《材料科学与工程创新实验与学科竞赛指导》立足高等学校材料类专业人才培养需求，以材料科学与工程专业创新实验能力培养和学科竞赛实战备赛为主线，系统讲解实验室安全守则、设备操作规程、危险化学品使用与管理等实验室核心规范，以及材料制备、表征相关基础仪器的原理与操作技巧，筑牢学生实验安全与操作基础。随后围绕高分子材料与工程、新能源材料与器件、金属材料与工程、无机非金属材料、复合材料五大核心方向，分类设置44个兼具基础性、创新性与实践性的综合实验项目，每个项目均涵盖实验原理、操作步骤、结果分析及机理探究，覆盖各材料领域的关键技术与研究热点。最后聚焦全国大学生金相技能大赛等五大材料学科竞赛，详细介绍各竞赛的概况、赛制流程、评分细则，搭配往届获奖作品展示、优秀案例解析及实操指导。 本书体系完整、内容翔实、实用性强、理实结合，旨在夯实学生专业实验基础，提升实验操作、创新设计与竞赛实战能力，培养材料领域的创新思维和工程实践素养，助力学生实现理论知识与工程实践的深度融合，可供材料领域科研人员、竞赛指导教师参考，也可供高等学校材料科学与工程及相关专业师生参阅。

第一章 材料科学与工程实验基础 001 第一节 实验安全与实验室规范 001 一、实验室安全守则 001 二、实验设备操作规程 002 三、危险化学品使用与管理 003 四、实验废弃物处理方法 004 第二节 材料科学实验基本仪器与操作 005 一、材料制备基础设备操作 005 二、常用材料表征仪器介绍 016 第二章 高分子材料与工程创新实验 037 实验一 胺固化环氧树脂的制备及其玻璃化温度调控 037 实验二 水性丙烯酸酯乳液压敏胶的制备和乳液粒径分析 041 实验三 硼改性酚醛树脂的非等温固化动力学 044 实验四 硫醇-烯点击反应分散聚合制备功能化微球 048 实验五 聚电解质离子凝胶的制备及其应变传感性能 052 实验六 硬质阻燃聚氨酯泡沫的制备及其阻燃性能 055 实验七 聚氨酯增韧改性聚乳酸丝线的挤出成型工艺和 3D 打印 058 实验八 过氧化物交联低密度聚乙烯的制备及其形状记忆性能 060 参考文献 065 第三章 新能源材料与器件创新实验 067 实验一 循环伏安法测定 Ag 在 KOH 溶液中的电化学行为 067 实验二 线性电势扫描法测定镍电极在不同 Cl- 浓度硫酸溶液中的阳极极化曲线 071 实验三 线性电势扫描法测定玻碳电极在镍电镀液中的阴极极化曲线 074 实验四 线性极化技术测定不锈钢金属在酸碱溶液中的腐蚀速度 078 实验五 线性电势扫描法测定水溶液中不同金属对氢气析出行为的影响及机理 080 实验六 交流阻抗法解析锂离子电池电化学反应 084 实验七 锂离子电池电极材料扩散系数的测量与解析 088 实验八 钛酸锂负极材料的制备、电池组装和锂电性能综合实验 091 参考文献 094 第四章 金属材料与工程创新实验 096 实验一 钢的热处理及热处理后硬度测试和显微组织的观察 096 实验二 碳钢热解决对材料拉伸强度的影响以及金相分析 100 实验三 Al2O3 陶瓷和 316L 不锈钢钎焊接头的组织与性能 103 实验四 铁基粉末冶金试样的制备和显微组织结构 106 实验五 烧结温度对 WC-CrFeNiCu0.5 高熵硬质合金组织结构和摩擦学性能的影响 109 实验六 固溶时间对 2219 铝合金组织和力学性能的影响 112 实验七 正火温度对 G18CrMo2-6 铸钢微观组织及冲击强度的影响 115 实验八 304 不锈钢含量对 WC 硬质合金在 NaCl 溶液中的腐蚀行为的影响 118 参考文献 121 第五章 无机非金属材料创新实验 123 实验一 油酸包覆的晶体磁性纳米粒子合成与结构表征 123 实验二 α-MnO2 纳米线的合成及对刚果红的吸附动力学研究 126 