课程简介
学习 “材料综合实验”课程，可以巩固材料科学理论知识，学会一些材料科学中的实验研究技能和方法，为未来的材料科学研究和自身素质的强化打下基础。
如在基础的硬度实验中，我们将学习不同硬度计的使用方法，能够根据材质和样品大小不同，选择合适的试验方法。
通过学习测试材料力学性能方法的综合实验，如硬度、拉伸、冲击等，我们采用标准测试程序，进行拉伸或冲击实验，还可以采用扫描电镜观察实验样品的断口，对材料工程应用能力进行科学评价，探究材料微观结构变化对宏观性能影响的规律。
课程教学团队设计了“二元合金的制备和显微组织分析”这一综合性特色实验，该实验让学生通过参照Al-Si二元合金相图，自行设计几种不同成分配比的合金，在熔炼炉上进行熔炼、铸造成形后经过不同处理，得到不同的组织，从而使学生掌握二元合金从成分设计，工艺设计，合金熔炼、样品制备以及组织观察的全过程，进一步熟悉二元系合金中成分、组织及性能之间的关系，同时了解平衡组织与实际铸造生产时所得到的非平衡组织之间的差异和关系。
本课程的特色有：
完备的台式扫描电镜操作和训练过程、难度较高的透射电镜样品制备等精彩实验，可完全满足线下独立的实践；还有丰富经验的金相显微组织识别实验，图文并茂的思考题，等等。
随着慕课和金课的发展，材料综合实验也将不断推出适合材料理论发展的实验，满足时代进步和同学们学习的需求。
课程大纲
绪论
了解“材料综合实验”课程”，有助于学习指导对课程和实验的关系
实验一 金相样品制备
了解金相样品制备的主要步骤，包括镶嵌、磨光、抛光和腐蚀显示，为线下进一步实践打下基础
实验二 金相显微镜的结构和使用
熟悉光学金相显微镜的结构及使用方法，用光学金相显微镜观察已腐蚀的碳钢、纯铁样品，为线下自我操作实验做好准备
实验三 二元合金显微组织观察和分析实验
二元合金显微组织观察，熟悉几种典型的二元合金平衡和非平衡显微组织及典型成分的铁碳合金平衡组织，了解和掌握二元合金的成分及冷却条件对显微组织的影响规律；
实验四 扫描电镜的结构原理及图像衬度观察
1 结合扫描电镜实物，了解扫描电镜结构及原理；
2 了解制备扫描电镜样品的方法；
3 掌握使用扫描电镜对样品进行观察的操作步骤；并拍摄断口的二次电子形貌像以及金相样品或焊锡粉的原子序数衬度像；
实验五 电镜能谱仪工作原理及分析方法
1 结合电镜能谱仪实物，了解其结构及原理；
2了解能谱测试时的参数选择及对测试结果的影响；
3 掌握能谱测试的操作步骤及点分析、线分析和面分析方法；
实验六 透射电镜的应用
利用透射电镜对样品进行观察和记录；衍射花样标定，确定相组成和取向关系。
实验七 粉末多晶X射线衍射仪及物相分析
1.t粉末多晶X射线衍射仪的基本结构与工作原理
2.tX射线衍射物相分析方法
实验八 材料静拉伸实验
1.正确掌握室温静拉伸的实验方法；
2.掌握试验机的构造、原理
3.掌握相关材料在拉伸时变形规律和断口特征
实验九 冲击实验
1.掌握冲击韧性的实验方法，冲击功Aku
2.掌握材料韧脆转变温度的原理和方法
3.熟悉冲击试样的宏观断口
实验十 硬度实验1 布氏硬度
利用布氏硬度机测量金属材料的硬度
实验十一 硬度实验2 洛氏硬度
利用洛氏硬度机测量金属材料的洛氏硬度，以及相应使用范围。
实验十二 硬度实验3 维氏硬度
利用维氏硬度机测量金属材料的维氏硬度，以及维氏和显微维氏的使用范围。
实验十三 差示扫描量热仪DSC的应用
利用差示扫描量热仪测量材料的熔点
实验十四 热重分析技术
利用热重仪测量五合硫酸铜晶体的分解温度
实验十五 铝硅二元合金熔炼浇注实验
1.铝硅合金熔炼浇注过程及安全要求
