《材料研究方法》
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。
《材料研究方法》教学大纲
《材料研究方法》教学大纲一、课程概述本课程旨在介绍材料研究的基本思想、方法和技术。
通过学习本课程，学生将了解材料研究的基本过程，熟悉材料研究常用的实验方法和分析技术，并具备进行初步材料研究的能力。
二、教学目标1.了解材料研究的基本思想和方法；2.掌握材料实验的基本技术和常用分析方法；3.培养学生的探索精神和创新能力；4.培养学生的科学研究意识和科学研究方法。
三、教学内容及学时安排1.导论（2学时）a.课程引入b.材料研究的基本概念2.材料研究的基本过程（6学时）a.问题定义与目标确定b.方案设计与实验准备c.实验操作与数据采集d.数据分析与结果验证e.结论总结与讨论3.材料实验技术（10学时）a.常用实验设备的使用与维护b.实验样品的准备与处理c.常用实验技术的操作与实施d.实验数据的采集与记录e.实验安全与实验室管理4.材料分析技术（12学时）a.扫描电子显微镜(SEM)观测与分析b.能谱分析（EDS）原理与应用c.透射电子显微镜(TEM)观测与分析d.X射线衍射(XRD)原理与应用e.热重分析(TGA)原理与应用f.红外光谱(FTIR)观测与分析5.科研论文写作（4学时）a.科研论文写作的基本原则b.文献检索与引用的基本方法c.论文结构与内容的要求d.论文语言与格式的规范四、教学方法与手段1.理论教学结合实践教学，通过实验操作培养学生实际操作能力和解决问题的能力；2.课堂讲解结合案例分析，通过案例分析引导学生掌握材料研究的过程和方法；3.实验室实验教学，进行实验操作指导，培养学生实验技能；4.讨论和互动，通过小组讨论和课堂互动，促进思维碰撞和知识交流；5.根据学生的实际情况，可以采用小组项目研究的方式进行实践教学。
五、教材与参考资料1.教材：《材料研究方法与实验技术》（主编：XX）2.参考书籍：《材料科学与工程导论》（主编：XX）3.参考资料：材料研究相关领域的期刊论文和国际学术会议论文。
六、考核与评价考核方式：平时表现（30%）、实验报告（30%）、课堂互动（20%）、期末考试（20%）。
材料研究方法绪论
2.剖析方法的特点 <1>.复杂的剖析对象 样品组成的复杂性：无机，有机，高分子多组份构成。 动植物体内有价值的成分。建筑材料－水泥－复合材料－ 高分子材料、中药中有效成分剖析。 样品中各成分含量悬殊：微，常，痕量共存，不同含量 方法不同。 样品发生质变：如高分子材料中有机添加剂的剖析，通 常是发生某些变化的产物。 复合材料分析：各组分所处表面和空间分布不同，采取 特殊方法。 <2>.分析方法的综合性
由于有机、无机（高分子）等多组份共存，（如高分子 材料中有高聚物，无机填料，有机添加剂，发泡剂，加工阻 剂）需将元素、官能团分析、结构分析、成分分析等方法。 或化学分析与仪器分析相结合的综合分析，才能解决一个较 复杂的分析问题。
<3>.复杂的分析过程 由于组成复杂性要求剖析 方法多样性，就决定了剖 析过程的复杂性 工验证
学科,起步晚。大多数移植了有机分析及无机分析一些 成功 应用的方法。当然结构不同需加以改进。 今后发展方向：
1.继续移植其他领域中成功应用的方法。 这是一个见效甚快的途径，常需加以改进或增添附加装 置以适应高聚物的测定，如裂解色谱就来源于气相色谱。气 相色谱是无法对高聚物固体试样进行分析的，增加裂解器装 置，首先将高聚物裂解成碎片，可获得有用的信息。 2.把现有的方法综合起来使用 集中各种方法的特点,取长补短，例色一质、红、紫、折 等多机连用，集中了色谱强的分离及定量性能（但定性差） 和波谱、折光率定性强的优点，将波、折作为色谱的一个检 测器，发挥了很大的威力。使分离、鉴定(定性，定量)合二 为一，成为一优化装置。多机连用是各门分析学科很有发展 前途的方式。（本院现有HPLC色－紫、GC色-质）
O
(CH 3 CO) 2 O
CH 3 O P CH 3 S
(完整版)材料研究方法
材料研究方法（王培铭，许乾慰）第二章光学显微分析2什么是贝克线？此移动规律如何？有什么作用？贝克线：在轮廓附近可以看到一条比较明亮的细线，当升降镜筒时，亮线发生移动，这条较亮的细线称为贝克线。
提升镜筒，贝克线向折射率大的介质移动。
可以比较相邻两晶体折射率的相对大小3什么是晶体的糙面、突起、闪突起？决定晶体糙面和突起等级的因素是什么？在但偏光镜下观察晶体表面时，可发现某些晶体表面较为光滑，某些晶体表面显得粗糙呈麻点状，这种现象称为糙面；某些晶体显得高些某些晶体显得低平一些，这种现象称为突起；双折射率很大的晶体，在单偏光镜下，旋转物台，突起高低发生明显变化，这种现象称为闪突起因素是周围树胶折射率的不同引起的4什么叫干涉色？影响晶体干涉色的因素有那些？有七种单色光的明暗条纹相互叠加而形成的光程差相对应的特殊混合色，称为干涉色，他是有白光干涉而成。
第一是光程差第二是光片厚度第三是双折射率的大小11 如何提高光学显微镜分析的分辨能力？第一：波长更短的照明光源第二：选用折射率大的材料12 阐述光学显微分析用光片制备方法1 取样：取样应该具有代表性，不仅包括研究的对象而且包括研究的特殊条件2 镶嵌：对于一些形状特殊或尺寸细小而不宜握持的样品，需进行样品镶嵌。
