材料科学基础实验指导书(77份) - 图文(2)

2019-03-29 14:04

就显示了磁滞回线。

3、 关闭加热炉上的两风门(旋钮方向和加热炉的轴线方向垂直),将“测量—

—设置”开关打向“设置”,设定好炉温后,打向“测量”,加热炉温工作,炉温逐渐升向设置的温度。

4、当炉温达到此样品的居里点时,磁滞回线消失成一条直线,记录下此时数显温度的温度表显示值——即为该样品的居里点。

5、 打开加热炉上的两风门(风门旋钮方向和加热炉的轴线方向平行,把“升温

——降温”开关打向降温,让加热炉降温后,换一样品重复上述过程,直到样品测完为止。

方法二:定量测量

1、测量温度与感应电动势的关系,对应一个温度值,读出相应的感应电动势,测量感应电动势随温度变化的值从而画出感应电动势—温度曲线。 2、数据列表 温度(℃) 感应电压值 (B值)mv 3、数据处理

作感应电压—温度曲线图,在斜率最大处作切线,切线与横坐标的交点为所求的居里点TC。

4、重复上述过程,直到分别测量完5个试样为止。 本实验采用定量测量法测量铁磁性材料的居里温度。

[注意事项]

1、测量样品的居里点时,一定要让炉温从低温开始升高,即每次要让加热炉降温后再放入样品测量,这样可以避免由于样品和温度传感器相应时间的不同而引起的居里点每次测量值的不同;

2、在80℃以上测量样品时,温度很高,小心烫伤。

6

实验二 材料导热系数的测定

导热系数是表征物质热传导性质的物理量。材料结构的变化与所含杂质对导热系数值都有明显的影响,因此材料的导热系数需要由实验具体测定。测量导热系数的方法一般分为两类:一类是稳态法,另一类是动态法。在稳态法中,先利用热源在待测样品内部形成一稳定的温度分布,然后进行测量。在动态法中,待测样品中的温度分布是随时间变化的。例如呈周期性的变化等。本实验采用稳态法进行测量。 [实验目的]

学会用稳态法测定材料的导热系数。 [实验装置]

圆铜盘、待测样品(圆盘形不良导体,长棒形铝合金)、紫铜圆筒、数字式电压表,FD-DC-II型导热系数测定仪,游标卡尺。 [实验原理]

1、 1882年法国数学、物理学家傅立叶给出了一个热导体的基本公式——傅立叶导热方程式。该方程式指出,在物体内部,取两个垂直于热传导方向、彼此相距为h、温度分别为θ1,θ2的平行面(设θ1>θ2),若平面面积均为S,在

?t时间内通过面积

S的热量?Q满足下述表达式:

?Q?t??S 式中,

?Q?t?1??2h (1)

在数值上等于

为热流量,λ为该物质的热导率(又称导热系数)。λ

相距单位长度的两平面的温度相差1个单位时,在单位时间内通过单位面积的热量,其单位为W/(m·K)。

2、 本实验装置如图1所示。

7

A F B P C G 3.000mv H D E I

A—带电热板的发热盘 B—样品 C—螺旋头 D—样品支架 E—风扇 F—热电偶 G—真空保温杯 H—数字电压表 P-散热盘 I—双向开关

图1

在支架D上先后放上圆铜盘P、待测样品(圆盘形不良导体)B和厚底紫铜

圆筒A。在A的上方加热,使样品上、下表面各维持稳定的温度θ1,θ2,它们的数值分别用安插在A、P侧面深孔中的热电偶F来测量。F的冷端浸入保温杯G内的冰水混合物中。I为双向开关,用以变换上、下热电偶的测量回路。数字式电压表H用以测量温差电动势。由上式可知,单位时间内通过待测样品B任一圆截面的热流量为:

?Q?t???1??2h?R (2)

1

2式中,R为圆盘样品的半径,h为样品厚度。当传热达到稳定状态时,θ2和θ

的值将稳定不变,这时可认为发热盘A通过圆盘样品上表面传入的热流量与由散热盘P向周围环境散热的速率相等。因此,可通过散热盘P在稳定温度θ2时的散热速率求出热流量

?Q?t。方法如下:当读得稳态时的θ2和θ1后,即可将样品

B移去,而使发热盘A的底面与散热盘P直接接触。当盘P的温度上升到比稳定时的值θ2高出1mV左右时,再将发热盘A移去,复上圆盘样品,让散热盘P冷却,电扇仍处于工作状态,每隔30秒钟读一下散热盘的温度示值,选取临近θ的温度数据,然后由此求出散热盘P在θ

mc???t???22

2

的冷却速率

???t???2,则

??Q?t (m为黄铜盘P的质量,c为其比热容) 就是散热盘在温度为

8

θ2时的散热速率,将其代入(2)式得:

??mc???t???2?h?1??2?1?R2 (3)

其中m=1kg ,c=0.39kJ/kg·K

[实验内容、要求]

测定橡胶盘、铝合金棒的导热系数

(1) 据稳态法,必须得到稳定的温度分布,这就要等待较长的时间,为了提高效 率,可先将加热电源电压打到220V快速加热档,加热几分钟后再降至110V慢速加热档。然后,每隔2-5min读一下温度示值,如在10min内样品上、下表面温度θ1、θ2示值都不变,即可认为已经达到稳定状态。记录稳态时θ1、θ2值后,移去样品,再加热散热盘。当散热盘温度比θ2高出约1mV左右时,移去圆筒A,让铜盘P自然冷却。每隔30s读一次P盘的温度示值,最后选取邻近θ2的测量数据来求出冷却速率

???t|???2

(2) 置圆筒、圆盘时,须使放置热电偶的洞孔与保温杯、数字毫伏计位于同一侧。热电偶插入小孔时,要抹上些硅油,并插到洞孔底部,使热电偶测温端与铜盘接触良好。热电偶冷端插在滴有硅油的细玻璃管内,再将玻璃管浸入冰水混合物中。

(3) 圆盘B和铜盘P的各几何尺寸,均可用游标卡尺多次测量取平均。铜盘的质量(约lkg)可用药物天平称量。

(4) 实验选用铜—康铜热电偶测温度,温差100℃时,其温差电动势约4.2mV。 (5) 将

注意:由于热电偶冷端温度为0℃,对一定材料的热电偶而言,当温度变化范围不太大时,其温差电动势(mV)与待测温度(℃)的比值是一个常数。由此,在用导热公式计算时,可直接以电动势值代表温度值。

9

???t|???2,θ1、θ2以及m,c,h,R值带入(3)式计算材料的导热系数。

实验三 润湿角(接触角)的测定

当液体微滴滴在平面光滑的固体表面上时,它将无限的扩散或与固体表面成某一接触角而达到平衡状态。

润湿角是指液滴在物体表面扩展并达到平衡状态后,三相周边上某一点引气液界面的切线,则该切线与固液界面的夹角称为润湿角。 [实验目的]

学会用用润湿角测量仪测定润湿角。 [实验装置]

JJC-1型润湿角测量仪 [实验原理]

润湿角测量仪结构如图1、2所示

图1

10


材料科学基础实验指导书(77份) - 图文(2).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:地下顶管施工进度影响因素分析

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: