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3.3.3实验报告要求 3.3.4思考题 3.3.5拓展实验研究 参考文献 第4章金属材料的硬度测定 4.1概述 4.2洛氏硬度及其测试方法 4.2.1洛氏硬度测试原理 4.2.2洛氏硬度的测试 4.3布氏硬度及其测试方法 4.3.1布氏硬度测试原理 4.3.2布氏硬度的测试 4.3.3布氏硬度的特点 4.4维氏硬度及其测试方法 4.4.1维氏硬度测量原理 4.4.2维氏硬度的测试 4.4.3维氏硬度的特点 4.5显微硬度及其测试方法 4.5.1测量原理 4.5.2显微硬度的测试步骤 4.5.3影响显微硬度值的因素 4.6使用硬度计应注意的事项 4.7实验部分 4.7.1实验目的 4.7.2实验内容 4.7.3实验报告要求 4.7.4思考题 4.7.5拓展实验 参考文献 第5章扫描电子显微分析 5.1光学显微镜的分辨率极限 5.2电子波长及电子显微镜分辨率 5.3电子束与物质的相互作用 5.3.1二次电子 5.3.2背散射电子 5.3.3特征X射线 5.3.4俄歇电子 5.3.5阴极荧光 5.4扫描电镜的主要工作原理 5.4.1扫描电镜的原理简介 5.4.2扫描电镜的放大倍数和分辨率 5.4.3扫描电镜的景深 5.4.4二次电子及其成像 5.4.5背散射电子及其成像 5.4.6特征X射线及成分分析 5.5扫描电镜的组成系统 5.5.1电子光学系统 5.5.2电磁偏转系统 5.5.3扫描系统 5.5.4信号检测放大系统 5.5.5真空系统和试样室 5.6电磁透镜成像质量 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图像的分辨率及其影响因素 5.8扫描电镜的使用 5.8.1样品的制备 5.8.2重要操作步骤 5.8.3电子光学系统合轴 5.9实验部分 5.9.1实验目的 5.9.2实验内容 5.9.3实验报告要求 5.9.4思考题 5.9.5拓展实验 参考文献 第6章X射线衍射分析 6.1引言 6.2X射线衍射仪的原理 6.3X射线衍射技术在材料分析中的应用 6.3.1物相分析 6.3.2X射线衍射仪的基本组成 6.4X射线衍射实验方法 6.4.1样品的制备 6.4.2实验参数选择 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实验部分 6.6.1实验目的 6.6.2实验内容 6.6.3实验报告要求 6.6.4思考题 6.6.5拓展实验 参考文献 第二篇综合性实验 第7章晶体结晶过程观察与凝固条件对金属铸锭组织的影响 7.1引言 7.2盐类结晶过程观察 7.3铸锭组织 7.4影响柱状晶区和等轴晶区生长的因素 7.5实验部分 7.5.1实验目的 7.5.2实验内容 7.5.3实验报告要求 7.5.4拓展实验 参考文献 第8章金属材料的塑性变形与再结晶 8.1塑性变形的基本方式及其特征 8.1.1滑移 8.1.2孪生 8.2冷塑性变形对金属组织与性能的影响 8.3冷变形后金属加热时组织与性能的变化 8.3.1回复 8.3.2再结晶 8.3.3晶粒长大 8.4实验部分 8.4.1实验目的 8.4.2实验内容 8.4.3实验报告要求 8.4.4思考题 8.4.5拓展实验 参考文献 第9章碳钢组织观察及性能分析 9.1引言 9.2FeFe3C相图 9.2.1钢的相变 9.2.2冷却速度对组织的影响 9.3钢的热处理 9.3.1过冷奥氏体转变曲线 9.3.2过冷奥氏体连续冷却转变曲线 9.4钢的热处理工艺 9.4.1退火 9.4.2正火 9.4.3淬火 9.4.4回火 9.5钢的显微组织 9.5.1钢的退火组织 9.5.2钢的淬火组织 9.5.3钢的回火组织 9.5.4钢中的贝氏体 9.6实验部分 9.6.1实验目的 9.6.2实验设备及用品 9.6.3实验内容 9.6.4实验报告要求 参考文献 第三篇研究性实验 第10章碳钢及合金钢的应用 10.1碳钢的分类及应用 10.1.1普通碳素结构钢 10.1.2优质碳素结构钢 10.1.3碳素工具钢 10.2合金钢 10.2.1合金元素在钢中的作用 10.2.2合金钢分类及牌号 10.3合金结构钢 10.3.1低合金结构钢 10.3.2合金渗碳钢 10.3.3合金调质钢 10.3.4合金弹簧钢 10.3.5滚珠轴承钢 10.4合金工具钢 10.4.1低合金工具钢 10.4.2高合金工具钢 10.5特殊性能钢 10.5.1不锈钢 10.5.2耐热钢 10.5.3低温钢 10.5.4耐磨钢 10.6实验部分 10.6.1实验目的 10.6.2实验设备及用品 10.6.3实验内容 10.6.4实验报告要求 参考文献 第11章钢的热处理及其晶粒细化 11.1钢晶粒细化的必要性 11.2奥氏体的晶粒度及晶界显示 