3磨光：去除取样时引入的样品表层损伤，获得平整光滑的样品表面4抛光：去除细磨痕，以获得平滑无疵的镜面并去除样品表层，得以观察样品的显微组织 5浸蚀：清晰的看到样品的显微结构13分析近场光学显微分析的原理及与传统光学显微分析技术的异同原理：用纳米局域光源在纳米尺度的近场距离内照明样品，然后由光电接收器接受这些信号，再借助计算机才能把来自样品各点的局域光信号勾画出样品的图像。
异同：照明光源的尺度和照明方法：传统光学显微镜用扩展光源在远场照明样品，近场光学显微镜是用纳米局域光源在纳米尺度的近场距离内照明样品；成像方法：传统光学显微镜可以用肉眼或成像仪器直接观察或放大了的物体图像。
材料研究方法word
材料研究方法综述温乐斐10103638复材1011 研究材料的意义物质的组成和结构取决于材料的制备和使用条件。
在材料制备和使用过程中，物质经历了一系列物理、化学或物理化学变化，因此材料的制备工艺和使用过程，特别是前者直接决定了材料的组成和结构，从而决定了材料的性能和使用效能。
正是由于制备工艺和使用过程的这种重要性，材料研究应着重于探索制备过程前后和使用过程中的物质变化规律，也就是在此基础上探明材料的组成（结构）、合成（工艺流程）、性能和效能及其相互关系，或者说找出经过一定工艺流程获得的材料的组成（结构）对于材料性能与用途的影响规律，以达到对材料优化设计的目的，从而将经验性工艺逐步纳入材料科学和工程的轨道。
研究方法从广义上来讲，包括技术路线、实验技术、数据分析等。
具体来说，就是在充分了解研究对象所处的现状的基础上，根据具体目标，详细制定研究内容、工作步骤以及所采用的实验手段，并将试验获得的数据进行数学分析和处理，最后得出规律或建立数学模型。
从狭义上来讲，研究方法就是某一种测试方法，如X射线衍射分析、电子显微术、红外光谱分析等，包括实验数据（信息）获取和分析。
因为每一种实验方法均需要一定的仪器，所以说研究方法指测试材料组成和结构的仪器方法。
材料的组成和结构的测试方法有多种，应根据不同的应用场合进行合适的选择。
2 材料的结构和层次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，有晶体结构、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；而从尺度上来讲，又分为微观结构、亚微观结构、显微结构和宏观结构等四个不同的层次。
每个层次上观察所用的结构组成单元均不相同。
结构层次大体上是按观察用具或设备的分辨率范围来划分的，如宏观与显微结构的划分以人眼的分辨率为界，显微结构和亚显微结构的划分以光学显微镜的分辨率为界，亚显微结构和微观显微结构的分解相当于普通扫描电子显微镜的分辨率。
《材料研究方法》(研)
研究材料必须以正确的研究方法为前提。 研究方法从广义来讲，包括技术路线、实验技术、数据分 析等。其中，技术路线是非常重要的，实验方法的选择也 是十分关键的。从狭义来说，研究方法就是某一种测试方 法。因为每一种实验方法均需要一定的仪器，所以也可以 说，研究方法指测试材料组成和结构的仪器方法。
二、本课程研究的内容:
分析目的
分析方法
形态学分析 (即组织形貌分析)
光学显微术(如金相、岩相等) 透射电子显微术﹡ 扫描电子显微术﹡ 投影式或接触式X射线显微术 显微自射线照相术
相分分析 结构分析
各种常量化学分析 微区分析 X射线光谱和能谱术﹡ 各种电子能谱分析 X射线衍射﹡ 电子衍射﹡ 红外光谱 穆斯堡尔谱等
1.化学组成分析：
▲ 微观结构分析主要分析材料的微观晶 体结构，即材料由哪几种晶体组成，晶 体的晶胞尺寸如何，各种晶体的相对含 量多少等。
▲ 结构分析常用的方法有：ＸＲＤ法、 TEM法、TG法、ＤＴＡ法、红外法等。 这些方法以及所用的仪器设备是我们要 学习的重点。
3.显微组织分析
主要是分析材料的微观组织形貌。 显微组织分析常用的分析手段有：普通光
应用。
绪论
一、X射线的发现与X射线学的发展
1、1895年11月W.C.Roentgen研究阴极射线 管时，发现一种有穿透力的肉眼看不见 的射线，称为X射线(伦琴射线)。当即在 医学上应用X射线透视技术。 Rontgen因 为发现了X射线，于1901年获得第一个 诺贝尔物理奖。
2、1912年劳埃(M.Von Laue)以晶体为光栅，发现了晶体的X射线 衍射现象，确定了X射线的电磁波性和晶体结构的周期性。 1914年劳埃获得诺贝尔物理奖。 Laue Equation:
材料研究方法
材料研究方法
《材料研究方法》是2011年出版的图书，作者是谈育煦。
1内容简介
本书包括三方面内容，分三篇叙述。
第一篇为光学金相显微术，内容有常规金相分析、偏振光金相技术、干涉显微镜、相衬金相显微镜和定量金相。
第二篇为X射线衍射分析，内容有X射线的特性和衍射原理、x射线的强度、多晶体分析法、物相分析、宏观应力的测定和单晶体取向的测定。
第三篇为电子显微分析术，内容有透射电子显微镜、电子衍射、薄晶体的电子显微分析、扫描电子显微镜和电子探针。
