材料研究分析方法(研究生)-第1-2讲
材料学考研科目
材料学考研科目材料学是一门研究材料的结构、性能、制备和应用的学科，是现代工程技术的基础学科之一。
在考研科目中，材料学是一个重要的学科，涉及到了材料的性能、制备、加工等方面的知识。
下面我们将从几个方面来介绍材料学考研科目的内容和学习方法。
首先，材料学考研科目涉及的内容非常广泛，包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料等。
在学习过程中，需要掌握这些材料的性能、制备方法、加工工艺以及在工程中的应用等方面的知识。
同时，还需要了解材料的微观结构和宏观性能之间的关系，以及材料的热力学和动力学原理等内容。
其次，学习材料学考研科目需要掌握一定的实验技能。
材料学是一门实验性很强的学科，学生需要通过实验来了解材料的性能、结构和制备方法。
因此，学生需要掌握一定的实验技能，包括实验操作、数据处理和结果分析等方面的能力。
另外，材料学考研科目还需要学生具备一定的计算能力。
在学习过程中，需要进行一定的计算和分析，比如材料的力学性能计算、热力学参数计算等。
因此，学生需要掌握一定的数学和物理知识，以便能够进行相关的计算和分析。
最后，学习材料学考研科目需要注重实践能力的培养。
材料学是一个实践性很强的学科，学生需要通过实践来加深对材料性能和加工工艺的理解。
因此，学生需要参与一定的实践活动，比如实验课、实习和科研项目等，以便能够将理论知识应用到实际中去。
综上所述，材料学考研科目涉及的内容很广泛，学生需要掌握材料的性能、制备和加工等方面的知识，同时需要具备一定的实验技能、计算能力和实践能力。
希望考生们在备考过程中能够注重理论与实践相结合，全面提高自己的材料学知识水平，顺利通过考研。
专业代码(080502)
材料学专业代码（080502）本学科设有金属材料、无机材料和高分子材料三个学科方向，主要研究方向有金属及合金的固态相变及应用，金属基复合材料、功能材料腐蚀与防护金属电化学钝化，功能金属纤维及应用；先进结构陶瓷、功能陶瓷；金属基复合材料、树脂基导电复合材料；功能材料腐蚀与防护、金属电化学钝化；功能高分子材料、高分子膜材料、高分子纳米材料和高性能高分子复合材料。
着重于合成方法、合成工艺、结构与性能关系及其相关合成机理的研究。
本学科现有教授6名，副教授8人，其中博士后2人，博士9名，形成了具有较强实力的教学及科研师资队伍，多年来为国家输送了大量高层次人才。
近几年先后承担科研项目30余项，省、部级项目15项，包括河北省自然科学基金、国家人事部归国人员重点基金、河北省科技厅基金和石家庄市重大攻关项目等。
取得了多相重要研究成果，在新型材料结构研究与分析、高强度导电材料研究、耐磨管道、金属纤维、膜材料的制备与应用、等离子体聚合与改性、原位复合材料研究、电厂用耐热钢、陶瓷内衬钢管、表面工程、无损检测技术、环保、清洁能源、汽车和电子等领域，产生了很大的社会效益和经济效益，其多项研究成果填补国内空白，具有自主知识产权，为我国的经济发展做出了巨大贡献。
目前，已在国内外重要学术刊物上发表学术论文150余篇，其中SCI和EI收录50余篇。
并获得了多项省部级科学进步奖。
经过多年建设和发展，实验室现有力学性能分析和测试设备、大型精密显微镜、扫描电子显微镜SEM、XRD、各种热处理设备以及各种材料成分检测仪器设备、显微硬度计等。
材料学学科已经形成了以中青年教师为主、梯度结构合理的教学、科研队伍。
一、培养目标材料学学科的攻读硕士学位研究生的培养目标是培养德、智、体全面发展的高级专门科技人才，具体目标如下：1．拥护中国共产党，热爱社会主义，具有良好的道德品质和修养，综合素质高，适应能力强，工作和学习作风严谨，身体健康。
2．有坚实的数学、计算机基础，并能熟悉运用到本学科的理论和实践中；熟练掌握一门外国语。
“一题两课”案例式教学方法研究
“一题两课”案例式教学方法研究作者：曹金凤王志文刘鹏撒占友李策来源：《教育教学论坛》2022年第16期[摘要] “彈性力学与有限元”“有限元分析软件及应用”两门课程是各大高校理工科硕士研究生的学位课和专业课，占据十分重要的地位。
“弹性力学与有限元”课程公式多，推导过程烦琐，学习难度大，而“有限元分析软件及应用”课程则重点关注工程应用，却又离不开“弹性力学与有限元”课程的理论支撑，二者既有联系，又有差异。
为了提高研究生对两门课程的学习效果和学习效率，达到学以致用、研以致用的目的，对“一题两课”案例式教学模式进行探索，选取“弹性力学与有限元”课程中的课后练习题，通过理论分析和有限元仿真分析结果进行比较，找出两门课程学习过程中的重点、难点、差别，帮助学生更加生动形象地理解“弹性力学与有限元”的知识，更有助于将理论方法与工程实践结合，实现举一反三、触类旁通的学习效果。
该教学模式已成功应用于5届研究生的教学过程中，效果良好，值得推广使用。
[关键词] 弹性力学与有限元;有限元分析软件及应用;案例式教学;教学模式;课程改革[基金项目] 2020年度山东省教育厅山东省专业学位研究生教学案例库项目“‘有限元分析软件Abaqus及应用’案例库建设”（SDYAL20112）[作者简介] 曹金凤（1978—），女，山东青岛人，博士，青岛理工大学机械与汽车工程学院副教授，主要从事计算力学与Abaqus软件数值模拟研究;王志文（1995—），男，山东临沂人，硕士，青岛理工大学机械与汽车工程学院2020级机械专业硕士研究生，研究方向为Abaqus有限元仿真与轮胎的设计仿真一体化;刘鹏（1990—），男，山东青岛人，博士，青岛理工大学机械与汽车工程学院副教授（通信作者），主要从事故障诊断与可靠性分析、海洋工程装备研究。
[中图分类号] O343.1 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）16-0157-04 [收稿日期] 2021-07-28引言“弹性力学与有限元”课程主要研究变形体在外来因素作用下的位移、应变和应力的分布规律，是机械工程、土木工程、力学相关专业的研究生必修课程[1]。
材料研究分析方法(研究生)-XRD1.
