《材料测试方法A》课程教学大纲（本科）.docx

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1、材料测试方法A(Analysis Methods for Materials A)课程代码:(07410012)学分：2.5学时：40先修课程：高等数学，大学物理，材料科学基础适用专业：无机非金属材料工程教材：材料分析方法、周玉、机械工业出版社、第三版一、课程性质与课程目标(-)课程性质本课程是无机非金属材料工程专业一门重要的专业基础课。目的是使学生掌握材料 主要分析方法的基本原理和应用，了解较先进的材料分析方法和应用。培养学生的材料 微观组织结构分析测试及研究的能力。通过学习使学生掌握X射线衍射和电子显微技术 的基础理论，试验方法及基本技能；掌握X射线衍射仪、透射电镜、扫描电镜和电子探 针、

2、热分析等现代测试设备的结构及其在材料分析测试技术中的原理及试验方法。应用 X射线衍射方法进行晶体结构的测定、物相分析；掌握透射电镜的薄膜制备技术及电子 衍射的原理，应用电子衍射对材料进行微观组织结构的分析，应用扫描电镜和电子探针 对材料进行外表形貌和微观结构及成分进行分析；应用热分析对材料在加热或冷却过程 中热性能的变化进行分析。(二)课程目标课程目标1：知识方面：1.1 X射线物理学基础，X射线衍射仪结构，无机材料X射线衍射分析基本 原理和基本方法；电子光学基础，透射电子显微镜结构，无机材料透射电子显微分析基本原理和基本方法;六、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）考核形

3、式考核要求考核权重备注平时表现出勤、作业、回答下列问题20实验按时、独立完成，实验报告10考试闭卷70.材料现代分析技术，朱和国、杜宇雷、赵军编著，国防工业出版社，2012年8月第一 版；1 .无机材料测试技术，曹春娥、顾幸勇、王艳香、陈云霞编著，江西高校出版社，2011 年6月第一版；.无机非金属材料测试方法，杨南如主编，武汉理工大学出版社，2016年10月七、大纲说明（内容可包括课程基本要求、习题要求及其它一些必要的说明）课后布置习题，要求每位同学按时完成2017年9月25日1.3 扫描电子显微镜结构和无机材料扫描电子显微分析及电子探针显微分析基本原理和基本方法。1.4 热分析的基本原理和

4、无机材料热分析的基本方法。课程目标2：能力与素质方面：2.1 掌握无机非金属材料微观结构分析的基本原理和基本方法；掌握无机非金属材料微观结构检测的基本过程；2.2 能够根据要求设计实验，构建实验体系并进行实验，能够对分析结果 进行合理的分析和解释。（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系（认证专业专业必修课程填写）程目标 毕业要求指蓝课程 目标1.1课程 目标1.2课程 目标 1.3课程 目标1.4课程 目标2.1课程 目标 2.2课程 目标2.3指标点3-L掌握解决无机非金属材 料工程领域存在的复杂工程问题的基 本方法。VVVVV指标点4-2.能够基于科学原理并采 用科学方法对无机非金属

5、材料复杂工 程问题设计实验，且能够根据实验方 案构建实验体系和进行实验。VV指标点4-3.能够对实验结果和数据 进行分析和解释，并通过信息综合得 到合理有效的结论。VV指标点5-1.掌握解决无机非金属材料 工程领域复杂工程问题所使用的现代 工程技术、方法和工具。VVVVV二、课程内容与教学要求（按章撰写）第一章X射线物理学基础（一）课程内容1. X射线的性质；X射线的产生及X射线谱；2. X射线与物质的相互作用。（二）教学要求.掌握X射线产生的过程；1 .理解X射线谱的组成和影响因素；.理解吸收限的概念并了解单色X射线的获取方法。（三）重点与难点（假设不单独列出，需在教学要求中适当注明）.重点

6、X射线谱的组成.难点运用X射线物理学基础知识解决如何获得单色X射线第二章X射线衍射方向（一）课程内容.晶体结合学简介；1 .布拉格方程；. X射线衍射方法。（二）教学要求.掌握布拉格方程的推导过程及极限条件；1 .理解布拉格方程的具体应用。（三）重点与难点（假设不单独列出，需在教学要求中适当注明）.重点X射线谱的组成.难点运用X射线物理学基础知识解决如何获得单色X射线第三章X射线衍射强度（一）课程内容1 .多晶体衍射图相的形成；.单位晶胞对X射线的散射与结构因数；2 .洛伦兹因数；.影响衍射强度的其他因数；3 .多晶体衍射的积分强度公式。（二）教学要求.掌握结构因数的概念和对单位晶胞的X射线散

7、射强度的影响，理解系统消光概念;1 .理解多晶体衍射图相的形成。（三）重点与难点（假设不单独列出，需在教学要求中适当注明）.重点单位晶胞的X射线散射强度的影响因素.难点多晶体衍射图相的形成以及运用结构因数解决系统消光问题第四章多晶体分析方法（-）课程内容德拜-谢乐法；1 . X射线衍射仪。（二）教学要求.掌握X射线仪的结构；1 . 了解X射线衍射仪的工作方式。（三）重点与难点（假设不单独列出，需在教学要求中适当注明）.重点衍射仪构造.难点通过衍射操作如何得到衍射谱图第五章物相分析及点阵参数精确测定（一）课程内容.定性分析；1 .定量分析；2 ,点阵参数的精确分析；3 . X射线衍射在无机材料中