本书可作为材料科学与工程专业以及机械类热加工专业的教材，也可作为从事材料工程和机械制造的工程技术人员的参考书。
2目录
前言
第一篇光学金相显微术
第一章光学透镜的成像原理
第一节光的折射和衍射
第二节光学透镜的像差
第三节透镜的分辨率
思考题
第二章金相显微镜
第一节显微镜的工作原理
第二节物镜
第三节目镜
第M节金相显微镜的照明系统
第1节金相显微镜的整体构造图解
思考题
第三章常规金相分析
第一节取样
第二节金相组织的显示
第三节光学金相组织分析
思考题
第四章偏振光金相技术
第一节偏振光的基本原理
第二节偏振光金相显微镜
第三节偏振光金相分析原理
第四节偏振光在金相分析过程中的应用思考题
……。
材料研究方法
本书介绍了材料研究常用的分析测试方法，包括X射线衍射分析、电子衍射分析、电子显微分析、热分析、光谱分析、核磁共振分析、色谱分析、质谱分析、穆尔斯堡谱仪分析以及这些方法在材料测试中的综合应用。
本书着重论述分析测试方法的基本原理、样品制备及应用，内容力求简明实用，具有适应口径宽的教学特点，并尽可能展现*的分析测试方法，如环境扫描电镜何原子力显微镜等。
[1-2]目录前言第1章绪论1．1材料研究的意义和内容1．2材料结构和研究方法的分类第2章光学显微分析2．1概述2．2晶体光学基础2．3光学显微分析方法2．4特殊光学显微分析法2．5光学显微分析样品的制备2．6光学显微分析技术的突破——近场光学显微镜2．7光学显微分析在材料科学中的应用第3章x射线衍射分析3．1x射线的物理基础3．2x射线衍射原理3．3x射线衍射束的强度3．4实验方法及样品制备3．5x射线粉末衍射物相定性分析3．6x射线物相定量分析3．7晶体结构分析3．8x射线衍射技术在其他方面的应用第4章电子显微分析4．1概述4．2透射电镜4．3扫描电镜4．4电子探针仪4．5电镜的近期发展4．6电子光学表面分析仪第5章热分析5．1概述5．2热分析技术的分类5．3差热分析5．4差示扫描量热分析法5．5热重分析5．6热膨胀和热机械分析5．7热分析技术的应用5．8热分析技术的发展趋势第6章光谱分析6．1吸收光谱分类及基本原理6．2紫外光谱6．3红外吸收光谱分析6．4激光拉曼散射光谱法第7章核磁共振分析7．1概述7．2核磁共振的基本原理7．3质子的化学位移7．4自旋偶合7．5核磁共振的信号强度7．6图谱解释7．7构造和样品制备7．8nmr技术的进展7．9核磁共振谱在材料分析研究中的应用第8章质谱分析8．1概述8．2质谱技术基本原理-8．3离子的类型8．4质谱定性分析及图谱解析8．5质谱定量分析8．6气相色谱一质谱联用技术8．7质谱分析在材料研究中的应用第9章材料测试方法的综合应用9．1材料结构的测试9．2材料显微术及其样品制备方法的选择9．3材料形成过程研究9．4材料剖析主要参考文献。
材料研究方法pdf
研究方法 肉眼、放大镜
显微镜 扫描电镜 扫描隧道电镜
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组织尺寸与检测仪器解析度
同济大学《材料研究方法》精品课程
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5
材料分析原理
材料分析的种类
化学成分分析、结构测定、图像分析
分析仪器
显微镜：显微组织观察 衍射仪：测定结构 谱仪：分析成分
分析仪器主要可分为三个单元
铁器时代
蒸汽机时代
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绪论
材料的种类
按化学状态分：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合 材料等。 按使用用途分：建筑材料、包装材料、信息材料、生物医用材料等。
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材料的组成、结构与性能
—材料的性能是材料内部因素
效能
在一定外界因素作用下的综合反映。
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材料研究方法的含义
广义：技术路线、实验技术、数据分析
狭义：测试材料组成和结构的仪器方法 X射线衍射分析 电子显微分析 热分析 光谱分析 表面分析等
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“材料研究方法”教学目的
Why：了解研究材料结构、性能的重要性
Understand why materials characterization is important
R. Jenkins, et al. Wiley Interscience. Scanning Electron Microscopy and X-Ray
Microanalysis. J. Goldstein, et al. Springer. Introduction to Thermal Analysis. M.E. Brown.
