《近代材料研究方法2 》课程教学大纲
实验大纲《材料近代分析测试方法Ⅱ》
材料科学与工程学院本科实验教学大纲《材料分析测试方法》课程实验教学大纲一、本课程实验教学的地位和作用《材料分析测试方法》课程是高等工科院校材料类专业的主要的专业基础课，其主要任务是通 过各个教学环节，是使学生掌握材料主要分析技术方法的基本原理和应用，了解先进的材料分析方 法和应用。
培学生的材料微观组织结构分析测试及研究的能力。
实验课是本门课程的重要教学环节， 其目的是培养学生分析和解决实际问题的能力，使学生掌握材料分析测试实验技术，具备分析和整 理实验数据的能力，为学好后续课程，从事专业技术工作和科学研究打下必要的基础。
二、教学基本要求让学生在掌握本课程实验理论的基础上，要掌握有关内容的实验方法。
1） 掌握透射电镜的结构、成像原理、组织观察和衍射分析基本操作方法，衍射花样标定方法， 薄膜样品制备方法。
2） 掌握扫描电镜的结构、成像原理、形貌观察和分析基本方法。
三、实验内容及要求实验一 透射电镜结构、薄膜样品制备及图像观察实验内容：1）听取指导教师讲解透射电子显微镜一般结构，主要讲解电子光学系统的电子枪、聚光镜和成 像系统。
2）听取指导教师讲解金属薄膜的机械减薄、电解抛光减薄方法。
3）听取指导教师讲解选区电子衍射方法、位错和沉淀相等基本衍衬像特征。
实验要求：1）严格遵守实验室的有关规定；2）按照实验指导教师安排的内容认真完成各项实验；3）实验中认真记录，并对所作内容按照实验指导书的要求进行讨论；4）撰写实验报告实验二 扫描电镜结构原理、操作及断口形貌的观察分析实验内容：1）听取指导教师讲解扫描电镜一般结构，二次电子接收系统。
2）听取指导教师讲解扫描电镜试样要求、视场选择和放大倍数调整。
3）听取指导教师讲解沿晶、解理等典型断口特征。
实验要求：1）严格遵守实验室的有关规定；2）按照实验指导教师安排的内容认真完成各项实验；材料分析检测方法课程实验教学大纲3）实验中认真记录，并对所作内容按照实验指导书的要求进行讨论；4）撰写实验报告四、学时安排、教学文件及教学形式学时：4 学时教学文件：校编《材料分析测试方法实验指导书》，实验报告学生自拟。
《近代材料研究方法1》课程教学大纲
《近代材料研究方法1》课程教学大纲课程代码：050231003课程英文名称：Modern Materials Analysis Methods课程总学时：48 讲课：40 实验：8 上机：0适用专业：无机非金属材料工程、粉体工程大纲编写（修订）时间：2017.10一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标近代材料研究方法是高等学校材料类各专业开设的一门培养学生掌握材料现代分析测试方法的专业基础课，主要讲授X射线衍射、电子显微分析、热分析的基本知识、基本理论和基本方法，在材料类专业培养计划中，它起到由基础理论课向专业课过渡的承上启下的作用。
本课程在教学内容方面除基本知识、基本理论和基本方法的教学外，着重培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。
通过本课程的学习，学生将达到以下要求：1. 掌握X射线衍射分析、透射电子显微分析、扫描电子显微分析、热分析的基本理论；2. 掌握材料组成、晶体结构、显微结构等的分析测试方法与技术；3. 具备根据材料的性质等信息确定分析手段的能力；4. 具备对检测结果进行标定和分析解释的初步能力。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.基本知识：掌握晶体几何学、X射线衍射以及电子显微分析方面的一般知识，了解X射线衍射仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、热分析仪的工作原理以及适用范围。
2.基本理论和方法：掌握晶体几何学理论知识（晶体点阵、晶面、晶向、晶面夹角、晶带）；掌握特征X射线的产生机理以及X射线与物质的相互作用；掌握X射线衍射理论基础—布拉格定律；掌握多晶衍射图像的形成机理；了解影响X射线衍射强度各个因子，掌握结构因子计算以及系统消光规律；掌握点阵常数的精确测定方法；了解宏观应力的测定原理及方法；掌握物相定性、定量分析原理及方法；掌握利用倒易点阵与厄瓦尔德图解法分析衍射现象；掌握电子衍射的基本理论以及单晶体电子衍射花样的标定方法；掌握表面形貌衬度和原子序数衬度的原理及应用；掌握能谱、波谱分析原理及方法；掌握热分析法的基本原理和适用范围。
(完整word版)材料现代研究方法课程教学大纲
材料现代研究方法课程教学大纲课程名称：材料现代研究方法Modern Analysis Methods in Materials Science and Engineering学分学时： 4/54+16°先修课程：物理化学，物理冶金原理，材料工程基础一．课程教学目标本课程是材料科学与工程系的一门必修的专业基础课,目的在于培养学生掌握材料Ｘ射线衍射分析、电子显微分析、差热分析技术(DTA)、差示扫描量热技术（DSC）、热重分析技术（TG）、动态力学分析技术（DMA）、动态力学分析技术（DMA）以及红外光谱（IR）和核磁共振波谱(NMR)所必需的基本理论、基本技能。
通过学习本课程，学生应达到如下基本要求：1、了解Ｘ射线衍射、电子衍射和电子显微分析在材料科学领域中所能解决的问题及基本原理和方法。
2、读懂一般专业文献中有关Ｘ射线衍射、电子显微分析的图象和结论。
3、能与从事Ｘ射线、电子衍射工作的专业人员共同制定在材料科学研究方面的实验方案和分析实验结果。
