《材料科学基础实验》课程教学大纲

《材料科学基础实验》课程教学大纲

一、课程基本信息

1．课程编码：U04M21185

2．课程名称：材料科学基础实验

3．学时/学分：16/1

4. 实验项目数：6个

5．先修课程： 材料科学基础

6．开课单位：材料学院

7．开课学期：秋

8．课程类别：学科基础课程

9．课程简介

《材料科学基础实验》为材料科学与工程专业学生必修的一门实践训练课程。课程以金相显微分析基本技能实验为基础，突显材料各种典型组织特征、形成原因以及性能之间的内在关联。要求通过本课程的学习，了解和掌握材料金相样品的制备，掌握材料实验设计和基本性能测试方法，着重培养学生综合能力、创新能力、分析问题以及解决实际工程问题的能力。

“Basic experiment of material science” is a required practical training course for students majoring in material science and engineering. The course is based on the experiment of the basic skills of metallographic microanalysis, highlighting the internal relationship among various typical structural characteristics, causes of formation, and properties of materials. Through the study of this course, students are required to understand and master the preparation of metallographic samples of materials, master the experimental design and basic performance test methods of materials, and focus on the cultivation of students' comprehensive ability, innovation ability, analysis of problems and the ability to solve practical engineering problems.

二、教学目标

课程目标1：针对金属材料研究过程中涉及到的有关成分、结构和性能等复杂工程问题，基于材料学科基本原理和实验方法进行实验方案的设计。

课程目标2：选择正确的性能表征手段和方法开展实验研究，科学地整理实验数据，分析和解释实验数据，总结实验规律，获得正确有效的实验结论。

课程目标3：掌握材料学基本试样制备和分析测试设备的工作原理和方法，具备选择和正确使用现代材料分析表征工作的能力。

三、教学内容及教学要求

实验教学内容主要分为以下6个内容：

实验一、金相显微分析

教学要求：

学习和了解金相显微试样的制作过程和方法；通过对金相显微试样的分析，学习金相显微镜的使用方法，为以后的金相分析打下基础。

实验二、常见金属晶体结构和原子堆砌特征

教学要求：

了解局部与整体、晶体结构与整体结构的关系以及原子堆砌形式与晶体中间隙形态的大小关系。进一步理解关于晶面、晶向以及指数、致密度等概念。

实验三、二元合金平衡组织分析

教学要求：

加深对二元合金相图认识，熟悉并掌握利用相图分析合金组织的方法，对固溶体组织、次生组织、共晶等组织形态和组织特征有一个初步的认识。

实验四、二元合金不平衡组织分析

教学要求：

利用平衡态的二元相图分析不平衡凝固过程，掌握不平衡凝固的基本特点，对实际生产条件下的合金组织做出正确的分析 。

实验五、铁碳合金平衡组织分析

教学要求：

认识各种成分碳钢的组织形态及其变化规律。通过不同成分碳钢硬度的测量，认识随含碳量的增加，钢硬度的变化，进而认识钢的成分、组织与性能的关系。

实验六、金属的塑性变形与再结晶

教学要求：

了解冷塑性变形对金属组织的影响，以及回复、再结晶后的晶粒形态、大小和性能的变化规律。

四、思政育人

1.教学目标：挖掘课程思政元素，将社会主义核心价值观、正确的人生观和唯物主义辩证思想贯穿于实验课程中。

2. 教学内容：1）培养学生团队合作意识；2）以经典材料学科励志人物、事件启发学生的爱国及刻苦奋斗精神；3）实验分析中注重理论联系实际、尊重实验数据、客观，辩证地分析实验数据。

3. 教学方法：小组实验教学，优化学生之间的分工合作，启发学生自行设计、自行组队实验等。

    五、实验项目内容及学时分配

注:实验类型分为验证、综合、设计、创新。实验要求分为必修、选修。

六、实验安全事项

良好的实验室安全、卫生及设备操作习惯是从事材料科学工作研究最基本的素养，在实验课程之前对学生进行安全教育警示和说明，在实验讲义中明确指出安全注意事项。具体安全事项有以下几点：

1、金相样品制备过程中注意右侧抛光，拿稳试样，放置样品飞溅，实验完成后及时关水断电；

2. 腐蚀过程中不要用手直接接触腐蚀液，不慎接触到时，不要恐慌，用水及时冲洗，尽快设法采取合理措施，并及时就医。

3.高温热处理试样时注意做好防护，戴好高温防护手套和护目镜，用夹子放取试样，防止烫伤。

4. 实验室内禁止追逐打闹，以免磕碰；禁止穿凉鞋进入实验室，

七、主要教材及教学参考书（包括实验指导书）

八、实验报告要求

实验报告应以书面形式提交，按照每个实验项目要求内容进行填写，对实验原始数据的记录应该详实，且实事求是，对实验数据结果的分析应具体且深入。

九、使用的主要仪器设备说明

十、主要消耗材料

1.实验原材料：不同碳含量的碳钢材料、铝片、铜、铅锡合金等

2. 金相样品制备过程中的各类耗材：不同规格的金相砂纸、抛光膏、腐蚀液、酒精

十一、考核方式及成绩评定