材料化学综合实验(师进生) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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崔洪涛，李怀勇，牛永盛，副主编 著，师进生，崔洪涛，李怀勇，牛永盛，副 编

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• 材料化学
• 综合实验
• 高等教育
• 教材
• 化学
• 实验教学
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• 大学教材
• 材料科学
• 化学实验

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122295422

版次：1

商品编码：12231044

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-08-01

用纸：轻型纸

页数：183

字数：271000

正文语种：271000

内容简介

全书分为三大部分，包含72个实验。第1章材料化学性能测试实验，第2章材料化学合成实验，第3章材料化学设计与研究性实验，包括了金属材料、无机非金属材料、纳米材料、高分子材料、生物功能材料等材料化学实验的基本知识、相关原理、实验技术和研究方法。其中既有经典的实验，也有一些反映学科前沿的新技术、新方法和新成果的设计与研究性实验。
本教材可作为高等院校材料科学与工程、材料学、材料化学等相关专业师生的教学用书，也可作为从事材料生产的技术人员及其他涉及材料化学实验领域的研究人员的参考用书。

目录

第1章材料性能试验/1
实验1材料磁化率的测定1
实验2固体线膨胀系数的测定4
实验3失重法测定金属的腐蚀速率5
实验4合金金相组织的显微结构实验8
实验5金属材料的洛氏硬度测试11
实验6塑料制品的拉伸、弯曲应力实验13
实验7高分子材料冲击强度的测定17
实验8聚合物应力松弛的测定19
实验9聚合物温度-形变曲线的测定21
实验10高聚物熔体流动特性的测定25
实验11聚合物熔点测定29
实验12聚合物的热重分析31
实验13密度法测定聚乙烯的结晶度33
实验14黏度法测定高聚物的相对分子质量35
实验15动态黏弹法测定聚合物的动态力学性能38
实验16高聚物表观黏度和黏流活化能的测定43
实验17偏光显微镜法观察聚合物的形态50
实验18不同方法测定水溶性壳聚糖的脱乙酰度53
第2章基本材料化学合成实验/56
2.1机材料56
实验19水热法制备氢氧化钴56
实验20溶胶-凝胶法制备纳米二氧化锆57
实验21沉淀法制备纳米级碳酸钙59
实验22固相烧结法制备BaTiO3(BTO)陶瓷材料61
实验23环氧化物溶胶凝胶法制备β-Ni(OH)2纳米单层片电极材料63
实验24Al取代α-Ni(OH)2纳米片电极材料的制备66
实验25法拉第赝电容器的CoOOH纳米薄膜电极材料的制备67
实验26燃烧法制备铝酸锶长余辉材料69
实验27微波法制备纳米三氧化二铁71
实验28四氯化钛水解制备金红石型二氧化钛纳米晶72
实验29纳米氧化锌的制备及表征74
实验30纳米Y2O3粉体的制备及其表征76
实验31ZnS纳米粒子的制备78
实验32化学沉淀法制备羟基磷灰石80
实验33磷酸三钙的制备83
实验34α-Fe2O3红色滤光片的制备85
实验35共沉淀法制备铝酸钇荧光材料87
实验36室温条件下铜（Ⅱ）化合物与NaOH的固相反应及表征89
实验37纳米BaTiO3粉体的制备及其表征90
2.2高分子材料93
实验38甲基丙烯酸甲酯的本体聚合93
实验39丙烯酰胺的水溶液聚合95
实验40醋酸乙烯酯乳液聚合-白乳胶的制备97
实验41苯乙烯的悬浮聚合102
实验42聚苯胺的电化学合成105
实验43聚氨酯泡沫塑料的制备107
实验44界面聚合反渗透膜的制备及表征108
实验45甲壳素的制备111
实验46双酚A型环氧树脂的制备与固化113
实验47壳聚糖的制备及测定117
实验48透明质酸的制备121
实验49界面缩聚法制备化合物聚对苯二甲酰己二胺（尼龙）123
实验50醚化β-环糊精的制备125
实验51强酸型阳离子交换树脂的制备及其交换量的测定128
实验52生物降解型水凝胶的制备与表征132
实验53生物降解型吸油凝胶的制备与表征134
实验54乳液法制备微球137
第3章材料化学设计与研究性实验/140
实验55机耐高温涂料的制备140
实验56硅酸盐介孔复合材料的制备及表征142
实验57聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶/氧化亚铜复合材料的制备144
实验58颜料型数码印花墨水147
实验59水溶性TiO2纳米粒子的制备及光学应用149
实验60CoOOH纳米粒子稳定水性泡沫的形成及分级纳米结构的制备152
实验61氧化亚铜/蜜胺树脂单分散功能微球的制备154
实验62硫脲壳聚糖锌的制备及其抑菌研究156
实验63水性陶瓷墨水的制备159
实验64丙烯酸酯乳液压敏胶的制备160
实验65壳聚糖改性及其对重金属离子吸附性能的研究162
实验66温敏性水凝胶的制备166
实验67二氧化碳基脂肪族聚碳酸酯材料的制备168
实验68实验PPC-PLA-淀粉共混物制备的实验设计170
实验69环氧氯丙烷交联淀粉的制备173
实验70复凝聚法制备天然高分子药物微胶囊175
实验71高分子量聚乳酸的制备177
实验72低分子量聚丙烯酸钠减水剂的合成实验180

