材料科学实验（张小文）

实验教学与实验研究是实现综合素质教育和创新人才培养的重要环节。《*关于在部分高校开展基础学科招生改革试点工作的意见》（教学〔2020〕1号）中，明确指出关键领域，即“聚焦高端芯片与软件、智能科技、新材料、先进制造和国家安全等关键领域以及国家人才紧缺的人文社会科学领域”，电子信息、新能源等领域的材料科学与技术具有举足轻重的地位。本着以拓宽基础、突出应用为目标导向，面向当今国家和社会对高素质创新型人才培养的需求，编写了材料类实验教学与实验研究的综合实验教材——《材料科学实验》。该教材体现了材料基础知识的系统性，涵盖了材料领域的力学、电学、光学以及材料分析方法等领域，搭建了实验教学、实验研究与实际应用之间的桥梁。教材也体现了材料基础知识的连贯性，避免了因学科专业分工细化而导致的知识片面性，从知识层面的“点”，逐步向“线”和“面”层次递进。同时，教材还体现了基础理论与实际应用的功能特性，实验内容详细介绍了背景知识、实验原理、工作机理等方面，引入典型案例并结合具体实验仪器设备，以便掌握实际操作的基本方法与关键步骤，将基础理论与实际应用有机结合，从而使实验教学与实验研究相互渗透。

本书由桂林电子科技大学张小文、朱归胜、王江编著，负责内容策划和统稿。参与本书编写的人员均为一线从事教学和科研的专业教师。

向定汉编写实验1、2、3；

黎清宁编写实验4；

邹勇进编写实验5、10；

王成磊编写实验6；

周昌荣编写实验7、8；

许积文编写实验9；

邱树君编写实验11；

朱归胜编写实验12、16；

张小文编写实验13、14；

陈国华编写实验15；

熊健编写实验17、25；

刘呈燕编写实验18、26；

姚青荣编写实验19；

李林编写实验20；

张可翔编写实验21；

卢照编写实验22、23；

张秀云编写实验24；

林向成编写实验27；

张鑫编写实验28；

马垒编写实验29。

王江对全书内容进行了审核和修改。本书在编写过程中，参考了桂林电子科技大学材料科学与工程学院所使用的有关教学指导书以及相关研究论文与部分兄弟院校的教材。本书的编写和出版还得到了桂林电子科技大学研究生院、材料科学与工程学院、电子信息材料与器件*工程研究中心、广西电子信息材料构效关系重点实验室的大力支持，谨此一并表示感谢！

由于编者水平有限，书中难免存在不妥之处，恳请广大读者批评指正。

编著者

2021年2月于桂林电子科技大学花江校区

《材料科学实验》共分四部分：力学性能实验、电学性能实验、光学性能实验和材料分析方法实验。全书共有29个实验，内容涉及金属材料、陶瓷材料、有机材料的力学、电学、光学以及材料分析方法等。每个实验既详细介绍了背景知识、实验原理、工作机理，又系统介绍了实验仪器设备、基本操作方法及关键步骤，并引入典型案例进行深入分析。在每个实验后面都附有参考文献，旨在将材料科学实验的实验教学与实验研究相互渗透，将理论与实践有机结合。

本书可以作为高等院校材料、化工、电子类等相关专业高年级本科生和研究生的实验教学用书，也可供从事材料、器件、测试的科技人员和相关专业的工程技术人员参考。

章力学性能实验1

实验1金属材料拉伸性能测试及分析1

实验2金属材料维氏硬度测定与分析9

实验3材料摩擦磨损测试与分析13

实验4材料动态热机械性能测试与评价19

实验5化学镀镍及镀层性能测试与分析27

实验6薄膜材料结合力划痕实验与评价31

第二章电学性能实验40

实验7电容器陶瓷制备及性能测试与分析40

实验8压电陶瓷极化实验及性能测试与分析46

实验9铁电材料性能测试与分析55

实验10金属材料电化学极化曲线的测定及分析66

实验11锂离子纽扣电池的组装及性能测试73

实验12导电氧化物薄膜溅射法制备及性能分析84

第三章光学性能实验93

实验13材料电致发光性能测试及转换效率分析93

实验14材料长余辉发光特性测试与评价101

实验15荧光玻璃和玻璃陶瓷制备及发光性能测试113

实验16荧光薄膜制备及性能分析122

实验17太阳能光伏电池制备及性能测试130

实验18太阳能光热材料转换性能测试与分析138

第四章材料分析方法实验148

实验19X射线衍射物相分析148

实验20场发射扫描电子显微镜的形貌观察与成分分析164

实验21材料结构的透射电子显微测试与分析174

实验22电子探针的形貌观察与成分定量分析186

实验23热分析仪的相转变测试与分析203

实验24X射线光电子能谱分析215

实验25原子力显微镜的表面形貌观察与分析224

实验26拉曼光谱分析234

实验27核磁共振波谱分析248

实验28材料物性测量系统的电磁热分析260

实验29振动样品磁强计的磁测量与分析270

《材料科学实验》共分四部分：力学性能实验、电学性能实验、光学性能实验和材料分析方法实验。全书共有29个实验，内容涉及金属材料、陶瓷材料、有机材料的力学、电学、光学以及材料分析方法等。每个实验既详细介绍了背景知识、实验原理、工作机理，又系统介绍了实验仪器设备、基本操作方法及关键步骤，并引入典型案例进行深入分析。在每个实验后面都附有参考文献，旨在将材料科学实验的实验教学与实验研究相互渗透，将理论与实践有机结合。

本书可以作为高等院校材料、化工、电子类等相关专业高年级本科生和研究生的实验教学用书，也可供从事材料、器件、测试的科技人员和相关专业的工程技术人员参考。