材料研究方法
材料研究方法材料研究方法是指在材料科学领域中，用来研究材料性能、结构和特性的一系列科学方法和技术手段。
材料研究方法的选择对于材料科学研究和工程应用具有重要意义，它直接影响着研究结果的准确性和可靠性。
在材料研究领域，常用的研究方法包括实验研究、理论计算、表征分析等多种手段。
本文将重点介绍几种常用的材料研究方法，以及它们的特点和应用范围。
一、实验研究方法。
实验研究是材料科学研究中最常用的方法之一，它通过设计和进行实验，获取材料的性能、结构和特性等相关信息。
实验研究方法包括材料制备、性能测试、结构表征等内容。
在材料制备方面，可以采用物理方法、化学方法、机械方法等手段来合成和制备所需材料。
在性能测试方面，可以通过拉伸试验、硬度测试、热分析等实验手段来获取材料的力学性能、物理性能和热性能等数据。
在结构表征方面，可以利用显微镜、X射线衍射、电子显微镜等仪器对材料的微观结构进行观察和分析。
实验研究方法的优点是能够直接获取材料的实际数据，但也存在实验周期长、成本高、操作复杂等缺点。
二、理论计算方法。
理论计算是指利用数学模型和计算机仿真技术，对材料的结构和性能进行预测和分析的方法。
理论计算方法包括分子动力学模拟、密度泛函理论计算、有限元分析等内容。
在分子动力学模拟中，可以通过构建原子模型和分子模型，模拟材料的微观结构和动态行为，从而预测材料的力学性能和热学性能。
在密度泛函理论计算中，可以通过求解薛定谔方程，计算材料的电子结构和能带结构，从而预测材料的光学性能和电学性能。
在有限元分析中，可以通过建立有限元模型，对材料的应力分布和变形情况进行仿真和分析。
理论计算方法的优点是能够快速获取材料的理论数据，但也存在模型建立复杂、计算精度依赖于模型参数等缺点。
三、表征分析方法。
表征分析是指利用各种仪器和技术手段，对材料的结构和性能进行表征和分析的方法。
表征分析方法包括电子显微镜、X射线衍射、质谱分析、核磁共振等内容。
在电子显微镜中，可以通过透射电子显微镜和扫描电子显微镜，观察材料的晶体结构、晶粒形貌和界面特征。
材料研究方法
材料研究方法材料研究方法主要是指针对不同材料进行研究的具体操作方法和技术手段。
以下是常见的几种材料研究方法：1. 表面分析技术：表面分析技术可以用来研究材料表面的组成、结构和形貌等性质。
其中包括扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）等。
这些技术可以提供高分辨率的表面形貌图像，并且可以进行元素分析和晶体学表征等。
2. X射线衍射：X射线衍射是一种常用的材料研究方法，可以通过反射、散射和透射等现象来研究材料的晶体结构和晶体相。
X射线衍射可以确定材料的晶体结构、晶体定向、晶体缺陷等。
常用的X射线衍射仪器有粉末衍射仪、单晶衍射仪等。
3. 热分析技术：热分析技术可以用来研究材料的热性质和热行为。
常见的热分析技术包括差示扫描量热仪（DSC）、热重分析仪（TGA）和热膨胀仪（TMA）等。
通过测量材料的质量、热流和尺寸等参数的变化，可以得到材料的热性能和热稳定性等信息。
4. 光谱分析技术：光谱分析技术可以用来研究材料的光学性质和电子结构等。
常见的光谱分析技术包括紫外可见光谱（UV-Vis）、红外光谱（IR）和拉曼光谱等。
这些技术可以提供材料的吸收、发射和散射等光谱信息，从而研究材料的电子结构、能带结构和分子结构等。
5.力学性能测试：力学性能测试可以用来研究材料的力学性质和力学行为。
常见的力学性能测试方法有拉伸测试、硬度测试和冲击测试等。
通过测量材料在力的作用下的变形、应力和断裂等参数，可以得到材料的力学性能和力学行为等信息。
综上所述，材料研究方法包括表面分析技术、X射线衍射、热分析技术、光谱分析技术和力学性能测试等。
这些方法可以从不同角度和层面上研究材料的性质和行为，为材料设计和应用提供重要的实验数据和理论依据。
材料研究方法
材料研究方法材料研究方法是指在材料领域中，通过一系列科学化和系统化的研究手段和方法，对材料性能、结构、组成、制备工艺和应用等进行深入研究的过程。
一、实验研究方法实验研究是材料研究中最为常用和基础的方法之一。
通过对材料样品进行一系列的实验操作和观测，得到材料的性能参数、物理性质或化学组成等数据。
比较常见的实验研究方法有：材料制备实验、物理性能测试、化学分析、显微观察、力学性能测试等。
二、理论计算方法理论计算方法是通过构建数学模型和物理模型，运用数学和物理原理进行计算和模拟，预测材料的性能和行为。
常见的理论计算方法有：密度泛函理论(DFT)、分子动力学模拟(MD)、量子化学计算、材料力学计算等。
通过理论计算方法，可以揭示材料的微观原子组成、晶体结构、能带结构等信息。
三、表征分析方法表征分析方法是对材料进行结构和性能分析的一种手段。
通过一系列的仪器设备和技术手段，对材料的形貌、结构组成、力学性能等进行直接观测和分析。
常见的表征分析方法有：扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、核磁共振(NMR)等。
四、统计分析方法统计分析方法是对实验数据和结果进行统计学处理和分析的方法。