X射线衍射分析
§1、X射线衍射基本原理
一、X射线衍射方向
衍射现象 Bragg衍 射条件 d q q
相位集中时 发生干涉相互增强
布拉格方程
2d sinθ = nλ
2d sinθ = nλ
d hkl 2( ) sin q n
（nh,nk,nl）的晶面与（hkl）面平行且面间距为
d hkl n
比较宽。这样，会引起相应散射峰的展宽及相邻
散射峰的叠加。因此，需要在光源与样品之间以 及样品与探测器之间放置相应的光学元件来实现 入射X射线束的准直和单色化。常用的准直器有 狭缝、准直镜、分析晶体等，在X射线范围内实
现单色化的常用光学元件主要是晶体单色器和多
层膜单色器等光学元件
（1）狭缝
在光源与样品之间放置一狭缝（图2），则入射光束的发 散角决定于光源尺寸S、狭缝宽度L以及光源与狭缝间 距离R，即有
由式（3）的简单关系得到的X射线能量分辨率，在远大 于晶体X射线衍射摇摆曲线本征宽度（Darwin宽度）D 条件下成立。若与D相当，则能量分辨率需通过考虑入 射线角分布与晶体X射线衍射摇摆曲线的卷积来得到， D为入射线衍射动力学理论完美晶体X射线衍射摇摆曲线 半高宽，满足以下关系：
D 2C Fh
Ï à ¹ Ø Ð Å Ï ¢ ¶ ¨Ð Ô · Ö Î ö E ¾ §Ì å ½ á ¹ Î ¢ ¾ §³ ß ´ ç ½ á ¾ §µ Ä Í ê Õ û Ð Ô £ ¨Ô × Ó /¾ §¸ ñ µ Ä Å Á Ð £ © ½ á ¾ §Ð Ô E Ô × Ó µ Ä È Õ ð ¶ ¯ ¾ §Ì å · ½ Î » µ Ä Æ « À ë £ ¨Ö ¯ ¹ E È ¡ Ï ò £ © ² Ð Ó à Ó ¦ Á ¦ ² â Ê Ô ½ á ¾ §¶ È » ¯ Ê ¸ ¾ ¶ · Ö ² ¼ º ¯ Ê ý (· Ç ¾ §Ö Ê µ Ä ½ á ¹ ½ â Î ö ) Ö Ü Æ Ú ½ á ¹ µ Ä ² ã µ þ Ö Ü Æ Ú ¡ Ï È ò Ð Ô ê Õ Í û Ð Ô Á £ ¾ ¶ ½ â Î ö ¡ ±Ä ¤µ Ä Ã Ü ¶ È E Ä ¤º ñ E ´ Ö ² Ú ¶ È
化学学院研究生课程表(硕士生)
2018-2019学年第一学期（开课时间：第三周）化学学院研究生课程表（硕士）
注：免试录取（语种为英语）以及参加全国统考成绩英语在78分以上者（含78分），免修并免试硕士生英语学位课，选课时选择第一外国语（英语）班级名称为“免修”的班级即可，成绩记为“通过”。
未通过第一外国语期末考试的研究生，应于下一个开课学期开学两周内到研究生院培养办公室办理重修手续。
分班名单见化学楼中楼414-415橱窗栏。
体育课选课仅在每学年第一学期第二周、第二学期第一周开放一周时间
2018-2019学年第一学期（开课时间：第三周）化学学院研究生课程表（博士）
英语：化学院博士第一学期上英语课，每周2学时，由外籍教师讲授读写及口语，未经批准私自调换上课学期者，其成绩无效；分班名单详见橱窗栏，（不在名单中的化院研究生请及时与研办414联系）。
体育课选课仅在每学年第一学期第二周、第二学期第一周开放一周时间
二外日语自18-19第一学期开始，上课时长由一学年变更为一学期.
