材料現(xiàn)代分析測試方法

1、西南科技大學材 料 科 學 與 工 程 學 院教 師 教 案教師姓名：張寶述課程名稱：材料現(xiàn)代分析測試方法課程代碼：11319074授課對象：本科專業(yè)：材料物理授課總學時：64其中理論：64實驗：16（單獨開課）教材：左演聲等. 材料現(xiàn)代分析方法. 北京工業(yè)大學出版社，2000材料學院教學科研辦公室制章節(jié)名稱前 言教學時數(shù)2教學目的及要求了解本課程的性質(zhì)、主要內(nèi)容、與本專業(yè)其它課程的關(guān)系。重點難點重點：課程的主要內(nèi)容。教 學 內(nèi) 容 提 要一、課程性質(zhì)二、課程的主要內(nèi)容三、與其它課程的關(guān)系四、教材及主要參考書五、學習方法六、考核章節(jié)名稱第一章 電磁輻射與材料結(jié)構(gòu)教學時數(shù)4教學目的及要求1理解概

2、念：電磁輻射（電磁波或光）、原子基態(tài)、原子激發(fā)、激發(fā)態(tài)、激發(fā)能、激發(fā)電位、電子躍遷（能級躍遷）、輻射躍遷、無輻射躍遷、原子電離、電離能、電離電位、一次電離、二次電離、光譜項、光譜支項、塞曼分裂、成鍵軌道、反鍵軌道、s軌道、s電子、s鍵、p軌道、p電子、p鍵、原子軌道磁矩、電子自旋磁矩、原子核磁矩、禁帶、禁帶寬度（能隙）、價帶、導帶、滿帶、空帶、干涉指數(shù)、倒易點陣；掌握概念：波數(shù)、分子振動、伸縮振動、變形振動、費米能級、晶帶。2掌握描述電磁波的波動性與微粒性的物理參數(shù)，電磁波的波動性與微粒性的關(guān)系。3掌握電磁波譜的分區(qū)。4了解各區(qū)電磁波的波長范圍、能量范圍、頻率范圍及產(chǎn)生機理。5熟悉物質(zhì)波的德布

3、羅意關(guān)系式，掌握電子波的波長與加速電壓之間的關(guān)系（公式）。6掌握表征原子中核外電子運動狀態(tài)的五個量子數(shù)的含義。7了解多電子原子中電子與電子相互作用和偶合方式，熟悉L-S偶合和用能級示意圖表示光譜項的光譜支項與塞曼能級。8掌握分子總能量的構(gòu)成和能級結(jié)構(gòu)，掌握分子軌道的形成與分子軌道的類型。9熟悉雙原子分子的振動模型彈簧諧振子模型。10掌握多原子分子振動的類型（模式）。11了解核自旋量子數(shù)與原子的質(zhì)量數(shù)及原子序數(shù)的關(guān)系。12掌握能帶的形成，能帶結(jié)構(gòu)的基本類型及相關(guān)概念。13掌握干涉指數(shù)與晶面指數(shù)的關(guān)系及其表示方法。14掌握倒易矢量的基本性質(zhì)。15了解晶面夾角公式。16掌握晶帶軸指數(shù)與晶面指數(shù)之間的

4、關(guān)系。重點難點重點：電磁波譜，物質(zhì)波，分子總能量與能級結(jié)構(gòu)，分子軌道與電子能級，分子的振動與振動能級，干涉指數(shù)，倒易點陣，晶帶。難點：原子能態(tài)與原子量子數(shù)，原子的磁矩，原子核自旋與核磁矩，干涉指數(shù)，倒易點陣，晶帶。教 學 內(nèi) 容 提 要第一節(jié) 電磁輻射與物質(zhì)波一、電磁輻射與波粒二象性二、電磁波譜三、物質(zhì)波第二節(jié) 材料結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)一、原子能態(tài)及其表征二、分子運動與能態(tài)三、原子的磁矩和原子核自旋四、固體的能帶結(jié)構(gòu)五、晶體結(jié)構(gòu)六、干涉指數(shù)七、晶帶作業(yè)一、教材習題1-1計算下列電磁輻射的有關(guān)參數(shù)：（1）波數(shù)為3030cm-1的芳烴紅外吸收峰的波長（m m）；（2）5m波長射頻輻射的頻率（MHz）；（3）5

