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陶瓷烧成，金属的热处理等工艺参数的确定经常需要用相图来指导。相图的制作是一项十分严谨且非常耗时的工作。淬冷法是静态条件下研究系统状态图(相图)最常用且最准确的方法之一。通过该实验让学生掌握静态研究相平衡的实验方法之一——淬冷法研究相平衡的实验方法及其优缺点，掌握浸油试片的制作方法及显微镜的使用，验证Na2O-SiO2系统相图。
差热分析是研究材料在加热过程中脱水、相变、分解、熔融等物理和化学变化的一种常用分析方法。利用差热曲线在工艺上可以确定材料的烧成制度及玻璃的转变与受控结晶等工艺参数，还可以对矿物进行定性、定量分析。材料的热膨胀系数是评价材料在高温下热稳定性的重要指标，也是不同种类材料能否相互配合使用的重要依据。通过该实验让学生了解差热分析的基本原理与仪器装置，学习使用差热分析方法鉴定未知矿物，掌握材料热膨胀系数的测定方法及对测定结果的影响因素。
现有设备：LCP-1差热膨胀仪1台（需升级改造为微机控制，与WCP-2功能相同）。
材料的显微结构与材料制备中的物理化学变化密切相关，通过显微结构分析，可以将材料的“组成-工艺过程-结构-性能”等因素有机地联系起来，对设计材料性能、开发新材料有重要指导作用。通过该实验让学生学会用显微镜分析矿物的显微结构，掌握显微照相技术，用金相显微镜观察材料的显微结构。
主要设备：电子显微镜，数码金相显微镜、金相显微镜、金相切割机、金相试磨抛机，镶嵌机。
需增添设备：KYKY2000电子显微镜功能升级，4XB-Z数码金相显微镜2台，4XB金相显微镜10台，PA-2金相试磨抛机4台，内圆切割机2台，镶嵌机2台。
晶体单形的认识是晶体聚形分析的基础，常见的晶体晶型有47种单形。通过让学生对单形形态和特征的分析，了解晶系晶族，掌握晶体的结构。
偏光显微镜是了解晶体结构的常用仪器，通过该实验让学生熟悉显微镜的结构，掌握显微镜的操作方法，通过观察在镜下区分自形晶、半自形晶和他形晶。
需补充设备：XP-7偏光显微镜15台(带陶瓷三相薄片60片、玻璃结石薄片60片)；AXIOPLAN2多功能显微镜1台。
拉曼光谱分析仪利用激光振动光谱进行物质的定性与定量分析，通过该实验让学生熟悉仪器原理、结构及使用方法。
泥浆性能测定包括粘度、厚化度、密度、水分、pH值等工艺指标的测定。本实验将通过对泥浆的粘度、厚化度、密度、水分和pH值的测定，让学生了解泥浆的流变学原理和泥浆性能对陶瓷生产工艺的影响，掌握泥浆有关性能的测试方法及控制方法。
需增添设备：涂-4粘度计10台，酸度计10台，旋转式粘度计5台，快速水分测定仪5台，电动搅拌机20台。
材料工程基础实验平台包括对材料制备、成型工艺、材料性能评价等所需的设备和条件建设，是进行创新性实验的重要手段。尽管新材料种类繁多，但材料的制备工艺和性能评价手段却有许多共同之处，本实验平台将根据材料制备的共性技术和重要的性能评价方法来建设，具有较强的通用性和共享性。这些实验包括：
材料显微结构的微细化和纳米化是新材料发展的重要方向，也是当前材料研究的重要热点之一。本实验将通过对陶瓷或金属材料熔体的快速凝固来获得非晶态前驱体，然后在适宜的热处理制度下使非晶态前驱体受控晶化，从而获得具有微细结构或纳米结构的块体陶瓷或金属材料，使学生对材料的非晶态和晶态结构的形成和控制有进一步的认识。
在纳米材料中，纳米陶瓷粉体已获得越来越广泛的应用。纳米陶瓷粉体的制备方法主要有沉淀法、溶胶-凝胶法和化学气相沉积法。本实验将通过用沉淀法和溶胶-凝胶制备纳米陶瓷粉体的实验，使学生了解纳米陶瓷粉体的制备工艺及影响因素。
主要设备：多功能混合机，高速分散机，磁力搅拌机，离心机，中温实验电炉（可与实验13和实验16共用）
需增添设备：TM-2涡流式多功能混合机4台，高速分散机4台，高低速离心机各4台，磁力搅拌机10台。
复合材料可分为金属基、陶瓷基和聚合物基复合材料，目前使用最多的是玻璃纤维增强聚合物基复合材料（简称玻璃钢）。本实验通过聚合物基复合材料的制备，使学生了解高分子及复合材料的基本制备工艺和结构性能。
需增添设备：SH-5小型混捏机2台，XK-160*320双辊炼胶机2台，XWJ-500A热机分析仪2台，KD400DB超声波清洁器4台，多功能制样机1台，旋转蒸发仪2台。
