《材料现代分析测试方法实验》教学大纲
材料现代分析测试实验教学设计
材料现代分析测试实验教学设计
1. 前言
材料现代分析测试实验是材料科学与工程专业中一门非常重要的课程，主要介绍现代材料分析测试的基本原理、方法、技术及应用。
本
文将探讨如何设计一套优秀的分析测试实验教学方案，使学生能够真
正掌握相关理论和技术，从而为将来的研究工作和工程实践做好充分
的准备。
2. 教学目标
本次实验教学的目标是培养学生的分析测试能力，提高学生对材料
分析测试技术的掌握，让学生能够熟练运用现代分析测试仪器进行实
验操作、测试数据处理和解释报告撰写等方面的工作。
具体目标如下：•掌握材料现代分析测试的基本原理、方法和技术；
•熟悉各种分析测试仪器的操作和使用；
•学习如何正确处理和分析实验数据；
•培养综合分析问题的能力，可以设计实验方案并进行独立科研工作；
•学会编写科学报告、口头报告和图表。
3. 教学内容
本次实验教学主要包括以下内容：
1。
现代材料分析方法教学大纲
《现代材料分析方法》教学大纲一、基本信息课程名称现代材料分析方法课程编号MEEN3306英文名称Modern Characterization of materials课程类型专业基础课总学时32理论学时22实验学时10实践学时学分2预修课程材料科学基础适用对象材控专业《现代材料分析方法》是材料成型及控制工程专业的一门必修课。
该专业覆盖各类材料及其成形领域，因此本课程介绍用于分析检测材料成分与结课程简介构的光学显微分析、X 射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、热（ 200 字左右）分析、光谱分析等方法，是材料科学研究的重要工具。
本课程的学习为今后的研究与实践打下坚实的理论基础。
二、教学目标及任务本课程是材料科学与工程系的一门专业课，目的在于培养学生掌握材料的光学显微分析、X 射线衍射分析、电子显微分析、光谱分析、热分析等所必需的基本理论、基本技能。
通过学习本课程，学生应达到如下基本要求：1．了解光学显微分析、X 射线衍射、电子衍射和电子显微分析、热分析、光谱等方法在材料科学领域中所能解决的问题及基本原理和方法。
2．能读懂一般专业文献中有关X 射线衍射、电子显微分析、热分析的图谱和结论。
3．为今后从事X 射线、电子显微分析等工作打下初步基础。
4.了解热分析技术、光谱分析等方法在材料科学领域中所能解决的问题、基本原理。
三、学时分配教学课时分配章节章节内容讲课实验实践合计第一章绪论0.5第二章光学显微分析34第三章X 射线衍射分析72第四章电子显微分析92第五章热分析12第六章其他分析方法 1.5合计2210实验（实践）课时分配序号 实验项目 内容提要实验类型 * 每组人数 学时数实验一金相样品制备 制备用于观测的金相样品 验证性15 2实验二金相显微镜使用观察铁碳合金平衡组织及验证性151及合金组织观察 其他合金组织实验三X 射线衍射分析制备用于 X 射线衍射的试综合性102样及检测分析其物相实验四热分析检测试样同步热分析曲线 综合性101检测某闲置化学药品 /特种 微观组织结构分析加工金属试样 /学生自选生10实验五的综合应用活中的金属样品等（三选设计性4一）的物相、 结构、 热性质的变化并给出相应分析合计10四、教学内容及教学要求第一章 绪论第一节 材料研究的意义和内容第二节 材料结构和研究方法的分类本章教学要求：了解有哪些材料分析研究的方法及其分析目的第二章 光学显微分析第一节 概述第二节 晶体光学基础第三节 金相显微镜第四节 偏光显微镜第五节 偏光金相显微镜第六节 光学显微分析技术的突破——近场光学显微镜*习题要点：光学显微分析方法以及金相样品的制备本章重点、难点：金相组织分析、偏光显微镜原理本章教学要求：掌握光学显微分析的实验方法与结果分析第三章 X 射线衍射分析第一节 X 射线的物理基础第二节 X 射线衍射原理第三节 X 射线衍射束的强度第四节实验方法及样品制备第五节 X 射线粉末衍射物相定性分析第六节 X 射线物相定量分析*第七节 X 射线衍射技术在其他方面的应用*习题要点： X 射线衍射图谱中衍射峰的标定（衍射角度与对应晶面间的关系）本章重点、难点：X 射线衍射的原理及定性分析本章教学要求：理解X 射线衍射分析的原理；掌握X 射线衍射图谱的基本分析方法第四章电子显微分析第一节概述第二节透射电镜第三节扫描电镜第四节电子探针仪第五节电镜的近期发展*第六节电子光学表面分析仪*习题要点：扫描电镜与透射电镜测试结果的分析处理（电镜图片与图谱、衍射花样）本章重点、难点： SEM与 TEM的适用范围、测试目的； SEM与 TEM测试结果的基本分析本章教学要求：了解 SEM与 TEM的原理及应用；掌握 SEM与 TEM测试结果基本分析方法第五章热分析第一节概述第二节差热分析第三节差示扫描量热分析法第四节热重分析第五节热膨胀和热机械分析*习题要点： DTA、 DSC、TG的测试方法与测试结果曲线的初步分析本章重点、难点：热分析测试结果的基本分析本章教学要求：了解几种热分析方法的原理及应用范围；掌握热分析结果的基本分析方法第六章光谱分析*第七章核磁共振分析*第八章质谱分析*第九章材料测试方法的综合应用*五、考核方式及要求考核方式：闭卷考试考试题型：主客观题相结合，包括名词解释、填空题、选择题和问答题、综合分析题等形式。
