




版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領
文檔簡介
湖南科技大學
金屬材料專業(yè)綜合實驗
題目綜合實驗(2)
作者
學院機電工程學院
專業(yè)金屬材料工程
學號
指導教師
二。一二年六月十日
實驗一熱膨脹系數測試
一、實驗目的:測定在高溫狀態(tài)金屬材料,陶瓷,釉料,耐火材料以及其他非金
屬材料在受熱焙燒過程中德熱膨脹和受挫性能,也適用于GB1T3810.8-2006對陶
瓷磚線性熱膨脹的測定。
二、實驗儀器:RPY、ZRPY—1400系列熱膨脹系數測定儀(該儀器是用于測定
在高溫狀態(tài)金屬材料?,陶瓷、釉料、耐火材料以及其它非金屬材料在受熱焙燒過
程中的膨脹和收縮性能,也適用于GB/T3810.8-2006對陶瓷磚線性熱膨脹的測
定。)
三、主要技術參數:
RPY、ZRPY系列熱膨脹系數測定儀
2.主要技術參數:
A.最高爐溫:1400℃
B.升溫速度:2.5小時可達最高溫度,可程序升溫,可根據需要手動調節(jié)
C.電源電壓:220V±10%,50Hz
D.最大功耗:2.0kw
E.位移測量誤差:^0.01mm
F.溫度記錄值誤差:土1C
G1600c復樣幅差:膨脹率&W0.036%,膨脹系數aW0.25X10競
1、ZRPY智能膨脹儀自動控溫,記錄,存儲,打印數據,打印溫度-膨脹系數曲
線,所有試驗操作均由計算機界面完成,操作方便并提供全套軟件。
四、儀器的組成及原理:
物體的體積或長度隨溫度的升高而增大的現象稱為熱膨脹。熱膨脹系數是材
料的主要物理性質之一,它是衡量材料的熱穩(wěn)定性好壞的一個重要指標。在實際
應用中,當兩種不同的材料彼此焊接或熔接時,選擇材料的熱膨脹系數顯得尤為
重要,如玻璃儀器、陶瓷制品的焊接加工,都要求二種材料具備相近的膨脹系數。
在電真空工業(yè)和儀器制造工業(yè)中廣泛地將非金屬材料(玻璃、陶瓷)與各種金屬
焊接,也要求兩者有相適應的熱膨脹系數;如果選擇材料的膨脹系數相差比較大,
焊接時由于膨脹的速度不同,在焊接處產生應力,降低了材料的機械強度和氣密
性,嚴重時會導致焊接處脫落、炸裂、漏氣或漏油。如果層狀物由兩種材料迭置
連接而成,則溫度變化時,由于兩種材料膨脹值不同,若仍連接在一起,體系中
要采用一中間膨脹值,從而使一種材料中產生壓應力而另一種材料中產生大小相
等的張應力,恰當地利用這個特性,可以增加制品的強度。因此,測定材料的熱
膨脹系數具有重要的意義。
儀器由傳感裝置,電爐火,小車,基座,電器控制柜五部分組成,電驢升溫
后,爐膛內的試樣發(fā)生膨脹,頂在試樣端部的測試桿產生與之等量的位移量(如
果不計系統(tǒng)的熱變形量的話)。這一位移量由電感位移計精確地測量出來,并由
位移顯示。
為消除系統(tǒng)熱變形量對測試結果的影響,在計算中需加上相應的補償值才是
試樣的真實膨脹值才是試樣的真實膨脹值C
1、傳感裝置中德測試桿一端頂著試樣,端連著電感位移計鐵芯,試樣的另一
端頂在固定的試樣擋板上,因而試樣在此端的自由度被限制了,所以試樣的膨脹
將引起位移傳感器的鐵芯相應的位移。
2、試樣裝在試管中固定不動,進出爐膛靠移動電阻爐來實現。這樣避免了試
樣受到振動。電阻爐膛裝在小車上,小車可在基座導軌上移動。
3、電氣部分。電驢采用硅碳棒發(fā)熱,爐溫測定采用相應熱電偶及溫控儀。
五、實驗結果分析:
溫度/戰(zhàn)整版系數
20
18
(
9
2
X
)
I一線弊賬系數]
溫度(r)
如圖所示,線膨脹百分率隨著溫度的增加增大。基本上是呈線性關系。體膨張系
數與溫度的關系:開始時體膨脹系數增加的比較快,過一段時間后增加的比較慢,
然后區(qū)于平穩(wěn)。
實驗二樹脂導熱系數測試
一、實驗目的:測試樹脂材料的導熱系數
二、實驗原理:
1.導熱系數
根據1882年傅立葉(J.Fourier)建立的熱傳導理論,當材料內部有溫度梯
度存在時,就有熱量從高溫處傳向低溫處,這時,在力時間內通過dS面積的熱
量"Q,正比于物體內的溫度梯度,其比例系數是熱導系數,即:
dQdT.
