDD-1型多功能材料力学试验机由试验机主机部分和数据采集分析两部分组成，主机部分由加载机构及相应的传感器组成，数据采集部分完成数据的采集、分析等。 图5.1实验中用到的纯弯梁，矩形截面，在梁的两端有支撑圆孔，梁的中间段有四个对称半圆形分配梁加载槽，加载测试时，两半圆型槽中间部分为纯弯段，在纯弯段中间不同梁高部位、在离开纯弯段中间一定距离的梁顶及梁底、在加工有长槽孔部位的梁顶及梁底均粘贴电阻应变片。 4.2 装夹、加载方案 安装好的试件如图5.2所示。试验时，四点弯曲梁通过销轴安装在支座的长槽孔内，形成滚动铰支座。梁向下弯曲时，荷载通过分配梁等量地分配到梁上部两半圆形加载槽，梁向上弯曲时，荷载通 过分配梁等量地分配到梁下部两半圆形加载槽，分配梁的两个加载支滚，一个为滚动铰支座，一个为 图5.1 四点弯曲梁试件

材料成型原理实验指导书

实验一焊接接头性能评价及分析综合实验 一、实验目的 1、观察与分析焊缝的各种典型结晶形态。 2、掌握低碳钢焊接接头各区域的组织变化。 3、了解焊接接头三个区域即焊缝、热影响区、母材的硬度差别 二、实验装置及实验材料 1、金相砂纸，从180目一1200目一套 2、平板玻璃一块 3、低碳钢焊接接头试片 4、金相显微镜一台 5、抛光机一台 6、电吹风机一个 7、4％硝酸酒精溶液，无水乙醇、脱脂棉等若干 8、洛氏显微镜若干 三、实验原理 焊接过程中，焊接接头各部分经历了不同热循环，因而所得组织各异。组织的不同，导致机械性能的变化。对焊接接头进行金相分析，是对接头机械性能鉴定的不可缺少的环节。 焊接接头由焊缝金属和焊接热影响区金属组成，焊缝金属的结晶形态与焊接热影响区的组织变化，不仅与焊接热循环有关，也和所用的焊接材料和被焊材料有密切关系。

图1－1 焊缝金属的交互结晶示意图图1－2 C o、R和G对结晶形态的影 响 （一）焊缝凝固时的结晶形态 1、焊缝的交互结晶 熔化焊是通过加热使被焊金属的联接处达到熔化状态，焊缝金属凝固后实现金属的焊接。联接处的母材和焊缝金属具有交互结晶的特征，图1-1为母材和焊缝金属交互结晶的示意图。由图可见，焊缝金属与联接处母材具有共同的晶粒，即熔池金属的结晶是从熔合区母材的半熔化晶粒上开始向焊缝中心成长的。这种结晶形式称为交互结晶或联生结晶。当晶体最易长大方向与散热最快方向一致时，晶体便优先得到成长，有的晶体由于取向不利于成长，晶粒的成长会被遏止。这就是所谓选择长大，并形成焊缝中的柱状晶。 2、焊缝的结晶形态 根据浓度过冷的结晶理论，合金的结晶形态与溶质的浓度C o、结晶速度（或晶粒长大速度）R和温度梯度G有关。图1-2为C o、R和G对结晶形态的影响。由图1-2可见，当结晶速度R和温度梯度G不变时，随着金属中溶质浓度的提高，浓度过冷增加，从而使金属的结晶形态由平面晶变为胞状晶，胞状树枝晶，树枝状晶及等轴晶。 当合金成分一定时，结晶速度越快，浓度过冷越大，结晶形态由平面晶发展

原材料入厂检验作业指导书

江阴市亚申石油管件有限公司 编号：QI/ZL-06 原材料入厂检验作业指导书 编制： 审核： 批准： 版本号/修改码：2/2 2015-1-1 发布2015-1-1 实施

原材料入厂检验作业指导书 编号：QI/ZL-06 1 目的 为加强原材料的质量控制，确保合格原材料进入生产流程，特制定本规程。 2 适用范围 原材料特指公司外购接头的圆钢、护丝帽等。 3 职责 3.1质量部负责公司所有原材料检验及客户提供的物料检验工作。 3.2质量部负责进货检验报表的填写和来料质保书审核工作。 4 进货检验依据 4.1 API SPEC 5DP 4.2 NS-1 4.4 双方签订的技术协议 5 检验内容及频次 5.1 圆钢棒料检验内容： 5.1.1检验质保书 （1）质保书的核对，核对内容：产品名称、规格型号、炉号、数量、重量、标签、执行标准、交货技术状态等内容是否符合技术协议要求。 （2）化学成分的核对和检验 钢的牌号及化学成份分析结果应符合下表的要求，化学元素应不少于下表规定： （3）晶粒度核对：奥氏体晶粒度检验应不小于6级。（南钢、兴澄）