材料现代分析与测试技术 教学大纲
材料现代分析与测试技术课程教学大纲一、课程性质、教学目的及教学任务1.课程性质本课程是材料类专业的专业基础课，必修课程。
2.教学目的学习有关材料组成、结构、形貌状态等分析测试的基本理论和技术，为后续专业课学习及将来材料研究工作打基础。
3.教学任务课程任务包括基本分析测试技术模块——X射线衍射分析、电子显微分析、热分析；扩充分析测试技术模块——振动光谱分析和光电子能谱分析。
在各模块中相应引入新发展的分析测试技术：X射线衍射分析X射线衍射图谱计算机分析处理；电子显微分析引入扫描探针显微分析（扫描隧道显微镜、原子力显微镜）；热分析引入DSC分析。
二、教学内容的结构、模块绪论了解材料现代分析与测试技术在无机非金属材料中的应用、发展趋势，明确本课程学习的目的和要求。
1. 本课程学习内容2. 本课程在无机非金属材料中的应用3. 本课程的要求（一）X射线衍射分析理解掌握特征X射线、X射线与物质的相互作用、布拉格方程等X射线衍射分析的基本理论，掌握X射线衍射图谱的分析处理和物相分析方法，掌握X射线衍射分析在无机非金属材料中的应用，了解X射线衍射研究晶体的方法和X射线衍射仪的结构，了解晶胞参数测定方法。
1. X射线物理基础（1）X射线的性质（2）X射线的获得（3）特征X射线和单色X射线2. X射线与物质的相互作用3. X射线衍射几何条件4. X射线衍射研究晶体的方法（1）X射线衍射研究晶体的方法（2）粉末衍射仪的构造及衍射几何5. X射线衍射数据基本处理6. X射线衍射分析应用（1）物相分析（2）X射线衍射分析技术在测定晶粒大小方面的应用（二）电子显微分析理解掌握电子光学基础、电子与固体物质的相互作用、衬度理论等电子显微分析的基本理论，掌握透射电镜分析、扫描电镜分析、电子探针分析的应用和特点，掌握用各种衬度理论解释电子显微像，掌握电子显微分析样品的制备方法，了解透射电镜、扫描电镜、电子探针的结构。
1. 电子光学基础（1）电子的波长和波性（2）电子在电磁场中的运动和电磁透镜（3）电磁透镜的像差和理论分辨率（4）电磁透镜的场深和焦深2. 电子与固体物质的相互作用（1）电子散射、内层电子激发后的驰豫过程、自由载流子（2）各种电子信号（3）相互作用体积与信号产生的深度和广度3. 透射电子显微分析（1）透射电子显微镜（2）透射电镜样品制备（3）电子衍射（4）透射电子显微像及衬度（5）透射电子显微分析的应用4. 扫描电子显微分析（1）扫描电子显微镜（2）扫描电镜图像及衬度（3）扫描电镜样品制备5. 电子探针X射线显微分析（1）电子探针仪的构造和工作原理（2）X射线谱仪的类型及比较（3）电子探针分析方法及其应用6. 扫描探针显微分析（1）扫描隧道显微镜（2）原子力显微镜（三）热分析理解掌握差热分析、热释光谱分析的基本原理，掌握差热曲线的判读及影响因素，掌握热释光谱分析，了解差热分析仪的结构，了解热重分析和示差扫描量热分析。
材料现代分析测试方法教学设计
材料现代分析测试方法教学设计1. 引言材料现代分析测试方法是材料科学中的重要领域，它不仅关系到材料的性能评估、质量控制、过程优化等方面，也与材料基础研究密切相关。
本文旨在探讨如何针对材料现代分析测试方法的教学设计，提高学生的实验技能、科学素养和综合素质。
2. 教学目标1.了解材料现代分析测试方法的技术基础、原理和应用；2.掌握现代分析测试方法的基本技能，包括样品制备、测试操作、数据处理等；3.培养学生的实验思维、实验技能和科学态度；4.提高学生的综合素质，包括团队协作、口头表达、写作能力等。
3. 教学内容3.1 材料现代分析测试方法概述介绍材料现代分析测试方法的发展历程、技术分类、应用领域等，使学生了解不同的现代测试方法的特点和优势。
3.2 样品制备与仪器调试掌握样品制备的基本方法和实验技巧，包括样品收集、样品制备、样品保存等方面内容。
同时，对仪器操作、仪器调试等方面进行详细介绍和演示，以保证实验数据的准确性和稳定性。
3.3 现代分析测试方法基础实验介绍常见的材料现代分析测试方法，包括SEM、TEM、XRD、XRF等方法，通过实验演示的方式来掌握分析测试方法的基本操作技能。
3.4 分析测试方法的综合应用选取一些案例，通过现代分析测试方法对材料进行分析测试，提高学生对分析测试方法的综合应用能力。