2018-2019学年第一学期（开课时间：第三周）化学学院工程硕士课程表
《知识产权》周日晚上11-12节(18:30开始)，二主楼：A503，任课老师为向波老师。
《专业实践讲座》安排在周六2-4节，二主楼B405,具体每个讲座的具体时间见应化所通知（或化学院网页通知）以及班级群里通知；
体育课选课仅在每学年第一学期第二周、第二学期第一周开放一周时间。
《专业实践1》为17级全日制专硕课程，请18级研究生第三学期再进行网上选课。
《第一外国语》：化学院全日制专硕分配在英语17班（少部分在16班），名单见化学楼中楼414橱窗栏，如不在名单中的请提前在414登记。
2012研--仪器分析绪论
CT
二、电化学分析方法
• 基于物质在溶液中和电极上的电化学性质及 其变化建立的分析方法。 • 常用方法：电位分析法、电位滴定法、电导法
三、分离分析方法
常用分离方法：色谱法、电泳法
HPLC GC-MS
§1-3 仪器分析基本过程和步骤
（补充内容）
一、过程
明确任务和制定计划、取样、试样制备、
仪器分析的主要特点
1.灵敏度高，适于痕量组分的测定 2.选择性好，适于复杂组分试样的分析 3.分析迅速，适于批量试样的分析 4.适应性强，应用广泛 5.易于自动化
§1-2 仪器分析方法分类 (Classification of instrumental analysis)
光学分析法 电化学分析法 色谱分析法
仪器分析
广东医学院粤西高校分析中心 东野广智
gdmcfxzx@
分析中心简介
历史沿革
前身是广东医学院中心实验室，始建 于1980年。1995年获得广东省教育厅 “粤西高校实验中心广东医学院分析中心” 重点实验室建设项目，1999年通过省教育 厅的验收。
建设宗旨
为提高粤西高校教学科研水平创造物 质条件，使高校成为地方经济建设与社 会发展的技术依托，促使学校学科发展 与地方经济发展紧密结合，更好地为粤 西地区服务，达到资源共享，提高效益。
由于灵敏度没有考虑到测量噪声的影响，因 此，现在推荐用检测限而不用灵敏度作为表征分 析方法的最大检出能力。
灵敏度
在仪器分析中，分析灵敏度直接依赖于检测器的 灵敏度与仪器的放大倍数，当提高检测器的灵敏度 与仪器的放大倍数，灵敏度提高，噪声也随之增大，
而信噪比S/N和分析方法的检出能力不一定会有所改
善和提高。如果只给出灵敏度，不给出获得此灵敏 度的仪器条件，则各分析方法之间的灵敏度没有可 比性。
现代材料分析测试的方法
郑州航空工业管理学院机电工程学院课程名称：现代材料分析方法授课专业：材料成型及控制讲授人：张新房二零一零年七月《现代材料分析方法》课程基本信息课程名称：现代材料分析方法学时学分：32课时，周2学时，2学分预修课程：高等数学、大学物理、无机分析化学、有机化学、物理化学材料科学基础等使用教材：张锐著. 现代材料分析方法. 化学工业出版社.2007教学参考书：1. 周玉主编. 材料分析测试技术. 哈尔滨工业大学出版社， 20032. 来新民主编. 质量检测与控制. 高等教育出版社， 20053. 左演声主编. 材料现代分析方法. 北京工业大学出版社， 20004.杨南如主编. 无机非金属材料测试方法.武汉工业大学出版社， 20005.常铁军主编. 材料近代分析测试方法. 哈尔滨工业大学出版社， 19996. 周玉等. 材料分析测试技术—材料X射线衍射与电子显微分析. 哈尔滨工业大学出版社，1998自学辅导参考网址：1．/eduonline/cl/index.asp2．/index?3．/clfxycs/sshd.asp?pageclass=1094．/?action_mygroup_gid_109_op_list_type_digest5．教学方法：课堂讲授，启发式教学；实验教学；辅以动画、录像。
教学手段：传统教学为主，结合多媒体教学考核方式：平时成绩15% （出勤、听课、作业完成、课堂回答问题等）+实验成绩15% + 闭卷考试成绩70%其他要求：严格考勤，注重学生课堂表现及课堂参与情况，课下作业《材料现代分析方法》是一门介绍X射线衍射分析、电子显微分析、热分析和有机波谱分析等现代研究材料晶体结构、微观组织、化学组成与性能间关系的课程，它是材料科学与工程专业本科生的专业基础课程，也可作为相关专业本科生、研究生的选修课。
这门课程包括晶体学、X射线衍射分析、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、电子探针显微分析、能谱分析和有机波谱分析仪器的构造和工作原理。
核磁NMR分析方法(研究生课件)
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•核磁共振硅谱（ SiNMR）
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1.3 NMR分析方法的特点
优点： •分析物质的精细结构；
•应用非常广泛；
•不破坏样品。
缺点：
•定量分析误差大； •灵敏度低，需要的样品较多； •难以分析多组分混合物
1.4 NMR的主要应用
分子结构的测定 化学位移各向异性的研究 金属离子同位素的应用 动力学核磁研究 质子密度成像 T1T2成像 化学位移成像 其它核的成像 指定部位的高分辨成像 元素的定量分析 有机化合物的结构解析 表面化学 有机化合物中异构体的区分和确定 大分子化学结构的分析 生物膜和脂质的多形性研究 脂质双分子层的脂质分子动态结构 生物膜蛋白质——脂质的互相作用 压力作用下血红蛋白质结构的变化 生物体中水的研究 生命组织研究中的应用 生物化学中的应用 在表面活性剂方面的研究 原油的定性鉴定和结构分析 沥青化学结构分析 涂料分析 农药鉴定 食品分析 药品鉴定 医学诊断