（4）非金属夹杂物核对； （5）酸浸低倍组织级别核对： （6）力学性能核对： （7）技术协议和图纸规定的其他要求。

5.1.2外径、外观、直度、总长的检验。 5.1.3护丝帽检验内容 （1）质保书核对：核对来料规格、扣型是否与采购规格、扣型一致； （2）数量核对：核对来料数量是否与采购数量一致； （3）外观检验：光滑、无气孔、无断扣； 6检验频次 6.1名称、规格型号、数量、标签、质保书炉号与标牌炉号逐张核对； 6.2化学成份分析：1次/炉； 6.3外径、外观、直度、总长10%抽检； 6.4护丝帽10%抽检。 7、进货检验的操作程序 7.1 货到后，营销部联系质量部按照双方签订的技术协议先对质保书及标牌逐一核对。 7.2 质量部负责尺寸检验，并填写《入厂检验记录》，对尺寸不符合要求的原材料用黄颜色×做出标识，并放置于不合格品区。 7.3生产技术部按照《试样取样规范》的要求取样，试样加工完毕后，由质量部对试样进行检验，填写《试样验收单》，验收合格后，填写《试样委托外检单》交合格的外包方进行产品分析。 7.4产品分析的结果须符合5.1.1（2）的要求。

材料力学实验指导书

《材料力学》实验指导书（土木工程） 铜陵学院土木建筑系实验中心 王明芳编 2012-2-22

力学实验规则及要求 一、作好实验前的准备工作 （1）按各次实验的预习要求，认真阅读实验指导复习有关理论知识，明确实验目的，掌握实验原理，了解实验的步骤和方法。 （2）对实验中所使用的仪器、实验装置等应了解其工作原理，以及操作注意事项。 （3）必须清楚地知道本次实验须记录的数据项目及其数据处理的方法。 二、严格遵守实验室的规章制度 （1）课程规定的时间准时进入实验室。保持实验室整洁、安静。 （2）未经许可，不得随意动用实验室内的机器、仪器等一切设备。 （3）作实验时，应严格按操作规程操作机器、仪器，如发生故障，应及时报告，不得擅自处理。 （4）实验结束后，应将所用机器、仪器擦拭干净，并恢复到正常状态。 三、认真做好实验 （1）接受教师对预习情况的抽查、质疑，仔细听教师对实验内容的讲解。 （2）实验时，要严肃认真、相互配合，仔细地按实验步骤、方法逐步进行。 （3）实验过程中，要密切注意观察实验现象，记录好全部所需数据，并交指导老师审阅。 四、实验报告的一般要求 实验报告是对所完成的实验结果整理成书面形式的综合资料。通过实验报告的书写，培养学习者准确有效地用文字来表达实验结果。因此，要求学习者在自己动手完成实验的基础上，用自己的语言扼要地叙述实验目的、原理、步骤和方法，所使用的设备仪器的名称与型号、数据计算、实验结果、问题讨论等内容，独立地写出实验报告，并做到字迹端正、绘图清晰、表格简明。

目录 实验一纯弯曲梁横截面上正应力的分布规律实验 (4) 实验二材料弹性模量E、泊松比μ的测定 (7) 实验三偏心拉伸实验 (12) 实验四等强度梁实验 (16) 实验五悬臂梁实验 (18) 实验六压杆稳定实验 (21) 实验七纯扭转实验 (25) 实验八电阻应变片灵敏系数测定实验实验 (28)

材料现代分析方法实验指导书

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)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

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. 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 编号: 组织:

材料试验作业指导书

材料试验 作业指导书 文件编号：Q/KV-WD-31 编制：日期： 审核：日期： 批准：日期： 颁布日期：2012.10.15 实施日期：2012.10.30

ABV 材料试验作业指导书 Q/KV-WD-31 REV A 1.0主题内容与适用范围 本规程规定了钢制品的化学成份分析试验规程、力学性能试验规程及硬度试 验规程。 本规程适用于钢制品的化学成份试验、力学性能试验及硬度试验。 2.0引用标准 ASTM D1415 橡胶性能-国际硬度试验方法 ASTM D2240 橡胶性能-硬度计硬度试验方法 ASTM E10 金属材料的布氏硬度标准试验方法 ASTM E18 金属材料的洛氏硬度和洛氏表面硬度标准试验方法 ASTM E92 金属材料的维氏表面硬度标准试验方法 ASTM E140 金属标准硬度换算表---布氏硬度，维氏硬度，洛氏硬度，表面硬 度，努氏硬度和回跳硬度之间的关系 3.0化学成份分析试验规程 3.1 取样 3.1.1 用于钢的化学成份熔炼分析和成品分析的取样必须在钢液和钢材具有代 表性的部位采取，试验应均匀一致，能充分代表其熔炼、成品钢材的化学成份， 并具有足够的数量，以满足分析要求。 3.1.2 制取样品时，不能用水、油或其它润滑剂，应除去表面铁锈、脱碳层、渗 碳层、涂层、镀层金属或其它外来物质。 3.1.3 取样如有特殊要求，可协商采取之。 3.2 元素含量分析试验 3.2.1 碳、硫 3.2.1.1 试剂 氢氧化钾溶液：称取400克氢氧化钾溶于1000毫升水中，搅匀，冷却后使 用。 酸性水液：用刻度吸管吸取1毫升浓流酸加入1000毫升水中，滴加0.1%四 基橙溶液，呈红色。 淀粉吸收液：称取4克淀粉，溶于沸水，稀至5000毫升，加浓盐酸50毫升， 摇匀。 碘酸钾溶液：0.05N,称取1.78克碘酸钾，溶于水稀至1000毫升（此为滴定 母液）。 碘钾滴定液：分取28毫升0.05N碘酸溶液，稀至1000毫升，加1克碘化钾， 摇匀。 3.2.1.2 分析试验 3.2.1.2.1 试验前30分钟打开仪器开关，预热使之恒温于100℃，同时打开氧 气瓶及减压阀出口阀门，调节出口压力为0.12MPa,高速引燃炉体升降气缸，另 一减压阀出口压力为0.12MPa。 3.2.1.2.2 检查仪器装臵是否正常，燃烧标准样品，校验定碳定硫仪。 3.2.1.2.3 称取1克钢标样均匀地放臵在坩埚内加0.5克锡粒助溶，按下燃烧炉 启动开关即可自动供氧分析，分析过程分为准备、通氧、对零、吸收、回复五个2012.10.15发布第1页共1页 2012.10.30实施

《材料力学实验指导书》解析

课程教案 课程名称： 任课教师： 所属院部：建筑工程与艺术学院 教学班级： 教学时间：2015—2016 学年第 1 学期湖南工学院

1 实验一 拉伸实验 一、本实验主要内容 低碳钢和铸铁的拉伸实验。 二、实验目的与要求 1.测定低碳钢的流动极限S σ、强度极限b σ、延伸率δ、截面收缩率ψ和铸铁的强度极限b σ。 2.根据碳钢和铸铁在拉伸过程中表现的现象，绘出外力和变形间的关系曲线（F L -?曲线）。 3.比较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能和断口情况。 三、实验重点难点 1、拉伸时难以建立均匀的应力状态。 2、采集数据时，对数据的读取。 四、教学方法和手段 课堂讲授、提问、讨论、启发、演示、辩论等；实验前对学生进行实验的理论指导和提醒学生实验过程的注意事项。 五、作业与习题布置 1、低碳钢拉伸图分为几阶段？每一阶段，力与变形有何关系？有什么现象？ 2、低碳钢和铸铁在拉伸时可测得哪些力学性能指标？用什么方法测得？

1 实验一 拉伸实验 拉伸实验是测定材料力学性能的最基本最重要的实验之一。由本实验所测得的结果，可以说明材料在静拉伸下的一些性能，诸如材料对载荷的抵抗能力的变化规律、材料的弹性、塑性、强度等重要机械性能，这些性能是工程上合理地选用材料和进行强度计算的重要依据。 一、实验目的要求 1.测定低碳钢的流动极限S σ、强度极限b σ、延伸率δ、截面收缩率ψ和铸铁的强度极限b σ。 2.根据碳钢和铸铁在拉伸过程中表现的现象，绘出外力和变形间的关系曲线（F L -?曲线）。 3.比较低碳钢和铸铁两种材料的拉伸性能和断口情况。 二、实验设备和仪器 万能材料试验机、游标卡尺、分规等。 三、拉伸试件 金属材料拉伸实验常用的试件形状如图所示。图中工作段长度l 称为标距，试件的拉伸变形量一般由这一段的变形来测定，两端较粗部分是为了便于装入试验机的夹头内。 为了使实验测得的结果可以互相比较，试件必须按国家标准做成标准试件，即 5l d =或10l d =。 对于一般板的材料拉伸实验，也应按国家标准做成矩形截面试件。其截面面积 和试件标距关系为l = l =A 为标距段内的截面积。 四、实验方法与步骤

材料研究与测试方法实验实验指导书..

