电化学实验教学大纲.docx
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电化学实验教学大纲
【课程编号】010090
《电化学》实验教学大纲
【是否独立授课】否【实验学时】16
【编写】熊友泉【审核】田继红
一、授课对象
金属材料工程专业(腐蚀与防护方向)四年制本科生。
二、课程类型
专业限选课。
三、实验的性质、目的与任务
1、实验的性质
与专业基础课《电化学理论及测试》的内容配套,与专业课《金属腐蚀学》、《电镀理论与工艺》的内容相关。
2、实验的目的
经过本实验的训练,使学生加深对电化学基本理论的理解,同时掌握常用的电化学测试技术,为今后运用电化学测试技术研究专业课题奠定必要的基础。
3、实验的任务
教会学生掌握常用的电化学测试技术,使学生能够根据工作需要正确地配制三电极体系,采用适当的装置测出所需的数据,进行数据处理并写出实验报告。
四、实验内容和学时分配
实验序号
实验内容
实验学时
实验类型
备注
1
恒电流法测定阴极极化曲线
3.5
综合性
2
恒电位法测定阳极极化曲线
3.5
综合性
3
线性电位扫描法测定金属腐蚀速度
3.5
综合性
4
三角波电位扫描法测定不锈钢的点蚀电位和再钝化电位
3.5
综合性
5
恒电位李沙育图形法测定A3钢在3.5溶液中的交流阻抗
2.0
综合性
五、实验内容与实验要求
实验一
(1)内容:
恒电流法测定阴极极化曲线。
(2)要求:
掌握恒电流法测定稳态极化曲线的技术。
了解光亮剂对镀锌阴极极化曲线的影响。
2、实验二
(1)内容:
恒电位法测定阳极极化曲线。
(2)要求:
掌握恒电位法测定稳态极化曲线的技术。
了解氯离子对镀镍阳极极化曲线的影响。
3、实验三
(1)内容:
线性电位扫描法测定金属腐蚀速度。
(2)要求:
掌握线性电位扫描法测定金属腐蚀速度的技术。
了解硫脲、六次甲基四胺之类的缓蚀剂对碳酸在硫酸溶液中腐蚀速度的影响。
4、实验四
(1)内容:
三角波电位扫描法测定不锈钢的点蚀电位、再钝化电位。
(2)要求:
掌握三角波电位扫描法测定不锈钢的点蚀电位、再钝化电位的技术。
了解氯离子对不锈钢在硫酸溶液中腐蚀行为的影响。
5、实验五
(1)内容:
恒电位李沙育图形法测定A3钢在3.5溶液中的交流阻抗。
(2)要求:
掌握恒电位李沙育图形法测定电极交流阻抗的技术。
掌握根据腐蚀电极交流阻抗求金属腐蚀速度的方法。
六、主要参考书
[1]刘永辉.电化学测试技术.北京航空航天大学出版社,1986.
[2]田昭武电.化学研究方法.科学出版社,1984.