=-X——dS(1)
dtdz
式中華為傳熱速率,《是與面積dS相垂直的方向上的溫度梯度,負號表示熱
dtdz
量從溫度高的地方傳到溫度低的地方,2是導熱系數。國際單位制中,導熱系數
的單位為一小?口。
2.用穩(wěn)態(tài)平板法測不良導體的導熱系數
設圓盤P為待測樣品,如圖1所示,待測樣品P、散熱盤B二者的規(guī)格相同,
厚度均為人、截面積均為S(S二號,。為圓盤直徑),上下兩面的溫度為(和
心保持穩(wěn)定,側面近似絕熱,則根據(1)式可以知道傳熱速率為:
也一ZLzZLs=%ZlzZLs(2)
dthh
為了減小側面散熱的影響,圓盤P的厚度/?不能太大。由于待測圓盤的L下
表面的溫度(和心是用加熱盤A的底部和散熱盤B的頂部的溫度來表示的,所以
必須保證樣品與加熱盤A和散熱盤B緊密接觸。
溫度方
所謂穩(wěn)態(tài)法就是獲得穩(wěn)定的溫度分布,這時溫度十和八也就穩(wěn)定了。當著和
心的值穩(wěn)定不變時,這時可以認為通過樣品P的傳熱速率與散熱盤B在溫度為5
時的散熱速率相當。為了求出這時的傳熱速率,可以先求散熱盤在溫度7;時的散
熱速率。實驗中,在讀得穩(wěn)定的T和7?時,即可將樣品移去,然后將加熱盤A
與散熱盤B直接接觸,當B盤的溫度上升了大約10℃后,將加熱盤A移開,讓B
盤自然冷卻,每隔一定的時間間隔采集一個溫度值,由此求出銅盤B在溫度,附
近的冷卻速率。由于物體的冷卻速率與它的散熱面積成正比,考慮到銅盤散熱時,
其表面是全部暴露在空氣中,即散熱面積是上、下表面與側面,而實驗中達到穩(wěn)
態(tài)散熱時,銅盤的上表面卻是被樣品覆蓋著的,故需對散熱速率加以修正。修正
后,銅盤P的散熱速率為:
(考■+血2)
dQ心(3)
dt(與+孫)dt
這里隼表示在自然冷卻時的散熱速率,它和冷卻速率£之間的關系為:
4Q金dT
=me——(4)
dtdt
相和。分別為待測樣品的質量和比熱容,根據(2)(3)(4)式,可以求出導熱
系數的公式為:
(2+?