实验一 一．实验目的 1.了解X射线衍射的结构及工作原理。 2.熟悉X射线衍射仪的操作。 3.掌握运用X射线衍射分析卡片和软件进行物相分析的方法。 二．实验原理 （1）X射线的产生和X射线的光谱 实验中通常使用X光管来产生X射线。在抽成真空的X光管内，当由热阴极发出的电子经高压电场加速后，高速运动的电子轰击由金属做成的阳极靶时，靶就发射X射线。发射出的X射线分为两类：轫致辐射和特征辐射。 （2）X射线与物质的作用 X射线与物质相互作用产生各种复杂过程。就其能量转换而言，一束X射线通过物质分为三部分：散射、吸收、透过物质沿原来的方向传播，其中相干散射是产生衍射花样原因。如图1 图1 X射线与物质的作用 （3）晶体结构与晶体X射线衍射 晶体结构可以用三维点阵来表示。每个点阵点代表晶体中的一个基本单元，如离子、原子或分子等。空间点阵可以从各个方向予以划分，而成为许多组平行的平面点阵。因此，晶体可以看成是由一系列具有相同晶面指数的平面按一定的距离分布而形成的。各种晶体具有不同的基本单元，晶胞大小，对称性，因此每种晶体都必然存在着一系列特定的d值，可以用于表征不同的晶体。 X射线

波长与晶面间距相近，可以产生衍射。晶面间距d和X射线的波长的关系可以用布拉格方程来表示2dsinθ＝nλ根据布拉格方程，不同的晶面，其对X射线的衍射角也不同。因此，通过测定晶体对X射线的衍射，就可以得到它的X射线粉末衍射图，与数据库中的已知X射线粉末衍射图对照就可以确定它的物相。 （4）物相鉴定原理 任何结晶物质均具有特定晶体结构（结构类型，晶胞大小及质点种类，数目，分布）和组成元素。一种物质有自己独特的衍射谱与之对应，多相物质的衍射谱为各个互不相干，独立存在物相衍射谱的简单叠加。 衍射方向是晶胞参数的函数—取决于晶体结构；衍射强度是结构因子函数—取决于晶胞中原子的种类、数目和排列方式。任何一个物相都有一套d-I特征值及衍射谱图。因此，可以对多相共存的体系进行全分析。也就是说实验测得的图谱与数据库中的已知X射线粉末衍射图对照，通过两者的匹配性就可以确定它的物相。 三．实验仪器 本实验使用的仪器为D8 FOCUS X射线衍射仪 四．实验步骤 1. 样品制备 将待测粉末样品在试样架均匀分布并用玻璃板压平实，使试样面与玻璃表面齐平 2. 测试 第一步：开机 (1) 打开墙体及主机电源，并按下主机启动按钮。 (2) 打开冷却循环水系统开关，使冷水电导率在3以内，水温在20-24度范围内。 (3) 按下控制面板上的开真空按钮，使真空度降至150mV以下。 (4) 打开控制柜开关 (5) 打开电脑，在软件控制程序中开启X射线后执行预热至需要功率，预热时间为1-1.5小时。 第二步：装样

材料力学实验

材料力学实验 文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]

实验一实验绪论 一、材料力学实验室实验仪器 1、大型仪器： 100kN（10T）微机控制电子万能试验机；200kN（20T）微机控制电子万能试验机；WEW-300C微机屏显式液压万能试验机；WAW-600C微机控制电液伺服万能试验机 2、小型仪器： 弯曲测试系统；静态数字应变仪 二、应变电桥的工作原理 三、材料力学实验与材料力学的关系 四、材料力学实验的要求 1、课前预习 2、独立完成 3、性能实验结果表达执行修约规定 4、曲线图一律用方格纸描述，并用平滑曲线连接 5、应力分析保留小数后一到二位

实验二轴向压缩实验 一、实验预习 1、实验目的 I、测定低碳钢压缩屈服点 II、测定灰铸铁抗压强度 2、实验原理及方法 金属的压缩试样一般制成很短的圆柱，以免被压弯。圆柱高度约为直径的倍~3倍。混凝土、石料等则制成立方形的试块。 低碳钢压缩时的曲线如图所示。实验表明：低碳钢压缩时的弹性模量E和屈服极限σε，都与拉伸时大致相同。进入屈服阶段以后，试样 越压越扁，横截面面积不断增大，试样抗压能力也继续增强，因而得不 到压缩时的强度极限。 3、实验步骤 I、放试样 II、计算机程序清零 III、开始加载 IV、取试样，记录数据 二、轴向压缩实验原始数据 指导老师签名：徐