4、为今后从事Ｘ射线、电子显微分析工作打下初步基础。
5、了解差热分析技术、差示扫描量热技术、热重分析技术、动态力学分析技术、动态力学分析技术、红外光谱以及核磁共振波谱在材料科学领域中所能解决的问题及基本原理和方法。
二．教学内容及基本要求本课程主要介绍Ｘ射线晶体结构分析方法、物相定性和定量分析的方法、内应力的测定方法；电子衍射花样的分析及透射电镜、扫描电镜、电子探针、俄歇电子能谱仪的结构原理及分析方法；差热分析技术、差示扫描量热技术、热重分析技术、动态力学分析技术、动态力学分析技术、红外光谱以及核磁共振波谱的基本原理和方法。
1、电子及Ｘ射线的性质（2学时)2、晶体的衍射效应及衍射几何（5学时)2.1可见光的光栅衍射现象2。
2Ｘ射线衍射的基本理论(劳埃方程、布拉格方程、倒易点阵、衍射矢量方程及爱瓦尔德图解）2.3薄晶体的电子衍射（单晶体、多晶体电子衍射花样)3、Ｘ射线和电子衍射的强度（4学时）3.1一个电子对Ｘ射线的散射3。
《材料科学研究方法》教学大纲
《材料科学研究方法》教学大纲一、基本信息课程编号：01A41204课程名称：材料科学研究方法英文名称：Research Methods of Material Science课程类型: □通识必修课□通识核心课□通识选修课□学科基础课□专业基础课□专业必修课■专业选修课□实践环节总学时：32 讲课学时：32 实验学时：0学分：2.0适用对象：材料科学与工程学院各方向专业的本科生先修课程：马克思主义基本原理概论、大学计算机、现代材料测试技术、无机非金属材料科学基础等 课程负责人：于丽波二、课程的性质与作用《材料科学研究方法》是材料科学与工程学科的一门专业任选课，其任务是使所有材料类专业的学生对材料科学与工程学科的内在规律有一个宏观的认识，对材料研究开发的思路、方法有一个科学的、辩证的概念。
使学生对材料科学与工程学科的作用和意义有较好的认识；掌握现代材料的科学研究方法和技术开发工作的基本方法、基本思路、基本过程。
培养学生对材料研究的创新思维的主动意识，掌握材料研究活动的科学方法和对材料研究成果的分析能力。
三、教学目标通过对该课程的学习，使所有材料类专业及相关专业的学生对材料科学与工程学科的内在规律有一个宏观的认识，了解材料的科学发展史及材料发展趋势；从宏观到微观比较深入的了解各类材料的共同特点和共同效应，掌握材料科学的共性与规律；树立材料的成分、结构、加工制备、性质、使用功能和环境间的系统工程概念；了解文献查阅、科研选题、论文撰写的步骤和程序；掌握材料科学研究基本方法的种类及各自特点，对现代材料的科学研究和技术开发工作的基本思路、基本方法、基本过程能够较好的理解，提高学生在科研过程中逻辑思维和形象思维的理解和运用。
为激发学生的创造性思维，提高论文的撰写水平、学习新知识、掌握材料研究活动的科学方法和新技术打下良好的基础。
课程目标与相关毕业要求指标点的对应关系四、教学内容及要求第一章 材料科学发展史 主要内容(1) 学习本课程的目的、要求和学习方法。
近代材料分析方法试验教学大纲
《近代材料分析方法》实验教学大纲一、实验面向专业：材料科学与化学工程学院金属系、无机非金属材料系各专业二、总学时数：16学时三、实验的地位和作用：《近代材料分析方法》是材料学科一门重要的实验方法课，作为实验方法课，其实验课的地位和作用是十分重要的环节，通过实验课的学习可以使学生学习掌握理论的实际应用，并加深对理论的理解。
实验内容重点是实验分析方法的应用，其目的是让学生了解X射线、电子显微镜等近代分析仪器设备的原理、应用方法、适用条件范围及在材料研究中的应用情况，培养学生解决问题的能力。
四、实验内容：实验一、D/MAX-rB型X射线衍射仪原理及一种物质的指标化实验目的：1、了解X射线衍射仪的结构和工作原理。
2、掌握指标化的原理和步骤及确定简单晶体结构的方法。
实验二、粉末德拜相照相方法及分析实验目的：1、掌握粉末的照相的原理。
2、学习德拜相的分析基本过程。
3、掌握德拜相误差的来源及修正方法。
实验三、点阵参数的精确测定实验目的：1、掌握点阵参数精确测定的原理。
2、了解点阵参数测定误差的来源及消除方法。
3、了解点阵参数精确测定在材料分析中的应用。
实验四、定性分析原理及方法实验目的：1、掌握定性分析的原理。
2、学会使用各种PDF卡片索引。
3、掌握多相物质定性分析的过程。
4、了解各种方法的使用条件和范围。
实验五、定量分析原理及方法实验目的：1、掌握不同的定量方法的基本原理。
2、了解不同定量方法的适用范围。
3、了解定量分析方法的材料研究中的作用。
实验六、非晶材料分析方法（选做）实验目的：了解非晶材料的X射线衍射的特征。
掌握非晶材料结构参数的X射线分析方法。
了解径向分布函数的分析原理和计算过程。
实验六、透射电镜结构实验目的：1、掌握透射电子显微镜的一般结构。
2、重点了解电子光学部分的组成及作用。
3、熟悉透射电子显微镜的图象观察、衍射分析等方法。
实验七、电子衍射花样标定实验目的：1、以倒易点阵概念了解单晶体电子衍射花样的形成原理。
【VIP专享】材料近代分析测试方法课程教学大纲
材料近代分析测试方法课程教学大纲课程名称：材料近代分析分析测试方法课程编号：02100060英文名称：Methods of Analysis and Measurement for Materials学时：64学时学分：4学分开课学期：第六学期适用专业：金属材料工程，无机非金属材料，材料物理课程类别：必修课课程性质：专业基础课先修课程：普通物理，材料科学基础教材：《材料近代分析测试方法》常铁军等主编哈尔滨工程大学出版社一、课程的性质及任务本课程是针对材料类专业本科生而开设专业基础课。
