《材料制备与测试技术实验》实验教学大纲（本科）.docx

材料制备与测试技术实验实验教学大纲一、课程基本情况课程代码：1011139031课程名称（中/英文）：材料制备与测试技术实验/Experiment of terial Preparation and Testing Tecnology课程类别：专业必修课程课程性质：必修课程类型：实验课总学分：2.5总学时：40实验/实践学时：40/0适用专业：材料物理适用对象：本科先修课程：材料科学基础，材料研究与测试方法，材料合成与制备技术开课学院：材料科学与工程学院二、课程简介本课程是材料物理专业的重要专业基础课之一，着重向四年级本科生教授基本的材料表征和分析 方法。包括X射线衍射（XRD）、热分析（TA）,透射电子显微学（TEM）、扫描电子显微学（等内容。通 过课程学习，学生应该基本掌握相关技术的基本概念、基本原理和应用以及适用范围。在此理论基础 上，通过实验室的实际操作或者现场参观讲解，了解各种分析测试方法的基本实验要求和操作要领。 通过理论教学和实验训练，培养学生综合利用材料测试技术来对材料进行微观结构表征和分析能力， 为未来解决材料中实际问题奠定基础。三、实验教学目标通过本课程的理论教学、项目和实验训练，使学生学习材料测试技术基础理论，掌握晶体学知识、 X射线衍射、热分析和电子衍射基本原理；具备材料晶体结构、微观形貌和成分分析的基本能力；能够 应用所学的物理/数学/材料微结构分析等知识，分析解决与材料微观表征相关的测试结果进行计算分 析。四、实验项目及学时安排五、实验内容序号实验项目名称实验 学时实验类型实验要求每组 人数备 注1X射线衍射实验4演示性必做4-62紫外-可见吸收光谱实验4演示性必做4-63溶胶-凝胶法制备氧化物薄膜8综合性必做4-64固相反应法制备钙钛矿结构陶瓷与微波 介电性能8综合性必做4-65口见光催化剂的水热合成与光催化性能16综合性必做4-6实验一X射线衍射实验实验目的：学习X射线衍射的基本原理及仪器装置，熟悉X射线衍射仪的使用，掌握XRD物相分析定性分析 的方法。实验设备：D8 FOCUS X射线衍射仪实验内容及步骤：实验内容包括开机操作、停机操作，衍射仪控制及衍射数据采集分析系统，样品制备，X射线衍射 仪进行物相分析，记录每次实验条件及其对实验的影响，标注各衍射线的相应d值，根据实验数据查 找卡片。实验要求为熟悉X射线衍射仪的基本操作方法和衍射数据的收集方法，掌握衍射数据的分析 方法，了解分析数据的计算机软件，制备合格的样品进行分析，根据实验数据进行分析。实验步骤为开机、装样、测量、关机和数据处理及分析。实验二紫外-可见吸收光谱实验实验目的：了解紫外吸收光谱在有机结构分析的应用，学会使用紫外-可见分光光度计;熟悉Lambert-beer定 律，掌握紫外-可见分光光度计的吸光度的测量方法。实验设备：TU-1901型紫外-可见分光光度计、石英比色皿、容量瓶、移液管、量筒等玻璃器皿若干。实验内容及步骤：实验内容开机操作，停机操作，熟悉紫外分光光度计的基本操作方法，制备出合格的实验样品， 使用紫外分光光度计进行样品的扫描测定，根据图谱进行解析。实验要求掌握制样的方法，了解双光 束紫外-可见分光光度计的操作要点、参数设定以及样品测试，初步掌握化合物紫外光谱图的分析方法。实验步骤为配制溶液、打开紫外-可见分光光度计的电源、设备初始化自检后进入工作状态、进行 基线校正、设置参数、进行测定并记录数据，数据处理及分析。实验三溶胶-凝胶法制备氧化物薄膜实验目的：学习溶胶-凝胶法的基本原理及仪器装置，掌握溶胶-凝胶法合成材料的工艺过程，了解溶胶-凝胶 法合成材料的影响因素，掌握对合成产物形貌和性能的表征方法。