三、轴向压缩数据处理 测试的压缩力学性能汇总 强度确定的计算过程： 实验三轴向拉伸实验 一、实验预习 1、实验目的 （1）、用引伸计测定低碳钢材料的弹性模量E； （2）、测定低碳钢的屈服强度，抗拉强度。断后伸长率δ和断面收缩率； （3）、测定铸铁的抗拉强度，比较两种材料的拉伸力学性能和断口特征。 2、实验原理及方法 I．弹性模量E及强度指标的测定。（见图） 低碳钢拉伸曲线铸铁拉伸曲线 （1）测弹性模量用等增量加载方法：F o ＝（10%～20%）F s ， F n ＝（70%～80%）F s 加载方案为：F 0=5，F 1 =8，F 2 =11，F 3 =14，F 4 =17 ，F 5 =20 （单位：kN） 数据处理方法： 平均增量法 ) , ( ) ( 0取三位有效数 GPa l A l F E m om ? ? ? = δ（1） 线性拟合法 () GPa A l l F n l F F n F E om o i i i i i i? ? ∑ - ∑? ∑ ∑ - ∑ = 2 2 ) ( （2）

材料科学基础实验指导书

《材料科学基础》实验指导书 （试用） 院系： 班级： 姓名： 学号： 大连理工大学 年月日

实验目录 实验一金相显微镜的使用及金相试样制备方法（2学时）实验二金属材料的硬度（2学时）实验三 Sn-Pb二元平衡相图测试（2学时）实验四金相定量分析方法（2学时）实验五 Fe-C合金平衡组织观察（2学时）实验六材料弹性及塑性变形测定（2学时）实验七碳钢试样的制备及测试综合性实验（4学时）实验八金属塑性变形及回复再结晶设计性实验（6学时）实验九金属凝固组织及缺陷的观察（2学时）

实验一金相显微镜的使用及金相试样制备方法 一、实验目的 1）了解光学显微镜的原理及构造，熟悉其零件的作用。 2）学会正确操作和使用金相显微镜。 3）掌握金相试样的制备过程和基本方法。 二、实验设备与材料 实验设备：x-1型台式光学显微镜，磨样机、抛光机、砂轮机 实验材料：碳钢标准样品 三、实验内容 1.通过本次实验使学生了解光学显微镜并熟悉光学显微镜的构造和使用方法； 2.要求每个学生会实际操作光学显微镜，观察金相样品并测定其放大倍数。 3.演示并初步认识金相试样的制备过程及方法 四、实验报告撰写 撰写实验报告格式要求： 一、实验名称 二、实验目的 三、实验内容 包括：1. 光学显微镜的构造及其零部件的作用 2. 使用光学显微镜观察标准样品的收获 3. 概述金相试样制备过程及方法 四、个人体会与建议

实验二金属材料的硬度 一．实验目的 1.了解布氏、洛氏、维氏硬度的测试原理。 2.初步掌握各种硬度计的操作方法和使用注意事项。 二．实验设备和样品 1．布氏、洛氏、维氏硬度计 2．铁碳合金试样 三．实验内容和步骤 1.通过老师讲解，熟悉布氏和洛氏硬度计的原理、构造及正确的操作方法。 2.演示测定维氏硬度值，演示测定布氏和洛氏硬度值， 注：每个样品测量压痕数，由指导老师根据学生人数确定，保证每位学生可以操作硬度计1-2次。因为实验条件限制，所以不需要严格按照多次测量取平均值的要求进行实验。 四．实验报告内容 1．简述实验目的和步骤。 2．简要叙述布氏、洛氏、维氏硬度计的测量原理和特点。 3．写出测量步骤，附上实验结果。 4．总结各种硬度计的使用注意事项和使用体会。