11.2.1奥氏体的晶粒度 11.2.2原奥氏体晶界的显示 11.3钢在加热过程中的组织转变 11.4组织遗传性的影响因素 11.5晶粒细化的热处理工艺 11.5.1低合金钢和碳钢 11.5.2合金钢 11.6实验部分 11.6.1实验目的 11.6.2实验设备及用品 11.6.3实验内容 11.6.4实验报告要求 参考文献 第12章无铅钎料的研制 12.1锡钎焊的发展史 12.2电子行业对无铅钎料的要求 12.2.1表面封装技术的发展 12.2.2SMT的可靠性对无铅钎料的要求 12.3国内外研究状况 12.4焊锡的相图与组织 12.5SnCu系无铅钎料 12.5.1SnCu系无铅钎料的特性 12.5.2SnCu系无铅钎料存在的问题 12.5.3添加不同元素对SnCu系无铅钎料性能的影响 12.5.4SnCu系无铅钎料的发展方向 12.6SnAg系及SnAgCu系无铅钎料 12.6.1SnAg二元合金 12.6.2SnAgCu三元合金 12.6.3SnAgCu系三元钎料的合金组织及金属间化合物 12.7实验部分 12.7.1实验目的 12.7.2实验内容 12.7.3实验报告要求 参考文献 第13章纳米氧化锌的制备及形貌观察 13.1引言 13.2纳米氧化锌的应用 13.3纳米氧化锌的制备 13.3.1水热法 13.3.2水热反应过程 13.4实验部分 13.4.1实验目的 13.4.2实验原料及仪器 13.4.3实验过程 13.4.4实验内容 13.4.5实验注意事项 13.4.6思考题 13.4.7实验报告要求 参考文献 第14章微晶玻璃的制备与性能测试 14.1引言 14.1.1微晶玻璃的性能及应用 14.1.2微晶玻璃的分类 14.2微晶玻璃的制备方法 14.2.1整体析晶法 14.2.2烧结法 14.2.3溶胶凝胶法 14.2.4浮法 14.3微晶玻璃的性能 14.3.1密度 14.3.2强度 14.3.3硬度 14.3.4热膨胀系数和抗热冲击性能 14.3.5电阻率 14.3.6介电常数和介电损耗 14.3.7化学性质 14.3.8光学性质 14.4CaOAl2O3SiO2微晶玻璃微观组织观察 14.5实验部分 14.5.1实验目的 14.5.2实验设备及原料 14.5.3实验内容 14.5.4思考题 14.5.5实验报告要求 参考文献 內容試閱： 本书为材料科学与工程学科的本科生而编写，是本专业主要基础课材料科学基础的配套实验指导，目的是使学生对材料科学的基础知识有更感性的认识，通过实验对其加深了解，能初步做到学以致用。 本书精选了14个实验，包括三方面的内容： 1. 基础性实验6个，均为与材料微观组织结构分析相关的实验,包括金相显微镜的原理、结构及使用，定量金相分析，金相显微试样的制备，金属材料的硬度测定，扫描电子显微分析及X射线衍射分析。硬度检测是一种简单的、基本不破坏试样的表征力学性能的方法，可以用来考查组织对性能的影响，故也放在了基本实验的部分。希望通过这部分实验使学生掌握材料研究的最基本技术。 2. 综合性实验3个，包括晶体结晶过程观察与凝固条件对金属铸锭组织的影响，金属材料的塑性形变与再结晶，碳钢组织观察及性能分析。涵盖了金属物理冶金的最基本内容，通过这些实验，学生可对材料科学基础中所学知识有更深切的认识。 3. 研究性实验5个，碳钢及合金钢的应用是为使学生对国计民生中大量使用的结构材料的组织与性能的关系以及工艺对组织性能的影响有切身的体会； 钢的热处理及其晶粒细化要求学生深入体会热处理原理，并灵活运用解决实际问题； 无铅钎料的研制、纳米氧化锌的制备及形貌观察及微晶玻璃的制备与性能测试是为进一步拓宽学生在新材料的制备、表征和性能方面的知识，培养他们文献调研和自学能力。 这些实验一般安排32学时，前两篇实验是每个学生必做的，研究性实验任选其一，以达到初步的研究体验为目的。 本书第1、2、8章由清华大学材料学院雷书玲工程师与赵玉珍高级工程师联合编写， 第11章由清华大学材料学院张玉朵博士编写，第13章由电子科技大学中山学院材料与食品学院王悦辉教授编写， 第14章由中国科学院过程工程研究所曹建蔚研究员编写。其余章节由清华大学材料学院赵玉珍高级工程师编写。 清华大学材料学院顾家琳教授对本书的内容及编排提出了宝贵建议； 教材获得清华大学本科生教改项目和材料学院教学经费的大力资助，并得到了清华大学出版社的大力支持与指导，在此一并感谢！ 本教材在编写过程中，参考了国内外的相关教材、专著、期刊及网络文献相关内容，已列在参考文献部分，在此向本书所引用参考文献的原作者表示敬意和感谢！ 限于编者的水平，精选实验的内容可能欠妥或有考虑不周之处，殷切希望专家学者及使用本书的读者提出宝贵意见，以期改进。 编者2017年10月

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