金相样品制备与组织显示实验的设计、运作

 

 
  金相样品制备与组织显示实验的设计、运作

  ------创新的实现,是每一次微小进步的积累

  《金相样品制备与组织显示》实验的开设、内容,比较常见的,网上可以搜寻到很多的资料。有一个问题是,常见的这一实验,通常是专业理论课的配套实验,而不是独立设课的实践教学环节。因此,在实验内容的要求、设计上,与独立设课的实践教学环节的要求存在距离。

  比如,在《实验一 金相样品的制备》这一PPT中,既可以了解到,《金相样品的制备》是《金属学》(或者《材料科学基础》)配套实验中的一个基础实验。通常会使用一个普通碳钢退火态样品,使同学掌握基本操作要领、建立感性认识。

  如果独立设课的话,《金相实验技术》课程实验的实际中,当然必不可少地拥有“样品制备与组织显示”的内容。同时,与显微组织观察、摄影的环节很自然地联系是没有问题的;甚至,与显微硬度技术环节的实验也是密切相关。不过,在金相实验室,宏观硬度测试技术实际上是一个必定存在的工作项目。从与“样品制备与组织显示”的关系来看,显微组织观察、摄影,以及显微硬度的测试,都可以在抛光后,或者化学蚀刻后进行;Zui简单的,一个金相样品就可以了。

  而宏观硬度的测试就存在问题了;一个样品存在运作上的困难。我们知道,通常对于宏观硬度测试来讲,其特点至少是两个,一个是压痕较大,肉眼可辨;其二,对于粗糙度的要求并不高(200号水砂纸磨光机可满足一般的洛氏、布氏硬度测试的样品表面的要求。)。

  那么,如果使用一个金相样品的话,实验运作比较麻烦。首先,“制备、蚀刻”阶段结束,即,抛光、蚀刻后进行测试的话,必须在观察、摄影之后进行;否则,压痕影响观察、摄影的实验。这并不是绝对不可以实现,但是,会在其他实验项目的顺序安排上造成很大的局限性。同时,对于很可能还需要进行的再次抛光、蚀刻的可能性造成了必然的障碍。如果在“样品制备”的中间阶段,比如,200号水砂纸磨光结束后,即进行宏观硬度测试;之后,实际上还是必须考虑消除宏观硬度测试造成的宏观压痕的尺度影响。这样做,虽说在工作次序上还是比较顺畅的;但是,从实际运作上考虑会发现,对于同学们来讲实在是并不轻松。

  原因是:现在同学的实际动手能力相对较弱,自我管理协调能力也不足。第一次制备金相样品,对于一般同学来讲,得到一个You秀的金相样品,2~3个学时的入门功夫是必不可少的;如果加入硬度测试的干扰,会造成同学“顾此失彼”的可能。如果延长实验的时间,会大大chao出一次教学的时间段的可能;同学也会很疲劳,实际的教学效果也并不好。

  那么,如何设计比较合乎可能?实际上,很简单,在金相样品的制备阶段使用两个金属样品。一个,属于常规金相样品的制备与组织显示;另一个,只是为了测试宏观硬度而准备。有益之处何在?

  首先,样品制备过程中,Zui容易上手、掌握的阶段,就应该是粗磨(这里是指200号水砂纸的磨光操作)。磨光过程中的手感、操控技巧,Zui好多数在这一阶段完成。硬度测试的样品,可以磨光对应的两个平面,都只需要200号磨光即可;但是,要求两个磨面尽可能平行。同学可以通过这一样品的制备步骤,初步掌握必要的感性认识。随后,再进行常规金相样品的制备。同学既可以接触到更好的练习步骤、机会;也不会过多地干扰实验的进行。

  至于两个金相样品的质地(成分、热处理状态)是否一定要一致,可以根据实验室的条件,具体分析。一致的话,可以说明组织、性能之间的关系;不同同学的样品相互之间差别的原因。可是,这么做,对于众多的同学讲,实验室的准备是一个海量的工作。全都一样的话,每个同学的样品的组织、性能都一样,缺少差异性的比较,很单调。

  如果,每位同学的样品不一定保持一致的话,实验室的准备相对大大减轻;同学之间的硬度测试数据的差异性立显。不过,却难以对应组织来说明数据差异的本质。不过,在独立设课的实践环节,这却不是一个问题,甚至是一个可以分析,甚至留待后续专业课程予以解决、关注的事件。

  之所以撰写这篇博文,源于看到的薛涌的一篇文章《用八年时间回答三岁女儿的一个问题》(http://nf.nfdaily.cn/nfzm/content/2011-03/04/conte nt_20752917.htm )。其中的一段话是:

  我希望她看到,她所继承的人类文明,并非某个天才一夜之间突然发明的,而是人类经过多少代的努力不断完善的。要敬畏这种文明的遗产,而不是盲目崇拜个人。同时,她也应该意识到,每代人都有责任,把自己所继承的东西再完善一些,向前再推进一步。女儿一直有“要创造一种有持续影响力的东西”的志向。我则希望她明白,这种“创造”即使看起来象“横空出世”,但在大多数情况下还是“站在巨人的肩头”。我相信,这样的理解,对她一生都有好处。

  实际上,我们还应该明白,人类的每一个进步,是建立在无数人、无可计数的、微不足道的进步之上的。就如同,我自己在工作中,在《样品制备与组织显示》实验的教学过程中,从一个样品,变化到两个样品。至少,按照我个人的标准,这就是“创新”。而这一“创新”,是建立在十几年的教学实践之上的。

  由此考虑,对于大学中占绝大多数的普通大学生群体来说,接受、参与什么“创新”是Zui恰当的?

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