材料作业指导书

一、材料的验收入库 公司对原材料设立编码，进行规范管理。入、出库均需依原材料编码进行；由于出库涉及成本归集与核算，故还需统计成衣编码。 a.数量、品种、规格的验收。检查这三项是否与合同、采购申请单、送货单、发票相符，然后方可以送货单上签名或盖章；如有不符，需请示采购部主管后再决定是否办理入库手续。 必要时，需使用专门的仪器进行检验，如验布机、电子磅等。 b.质量的验收。凡是仓库能检验的由仓库负责检验,凡需要由技术部门或专门机构检验的应由技术部门或专门机构负责检验。经相应的检验合格证明后,才能点收入库,或送到现场使用。 验收入库后即需办理登帐、打印入库单、设立物料吊牌卡等手续,并将入库单第2联与发票、送货单、验布报告等一起送交财务部门。 供应商的送货单上需详细注明购货单位名称、购货日期、货物名称、规格、数量、单位、单价、金额、送货单位名称、送货单位印章、送货人的签名等。 **布料入库的特殊注意事项： a、货物到达仓库后，由面、里料检验人员检验并出具验布报告。验布报告中需注明实际到达货物的数量、质量、损耗及短码情况。采购人员根据验布报告中注明的情况，并依据合同的约定，确定是否收货。 b、仓库人员按照送货单上的数量及合同单价开一张正常入库单，入库单中注明材料名称、编码、数量、单价、单位、金额。如有短码或损耗，则再开一张负数的入库单，冲减送货单与实际收到货物的数量差异，该单数量填负数，但单价、金额均为0。 负数入库单和正常入库单一样，皆需交采购部审查。对短码及损耗的情况，由采购部主管或生产部主管确定其应扣款的金额后，将所有单据转至财务部。 c、入库后需部份退回的材料： 退货金额=实际退货数量×合同约定的购货单价 d、入库后需全部退回的材料：

材料力学实验指导书

试验一岩石单轴抗压试验 一、试验的目的： 测定岩石的单轴抗压强度R c。当无侧限试样在纵向压力作用下出现压缩破坏时，单位面积上所承受的载荷称为岩石的单轴抗压强度，即试样破坏时的最大载荷与垂直于加载方向的截面积之比。 本次试验主要测定天然状态下试样的单轴抗压强度。 二、基本原理 岩石的单轴抗压强度是指岩石试样在单向受压至破坏时，单位面积上所承受的最大压应力: （MPa） 一般简称抗压强度。根据岩石的含水状态不同，又有干抗压强度和饱和抗压强度之分。 岩石的单轴抗压强度，常采用在压力机上直接压坏标准试样测得，也可与岩石单轴压缩变形试验同时进行，或用其它方法间接求得。 三、主要仪器设备 1、钻石机、切石机、磨石机或其他制样设备。 2、测量平台、角尺、放大镜、游标卡尺。 3、压力机，应满足下列要求： (1)压力机应能连续加载且没有冲击，并具有足够的吨位，使能在总吨位的10%—90%之间进行试验。 (2)压力机的承压板，必须具有足够的刚度，其中之一须具有球形座，板面须平整光滑。 (3)承压板的直径应不小于试样直径，且也不宜大于试样直径的两倍。如压力机承压板尺寸大于试样尺寸两部以上时，需在试样上下两端加辅助承压板。辅助承压板的

刚度和平整度应满足压力机承压板的要求。 (4)压力机的校正与检验，应符合国家计量标准的规定。 三、操作步骤 1、试样制备 （1）样品可用钻孔岩芯或在坑槽中采取的岩块，在取样和试样制备过程中，不允许发生认为裂隙。 (2)试件规格：采用直径5厘米，高为10厘米的方柱体，各尺寸允许变化范围为：直径及边长为±0.2厘米，高为±0.5厘米。 （3）对于非均质的粗粒结构岩石，或取样尺寸小于标准尺寸者，允许采用非标准试样，但高径之比宜为2.0～2.5。 （4）试样制备的精度应満足如下要求： a沿试样高度，直径的误差不超过0.03cm； b试样两端面不平行度误差，最大不超过0.005cm； c端面应垂直于轴线，最大偏差不超过0.25°； d 方柱体试样的相邻两面应互相垂直，最大偏差不超过0.25°。 （4）试样含水状态处理 在进行试验前应按要求的含水状；制备试样时采用的冷却液，必须是洁净水，不许使用油液。 （5）对于遇水崩解、溶解和干缩湿胀的岩石，应采用干法制样 2、试样描述 描述内容包括：岩石名称、颜色、矿物成分、结构、风化程度、胶结物性质等；加荷方向与岩石试样内层理、节理、裂隙的关系及试样加工中出现的问题； 3、试样尺寸测量

