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《材料制备与加工实验》

指导书

主编李强黄晓巍熊雷

福州大学材料科学与工程学院

二0一七年十月

前言

《材料制备与加工实验》是材料科学与工程学科四年制本科生必修课程（其他专业

可选修），是与相关专业课程配套并独立设置的实验课程，也是最重要的一门专业基础

实验课程之一。其内容涉及到金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料等的合成、

制备与加工工艺和方法。该课程以材料科学与工程（MSE）四要素（结构与成分—合成

与加工—性能—使用效能）中的合成与加工要素为主线，认知材料科学与工程学科中材

料合成、加工与制备领域的基本概念、规律，培养学生的基本实验、实践能力，掌握基

本工业操作技能，巩固和深化理论知识，在此基础上，进一步培养学生的动手能力、工

程实践能力、分析和解决问题的能力以及创新精神。

本课程从材料一级学科的实验教学出发，实验选题涵盖金属材料工程、无机非金属

材料工程、高分子材料工程以及复合材料工程领域的基本实验方法，在实验内容上尽量

引入材料制备、加工中的前沿技术。在实验教学安排上，要求各实验项目进度与相应理

论课程的教学相一致，按模块化组织。

通过本课程的教学，使学生具备独立进行实验设计与操作、观察和分析实验结果、

实验误差分析及数据处理的能力，巩固和强化理论知识，能够适应工业实践中生产工艺

控制、改进、革新、新产品研究、开发以及初步科学研究工作的需要。同时具备分析和

解决实际生产中基本问题的能力，全面掌握理论原理和实际的联系，培养学生的实际应

用能力，进而引导学生更深入地学习材料制备加工新技术，为发展创新思维奠定基础。

基于以上目的，本课程组在参阅了大量资料的基础上，组织编写了本实验指导书。

限于编者的水平和时间的匆忙，书中不当之处在所难免，恳请专家和读者批评指正，并

将在后续的教学过程中进一步修改和完善。参加本书编写的有李强、黄晓巍、熊雷等。

目录

实验一、铝合金时效硬化曲线的测定及其影响因素分析4

实验二、焊接工艺与焊缝组织检验8

实验三、陶瓷材料的成形14

实验四、热塑性塑料的挤出造粒和注射成型19

实验一、铝合金时效硬化曲线的测定及其影响因素分析

一、实验目的

1．掌握固溶淬火及时效处理的基本操作；

2．了解时效温度和时效时间对时效强化效果的影响规律；

3．了解固溶淬火工艺(淬火加热温度、保温时间及淬火速度等)对铝合金时效效果

的影响；

4．掌握金属材料最佳淬火温度的确定方法；

5．加深对时效强化及其机制的理解。

二、实验原理

从过饱和固溶体中析出第二相(沉淀相)或形成溶质原子聚集区以及亚稳定过渡相

的过程称为脱溶或沉淀，它是一种扩散型相变。发生这种转变的最基本条件是，合金在

平衡状态图上有固溶度的变化，并且固溶度随温度降低而减少，如图2-1所示。如果将

C成分的合金自单相α固溶体状态缓慢冷却到固溶度线(MN)以下温度(如T)保温时，β

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