[3](苏).安德罗波夫.理论电化学.高等教育出版社,1982
责
任
表
执笔人
熊友泉
专业负责人
周雅
院、系主任
艾云龙
参加
讨论
人员
熊友泉、田继红
编写
日期
2005.10.25
[课程编号]010095
《金属腐蚀学》实验教学大纲
【是否独立设课】否【实验学时】16
【编写】刘炳根【审核】赵晴
一、授课对象
四年制本科金属材料工程专业
二、课程类型
专业限选课
三、实验的性质、目的与任务
1、实验性质:
《金属腐蚀学实验》是金属材料工程专业的专业必选课《金属腐蚀学》中所开设的实验,所有腐蚀与防护专业方向的学生必选。
2、实验目的和任务:
要求学生通过《金属腐蚀学实验》对腐蚀的基本理论进行验证;掌握腐蚀实验的常用方法;培养学生严谨的工作作风、实践能力和创新能力。
四、实验内容与学时分配
实验编号
实验内容
实验学时
实验类型
备注
1
重量法和容量法研究酸腐蚀及缓蚀效率
4
验证性
必选
2
极化电阻法研究金属腐蚀速度
2
验证性
3
电阻法测腐蚀速度
2
设计性
4
简单腐蚀模型实验
4
设计性
5
金属局部腐蚀
4
设计性
必选
6
接触腐蚀
2
验证性
7
C环试样应力腐蚀
4
综合性
8
化学镀镍层中性盐雾试验
4
综合性
必选
26
其中必修学时20H
五、实验内容与实验要求
实验一重量法和容量法研究酸腐蚀及缓蚀效率
实验要求:
碳钢在酸溶液中会发生腐蚀,添加某些缓蚀剂可以减缓碳钢的腐蚀速度
掌握测定单位面积上重量损失,求得腐蚀速度
掌握测定析氢速度求得腐蚀速度
了解缓蚀剂的作用、缓蚀效率的计算
实验二极化电阻法研究金属腐蚀速度
实验要求:
1.了解两种电化学线性极化测量仪的性能,正确掌握使用方法
2.测定钢或铜在3溶液中的极化电阻值,并计算腐蚀速度及评定耐蚀等级
实验三电阻法测腐蚀速度
实验要求:
1.自制探针在介质中腐蚀测量模型
2.掌握线丝在腐蚀过程中电阻变化量以求得腐蚀速度
实验四简单腐蚀模型实验
实验要求:
1.设计腐蚀电池模型研究吸氧腐蚀的一些重要参数的搅拌、充气、值等对腐蚀速度的影响
2.确定腐蚀模型在中性、酸性溶液中腐蚀速度的控制因素
实验五金属局部腐蚀
实验要求:
1.选择不锈钢点蚀、铝合金晶间腐蚀的浸渍及评定方法
2.测量点蚀深度、观察晶间腐蚀形貌,加深对局部腐蚀危害性严重的认识
实验六接触腐蚀
实验要求:
1.正确使用两种仪器,测量不同电偶对的金属自腐蚀电位、混合电位、电偶电流
2.加深对接触腐蚀理论理解,为选择不同金属组合提供依据
实验七C型环试样应力腐蚀实验
实验要求:
1.掌握铝合金C环恒应变应力腐蚀试验的方法
2.加深对应力腐蚀断裂破坏危害性的印象,对其引起足够的重视
实验八化学镀镍层中性盐雾试验
实验要求:
1.制备不同厚度的化学镀镍层,用中性中性盐雾()试验方法对耐蚀性进行评定
2.掌握中性盐雾()试验方法
3.掌握对底材为阴极的装饰性和保护性覆盖层耐蚀性评定标准
六、主要参考书
[1]刘道新等.材料的腐蚀与防护.西安:
西北工业大学出版社,2005
[2]刘永辉等.金属腐蚀学原理.北京:
航空工业出版社,1993
[3]魏宝明.金属腐蚀理论及应用.北京:
化学工业出版社,1984
[4]杨武等.金属的局部腐蚀.北京:
化学工业出版社,1995
[5]孙秋霞.材料腐蚀与防护.北京:
冶金工业出版社,2001
[6]肖纪美,曹楚南.材料腐蚀学原理.北京:
化学工业出版社,2002
执笔人
刘炳根
专业负责人
周雅
院、系主任
艾云龙
参加
讨论
人员
赵晴、林翠、刘炳根
编写
日期
2005.10.25
【课程编号】010097
《涂料及涂装工艺》实验教学大纲
【是否独立设课】否【实验学时】18
【编写】邵志松【审核】周雅
一、授课对象
四年制本科金属材料工程专业
二、课程类型
专业限选课
三、实验的性质、目的和任务
