材料科学基础实验（周小中）

材料科学基础实验是材料科学与工程专业的一门主干实验实践课程，是在获得材料成分-结构-加工制备-性能性质及其与环境之间关联性基本理论知识后，对这些知识应用实践的一门课程。 本书编写目的在于使学生通过在材料合成制备、加工过程以及在仪器表征测试及分析结果过程中，强化对材料组成-加工合成-组织-性能（及服役性能）之间相互关联、相互制约的基本原理的理解与掌握，培养学生关联性、系统性逻辑思维及分析解决问题能力，助力学生成为新工科背景下能够理解并调控材料开发和使用的整个材料循环过程的综合型人才。

材料科学与工程属于工学学科门类中的一级学科，是研究材料成分、结构、加工工艺及其性能和应用的学科。材料科学与工程专业人才需掌握运用数学、物理、化学等知识，分析建立材料组成-加工合成-组织-性能（及服役性能）之间相互关联、相互制约的基本原理，解决其中的复杂工程问题，设计满足特定需求的材料及加工制备工艺流程，并要求在设计解决方案时，考虑材料工程上的技术可实现性、可靠性及其他材料应用方面的工程、经济、环境和可持续发展等因素的影响。
材料科学基础实验是材料科学与工程专业的一门主干实验实践课程，是在获得材料成分-结构-加工制备-性能性质及其与环境之间关联性基本理论知识后，对这些知识应用实践的一门课程。
本实验教材将材料成分、结构、加工制备及简单的材料表征与性能测试有机结合起来，材料种类涵盖金属（实验一）、无机非金属（实验二、三、四、五、六、七、八、九、十、二十）和有机高分子（实验十一、十二、十三、十四、十五、十六、十七、十八、十九）三大类材料，重点以功能材料的制备合成、结构及性能表征与分析作为实验内容，旨在为学生和教师提供可供材料大类人才培养使用的实验指导教材。在培养学生知识和能力方面，选用基础性、连续性和前瞻性的实验内容，使学生通过材料合成制备、加工过程以及在仪器表征测试及分析结果过程中，强化对材料组成-加工合成-组织-性能（及服役性能）之间相互关联、相互制约的基本原理的理解与掌握，注重学生关联性、系统性逻辑思维及分析解决问题能力的培养，助力学生成为新工科背景下能够理解并调控材料开发和使用的整个材料循环过程的综合型人才。
本实验教材由西北师范大学周小中、关晓琳、彭辉、曾巍编写。其中，实验一、二、三、六、九、十一、十二、十三、十五、二十由周小中编写，实验七、八、十七、十八、十九由关晓琳编写，实验四、五、十、十六由彭辉编写，实验十四由曾巍编写。
本实验教材可能会存在不足之处，恳请各位专家、学者、教师及学生予以斧正，编者定当及时完善，以期不负教材之名。
 
编 者   
2021年9月

本教材针对普通高等学校材料类专业编写。内容主要涉及无机非金属材料和高分子材料领域，包括磨抛、固相反应、乳液聚合、接枝反应、溶剂热反应、3D打印等多种材料合成制备方法，以及光学显微镜、热重分析仪、电化学分析技术、激光粒度、拉曼光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射、扫描电子显微技术、透射电子显微技术等材料结构、形貌表征技术及材料光学、力学、电学、电化学等特性表征方法。
本实验教材不仅可作为材料类专业基础实验教材使用，还可供相关专业学生及科研工作者参考。
　

数据处理与试验安全	001
实验一 光学显微镜与微观组织分析实验	014
实验二 扫描电子显微镜图像分析实验	028
实验三 透射电子显微镜用于无机纳米材料的检测	040
实验四 粉体材料粒度分布测定实验	056
实验五 生物质基多孔碳的制备及其BET比表面积的测定	060
实验六 离子液体辅助液相法制备二氧化锰-XRD分析实验	066
实验七 拉曼光谱表征与分析实验	078
实验八 X射线光电子能谱表征与分析实验	082
实验九 固相反应-综合热分析实验	087
实验十 液-固界面接触角测量实验	096
实验十一 苯乙烯的乳液聚合-黏度法测定分子量	102
实验十二 电子万能试验机测定聚合物的拉伸应力-应变曲线	112
实验十三 有机玻璃的制备实验	117
实验十四 3D打印实验	121
实验十五 淀粉接枝聚丙烯腈的制备及其水解	130
实验十六 聚苯胺的制备和电化学性能测试	135
实验十七 光电导材料聚N-乙烯基咔唑的制备与光电导测试	141
实验十八 聚集诱导发光材料四苯乙烯的合成与AIE发光性能测试	148
实验十九 温度响应型聚集诱导发光聚合物的合成与AIE发光性能测试	153
实验二十 锂离子电池正极材料NCM的制备及其电化学性能实验	160