材料专业综合实验教程

《材料专业综合实验教程》是针对高校材料物理、材料化学和无机非金属材料工程各专业大学三年级学生的实验课程，是理论教学和材料基础实验的深化和补充，具有较强的实践性，是一门重要的实验基础课。目前已有的同类教材或教程中，材料化学综合实验、无机非金属材料综合实验、机械工程材料综合实验等的内容主要以满足材料化学、无机非金属材料、机械工程材料等专业的要求为主，而面向材料专业，特别是能满足材料物理、材料化学和无机非金属材料工程专业需求的教材并不多。同时，由于各高等学校在材料科学与工程学科相关本科专业的培养目标方面各有特色和侧重，已有的同类教材或教程也不能很好地满足各高校对材料各专业本科生培养的要求和需要。为此，我们从2000年开始，针对材料化学、材料物理本科专业编写了适合此专业培养方案要求和学科特色发展的材料专业综合实验讲义。2009年新增无机非金属材料工程本科专业后，对实验讲义进行了修订和增补，以满足三个本科专业在材料物理性能实验的要求和需要。经过近10年的使用、修改和完善，本实验讲义已在内容、形式、完整性和系统性等方面达到相关要求。

本教材定名为《材料专业综合实验教程》，是依据材料科学与工程教学指导委员会材料相关专业规范的要求，根据高等学校材料化学、材料物理、无机非金属材料工程本科专业的培养目标编写而成的。本教程针对材料物理、材料化学与无机非金属材料工程本科专业，收集、整理和设计了若干个当前比较成熟的、常用的有关材料专业综合实验，按照金属、无机非金属材料、高分子材料和复合材料四个类别，安排6个部分的实验，每个实验主要包含实验目的、实验原理、实验设备和材料、实验内容与步骤、实验报告、问题与讨论，以及参考文献等内容，旨在为学生和指导教师提供尽可能完备与系统的材料综合实验指导，力求让学生熟练掌握材料综合实验的基本操作技能，使学生在综合实验动手能力方面得到进一步的培养与训练。

本书的编写是多年来从事材料物理与化学制备实验教学工作的老师们共同努力的结果。本教程参加编写的有周祯来（章）、管洪涛（第二章）、黄强（第三章）、陈刚（第四章）、肖雪春（第五章）和王莉红（第六章）。全书由王毓德教授统稿。

本教程由云南大学双一流建设专项经费资助出版。

在本教程编写过程中，参考了国内各兄弟院校的材料合成与制备实验教材和相关的著作、期刊论文、学位论文、文献资料等，谨此表示衷心的感谢。

由于编者水平有限和经验不足，书中难免有一些不当和遗漏之处，敬请读者批评指正。

编者

2020年3月

于云南大学

《材料专业综合实验教程》是依据材料科学与工程教学指导委员会材料相关专业规范的要求，根据高等学校材料化学、材料物理、无机非金属材料工程本科专业的培养目标编写而成，本书收集、整理和设计了若干个当前比较成熟的、常用的有关材料专业综合实验，按照金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料四个类别，安排6个部分的实验，每个实验主要包含实验目的、实验原理、实验设备和材料、实验内容与步骤、实验报告、问题与讨论，以及参考文献等内容，旨在为学生和指导教师提供尽可能完备与系统的材料综合实验指导，力求让学生熟悉并掌握材料综合实验的基本操作技能，使学生在综合实验动手能力方面得到进一步的培养与训练。各学校可以根据自身实验条件和学科特点有选择性地开设实验。

《材料专业综合实验教程》可作为高等院校材料类专业，以及物理、化学和其他材料相关专业本科生的综合实验教学用书，亦可供相关人员参考。

云南大学材料类专业本科生实践创新能力提升教学团队一直承担着材料科学类本科专业理论和实践课程的教学任务。团队现有教师8名，均为材料学院教学科研骨干，其中教授2人、副教授3人、高级实验师1人和讲师2人，平均年龄42.8岁，具有博士学位的占62.5%。

团队历经十余年教学改革与实践，以学生的综合素质和创新能力培养为目标，紧密联系材料科学与工程的四要素，通过整合与优化教学资源，将成熟的科研成果和研究技术充实到实验教学中，把优势方向和特色专业有重大影响、学科思想突出的高水平成果提炼并转化为综合性实验或创新性实验的教学内容，由此构建了实验教学课程体系，已出版实验教程3部，为学生实践创新能力的提升奠定了基础。团队主要承担了《材料制备与合成》《现代分析测试技术》《无机及分析化学实验》《材料制备与合成实验》《材料物性物理实验》《材料分析方法实验》《绿色化学实验》《有机化学实验》和《创新实验》等理论和实验课程，服务于本科生实践创新能力的培养。在本科生实验教学平台和团队科研平台的支撑下，团队获得了30余项国 家级、省级和校级大学生创新创业项目，获得校级教学成果奖1项，省部级科研成果奖励2项，6项挑战杯、省级和校级等多项竞赛奖，在核心期刊发表教改论文10余篇。