5、88.995nm鈉線相應的光子能量（eV）。1-2量子數(shù)n、l與m如何表征原子能級？在什么情況下此種表征失去意義？1-3某原子的一個光譜項為45FJ，試用能級示意圖表示其光譜支項與塞曼能級。1-4辨析原子軌道磁矩、電子自旋磁矩與原子核磁矩的概念。1-5下列原子核中，哪些核沒有自旋角動量？12C6、19F9、31P15、16O8、1H1、14N7。1-8分別在簡單立方晶胞和面心立方晶胞中標明（001）、（002）和（003）面，并據(jù)此回答：干涉指數(shù)表示的晶面上是否一定有原子分布？為什么？1-9已知某點陣a=3，b=2，g =60，cab，試用圖解法求r*110與r*210。1-10下列哪些晶面屬

6、于晶帶？ 。二、補充習題1、試求加速電壓為1、10、100kV時，電子的波長各是多少？考慮相對論修正后又各是多少？章節(jié)名稱第二章 電磁輻射與材料的相互作用教學時數(shù)4教學目的及要求1理解概念：光學分析法、光譜法、分子散射、反斯托克斯線、斯托克斯線、晶體中的電子散射、光電離、共振線、主共振線、共振吸收線、主共振吸收線、共振發(fā)射線、主共振發(fā)射線、靈敏線、原子線、離子線、多重線系、原子光譜的精細結(jié)構(gòu)、塞曼能級、塞曼效應、原子熒光、共振熒光、非共振熒光、斯托克斯熒光、反斯托克斯熒光、直躍線熒光、階躍線熒光、熱助直躍熒光、熱助階躍熒光、熱助激發(fā)、單重基態(tài)、單重激發(fā)態(tài)、三重激發(fā)態(tài)、系間竄躍、內(nèi)轉(zhuǎn)移、振動弛豫

7、、外轉(zhuǎn)移、熄滅或淬滅、L系特征輻射、Ka1射線、Ka2射線；掌握概念：輻射的吸收、吸收光譜、輻射的發(fā)射、熒光、磷光、發(fā)射光譜、熒光（磷光）光譜、輻射的散射、散射基元、瑞利散射、拉曼散射、X射線相干散射、X射線非相干散射、光電效應、光電子能譜、分子光譜、紫外可見光譜（電子光譜）、紅外光譜、紅外活性與紅外非活性、K系特征輻射、Ka射線、Kb射線、短波限、吸收限、線吸收系數(shù)、質(zhì)量吸收系數(shù)。2區(qū)分光譜法與非光譜法概念。3了解輻射吸收的本質(zhì)和條件、輻射發(fā)射的前提、輻射激發(fā)的方式。4熟悉光譜法的分類。5理解拉曼散射的本質(zhì)；了解晶體中的電子散射。6了解光電離的條件。7了解原子光譜的常用類型，理解原子光譜的光

8、譜選律（選擇定則）。8了解分子光譜的常用類型，掌握紅外光譜的光譜選律（選擇定則）。9了解光電子發(fā)射過程及其能量關(guān)系，了解光電子能譜圖的表示方法。10了解俄歇電子的產(chǎn)生（俄歇效應），掌握俄歇電子的標識，了解俄歇電子的能量關(guān)系，了解俄歇電子能譜圖的表示方法。11了解核磁共振現(xiàn)象。12了解連續(xù)X射線譜的特征。13熟悉特征X射線的產(chǎn)生機理和莫塞菜(Moseley)定律。14熟悉X射線譜系。15掌握X射線與物質(zhì)相互作用及據(jù)此建立的主要分析方法。16了解X射線的衰減和X射線的防護。重點難點重點：輻射的吸收與發(fā)射，原子光譜基礎(chǔ)，分子光譜基礎(chǔ)，電子能譜基礎(chǔ)，X射線的產(chǎn)生與X射線譜，X射線與物質(zhì)的相互作用。難點