共振频率b 100 25.144 94.08 94.08 19.865 40.481
检测灵敏度c 1 1.76x10-4 0.83 0.83 3.69x10-4 0.0663
a
磁旋比的单位是107弧度/特斯拉/秒； b 共振频率以1H频率为100MHz作参考； c 检测灵敏度以1H为1作为参考，并考虑了同位素的天然丰度。
1.1 NMR分析方法的发展
Otto Stern 1943年物理奖 发现了质子的磁矩
Isidor Isaac Rabi 1944年物理奖 用共振方法记录原子 核磁特性
Felix Bloch 1952年物理奖 精确地测量了核磁矩并 发现了核磁共振现象
Edward Mills Purcell
1952年物理奖 精确地测量了核磁矩并发 现了核磁共振现象
气相色谱法(样品前处理)-研究生课程(第二周)
样品在充有 常压或高压 氧的密闭容 器燃烧，然 后被吸收液 吸收，进行 测定。
在一定气氛和 温度范围内加 热，灼烧破坏 有机物和样品 ，将残留的矿 物质灰分溶解 在合适的稀酸 中测定
用适当的酸 或混酸分解 样品，使被 测元素形成 可溶性盐， 然后进行测 定。
将样品放置在 微波炉内特制 的溶样罐中， 利用微波辐射 加热分解样品 ，按严格的程 序控制溶样过 程。
样品种类
气体： 大气中的微量气体成分、气溶胶、大气颗粒物、挥发性 金属化合物等
液体： 各种水体、饮料、酒类、奶类、酱油、醋、汽油、洗 涤剂和食用油等
固体：土壤、沉积物、矿物质、与人类活动有关的食物和废 弃物等
生物样品： 广泛的陆生及水生动植物
基体的种类及其均匀程度
非均匀质的环境样品：选择合适的具有代表性的地点，有 条件的要使用卫星定位系统，准确确定采样地点的经纬 度，以便下次或多次重复采样或长期观察。
的挥发损失； （2）生物样品注意保持活性。 （3）形态分析中被测组分形态不能发生改变。 保存的一般方法： （1）放在密闭、洁净容器内，置于阴暗处保存。 （2）易腐败变质的放在0—5℃冰箱内，保存时间也不能太长。易
分解的要避光保存。 （3）特殊情况下，可加入不影响分析结果的防腐剂或冷冻干燥保
应保证采样按时，准确、完全。 采样结束前，应仔细检查采样记录和水样，若有漏采或
不符合规定者，应立即补采或重来。 水样现场测定与描述
水温、 pH值、溶解氧、透明度、电导率、水样感 观指标的描述、水的颜色、水的气味、水文参数、气象 参数。
水样的预处理与贮存
水样的保存
水样从采集到分析这段时间里，由于物理 的、化学的或生物的作用会发生不同程度 的变化，必须采取相应的保存方法，努力 将这些改变降到最小限度。
材料分析方法第三版
材料分析方法第三版材料分析方法是指通过对材料的成分、结构、性能等进行研究和分析，以获取材料的相关信息和特性的一种技术手段。
随着科学技术的不断发展和进步，材料分析方法也在不断更新和完善。
本文将介绍材料分析方法的一些常用技术和工具，以及它们在材料研究和应用中的作用和意义。
首先，光学显微镜是材料分析中常用的一种工具。
通过光学显微镜可以对材料的表面形貌和微观结构进行观察和分析，从而获取材料的形貌特征和微观结构信息。
光学显微镜在金属材料、陶瓷材料、聚合物材料等的分析中起着重要作用，能够帮助研究人员了解材料的晶粒形貌、晶界分布、孔隙结构等重要信息。
其次，X射线衍射技术是材料分析中常用的一种手段。
通过X射线衍射技术可以对材料的晶体结构进行分析，包括晶格常数、晶体取向、相对晶体取向等方面的信息。
X射线衍射技术在金属材料、无机非金属材料、生物材料等的分析中有着广泛的应用，可以帮助研究人员了解材料的晶体结构特征和性能。
另外，电子显微镜技术也是材料分析中常用的一种手段。
通过电子显微镜技术可以对材料的微观结构进行高分辨率的观察和分析，包括晶体形貌、晶界结构、缺陷分布等方面的信息。
电子显微镜技术在金属材料、陶瓷材料、纳米材料等的分析中有着重要的应用，可以帮助研究人员了解材料的微观结构特征和性能。
此外，质谱分析技术也是材料分析中常用的一种手段。
通过质谱分析技术可以对材料的成分和结构进行高灵敏度的检测和分析，包括元素组成、分子结构、同位素比值等方面的信息。
质谱分析技术在有机材料、生物材料、环境材料等的分析中有着重要的应用，可以帮助研究人员了解材料的成分构成和结构特征。
综上所述，材料分析方法是材料科学研究和工程应用中不可或缺的重要手段，各种分析技术和工具在材料分析中发挥着重要作用。
随着科学技术的不断进步，材料分析方法也在不断发展和完善，为材料研究和应用提供了强有力的支持和保障。
希望本文介绍的材料分析方法对您有所帮助，谢谢阅读！。
材料分析方法总结
材料分析方法总结材料分析是一门重要的科学技术，它在工程、材料科学、地质学、化学等领域都有着广泛的应用。
在材料分析中，我们需要运用各种方法来对材料的成分、结构、性能进行分析，以便更好地理解和利用材料。
本文将对常见的材料分析方法进行总结，希望能够对相关领域的研究者和工程师有所帮助。
首先，光学显微镜是材料分析中常用的方法之一。
通过光学显微镜，我们可以观察材料的形貌、颗粒大小、晶粒结构等信息。
这对于金属、陶瓷、塑料等材料的分析都非常有帮助。
同时，透射电子显微镜和扫描电子显微镜也是常用的分析工具，它们可以提供更高分辨率的图像，帮助我们观察材料的微观结构。
除了显微镜，X射线衍射也是一种常用的材料分析方法。