通过统计学的方法，对数据进行整理、分组、计算，得到数据的平均值、标准差、相关性等。
常见的统计分析方法有：方差分析(ANOVA)、回归分析、相关性分析、主成分分析等。
统计分析方法可以揭示数据背后的规律和规律。
五、仿真模拟方法仿真模拟方法是通过数值计算和模拟，对材料的性能和行为进行模拟和预测的方法。
通过数值模型的构建和计算机程序的编写，可以模拟和预测材料在不同条件下的性能和行为。
常见的仿真模拟方法有：有限元分析(FEA)、计算流体力学(CFD)、分子动力学模拟(MD)等。
通过仿真模拟方法，可以预测材料的性能和行为，优化材料设计和制备工艺。
在材料研究中，常常需要综合运用多种方法进行综合研究。
材料研究方法
材料研究方法材料研究方法是指科学家们在进行材料研究时所采用的一系列科学方法和技术手段。
在材料科学领域中，研究者们需要通过科学的实验和分析，来探索材料的性质、结构和性能，以便更好地应用和改进这些材料。
因此，选择合适的研究方法对于材料科学研究具有至关重要的意义。
首先，材料研究方法中最常用的一种就是实验方法。
通过设计合理的实验方案，科学家们可以对材料进行各种性能测试，比如力学性能、热学性能、电学性能等。
通过实验数据的收集和分析，可以更加客观地了解材料的特性和行为规律。
同时，实验方法也是验证理论模型和计算模拟结果的重要手段，有助于验证科学假设和理论推断的准确性。
其次，表征分析方法也是材料研究中不可或缺的一部分。
通过各种表征手段，比如透射电镜、扫描电镜、X射线衍射等，可以对材料的微观结构和晶体结构进行详细的分析。
这些分析结果对于揭示材料的性能和特性具有重要意义，也为材料设计和改进提供了重要的依据。
此外，理论计算方法在材料研究中也占据着重要的地位。
通过建立材料的理论模型，运用物理学和数学的原理，可以对材料的特性和行为进行预测和计算。
理论计算方法在材料设计、新材料发现和性能优化等方面发挥着重要作用，为实验研究提供了重要的指导和支持。
最后，数据分析和统计方法也是材料研究中必不可少的一环。
通过对实验数据和模拟结果的分析，科学家们可以发现数据之间的内在规律和相关性，揭示材料性能的变化规律和影响因素。
同时，统计方法也可以帮助研究者们对材料性能进行量化评价和比较分析，为材料选择和设计提供科学的依据。
综上所述，材料研究方法是多种科学手段和技术方法的综合运用，是材料科学研究的重要基础。
通过实验方法、表征分析方法、理论计算方法和数据分析统计方法的综合运用，科学家们可以更加全面地了解材料的性能和特性，为材料的应用和改进提供科学依据，推动材料科学领域的发展和进步。
材料研究方法课后习题答案
材料研究方法课后习题答案材料研究方法课后习题答案第一章绪论1. 材料时如何分类的？材料的结构层次有哪些？答：材料按化学组成和结构分：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料材料的结构层次有：微观结构、亚微观结构、显微结构、宏观结构。
2.材料研究的主要任务和对象是什么？有哪些相应的研究方法？答：任务：研究、制造和合理使用各类材料。
研究对象：材料的组成、结构和性能。
研究方法：图像分析法、非图形分析法：衍射法、成分谱分析。
成分谱分析法：光谱、色谱、热谱等；光谱包括：紫外、红外、拉曼、荧光；色谱包括：气相、液相、凝胶色谱等；热谱包括：DSC、DTA等。
3.材料研究方法是如何分类的？如何理解现代研究方法的重要性？答：按研究仪器测试的信息形式分为图像分析法和非图形分析法；按工作原理，前者为显微术，后者为衍射法和成分谱分析。
重要性：1）理论：新材料的结构鉴定分析；2）实际应用需要：配方剖析、质量控制、事故分析等。
第二章光学显微分析1.区分晶体的颜色、多色性及吸收性，为何非均质体矿物晶体具有多色性？答：颜色：晶体对白光中七色光波选择吸收的结果。
多色性：由于光波和晶体中的振动方向不同，使晶体颜色发生改变的现象。
吸收性：颜色深浅发生改变的现象称为吸收性。
光波射入非均质矿物晶体时，振动方向是不同的，折射率也是不同的，因此体现了多色性。
2.什么是贝克线？其移动规律如何？有什么作用？答：在两个折射率不同的物质接触处，可以看到比较黑暗的边缘，称为晶体的轮廓。
在轮廓附近可以看到一条比较明亮的细线，当升降镜筒时，亮线发生移动，这条较亮的细线称为贝克线。
移动规律：提升镜筒，贝克线向折射率答的介质移动。
作用：根据贝克线的移动规律，比较相邻两晶体折射率的相对大小。
3.什么是晶体的糙面、突起、闪突起？决定晶体糙面和突起等级的因素是什么？答：糙面：在单偏光镜下观察晶体表面时，可发现某些晶体表面较为光滑，某些晶体表面显得粗糙呈麻点状，好像粗糙皮革一样这种现象称为糙面。
材料研究方法
材料研究方法材料研究方法是指研究材料的方法、技术和技能。
材料研究是一个多学科、多尺度的工作，历史发展至今，已经逐步形成了一系列集宏观观测、细节分析和物理测试、拓展思维在内的系统化的材料研究方法。
其中，宏观观测和细节分析是材料研究基础，可以提供更细化的材料信息；物理测试对材料性能进行验证，实时测试更加直观；拓展思维加强了解材料性能的全面性，更好地指导材料的研发过程。