目的是使学生掌握材料主要分析技术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、宏观应力测定；掌握透射电镜的复型和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表面形貌和微观结构及成分进行分析。
二、课程内容及学习方法1、绪论2、X射线物理学基础X射线的本质；X射线谱；连续X射线谱，特征ZX射线谱；X射线与物质相互作用；经典散射与经典散射强度；二次特征辐射；X射线的衰减。
3、X射线衍射的几何原理X射线衍射方向；布拉格定律；倒易点阵；倒易点阵的定义，倒易点阵的某些关系式，倒易点阵的性质倒易空间中表示衍射条件的矢量方程，埃瓦尔德图解；X射线衍射强度；一个晶胞的散射振幅；结构因数的计算；粉末多晶的积分强度公式。
4、X射线衍射束的强度一个电子对X射线的散射；一个原子对X射线的散射；单胞对X射线的散射；一个小晶体对X射线的散射；一个小晶体衍射的积分强度；粉末多晶体衍射的积分强度。
5、X射线衍射方法类型和发展；粉末照相法；粉末法成象原理，德拜－谢乐法；劳厄实验方法：劳厄法成象原理和衍射斑点分布规律；劳厄衍射花样指数化；多晶衍射仪法；测角器，探测器，计数电路，实验条件选择及试样制备。
材料科学与研究方法教学大纲
材料科学与研究方法（Materials Science and Research Method）课程编号：07111060学分： 2学时：30 （其中：讲课学时：26 实践学时：4 上机学时：0 ）先修课程：材料科学基础适用专业：金属材料工程，无机非金属材料工程，高分子材料工程，材料成型与控制，冶金工程教材：《材料科学研究方法》,戴起勋,赵玉涛等编著，国防工业出版社，2004开课学院：材料科学与工程学院一、课程的性质与任务：该课程作为材料类各专业的专业基础教学知识平台之一设置。
该课程体系的目的是使材料类各专业及相关专业的学生对材料科学与工程学科的内在科学规律和发展趋势有一个宏观的认识，对材料的研究开发思路和各种方法有一个科学辨证的概念，进一步激发学生的学习积极性和创新精神，为以后各有关课程的学习打下良好的基础。
本课程基本的任务是：1、了解材料科学与工程学科的历史、地位、作用；2、掌握现代材料研究和技术开发工作的基本方法、基本过程、基本思路和基本分析手段；3、从宏观到微观比较深入地了解各类材料的共同特点与共同的效应；4、树立材料的成分、结构、加工制备、性质、使用功能和环境间的系统工程概念；5、培养学生一种对材料科学的创新思维、材料研究创新活动的科学方法及材料研究创新成果的分析能力。
二、课程的基本内容及要求：第1章材料科学发展史1、教学内容材料科学在人类历史发展各个阶段的状况及成就，石器时代，青铜时代，铁器时代，近代和现代的几次工业革命中材料的发展与对促进生产力的作用，特别着重近代和现代时期的材料发展情况。
2、基本要求了解材料学科的发展史及在人类发展的历史进程中的作用，了解自然科学的各种研究方法在材料科学中的应用。
第2章材料科学共性1、教学内容全材料科学的形成过程材料学科的细分化到综合、材料学科的交叉和渗透、材料科学与工程的形成；材料科学与工程学科的地位和特点；材料科学的共性规律晶体学结构规律、材料缺陷与断裂强度、材料的相变原理、材料的形变与断裂规律、材料的强韧化原理；材料的共同效应界面效应、表面效应、复合效应、形状记忆效应、动态效应、环境效应和纳米效应。
沈阳理工大学 刘艳辉-近代材料研究方法实验教学大纲
《近代材料研究方法》实验教学大纲大纲制定（修订）时间：2012.08课程名称：《近代材料研究方法》课程编号：050232010课程类别：专业基础课课程性质：必修适用专业：高分子材料科学与工程课程总学时：48实验（上机）计划学时：8开课单位：材料科学与工程学院一、大纲编写依据1.高分子材料科学与工程专业2012版教学计划；2. 高分子材料科学与工程专业《近代材料研究方法》理论教学大纲对实验环节的要求；3. 近年来《近代材料研究方法》实验教学经验。
4. 卓越工程师培养建设规划。
二、实验课程地位及相关课程的联系1.《近代材料研究方法》是高分子材料与工程专业基础课程；2.本实验项目是《近代材料研究方法》课程知识的运用；3.本实验项目是理解和运用材料分析检测手段以及对检测结果进行分析标定的基础；4.本实验以《材料科学基础》、《物理化学》、《大学物理》、《高分子物理》和《高分子化学》为先修课。
5.本实验对毕业论文等工作具有指导意义。
三、实验目的、性质和任务1.熟悉X射线衍射仪、紫外可见光分光光度计和热重分析仪2.能够对X射线衍射图谱进行标定，能够利用粉末衍射卡片对单相物质进行物相鉴定3.了解扫描电镜、能谱仪和红外光谱仪的结构4.通过实际分析，明确扫描电镜、红外光谱仪、紫外可见光分光光度计和热重分析仪的用途5.理解X射线衍射、光谱分析和热分析的基本理论，训练运用上述分析手段的基本技能，掌握科学的实验方法；6.培养学生观察问题、分析问题和独立解决问题的能力7.通过设计性实验训练，使学生初步掌握如何根据需要选择合适的检测手段；8.培养正确记录实验数据和现象，正确处理实验数据和分析实验结果的能力以及正确书写实验报告的能力。
四、实验基本要求1.实验项目的选定依据教学计划对学生工程实践能力培养的要求；2.巩固和加深学生对X射线衍射、扫描电镜、紫外可见光分光光度计和热重分析仪等基础知识的理解，提高学生综合运用所学知识的能力；3.实验项目要求学生综合掌握本课程基本知识，并运用相关知识自行设计实验方案；4.通过实验，要求学生做到：1）学会根据需要选择分析检测手段；2）能够预习实验，自行设计实验方案并撰写实验报告；3）能够独立分析实验结果。