陶瓷烧结和粉末冶金都是在高温下完成其致密化过程的。材料烧结温度范围的测定对确定材料的烧结温度和烧结方法有重要指导作用。本实验将通过测定陶瓷和某些金属粉末的烧结温度范围，使学生进一步理解材料的烧结机理和致密化过程。
陶瓷釉料和搪瓷都是重要的表面装饰材料，测定其玻化温度是确定烧结温度的重要依据。通过本实验可使学生掌握如何测量和确定陶瓷釉料和搪瓷的玻化温度，了解在玻化过程中的有关物理和化学现象。
材料的在高温下的加压烧结称为热压烧结。热压烧结可使粉末材料在较低温度下实现致密化，并可获得晶粒更细小、致密度更高、性能更优越的陶瓷或粉末冶金材料。通过本实验，使学生掌握材料热压烧结的原理和工艺过程，了解热压设备的结构、工作原理和使用方法。
材料在真空条件下烧结有利于获得高度致密化的烧结材料，也是许多单晶生长的必要条件。本实验通过烧结硬质合金或透明氧化铝陶瓷，使学生进一步理解真空烧结的机理，高温下真空系统的维护和使用等。
材料在微波烧结有利于减少材料在烧结过程中的温度差，从而获得高质量的烧结材料。本实验通过烧结陶瓷材料，使学生进一步理解微波烧结的机理，微波烧结炉的维护和使用等。
有些材料因在高温下易于挥发而以致密化烧结，如氮化硅陶瓷在5MPa氮气压力条件下烧结，其致密度比常压烧结提高2~3%，强度和韧性则可提高50%以上。本实验通过对氮化物陶瓷在氮气压力下烧结，使学生了解气压烧结的机理和对材料致密化的作用。
展开全部2004-2006年中央与地方共建高校专项资金材料科学与工程基础实验室建设规划
材料科学与工程基础实验室是面向全校材料科学与工程和材料成型与控制工程本科生培养的实践教学平台。该基础实验室由材料科学基础实验室、材料工程基础实验室、材料成型与模具设计实验室构成。
该实验室现有实验设备113台套，设备总值179.1万元，已具备一定的基础实验条件。然而，随着材料科学与工程技术的迅猛发展，一方面是材料类专业技术人才的市场需求不断增长，另一方面，对材料类专业人才的知识结构和实验技能也提出了更高的要求。为此，我校计划在今后3年内将材料类本科生的招生规模由现在的150人/年扩展到300人/年左右。随着招生规模的扩大，加之现有设备有些已陈旧老化，有些则需要改造升级，同时，还有许多新的实验项目，特别是有关新材料的制备和性能评价方面的实验项目，也急需增补。因此，我校材料类本科生实验教学需求与实验资源不足的矛盾已日趋突出，现有实验条件已很难满足21世纪材料科学技术发展对材料类本科专业人才培养的要求。
为满足每年招收300名材料类（含材料科学与工程、材料成型与控制工程）本科生的课程实验教学和创新实验的需要，材料科学与工程基础实验室需增加设备投资593万元，在2005年建成以满足21世纪材料类优秀本科专业人才培养为目标的达标实验室，在此基础上，通过学校对该实验室的进一步投入，再用2~3年时间建成具有国内先进水平的省级示范实验室。材料科学与工程基础实验室的建设也将为我校材料学科的跨越式发展提供良好的条件支撑。
材料与信息、能源并列为现代文明和社会发展的三大支柱，是构成人类社会物质文明的基础。新材料既是高新技术的一个独立领域，又对相关高科技领域起着引导、支撑和相互依存的关键作用，是科学技术进步的先导。世界各国纷纷将新材料列入21世纪本国科技发展的重点领域，我国也不例外，从新材料的基础研究、应用研究到产业化，都给予了重点支持与扶植。因此，不同层次材料类专业技术人才的需求呈现不断增长的趋势，而且对材料类专业人才的知识结构和实验技能也提出了更高的要求。
在全国高等学校中，绝大多数综合性大学和理工类院校都将材料科学与工程作为自己的重点学科来发展。目前许多高校均以材料科学与工程一级学科招收本科生，实行宽口径培养和专业化训练相结合的培养模式，在招生和就业方面取得了显著的成绩。
根据目前的办学资源，我校只招收了无机非金属材料工程和材料成型与控制工程（模具方向）两个专业的本科生，尽管目前毕业生的就业形势很好，但由于专业方向和实验条件的限制，仍然给学生的就业选择带来了不利的一面，在一定程度上影响了毕业生的就业质量。因此，加快材料科学与工程基础实验室建设，更新实验设备和实验项目，提高学生的实验技能和创新能力，以满足新材料领域专业人才快速增长的市场需求，是提高我校材料类本科生培养质量的重要物质基础。