材料现代分析方法实验指导书-TEM

第二篇材料电子显微分析 实验一透射电子显微镜样品制备 一、实验目的 1．掌握塑料—碳二级复型样品的制备方法。 2．掌握材料薄膜样品的制备方法—双喷电解减薄法和离子薄化法。 二、塑料—碳二级复型的制备原理与方法 (一) AC纸的制作 所谓AC纸就是醋酸纤维素薄膜。它的制作方法是：首先按重量比配制6％醋酸纤维素丙酮溶液。为了使AC纸质地柔软、渗透性强并具有蓝色，在配制溶液中再加入2％磷酸三苯脂和几粒甲基紫。 待上述物质全部溶入丙酮中且形成蓝色半透明的液体，再将它调制均匀并等气泡逸尽后，适量地倒在干净、平滑的玻璃板上，倾斜转动玻璃板，使液体大面积展平。用一个玻璃钟罩扣上，让钟罩下边与玻璃板间留有一定间隙，以便保护AC纸的清洁和控制干燥速度。醋酸纤维素丙酮溶液蒸发过慢，AC纸易吸水变白，干燥过快AC纸会产生龟裂。所以，要根据室温、湿度确定钟罩下边和玻璃间的间隙大小。经过24小时后，把贴在玻璃板上已干透的AC纸边沿用薄刀片划开，小心地揭下AC纸，将它夹在书本中即可备用。 (二) 塑料—碳二级复型的制备方法 (1) 在腐蚀好的金相样品表面上滴上一滴丙酮，贴上一张稍大于金相样品表面的AC纸(厚30~80μm)，如图1-2(a)所示。注意不要留有气泡和皱折。若金相样品表面浮雕大，可在丙酮完全蒸发前适当加压。静置片刻后，最好在灯泡下烘烤一刻钟左右使之干燥。 (2) 小心地揭下已经干透的AC纸复型(即第一级复型)，将复型复制面朝上平整地贴在衬有纸片的胶纸上，如图1-2(b)所示。 (3) 把滴上一滴扩散泵油的白瓷片和贴有复型的载玻片置于镀膜机真空室中。按镀膜机的操作规程，先以倾斜方向“投影”铬，再以垂直方向喷碳，如图1-2(c)所示。其膜厚度以无油处白色瓷片变成浅褐色为宜。 (4) 打开真空室，从载玻片上取下复合复型，将要分析的部位小心地剪成2mm×2mm的小方片，置于盛有丙酮的磨口培养皿中，如图1-2(d)所示。 (5) AC纸从碳复型上全部被溶解掉后，第二级复型(即碳复型)将漂浮在丙酮液面上，用铜网布制成的小勺把碳复型捞到清洁的丙酮中洗涤，再移到蒸馏水中，依靠水的表面张力使卷曲的碳复型展平并漂浮在水面上。最后用摄子夹持支撑铜网把它捞起，如图1-2 (e)所示，放到过滤纸上，干燥后即可置于电镜中观察。AC纸在溶解过程中，常常由于它的膨胀使碳膜畸变或破坏。为了得到较完整的碳复型，可采用下述方法： (1) 使用薄的或加入磷酸三苯脂及甲基紫的AC纸。 (2) 用50％酒精冲淡的丙酮溶液或加热(≤55℃)的纯丙酮溶解AC纸。 (3) 保证在优于2.66×10-3Pa高真空条件下喷碳。 (4) 在溶解AC纸前用低温石腊加固碳膜。即把剪成小方片的复合复型碳面与熔化在烘热的小玻璃片上的低温石腊液贴在一起，待石腊液凝固后，放在丙酮中溶解掉AC纸，然后加热(≤55℃)丙酮并保温20分钟，使石腊全部熔掉，碳复型将漂浮在丙酮液面上，再经干净的丙酮和蒸馏水的清洗，捞到样品支撑铜网上，这样就获得了不碎的碳复型。

万能材料试验机安全操作规程

编号：SM-ZD-39191 万能材料试验机安全操作 规程 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改

万能材料试验机安全操作规程 简介：该规程资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 1准备 - 确定试验项目,根据试验项目要求，选择适当的夹具以及配套联接器。 - 检查全部电缆线、接插件的自身和连接有无异常（如：破损、松脱等），特别注意检查交流供电是否在220伏、正/负偏差在10%以内；气压供应是否正常。 - 检查实验室环境（如温度、湿度等）是否符合应用试验及试验机的要求 2开机 - 接通计算机电源，观察WINDOWS系统是否正常。 - 接通主机架电源，观察自检是否正常，8、7、6…4、3、红点闪烁。 - 启动“Bluehill Lite”程序，观察主机/计算机通讯过程是否正常

- 确认主机/计算机系统均正常后，调用具体应用试验方法或编制新试验方法（如拉伸、剥离撕裂）。 3试验 - 正确安装试验所需的夹具和配套联接器，紧固必要的锁紧装置。 - 正确安装试样。 - 根据具体试验样品要求检查试验方法的各项参数，驱动横梁运行，使上、下夹具保持在适当位置。 - 正确设置上、下机械位移限位装置，特别是下限位装置的正确位置，确保上、下夹具不发生碰撞。 - 载荷、位移均应平衡至零点，如使用长行程引伸计，还需应变1归零。 - 启动试验并延续至试验全部完成，点击保存或完成来存储数据。 4关机 - 全部试验完成后，按照要求正确处理/输出各种数据。 - 退出具体应用试验方法 退出“Bluehill”；返回“Windows”界面。

材料力学实验指导书

工程力学实验指导书 主讲：林植慧 机械与汽车工程学院 SCHOOL OF MECHANICAL AND AUTOMOTIVE ENGINEERING

实验一, 二 低碳钢(Q235钢)、铸铁的轴向拉伸试验 一、实验目的与要求 1．观察低碳钢(Q235钢)和铸铁在拉伸试验中的各种现象。 2．测绘低碳钢和铸铁试件的载荷―变形曲线(F ―Δl 曲线)及应力―应变曲线(σ―ε曲线)。 3．测定低碳钢拉伸时的比例极限P σ，屈服极限s σ、强度极限b σ、伸长率δ、断面收缩率ψ和铸铁拉伸时的强度极限b σ。 4．测定低碳钢的弹性模量E 。 5．观察低碳钢在拉伸强化阶段的卸载规律及冷作硬化现象。 6．比较低碳钢(塑性材料)和铸铁(脆性材料)的拉伸力学性能。 二、实验设备、仪器和试件 1．微机控制电子万能试验机。 2．电子式引伸计。 3．游标卡尺。 4．低碳钢、铸铁拉伸试件。 三、实验原理与方法 材料的力学性能主要是指材料在外力作用下，在强度和变形方面表现出来的性质，它是通过实验进行研究的。低碳钢和铸铁是工程中广泛使用的两种材料，而且它们的力学性质也较典型。 试验采用的圆截面短比例试样按国家标准（GB/T 228-2002《金属材料 室温拉伸试验方法》） 制成，标距0l 与直径0d 之比为5100 0或=d l ，如图1-1所示。这样可以避免因试样尺寸和形状的影响而产生的差异，便于各种材料的力学性能相互比较。图中：0d 为试样直径，0l 为试样的标距。国家标准中还规定了其他形状截面的试样。 图 1-1 金属拉伸试验在微机控制电子万能试验机上进行，在实验过程中，与电子万能试验机联机的计算机显示屏上实时绘出试样的拉伸曲线(也称为F ―l ?曲线)，如图1-2所示。低碳钢试样的拉伸曲线(图1-2a)分为弹性阶段，屈服阶段，强化阶段及局部变形阶段。如果在强化阶段

材料力学实验指导书(测量材料弹性模量E)

测量材料弹性模量E实验 一、实验名称 测定材料的弹性模量。 二、实验目的 1．掌握测定Q235钢弹性模量E的实验方法； 2．熟悉CEG-4K型测E试验台及其配套设备的使用方法。 三、实验设备及仪器 1．CEG-4K型测E试验台 2．球铰式引伸仪 四、试样制备 1. 试样：Q235钢，如图所示，直径d=10mm，标距L=100mm。 2、载荷增重ΔF=1000N（砝码四级加载，每个砝码重25N，初载砝码一个，重16N，采用1：40杠杆比放大） 五、实验原理 实验时，从F0到F4逐级加载，载荷的每级增量为1000N。每次加载时，记录相应的长度变化量，即为ΔF引起的变形量。在逐级加载中，如果变形量ΔL 基本相等，则表明ΔF与ΔL为线性关系，符合胡克定律。完成一次加载过程，将得到ΔL的一组数据，实验结束后，求ΔL1到ΔL4的平均值ΔL平，代入胡克定律计算弹性模量。即

EA l F l ? ? = ? ?001 .0 备注：引伸仪每格代表0.001mm。 六、实验步骤及注意事项 1．调节吊杆螺母，使杠杆尾部上翘一些，使之与满载时关于水平位置大致对称。 2．把引伸仪装夹到试样上，必须使引伸仪不打滑。 注意：对于容易打滑的引伸仪，要在试样被夹处用粗纱布沿圆周方向打磨一下。引伸仪为精密仪器，装夹时要特别小心，以免使其受损。采用球铰式引伸仪时，引伸仪的架体平面与试验台的架体平面需成45°左右的角度。 3．挂上砝码托。 4．加上初载砝码，记下引伸仪的初读数。 5．分四次加等重砝码，每加一次记录一次引伸仪的读数。注意：加砝码时要缓慢放手，以使之为静载，防止砝码失落而砸伤人、物。 6．实验完毕，先卸下砝码，再卸下引伸仪。 七、数据处理 1. 记录相关数据 分级加载初载一次加载二次加载三次加载四次加载引伸仪读数L0= L1= L2= L3= L4= 2.计算 （1）各级形变量的计算 分级加载一次加载二次加载三次加载四次加载平均值形变量ΔL1= ΔL2= ΔL3= ΔL4= ΔL平=