实验指导书封面.doc

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1、材料学基础实验实验指导书叶原丰编著金陵科技学院材料工程学院监制二零一一年九月前言《材料科学基础》以材料科学和工程专业本科生为对象的一门专业基础课程，它以物理学、物理化学、化学等为基础，涉及材料晶体结构、材料热力学、材料动力学、材料性能等系统的材料科学知识。实验课程内容分为三部分：1)材料内部的微观结构，包括原子态到聚合态，从理想的完整结构到存在各种缺陷的不完整晶体结构，原子和分子在固体中的运动，以及材料在受力变形时组织结构的变化和恢复过程；2)材料合成；3)学习用理论模拟方法研究材料的性质。学生通过本课程的学习，可以全面了解材料的结构和性能、材料制造过程中的热力学过程和动

2、力学过程，为今后学习各种材料及其制备打下基础。目录实验一晶体定向及晶面符号·········································································1实验二偏光显微镜的使用·············································································4实验三利用Gaussview进行化学建模·························································7实验四溶胶的制备···

3、·························································································14实验一晶体定向及晶面符号实验学时：4学时实验类型：验证实验要求：必修一、实验目的1、明确各晶体定向的原则及定向的意义；2．根据晶体定向原则和整数定律，确定晶体上个晶面的空间位置关系；3．确定个晶面指数及其规律。二、实验内容1．晶体定向即选定坐标轴及单位面，并确定轴单位比值（轴率），其方法如下：（1）找出晶体中全部对称要素，划分晶族、晶系和对称型；（2）根据晶体所属晶系和对称型，依各晶系晶体的定

4、向原则确定坐标轴（见表1）。表1各晶系晶体的定向晶系晶体的选择晶轴的安置轴单位轴角需要计算的晶体常数三斜以任何三个不在同一平面内的可能晶棱之方向作为Z、Y及X轴。一般以最发育的晶棱之方作为Z轴，其次为Y轴及X轴，并使三者尽可能接近相互垂直。Z：上下直立Y：左右，向右倾X：前后，向前倾a≠b≠cα≠β≠γ＞90α,β,γ单斜L2或P之法线为Y轴，两个垂直Y轴的可能晶棱之方向为Z及X轴,一般选择较Y：左右水平Z：上下直立a≠b≠cα=γ=90β＞90a：b：cβ发育之晶棱且使两者尽可能接近于垂直。X：前后，向前倾斜方三个相互垂直的L2作为X、Y、Z轴，在L2P对称型中则以L2

5、为Z轴，两个P之法线为X及Y轴。Z：上下直立X：左右水平Y：前后水平a≠b≠cα=β=γa：b：c四方以主轴，唯一的高次轴作为Z轴，两个相互垂直的L2为X轴及Y轴，如无L2时则选择相当于它们的方向——P之法线或晶棱方向为X轴及Y轴。Z：上下直立X：左右水平Y：前后水平a≠b≠cα=β=γ=90a：c三方和六方以主轴——唯一的高次轴作为Z轴，三个夹角为60的L2为X、Y、U轴（总共四个轴）如无L2时，则选择相当它们的方向——P之法线或晶棱的方向为X、Y和U轴Z：上下直立Y：左右水平X和U：水平，针对着前方，向或右偏斜各30a=b≠cα=β=90γ=120a：c等轴三个相互垂

6、直的L4（无L4时则为L2或为L4）作为X、Y、Z轴，在任何一个轴均可取作为X轴或Y轴或Z轴。Z：上下Y：左右X：前后a=b=cα=β=γ=90—2．确定晶面符号由整数定律知道：A/a：B/b：C/c=p：q：r，因此对单位面而言，其轴单位之比为a：b：c，表轴系数之比为n：n：n=1:1:1。通常采用标轴系数的倒数比值置于小括号（）内作为晶面的符号，这种符号有称为米氏符号。单位晶面的米氏符号即为（111）。晶体上任意一个晶面的晶面符号课用如下方法求的：首先把晶面延长与坐标轴相交，并以轴单位为度量单位，算得其标轴系数，再取倒数比：1/p：1/q：1/r=h：k：l把h：k

7、：l化为最简单的互质系数置于小括号（）中，即为该晶面的米氏符号。三思考题1．晶体定向的原则是什么？坐标轴与对称要素间的关系？2．晶体符号如何确定？其在几何结晶学中有何作用？实验二偏光显微镜使用实验学时：4学时实验类型：验证实验要求：必修一、目的要求1．了解偏光显微镜的结构及使用方法。二、基本原理偏光显微镜引（Polarizingmicroscope）是用于研究所谓透明与不透明各向异性材料的一种显微镜。凡具有双折射的物质，在偏光显微镜下就能分辨的清楚，当然这些物质也可用染色法来进行观察，但有些则不可能，而必须利用偏光显微镜。反射