1.实验性质
《涂料及涂装工艺实验》是金属材料工程专业腐蚀防护方向的限选专业课。
本实验是在学生学习无机化学、高分子有机化学的基础上,系统学习了涂料性能、涂装方法、涂装管理三个方面的知识后进行的专业实验。
2.实验目的
通过实验使学生掌握涂料方面的专业实验技能。
3.实验的任务
运用创新的观点,贯彻理论联系实际的原则,结合专业,反映科学成就和观点。
通过本实验的开展,学生将必要的基本理论和实际技能结合起来,解决涂装工程中的一般问题,同时具备一定的开展科学研究的能力,以适应四个现代化建设的需要。
四、实验内容与学时分配
实验
编号
实验内容
实验学时
实验类型
备注
1
缓蚀剂缓蚀性能测定
4
设计性
2
电沉积涂装工艺实验
3
综合性
3
涂膜一般制备法
4
验证性
4
粉末涂料流化床工艺实验
3
验证性
5
涂膜物理机械性能测定
4
验证性
合计
18
五、实验内容与实验要求
1.缓蚀剂缓蚀性能测定:
a、通过设计及对比实验,了解气相缓蚀剂性能和作用原理;
b、通过设计及对比实验,了解油溶性缓蚀剂性能和作用原理;
c、掌握气相缓蚀剂和油溶性缓蚀剂性能测定的实验方法。
电沉积涂装工艺实验:
通过实验,了解电沉积涂装的工作原理,找出适合被涂试样的电沉积电压,以获得理想的涂膜质量。
3.涂膜一般制备法:
a、掌握不同材料前处理方法,了解不同品种的溶剂型涂料的性能;
b、掌握空气喷涂的基本原理、工艺参数和控制方法。
粉末涂料流化床涂装工艺实验:
a、掌握粉末流化床涂装原理;
b、了解工艺参数对粉末流化床涂装的影响和控制方法;
C、掌握粉末流化床涂装的基本操作要领,得到合格膜层。
5.涂膜物理机械性能测定
a、掌握涂膜柔韧性测定方法;
b、掌握涂膜硬度测定的两种方法;
c、掌握涂膜厚度测试的不同方法;
d、掌握涂膜耐冲击性能测试手段;
e、掌握涂膜光泽测定方法;
f、掌握涂膜附着力的两种测定方法和划圈法注意事项;
g、比较不同涂层的综合性能。
六、主要参考书
[1]冯立明刘玉超张殿平编《涂装工艺与设备》,北京:
化学工业出版社,2004
[2]全国涂装标准化分技术委员会秘书处、成都祥和磷化有限公司表面技术研究所编《1997-1999最新涂装技术标准》,成都,2000
[3]全国涂装标准化分技术委员会秘书处、成都祥和磷化有限公司表面技术研究所编《涂装国内外技术标准》,成都,1997
责
任
表
执笔人
邵志松
专业负责人
周雅
院、系主任
艾云龙
参加
讨论
人员
周雅、邵志松
编写
日期
2005.10.25
【课程编号】010089
《电镀理论与工艺》实验教学大纲
【是否独立设课】否【实验学时】20
【编写】王春霞【审核】曹经倩
一、授课对象
四年制本科金属材料工程专业。
二、课程类型
专业限选课。
三、实验的性质、目的与任务
1.实验性质
《电镀工艺》实验是金属材料工程专业腐蚀与防护方向限选的专业实验课。
2.实验的目的
培养学生创新能力和动手能力,提高学生简单工艺设计能力、分析问题和解决问题的能力。
3.实验的任务
通过5个典型性的电镀工艺实验,使学生进一步了解电镀工程,掌握镀液和镀层性能的测试方法、能够设计简单的电镀工艺规程、能够对常用槽液进行维护,加深对《电镀工艺》理论知识的理解和掌握。
四、实验内容与学时分配
实验
编号
实验内容
实验学时
实验类型
备注
1
实验一、碱性镀锌液的电流效率及分散能力的测定
4
设计性
必选
2
实验二、设计铝合金防护——装饰性阳极氧化工艺
4
设计性
必选
3
实验三、化学镀镍
4
综合性
必选
4
实验四、实用镀镍液的故障分析
4
设计性
必选
5
实验五、实用镀镍液的故障解决
设计性
必选
五、实验内容与实验要求
实验一碱性镀锌液的电流效率及分散能力的测定
实验要求:
1.学会利用哈林槽测分散能力的方法;