2.铝硅二元共晶相图
3.显微组织演化特征
实验十六 浇注和凝固条件对铝锭组织影响
了解不同浇注温度的影响；
不同模具的影响；
外加条件的影响
实验十七 钢中热处理组织的形貌识别
观察钢中常见的热处理组织，马氏体和贝氏体，提高对钢中显微组织的识别能力；
认识钢的回火组织的三种变化。
实验十八 低碳钢机器人焊接试验设计及分析
1. DOE全因子试验设计与结果分析。
(1) 系统散点图；
(2) 交互作用分析；
(3) 焊缝成形参数预测分析。
2. 焊接接头热影响区的组织分析。
(1) 焊缝形貌及宏观金相；
(2) 焊接接头微观金相组织。
3. 焊接接头的硬度测试及分布特点。
了解“材料综合实验”课程”，有助于学习指导对课程和实验的关系
实验一 金相样品制备
了解金相样品制备的主要步骤，包括镶嵌、磨光、抛光和腐蚀显示，为线下进一步实践打下基础
实验二 金相显微镜的结构和使用
熟悉光学金相显微镜的结构及使用方法，用光学金相显微镜观察已腐蚀的碳钢、纯铁样品，为线下自我操作实验做好准备
实验三 二元合金显微组织观察和分析实验
二元合金显微组织观察，熟悉几种典型的二元合金平衡和非平衡显微组织及典型成分的铁碳合金平衡组织，了解和掌握二元合金的成分及冷却条件对显微组织的影响规律；
实验四 扫描电镜的结构原理及图像衬度观察
1 结合扫描电镜实物，了解扫描电镜结构及原理；
2 了解制备扫描电镜样品的方法；
3 掌握使用扫描电镜对样品进行观察的操作步骤；并拍摄断口的二次电子形貌像以及金相样品或焊锡粉的原子序数衬度像；
实验五 电镜能谱仪工作原理及分析方法
1 结合电镜能谱仪实物，了解其结构及原理；
2了解能谱测试时的参数选择及对测试结果的影响；
3 掌握能谱测试的操作步骤及点分析、线分析和面分析方法；
实验六 透射电镜的应用
利用透射电镜对样品进行观察和记录；衍射花样标定，确定相组成和取向关系。
实验七 粉末多晶X射线衍射仪及物相分析
1.t粉末多晶X射线衍射仪的基本结构与工作原理
2.tX射线衍射物相分析方法
实验八 材料静拉伸实验
1.正确掌握室温静拉伸的实验方法；
2.掌握试验机的构造、原理
3.掌握相关材料在拉伸时变形规律和断口特征
实验九 冲击实验
1.掌握冲击韧性的实验方法，冲击功Aku
2.掌握材料韧脆转变温度的原理和方法
3.熟悉冲击试样的宏观断口
实验十 硬度实验1 布氏硬度
利用布氏硬度机测量金属材料的硬度
实验十一 硬度实验2 洛氏硬度
利用洛氏硬度机测量金属材料的洛氏硬度，以及相应使用范围。
实验十二 硬度实验3 维氏硬度
利用维氏硬度机测量金属材料的维氏硬度，以及维氏和显微维氏的使用范围。
实验十三 差示扫描量热仪DSC的应用
利用差示扫描量热仪测量材料的熔点
实验十四 热重分析技术
利用热重仪测量五合硫酸铜晶体的分解温度
实验十五 铝硅二元合金熔炼浇注实验
1.铝硅合金熔炼浇注过程及安全要求
2.铝硅二元共晶相图
3.显微组织演化特征
实验十六 浇注和凝固条件对铝锭组织影响
了解不同浇注温度的影响；
不同模具的影响；
外加条件的影响
实验十七 钢中热处理组织的形貌识别
观察钢中常见的热处理组织，马氏体和贝氏体，提高对钢中显微组织的识别能力；
认识钢的回火组织的三种变化。
实验十八 低碳钢机器人焊接试验设计及分析
1. DOE全因子试验设计与结果分析。
(1) 系统散点图；
(2) 交互作用分析；
(3) 焊缝成形参数预测分析。
2. 焊接接头热影响区的组织分析。
(1) 焊缝形貌及宏观金相；
(2) 焊接接头微观金相组织。
3. 焊接接头的硬度测试及分布特点。