通过X射线衍射，我们可以确定材料的晶体结构和晶格参数，从而了解材料的晶体学性质。
X射线衍射在材料科学、地质学和化学领域都有着广泛的应用，是一种非常有效的分析手段。
此外，光谱分析也是材料分析中常用的方法之一。
光谱分析包括紫外可见吸收光谱、红外光谱、拉曼光谱等，它们可以用于分析材料的组成、结构和性能。
光谱分析在材料科学、化学和生物学领域都有着重要的应用，是一种非常有力的分析工具。
在材料分析中，热分析也是一种常用的方法。
热分析包括热重分析、差热分析、热膨胀分析等，它们可以用于研究材料的热稳定性、热分解过程、相变行为等。
热分析在材料科学、化学工程和材料加工领域都有着广泛的应用，是一种非常重要的分析手段。
最后，表面分析也是材料分析中不可或缺的方法。
表面分析包括扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱等，它们可以用于研究材料的表面形貌、化学成分和电子结构。
表面分析在材料科学、电子工程和纳米技术领域都有着重要的应用，是一种非常有效的分析手段。
综上所述，材料分析是一门重要的科学技术，它涉及到多个领域的知识和技术。
在材料分析中，我们可以运用光学显微镜、X射线衍射、光谱分析、热分析和表面分析等方法来对材料进行分析，从而更好地理解和利用材料。
现代测试分析技术SEM、TEM、表面分析技术、热分析技术
现代测试分析技术SEM、TEM、表⾯分析技术、热分析技术重庆⼤学材料现代测试分析技术总结（材料学院研究⽣⽤）电⼦衍射部分1、电⼦衍射与X射线衍射相⽐：相同点：电镜中的电⼦衍射,其衍射⼏何与X射线完全相同,都遵循布拉格⽅程所规定的衍射条件和⼏何关系. 衍射⽅向可以由厄⽡尔德球(反射球)作图求出.因此,许多问题可⽤与X射线衍射相类似的⽅法处理.电⼦衍射优点：电⼦衍射能在同⼀试样上将形貌观察与结构分析结合起来。
电⼦波长短，单晶的电⼦衍射花样婉如晶体的倒易点阵的⼀个⼆维截⾯在底⽚上放⼤投影，从底⽚上的电⼦衍射花样可以直观地辨认出⼀些晶体的结构和有关取向关系，使晶体结构的研究⽐X射线简单。
物质对电⼦散射主要是核散射，因此散射强，约为X射线⼀万倍，曝光时间短。
电⼦衍射缺点：电⼦衍射强度有时⼏乎与透射束相当，以致两者产⽣交互作⽤，使电⼦衍射花样，特别是强度分析变得复杂，不能象X射线那样从测量衍射强度来⼴泛的测定结构。
此外，散射强度⾼导致电⼦透射能⼒有限，要求试样薄，这就使试样制备⼯作较X射线复杂；在精度⽅⾯也远⽐X射线低。
2、电⼦衍射花样的分类：1）斑点花样：平⾏⼊射束与单晶作⽤产⽣斑点状花样；主要⽤于确定第⼆相、孪晶、有序化、调幅结构、取向关系、成象衍射条件；2）菊池线花样：平⾏⼊射束经单晶⾮弹性散射失去很少能量，随之⼜遭到弹性散射⽽产⽣线状花样；主要⽤于衬度分析、结构分析、相变分析以及晶体的精确取向、布拉格位置偏移⽮量、电⼦波长的测定等；3）会聚束花样：会聚束与单晶作⽤产⽣盘、线状花样；可以⽤来确定晶体试样的厚度、强度分布、取向、点群、空间群以及晶体缺陷等。
扫描电⼦显微镜1、透射电镜的成像——电⼦束穿过样品后获得样品衬度的信号（电⼦束强度），利⽤电磁透镜（三级）放⼤成像。
扫描电镜成像原理——利⽤细聚焦电⼦束在样品表⾯扫描时激发出来的各种物理信号来调制成像的。
2、扫描电镜的特点分辨本领较⾼。
⼆次电⼦像分辨本领可达1.0nm(场发射), 3.0nm (钨灯丝)；放⼤倍数变化范围⼤（从⼏⼗倍到⼏⼗万倍），且连续可调；图像景深⼤，富有⽴体感。
材料分析方法范文
材料分析方法范文材料分析是科学研究和工程实践中非常重要的一项技术，用来确定和研究物质的组成、结构和性能。
材料分析方法是指用于分析和表征材料的各种技术和手段。
下面将介绍几种常见的材料分析方法。
1.X射线衍射（XRD）：X射线衍射是一种无损性的材料分析方法，通过照射样品表面或穿透样品，通过测量衍射光的方向和强度来分析样品的晶体结构和晶体学信息。
XRD广泛用于研究材料的晶体结构、晶体缺陷、晶格参数等。
2.扫描电子显微镜（SEM）：SEM是一种观察和分析材料表面形貌和微结构的方法。
利用电子束照射样品表面，收集和分析电子束与样品相互作用所产生的信号，如二次电子、反射电子、能量散射电子等，从而获得样品表面形貌、粒度、晶体形态等信息。
3.透射电子显微镜（TEM）：TEM是一种高分辨率的观察和分析材料内部结构和微观组织的方法。
通过透射电子束照射样品并收集穿过样品的透射电子，从而获得样品的显微结构、晶体结构、物相和晶格缺陷信息。
4.能谱分析（EDS和WDS）：能谱分析是一种利用材料与射线作用产生特定能量的X射线，通过测量这些X射线的能量和强度来定性和定量分析材料成分的方法。
其中EDS（能量散射谱）主要用于分析材料的元素组成和定量分析，而WDS（波长散射谱）能够提供更高的分辨率和准确度。
5.热分析（TG、DSC）：热分析是通过对样品加热或冷却过程中测量样品质量、温度或热流变化来研究材料热性能的方法。
TG（热重分析）可用于分析材料的热稳定性和热分解动力学，而DSC（差示扫描量热计）则用于研究材料的热容量、熔化、晶化、固化、反应热和玻璃化转变等热性质。
6.红外光谱（IR）：红外光谱是一种用于分析材料分子结构和化学成分的方法。
通过测量材料对红外辐射的吸收和反射来分析材料的官能团、分子结构和化学键信息。
IR广泛用于聚合物、有机物、无机盐类等材料的表征和分析。
7.核磁共振（NMR）：核磁共振是一种利用核自旋在外磁场中的共振现象来分析和表征材料的方法。
材料分析方法
材料分析方法
1. 目视观察法：通过裸眼观察材料的外观特征，包括颜色、形状、纹理等，以初步判断材料的性质。