(2008版)实验大纲《材料近代分析测试方法Ⅱ》(适用无机、材料物理专业)
材料科学与工程学院本科实验教学大纲《材料近代分析测试方法Ⅱ》课程实验教学大纲一、本课程实验教学的地位和作用材料近代分析测试技术实验是验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识的必要环节，通过透射电 镜、扫描电镜及 X 射线能谱仪等实验，培养学生初步具备对无机材料进行显微分析等实际工作的能 力，正确处理实验数据的能力，运用所学的理论解决实际问题的能力，分析和综合实验结果以及撰 写实验报告的能力。
二、教学基本要求1．学会在使用显微分析技术前，了解和掌握分析仪器的重要技术指标和性能的特点，并考虑 如何发挥分析仪器的特点完成材料分析的任务；2．研究制约电子衍射效果和质量的材料因素和设备因素，观察并标定所得到的电子衍射花样；3．观察微区形貌、成分分析与宏观样品成分分析的差异，注意微区分析所能解决的材料学不 均匀特征问题。
三、实验内容及要求大纲基本内容包括两个实验项目，在 8个学时内完成。
实验一 透射电子显微图像与电子衍射花样的获得与分析实验1．通过观察样品在透射电子显微镜中的形貌特征，找到感兴趣区域，进行选区电子衍射观察， 获取感兴趣区域的图像形貌与对应区域的电子衍射斑点；对电子衍射斑点进行标定，确定被观察区 域的结构。
2．学会在使用显微分析技术前，了解和掌握分析仪器的重要技术指标和性能的特点，并考虑如 何发挥分析仪器的特点完成材料分析的任务；3．研究制约电子衍射效果和质量的材料因素和设备因素；实验二 扫描电子显微镜及 X 射线能谱仪应用实验1．通过观察样品在扫描透射电子显微镜中的形貌特征，找到感兴趣区域，进行连续变倍数放大 观察，找出细节，对感兴趣区域、点进行标注，确定被观察区域的组织结构特征。
2．学会在使用微区成份分析技术前，了解和掌握分析仪器的重要技术指标和性能的特点，排除 谱峰重叠的方法，并考虑如何发挥分析仪器的特点完成材料分析的任务；3．研究电子束照射区域及深度与分析成份结果的对应关系掌握图像分辨率与成份分析空间分 辨率的差异。
材料现代研究方法教学大纲
《材料现代研究方法》Modern research methods for materials课程编码：05410801学位课程/非学位课程：学位课程学时/学分：60/4先修课程：材料科学概论、材料科学基础、材料物理、无机材料工学一、课程在人才培养中的地位和作用《材料现代研究方法》是材料科学与工程专业必修的一门技术基础课。
其主要内容包括:X射线衍射分析技术、电子显微镜分析技术、热分析技术、红外光谱分析等。
通过本课程的学习，使学生掌握材料研究的基本方法，学会进行材料微观组织结构分析和物理性能分析的常用仪器设备的原理及使用方法，为学生今后从事材料科学与工程领域打下基础。
二、课程教学目标（一）知识目标理论课主要掌握各种分析方法的原理，仪器的构造及原理，分析结果的解释。
实验课主要掌握常见仪器操作，实际结果分析、着重动手能力的培养和常见材料显微结构的感性认识。
（二）能力目标掌握各种材料的研究方法和实验技术，注重理论与实践紧密结合，使学生对各类测试方法的原理和应用有深刻的理解，培养学生分析问题、解决问题的能力。
（三）素质目标通过本课程教学，应注重培养学生以下素质：（1）求实精神——通过本课程教学，培养学生追求真理的勇气、严谨求实的科学态度和刻苦钻研的作风。
（2）创新意识——通过学习，引导学生树立科学的世界观，激发学生的求知热情、探索精神、创新欲望，以及敢于向旧观念挑战的精神。
（3）科学态度——培养学生的科学研究态度，使学生学会借助仪器发掘科学的内在规律，逐步增强认识和掌握科学规律的自主能力。
树立爱国主义、社会主义与共产主义的思想，形成科学的世界观、人生观与价值观。
三、课程教学内容（一）课程的知识体系知识领域A：X射线衍射分析技术知识单元A1：X射线物理学基础知识单元A2：X射线衍射方向知识单元A3：X射线衍射强度知识单元A4：多晶体分析方法知识单元A5：物相分析及点阵参数精确测定知识单元A6：宏观残余应力的测定知识领域B：电子显微镜分析技术知识单元B1：电子光学基础知识单元B2：透射电子显微镜知识单元B3：电子衍射知识单元B4：晶体薄膜衍衬成像分析知识单元B5：扫描电子显微镜知识单元B6：电子探针显微分析知识单元B7：其它显微分析方法简介知识领域C：热分析技术知识单元C1：差热分析知识单元C2：差热扫描量热分析知识领域D：红外光谱分析知识单元D1：红外光谱分析基本原理知识单元D2：红外分光光度计的构造和工作原理知识单元D3：红外光谱分析方法和应用（二）课程涵盖的知识单元（三）知识单元的描述知识单元A1：X射线物理学基础参考学时：4学时知识点： X射线的本质, X射线的产生,X射线谱产生的实质,X射线谱的实验规律, X射线与物质的相互作用，X射线衰减规律及其在实际中的应用。
第2章 材料近代研究方法