4. 教学方法与手段该课程以理论与实践相结合的方式进行，顺序讲解每个部分内容，进行示范，引导学生进行操作练习。
同时，结合课程设计，设计习题，让学生进行思考、探讨和解决问题。
5. 教学评价本课程的教学评价是单项评估和综合评估相结合的方式，主要由实验操作能力、实验报告写作和课堂表现三个方面来综合考察学生的综合素质。
6. 教学效果预期通过本次课程的学习，学生将对材料现代分析测试方法有了新的认识和理解，掌握了相关的基本技能和知识。
这将为他们未来的学习学术研究和实践应用打下基础，并有助于提高他们实验技能、科学素养和综合素质。
材料现代分析测试方法教案
材料现代分析测试方法教案(总18页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除材料科学与工程学院教案教师姓名：课程名称：材料现代分析测试方法课程代码：授课对象：本科专业：材料物理授课总学时：64其中理论：64实验：16（单独开课）教材：左演声等. 材料现代分析方法. 北京工业大学出版社，2000材料学院教学科研办公室制图3-3入射电子束与固体作用产生的发射现象3-2电子“吸收”与光子吸收有何不同？3-3入射X射线比同样能量的入射电子在固体中穿入深度大得多，而俄歇电子与X光电子的逸出深度相当，这是为什么？3-8配合表面分析方法用离子溅射实行纵深剖析是确定样品表面层成分和化学状态的重要方法。
试分析纵深剖析应注意哪些问题。
二、补充习题1、简述电子与固体作用产生的信号及据此建立的主要分析方法。
章节名称第四章材料现代分析测试方法概述教学时数4教学目的及要求1．掌握X射线衍射、电子衍射、紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱、透射电子显微镜、扫描电子显微镜和电子探针X射线显微分析的用途。
2．了解原子发射光谱、原子吸收光谱、原子荧光光谱、核磁共振谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱、紫外光电子能谱、俄歇电子能谱、色谱、质谱及电化学分析方法的用途。
重点难点重点：X射线衍射、电子衍射、紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱、透射电子显微镜、扫描电子显微镜和电子探针X射线显微分析的用途。
教学内容提要第一节衍射分析方法概述X射线衍射、电子衍射。
第二节光谱分析方法概述原子发射光谱，原子吸收光谱，原子荧光光谱，紫外可见吸收光谱，红外吸收光谱，分子荧光光谱，分子磷光光谱，X射线荧光光谱，核磁共振谱，拉曼光谱等。
第三节电子能谱分析方法概述X射线光电子能谱，紫外光电子能谱，俄歇电子能谱。
第四节电子显微分析方法概述透射电子显微镜，扫描电子显微镜，电子探针X射线显微分析。
第五节色谱、质谱及电化学分析方法概述色谱分析法，质谱分析法，电化学分析法。
[范文]-材料现代分析测试方法教案.doc
![[范文]-材料现代分析测试方法教案.doc](https://img.taocdn.com/s3/m/703446b5650e52ea54189825.png)
材料科学与工程学院教师姓名：课程名称：课程代码：授课对象：授课总学时:其中理论：材料现代分析测试方法本科专业：材料物理6464 实验：16 （单独开课）左演声等.材料现代分析方法.北京工业大学出版社，2000材料学院教学科研办公室制重点：电磁波谱，物质波，分子总能量与能级结构，分了轨道与电子能级，分了的振动与重点振动能级，干涉指数，倒易点阵，晶带。
难点难点：原子能态与原子量了数，原了的磁矩，原子核日旋-与核磁矩，干涉指数，倒易点阵, 晶带。
教学内容提要第一节电磁辐射与物质波一、电磁辐射与波粒二象性1-10下列哪些晶面属于［ill］晶带?(111),(231),(231),(211),(101),(101),(133)。
二、补充习题1、试求加速也压为1、10、100kV时，电子的波长各是多少？考虑相对论修正后又各是多少？・I早JJ 名称第三章粒子（束）与材料的相互作用教学时数教学目的及要求2.3.4.5.6. 重点难点作业3-22-3下列哪种跃迁不能产生？3我一3》［、3&—3|£>2、3>2—33Z）3> 43S—4>!o2-5分了能级跃迁有哪些类型？紫外、可见光谱与红外光谱相比，备有何特点？2-6以Mg% （入=9.89A）辐射为激发源，由谱仪（功函数4cV）测得某元素（固体样品）X射线光电子动能为981.5eV,求此元素的电子结合能。
2-7用能级示意图比较X射线光电子、特征X射线与俄歇电了的概念。
二、补充习题1、俄歇电了能谱图与光电子能谱图的表示方法有何不同？为什么？2、简述X射线与固体相互作用产生的主要信息及据此建立的主要分析方法。