2. 显微镜观察法：使用光学显微镜观察材料的微观结构和特征，包括晶体结构、颗粒形貌等，以评估材料的晶化程度、颗粒尺寸等。
3. 热分析法：通过对材料在不同温度下的热响应进行分析，包括热重分析（TGA）、差热分析（DSC）等，以确定材料的
热稳定性、相变温度等。
4. 光谱分析法：利用光的吸收、发射、散射等性质对材料进行分析，常见的光谱分析包括紫外可见光谱、红外光谱、拉曼光谱等，用于分析材料的化学组成、分子结构等。
5. 电子显微镜观察法：使用扫描电子显微镜（SEM）或透射
电子显微镜（TEM）对材料的表面形貌、晶体结构进行观察，以获取高分辨率的图像和微区成分分析。
6. X射线衍射方法：利用材料对入射X射线的衍射现象，分
析材料的晶体结构、结晶度等，常见的方法包括X射线粉末
衍射（XRD）和单晶X射线衍射（XRD）。
7. 磁学分析法：通过对材料的磁性进行测试与分析，包括磁滞回线测量、霍尔效应测量等，以判断材料的磁性、磁结构等。
8. 电化学分析法：通过测量材料在电化学条件下的电流、电压等性质，以研究材料的电化学性能、电极活性等。
9. 分子模拟与计算方法：运用计算机模拟技术对材料的分子结构、物理性质进行分析与计算，包括分子力场模拟、密度泛函理论等。
10. X射线能量色散谱分析法：通过对X射线入射材料的能量散射进行分析，以确定材料的元素成分和含量，用于材料的定性与定量分析。
《研究方法与论文写作》教学大纲
《研究方法与论文写作》教学大纲研究方法与论文写作教学大纲（1200字以上）一、课程概述本课程是为研究生设计的研究方法与论文写作课程，旨在培养学生系统学习科学研究的方法与技巧，提高学生的论文写作能力和学术研究水平。
本课程涵盖科学研究基本原理、研究方法与技巧、论文写作结构、写作规范等内容。
二、教学目标1.了解科学研究的基本概念和方法；2.掌握常用的科学研究方法与技巧；3.训练学生进行科学研究并撰写规范的学术论文；4.提高学生的学术写作能力和论文撰写水平。
三、教学内容教学内容包括但不限于以下几个方面：1.科学研究方法与原理-科学研究的基本概念-科学研究的基本原理-科学研究的逻辑推理与证明2.科学研究方法与技巧-文献综述与文献检索-实验设计与数据分析-计算机模拟与数值计算-调查问卷与统计分析-专家访谈与案例研究3.论文写作结构与规范-论文写作的基本结构-摘要与关键词的撰写-引言与文献综述的写作-方法与材料的描述-结果与讨论的分析-结论与展望的撰写四、教学方法与手段1.理论讲授在课堂上，通过教师的讲解和分析，向学生介绍和解释科学研究方法与技巧的基本原理和运用方法。
2.论文案例分析借助实际学术论文的案例，对论文写作的结构与规范进行详细解读和分析，帮助学生理解和掌握论文写作的要点。
3.学术讨论鼓励学生在课堂上积极参与学术讨论，提问与回答，分享自己的研究经验和感悟，促进学生的思考和交流。
4.实践操作安排学生进行实践操作，如文献检索、数据分析和论文写作，通过实际操作来巩固和应用所学的科学研究方法与技巧。
五、考核与评价1.平时成绩占比：40%包括参与课堂讨论、完成课堂练习、小组合作等。
2.期末论文占比：60%根据学生提交的论文质量和学术水平进行评价，并考察学生对所学内容的掌握与应用能力。
六、参考教材1.李培根,奈尔,《论文写作与发表常识》2.陈家凤,《科技论文写作与文献检索》3.杨东,龚曙光,《科技英语写作与学术交流》以上是《研究方法与论文写作》教学大纲的主要内容，通过本课程的学习，希望能够使学生掌握科学研究的基本方法和技巧，提高学生的论文写作水平和学术研究能力，为学生未来的科研工作打下坚实的基础。
研究生实验方案
研究生实验方案研究生实验方案：生物材料的合成与应用一、实验目的：通过合成生物材料，并探索其应用在生物医学领域的潜力，进一步拓展生物材料的研究领域。
二、实验内容：1. 生物材料的合成：选择合适的生物材料基质，如聚合物、陶瓷或金属，通过化学合成方法制备具有理想结构和性能的生物材料。
合成方法包括溶液聚合、溶胶-凝胶法等。
2. 生物材料性能的表征：利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）对合成的生物材料进行形貌和结构的表征。
利用X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）等技术对生物材料的晶体结构和化学成分进行分析。
利用动态力学分析仪（DMA）对生物材料的力学性能进行测试。
3. 生物材料的生物相容性评价：通过细胞培养和体外实验评估生物材料的生物相容性，包括细胞黏附、增殖和分化的能力。
常用的细胞包括骨骼肌细胞、成纤维细胞和造血干细胞等。
4. 生物材料在组织工程中的应用：将生物材料应用于组织工程领域，通过材料的特性和生物学特征，促进组织再生和修复。
例如，将生物材料制备成支架，培养干细胞，通过细胞分化形成特定的组织。
三、实验步骤：1. 选择合适的生物材料基质进行合成。
2. 通过化学合成方法制备生物材料，包括聚合、交联等反应。
3. 利用SEM、TEM等仪器对合成的生物材料进行形貌和结构的观察和分析。
4. 利用XRD、IR等技术对生物材料的晶体结构和化学成分进行分析。
5. 利用DMA测试生物材料的力学性能。
6. 进行细胞培养实验，评估生物材料的生物相容性。
7. 将生物材料应用于组织工程领域，观察其促进组织再生和修复的效果。
四、实验条件和设备：1. 实验条件：实验室环境应保持洁净，温度和湿度适宜。
