《材料測試與研究方法》課程教學(xué)大綱

1、材料測試與研究方法課程教學(xué)大綱課程編號(hào)：20311310總學(xué)時(shí)數(shù)：64（理論學(xué)時(shí)數(shù)：56；實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)：8）總學(xué)分?jǐn)?shù)：4課程性質(zhì)：必修課程適用專業(yè)：無機(jī)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(xué)習(xí)，使學(xué)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(gè)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(yùn)用所學(xué)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(xué)顯微分析1、晶體光學(xué)基礎(chǔ)； 2、光學(xué)顯微分析法； 3、特殊光學(xué)顯微分析法； 4、光學(xué)顯微分析樣品的制備； 5、光學(xué)顯微分析在材料科學(xué)中的應(yīng)用基本要求：掌握晶體光學(xué)的基本理論，了解偏光顯微鏡和反光顯微鏡的原理。重 點(diǎn)：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(diǎn)陣； 3、X射線衍射幾何條件； 4、X射線衍射線束的強(qiáng)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(diǎn)：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(diǎn)：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(xué)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(xué)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(hào)，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(diǎn)：電子與固體物質(zhì)的相互作用，電子光學(xué)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(hào)。難 點(diǎn)：電子與固體物質(zhì)的相互作用，電子光學(xué)

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(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)讀差熱分析圖譜，了解差熱曲線的物理含義。重 點(diǎn)：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(xué)變化。難 點(diǎn)：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(shí)驗(yàn)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(diǎn)：光電子能譜原理，光電子能譜實(shí)驗(yàn)技術(shù)及應(yīng)用。難 點(diǎn)：光電效應(yīng)，光電子能譜原理，光電子能譜的分析。 三、實(shí)

5、踐環(huán)節(jié)和要求：材料測試與研究方法實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)與實(shí)踐是打好專業(yè)基礎(chǔ)的重要環(huán)節(jié)。通過光學(xué)顯微分析、X射線衍射分析和差熱分析儀器的演示實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生加深對理論知識(shí)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(xué)的研究提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和基本有效的研究方法。本課程實(shí)踐環(huán)節(jié)主要開設(shè)實(shí)驗(yàn)課：1、光學(xué)顯微分析實(shí)驗(yàn)2、X射線衍射分析實(shí)驗(yàn)3、差熱分析實(shí)驗(yàn) 四、教學(xué)時(shí)數(shù)分配：理論：56 實(shí)驗(yàn)：8 上機(jī)： 其它： 教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)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(xué)顯微分析晶體光學(xué)基礎(chǔ)6（四）電子顯微分析透射電子顯微分析3（二）光學(xué)顯微分析光學(xué)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(xué)顯微分析特殊光學(xué)顯微分析法光學(xué)顯微分析樣品的制備光學(xué)顯微分析在材料科學(xué)中的應(yīng)用2（四）電子顯微分析電子顯微分析在材料科學(xué)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(diǎn)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(qiáng)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)1 光學(xué)顯微分析實(shí)驗(yàn)4（三）X射線衍射分析X射線衍射分析方法的應(yīng)用1實(shí)驗(yàn)2 X射線衍射分析實(shí)驗(yàn)2（四）電子顯微分析電子光學(xué)基礎(chǔ)3實(shí)驗(yàn)3 差熱分析實(shí)驗(yàn)2合計(jì)64五、其它項(xiàng)目（含課外學(xué)時(shí)內(nèi)容）：無六、有關(guān)說明：1、教學(xué)和考核方式：本課程屬：考試課考核方式：閉卷2、習(xí)題：重要章節(jié)授課結(jié)束后補(bǔ)充3、能力培養(yǎng)要求：課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，要求學(xué)生了解無機(jī)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(hù)知識(shí)；理解如何結(jié)合專業(yè)知識(shí)選用測試方法，進(jìn)行材料性能的研究和檢測。4、與其它課程和教學(xué)環(huán)節(jié)的聯(lián)系：先修課程和教學(xué)環(huán)節(jié)：材料概論、大學(xué)物理B、物理化學(xué)B、高等數(shù)學(xué)B、材料科學(xué)基礎(chǔ)、膠凝材料及工藝學(xué)、混凝土學(xué)后續(xù)課程和教學(xué)環(huán)節(jié)：材料科研導(dǎo)論、復(fù)合材料導(dǎo)論、專業(yè)論文、專業(yè)綜合實(shí)踐周、畢業(yè)論文平行開設(shè)課程和教學(xué)環(huán)節(jié)：混凝土外加劑、陶瓷工藝學(xué)5、教材和主要參考書目：（1）教材：無機(jī)非金屬材料測試方法，楊南如主編，武漢理工大學(xué)出版社（2）主要參考書目：材料研究方法