**宏观观测方法**是将材料形态、体形及外观等可见特征，以肉眼或显微镜等拓展工具可探知的特征，通过实际观察记录，对材料的特征进行研究，以此作为材料性能的表征或预测的基础。
常用的显微镜观察方法有：扫描电子显微镜（SEM）、荧光显微镜（FEM）、可视拉曼（SEC）、原子力显微镜（AFM）和透射电子显微镜（TEM）等，可以反映更详细的结构信息，有助于更深入理解材料的一般特性及力学性能。
**细节分析方法**是指以微观尺度分析材料构建元素、结构及反应机制的方法，比如X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）、热电材料成型（DMA）、红外光谱分析（IR）等，这些技术可以定量分析材料的基础特性，比如形成元素、化学组成、结晶形状、晶粒尺寸等指标，从而推导出力学性能。
**物理测试方法**是一种可以实时应用材料性能的技术，可以实时测量材料的物理性能，其代表技术有材料耐磨测试、空气动力学测试、力学特性测试、萃取测试、耗散因素测试、表面活性测试、热性能测试和尺度缩放测试等等。
物理测试技术可以提供无可争议的性能信息，也可以协助使用者做出更正确的判断。
**拓展思维方法**是通过多学科和多尺度的考虑，采用创新的思维模式来拓展材料设计思路，比如可以深入了解材料的结构特性、使用环境以及节能、环保等因素，为材料研发提供更全面的认识和理解，并可以为具体应用环境提出不同维度的设计方案，从而更好地驱动新材料的成功研发，促进材料应用的发展。
材料研究方法
材料研究方法材料研究方法是指在材料科学领域中，用于对材料进行研究和分析的一系列技术和手段。
材料研究方法的选择对于材料的性能评价、改进和应用具有重要意义。
本文将介绍几种常见的材料研究方法，包括显微结构分析、物理性能测试、化学成分分析和表面形貌观察等。
首先，显微结构分析是材料研究中常用的方法之一。
通过光学显微镜、扫描电子显微镜等设备，可以对材料的微观结构进行观察和分析，包括晶粒大小、晶界分布、孔隙结构等。
这些信息对于理解材料的性能和加工过程具有重要意义。
其次，物理性能测试是评价材料性能的重要手段。
常见的物理性能测试包括力学性能测试、热学性能测试、电学性能测试等。
通过拉伸试验、硬度测试、热膨胀系数测试等方法，可以获得材料的力学性能、热学性能等重要参数，为材料的设计和选用提供依据。
除此之外，化学成分分析也是材料研究中不可或缺的方法之一。
通过化学分析技术，可以准确测定材料中各种元素的含量和成分，为材料的制备和改进提供依据。
常用的化学分析方法包括原子吸收光谱、X射线荧光光谱等。
最后，表面形貌观察是对材料表面形貌和结构特征进行研究的重要手段。
通过扫描电子显微镜、原子力显微镜等设备，可以对材料表面的形貌、纹理、颗粒分布等进行观察和分析，为材料的表面处理和改进提供依据。
综上所述，材料研究方法涵盖了多个方面，包括显微结构分析、物理性能测试、化学成分分析和表面形貌观察等。
这些方法的选择和应用对于材料的性能评价、改进和应用具有重要意义，需要根据具体的研究目的和要求进行合理的选择和组合。
希望本文介绍的内容能够为材料研究工作者提供一定的参考和帮助。
材料研究方法教案
材料研究方法教案摘要：一、引言1.研究背景及意义2.研究目的和问题二、材料研究方法概述1.定义及分类2.适用范围和优势三、教学设计1.教学目标2.教学内容3.教学方法四、教学实践与反思1.实践过程及成果2.学生反馈与评价3.反思与改进五、结论1.研究成果总结2.意义和启示正文：一、引言随着科技的快速发展，材料研究在各个领域中扮演着越来越重要的角色。
材料研究方法作为一种获取知识和解决实际问题的手段，也得到了广泛的关注。
本文将探讨材料研究方法在教学中的应用，以提高学生的实践能力和创新意识。
在此基础上，本文提出以下研究目的和问题：1.分析材料研究方法在教学中的重要性；2.探讨如何将材料研究方法融入教学实践；3.评估材料研究方法对提高学生综合素质的影响。
二、材料研究方法概述1.定义及分类材料研究方法是指通过实验、观察、分析等手段，对材料进行研究的一种科学方法。
根据研究内容的不同，材料研究方法可分为物理性能研究、化学性能研究、力学性能研究等。
2.适用范围和优势材料研究方法适用于各类材料的性能研究，具有以下优势：（1）实验性强，数据可靠；（2）跨学科，综合运用知识；（3）培养学生的动手能力和创新意识。
三、教学设计1.教学目标通过材料研究方法的教学，使学生掌握材料研究的基本方法、原理和实验技能，培养学生独立分析和解决问题的能力。
2.教学内容教学内容包括材料研究方法的基本原理、实验技术、数据处理与分析等。
3.教学方法采用讲授、实验、讨论相结合的教学方法，注重学生的动手实践和动脑思考。
四、教学实践与反思1.实践过程及成果在教学实践中，引导学生进行实验操作，锻炼学生的动手能力。
同时，鼓励学生运用所学知识分析实验结果，提高学生的综合素质。
2.学生反馈与评价通过问卷调查、口头反馈等方式，了解学生对材料研究方法教学的满意度。
结果显示，大部分学生认为这种教学方式具有较强的实用性和启发性。