2. 实验设备：包括化学实验设备（如反应釜、热板、离心机等）、材料表征设备（如SEM、TEM、XRD等）、生物实验设备（如细胞培养箱、显微镜等）。
五、实验风险和安全措施：1. 实验风险：在化学合成过程中，可能存在化学物品的溅洒或反应失控等风险。
转录组 代谢组材料方法
转录组代谢组材料方法转录组和代谢组是在生物学研究中非常重要的两个组学分支，它们分别研究生物体在转录水平和代谢水平的变化，对于揭示细胞内基因表达和代谢物质变化的规律具有重要意义。
为了开展有效的转录组和代谢组研究，需要借助一系列方法和技术进行材料采集、实验设计、数据分析等步骤。
本文将重点介绍关于转录组和代谢组研究的材料方法，以帮助研究人员更好地开展相关研究。
一、样本收集和处理1.样本收集在进行转录组和代谢组研究时，样本的选择和收集非常重要。
通常可选择包括细胞、组织、血液、尿液等在内的生物样本。
样本的选择应综合考虑研究目的、实验设计和技术要求，确保样本的纯度和代表性。
2.样本处理样本处理是指对采集到的生物样本进行预处理，以获得高质量的RNA和代谢产物。
对于转录组研究，通常需要采用适当的方法提取RNA，并对其进行纯度和完整性的测定。
而对于代谢组研究，则需要进行样品的抽提和去盐处理，以保证代谢产物的准确检测。
二、实验设计和技术选择1.实验设计在进行转录组和代谢组研究时，科学合理的实验设计能够有效地保障研究结果的准确性和可靠性。
研究人员需要考虑样本的处理和比较组的选择，以及实验的重复次数等因素，并合理设计实验方案。
2.技术选择转录组和代谢组研究通常需要借助一些先进的技术手段，如高通量测序技术和质谱分析技术。
对于转录组研究，常用的技术包括RNA测序（RNA-seq）和微阵列技术；而在代谢组研究中，则常采用气质联用（GC-MS）和液质联用（LC-MS）等分析技术。
三、数据分析和结果解读1.数据处理数据处理是转录组和代谢组研究的关键环节之一。
通过合理的数据预处理和分析方法，可以从海量的数据中提取出有意义的结果。
在转录组研究中，研究人员需要进行差异表达基因分析、富集分析等；而在代谢组研究中，需要进行代谢物的鉴定和定量分析。
2.结果解读研究人员需要对转录组和代谢组研究的结果进行解读和分析，从而揭示生物体在转录水平和代谢水平的变化规律。
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PVC/EVAc接枝共聚物
韧性
重要性:材料性能与其结构及其随时间的变化有关
材料科学四要素关系示意图
使用效能
组成与结构 合成与工艺制备
性能
重要性:材料性能与其结构及其随时间的变化有关
材料科学五要素关系示意图
探明关系
指导工艺
（制备或生产）
组成与结构
使用效能
性能
开发材料
优化材料
非晶体(石英玻璃)： 没有 规则的外形，各向同性，没 有固定的熔点。
晶体中原子排列的作用
原子排列
组织 性能
研究固态物质的内部结构，即原子排列和分布规律是 了解掌握材料性能的基础，才能从内部找到改善和发
展新材料的途径。
14种布拉菲点阵
根据6个点阵参数间的相互关系，可将全部空间点阵归属于 7种类型，即7个晶系。按照“每个阵点的周围环境相同“的 要求，布拉菲（Bravais A．）用数学方法推导出能够反映空 间点阵全部特征的单位平行六面体只有14种，这14种空间点
阵也称布拉菲点阵。
体心阵胞 000, ½ ½ ½
面心阵胞 000, ½ ½ 0, ½ 0 ½, 0 ½ ½
底心阵胞 000, ½ ½ 0
简单阵胞 000 点阵胞只有以上讨论的四种类型：简单阵胞（初基阵胞）和 复杂阵胞（非初基阵胞）——底心、体心、面心阵胞。
将7种晶系与四种阵胞组合起来，应有28种组合。但是由法 国晶体学家布拉菲研究证明，它们中间只有14种组合是独立 存在的，这就是所谓的14种布拉菲点阵。
水化铝酸钙(晶体) 钙矾石(晶体) 低硫型水化硫铝酸钙(晶体) 水化硅酸钙(非晶体)
水泥浆体
骨料
气孔(气相) 孔液(液相)
宏观结构
内容: 研究材料的(亚)显微结构: 物相的种类、大小、形状和分布
位置
关系 分数
物相定性分析: 水泥浆体 骨料 水泥浆体:未水化水泥熟料残核(晶相,有缺陷)…电子探针,晶格像 水化产物: 氢氧钙石(晶体) …………电子探针,热分析
பைடு நூலகம்
晶面指数的例子
（010） （100）
Z
（120）
（102） （111）
Y
（321）
X
正交点阵中一些晶面的面指数
晶面指数的意义
晶面指数所代表的不仅是某一晶面，而是代表着 一组
相互平行的晶面。 在晶体内凡晶面间距和晶面上原子的分布完全相同，只是 空间位向不同的晶面可以归并为同一晶面族，以{h k l}表 示，它代表由对称性相联系的若干组等效晶面的总和。
晶向指数的意义
晶向指数表示着所有相互平行、方向一致的晶向； 所指方向相反，则晶向指数的数字相同，但符号相反； 晶体中因对称关系而等同的各组晶向可归并为一个 晶向族，用<u v w>表示
由于晶体具有对称性，则点阵方向之间也有对称关
系。由对称性互相联系的，并在此方向线上阵点分
布完全相同的所有点阵叫做方向族。表示这一方向
性能 Property
工艺 Technology
原材料 Raw Materials
重要性:材料性能与其结构及其随时间的变化有关
材料科学二要素关系示意图
微观结构 宏观性能
抗压强度
重要性:材料性能与其结构及其随时间的变化有关
材料科学三要素关系示意图
合成与工艺制备
组成与结构
性能
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x,y, z, 以晶胞点阵矢量的长度作为坐标轴的长度单位。