1.理解概念：（电子的）最大穿入深度、连续X射线、特征X射线、溅射；掌握概念：散射角（20）、电子吸收、二次电子、俄歇电子、背散射电了、吸收电流（电子）、透射电子、二次离子。
了解物质对电子散射的基元、种类及其特征。
掌握电子与物质相互作用产生的主要信号及据此建立的主要分析方法。
材料现代分析测试方法教学大纲
材料现代分析测试方法教学大纲课程名称：材料现代分析测试方法 课程编码：1024101 学 时：72 学 分：4开课学期：6课程类别：必修课课程性质：专业基础课先修课程：材料科学基础，教 材：常铁军等主编，材料近代分析测试方法，哈尔滨工业大学出版社一、课程性质、目的与任务：本课程是针对材料学专业各专业方向本科生而开设专业基础课的。
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。
二、课程的基本内容：光学显微分析仪器；金相试样的制备；特殊光学金相技术与显微硬度的 测定； 定量金相技术；X射线物理学基础；X射线运动学衍射理论；X射线 衍射方法；晶体取向的测定；点阵常数的精确测定；多晶体的物相分析；宏 观应力测定；电子与物质的交互作用；透射电子显微分析；扫描电子显微分 析；表面成分分析；电子显微技术的新进展及试验方法的选择；核磁共振与 电子自旋共振波谱；X 射线光电子能谱；固体高聚物的小角光散射；热分析 技术；超声波检测。
三、课程基本要求：1 光学显微分析仪器光学显微镜成象原理：显微镜的种类，金相显微镜成象原理，透镜像差 及校正；显微镜的使用；光源及其使用方法，显微镜的放大率及景深。
2 金相试样的制备试样的截取和镶嵌：金相试样的取样原则，金相试样的截取，金相试样 的镶嵌，金相试样的磨制；金属显微组织的显示；化学显示，电解显示，其 它显示3 特殊光学金相技术与显微硬度的测定偏光显微镜的原理、结构及应用：金相显微镜的偏光装置，偏光装置的 调整，偏光显微镜的应用；相衬显微分析的基本原理和相衬显微镜的光学结 构；相衬显微分析原理，相衬显微镜的光学结构；高温金相显微镜的结构和 应用；高温金相显微镜的结构，高温金相在金属材料研究中的应用；显微硬 度及其测定；显微硬度测试原理，显微硬度测试要点。
4 定量金相技术定量金相概述：定量金相的符号及测量基本原理；定量金相用的符号， 定量测量基本原理；显微组织特征参数测量；晶粒大小，分散分布的第二相 粒子，片层状组织，界面曲率，有向组织参数5 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6 X射线运动学衍射理论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7 X射线衍射方法粉末照相法：粉末法成象原理，德拜－谢乐法；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。
材料现代分析与测试技术 教学大纲
材料现代分析与测试技术课程教学大纲一、课程性质、教学目的及教学任务1.课程性质本课程是材料类专业的专业基础课，必修课程。
2.教学目的学习有关材料组成、结构、形貌状态等分析测试的基本理论和技术，为后续专业课学习及将来材料研究工作打基础。
3.教学任务课程任务包括基本分析测试技术模块——X射线衍射分析、电子显微分析、热分析；扩充分析测试技术模块——振动光谱分析和光电子能谱分析。
在各模块中相应引入新发展的分析测试技术：X射线衍射分析X射线衍射图谱计算机分析处理；电子显微分析引入扫描探针显微分析（扫描隧道显微镜、原子力显微镜）；热分析引入DSC分析。
二、教学内容的结构、模块绪论了解材料现代分析与测试技术在无机非金属材料中的应用、发展趋势，明确本课程学习的目的和要求。
1. 本课程学习内容2. 本课程在无机非金属材料中的应用3. 本课程的要求（一）X射线衍射分析理解掌握特征X射线、X射线与物质的相互作用、布拉格方程等X射线衍射分析的基本理论，掌握X射线衍射图谱的分析处理和物相分析方法，掌握X射线衍射分析在无机非金属材料中的应用，了解X射线衍射研究晶体的方法和X射线衍射仪的结构，了解晶胞参数测定方法。
1. X射线物理基础（1）X射线的性质（2）X射线的获得（3）特征X射线和单色X射线2. X射线与物质的相互作用3. X射线衍射几何条件4. X射线衍射研究晶体的方法（1）X射线衍射研究晶体的方法（2）粉末衍射仪的构造及衍射几何5. X射线衍射数据基本处理6. X射线衍射分析应用（1）物相分析（2）X射线衍射分析技术在测定晶粒大小方面的应用（二）电子显微分析理解掌握电子光学基础、电子与固体物质的相互作用、衬度理论等电子显微分析的基本理论，掌握透射电镜分析、扫描电镜分析、电子探针分析的应用和特点，掌握用各种衬度理论解释电子显微像，掌握电子显微分析样品的制备方法，了解透射电镜、扫描电镜、电子探针的结构。