实验三 不同孔结构的金属有机框架材料的合成及结构表征 128 实验四 核壳结构银纳米粒子的制备及其光转热性能探究 132 实验五 碳量子点的制备及在定量检测四环素中的应用 135 实验六 泡沫镍负载 NiFe/Co3O4 催化剂的制备及其催化电解水制氢 137 实验七 纳米 In2O3 立方体的制备及其对乙醇气体传感性能 140 实验八 多形貌 TiO2 /Ti 薄膜纳米结构调控及光电化学性能研究 144 参考文献 147 第五章 无机非金属材料创新实验 123 实验一 油酸包覆的晶体磁性纳米粒子合成与结构表征 123 实验二 α-MnO2 纳米线的合成及对刚果红的吸附动力学研究 126 实验三 不同孔结构的金属有机框架材料的合成及结构表征 128 实验四 核壳结构银纳米粒子的制备及其光转热性能探究 132 实验五 碳量子点的制备及在定量检测四环素中的应用 135 实验六 泡沫镍负载 NiFe/Co3O4 催化剂的制备及其催化电解水制氢 137 实验七 纳米 In2O3 立方体的制备及其对乙醇气体传感性能 140 实验八 多形貌 TiO2 /Ti 薄膜纳米结构调控及光电化学性能研究 144 参考文献 147 第六章 复合材料创新实验 149 实验一 乙烯-乙酸乙烯酯共聚物/聚多巴胺复合材料的制备及光驱动形状记忆效应 149 实验二 基于反应增容高韧耐热聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯共混材料的制备及性能 153 实验三 聚甲基丙烯酸甲酯/聚乙二醇半互穿网络复合材料的制备和相形态研究 157 实验四 环氧树脂/铁红复合防锈漆的制备及涂层性能测试 160 实验五 不同形貌的 LiMnPO4 /C 锂离子电池正极复合材料的制备和结构表征 165 实验六 MOF 基 ZnO/NiO@ C 纳米复合锂离子电池负极材料的制备和电池的组装 170 实验七 有机-无机复合固态电解质膜的制备及其全固态电池循环性能 173 实验八 磷化铁@ 氮掺杂碳纳米管制备及其锌空电池正极催化材料的电化学性能 177 实验九 铝含量对镁-铝系镁合金力学性能和阻尼能力的影响 181 实验十 TiB2 /7055 铝合金复合材料的制备及其摩擦磨损性能和耐腐蚀性能 184 实验十一 N-i Mn-Sn-B 磁性形状记忆合金的制备及其热-力-形状记忆性能 187 实验十二 热处理对 Al0.5CoCrFeNi 高熵合金钎焊接头组织及性能的影响 190 参考文献 193 第七章 材料科学与工程学科竞赛指导 196 第一节 全国大学生金相技能大赛 196 一、竞赛概述 196 二、竞赛赛制 197 三、竞赛赛道 197 四、决赛竞赛规则 198 五、评分标准 200 六、制样通用操作规程 204 七、获奖参赛作品展示 207 第二节 全国大学生材料热处理创新创业大赛 208 一、竞赛概述 208 二、竞赛赛制 208 三、评分标准 209 四、往届决赛题目展示 209 五、获奖作品案例 212 六、获奖作品 PPT 展示 214 第三节 全国失效分析大奖赛 215 一、竞赛概况 215 二、竞赛事项 216 三、竞赛规则 217 四、优秀案例精选 218 五、优秀案例 PPT 汇报展示 226 第四节 全国大学生高分子材料实验实践大赛 228 一、竞赛概述 228 二、竞赛规则 229 三、比赛办法 231 四、评分标准 233 五、奖项设置 238 六、悬浮聚合机理和案例展示 238 第五节 中国大学生高分子材料创新创业大赛（PMC 大赛） 243 一、竞赛概述 243 二、赛事安排及参赛要求 243 三、赛事奖励 244 四、初赛评分标准 245 五、决赛评分标准 246 六、往届比赛回顾 247 七、作品展示 250