2.学会铜库仑计测定阴极电流效率;
3.巩固电子天平的使用。
主要设备:
整流器、电子天平、毫安表、滑线变阻器、超声波清洗器
实验二设计铝合金防护——装饰性阳极氧化工艺
实验要求:
1.掌握铝合金阳极氧化工艺及实际应用的特点;
2.设计铝合金阳极氧化着色工艺规程。
主要设备:
不对称交流脉冲硬质阳极氧化电源、微弧氧化电源、安培表、滑线变阻器
实验三化学镀镍
实验要求:
1.研究亚磷酸盐含量对镀液寿命的影响;
2.掌握滴定分析法测定镀液离子浓度及称量法测量镀层厚度;
3.设计化学镀镍的工艺流程;
4.通过《腐蚀实验》中的盐雾实验评定镀层耐蚀性。
主要设备:
电热恒温水浴锅、电子天平、剪板机、计
实验四实用镀镍液的故障分析
实验要求:
1.掌握赫尔槽实验的基本原理、实验方法及实验结果评定;
2.掌握镀液各成分、添加剂、工艺参数及杂质对赫尔槽试片外观的影响;
3.通过赫尔槽实验能够准确分析镀液的故障。
主要设备:
赫尔槽实验仪、安培表、滑线变阻器、计
实验五实用镀镍液的故障解决
实验要求:
1.根据上次实验结果,设计可行性的调试方法;
2.实验最终结果:
赫尔槽试片应镜面光亮。
主要设备:
赫尔槽实验仪、安培表、滑线变阻器、计
六、主要参考书
[1]张景双,石金声.电镀溶液与镀层性能测试.北京:
化学工业出版社,2003
[2]黄子勋,吴纯素.电镀理论.中国农业机械出版社,1982
[3]电镀手册编写组.电镀手册.国防工业出版社,1998
责
任
表
执笔人
王春霞
专业负责人
刘光明
院、系主任
张国光
参加
讨论
人员
王春霞曹经倩
编写
日期
2012.1.8
七、特色
电镀是一种通过电解方法在零件表面得到金属镀层的过程。
其目的在于改变表面特性或制取特定成分和性能的金属镀层。
该技术广泛应用于航空、航天、电子、化工等领域。
本电镀工艺实验多个工艺采用航空材料电镀或氧化工艺,有效摸拟了航空电镀车间的制造工艺。
该课程按照航空高等工程技术人才的基本要求而设立,以培养出具有科研和生产能力的工程技术人才。
【课程编号】010073
《材料科学综合实验》实验教学大纲
【是否独立设课】是【参考学时】32
【编写】周雅罗军明【审核】袁永瑞
一、授课对象
四年制本科金属材料工程专业。
二、教学内容
专业必修课。
三、实验的性质、目的与任务
1、实验性质
《材料科学综合实验》是一门学科基础课,在实验教学内容上打破传统的“金属材料及热处理”和“金属材料腐蚀与防护”两个专业方向界限,以培养学生创新能力为主线,实行跨学科的综合。
通过相关学科和专业间的相互渗透,拓宽了学生专业知识结构,为积累职业经验,获得额外的技能,今后按大类专业进行择业创造了条件,以利于提高工科院校本科毕业生的专业技能水平。
2、实验的目的
通过综合实验,培养与提高学生设计实验及动手能力;使学生学会使用实验相关设备,增长生产实践知识,锻炼独立工作能力;进行工程师的基本训练,增强学生科学研究的思维能力和分析问题的能力,为毕业设计、毕业参加工作奠定坚实的基础。
3、实验的任务
学生应在规定的时间内,在指导老师指导下,完成综合实验所要求的任务。
综合实验选题联系工程实际,涵盖了多个工艺或多个专业的内容,以具体零件的热处理和表面处理加工工艺为主,并能反映现代科学技术的最新成果。
学生根据指导书的任务,参考工艺路线及技术要求,自拟实验方案,针对实验提供材料进行选材,配套仪器的选择,实验条件的确定,观察测量,数据处理,撰写实验报告等,了解科学实验的全过程,初步养成独立进行科研的综合能力。
每位学生应独立撰写综合实验分析报告,按科技论文的写作格式撰写,一般要求有以下几方面内容:
(1).前言(目的、意义等);
(2).实验方案或实验内容方法;(3).实验结果及分析;(4).结论;(5).参考文献。
四、实验内容与学时分配
实验
编号
实验内容