1. 电子光学基础（1）电子的波长和波性（2）电子在电磁场中的运动和电磁透镜（3）电磁透镜的像差和理论分辨率（4）电磁透镜的场深和焦深2. 电子与固体物质的相互作用（1）电子散射、内层电子激发后的驰豫过程、自由载流子（2）各种电子信号（3）相互作用体积与信号产生的深度和广度3. 透射电子显微分析（1）透射电子显微镜（2）透射电镜样品制备（3）电子衍射（4）透射电子显微像及衬度（5）透射电子显微分析的应用4. 扫描电子显微分析（1）扫描电子显微镜（2）扫描电镜图像及衬度（3）扫描电镜样品制备5. 电子探针X射线显微分析（1）电子探针仪的构造和工作原理（2）X射线谱仪的类型及比较（3）电子探针分析方法及其应用6. 扫描探针显微分析（1）扫描隧道显微镜（2）原子力显微镜（三）热分析理解掌握差热分析、热释光谱分析的基本原理，掌握差热曲线的判读及影响因素，掌握热释光谱分析，了解差热分析仪的结构，了解热重分析和示差扫描量热分析。
《现代分析测试方法》课程教学大纲
本科生课程大纲课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、课程介绍1.课程描述：现代大型仪器的分析测试已广泛应用于地球科学的各学科中，成为深化或解决地球科学中重要与关键科学问题的技术，在地球科学各领域中起着十分重要的作用。
不但是地球科学理论知识的拓展与延伸，也是训练学生综合思维与动手能力的重要途径。
现代分析测试方法课程以提高地质学工作技能为主线，通过对地学中使用的大型仪器设备的应用介绍，结合对学校大陆动力学实验室大型测试仪器的参观，使学生对地学研究有一较系统完整的学习认识。
毕业后较快适应科研与生产工作。
课程主要内容有8个章节：（1）分析测试技术研究背景及与地质研究的关系、地质研究中分析测试技术应用思路与准备。
（2）地质样品的特点、一般性采样程序和原则、区域地质研究的采样原则、专题性地质研究采样的原则。
（3）双目实体显微镜的观测技术、透-反两用偏光显微镜的结构功能和观测技术、偏光显微镜下观测两面抛光与超薄薄片的优点及特殊研究内容。
（4）微电子束分析的物理基础与分析技术、电子探针仪器结构、定性分析、定量分析、线分析、面分析、二次电子以及背散射图像观察、CL图像分析、CHIME化学年龄测定、标准矿物样品的选择标准以及测试样品的预处理（固体岩石矿物以及碎屑沉积物的样品制作方法，样品的抛光、喷炭等）。
（5）X射线荧光光谱分析原理、X射线荧光光谱仪主要组成与结构、波长色散和能量色散的区别，x射线荧光光谱的定性分析与定量分析，数据校正方法，样品制备及1数据处理等。
（6）ICP发射光谱分析概述、ICP发射光谱分析基本概念、ICP发射光谱分析基本原理、ICP发射光谱仪、ICP-AES分析方法、ICP发射光谱分析样品前处理方法、ICP-AES分析应用简介。
（7）ICP-MS质谱分析概述、ICP-MS质谱分析基本概念、ICP-MS质谱分析基本原理、ICP-MS质谱仪、ICP-MS质谱分析方法、ICP-MS质谱分析样品前处理方法、ICP-MS质谱分析应用简介。
材料现代测试技术---教学大纲
材料现代测试技术一、课程说明课程编号: 420209Z10课程名称: 材料现代测试技术/ Modern Testing Technique of Materials课程类别: 专业教育课程学时/学分: 32/2先修课程: 工程材料基础适用专业: 航空航天工程教材、教学参考书:(1.廖晓玲主编.材料现代测试技术. 北京: 冶金工业出版社, 2010年；(2.欧阳国恩主编.复合材料试验技术.武汉：武汉理工大学出版社，1993年。
二、课程设置的目的意义是为航空航天工程专业航空航天复合材料方向所设立的一门拓展知识体系的专业选修课程。
课程设计的目的是: 通过本课程学习, 使学生掌握现代测试技术和复合材料专用测试技术的基本原理, 了解材料力学、化学和物理性能等多方面的测试技术。
通过理论与实践相结合的方法, 培养学生在复合材料实验方面的动手能力, 为从事复合材料及其相关行业研究与开发奠定坚实基础。
三、课程的基本要求知识: 掌握材料现代测试的主要方法, 包括材料性能现代测试技术和复合材料专用测试技术两部分。
前者包括常用的热分析、色谱分析、光谱分析、质谱分析、核磁共振和扫描电子显微镜等基本测试方法；后者主要针对复合材料的拉伸、弯曲、冲击等基本力学性能以及吸水、导电、导热等性能的测试。
能力: 从应用的角度表征复合材料的结构及其性能, 用于解决材料制备的工程问题；用材料结构和理化性能的表征方法进行材料制备及其分析, 培养解决复杂工程问题的能力；提高针对具体问题提出有效的解决方案, 增强开发新材料的能力；在测试与材料学科的交叉知识的讨论中培养创新意识, 提高分析、发现、研究和解决问题的能力。