A=meh-----------------(5)
或+〃)UM)dt
式中,,小。、。、爪TP北,都可由實驗測出準確值,由此可見,只要求出竺,
~dt
就可以求出導熱系數2。
根據熱電偶的工作原理,熱電偶是將一定的溫差轉化為電動勢而顯示出來:
Ex必7(6)
這里a為溫差系數,根據上面式子可以知道
7>心」出_4)
(a)
a
(7)
dT1dE
—=............,?(3
dtadt
將(7)式代入(5)式,得到
(1+h)
dE
A=meh--------------------(8)
dt
+h)(E]-E2)
三、實驗儀器及說明:
1、儀器:DRLTI導熱系數測試儀
2、儀器概述:本儀器主要測試薄的熱導體、固體電絕緣材料、導熱樹脂、氧化
鍍瓷、氧化鋁瓷等陶瓷導熱系數測定。儀器參考標準:MTL-I-49456A(絕緣片材、
導熱樹脂、熱導玻纖增強);GB5598-85(氧化鍍瓷導熱系數測定方法);D5470-95
(薄的熱導性固體電絕緣材料傳熱性能的測試標準)等。DRL-H導熱系數測定
儀以穩(wěn)定導熱原理為基礎,在穩(wěn)定狀態(tài)下,單向熱流垂直流過試樣,通過測量試
樣上下兩表面的溫度,有效傳熱面積和厚度,即可計算試樣的導熱系數。儀器主
要用于測試薄的熱導體、硅膠、硅橡膠、固體電絕緣材料、導熱硅膠、導熱樹脂、
氧化鍍瓷、陶瓷基片、其他鋁基片、陶瓷基板、氧化鋁瓷等材料的導熱系數。儀
器參考標準:MIL-I-49456A(絕緣片材、導熱樹脂、熱導玻纖增強);GB5598-85
(氧化鍍瓷導熱系數測定方法);ASTMD5470-2006(薄的熱導性固體電絕緣材料
傳熱性能的測試標準)等。
四、DRL-II導熱系數測定儀主要參數
2、主要參數
A、試樣大?。褐睆叫∮?0mm
B、試樣厚度:0.02—10mm
C、溫度范圍:40-150℃,最高溫度可達500℃
D、真空度:0.15Pa
E、測試范圍:0.015—40W/mk
F、可連接上位機實際計算機自動測試,并實現數控打印輸出
G、電源:220V/50HZ
H、測定范圍:優(yōu)于1%
五、實驗結果分析:
序導熱系
平均溫熱面溫度冷面溫試樣厚度熱阻
號試樣名稱數
度(℃)(℃)度(℃)(mm)(km2/w)
(W/mk)
1樹脂48.60056.4040.803.0000.0340.08823
249.30057.0041.603.0000.0350.08571
348.85056.6041.103.0000.0460.06522
440.0056.741.33.0000.0340.08823
3.000
本次實驗采用的是樹脂材料,儀器的設定溫度為120C。儀器顯示溫度分別為上
熱極,試樣上表面,試樣下表面和下熱極。試樣的厚度為3rnm,試樣的截面積為
706.858mm。結合分析,試樣的導熱系數為0.034w/mk。
實驗三摩擦磨損實驗
一、實驗目的:測量材料運行時的摩擦磨損。
二、實驗設備:HRS-2M型高速往復摩擦實驗機
三、工作原理:本試驗機適用于材料和零部件表面的摩擦磨損測試。載荷范圍寬、
滑動速度可調,能夠準確地檢測材料的摩擦系數、磨痕深度、表面輪廓和耐
磨性,有針對性地對材料或零部件的潤滑特性、表面處理及材料特性做出評
估。
四、主要技術參數
HRS-2M型高型往復摩擦實驗機
序號項目技術指標
1載荷范圍1N?200N(100g?20kg)精度:0.IN
2往復滑動頻率3?50Hz(最高:3000次/min)
3滑動長度0.5?25mm(最長30mm)
4樣品尺寸①5?60nlm(最大直徑:①100mm,高度:60mm)
5樣品厚度0.5mm~30mm
6摩擦系統(tǒng)測量精度0.2%FS(滿量程)
7磨痕深度測量范圍±lnun精度:0.lMm
(1)1000g摩擦力傳感器(1N-10N)
8選配件
(2)樣品加熱爐(室溫?300℃)
樣品要求:金屬或非金屬塊體材料、涂層等