实验学时
实验类型
备注
1
金属材料热处理工艺、组织观察及性能分析实验
16
综合设计性
必选
2
金属材料的表面处理工艺实验
12
综合设计性
必选
3
涂镀层物理机械性能及耐蚀性能测定
4
设计性
必选
合计
32
五、实验内容与实验要求
1.金属材料热处理工艺、组织观察及性能分析实验
实验要求:
(1)根据零件的技术要求制定热处理工艺。
(2)热处理操作。
(3)金相试样制备。
(4)硬度测试及应用。
(5)力学性能测试及分析。
(6)组织形貌显示:
化学腐蚀法;电解腐蚀法。
(7)显微镜使用:
①光学金相显微镜:
使用和维护;组织观察。
②非金属夹杂物的鉴别;塑性变形择优取向和晶粒位向的测定。
(8)金相显微镜摄影技术运用。
(9)材料工艺、组织与性能分析。
2.金属材料的表面处理工艺实验
实验要求:
(1)根据零件的技术要求设计相应的表面处理工艺规程。
(2)不同前处理方法选择:
除油、除锈、磷化处理等。
(3)电镀/化学镀/发蓝处理/氧化/涂装。
(4)不同后处理方法选择:
浸油;电解着色;化学染色;封闭钝化处理。
3.涂镀层物理机械性能及耐蚀性能测定
实验要求:
(1)涂镀层表面形貌观察(目测)。
(2)镀镍层性能测定——比较热处理前后镀层磷含量、厚度、硬度及耐磨性等。
(3)涂镀层耐蚀性能测定——点滴试验;盐水浸泡试验;中性盐雾试验。
(5)有机涂层物理机械性能测定——与未经过化学氧化;阳极氧化或磷化处理的涂装试样进行性能比较,测定涂层的耐蚀性、结合力等。
六、主要参考书
[1]材料科学综合实验教改课题组编.综合实验指导书.南昌航空工业学院,2002
[2]陈亚主编.现代实用电镀技术.北京:
国防工业出版社,2003
[3]曹京宜主编.涂装表面预处理技术与应用.北京:
化学工业出版社,2004
[4]张允诚,胡如南,向荣编.电镀手册(下册).北京:
国防工业出版社,1997
[5]李宁编.化学镀实用技术.北京:
化学工业出版社,2004
[6]冯立明,刘玉超,张殿平编.涂装工艺与设备.北京:
化学工业出版社,2004
[7]张景双,石金声等编.电镀溶液与镀层性能测试.北京:
化学工业出版社,2003
[8]束德林编.金属力学性能.北京:
机械工业出版社,1991
[9]胡先方主编.钢的热处理.西安:
西北工业大学出版社,2003
[10]机械工业理化检测人员技术培训和资格鉴定委员会编.金相检查.北京:
机械工业出版社,2003
责
任
表
执笔人
周雅、罗军明
专业负责人
周雅
院、系主任
艾云龙
参加
讨论
人员
周雅、罗军明、王春霞、袁永瑞
编写
日期
2005-12-16
【课程编号】010064
《材料科学基础A》实验教学大纲
A
【是否独立设课】否【实验学时】12
【编写】艾云龙【审核】罗军明
一、授课对象
四年制本科金属材料工程专业。
二、课程类型
专业基础课
三、实验的性质、目的和任务
1、实验的性质
《材料科学基础A》实验是金属材料工程专业的一门重要专业基础课实验。
该课程的实验教学是为配合教师课堂教学内容,加深对理论知识的理解,并联系实际对学生进行实验技能训练而开设的。
2、实验的目的
帮助学生理解材料科学基础的实质,培养学生的基本实验、实践能力和动手能力。
能理论联系实际,应用所学的基本知识分析实验现象,解决实验中出现的问题,以提高学生的专业综合素质。
3、实验任务
通过学习引导学生了解各实验的原理,熟悉实验用设备,运用所学原理对实验结果进行分析。
并能根据要求查阅资料,设计实验方案,正确分析实验结果。
四、实验内容与学时分配
实验编号
实验内容
实验学时
实验类型
备注
1
用热分析法测绘二元合金状态图
2
验证性
2
金相显微镜的使用及金相样品制备
2
验证性
3
结晶过程观察及铸锭组织分析
2
验证性
4
铁碳合金平衡组织观察