实验设备：量筒、磁力搅拌器、烧杯、天平、干燥器、干燥箱、超声清洗机、匀胶机、箱式电阻炉、高速离 心机、紫外灯、离心试管、紫外-可见分光光度计。实验内容及步骤：实验内容包括样品制备、工艺制度的确定、数据处理与结果分析。明确溶胶-凝胶法制备氧化物薄 膜的反应原理，选择合适的金属醇盐或无机盐，设计合理的工艺制度，制备平整度较高的薄膜，采用 紫外-可见分光光度计研究光催化性能。实验步骤包括均匀溶液的制备、溶胶的陈化、匀胶机制备薄膜、干燥、烧结和光催化性能测试。实验四固相反应法制备钙钛矿结构陶瓷与微波介电性能实验目的：了解固相反应法制备钙钛矿结构微波介质陶瓷的实验原理，掌握固相反应法制备钙钛矿结构微波 介质陶瓷的制备过程及化学反应原理，了解实验中影响实验结果的各种因素，并学会对实验结果进行 表征分析。实验设备：药匙、研钵、模具、珀烟、阻抗仪。实验内容及步骤：实验内容包括样品制备，样品微观结构的分析与电学性能及介电性能的测试，固相合成条件对产 品的性能影响分析。学习固相合成法制备固相反应法制备钙钛矿结构微波介质陶瓷的反应原理，均匀 混合原料粉末，观察固相反应温度和时间对合成产物微观结构的影响，制备微波介质陶瓷，运用阻抗 分析仪测对产品的电学性能及介电性能进行分析，确定工艺制度对产品性能的影响规律。实验步骤包括称量、球磨混料、造粒、压样成型、干燥、烧结、涂覆银浆和介电性能测试。实验五可见光催化剂的水热合成与光催化性能实验目的：学习水热合成法的基本原理及仪器装置，掌握水热法合成材料的工艺过程，熟悉温度、浓度、P 值等因素对合成产物的组成和形貌的影响，熟悉对合成产物形貌和性能的表征方法。实验设备：药匙、烧杯、磁力搅拌器、水热反应釜、紫外-可见分光光度计。实验内容及步骤：实验内容包括样品制备、物相组成与光催化性能测试、结果分析、确定工艺制度对产品的影响规 律。实验要求为学习水热法合成可见光催化剂的反应原理，研究不同的温度、浓度、P值等对合成产物 组成和形貌的影响，获得不同形貌与粒径的产物，运用紫外可见分光光度计对产物的光催化性能进行 分析，确定工艺参数对光催化性能的影响规律。实验步骤包括物料配方确定、前驱体制备、装釜、封釜、升温保温反应、冷却开釜、离心分离、 清洗和光催化性能测试。六、实验报告格式实验名称(-)实验目的（二）实验原理（三）实验步骤（四）数据处理与分析（五）思考题七、考核（1）实验成绩的构成为实验理论占20 %,实验报告占20%,实验操作占60%。（2）评分标准：实验理论：按照实验所涉及的实验原理及实验方法进行考核，该项总分20分，根据学生考核情况 进行评定给出具体分数。实验报告：按照实验课程设计的实验报告格式，学生依据分组情况得到实验数据撰写实验报告， 实验报告总分按照100分计算，实验报告分数与所占比例20%相乘为此项的在实验课程中的实际分数。实验操作：学生依据分组情况开展实验，任课教师对学生的实验操作规范性及实验结果的科学性 进行打分，实验操作成绩按照100分计算，实际操作成绩与所占比例60%相乘为此项的在实验课程中的 实际分数。上述三项综合后按优（90-100分）、良（80-89）、中（70-79）、及格（60-69）、不及格（60分以 下）五级记分制评定学生实验成绩。八、教学资源指导书：材料制备与测试技术实验讲义参考书：（1）朱和国.材料现代分析技术.国防工业，2012年.（2）乔英杰.材料合成与制备.国防工业，2010年.（3）崔春翔.材料合成与制备.华东理工大学，2010年.（4）常铁军.材料近代分析测试方法.哈尔滨工业大学，2007年.