9、：輻射的散射，X射線的衰減。教 學 內(nèi) 容 提 要第一節(jié) 概述一、輻射的吸收與發(fā)射二、輻射的散射三、光電離第二節(jié) 各類特征譜基礎(chǔ)一、原子光譜二、分子光譜三、光電子能譜四、俄歇電子能譜五、核磁共振第三節(jié) X射線的產(chǎn)生及其與物質(zhì)的相互作用歷史上著名的科學家一、X射線的產(chǎn)生與X射線譜二、X射線與物質(zhì)的相互作用三、X射線的衰減四、X射線的防護作業(yè)一、教材習題2-2下列各光子能量（eV）各在何種電磁波譜域內(nèi)？各與何種躍遷所需能量相適應？1.21061.2102、6.21.7、0.50.02、210-2410-7。2-3下列哪種躍遷不能產(chǎn)生?31S031P1、31S031D2、33P233D3、43S14

10、3P1。2-5分子能級躍遷有哪些類型？紫外、可見光譜與紅外光譜相比，各有何特點？2-6以MgKa（l=9.89）輻射為激發(fā)源，由譜儀（功函數(shù)4eV）測得某元素（固體樣品）X射線光電子動能為981.5eV，求此元素的電子結(jié)合能。2-7用能級示意圖比較X射線光電子、特征X射線與俄歇電子的概念。二、補充習題1、俄歇電子能譜圖與光電子能譜圖的表示方法有何不同？為什么？2、簡述X射線與固體相互作用產(chǎn)生的主要信息及據(jù)此建立的主要分析方法。章節(jié)名稱第三章 粒子（束）與材料的相互作用教學時數(shù)2教學目的及要求1理解概念：（電子的）最大穿入深度、連續(xù)X射線、特征X射線、濺射；掌握概念：散射角（2q）、電子吸收、二

11、次電子、俄歇電子、背散射電子、吸收電流（電子）、透射電子、二次離子。2了解物質(zhì)對電子散射的基元、種類及其特征。3掌握電子與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的主要信號及據(jù)此建立的主要分析方法。4掌握二次電子的產(chǎn)額與入射角的關(guān)系。5掌握入射電子產(chǎn)生的各種信息的深度和廣度范圍。6了解離子束與材料的相互作用及據(jù)此建立的主要分析方法。重點難點重點：電子的散射，電子與固體作用產(chǎn)生的信號。難點：電子與固體的相互作用，離子散射，濺射。教 學 內(nèi) 容 提 要第一節(jié) 電子束與材料的相互作用一、散射二、電子與固體作用產(chǎn)生的信號三、電子激發(fā)產(chǎn)生的其它現(xiàn)象第二節(jié) 離子束與材料的相互作用一、散射 二、二次離子作業(yè)一、教材習題3-1電子與

12、固體作用產(chǎn)生多種粒子信號（教材圖3-3），哪些對應入射電子？哪些是由電子激發(fā)產(chǎn)生的？圖3-3入射電子束與固體作用產(chǎn)生的發(fā)射現(xiàn)象3-2電子“吸收”與光子吸收有何不同？3-3入射X射線比同樣能量的入射電子在固體中穿入深度大得多，而俄歇電子與X光電子的逸出深度相當，這是為什么？3-8配合表面分析方法用離子濺射實行縱深剖析是確定樣品表面層成分和化學狀態(tài)的重要方法。試分析縱深剖析應注意哪些問題。二、補充習題1、簡述電子與固體作用產(chǎn)生的信號及據(jù)此建立的主要分析方法。章節(jié)名稱第四章 材料現(xiàn)代分析測試方法概述教學時數(shù)4教學目的及要求1掌握X射線衍射、電子衍射、紫外可見吸收光譜、紅外吸收光譜、透射電子顯微鏡、掃

