“材料物理性能”实验指导书-(印刷版).docx

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1、“材料物理性能”实验指导书目录实验一无机材料线膨胀系数的测定1实验二电介材料的室温绝缘电阻测定6实验三材料的介电常数温度特性测试12实验四压电材料谐振峰与反谐振峰的测定17实验五压电材料的压电常数d33实验测定19实验一无机材料线膨胀系数的测定【实验目的】掌握利用电感微位移器测定材料线膨胀系数的方法。【实验仪器】线膨胀系数测定仪，计算机测试软件，游标卡尺。【实验原理】1.材料线膨胀系数的测定及其测量方法固体的长度一般是温度的函数，在常温下，固体的长度厶与温度『有如下关系：L=L°（1+血）（1-1）式屮厶）为固体在f=0°C吋

2、的长度；Q称为线胀系数。其数值与材料性质有关，单位为设物体在h°C吋的长度为乙温度升到b°C吋增加了力厶。根据（1-1）式可以写出(1-2)(1-3)(1-4)(1-5)L=L（）（1+Q“）L+^L—Lo（1+。°）从（1—2）、（1-3）式屮消去厶）后，再经简单运算得La=L（『2-由于AL«L,故（1-4）可以近似写成ALa=厶（―一“）显然，固体线胀系数的物理意义是当温度变化1°C时，固体长度的相对变化值。在（1-5）式中，L、力、（2都比较容易测量，但力厶很小，一般长度仪器不易测准，本实验中用电感位移传感器进行精确

3、测量。2•测量装置简介测试仪由电阻炉、加载传感器装置、滑移小车、基座好控制箱五部分组成,如图所示。电炉升温后炉膛内的样品受热发生膨胀，顶在试样顶端的测试杆产生与之等量的膨胀量（如果不计系统的热变形量的话），这一膨胀量由电感位移传感器及仪表精确测量出來，并由仪表显示并送计算机处理，计算机数据处理后显示5和a值是通过白动系统补偿计算结杲，也可通过智能仪表显示的位移绝对值,人工记录，并按原理公式计算图1・1热膨胀测试仪为消除系统热变形量对测试结果的影响，在计算中需加上相应的补偿值才是试样的真实膨胀值。【实验内容】1、将基座安放水平，

4、调整炉膛的位置，使炉膛与试样管相对运动自如，防止相互擦、碰。调整、移动炉膛时要缓慢，以防损坏炉膛和试样。将炉膛固定在小车上，再调整定位脚在导轨上的位置，使小车靠住定位脚，固紧定位脚。这样能保证测试时试样处于炉膛均温区之屮。2、当测试杆和试样接触后位移显示可能不指示零位，可以通过调节调零旋钮，使位移显示“2000”位。计算机可以自动记录零点位移，作为起始位移，参与运算。3、检查各部分的连线，以及智能仪表设置是否正常、实验的基木要求、各参数测试要求、测试工艺要求等。确认各仪表各性能正常，将冷却水通入导支套及水冷端盖。炉温在700°

5、C以前，通入导支套及端盖的冷却水流量要小些，使导支套出水温度在室温附近即可。注意：连接电炉的电线端子一定要接触良好，并将仪表的地线接入实验场所地线（或水管），减少系统之感应电以保护计算机可靠工作及数据的正常传送。开始试验时即通氟气保护。4、打开电源，检查智能表518P基本参数的设置，连接计算机使计算机系统处于程序运行用户界面，按操作步骤进行。实验开始，岀现曲线运行界面。然后按“启动”使系统进入测试状态。此时计算机显示时间为实验时间（町人工记录时间），根据用户要求可以设置恒温区段，完成实验后进行试样结果分析,可对测试数据自动分析

6、，亦可人工分析，并输出实验结果报告。5、膨胀系数计算方法：试样升温达到测试温度后，根据显示结果可以实现人工计算机和计算机自动处理。计算机测试的结果为整个过程温度点的试样膨胀系数，根拯输出结果,选择所需要的点。6、膨胀值数字显示方式的调整与校止①零点：膨胀值采用智能数字式仪表进行显示，应将518P显示仪表按英说明调整好的所需参数和量程。开启仪表电源，并接好各线，所显示不在“0”位,可通过调零旋钮使其回到零点。②量程校正将50mm长两端磨平的圆棒放入试样区，测试杆顶紧圆棒，调节调零旋钮使膨胀值指示仪表至2000左右。【实验结果与分

7、析】线膨胀百分率计算公式：5占-500%L平均线膨胀系数计算公式：a=两公式中：L：试样室温时的长度(um)；Kt：测试系统t吋补偿值um△S试样加热至t°C时测得的线变量即记录值(um)t：试样加热温度°C；G试样加热前的室温°C计算机和仪表显示的位移单位均为uim仪器的补偿值Kt需要用户口己预先测定和计算，可以通过计算机系统专用程序测试完成。求补偿值Kt方法是:1000°C以下用石英标样；1000°C以上用高纯刚玉标样作试样，进行升温测试，记录出标样测试曲线，曲线屮包括了标样、试样管及测试杆的综合膨胀值。而补偿值Kt应只是

8、试样管及测试杆在和应温度下的综合膨胀值，所以应将标样在相应温度下的膨胀值，从测试数据中相应温度下的膨胀量屮扣除后剩下的膨胀量即为仪器在相应温度下的补偿Kto而标样的膨胀系数为已知的，计算机系统建立相应的数据库。【思考题】1.本实验所用仪器的测试原理是什么？2.分析本实验中各物