第二章 材料近代研究方法的物理基础本章主要内容提要第一节 散射作用 一、弹性散射二、非弹性散射三、散射引起的后果及其应用第二节 溅射作用 一、溅射种类二、溅射参量第三节 吸收与衰减作用第四节 粒子与材料相互作用及其在研究方法上的应用一、粒子与材料相互作用产生二次信息总结二、不同入射粒子产生的信息在材料研究中应用Ernest Rutherford著名物理学家1871年出生于New Zealand1908年获Nobel化学奖Ernest Rutherford (1871-1937) "for his investigations into thedisintegration of the elements, and thechemistry of radioactive substances"Director of Cambridge University‘sCavendish Laboratory from 19191911年Rutherford和他的合作者，在Cambridge University‘s Cavendish Laboratory用α粒子轰击金箔，观察到背散射现象，证明了原子核的存在，建立了原子的有核模型揭开了人类认识微观世界的序幕，开创了人工方法加速带电粒子来揭示物质微观世界的新纪元，成为研究微观世界的主要研究手段，也是材料近代研究实验方法的基础尽管近代材料研究方法和仪器繁多，层出不穷，但它们有着一些共性的物理原理：基于外场（光、热、电、磁、声、……）与物质的相互作用¾散射作用¾溅射作用¾吸收与衰减作用¾沟道与阻塞效应基于Rutherford弹性散射而建立的材料研究方法主要有：低能电子衍射（LEED）；低能电子显微镜（LEEM）；反射高能电子衍射（RHEED）；光电子发射显微技术（PEEM）；扫描电镜（SEM）；透射电镜（TEM）；能量分析电镜（EAEM）；高分辨电镜（HREM）；X射线衍射（XRD）；X射线光电子衍射（XPD）；俄歇电子衍射（AED）；中子衍射（ND）；场离子显微镜（FIM）；扫描隧道显微镜（STM）；原子力显微镜（AFM）；离子散射谱（ISS）；卢瑟福背散射谱（RBS）；……二、非弹性散射事实上，入射粒子与靶相互作用而产生的Rutherford散射是几率小得多的次要散射过程。
《材料现代研究方法》教学大纲
《材料现代研究方法》教学大纲《材料现代研究方法》教学大纲课程编号：2080212学时：56学分：3.5一、课程的性质及任务《材料现代研究方法》课程是一门理论和技术性均较强的技术基础课程，是材料科学与工程专业的学科平台基础课程，材料化学和功能材料专业的学科基础课程，材料加工及控制工程专业的专业必修课程。
通过本课程的学习，学生应了解材料现代研究方法的有关基本原理，掌握不同层次材料结构的各种表征方法及相应的制样技术。
能够综合不同的研究手段，针对不同材料和结构，设计合理的实验方案，并进行合理和完整的表征和论证。
二、课程的基本要求1．了解常用材料分析方法的知识体系。
2．掌握光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、扫描隧道显微镜和原子力显微镜五种主要形貌分析手段的原理和实际应用。
3．掌握X射线衍射和电子衍射两种主要物相分析手段的原理和实际应用。
4．掌握X射线光谱、X光电子能谱和俄歇光谱三种主要成分和价键分析手段的原理和实际应用。
5．掌握红外光谱、拉曼光谱和核磁共振光谱三种主要分子结构分析手段的原理和实际应用。
6．了解材料研究过程的一般性思维与方法。
三、本课程的先修课程本课程的先修课程为：大学物理、无机化学和化学分析、物理化学、有机化学。
四、本课程的内容要点本课程的内容主要包括四个方面，分别是组织形貌分析、晶体物相分析、成分和价键（电子）结构分析和分子结构分析。
在每一部分的开篇，专门讲解该类材料分析方法的含义、共同的理论基础，并对各种技术手段进行分析对比，然后针对几种具体的研究手段进行重点学习。
五、课程内容第一章绪论材料研究方法的概念、范畴、内容，在材料乃至科学发展中的意义和地位，近现代研究方法的发展及其给科学发展的深刻影响。
掌握材料研究的基本内容和四大类分析手段（组织形貌分析、物相分析、成分价键分析和分子结构分析）的分类原则和研究内容。
初步了解各种分析手段的共同原理。
第一篇组织形貌分析了解组织形貌分析的发展历程；掌握阿贝成像原理和光学显微分析实验技术；掌握电子束与固体样品作用时产生的信号种类（二次电子、背散射电子、俄歇电子、特征X射线）、扫描电镜的结构、工作原理、衬度像（二次电子像、背散射像）和制样方法；掌握扫描探针显微镜的工作原理，扫描隧道显微镜和原子力显微镜的工作原理和工作模式。
近代材料研究方法实验指导书
SEM用途广泛，用的最多的是研究各个领域中的各种样品的表面形貌，例如生物学、植物学、古生物学、地质学、冶金学等等。可直接看到原始金属断口或磨损的表面，可以很方便地研究氧化表面，晶体的生长或腐蚀缺陷。可以直接地检查纸、纺织品、自然的或制备过的木头的细微结构。生物工作者可用它研究小的易碎样品的结构，例如花粉颗粒，硅藻和昆虫。
实验数据的可靠性是分析与阐明实验结果并做出必要结论的关键所在，所以在整个实验过程中都应注意将实验误差限制在尽可能小的范围内，因此，对每一实验的操作、读数、记录都应认真对待，一丝不苟。
2．注意事项
（1）自觉遵守实验室规则。
（2）实验前应根据实验讲义进行充分准备(可到实验室来，结合实验设备进行准备)，实验前经老师提问考查合格后，方可开始实验。
1．扫描电镜的结构与工作原理
扫描电镜是由电子枪发射并经过聚焦的电子束在样品表面扫描，激发样品产生各种物理信号（如图2-1所示），经过检测、视频放大和信号处理，在荧光屏上获得能反映样品表面各种特征的扫描图像。
图2-2扫描电镜主机构造示意图
图2-2为扫描电镜主机构造示意图。扫描电镜的主要构造分五部分：电子光学系统，扫描系统，信号接收、放大与显示系统，试验微动及更换系统，真空系统。
（3）在实验过程中，严肃认真，保持实验室安静，严格按操作规程进行，注意安全，爱护仪器，损坏者要酌情赔偿。