根据我校办学规模和国内人才市场对材料类专业人才的需求，目前150人/年左右的招生规模显然是不相称的。与我校邻近的中南大学每年招收材料类本科生500多人，湖南大学每年招收材料类本科生300多人，这两所学校材料类本科生的就业率都在97%以上，居全校各专业的前三名。由此可见，材料类专业人才的市场需求空间很大，将我校材料类本科生的招生规模由现在的150人/年扩大到300人/年是完全可行的。
要扩大招生规模，最为关键的一是引进人才，二是加快实验室建设。人才问题通过最近从其他大学引进一个学术团队（包括三位博导），使我校材料学科的师资力量得到明显改观。而且在此基础上再引一些高学历的年轻教师也会相对容易。因此，材料科学与工程基础实验室的建设已成为我校材料学科扩大招生规模、提高办学质量的重要前提。
由于实验条件的限制，目前我校材料类本科生仍按二级学科的教学模式培养，所开实验项目与材料科学与工程一级学科大类培养的要求相差甚远，需要淘汰少量已过时的实验项目，更多的是通过更新实验仪器设备，改造一批实验项目(13项)。此外，根据新材料发展的趋势，还需增加大量科技含量高、综合性和创新性强的实验项目(24项)。表1比较了目前的实验开出情况和本项目建成后预期的实验开出情况。
材料科学与工程基础实验室总体建设目标是：在2005年建成以满足21世纪材料类优秀本科专业人才培养为目标的达标实验室，在此基础上，通过学校对该实验室的进一步投入，再用2~3年时间建成具有国内先进水平的省级示范实验室。
本实验室建设将根据材料科学与工程一级学科宽口径招生、重基础培养和专业技能训练相结合的本科生培养新方案，打破以往按二级专业和课程设置实验室的传统理念，将材料类本科实践教学的基础实验进行优化整合，以达到充分利用实验室场地资源、人力资源和设备资源的目的，实现资源的高度共享，提高设备利用率。
本基础实验室由“材料科学与工程实验中心”负责建设和管理，下设材料科学基础实验室、材料工程基础实验室和材料成型与模具设计实验室。实验中心主任由具有丰富的实验室建设和管理经验的学科责任教授担任，各实验室主任由本学科有实验室建设和管理经验的骨干教师（具有博士学位或副教授以上职称的教师）担任，每个实验室配备3名专职实验教师，其中至少1名具有高级工程师或高级实验师职称，负责各实验室的日常管理、实验项目开设、实验教材编写、仪器设备的保养维修等工作。材料科学与工程基础实验室的现状和预期建设目标如表2所示。
材料科学基础实验平台包括对材料晶体结构、物相组成、显微形态分析、材料本征特性检测、材料的聚合、分解和相变过程中的物理化学现象的认识等实验所需的仪器设备和模型，具有较强的通用性和共享性。这些实验主要包括：
粉体粒度分布是指该粉体在不同粒径范围所占的比例。颗粒的粒度、粒度分布及形状能显著影响粉末及其制品的性质和用途。粒度测定方法主要有筛析法、沉降法和激光法。筛析法方法简单，沉降法则需要先测定被测物料的真密度，激光法已成为目前较流行的粉体粒度测定方法。因此，本实验项目侧重于基础的离心沉降法，以便学生能更好地理解不同粒度测试方法的原理和特点。
真密度是材料的本征特性之一，是许多材料评价中不可缺少的基本物性参数。通过该实验让学生了解粉体真密度的测定方法，掌握浸液法??——比重瓶法测定粉末真密度的原理及方法。
ξ电位是固液界面电位的一种重要表征方法，其值的大小与固体表面带电机理、带电量密切相关，直接影响固体微粒的分散特性、胶体物系的稳定性。该实验可让学生了解固体颗粒表面带电原因，表面电位大小与颗粒分散体系稳定性之间的关系，掌握通过测定电泳速率来测量粘土-水系统ξ电位的方法。
需增添设备：DYY-Ⅲ1C型电泳仪10台、DYY-Ⅲ7型电导率仪10台。
固相反应是材料制备中一个重要的高温动力学过程，固体之间能否进行反应、反应完成的程度、反应过程的控制等直接影响材料的显微结构，并最终决定材料的性质，因此，研究固体之间反应的机理及动力学规律，是材料研究的重要手段之一。通过该实验让学生掌握TG法的原理，熟悉采用TG法研究固相反应的方法，通过Na2CO3-SiO??2系统的反应验证固相反应的动力学规律——杨德方程。