前言/序言

材料、能源和信息是现代科学的三大支柱，其中材料是工业发展的基础。一个国家材料产品和产量是直接衡量其科学技术、经济发展和人民生活水平的重要标志，也是一个时代的标志。材料化学是一门新兴的交叉学科，属于现代材料科学、化学和化工领域的重要分支，是发展众多高科技领域的基础和先导。材料化学实验作为材料化学专业学生的专业实验课程，直接关系到学生能否掌握材料化学基础知识和基本技能，能否有效地掌握科学思维方法、培养科研能力、养成科学的精神和品质。该实验课程在材料化学专业中占有举足轻重的地位。
本教材是根据21世纪我国高等教育的培养目标要求，结合教学实际和近年承担的教学研究项目成果编写而成的。编写的原则是厚基础，宽口径，适应性广，突出综合性，强化绿色化学理念，体现学科发展的实验新技术和新方法。全书包含72个实验，从三大部分进行编写：第一部分材料化学性能测试实验，第二部分材料化学合成实验，第三部分材料化学设计与研究性实验，包括了金属材料、机非金属材料、纳米材料、高分子材料、生物功能材料等材料化学实验的基本知识、相关原理、实验技术和研究方法。其中既有经典的实验，也有一些反映学科前沿的新技术、新方法和新成果的设计与研究性实验。本教材内容丰富，理论与实践相结合，简明易懂，实用性强，可作为高等院校材料化学专业师生的教学用书，也可作为从事材料生产的技术人员及其他涉及材料化学实验领域的研究人员的参考用书。
本书由青岛农业大学化学与药学院师进生主编，青岛农业大学刘清芝、李海银、李伟娜、牛永盛、孔晓颖、孙钦星、徐香、王强、魏洪涛、孙新枝，烟台大学崔洪涛和聊城大学李怀勇参与编写。全书由师进生和牛永盛对编者提供的实验进行审阅、增删和修改，最后由师进生统稿和定稿。
本书在编写过程中得到青岛农业大学名校工程建设资金的资助，得到了学校领导的大力支持和帮助。本教材还参考了国内外相关书刊，在此一并表示衷心的感谢。
限于编者水平，书中难免有疏漏之处，恳切希望读者和专家批评指正。