素质：建立复合材料－结构-性能一体的观念, 通过课程中的分析讨论辩论培养分析沟通交流素质, 通过课外导学的模式, 提升自主学习和终身学习的意识, 形成不断学习和适应发展素质。
四、教学内容、重点难点及教学设计五、考核方式及成绩评定。
《材料现代分析测试方法实验》教学大纲
《材料现代分析测试方法实验》教学大纲《材料现代分析测试方法实验》教学大纲课程学时32适用专业材料化学一、本门实验课程的教学目的和要求材料现代分析测试分析方法实验是一个重要的教学环节，通过学习可引导学生了解各实验的原理，熟悉实验设备，运用所学原理对实验结果进行分析，培养学生的动手能力，观察实验现象，理论联系实际，分析实验结果，解决实际问题的能力，有助于学生专业综合素质的提高。
本课程的基本要求是：1．了解现代主要分析测试仪器的结构、基本组成、工作原理和主要操作方法；2．熟悉分析测试对样品的要求，掌握一般的制样方法，了解特殊的制样方法；3．学会实验结果的数据处理与分析方法；4．学会主要分析方法的计算机检索方法；5．掌握实验的分析测试技术的主要用途。
二、本实验课程与其它课程的关系前修课程：高等数学、大学物理、无机化学、晶体学、近代物理、材料现代分析测试方法等。
后继课程：材料合成与制备技术实验、材料物理综合实验、毕业实习、毕业论文等。
三、实验课程理论教学内容安排（包括章节、体系、重点、难点、考核方法、学时安排、实验安排、教材及参考书）1．本门实验课的具体实验穿插在理论课《材料现代分析测试方法》授课时段之中进行。
2．实验指导书：自编讲义：《材料现代分析测试分析方法实验》指导书，2006。
3．参考书[1] 材料现代分析方法.左演声等.北京工业大学出版社，2003。
[2] 材料近代分析测试方法.常铁军等.哈尔滨工业大学出版社，2003[3] 材料分析测试技术——材料X射线衍射与电子显微分析.周玉等. 哈尔滨工业大学出版社，1998[4] 无机非金属材料测试分析方法．杨南如等．武汉工业大学出版社，2003[5] 材料物理现代研究方法．马如璋等．冶金工业出版社，1997[6] 非金属矿产物相及性能测试与研究.万朴等.武汉工业大学出版社，1992四、实验内容安排（简要说明实验项目体系的结构、类型[综合型、设计型、验证型、演示型、课外自选型]，分项目列出每个实验的目的、要求、内容、方法、时间、参考材料，其它实验（如开放时间的自选实验））（一）实验项目序号实验项目学时实验类型必做或选做1X射线衍射仪的认识及样品制备1验证必做2X射线衍射物相定性分析2必做3X射线衍射物相定量分析2综合选做4晶体点阵常数的精确测定2综合选做5电子显微镜的认识及样品制备1验证必做6电子显微照片的分析2综合必做7电子衍射分析2综合选做8电子探针X射线显微分析2选做9紫外可见吸收分光光度计的认识及样品制备1验证选做10红外光谱仪的认识及样品制备1验证必做11红外光谱物相定性分析1综合必做12红外光谱物相定量分析2综合选做13综合热分析仪的认识1验证必做14热重（TG）-差热（DTA）-差示扫描量热（DSC）曲线分析1必做15其它分析测试仪器的认识2验证选做16天然原料的鉴定与分析4综合选做17无机材料的鉴定与分析4综合选做18高分子材料的鉴定与分析4综合选做备注：实验项目16、17、18中必须选做一个。
《材料分析测试方法实验》课程教学大纲
材料分析测试方法实验Material Analysis Experimental Testing Method一、课程基本情况学分：2学分课程总学时：32学时实验总学时：32学时开课学期：第6学期课程性质：必修对应理论课程：材料科学基础，材料分析测试方法适用专业：材料物理专业教材：朱和国.主编，《材料科学研究与测试方法》，东南大学出版社，2008年。
开课单位：物理与光电工程学院材料物理系二、实验课程的教学目标和任务本课程是材料物理专业的专业主干课程，是一门理论和实践性都很强的专业基础课。
木课程教学内容是后继材料类专业课程和进行材料科学研究和工程技术开发的理论和试验基础，是了解材料微观结构和改进性能的不可缺少的工具。
本课程采用以问题为导向的研究性教学方法，使学生掌握相应的基本知识、基本技能及必要的理论基础，具有正确选择材料分析方法、测试方法的能力：具备专业从事材料分析测试工作的初步基础；具备通过继续学习掌握材料分析新方法、新技术的自学能力，培养学生正确选用现代分析技术开展材料组成、结构与性能关系的科学研究能力。
课程主要分为两大局部，第一局部主要讲授材料现代分析测试方法的基本原理、试验方法、仪器设备及其应用。
内容包括：X射线衍射分析原理、X 射线多晶衍射方法及应用、透射电子显微分析、扫描电子显微分析与电子探针、光电子能谱与俄歇电子能谱、光谱分析技术、热分析技术。
第二局部为实验局部，使学生掌握几种常用的材料现代分析方法的仪器操作和数据分析技术。
