材料物理與化學實驗教程（簡體書）

本實驗教程以材料物理與化學專業主干課程：材料科學基礎、固體物理、材料物理學、無機化學、材料化學、材料性能學、新型功能材料、材料近代分析測試方法、材料制備技術等為基礎，使學生在學完這些課程后能在實驗動手能力方面得到進一步的培養與訓練。教程內容以材料的物理方法與化學方法制備、物理與化學性能測試、微結構表征等為主，以機械性能測試和工藝實驗為輔，收集整理了目前比較成熟的有關材料制備、表征與性能測試實驗，并設計了若干綜合性實驗。每個實驗主要包含實驗目的、實驗原理、實驗設備和材料、實驗內容與步驟、實驗報告、問題與討論，以及參考文獻等內容，旨在為學生和指導教師提供盡可能完備與系統的實驗指導。另外，本教程還列舉了與實驗內容相關的大量附錄資料和數據。本教程可作為高等院校材料物理與材料化學專業，以及物理、化學、機械和其他材料類等專業本科生的實驗教學用書，各學校可以根據自身實驗條件和學科特點有選擇性地開設實驗。此外，本教程也可供研究生在進行科學研究中作為實驗手冊使用，對于有關教師和工程技術人員也有參考價值。

潘春旭，武漢大學物理科學與技術學院 教授、博士生導師、副院長、材料科學系主任（兼）；“全國（百篇）優秀博士學位論文”獲得者、973課題負責人。 1983和1988年畢業于武漢大學物理系，獲理學學士和碩士學位，1998年畢業于武漢交通科技大學（現武漢理工大學），獲工學博士學位，博士論文被評為“2002年全國（百篇）優秀博士學位論文”。1993年任副教授，1998年任教授，1999年被交通部遴選為博士生指導教師和交通部跨世紀學術帶頭人。1997年赴日本參加JICA項目學習，1999-2001在美國肯塔基大學進行合作研究。 主要學術兼職有：教育部材料科學與工程教學指導委員會委員、中國材料研究學會理事、中國電子顯微鏡學會理事、中西部地區理化檢驗聯合會副理事長、湖北省電子顯微鏡學會副理事長、湖北省機械工程學會理化檢驗專業委員會理事長、湖北省物理學會常務理事秘書長、《納米科技》和《材料保護》編委，以及J Phys. Chem.、J. Mater. Sci.、J. Am. Ceram. Soc.、Mater. Sci. Engin. B、Chem. Mater.、金屬學報、無機材料學報、中國有色金屬學報等二十多種國內外學術刊物的審稿人。 長期從事電子顯微學、材料微結構與性能關係、低維納米材料、科技考古等方面的教學和科研工作。先后主持和完成973項目、國家自然科學基金重點和面上項目、教育部全國優秀博士學位論文作者專項資金項目、教育部高校博士點基金、以及橫向合作等項目三十多項。獲“湖北省科技進步二等獎、三等獎”各1項；出版專著和教材2部，獲國家發明專利2項，在Appl. Phys. Lett.、Chem. Mater.、J. Phys. Chem.、Carbon、Nanotechnology等國內外學術刊物上發表論文180多篇，有100多篇被SCI、EI等收錄。

第一章　材料的物理與化學制備
實驗一　電子束蒸發薄膜的制備
實驗二　磁控濺射薄膜的制備
實驗三　激光脈沖沉積（PLD）薄膜的制備
實驗四　放電等離子體燒結（SPS）樣品制備
實驗五　材料的自蔓延高溫合成
實驗六　材料的激光表面相變硬化處理
實驗七　非晶薄帶材料的制備
實驗八　聲子晶體的制備
實驗九　功能陶瓷材料的制備
實驗十　巨磁電阻材料（體材、薄膜）的制備
實驗十一　氧化鋅（ZnO）納米線的制備
實驗十二　碳納米管的制備
實驗十三　電沉積納米晶薄膜的制備
實驗十四　陽極氧化物薄膜的制備
實驗十五　水熱法調控制備不同形貌的納米材料
實驗十六　鈦酸鋇納米粉體的水熱合成法制備
實驗十七　溶膠一凝膠法納米材料（薄膜、粉末和復合粒子）的制備
實驗十八　原位聚合法制備碳納米管／聚合物復合材料
實驗十九　熔融法制備聚合物納米復合材料
第二章　材料的物理與化學性能
實驗二十　材料彈性模量的測量
實驗二十一　材料的綜合熱分析
實驗二十二　材料動態熱力學分析
實驗二十三　材料線膨脹系數的測量
實驗二十四　材料熱電勢的測量
實驗二十五　表面接觸角的測雖
　實驗二十六　材料介電、壓電性能的測量
　實驗二十七　材料變溫電導率的測量
　實驗二十八　陶瓷材料熱穩定性的測量
　實驗二十九　陶瓷電容器的電化學失效實驗
　實驗三十　循環伏安特性的測量
　實驗三十一　納米線陣列的場發射性能測量
　實驗三十二　聲子晶體透射系數與反射系數的測量
　實驗三十三　材料磁電阻性質的測量
　實驗三十四　金屬薄膜電阻率的測量
　實驗三十五　半導體薄膜霍爾效應的測定
　實驗三十六　超導薄膜臨界轉變溫度Tc的測量
　實驗三十七 納米顆粒復合材料光吸收譜的測量
　實驗三十八　半導體納米材料非線性光學性質的測量
　實驗三十九　納米二氧化鈦光催化性能的測量
第三章　材料的力學性能
　實驗四十　材料的硬度實驗
　實驗四十一　材料的靜拉伸實驗
　實驗四十二　材料斷裂韌性KIc的測量
　實驗四十三　材料的沖擊實驗
　實驗四十四 材料的疲勞實驗
　實驗四十五　材料的磨損實驗
　實驗四十六　材料腐蝕速度的測量
　實驗四十七　薄膜一基體界面結合強度的測量
第四章　材料的成分、組織與結構表征
　實驗四十八　材料化學成分定量分析
　實驗四十九　材料的熱處理
　實驗五十　材料的金相樣品制備
　實驗五十一　材料的金相顯微分析
　實驗五十二　X射線衍射儀（XRD）與物相分析
　實驗五十三　X射線衍射儀晶體點陣常數的精確測定
　實驗五十四　X射線光電子能譜（XPS）分析
……
第五章　綜合性實驗
附錄