材料物理性能实验指导书.doc

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1、实验教学指导书学院名称材料科学与工程学院课程名称材料物理性能开课实验室材料物理性能实验室执笔人马景云审定人陈玉清修（制）订日期2012年3月实验一钛酸锁铁电材料制备及性能测试2实验二铁磁材料的磁性分析6实验三材料硬度的测试2实验-钛酸顿铁电材料制备及性能测试（综合实验）（10学时）在了解科学实验的主要过程与基本方法的同时，使学生对所学课本知识得到进一步巩固，培养了学生的实践能力，增强学生的自主学习和设计能力，提高获取所需信息的能力，学会综合运用知识和分析问题的能力。通过木实验课的学习，使学生对木专业的电了材料制作工艺过程和材料性能及测试有系统性地了解，使学生掌握电子材料的结构、组成、性

2、能间的相互关系及变化规律，理解性能测试的基本原理和基本的操作技能，同吋使学生掌握实验室设备的原理和使用方法，领会该专业的基础知识和理论知识。一、实验目的1、掌握水热品化制备粉体技术工艺过程及其反应原理；2、掌握陶瓷材料的成型、烧结、被银和电性能测试二、实验所需仪器和试剂仪器：小型水热釜，磁力搅拌器，真空干燥箱，恒温水浴锅，烧杯，量筒，LCR测量仪，准静态压电常数d33测试仪，耐压测试仪试剂：钛酸丁酯，醋酸锁，异丙醇，冰醋酸，36%醋酸溶液，氢氧化钾三、实验内容与步骤1•钛酸钻粉体的合成2•研磨3.成型（半干压）压制成①10mm圆片4.干燥5.修坯、试样尺寸测定6.试样干燥、干燥后尺寸测

3、定7•烧成（注意烧成温度的控制）8烧成收缩的测定9.被银10.烧银11・上电极12.介电常数测定13•电子传导率的测定14.试样的金相显微结构分析四、实验要求实验报告严格按照山东轻工业学院实验报告格式总结填写，并能够对实验数据进行分析，影响压电陶瓷的电性能的关键因素冇那些？附：钛酸钻粉休的合成具休实验步骤1）按照ZrxTil-xO2（x=0.40,0.50,0.60）的配比,分别配制0.5mol/L的Ti（SO4）2和ZrOCl2・8H2O水溶液，并将两溶液混合均匀。2）在室温下缓慢滴加到氨水基液中搅拌，并用盐酸与氨水体积比为1:1的溶液调节PH值为9,3）滴加完毕后继续搅拌1h,过滤

4、，产物用去离了水洗除杂质离了，用无水乙醇脱水后,于80°C干燥。4）対产品进行差热分析，确定粉体的燉烧制度；5）于800°C锻烧,可制得一系列粉体，红外分析确定样品的化学成分。6）SEM观察锻烧后粉体的形貌，XRD检测样品的物相组成。8）成型：在懺烧好的粉体中加入适量的质量分数为4.5%的PVA溶液作为粘结剂，混合均匀后，使用压片机，在10MP。压力下压制成厚度为1.5伽、直径为15伽的坯体（具体尺寸大小需要测量。9）烧成：把样品迭放在刚玉板上，样品Z间型上一些同种成分的熟料粉或经燉烧的ZzQ粉。堆堀口和刚玉板都应磨平。J甘坍应放在炉膛内温度均匀的区域，即炉膛屮央部位不能人靠近硅碳棒和

5、炉门。注意：在烧结前将坯休120°C干燥6ho具体烧结升温制度为：，分别在1450,1500,1550和1600°C空气气氛中烧结4h,升温和降温速率均为10°C/min.一、实验目的1、掌握铁磁材料磁滞回线的概念。2、测定样品的基木磁化曲线，作B—II曲线。3、测定样品的He、Br、H■和乩等参数。4、测绘样品的磁滞冋线。二、实验原理铁磁物质是一种性能特异，用途广泛的材料。铁、钻、锌及其众多合金以及含铁的氧化物（铁氧体）均屈铁磁物质。其特性Z—是在外磁场作用下能被强烈磁化，故磁导率U=B/H很高。另-•特征是磁滞，铁磁材料的磁滞现象是反复磁化过程中磁场强度H与磁感应强度B之间关系的特

6、性。即磁场作用停止后，铁磁物质仍保留磁化状态，图2-1为铁磁物质的磁感应强度B与磁场强度HZ间的关系曲线。将一块未被磁化的铁磁材料放在磁场中进行磁化，图中的原点O表示磁化Z前铁磁物质处丁磁屮性状态，即B=H=O,当磁场强度H从零开始增加时，磁感应强度B随Z从零缓慢上升，如曲线oa所示，继ZB随H迅速增长，如曲线ab所示，其后B的增长又趋缓慢，并当H增至比时，B达到饱和值B”这个过程的oabS曲线称为起始磁化曲线。如果在达到饱和状态Z后使磁场强度H减小,这时磁感强度B的值也要减小。图28・1表明，当磁场从比逐渐减小至零，磁感应强度B并不沿起始磁化曲线恢复到“CT点，而是沿另一条新的曲线S

7、R下降，对应的B值比原先的值大，说明铁磁材料的磁化过程是不可逆的过程。比较线段OS和SR可知，H减小B相应也减小，但B的变化滞后于H的变化，这种现象称为磁滞。磁滞的明显特征是当H=0吋，磁感应强度B值并不等于0,而是保留一定大小的剩磁Br。当磁场反向从0逐渐变至一Hd时，磁感应强度B消失，说明要消除剩磁，可以施加反向磁场。当反向磁场强度等于某一定值Hd时，磁感应强度B值才等于0,He称为矫顽力，它的大小反映铁磁材料保持剩磁状态的能力，曲线RD称