2)过原点O作一直线OP，使其平行于待定晶向。 3)在直线OP上选取距原点O最近的一个阵点P，确定P点 的3个坐标值。 4)将这3个坐标值化为最小整数u，v，w，加以方括号，
[u v w]即为待定晶向的晶向指数。
晶向指数的例子
正交晶系一些重要晶向的晶向指数
X射线多晶体衍射的主要应用
第1讲
材料分析研究方法
一、材料研究的意义和内容
材料科学的主要任务是研究材料 研究的内容： 性能 组成 结构
材料设计
材料的性能决定于： 组成
结构 材料的组成结构又取决于：
材料的制备工艺 材料的使用过程
重要性:材料性能与其结构及其随时间的变化有关
结构 Structure
复合材料
水化铝酸钙(晶体) …………电子探针,x射线衍射 钙矾石(晶体) ………………电子探针, x射线衍射 低硫型水化硫铝酸钙(晶体) 电子探针, x射线衍射 骨料 水化硅酸钙(非晶体) ………电子探针,核磁共振 气孔(气相)………………………….形貌像
孔液(液相)
组织形貌
光学显微技术
扫描电子显微镜 扫描探针显微分析技术
红外/紫外光谱 凝胶渗透色谱仪 X射线衍射仪 激光粒度分析仪 比表面分析仪 核磁共振 激光拉曼光谱仪
原子力显微镜 数字图像分析仪 低真空扫描电镜 环境扫描电镜 透射电镜
综合热分析 多通道量热计
成分
热效应
结构
形貌
材料测试研究平台
内容:
建筑结构
水泥浆体显微结构
聚氯乙烯分子结构
内容: 研究材料的(亚)显微结构: 物相的种类、大小、形状和分布
时，在其中的某一方向指数外边加上一个尖括号。
例如立方点阵的四个对角线[111]、[111]、[111]、
[111]，就可以用一个<111>来表示，它们是以四次
旋转轴[001]联系起来的。
晶面指数
晶面指数标定步骤：
1)在点阵中设定参考坐标系，设置方法与确定晶向指数时 相同； 2)求得待定晶面在三个晶轴上的截距，若该晶面与某轴平 行，则在此轴上截距为无穷大；若该晶面与某轴负方向相 截，则在此轴上截距为一负值； 3)取各截距的倒数； 4)将三倒数化为互质的整数比，并加上圆括号，即表示该 晶面的指数，记为( h k l )。
晶体几何学
晶体是由原子、分子或原子集团在三维空间内呈周 期规则排列而构成的固体。
只讨论有关原子在晶体中的排列方式和晶体形状特 点，不涉及产生这种现象物理本质的学科，称为晶 体几何学。
§1.正空间点阵
晶体结构和点阵结构
在晶体中，原子、分子或原子集团的排列规律，称为 晶体结构（晶体的原子结构）
石英晶体
• 立方晶系中，相同指数的晶向和晶面垂直； • 立方晶系中，晶面族{111}表示正八面体的面； • 立方晶系中，晶面族{110}表示正十二面体的面；
六方晶系指数
六方晶系的晶向指数和晶面 指数同样可以应用上述方法 标定，这时取a1，a2，c为晶 轴，而a1轴与a2轴的夹角为 120度，c轴与a1，a2轴相垂 直。但这种方法标定的晶面 指数和晶向指数，不能显示 六方晶系的对称性，同类型 晶面和晶向，其指数却不相 雷同，往往看不出他们的等 同关系。
扫描隧道显微镜(STM)
原子力显微技术(AFM) 其他扫描探针显微技术
其他探针显微技术
磁力显微技术(MFM) 力调制显微技术(FMM) 相位检测显微技术(PDM) 静电力显微技术(EFM) 扫描电容显微技术(SCM) 热扫描显微技术(TSM) 近场扫描光学显微镜(NSOM)
晶体物相分析
X射线衍射 中子衍射
亚显 微结 构 微观 结构
10200nm < 10 nm
微晶集团
晶格点阵
2、研究方法的种类
光学显微分析
差示扫描量热分析
差热分析 偏光显微镜 热机械分析 热重分析
UV
FTIR
• NMR
Raman
扫描电镜 电子探针 X射线衍射分析 透射电镜
X射线荧光光谱仪 X射线光电子能谱仪 等离子体发射光谱
化学组成 晶体结构 形状
水泥浆体显微结构
聚氯乙烯分子结构
内容: 研究材料的(亚)显微结构: 物相的种类、大小、形状和分布
化学组成
晶体结构 形状
水泥混凝土 水泥浆体
显微结构
骨料
宏观结构
内容: 研究材料的(亚)显微结构: 物相的种类、大小、形状和分布
化学组成
晶体结构 形状
水泥混凝土
水泥浆体
骨料
宏观结构
低能电子衍射(LEED)
电子衍射
高能电子衍射(HEED)
成分和价键(电子)结构分析
X射线光谱分析
电子探针仪(EPMA) 能谱仪(EDS) 波谱仪(WDS)
X射线光电子能谱分析(XPS)
俄歇电子能谱(AES)
分子结构分析
红外吸收光谱(IR) 拉曼散射光谱(Raman) 核磁共振光谱(NMR)
第2讲
内容: 研究材料的(亚)显微结构: 物相的种类、大小、形状和分布
化学组成
晶体结构 形状
水泥混凝土
水泥浆体
骨料
宏观结构
内容: 研究材料的(亚)显微结构: 物相的种类、大小、形状和分布
化学组成
晶体结构 形状
水泥混凝土
水泥浆体
骨料
宏观结构
内容: 研究材料的(亚)显微结构: 物相的种类、大小、形状和分布
c
a
b
g-Fe, fcc
Cu3Au, simple cubic
点阵方向与点阵平面
在点阵中任一阵点的位置可以用它的坐标来表示。 阵点坐标可以用U、V、W表示 表示阵点位置亦可以通过一个矢量来表示，此矢量称 为位矢。位矢的表达式位：
r Ua Vb Wc (a、b 、c作为三基矢 )
1、材料结构及其层次
所谓结构，是指材料系统内各组成单元之间的相互联
系和相互作用方式。
材料的结构从存在形式来讲，无非是晶体结构、非晶
体结构、孔结构及它们不同形式且错综复杂的组合或 复合。