五、實驗原理:實驗壓力F=1ON400次/min時間20min
運行長度5mm
影響u的因素:壓力和速度。
實驗磨損三階段:跑合,穩(wěn)定、劇烈
載荷傳感器規(guī)格200N
根據摩擦系數的公式摩擦力為摩擦系數和載荷的乘積。
六、實驗步驟:
首先調零、摩擦力1=0載荷1=0
摩擦力2二0載荷2=0
其次:啟動運行
七、結果分析
Cu-film-H-7S0r-Fe(e操系數測定
I—厚與系聚|
Cu-film-14-660r-Fe摩擦系數測定
——iturftt
磨損形式有磨料磨損、粘著磨損、接觸疲勞磨損、微動磨損、氣蝕等。然而在實
際運轉條件下往往不止出現一種磨損形式,例如大功率柴油機軸瓦可能同時出現
粘著磨損和氣蝕。與其他試驗相比,磨損試驗受載荷、速度、溫度、周圍介質、
表面粗糙度、潤滑和偶合材料等因素的影響更大。試驗條件應盡可能與實際條
件一致,才能保證試驗結果的可靠性。
一般地說,金屬材料摩擦副在大氣中干摩擦時,輕載下,摩擦系數隨載荷的
增大而增大,因為載荷增大將氧化膜擠破,導致金屬直接接觸。不少的實驗也證
明,通常金屬在滑動中,摩擦系數隨載荷的增加而減小。這是因為真實接觸面積
的增大不如載荷增加得快。因此載荷的影響需要根據研究對象的實際工況來分
析。
一般情況下,摩擦系數隨著滑動速度增加而升高,超過一極大值后,又隨滑
動速度的增加而減少。當速度增大時,摩擦系數通過一個最大值,當壓力增大時,
該最大值對應于較小的速度值?;瑒铀俣葘δΣ料禂档挠绊?,主要是摩擦引起溫
度的變化所致C滑動速度引起的發(fā)熱和溫度的變化,改變了摩擦表面層的性質和
接觸狀況。因而摩擦系數必將隨之變化。
實驗四衍射實驗
一、實驗目的:1.了解X射線衍射儀的結構及工作原理
2.熟悉X射線衍射儀的操作
3.掌握運用X射線衍射分析軟件進行物相分析的方法。
實驗儀器本實驗使用的儀器為:XD-3X射線衍射儀1.XD-3X射線衍射儀。
二.主要技術參數:
A.測角儀掃描半徑:180mm,掃描方式:0/2。或0/0,掃描軸:水平
B.測角儀角度重現性:0.0006度
C.X射線發(fā)生器kY、mA穩(wěn)定度:優(yōu)于0.01%
D.X射線發(fā)生器額定功率:3kW
E.北京普析通用儀器有限責任公司
三、實驗原理:晶體結構可以用三維點陣來表示。每個點陣點代表晶體中的一個
基本單元,如離子、原子或分子等??臻g點陣可以從各個方向予以劃分,而成
為許多組平行的平面點陣。因此,晶體可以看成是由一系列具有相同晶面指數的
平面按一定的距離分布而形成的。各種晶體具有不同的基本單元、晶胞大小、對
稱性,因此,每一種晶體都必然存在著一系列特定的d值,可以用于表征不同
的晶體。X射線波長與晶面間距相近,可以產生衍射。晶面間距d和X射線
的波長的關系可以用布拉格方程來表示2dsinO=nX根據布拉格方程,不同的晶
面,其對X射線的衍射角也不同。因此,通過測定晶體對X射線的衍射,就
可以得到它的X射線粉末衍射圖,與數據庫中的己知X射線粉末衍射圖對照
就可以確定它的物相。
四、實驗步驟:
1.樣品制備將待測粉末樣品在試樣架里均勻分布并用玻璃板壓平實,使試樣面
與玻璃表面齊平
2.測試第一步:開機
1打開墻體及主機電源,并按卜主機啟動校鈕。
2打開冷卻循環(huán)水系統(tǒng)開關,使冷卻水電導率在3以內,水溫在20-24
度范圍內。
3按下控制面板上的開真空按鈕,使真空度降至150mV以下。
4打開控制柜開關
5打開電腦,在軟件控制程序中開啟X射線后執(zhí)行預熱至需要功率預
熱時間為1-1.5小時。
第二步:裝樣將裝有待測粉末樣品的試樣架放置在測角儀中心的樣品架上
第三步:測量在電腦軟件控制中,打開測量控制程序,設定實驗參數如下表:
StartStopSamplingScanDivDivH.SetkVmARecslitangleangleW.speedSlitL.