13、描電子顯微鏡和電子探針X射線顯微分析的用途。2了解原子發(fā)射光譜、原子吸收光譜、原子熒光光譜、核磁共振譜、拉曼光譜、X射線光電子能譜、紫外光電子能譜、俄歇電子能譜、色譜、質(zhì)譜及電化學分析方法的用途。重點難點重點：X射線衍射、電子衍射、紫外可見吸收光譜、紅外吸收光譜、透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡和電子探針X射線顯微分析的用途。教 學 內(nèi) 容 提 要第一節(jié) 衍射分析方法概述X射線衍射、電子衍射。第二節(jié) 光譜分析方法概述原子發(fā)射光譜，原子吸收光譜，原子熒光光譜，紫外可見吸收光譜，紅外吸收光譜，分子熒光光譜，分子磷光光譜，X射線熒光光譜，核磁共振譜，拉曼光譜等。第三節(jié) 電子能譜分析方法概述X射線光電子

14、能譜，紫外光電子能譜，俄歇電子能譜。第四節(jié) 電子顯微分析方法概述透射電子顯微鏡，掃描電子顯微鏡，電子探針X射線顯微分析。第五節(jié) 色譜、質(zhì)譜及電化學分析方法概述色譜分析法，質(zhì)譜分析法，電化學分析法。小測驗1：1-4章相關(guān)方面內(nèi)容（1學時左右）。作業(yè)一、教材習題4-1一般地講，材料現(xiàn)代分析各種方法的檢測過程大體可分為哪幾個步驟？各種不同分析方法的根本區(qū)別是什么？4-2試舉例說明X射線衍射分析與各類電子衍射分析方法的應用。4-3試列舉各種光譜分析方法所用之儀器，并據(jù)各儀器之組成簡述各方法的基本分析過程。4-4試比較X射線光電子能譜分析、紫外光電子能譜分析及俄歇電子能譜分析的應用特點。4-5什么是電子

15、顯微分析？簡述TEM、SEM、EPMA和AES分析方法各自的特點及用途。4-11試為下述分析工作選擇你認為恰當?shù)模ㄒ环N或幾種）分析方法（1）鋼液中Mn、S、P等元素的快速定量分析；（2）區(qū)別FeO、Fe2O3和Fe3O4；（3）測定Ag的點陣常數(shù)；（4）測定高純Y2O3中稀土雜質(zhì)元素質(zhì)量分數(shù)；（5）砂金中合金量的檢測：（6）黃金制品中含金量的無損檢測；（7）幾種高聚物組成之混合物的定性分析與定量分析；（8）推斷分子式為C8H10O的化合物之結(jié)構(gòu)；（9）某薄膜(樣品)中極小彌散顆粒（直徑遠小于1mm）的物相鑒定；（10）驗證奧氏體（g）轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體（a）的取向關(guān)系（即西山關(guān)系）：，。（11）淬火

16、鋼中殘留奧氏體質(zhì)量分數(shù)的測定；（12）鎳-鉻合金鋼回火脆斷口晶界上微量元素銻的分布（偏聚）的研究；（13）淬火鋼中孿晶馬氏體與位錯馬氏體的形貌觀察；（14）固體表面元素定性分析及定量分析；（15）某聚合物的價帶結(jié)構(gòu)分析；（16）某半導體的表面能帶結(jié)構(gòu)測定。二、補充習題1、假若你采用高溫固相法合成一種新的尖晶石，最后你得到了一種白色固體。如果它是一種新的尖晶石，你將如何測定它的結(jié)構(gòu)、組成和純度。2、假若你采用水熱法制備TiO2納米管，最后你得到了一種白色固體，你將如何觀察它的形貌？如何測定它的顆粒尺寸、大小、結(jié)構(gòu)、組成和純度。3、假若你采用溶液插層等方法制備聚合物/層狀硅酸鹽納米復合材料，最后你