通过本课程的学习，使学生对材料的各种现代分析方法有一个较全面的了解和认识。
三、实验课程的内容和要求（1）实验报告的撰写要求：实验报告的撰写要求：实验报告包括实验目的，实验仪器，实验原理，实验步骤，实验数据与实验结果，分析与讨论（2）实验报告：8次（3）考核及成绩评定：该实验课程考核分为平时实验操作考核和实验报告考核，成绩由平时成绩（30%）与实验报告成绩（70%）综合评定。
《材料现代分析测试》实验讲义
实验一
一、实验目的
材料的介电性能测试
1. 掌握介电材料的极化、介电性能及其表示方法。 2. 了解精密阻抗分析仪的设备构造、测试原理和试样要求。 3. 掌握利用精密阻抗分析仪对材料的介电性能进行测试的方法。 二、实验原理 物质都是由带正、负电荷的粒子构成的，如果将物质置于电磁场中，其中的带电粒子则会因 电磁场力的作用而改变其分布状态。这种改变从宏观效应上看，表现为物质对电磁场的极化、磁 化和传导响应， 分别由介电常数 （Permittivity） 、 磁导率 （Permeability） 和电导率 （Conductivity）
S
d
图 1 平行板电容器示意图 电介质的极化机理主要有以下几种：
图 2 原子极化示意图
，是指离子或原子的电子云相对于携带正电荷的原子核位移引起的极 （1）电子极化率（ e ） 化率。这种极化在一切电介质中都存在。大多数电子极化率与原子或离子半径的三次方成正比关 系： e 4 0 R 。
e i d s
而其介电常数也是由于上述各种极化的综合作用而产生的结果。 3. 测试原理 本实验中，我们采用 Agilent E4991A 精密阻抗分析仪对材料的介电常数进行测试。
3
（10）
云南大学材料科学与工程系
《材料分析方法实验》实验讲义
Agilent E4991A 对材料介电常数的测量所采用的是电容法（Capacitance Method） ，通过测量 被测材料的电容来计算材料的相对介电常数， 其所采用的测量夹具为 16453A， 电容法的测试原理 图如图 3 所示。 图 3 中 DUT 表示待测试样（Device Under Test） ，其厚度为 t，S 表示与被测试样表面接触的 电极的面积。被测试样可以等效为一个电容 C（如图 3 ( i )所示） ，由于该电容的电容值较其阻抗 要小得多，所以它又可以等效为一个包含平行电容和平行电导的等效电路（如图 3 ( ii )所示） 。
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《材料现代分析测试方法实验》教学大纲
课程学时32
适用专业材料化学
一、本门实验课程的教学目的和要求
材料现代分析测试分析方法实验是一个重要的教学环节，通过学习可引导学生了解各实验的原理，熟悉实验设备，运用所学原理对实验结果进行分析，培养学生的动手能力，观察实验现象，理论联系实际，分析实验结果，解决实际问题的能力，有助于学生专业综合素质的提高。
本课程的基本要求是：
1．了解现代主要分析测试仪器的结构、基本组成、工作原理和主要操作方法；
2．熟悉分析测试对样品的要求，掌握一般的制样方法，了解特殊的制样方法；
3．学会实验结果的数据处理与分析方法；
4．学会主要分析方法的计算机检索方法；
5．掌握实验的分析测试技术的主要用途。
二、本实验课程与其它课程的关系
前修课程：高等数学、大学物理、无机化学、晶体学、近代物理、材料现代分析测试方法等。
后继课程：材料合成与制备技术实验、材料物理综合实验、毕业实习、毕业论文等。
三、实验课程理论教学内容安排
（包括章节、体系、重点、难点、考核方法、学时安排、实验安排、教材及参考书）
1．本门实验课的具体实验穿插在理论课《材料现代分析测试方法》授课时段之中进行。
2．实验指导书：自编讲义：《材料现代分析测试分析方法实验》指导书，2006。
3．参考书
[1] 材料现代分析方法.左演声等.北京工业大学出版社，2003。
[2] 材料近代分析测试方法.常铁军等.哈尔滨工业大学出版社，2003
[3] 材料分析测试技术——材料X射线衍射与电子显微分析.周玉等. 哈尔滨工业大学出版社，1998
[4] 无机非金属材料测试分析方法．杨南如等．武汉工业大学出版社，2003
[5] 材料物理现代研究方法．马如璋等．冶金工业出版社，1997
[6] 非金属矿产物相及性能测试与研究.万朴等.武汉工业大学出版社，1992
四、实验内容安排
（简要说明实验项目体系的结构、类型[综合型、设计型、验证型、演示型、课外自选型]，分项目列出每个实验的目的、要求、内容、方法、时间、参考材料，其它实验（如开放时间的自选实验））
（一）实验项目
序号
实验项目
学时
实验类型
必做或选做
1
X射线衍射仪的认识及样品制备
1
验证
必做
2
X射线衍射物相定性分析
2
综合
必做
3
X射线衍射物相定量分析
2
综合
选做
4