3.反思与改进针对教学中存在的问题，如实验设备不足、教学资源匮乏等，提出以下改进措施：（1）加强实验设备投入，提高实验条件；（2）优化教学内容，注重理论与实践相结合；（3）加强师资队伍建设，提高教学质量。
材料研究方法
材料研究方法材料研究方法是指在材料科学领域中，用于研究材料性能、结构和特性的一系列科学方法和技术。
材料研究方法的选择对于材料科学研究具有至关重要的意义，它直接影响到研究结果的准确性和可靠性。
本文将介绍一些常见的材料研究方法，希望能够对材料科学研究工作者有所帮助。
首先，X射线衍射是一种常用的材料研究方法。
通过研究材料中X射线的衍射图样，可以得知材料的晶体结构、晶粒尺寸、晶格畸变等信息。
这对于材料的制备和性能研究具有重要意义。
X射线衍射方法具有非常高的分辨率和灵敏度，能够对材料进行非破坏性的表征，因此在材料科学研究中得到了广泛的应用。
其次，扫描电子显微镜（SEM）是另一种常见的材料研究方法。
SEM能够对材料表面进行高分辨率的成像，观察材料的表面形貌、微观结构和成分分布。
通过SEM的观察，可以对材料的微观形貌和组织结构进行详细的分析，为材料性能的研究提供重要的信息。
此外，透射电子显微镜（TEM）也是一种常用的材料研究方法。
与SEM相比，TEM能够对材料进行更高分辨率的成像，观察材料的微观结构和晶体缺陷。
通过TEM的观察，可以揭示材料的微观结构和晶体缺陷的信息，为材料的性能和应用提供重要的参考。
除了以上介绍的方法外，还有许多其他的材料研究方法，如原子力显微镜（AFM）、拉曼光谱、热分析、磁性测试等。
这些方法各具特点，能够从不同的角度对材料进行表征和分析，为材料科学研究提供了丰富的手段和技术支持。
综上所述，材料研究方法是材料科学研究中不可或缺的重要组成部分，它们为我们揭示了材料的微观结构和性能特点，为材料的设计、制备和应用提供了重要的参考。
在进行材料研究时，我们应根据具体问题的需要，选择合适的研究方法，以获得准确、可靠的研究结果。
希望本文介绍的材料研究方法能够对广大材料科学研究工作者有所帮助。
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研究材料必须以正确的研究方法为前提。 研究方法从广义来讲，包括技术路线、实验 技术、数据分析等。其中，技术路线是非常 重要的，实验方法的选择也是十分关键的。 从狭义来说，研究方法就是某一种测试方法。 因为每一种实验方法均需要一定的仪器，所 以也可以说，研究方法指测试材料组成和结 构的仪器方法。
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应用。
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绪论
一、X射线的发现与X射线学的发展 1、1895年11月W.C.Roentgen研究阴极射线
管时，发现一种有穿透力的肉眼看不见 的射线，称为X射线(伦琴射线)。当即在 医学上应用X射线透视技术。 Rontgen因 为发现了X射线，于1901年获得第一个诺 贝尔物理奖。
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2、1912年劳埃(M.Von Laue)以晶体为光栅，发现了晶体的X射线 衍射现象，确定了X射线的电磁波性和晶体结构的周期性。 1914年劳埃获得诺贝尔物理奖。 Laue Equation:
W.H.Bragg的儿子William Lawrence Bragg对X射线衍射研究 也感兴趣。1912年夏，W.L.Bragg利用NaCl、KCl、ZnS等晶 体进行X射线衍射实验，他将晶体出现衍射看作晶体中原子 面的反射，测定出NaCl、KCl、ZnS等第一批晶体的结构， 同时推导出满足衍射条件的Bragg方程。
1914年，W.L.Bragg发表了金属铜的晶体结构。这一结构 提供了金属中原子进行密堆积的实验数据。证实了W.Barlow （巴罗）关于金属中原子密堆积的模型。1915年布拉格父子 获得诺贝尔奖。
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4、1922年10月，美国芝加哥大学康普顿（Arthur Holly Compton）教授与中国研究生吴有训研究X射线非相干散 射促进了X射线学的发展。他们发现当X射线光子与照射 物质中束缚力不太大的外层电子碰撞时，电子一部分能量 成为反冲电子，而原光子却因碰撞而损失能量，使X射线 波长增加，以减少能量增加波长的形式改变传播方向，成 为非相干散射。这是从量子论出发设想的，而实验现象是 1922年10月康普顿和吴有训发现的，故称康-吴效应。这一 实验的成功为爱因斯坦1905年提出的光量子假说提供了有 力证据。1927年康普顿也因此获得诺贝尔奖。
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在材料研究中,做形貌和结构分析一般可根据分析目的选用下面的分析方法:
分析目的
分析方法
光学显微术(如金相、岩相等)
形态学分析