17、得到了一種塊體材料，你將如何表征它的結(jié)構(gòu)？（即采用些什么分析測試方法研究：聚合物是否插入到層狀硅酸鹽礦物層間，層狀硅酸鹽礦物在聚合物基體中的分散狀態(tài)，層狀硅酸鹽礦物與聚合物基體間的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，層狀硅酸鹽礦物對聚合物熱學性質(zhì)的影響等）章節(jié)名稱第五章 X射線衍射分析原理教學時數(shù)4教學目的及要求1掌握布拉格方程的導出。2掌握布拉格方程的意義。3理解衍射矢量方程、厄瓦爾德圖解和勞埃方程。4掌握衍射產(chǎn)生的必要條件。5了解X射線衍射強度的處理過程。6掌握系統(tǒng)消光（包括點陣消光和結(jié)構(gòu)消光）的含義。7掌握結(jié)構(gòu)因子的計算方法。8掌握衍射產(chǎn)生的充分必要條件。9熟悉影響衍射方向和衍射強度的主要因素。重點難點重點：布拉

18、格方程，晶胞衍射強度難點：布拉格方程、衍射矢量方程、厄瓦爾德圖解、勞埃方程、晶胞衍射強度教 學 內(nèi) 容 提 要第一節(jié)衍射方向一、布拉格方程二、衍射矢量方程三、厄瓦爾德圖解四、勞埃方程第二節(jié) 衍射強度X射線衍射強度問題的處理過程晶胞衍射強度影響衍射強度的其它因素作業(yè)一、教材習題5-2“一束X射線照射一個原子列（一維晶體），只有鏡面反射方向上才有可能產(chǎn)生衍射”，此種說法是否正確？5-3辨析概念：X射線散射、衍射與反射。5-4某斜方晶體晶胞含有兩個同類原子，坐標位置分別為：(，1)和（，），該晶體屬何種布拉菲點陣？寫出該晶體(100)、(110)、(211)、(221)等晶面反射線的F2值。5-7金

19、剛石晶體屬面心立方點陣，每個晶胞含8個原子，坐標為：（0，0，0）、（，0）、（，0，）、（0，）、（，）、（，）、（，）、（，），原子散射因子為fa，求其系統(tǒng)消光規(guī)律（F2最簡表達式），并據(jù)此說明結(jié)構(gòu)消光的概念。5-8“衍射線在空間的方位僅取決于晶胞的形狀與大小，而與晶胞中的原子位置無關(guān)；衍射線的強度則僅取決于晶胞中原子位置，而與晶胞形狀及大小無關(guān)”，此種說法是否正確？5-9Cu Ka射線（）照射Cu樣品。已知Cu的點陣常數(shù)a=0.361nm，試分別用布拉格方程與厄瓦爾德圖解法求其（200）反射的q 角。二、補充習題1、簡述布拉格公式2dHKLsin=中各參數(shù)的含義，以及該公式有哪些應用？2

20、、簡述影響X射線衍射方向和衍射強度的因素3、多重性因子的物理意義是什么？某立方系晶體，其100的多重性因數(shù)是多少？如該晶體轉(zhuǎn)變成四方晶系，這個晶面族的多重性因子會發(fā)生什么變化？為什么？章節(jié)名稱第六章 X射線衍射方法教學時數(shù)4教學目的及要求1概念：選靶，濾波，衍射花樣的指數(shù)化，連續(xù)掃描法，步進掃描法.2熟悉X射線衍射方法的種類。3掌握德拜（Debye）法成像原理與衍射花樣特征，了解樣品制備方法，掌握靶和濾波片的選擇方法，了解攝照參數(shù)的選擇，掌握衍射花樣的測量、計算和指數(shù)化。4了解多晶X射線儀的工作原理、結(jié)構(gòu)組成、各部分的作用，了解測角儀的聚焦原理，熟悉多晶體衍射儀計數(shù)測量方法及其適用范圍，了解測