编者
2017年3月

好的，这是一本关于《现代高分子材料科学基础与应用》的图书简介，内容侧重于高分子材料的合成、结构表征、性能优化以及前沿应用，旨在为材料科学及相关工程领域的研究人员和学生提供深入的理论指导和实践参考。 --- 现代高分子材料科学基础与应用 导言：面向未来的材料革命 高分子材料，以其轻质、高强、易加工、功能可调等独特优势，已成为推动现代工业、信息技术、生物医学乃至能源领域发展的核心驱动力之一。随着人类对材料性能要求的不断提高，对高分子材料的理解已不再停留在宏观性能层面，而深入到分子结构、链拓扑学、界面行为乃至动态响应机制的精细调控。本书《现代高分子材料科学基础与应用》正是立足于这一时代背景，系统梳理和阐述了当代高分子科学的前沿进展与关键技术，旨在为读者构建一个全面、深入且具备实践指导意义的知识体系。 本书的结构设计遵循了从基础理论到前沿应用的逻辑主线，内容力求兼顾理论的严谨性与工程实践的指导性。我们着重探讨了传统聚合物科学的突破点，以及新兴功能高分子材料的创制思路。 第一部分：高分子基础理论的深化与扩展 本部分着重于巩固读者对高分子结构、热力学和动力学特性的理解，并引入现代研究中不可或缺的理论模型。 第一章：高分子结构与构象的精确描述 深入探讨高分子链的统计力学模型，如高斯链、泡利链模型，并引入了更精确描述复杂拓扑结构（如星形、刷形、齿形聚合物）的几何参数。内容涵盖了聚合度分布的精确测量方法（如凝胶渗透色谱/多角度激光散射联用技术），以及如何通过控制单体序列（如无规共聚物、嵌段共聚物）来调控宏观性能。特别强调了高分子链间相互作用（氢键、范德华力、π-π堆积）在决定材料聚集态结构中的关键作用。 第二章：高分子反应动力学与精密聚合技术 本章聚焦于现代聚合反应的精确控制。重点阐述了活性/可控自由基聚合（CRP）技术，包括原子转移自由基聚合（ATRP）、可逆加成-断裂链转移聚合（RAFT）以及氮氧自由基聚合（NMP）。详细分析了这些技术的反应机理、链终止控制策略以及它们如何实现窄分子量分布和复杂链结构（如梯度共聚物、分子刷）的构建。此外，还涵盖了开环易位聚合（ROMP）在制备高功能性环状聚合物中的应用。 第三章：高分子热力学与相变行为 超越经典的玻璃化转变（Tg）和熔点（Tm）概念，本章深入研究了高分子体系中多重相变现象。讨论了高分子溶液的临界溶解温度（UCST/LCST）行为，以及在受限空间（如纳米孔、界面）内链段运动受限导致的相变异常。引入了基于Flory-Huggins理论的修正模型，用于预测共混物、嵌段共聚物的相分离行为和微相分离结构（如球状、柱状、层状结构）的形成。 第二部分：高分子材料的表征与性能调控 本部分是连接理论与实际应用的桥梁，详细介绍了用于解析高分子结构和预测性能的关键实验技术。 第四章：高分子微观结构的高级表征技术 本章侧重于非破坏性与高分辨结构解析方法。详细介绍了固态核磁共振波谱（ssNMR）在研究非晶态和半结晶高分子链段运动和局部结构中的应用，特别是对动态过程的追踪能力。同时，深入探讨了同步辐射小/大角度X射线散射（SAXS/WAXS）在确定纳米级有序结构（如液晶相、嵌段共聚物微相结构）中的定量分析方法，以及如何利用透射电子显微镜（TEM）结合对比度增强技术实现对多相结构的清晰成像。 第五章：高分子力学性能的结构起源 本章旨在揭示高分子宏观力学响应与微观结构之间的内在联系。讨论了从粘弹性到粘塑性的过渡机制，并重点介绍了动态机械分析（DMA）在识别弛豫峰和评估网络交联密度方面的应用。特别关注了高分子纳米复合材料中的界面效应，如何通过表面改性增强填料与基体之间的相互作用，从而实现超高强度和韧性的协同提升（如结构韧化机制）。 第六章：功能性高分子的设计与响应性 探讨了如何将特定功能基团引入聚合物主链或侧链，以赋予材料对外界刺激的敏感性。内容涵盖了刺激响应型高分子（Smart Polymers），如pH响应性、温度响应性（PNIPAm体系）、光响应性聚合物。详细分析了这些材料在分子水平上如何实现可逆的构象变化，并讨论了如何利用这些变化来实现药物控释、自修复或信息存储等高级功能。 第三部分：前沿应用领域与未来趋势 本部分面向正在快速发展的应用领域，展示了高分子科学如何解决实际工程难题。 第七章：高性能工程塑料与复合材料 聚焦于需要极端环境耐受性的应用场景。讨论了聚酰亚胺（PI）、聚醚醚酮（PEEK）等高性能热塑性塑料的合成工艺优化，以及如何通过引入非对称结构或纳米增强相来提升其耐热性、耐化学腐蚀性和疲劳寿命。详细分析了纤维增强复合材料（CFRPs）的界面粘接理论与失效分析，特别是对热塑性复合材料的增韧策略。 第八章：生物医用高分子与组织工程支架 探讨了生物相容性、可降解性高分子在生物医学领域的应用。内容包括聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）等材料的精确降解动力学控制，以及如何利用先进的光刻和3D打印技术，使用水凝胶或光敏聚合物构建具有特定孔隙结构和机械性能的细胞支架。强调了表面功能化技术在控制细胞粘附、迁移和分化过程中的作用。 第九章：高分子在能源与电子器件中的应用 本章聚焦于高分子在能量转换与存储中的关键角色。深入研究了有机太阳能电池（OPV）中给体-受体材料的分子设计、形貌控制及其激子分离效率；锂离子电池中的聚合物固体电解质的离子传导机制、界面电阻的抑制方法。此外，还涵盖了导电聚合物（如PEDOT:PSS）在柔性电子、传感器和电致变色器件中的最新进展。 结语：迈向多功能与可持续发展 本书的最后部分对高分子科学的未来方向进行了展望，强调了绿色化学合成方法（如水相聚合、生物基单体应用）的重要性，以及人工智能与高通量实验平台在加速新材料发现中的潜力。 本书结构严谨，理论与实践紧密结合，配有大量精选的实例和结构解析图谱，适合高等院校高分子科学与工程、材料科学与工程、化学工程等专业的本科高年级学生、研究生以及相关领域的科研人员和工程师阅读参考。通过系统学习，读者将能掌握现代高分子材料的设计、合成、表征和应用的前沿知识体系。