透射电子显微术﹡ 扫描电子显微术﹡
(即组织形貌分析)
投影式或接触式X射线显微术
显微自射线照相术
各种常量化学分析
微区分析
相分分析
X射线光谱和能谱术﹡ 各种电子能谱分析
X射线衍射﹡
二、本课程研究的内容: 首先介绍材料科学的概念:材料科学 是研究材料的化学组成、晶体结构、 显微组织、使用性能四者之间关系 的一门科学。
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我们研究材料就是通过改变材料的组成、 结构、组织，来达到提高和改善材料的 使用性能的目的。
我们可用材料四面体来形象的进行描述：
使用性能
化学组成
晶体结构
显微组织
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2.微观结构分析
▲ 微观结构分析主要分析材料的微观晶 体结构，即材料由哪几种晶体组成，晶 体的晶胞尺寸如何，各种晶体的相对含 量多少等。
▲ 结构分析常用的方法有：ＸＲＤ法、 TEM法、TG法、ＤＴＡ法、红外法等。 这些方法以及所用的仪器设备是我们要 学习的重点。
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3.显微组织分析
• 主要是分析材料的微观组织形貌。 • 显微组织分析常用的分析手段有：普通光
Laue实验及后来证实了： • X射线具有波粒二象性，它波长短，光子能量(E=hυ) 大。 • X射线和其它电磁波一样，能产生反射、折射、散射、干涉、
衍射、偏振和吸收等现象。 • X射线波长介于紫外线和γ-射线之间，波长范围0.01-100Å。16
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3、在1912年前后，William Henry Bragg用电离分光计研究X射 线谱，并用以测量衍射线的方向和强度。他发现X射线谱中 除有连续光谱外，尚有波长取决于靶材的特征光谱，它可 为晶体衍射提供波长单一、强度集中的特征X射线。金刚石 是第一个应用特征射线的衍射数据测定结构的晶体，下图 中示出了金刚石的结构。
学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)以及原子力显微镜 (AFM)等。 • 本课程主要学习ＳＥＭ和ＴＥＭ的原理及 分析方法试方法》张国栋主编，冶金工 业出版社
• 《材料近代分析测试方法》常铁钧 邹欣主编 哈工大版
• 《无机材料显微结构分析》周志超等编、浙大 版
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在材料四面体中，生产工艺决定 晶体结构和显微组织。 材料科学与材料工程的区别就在 于：材料科学主要研究四组元之 间的关系；而材料工程则研究如 何利用这四组元间的关系来研究 开发新材料、新产品。
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本课程研究的内容:
研究生产无机非金属材料的原料和 制品的化学组成、显微结构以及生 产工艺过程中的变化规律的研究方 法。即用什么设备、仪器、如何研究？
材料现代研究方法及测试技术
主讲: 吴建鹏
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绪论
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。材料一般是指
可以用来制造有用的构件、器件或其他物品的物质， 也可以说是将原料通过物理或化学方法加工制成的金 属、无机非金属、有机高分子和复合材料的固体物质。
不论何种材料都有一定的性能。材料的不同性能 是材料内部因素在一定外界因素作用下的综合反映。 材料的内部因素一般来说包括物质的组成和结构。
• 《材料现代分析方法》左演声等主编、北京工 大版
• 《现代材料研究方法》 王世中 臧鑫士主编 北 京航空航天大学版
• 《材料分析方法》周玉主编，机械工业出版社
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第第一一章章 XX射射线线衍衍射射分分析析
本章主要讲以下内容： ● X射线的物理基础； ●晶体的点阵结构（简介）； ●X射线衍射几何条件（重点讲Bragg定律）； ●X射线衍射束的强度； ●多晶体的物相定性分析和定量分析； ●X射线衍射仪（XRD）的原理、结构和应用； ●晶粒度的测定及X射线衍射分析在其他方面的
结构分析
电子衍射﹡ 红外光谱
穆斯堡尔谱等
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1.化学组成分析：
主要研究原料和制品的化学组成。化学 组成分析也叫化学成分分析。常用的分 析方法有：普通化学分析；仪器化学分 析（包括ICP光谱、直读光谱、Ｘ射线荧 光光谱、激光光谱等等）。化学分析本 课程不介绍。因为化学分析的目的就是 知道化学成分含量，不管用那个分析方 法，只要能精确告诉我们结果就行。