21、量參數(shù)的選擇。5.了解單晶衍射的方法。6.了解勞埃法的實驗技術(shù)、成像原理、衍射花樣特征及勞?；拥闹笖?shù)標定。重點難點重點：衍射花樣指數(shù)標定，測量參數(shù)選擇，成像原理與衍射花樣特征。難點：衍射花樣指數(shù)標定，勞埃花樣的指數(shù)標定。教 學 內(nèi) 容 提 要第一節(jié) 多晶體衍射方法一、（粉末）照相法成像原理與衍射花樣特征實驗技術(shù)衍射花樣指數(shù)標定二、衍射儀法X射線衍射儀的基本結(jié)構(gòu) 多晶體衍射儀計數(shù)測量方法測量參數(shù)選擇第二節(jié) 單晶體衍射方法1勞埃（Laue）法概述2成像原理與衍射花樣特征3勞?；拥闹笖?shù)標定作業(yè)教材習題：6-1Cu Ka輻射（l=0.154nm）照射Ag（fcc面心立方）樣品，測得第一衍射峰位置2

22、q38，試求Ag的點陣常數(shù)。6-2試總結(jié)德拜法衍射花樣的背底來源，并提出一些防止和減少背底的措施。6-3圖題6-1為某樣品德拜相（示意圖），攝照時未經(jīng)濾波。已知1、2為同一晶面衍射線，3、4為另一晶面衍射線，試對此現(xiàn)象作出解釋。圖題6-16-4粉末樣品顆粒過大或過小對德拜花樣影響如何？為什么？板狀多晶體樣品晶粒過大或過小對衍射峰形影響又如何？6-5試從入射光束、樣品形狀、成相原理（厄瓦爾德圖解）、衍射線記錄、衍射花樣、樣品吸收與衍射強度（公式）、衍射裝備及應用等方面比較衍射儀法與德拜法的異同點。章節(jié)名稱第七章 X射線衍射分析的應用教學時數(shù)4教學目的及要求1熟悉X射線衍射分析的用途。2掌握X射線

23、物相定性分析（物相鑒定）的基本原理、方法和步驟。3了解X射線物相定量分析的基本原理和方法。4熟悉影響點陣常數(shù)測量誤差的因素及消除或減小的方法5了解點陣常數(shù)精確測定的方法。重點難點重點：物相定性分析難點：物相定量分析和點陣常數(shù)的精確測定教學方法課堂講授，多媒體與黑板。教 學 內(nèi) 容 提 要第一節(jié) 物相分析一、物相定性分析二、物相定量分析第二節(jié) 點陣常數(shù)的精確測定一、概述二、校正誤差的數(shù)據(jù)處理方法小測驗2：X射線衍射分析方面內(nèi)容（1學時左右）作業(yè)一、教材習題7-4A-TiO2（銳鐵礦）與R-TiO2（金紅石）混合物衍射花樣中兩相最強線強度比。試用參比強度法計算兩相各自的質(zhì)量分數(shù)。7-5某淬火后低溫

24、回火的碳鋼樣品，不含碳化物（經(jīng)金相檢驗）。A（奧氏體）中含碳1%，M（馬氏體）中合碳量極低。經(jīng)過衍射測得A220峰積分強度為2.33（任意單位），M211峰積分強度為16.32。試計算該鋼中殘留奧氏體的體積分數(shù)（實驗條件：FeKa輻射，濾波，室溫20。a-Fe點陣參數(shù)a0.2866nm，奧氏體點陣參數(shù)a0.3571+0.0044wc，wc為碳的質(zhì)量分數(shù)）。7-6某立方晶系晶體德拜花樣中部分高角度線條數(shù)據(jù)如下表所列。試用“acos2q”的圖解外推法求其點陣常數(shù)（準確到4位有效數(shù)字）。H2+K2+L2Sin2q384041420.91140.95630.97610.99807-7按上題數(shù)據(jù)，應用最