评分☆☆☆☆☆

这本书的魅力在于它的“综合性”和对前沿领域的适度触及。虽然名字叫“综合实验”，但它并没有故作高深地堆砌晦涩难懂的前沿课题，而是将一些成熟但仍具有研究价值的课题进行了系统化梳理。我个人最喜欢的是关于功能性高分子薄膜制备与性能测试的那一章。它不仅仅是教你如何拉伸膜片，而是深入探讨了高分子链的取向度如何影响其介电常数和机械强度。书中提供的多个不同浓度的聚合物溶液配方，鼓励我们自己去探索浓度梯度带来的性能变化，这实际上是在进行一个微型的、受控的“研究设计”。这种将基础操作与课题探索相结合的方式，极大地激发了我对材料科学应用领域的兴趣。阅读过程中，我能感受到作者对教学内容更新的努力，其中穿插的一些关于“绿色化学”和“可持续材料”的实验案例，也体现了当下材料科学发展的趋势，让我们能紧跟时代脉搏。

评分☆☆☆☆☆

这本《材料化学综合实验（师进生）》的作者显然对实验教学有着深刻的理解，从我这个初次接触材料化学实验的学生角度来看，它提供了一种非常系统且实用的学习路径。我印象最深的是它在基础操作和高级技术之间的过渡处理得非常自然。书里对一些基础的材料制备方法，比如溶胶-凝胶法或者固相反应法，讲解得极其细致，步骤清晰到甚至连加热速率和搅拌速度都有明确的建议范围，这对于我们这些动手能力还不是很强的初学者来说，无疑是吃了一颗定心丸。更让我惊喜的是，它并没有停留在理论层面，而是紧密结合了实验现象去解释背后的化学原理。比如，在讨论某种纳米材料的粒径控制时，书中会穿插一些关于界面能和表面张力的微观解释，让你在操作的同时，脑子里也能构建出清晰的微观图像。这种“知其所以然”的教学方式，大大提升了我的学习兴趣，不再是机械地重复步骤，而是带着思考去操作。整本书的编排逻辑清晰，每一章似乎都围绕着一个核心的材料体系展开，层层递进，让人感觉每完成一个实验，自己的实验技能树就点亮了一部分。

评分☆☆☆☆☆

对于习惯了那种只有标准答案的实验指导书的读者来说，这本书的开放性可能会带来一些初期的挑战，但也正是这种挑战，构筑了其价值。很多实验步骤后，作者并不会直接给出“标准结果”，而是留下了一个“思考题”或者“改进建议”。比如，在处理一些需要热处理的陶瓷粉体时，书中列出了三种不同的升温速率，然后提问：“请预测哪种升温速率最有可能获得最致密的烧结体，并解释其热力学和动力学原因。”这种引导性的提问迫使我们必须回到热力学和动力学的基础上去寻找答案，而不是死记硬背实验参数。这种“反灌输”式的教学设计，对于培养独立解决问题的能力至关重要。这本书更像是导师在旁边低声指引，而不是老师在黑板上写下公式，它要求你真的动脑筋去理解实验背后的科学逻辑。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和图文排版也体现了专业性。作为一本实验指导书，清晰度和易读性至关重要。师教授的这本教材在图示方面做得尤为出色，尤其是在描绘复杂仪器结构和样品微观形貌时，采用的高清插图和流程图，比文字描述要直观得多。举个例子，在介绍扫描电子显微镜（SEM）的成像原理时，那张关于二次电子和背散射电子产生角度的示意图，比我之前在其他参考书上看到的任何一张都要清晰易懂。而且，书中对常用安全规范的强调也贯穿始终，并不是简单地放在开篇，而是在涉及特定化学品或高温操作的实验步骤中，都会以醒目的提示出现，这体现了作者对学生安全的高度负责。总的来说，这是一本兼具深度、广度和实用性的实验教材，对于材料化学的实践教学来说，是一个非常扎实的基础支撑。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我一开始对实验书的期待不高，总觉得无非是把教科书上的理论搬到实验室，做做重复性的工作。然而，这本《材料化学综合实验（师进生）》彻底颠覆了我的看法。它更像是一部“实验设计者的指南”而非单纯的“操作手册”。我特别欣赏它在“误差分析与数据处理”部分花费的笔墨。很多教材只会轻描淡写地提一句“注意误差”，但这本书却深入剖析了系统误差和随机误差在材料测试中的具体来源。例如，在进行X射线衍射（XRD）分析时，它详细对比了样品制备的平整度对衍射峰位置和强度的影响，并提供了如何通过软件进行背景扣除和峰拟合的实例分析。这种对实验细节的尊重和对数据可靠性的强调，极大地培养了我们作为未来研究人员的科学态度。此外，书中对于不同测试手段（如SEM、TEM、DSC等）的交叉验证方法也做了很好的示范，教会我们如何用多角度的证据来支撑一个实验结论，而不是孤立地看待每一个测试结果。