材料研究方法

《材料研究方法》是材料专业的核心课程，通过本课程学习可以掌握在材料研究时选择何种仪器、怎样的方法和手段，对研究的结果又如何分析等知识，从而进入并驰骋材料的迷人世界！

——课程团队

课程概述

本课程首先介绍晶体学基础知识，然后系统介绍X射线的物理基础、X射线衍射的方向与强度、多晶体X射线衍射分析的方法、X射线衍射仪及其在物相鉴定、宏微观应力与晶粒尺寸的测定、多晶体的织构分析等方面的应用；介绍了电子衍射的物理基础、衍射成像、运动学衬度理论、高分辨透射电子显微技术及透射电子显微镜、扫描电镜、扫描透射电镜、电子探针、原子探针和背散射电子衍射仪的结构原理与应用；介绍了AES、XPS、XRF、STM、AFM、LEED 等常用表面分析技术和TG、DTA、DSC等常用热分析技术的原理、特点及其应用；最后简要介绍了EBSD、红外光谱、拉曼光谱和ICP等。书中研究和测试的材料包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料、非晶态材料、金属间化合物、复合材料等。

授课目标

通过《材料研究方法》课程的学习，使学生掌握X射线衍射分析和电子衍射显微分析的基本概念、原理，掌握运用X射线衍射和电子衍射进行材料分析的基本方法，了解其它常见的材料研究方法如：SEM、

APT、EDS、AES、LEED、STM、EBSD、DSC及光谱分析等。课程大纲

第1教学单元第1章晶体学基础（1周）

知识点1- 晶体投影与标准极图

知识点2-倒易点阵与晶带定律

第1单元作业

第1单元测验

第2教学单元第2章X射线的物理基础（1周）

知识点1-X射线产生与X射线谱

知识点2-X射线与物质的作用

第2单元测验

第2单元作业

第3教学单元第3章X射线的衍射原理（2周）

知识点1-劳埃方程与布拉格方程

知识点2-布拉格方程图解与衍射方法

知识点3-电子、原子、单胞对x射线的散射

知识点4-点阵消光与系统消光规律

知识点5-单晶体对X射线的散射与干涉函数

知识点6-多晶单相与多相对X射线的散射

第3单元测验

第3单元作业

第4教学单元第4章X射线的多晶衍射分析及其应用（3周）

知识点1-X射线衍射仪原理

知识点2-物相定性分析

知识点3-物相定量分析

知识点4-点阵常数的精确测定

知识点5-宏观应力分析

知识点6-非晶分析

知识点7-织构分析1-丝织构

知识点8-织构分析2-板织构

知识点9 -X射线其他应用

第4单元测验

第4单元练习

第5教学单元第5章电子显微分析基础（1周）知识点1-电子散射及电子束与固体物质的作用

知识点2-电子衍射原理

知识点3-标准电子衍射花样及偏移矢量

本章小结

第5单元练习

第5单元测验

第6教学单元第6章透射电子显微镜（3周）知识点1-透射电镜原理与电磁透镜

知识点2-像差及景深与焦长

知识点3-分辨率与电子光学系统

知识点4-电镜附件与选区衍射

知识点5-电子衍射花样与标定

知识点6-复杂电子衍射花样

知识点7-衬度理论及等厚与等倾条纹

知识点8-非理想晶体衍射衬度-层错

知识点9-非理想晶体衍射衬度-位错

第6单元测验

第6单元练习

第7教学单元第7章薄晶体的高分辨像（0.5周）

知识点1-高分辨原理

知识点2-高分辨图像

第7单元测验

第7单元练习

第8教学单元第8章扫描电子显微镜及电子探针（0.5周）知识点1-扫描电子显微镜

知识点2-电子探针与扫描透射电镜

第8单元测验

第8单元练习

第9教学单元第9章表面分析技术（1周）

知识点1-俄歇电子能谱分析

知识点2-X射线光电子能谱仪

知识点3-XRF-STM

知识点4-AFM与LEED

第9单元测验题

第9单元作业

第10教学单元第10章热分析技术（0.5周）

知识点1-热分析技术原理

知识点2-热分析的应用

第10单元练习

第10单元测验

第11教学单元第11章背散射电子衍射（0.5周）知识点1-电子背散射衍射原理

知识点2-电子背散射衍射应用

第11单元测验

第11单元练习

第12教学单元光谱分析（0.5周）

知识点1-红外光谱

知识点2-拉曼光谱法

知识点3-电感耦合等离子体原子发射光谱

第12单元测验

第12单元作业

第13单元原子探针显微分析（0.5周）

知识点1-原子探针显微分析

知识点2-原子探针层析的应用

第13单元测验第13单元作业