25、小二乘法（以cos2q為外推函數(shù)）計算點降常數(shù)值（準確到4位有效數(shù)字）。二、補充習題1、簡述X射線衍射物相定性分析原理、一般步驟及注意事項。2、化學分析表明，一種氫氧化鋁試樣中含有百分之幾的Fe3+雜質(zhì)。Fe3+離子將會對粉末XRD圖帶來什么影響，如果它以（a）分離的氫氧化鐵相存在，（b）在A1(OH)3晶體結(jié)構(gòu)中取代Al3+。章節(jié)名稱第八章 透射電子顯微分析教學時數(shù)8教學目的及要求1概念：電子透鏡、明場像，暗場像，中心暗場像，質(zhì)厚襯度，衍射襯度。2理解透射電子顯微鏡的工作原理、結(jié)構(gòu)與組成。3掌握選區(qū)電子衍射的操作程序。4掌握透射電子顯微鏡對樣品的要求及制備方法。5了解透射電鏡的成像操作方式。

26、6掌握質(zhì)厚襯度和衍射襯度原理。7了解電子衍射的類型。8掌握電子衍射的特點。9熟悉電子衍射基本公式的導出。10掌握多晶電子衍射花樣的特征及標定方法。11熟悉單晶晶電子衍射花樣的特征及標定方法。12了解復雜電子衍射花樣的類型及其特征。13掌握TEM的典型應用，了解其它用途。重點難點重點：工作原理、構(gòu)造、選區(qū)電子衍射、直接樣品的制備、像襯度、電子衍射基本公式、多晶電子衍射花樣的標定、單晶電子衍射成像原理、單晶電子衍射花樣的標定、TEM的典型應用。難點：工作原理、像襯度、電子衍射基本公式、多晶電子衍射花樣的標定、單晶電子衍射成像原理、單晶電子衍射花樣的標定。教 學 內(nèi) 容 提 要顯微鏡的發(fā)展第一節(jié) 透

27、射電子顯微鏡工作原理及構(gòu)造一、工作原理二、構(gòu)造三、選區(qū)電子衍射第二節(jié) 樣品制備一、間接樣品(復型)的制備二、直接樣品的制備第三節(jié) 透射電鏡基本成像操作及像襯度一、成像操作二、像襯度第四節(jié) 電子衍射原理一、電子衍射基本公式二、多晶電子衍射成像原理與衍射花樣特征三、多晶電子衍射花樣的標定四、單晶電子衍射成像原理與衍射花樣特征五、單晶電子衍射花樣的標定六、復雜電子衍射花樣簡介第五節(jié) TEM的典型應用及其它功能簡介 一、TEM的典型應用二、TEM其它功能簡介作業(yè)一、教材習題8-1電子衍射分析的基本公式是在什么條件下導出的？公式中各項的含義是什么？8-4單晶電子衍射花樣的標定有哪幾種方法？9-2透射電子

28、顯微鏡中物鏡和中間鏡各處在什么位置，起什么作用？9-3試比較光學顯微鏡成像和透射電子顯微鏡成像的異同點。9-4簡述選區(qū)衍射原理及操作步驟。9-7什么是明場像？什么是暗場像？9-8試分析復型樣品的成像原理。為什么要以傾斜方向給復型“投影”重金屬？9-9什么是衍射襯度？它與質(zhì)厚襯度有什么區(qū)別？二、補充習題1、簡述透射電鏡對分析樣品的要求。2、說明如何用透射電鏡觀察超細粉末的尺寸和形態(tài)？如何制備樣品？3、簡述用于透射電鏡分析的晶體薄膜樣品的制備步驟。4、分析電子衍射與X射線衍射有何異同？5、萃取復型可用來分析哪些組織結(jié)構(gòu)？得到什么信息？章節(jié)名稱第九章 掃描電子顯微分析與電子探針教學時數(shù)4教學目的及要