晶体点阵常数的精确测定
2
综合
选做
5
电子显微镜的认识及样品制备
1
验证
必做
6
电子显微照片的分析
2
综合
必做
7
电子衍射分析
2
综合
选做
8
电子探针X射线显微分析
2
验证
选做
9
紫外可见吸收分光光度计的认识及样品制备
1
验证
选做
10
红外光谱仪的认识及样品制备
1
验证
必做
11
红外光谱物相定性分析
1
综合
必做
12
红外光谱物相定量分析
2
综合
选做
13
综合热分析仪的认识
1
验证
必做
14
热重（TG）-差热（DTA）-差示扫描量热（DSC）曲线分析
1
综合
必做
15
其它分析测试仪器的认识
2
验证
选做
16
天然原料的鉴定与分析
4
综合
选做
17
无机材料的鉴定与分析
4
综合
选做
18
高分子材料的鉴定与分析
4
综合
选做
备注：实验项目16、17、18中必须选做一个。
（二）实验内容及要求
实验一 X射线衍射仪的认识及样品制备 1学时
了解X射线衍射仪的组成、结构、工作原理、基本操作步骤和注意事项；了解X射线衍射分析的样品制备方法；掌握粉末样品的送样要求；掌握平板样品制备方法。
实验二 X射线衍射物相定性分析 2学时
熟悉X射线衍射物相定性分析（物相鉴定）的基本原理；练习用PDF（ASTM）卡片及索引对多相物质进行物相定性分析；练习计算机检索图谱方法；掌握利用X射线衍射图进行物相定性分析的方法。
实验三 X射线衍射物相定量分析 2学时
了解物相定量分析的基本原理，学会一种定量分析方法。
实验四晶体点阵常数的精确测定 2学时
熟悉晶体结构精修原理，练习一种晶体的结构精修。
实验五电子显微镜的认识及样品制备 1学时
了解电子显微镜的基本组成、工作原理和基本操作步骤；了解电子显微镜分析样品的常规制备方法。
实验六电子显微照片的分析 2学时
练习对二次电子像（照片）、明场像（或暗场像）、背散射电子像等电子显微照片的解释和分析，学会电子显微像的分析方法。
实验七电子衍射分析 2学时
了解透射电镜上选区电子衍射的原理和实验方法，熟悉多晶体和单晶体电子衍射花样的指标化原理与步骤，练习一种单晶体电子衍射花样的指标化，学会电子衍射分析方法。
实验八电子探针X射线显微分析 2学时
了解电子探针的应用范围及基本结构；了解波谱仪的结构及工作原理；了解能谱仪的结构及工作原理；掌握基本分析方法。
实验九紫外可见吸收分光光度计的认识及样品制备 1学时
了解紫外可见吸收分光光度计的基本结构和工作原理，学会样品的基本制备方法。
实验十红外光谱仪的认识及样品制备 1学时
了解红外光谱仪的基本组成、工作原理和基本操作步骤；了解红外光谱的样品制备方法；掌握固体样品分析的送样要求；熟悉KBr压片法制备样品。
实验十一红外光谱物相定性分析 2学时
熟悉红外光谱物相定性分析原理，掌握利用红外光谱图进行物相定性分析方法。
实验十二红外光谱物相定量分析 2学时
熟悉红外光谱物相定量分析原理，掌握利用红外光谱图进行物相定量分析方法。
实验十三综合热分析仪的认识 1学时
了解综合热分析仪的基本结构与工作原理，了解仪器的操作方法和注意事项，了解热析对样品的要求，熟悉影响热分析曲线的影响因素。
实验十四热重-差热-差示扫描量热曲线分析 2学时
练习在计算机上对TG曲线和DTA（DSC）曲线进行分析；掌握利用热分析曲线鉴定物相；学会解释TG曲线和DTA（DSC）曲线。
实验十五其它分析测试仪器的认识 2学时
了解除上述分析方法外的仪器的结构与工作原理，了解样品要求及制备方法，了解分析方法。
实验十六天然原料的鉴定与分析 4学时
综合应用X射线衍射、电子显微分析、红外光谱和热分析等方法，对陶瓷原料——粘土（或其它原料）进行物相分析，说明不同分析测试方法的优缺点，学会对未知样品分析的步骤和方法。
实验十七无机材料的鉴定与分析 4学时
综合应用X射线衍射、电子显微分析、红外光谱和热分析等方法，对水泥熟料（或其它材料）进行物相分析，说明不同分析测试方法的优缺点，学会对未知样品分析的步骤和方法。
实验十八高分子材料的鉴定与分析 4学时
综合应用紫外可见吸收光谱、红外光谱、核磁共振、质谱和热分析等方法，对高分子材料进行成分与结构鉴定，说明不同分析测试方法的优缺点，学会对未知样品分析的步骤和方法。
五、实验报告及成绩评定
1．实验报告的要求
实验报告的内容应包括：实验名称、日期、方法原理、实验仪器名称和型号、所用试剂的规格与浓度（使用了就必须写出）、实验条件（或参数）、实验操作步骤、实验数据（或图谱）、实验中出现的现象、实验数据（或图谱）分析处理结果、问题讨论以及对实验教材（或指导书）中提出思考题的回答，等等。
实验报告应字迹工整、文字简练、术语使用恰当，分析有理有据，内容充实，图文并茂，写作格式规范。
2．成绩评定
实验纪律与态度10%，实验过程40%，实验报告50%。
百分制记录成绩。
缺少一次及以上实验，成绩不及格。