（4）在实验时，每小组内的学生可适当分工、轮换，每个学生都应了解全部实验过程。
（5）在实验时应保持实验台整洁，实验结束后应整理好仪器，做好室内清洁卫生。
（6）实验完毕，必须将实验记录交教师检查，合格后方可结束实验，不合格者应继续进行实验。
《近代材料研究方法》
实验指导书
编者：肖旋刘艳辉 于洪浩 李玉海
现代材料研究方法课程设计
现代材料研究方法课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握现代材料研究的基本方法，包括材料制备、结构表征、性能测试等。
2. 学生能了解不同研究方法在材料科学领域的应用和优缺点。
3. 学生能掌握材料研究中常用的数据分析与处理技巧。
技能目标：1. 学生具备运用现代研究方法进行材料实验设计和实施的能力。
2. 学生能够独立操作相关实验设备，进行材料制备和性能测试。
3. 学生能够运用数据分析软件对实验数据进行处理和分析，撰写规范的实验报告。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对材料科学的热爱和探究精神，增强对科技创新的责任感和使命感。
2. 学生树立正确的科研态度，严谨、务实，注重团队合作与交流。
3. 学生能够关注材料研究在环保、可持续发展等方面的意义，培养社会责任感。
课程性质分析：本课程为高中年级的选修课程，旨在拓展学生对现代材料研究的认识，提高科学素养。
课程内容紧密联系实际，注重培养学生的实践操作能力和创新思维。
学生特点分析：高中年级学生具备一定的物理、化学基础知识，对现代科技充满好奇心，具有较强的求知欲和动手能力。
学生在学习过程中需要引导他们结合已有知识，探索新材料领域。
教学要求：1. 教师应注重理论与实践相结合，提高课程的趣味性和实用性。
2. 教学过程中要关注学生的个体差异，激发学生的学习兴趣和积极性。
3. 教学评价要全面，既要关注学生的知识掌握程度，也要关注学生的技能和情感态度价值观的培养。
二、教学内容1. 现代材料研究方法概述- 材料研究方法的分类与发展趋势- 常用研究方法的原理及其在材料科学中的应用2. 材料制备技术- 气相沉积法、溶胶-凝胶法、水热合成法等制备技术- 各类制备技术的优缺点及适用范围3. 结构表征技术- X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等表征技术- 各类表征技术的原理及其在材料结构分析中的应用4. 性能测试方法- 电学、磁学、光学性能测试- 力学、热学性能测试- 各类性能测试方法的原理及其在材料研究中的应用5. 数据分析与处理- 实验数据的收集、整理和表达- 常用数据分析方法与软件应用- 实验报告的撰写规范6. 实践操作与案例分析- 设计并实施简单的材料制备与性能测试实验- 分析实际案例，了解现代材料研究方法在实际科研中的应用教学内容安排与进度：本课程共安排12个课时，具体教学内容与进度如下：1-2课时：现代材料研究方法概述3-4课时：材料制备技术5-6课时：结构表征技术7-8课时：性能测试方法9-10课时：数据分析与处理11-12课时：实践操作与案例分析教学内容与教材关联性：本教学内容与教材《新材料技术》的第三章“材料的制备与表征”和第四章“材料性能测试与分析”紧密相关，确保学生能够在掌握基础知识的同时，拓展现代材料研究方法的学习。
《材料研究方法实验》实验课程教学大纲
《材料研究方法实验》实验课程教学大纲二、教学内容及安排三、实验主要仪器设备(可根据需要自行添加行)四、实验指导书具体要求（限300-600字，对实验课程目标达成要写明具体要求；有实验的课程必须有实验指导书，实验指导书应与实验课程教学大纲相配套。
）通过材料研究方法实验，加深学生对光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射物相分析等原理的理解，能够独立并合理选择运用相关方法分析问题，而且能够熟练操作相关仪器。
实验一光学显微镜的原理、结构及使用（1）了解光学显微镜的基本原理及构造。
（2）学习并掌握显微镜的使用方法。
（3）学会使用光学显微镜观察金相组织。
实验二扫描电子显微镜的结构及原理分析（1）了解扫描电子显微镜的基本结构和工作原理；（2）熟悉扫描电子显微镜的主要功能和用途；（3）熟悉扫描电子显微镜成像信息类型、使用方法及操作步骤。
实验三能谱成分分析实验（1）结合X-射线能谱仪，了解能谱仪的结构及工作原理。
（2）结合实例分析，熟悉能谱分析方法及应用。
（3）学会正确选用微区成分分析方法及其分析参数的选择。
实验四热重分析法实验（1）掌握热重分析的原理。
（2）用热天平测CuSO4·5H2O样品的热重曲线，学会使用WRT-3P高温微量热天平。
实验五 X射线衍射分析实验（1）掌握X射线衍射的原理与方法。
（2）能够运用X射线衍射仪分析物相。
五、课程成绩评定（一）内容分解（以下内容可以根据实际情况进行增删调整）（二）评分标准（以下内容可以根据实际情况进行增删调整）六、参考资料[1]陶文宏. 现代材料测试技术实验. 化学工业出版社, 2014.[2]路文江. 材料分析方法实验教程. 化学工业出版社，2013.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《近代材料研究方法2 》课程教学大纲课程代码：050332025课程英文名称：Modern Materials Analysis Methods适用专业：高分子材料与工程课程总学时：48 讲课：40 实验：8 上机：0适用专业：高分子材料与工程大纲编写（修订）时间：2017.06一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标近代材料研究方法是高等学校材料类各专业开设的一门培养学生掌握材料现代分析测试方法的专业基础选修课，主要讲授X射线衍射、电子显微分析、热分析、光谱分析和核磁共振的基本知识、基本理论和基本方法，在材料类专业培养计划中，它起到由基础理论课向专业课过渡的承上启下的作用。