SlitSlit20.00080.0000.02010.000401001deg.10mm1deg.0.15mm設定好參數
后,單擊執(zhí)行開始測量。測量結束后,保存數據以待分析。
第四步:關機
1利用軟件控制程序,將管電壓和管電流調至36kV.40mA后,關閉X射
線。關閉電腦。
2關閉控制柜開關。
3關閉真空系統(tǒng)。
4關閉X射線30min之后關閉冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的開關。
5關閉電源,實驗結束。
五、實驗結果分析:
存■<?GlAJror.ieiia-l:“l(fā)xH!£?3■LM百律:1no-oo-:
___
raniFi—.[,力
腎
超
卬
g3,
出20iao?D?o?103?S000018M12.^03
:
,5R
1S2?001^1?ooeo10000WV*?n4|
KfQ?]TO4C|CK苴
4
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 鐵路建設主要材料的采購供應計劃
- 企業(yè)內部管理制度建設
- 2025至2030中國自行車包行業(yè)發(fā)展趨勢分析與未來投資戰(zhàn)略咨詢研究報告
- 2025至2030中國自動焊錫機行業(yè)發(fā)展趨勢分析與未來投資戰(zhàn)略咨詢研究報告
- 2025至2030中國自動乳腺超聲系統(tǒng)(ABUS)行業(yè)市場深度研究及發(fā)展前景投資可行性分析報告
- 2025至2030中國腺苷脫氨酶缺乏癥的治療行業(yè)產業(yè)運行態(tài)勢及投資規(guī)劃深度研究報告
- 都市農業(yè)多元化發(fā)展路徑探索:成功案例分析與經驗借鑒
- 2025至2030中國膠囊酒店行業(yè)產業(yè)運行態(tài)勢及投資規(guī)劃深度研究報告
- 游客流量分析在工程檢測公司中的運用
- 2025至2030中國肩部銑刀行業(yè)產業(yè)運行態(tài)勢及投資規(guī)劃深度研究報告
- 橫紋肌溶解癥課件
- GB/T 23806-2009精細陶瓷斷裂韌性試驗方法單邊預裂紋梁(SEPB)法
- GB/T 23312.1-2009漆包鋁圓繞組線第1部分:一般規(guī)定
- 交通運輸行業(yè)建設工程生產安全事故統(tǒng)計調查制度
- SAP聯(lián)產品生產訂單結算過程x
- 2021年呼倫貝爾農墾集團有限公司校園招聘筆試試題及答案解析
- 宮外孕右輸卵管妊娠腹腔鏡下盆腔粘連分解術、右輸卵管妊娠開窗取胚術手術記錄模板
- 教科版 科學小學二年級下冊期末測試卷及參考答案(基礎題)
- 混凝土重力壩設計說明書
- 弱電設備維護保養(yǎng)方案
- 道路及兩側便道保潔方案.docx
評論
0/150
提交評論