1
验证性
5
复合材料组织观察
1
验证性
6
金属塑性变形与再结晶
2
设计性
7
固态金属中的扩散实验
2
验证性
合计
12
其中必修学时:
12H
五、实验内容与实验要求
实验一用热分析法测绘二元合金状态图
实验要求:
1、了解用热分析法测定金属与合金的临界点;
2、根据临界点绘制二元合金相图(如-合金),并通过实验能够深入了解状态图的来源。
实验二金相显微镜的使用及金相样品制备
实验要求:
1、了解金相显微镜的基本原理、构造,初步掌握显微镜的正确使用方法;
2、掌握金相显微镜试样的制备过程和基本方法;
3、初步掌握测定金属材料晶粒度的方法。
实验三结晶过程观察及铸锭组织分析
实验要求:
1、观察氯化铵饱和水溶液的结晶过程,了解金属的结晶特点;
2、观察不同凝固条件所得的纯铝铸锭的宏观组织,分析凝固条件对铸锭组织的影响。
实验四铁碳合金平衡组织观察
实验要求:
1、观察和分析不同成分的铁碳合金在平衡状态下的显微组织;
2、建立铁碳合金成分、组织和性能之间的变化规律;
3、应用杠杆定律估算未知牌号铁碳合金的含碳量。
实验五复合材料组织观察
实验要求:
1、了解几种常用的金属基复合材料、陶瓷基复合材料的组织;
2、初步理解复合材料的复合效应。
实验六金属塑性变形与再结晶
1、了解金属经冷变形后,变形度对硬度和显微组织的影响。
2、了解退火温度对金属再结晶后组织和性能的影响。
3、了解变形对金属再结晶后晶粒大小的影响。
实验七固态金属中的扩散实验
实验要求:
1、用扩散定律的误差函数解估算碳在铁中的扩散系数,加深对扩散定律的理解。
2、根据相图和扩散理论分析二元系扩散偶的扩散层组织。
六、主要参考书
[1]王伟兰主编,《材料科学基础》实验指导书,南昌航空工业学院,2005年版
[2]姜江主编,《机械工程材料实验教程》,哈尔滨工业大学出版社,2003年版
责
任
表
执笔人
艾云龙
专业负责人
周雅
院、系主任
艾云龙
参加
讨论
人员
罗军明、刘长虹、王伟兰、万润根
编写
日期
2005年12月18日
【课程编号】010061
《材料分析技术A》实验教学大纲
A
【是否独立设课】否【实验学时】10
【编写】邓克明【审核】罗军明
一、 授课对象
四年制本科金属材料工程专业、测控技术与仪表专业。
二、课程类型
专业限选课。
三、实验的性质、目的与任务
1、实验性质
《材料分析技术A》实验是与专业基础理论课相配合的实验课程,涵盖有关材料分析的一些基本知识和技能训练。
要求学生通过本课程的实验,深入了解材料分析的基本原理和方法,进而提高从事相关科学实验的能力。
2、实验的目的
本课程实验是使学生在理论课学习的同时,进一步加深对各种分析方法的认识和理解,努力培养学生进行科学实验的能力,为学生今后深入学习有关课程和进行材料科学研究奠定基础。
3、实验的任务
初步掌握用光学显微镜分析金相试样的方法,深入了解X射线衍射和电子显微分析的基本实验方法和技能,以便对电镜图像、电子衍射花样、能谱曲线等信息进行识别和分析。
四、实验内容与学时分配
实验
编号
实验内容
实验学时
实验类型
备注
1
实验一、显微镜目镜测微尺的标定和应用
2
设计性
必选
2
实验二、非金属夹杂物的观察和显微硬度的测定
1
验证性
必选
3
实验三、金相显微摄影
1
验证性
必选
4
实验四、X射线衍射仪的结构及物相分析
2
验证性
必选
5
实验五、透射电子显微镜的结构及其应用
2
验证性
必选
6
实验六、电子探针的结构及其应用
2
验证性
必选
合计
10
其中必修学时:
10H
五、实验内容与实验要求
实验一金相显微镜目镜测微尺的标定及其应用
实验要求:
1、进
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- 电化学 实验教学 大纲