本课程在教学内容方面除基本知识、基本理论和基本方法的教学外，着重培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。
通过本课程的学习，学生将达到以下要求：1. 掌握X射线衍射分析、透射电子显微分析、扫描电子显微分析、热分析、光谱分析和核磁共振的基本理论；2. 掌握材料组成、晶体结构、显微结构等的分析测试方法与技术；3. 具备根据材料的性质等信息确定分析手段的能力；4. 具备对检测结果进行标定、分析解释的初步能力。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.基本知识：掌握晶体几何学、X射线衍射以及电子显微分析方面的一般知识，了解X射线衍射仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜的工作、热分析、光谱分析和核磁共振原理以及适用范围。
2.基本理论和方法：掌握晶体几何学理论知识（晶体点阵、晶面、晶向、晶面夹角、晶带）；掌握特征X射线的产生机理以及X射线与物质的相互作用；掌握X射线衍射理论基础—布拉格定律；了解影响X射线衍射强度各个因子，掌握结构因子计算以及系统消光规律；掌握物相定性、定量分析原理及方法；掌握利用倒易点阵与厄瓦尔德图解法分析衍射现象；掌握电子衍射的基本理论以及单晶体电子衍射花样的标定方法；掌握表面形貌衬度和原子序数衬度的原理及应用；掌握能谱、波谱分析原理及方法；掌握原子光谱法、分子光谱法、电子能谱分析法、核磁共振、热分析法的基本原理和适用范围；了解相关仪器的主要部件和测试方法；了解质谱分析法和色谱分析法的基本原理和适用范围。
3.基本技能：具备根据材料的性质等信息正确选用分析手段的能力；具备对检测结果进行标定和分析解释的初步能力；具有利用本课程基本知识进行科学研究的初步能力。
能够独立进行X 射线衍射、扫描电镜、透射电镜、紫外-可见光光谱和热分析的样品制备与结果分析。
（三）实施说明1．教学方法：以基本理论——工作原理——应用及结果分析为主线，对课程中的重点、难点问题着重讲解。
由于本课程既具有理论性又具有实践性，因此在教学过程中要注意理论联系实际，通过实例锻炼学生分析解决问题的能力。
采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；注意教授学生学会分析、解决问题的方法。
处理好重点与难点，将各种分析方法的实际应用纳入教学过程，使学生能够利用所学知识解决实际问题。
通过实例和作业，通过作业调动学生学习的主观能动性，强化学生运用知识的能力，培养自学能力。
2．教学手段：本课程属于专业基础课，在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。
（四）对先修课的要求本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。
本课程主要的先修课程有高等数学、大学物理、物理化学、高分子物理、高分子化学、。
本课程将为涂料与胶粘剂、工程塑料及其应用、功能高分子材料、高分子复合材料、材料工程质量控制以及毕业设计的学习打下良好基础。
（五）对习题课、实验环节的要求1．对重点、难点章节安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。
2．课后作业要少而精，内容要多样化，作业题内容必须包括基本概念、基本理论及计算方面的内容，作业要能起到巩固理论，掌握计算方法和技巧，提高分析问题、解决问题能力。
对作业中的重点、难点，课上应做必要的提示，并适当安排课内讲评作业。
学生必须独立、按时完成课外习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。
3．每个学生要完成大纲中规定的必修实验，通过实验环节，学生应掌握基本实验方法，获得实验结果分析的基本训练。
实验成绩作为评定课程成绩的一部分。
（六）课程考核方式1.考核方式：考查2.考核目标：在考核学生对掌握现代分析测试基本知识、基本原理和方法的基础上，重点考核学生的分析、解决实际问题，实验结果的分析解释方面的能力。
3.成绩构成：本课程的总成绩主要由三部分组成：平时成绩（包括作业情况、出勤情况等）占10%，实验成绩占30%，期末考试成绩占60%。
平时成绩由任课教师视具体情况按百分制给出；实验成绩由实验老师参照相关规定按百分制给出，实验无成绩或实验不及格，取消期末考试资格，总成绩直接以不及格计。
（七）参考书目1. 《材料分析测试技术》，周玉编，哈尔滨工业大学出版社社，19982. 《材料现代分析方法》，左演声编，北京工业大学出版出版社，20003. 《X射线金属学》，范雄编，机械工业出版社，19814. 《金属电子显微分析》，陈世朴编，机械工业出版社，1982二、中文摘要本课程是材料类专业学生必修的一门实践性很强的主干技术基础课程。
课程通过对材料微观组织结构分析方法及理论的讲授，使学生掌握材料各种分析检测方法方面的基本知识、基本原理和基本方法，使学生能够根据需要选择分析检测手段并能正确进行结果分析。