章碳钢金相组织及性能分析综合实验1

实验一金相显微分析基础实验2

实验二金相样品制备实验8

实验三碳钢及生铁平衡组织观察实验12

实验四碳钢硬度测量实验16

实验五40Cr碳钢热处理实验21

实验六40Cr碳钢热处理后金相显微分析实验26

第二章普通硅酸盐水泥材料综合实验29

实验七水泥净浆标准稠度用水量实验30

实验八水泥凝结时间测定实验33

实验九水泥安定性测定实验35

实验十水泥胶砂流动度实验38

实验十一水泥胶砂强度测定实验41

实验十二膨胀水泥膨胀性测定实验44

实验十三水泥熟料中游离氧化钙含量测定实验47

第三章活性炭的制备与性能研究综合实验52

实验十四化学活化法制备活性炭实验53

实验十五活性炭的结构表征实验59

实验十六活性炭的表面改性实验64

实验十七活性炭的表面电荷测定实验65

实验十八活性炭的吸附性能实验67

实验十九活性炭负载纳米金属氧化物复合材料的制备与表征实验71

实验二十活性炭负载纳米TiO2的光催化氧化降解有机染料性能实验73

实验二十一活性炭负载纳米TiO2的光催化还原六价铬离子实验77

第四章钙钛矿结构电磁材料性能研究及稀土离子掺杂改性综合实验82

实验二十二钙钛矿结构陶瓷材料的粉体制备实验84

实验二十三钛酸钡陶瓷材料成型及电极片制备实验85

实验二十四钛酸钡极片的介电性能测试实验87

实验二十五钛酸钡粉体稀土掺杂改性实验92

实验二十六钛酸钡粉体SiO2包裹改性实验94

第五章高分子化学与高分子物理综合实验96

实验二十七乙酸乙烯酯乳液聚合实验97

实验二十八聚乙酸乙烯酯的醇解实验100

实验二十九聚乙烯醇的醇解度的测定实验102

实验三十聚乙烯醇的分子量的测定实验105

实验三十一聚乙烯醇缩甲醛的制备实验112

实验三十二聚乙烯醇缩甲醛水溶液黏度的测定实验115

第六章磁性Fe3O4/C复合材料的水处理综合实验118

实验三十三Fe3O4粉体的制备合成实验120

实验三十四KOH活化剂制备活性炭及其表征实验122

实验三十五Fe3O4/C复合材料的制备合成实验123

实验三十六Fe3O4与Fe3O4/C的表征分析实验125

实验三十七六价铬离子标准曲线的绘制实验127

实验三十八Fe3O4/C复合材料对Cr6 的吸附性能实验130

参考文献134

《材料专业综合实验教程》是依据材料科学与工程教学指导委员会材料相关专业规范的要求，根据高等学校材料化学、材料物理、无机非金属材料工程本科专业的培养目标编写而成，本书收集、整理和设计了若干个当前比较成熟的、常用的有关材料专业综合实验，按照金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料四个类别，安排6个部分的实验，每个实验主要包含实验目的、实验原理、实验设备和材料、实验内容与步骤、实验报告、问题与讨论，以及参考文献等内容，旨在为学生和指导教师提供尽可能完备与系统的材料综合实验指导，力求让学生熟悉并掌握材料综合实验的基本操作技能，使学生在综合实验动手能力方面得到进一步的培养与训练。各学校可以根据自身实验条件和学科特点有选择性地开设实验。

《材料专业综合实验教程》可作为高等院校材料类专业，以及物理、化学和其他材料相关专业本科生的综合实验教学用书，亦可供相关人员参考。

云南大学材料类专业本科生实践创新能力提升教学团队一直承担着材料科学类本科专业理论和实践课程的教学任务。团队现有教师8名，均为材料学院教学科研骨干，其中教授2人、副教授3人、高级实验师1人和讲师2人，平均年龄42.8岁，具有博士学位的占62.5%。

团队历经十余年教学改革与实践，以学生的综合素质和创新能力培养为目标，紧密联系材料科学与工程的四要素，通过整合与优化教学资源，将成熟的科研成果和研究技术充实到实验教学中，把优势方向和特色专业有重大影响、学科思想突出的高水平成果提炼并转化为综合性实验或创新性实验的教学内容，由此构建了实验教学课程体系，已出版实验教程3部，为学生实践创新能力的提升奠定了基础。团队主要承担了《材料制备与合成》《现代分析测试技术》《无机及分析化学实验》《材料制备与合成实验》《材料物性物理实验》《材料分析方法实验》《绿色化学实验》《有机化学实验》和《创新实验》等理论和实验课程，服务于本科生实践创新能力的培养。在本科生实验教学平台和团队科研平台的支撑下，团队获得了30余项国 家级、省级和校级大学生创新创业项目，获得校级教学成果奖1项，省部级科研成果奖励2项，6项挑战杯、省级和校级等多项竞赛奖，在核心期刊发表教改论文10余篇。