《材料測試與研究方法》課程教學大綱

1、材料測試與研究方法課程教學大綱課程編號：20311310總學時數(shù)：64（理論學時數(shù)：56；實驗學時數(shù)：8）總學分數(shù)：4課程性質(zhì)：必修課程適用專業(yè)：無機非金屬材料工程一、課程的任務(wù)和基本要求：本課程的任務(wù)是：通過學習，使學生掌握材料分析測試方法的基本原理，熟悉各種分析儀器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理，并對常用分析儀器在材料分析研究中的應(yīng)用有個基本了解。課程的基本要求是：對重要的基本概念與基本原理了解其來源、含義與適用范圍；能初步運用所學理論及方法，分析有關(guān)材料組織結(jié)構(gòu)、成分等簡單的實際問題；能熟悉常用分析儀器基本結(jié)構(gòu)與工作原理，以及樣品制備方法。了解常用分析儀器的應(yīng)用范圍；初步掌握實驗結(jié)果的分析方法與技

2、術(shù)。二、基本內(nèi)容和要求：（一）緒論1、材料研究的意義和內(nèi)容；2、材料結(jié)構(gòu)和研究方法（二）光學顯微分析1、晶體光學基礎(chǔ)； 2、光學顯微分析法； 3、特殊光學顯微分析法； 4、光學顯微分析樣品的制備； 5、光學顯微分析在材料科學中的應(yīng)用基本要求：掌握晶體光學的基本理論，了解偏光顯微鏡和反光顯微鏡的原理。重 點：偏光顯微鏡和反光顯微鏡的原理及應(yīng)用。（三）X射線衍射分析1、X射線物理基礎(chǔ)； 2、倒易點陣； 3、X射線衍射幾何條件； 4、X射線衍射線束的強度； 5、晶體的研究方法；6、X射線物相分析； 7、X射線衍射分析方法的應(yīng)用基本要求：了解X射線衍射分析在材料研究中的應(yīng)用。重 點：X射線的本質(zhì)，X射

3、線產(chǎn)生的物理基礎(chǔ)，布拉格定律，X射線衍射物相定性分析。難 點：X射線產(chǎn)生的物理基礎(chǔ)，布拉格定律，X射線衍射物相定性分析。（四）電子顯微分析1、電子光學基礎(chǔ)； 2、電子與固體物質(zhì)的相互作用； 3、透射電子顯微分析； 4、掃描電子顯微分析； 5、電子顯微分析在材料科學中的應(yīng)用基本要求：基本掌握電子與固體物質(zhì)相互作用的過程，掃描電鏡的圖像及成像信號，透射電鏡的圖像襯度和電子衍射的基本原理。熟悉應(yīng)用電子顯微分析來分析材料的顯微結(jié)構(gòu)、形貌和組成。重 點：電子與固體物質(zhì)的相互作用，電子光學的基本原理，透射電鏡的圖像襯度和電子衍射方法，掃描電鏡的圖像襯度及成像信號。難 點：電子與固體物質(zhì)的相互作用，電子光學

4、基本原理，圖像襯度，電子衍射方法。（五）熱分析1、概述； 2、差熱分析； 3、熱重分析； 4、熱分析的主要應(yīng)用舉例基本要求：掌握熱重和差熱分析的基本原理，通過實驗學會讀差熱分析圖譜，了解差熱曲線的物理含義。重 點：常用熱分析方法種類，熱重和差熱分析的基本原理，根據(jù)差熱曲線分析材料在加熱過程中的物理和化學變化。難 點：差熱分析的基本原理，差熱曲線的形成。（六）光電子能譜分析1、概述；2、光電子能譜的基本原理；3、光電子能譜實驗技術(shù)；4、光電子能譜的應(yīng)用基本要求：掌握光電子能譜的基本原理。重 點：光電子能譜原理，光電子能譜實驗技術(shù)及應(yīng)用。難 點：光電效應(yīng)，光電子能譜原理，光電子能譜的分析。 三、實

5、踐環(huán)節(jié)和要求：材料測試與研究方法實驗課程的學習與實踐是打好專業(yè)基礎(chǔ)的重要環(huán)節(jié)。通過光學顯微分析、X射線衍射分析和差熱分析儀器的演示實驗，使學生加深對理論知識的理解，了解材料結(jié)構(gòu)與性能的表征方法和有關(guān)測試儀器的結(jié)構(gòu)原理及其應(yīng)用，掌握材料主要現(xiàn)代儀器分析方法所涉及的圖譜解析和它們在材料研究領(lǐng)域中的具體應(yīng)用，為今后材料科學的研究提供了堅實的理論基礎(chǔ)和基本有效的研究方法。本課程實踐環(huán)節(jié)主要開設(shè)實驗課：1、光學顯微分析實驗2、X射線衍射分析實驗3、差熱分析實驗 四、教學時數(shù)分配：理論：56 實驗：8 上機： 其它： 教學內(nèi)容學時分配教學內(nèi)容學時分配（一）緒論2（四）電子顯微分析電子與固體物質(zhì)的相互作用1

6、（二）光學顯微分析晶體光學基礎(chǔ)6（四）電子顯微分析透射電子顯微分析3（二）光學顯微分析光學顯微分析法6（四）電子顯微分析掃描電子顯微分析4（二）光學顯微分析特殊光學顯微分析法光學顯微分析樣品的制備光學顯微分析在材料科學中的應(yīng)用2（四）電子顯微分析電子顯微分析在材料科學中的應(yīng)用1（三）X射線衍射分析X射線物理基礎(chǔ)3熱分析概述差熱分析3（三）X射線衍射分析倒易點陣2熱分析熱重分析2（三）X射線衍射分析X射線衍射幾何條件3熱分析熱分析的主要應(yīng)用舉例1（三）X射線衍射分析X射線衍射線束的強度2光電子能譜分析概述光電子能譜的基本原理4（三）X射線衍射分析晶體的研究方法2光電子能譜分析光電子能譜實驗技術(shù)光

7、電子能譜的應(yīng)用2（三）X射線衍射分析X射線物相分析3實驗1 光學顯微分析實驗4（三）X射線衍射分析X射線衍射分析方法的應(yīng)用1實驗2 X射線衍射分析實驗2（四）電子顯微分析電子光學基礎(chǔ)3實驗3 差熱分析實驗2合計64五、其它項目（含課外學時內(nèi)容）：無六、有關(guān)說明：1、教學和考核方式：本課程屬：考試課考核方式：閉卷2、習題：重要章節(jié)授課結(jié)束后補充3、能力培養(yǎng)要求：課堂教學與實驗教學相結(jié)合，要求學生了解無機非金屬常用測試方法的物理原理和應(yīng)用范圍；掌握相關(guān)儀器的結(jié)構(gòu)，功能，基本操作和維護知識；理解如何結(jié)合專業(yè)知識選用測試方法，進行材料性能的研究和檢測。4、與其它課程和教學環(huán)節(jié)的聯(lián)系：先修課程和教學環(huán)節(jié)：材料概論、大學物理B、物理化學B、高等數(shù)學B、材料科學基礎(chǔ)、膠凝材料及工藝學、混凝土學后續(xù)課程和教學環(huán)節(jié)：材料科研導論、復合材料導論、專業(yè)論文、專業(yè)綜合實踐周、畢業(yè)論文平行開設(shè)課程和教學環(huán)節(jié)：混凝土外加劑、陶瓷工藝學5、教材和主要參考書目：（1）教材：無機非金屬材料測試方法，楊南如主編，武漢理工大學出版社（2）主要參考書目：材料研究方法