课程主要内容包括X射线衍射、透射电子显微分析、扫描电子显微分析、光谱分析、电子能谱分析以及热分析。
本课程将为后续课程的学习以及毕业论文工作奠定重要的基础。
三、课程学时分配表四、教学内容及基本要求第01部分 X射线的性质总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0具体内容:1）了解X射线的本质；2）了解X射线的产生及X射线管；3）了解连续X射线谱；4）掌握特征X射线；5）掌握X射线与物质的相互作用。
重点:特征X射线难点:X射线与物质的相互作用习题:通过习题进一步掌握特征X射线、荧光X射线的产生条件以及短波限和滤片的作用。
第02部分 X射线衍射方向总学时(单位：学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0具体内容:1）掌握晶体学基础；2）了解劳埃方程式；3）掌握布拉格方程；4）了解衍射方法。
重点:晶体学基础；布拉格方程；难点:晶体学基础习题:晶面指数、晶向指数确定方法；晶带定理的应用；布拉格方程的应用。
第03部分 X射线衍射强度总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0具体内容:1）掌握多晶衍射图像的形成；2）掌握结构因子；3）了解多晶体衍射的积分强度；重点:结构因子难点:多晶衍射积分强度公式习题:运用结构因子探讨系统消光规律、分析各因素对X射线衍射强度的影响。
第04部分 X射线物相分析总学时(单位：学时):4 讲课:2 实验:2 上机:0具体内容:1）物相定性分析；2）物相定量分析重点:定性分析难点:定量分析习题:标定X射线衍射谱，利用卡片及索引鉴定物相。
实验:1.实验名称：利用X射线衍射仪进行物相定性分析2.实验内容：（1）对衍射图谱进行标定（2）利用粉末衍射卡片进行物相鉴定第05部分透射电子显微镜总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0具体内容:1）了解电子光学基础2）了解结构与成像原理；3）了解主要部件的结构与工作原理；4）了解分辨本领与放大倍数的测定重点:结构与成像原理难点:分辨本领与放大倍数的测定习题:透射电镜结构第06部分电子衍射总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0具体内容:1）掌握倒易点阵；2）掌握爱瓦尔德图解法；3）掌握晶带定理与零层倒易截面；4）了解倒易点阵的扩展；5）掌握电子衍射原理6）掌握电子衍射基本公式；7）了解电镜中的电子衍射；8）掌握单晶电子衍射花样标定；重点:倒易点阵；爱瓦尔德图解法；电子衍射原理；单晶电子衍射花样标定。
难点:倒易点阵；电镜中的电子衍射；复杂电子衍射花样习题:面心立方、体心立方晶体的倒易点阵；电子衍射花样指数化；系统消光第07部分晶体薄膜衍衬成像分析总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0具体内容:1）掌握样品制备；2）掌握成像原理；重点:样品制备；成像原理难点:成像原理习题:薄膜样品制备；衍衬成像原理；第08部分扫描电子显微镜总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0具体内容:1）电子束与固体样品作用产生的物理信号；2）构造与工作原理、主要性能；3）表面形貌衬度原理及应用；4）原子序数衬度原理及应用重点:表面形貌衬度原理及应用；原子序数衬度原理及应用难点:表面形貌衬度原理及应用；原子序数衬度原理及应用习题:二次电子像和背散射电子像第09部分电子探针显微分析总学时(单位：学时):4 讲课:2 实验:2 上机:0具体内容:1）结构与工作原理；2）分析方法及应用重点:分析方法及应用难点:分析方法及应用习题:电子探针在显微成分分析中的应用实验:1．实验名称：扫描电镜、电子探针仪的结构和用途2．实验内容：（1）了解扫描电镜和能谱仪的结构（2）通过实际分析，明确扫描电镜和能谱仪的用途第10部分光谱分析总学时10学时讲课 8学时实验2学时上机0学时具体内容：光谱分析基本原理；原子光谱和分子光谱常见分析仪器的结构、分析方法及应用重点：分子光谱分析方法及应用难点：分子光谱分析方法的应用习题内容：分子光谱分析法在材料领域的应用实验上机：1．实验名称：紫外可见光光谱分析仪的结构和用途2．实验内容：（1）了解紫外可见光光谱分析仪的结构（2）通过实际分析，明确紫外可见光光谱分析仪的用途第11部分电子能谱分析总学时2学时讲课 2学时实验0学时上机0学时具体内容：电子能谱分析基本原理；电子能谱常见分析仪器的结构、分析方法及应用重点：X射线光电子能谱分析方法及应用难点：电子能谱分析方法的应用习题内容：电子能谱分析法在材料领域的应用第12部分热分析总学时4学时讲课 2学时实验2学时上机0学时具体内容：热分析基本原理；热分析常见分析仪器的结构、分析方法及应用.重点：热分析方法的应用习题内容：热分析法在材料领域的应用实验上机：1．实验名称：差热与热重分析综合性实验2．实验内容：（1）了解差热和热重分析仪的结构（2）通过实际分析，明确差热和热重分析仪的用途第13部分其它分析方法总学时8学时讲课 8学时实验0学时上机0学时具体内容：质谱分析法、色谱分析法和核磁法等其他分析方法基本原理及应用重点：质谱分析法、色谱分析法和核磁法的应用难点：质谱分析法、色谱分析法和核磁法的应用习题内容：质谱分析法、色谱分析法和核磁法在材料领域的应用。