8、的其他应用。（二）教学要求1 .掌握定性和定量分析的基本原理和基本方法；2 .理解定性相分析的基本过程；3 . 了解点阵参数精确测定的方法。（三）重点与难点（假设不单独列出，需在教学要求中适当注明）.重点定性相分析的原理和过程.难点根据实验要求设计实验，并对实验结果进行合理分析，尤其是三相以上混合物的定性相分 析。第六章电子光学基础（一）课程内容1 .电子波与电磁透镜；2 .电磁透镜的像差与分辨率；3 .电磁透镜的景深和焦长。（二）教学要求1. 掌握电磁透镜构造；2. 了解电磁透镜像差和分辨率，掌握分辨率影响因素；3. 了解电磁透镜的景深和焦长。（三）重点与难点（假设不单独列出，需在教学要求中

9、适当注明）.重点电磁透镜分辨率.难点理解电磁透镜的焦距，可变倍率的汇聚透镜；理解像差的概念，消除或减小像差的方法第七章透射电子显微镜（一）课程内容1 .透射电子显微镜的结构与成像原理；2 .主要部件的结构与工作原理；3 .透射电子显微镜分辨率和放大倍数的测定。（二）教学要求1. 掌握透射电子显微镜的结构与成像原理，重点是电子光学系统和调节放大倍数的方法;2. 了解主要部件的结构与工作原理；3. 了解透射电镜分辨率和放大倍数的概念及测定方法。（三）重点与难点（假设不单独列出，需在教学要求中适当注明）.重点透射电子显微镜成像原理.难点透射电子显微镜结构与成像操作之间的关系第八章电子衍射（一）课程内

10、容1 .电子衍射原理；2 .电子显微镜中的电子衍射；3 .单晶体电子衍射花样标定。（二）教学要求1 .掌握单晶、多晶和非晶的电子衍射花样特征；2 .掌握电子衍射遵循的规律：布拉格方程；3 . 了解埃瓦尔德球图解法；4 . 了解单晶电子衍射花样的标定。（三）重点与难点（假设不单独列出，需在教学要求中适当注明）L重点电子衍射花样产生的原理和对结果的分析2.难点埃瓦尔德球图解法，倒易点阵与单晶电子衍射花样的关系第九章晶体薄膜衍衬成像分析（-）课程内容1 .薄膜样品的制备方法；2 .质厚衬度原理；3 .衍衬成像原理；4 .消光距离。（二）教学要求1 .掌握薄膜样品的制备方法，尤其是无机材料样品；2 .

11、掌握衍衬成像原理，了解明场像、暗场像；3 . 了解消光距离。（三）重点与难点（假设不单独列出，需在教学要求中适当注明）.重点薄膜样品的制备方法和衍衬成像原理.难点明场像和暗场像的成像过程和对结果的分析应用第十章扫描电子显微镜（一）课程内容1 .电子束与固体样品作用时产生的信号；2 .扫描电子显微镜的构造和工作原理；3 .扫描电子显微镜的主要性能；4 .外表形貌衬度原理及其应用；5 .原子序数衬度原理及其应用。（二）教学要求1.掌握各种物理信号；2,了解扫描电镜的构造及工作原理；3 .掌握扫描电子显微镜分辨率的影响因素；4 .掌握二次电子的外表形貌衬度成像原理；5 . 了解背散射电子的原子序数衬

12、度原理。（三）重点与难点（假设不单独列出，需在教学要求中适当注明）L重点各种物理信号的产生及其应用；分辨率的影响因素；外表形貌衬度成像原理2.难点根据外表形貌衬度成像原理对二次电子像进行分析第十一章电子探针显微分析（一）课程内容1 .电子探针仪的结构与工作原理；2 .电子探针仪的分析方法及应用。（二）教学要求1 .理解波长分散谱仪的原理和分析方法；2 .理解能量分散谱仪的原理和分析方法；3 .掌握能谱图的分析过程。（三）重点与难点（假设不单独列出，需在教学要求中适当注明）.重点能谱仪的工作方式和谱图特征2,难点根据实验要求选择合适的电子探针显微分析方法并对结果进行合理分析。第十二章热分析（一）

13、课程内容1 .热分析概述；2 .热重分析基本原理及方法；3 .差热分析基本原理及方法；4 .热机械分析基本原理及方法。（二）教学要求1. 了解热重分析和差热分析的概念及其基本原理2. 了解热分析在指导无机材料制备中的应用（三）重点与难点（假设不单独列出，需在教学要求中适当注明）.重点热重分析和差热分析的原理.难点根据具体实验要求选择合适的热分析手段并对实验结果进行合理分析四、学时分配及教学方法章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂 教学实 验上机课程 实践小 计第一章44课堂讲授为主1.1第二章44课堂讲授为主1.1第三章44课堂讲授为主1.1第四章33课堂讲授为主1.1,2.1第五章44课堂讲授为主1.1, 2.1, 2.2第六章33课堂讲授为主1.2第七章33课堂讲授为主1.2, 2.1, 2.2第八章33课堂讲授为主1.2, 2.1, 2.2, 2.3第九章33课堂讲授为主1.2, 2.1, 2.2,2.3第十章33课堂讲授为主1.3, 2.1, 2.2,2.3第十一章33课堂讲授为主1.3,2.1,2.2,23第十二章33课堂讲授为主1.4, 2.1,2.2,23合计4040注：1.课程实践学时按相关专业培养计划列入表格；2.主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问题、工程、案例 等教学方法）等。五、课程考核