29、求1理解掃描電子顯微鏡的工作原理、結(jié)構(gòu)與組成，掌握表征儀器性能的主要技術(shù)指標。2熟悉掃描電子顯微鏡的樣品制備方法。3掌握二次電子像、背散射電子像的像襯原理、特點、分析方法及應用；了解其它電子像的像襯原理、特點、分析方法及應用。4了解波譜儀和能譜儀的工作原理，掌握它們的應用特點。5掌握電子探針的點分析、線分析和面分析的應用。重點難點重點：掃描電子顯微鏡工作原理及構(gòu)造、像襯原理與應用、能譜儀和波譜儀的工作原理、特點、應用教 學 內(nèi) 容 提 要第一節(jié) 掃描電子顯微鏡工作原理及構(gòu)造一、工作原理二、構(gòu)造與主要性能第二節(jié) 像襯原理與應用一、像襯原理二、應用小測驗3：電子顯微分析方面的內(nèi)容（0.5小時左右）

30、作業(yè)一、教材習題10-2為什么掃描電鏡的分辨率和信號的種類有關(guān)？試將各種信號的分辨率高低作一比較。10-3二次電子像的襯度和背散射電子像的襯度各有何特點？10-4試比較波譜儀和能譜儀在進行微區(qū)化學成分分析時的優(yōu)缺點。10-5為什么說電子探針是一種微區(qū)分析儀？二、補充習題1、二次電子像景深很大，樣品凹坑底部都能清楚地顯示出來，從而使圖像的立體感很強，其原因何在?2、要分析鋼中碳化物成分和基體中碳含量，應選用什么儀器？為什么？3、要在觀察斷口形貌的同時，分析斷口上粒狀夾雜物的化學成分，選用什么儀器？怎樣操作？4、電子探針儀如何與掃描電鏡和透射電鏡配合進行組織結(jié)構(gòu)與微區(qū)化學成分的同位分析？5、舉例說

31、明電子探針的三種工作方式（點、線、面）在顯微成分分析中的應用。章節(jié)名稱第十章 紫外、可見吸收光譜法教學時數(shù)4教學目的及要求1概念：s-s*躍遷、p-p*躍遷、n-s*躍遷、n-p*躍遷、d-d躍遷、f-f躍遷、n電子（或P電子）、生色團、助色團、反助色團、藍移、紅移、濃色效應、淺色效應、電荷轉(zhuǎn)移光譜2掌握有機、無機化合物的電子光譜類型3了解無機固體的電子光譜類型。4掌握光吸收定律。5了解紫外可見吸收光譜儀的工作原理、結(jié)構(gòu)與組成。6了解紫外可見吸收光譜的樣品制備方法。7掌握紫外可見吸收光譜的分析方法與應用。重點難點重點：電子光譜的類型、光吸收定律、應用教 學 內(nèi) 容 提 要第一節(jié) 紫外、可見吸收

32、光譜的基本原理一、電子光譜的類型二、光吸收定律第二節(jié) 分光光度計第三節(jié) 紫外、可見吸收光譜的應用一、樣品制備二、定性分析三、固體研究中的特殊用途四、定量分析作業(yè)一、教材習題12-1丙酮在乙醇中于366nm處的摩爾吸系數(shù)的對數(shù)值為2.75Lcm-1mol-1。使用1.5cm樣品池，若透光率大于10%且小于90%，試計算可以使用的丙酮濃度范圍。二、補充習題1、簡述紫外、可見吸收光譜（電子光譜）吸收譜帶的類型？2、比較d-d躍遷和f-f躍遷光譜的異同？3、簡述光吸收定律（朗伯-比爾定律）及其應用。章節(jié)名稱第十一章 紅外吸收光譜分析法教學時數(shù)6教學目的及要求1概念：運動自由度，振動自由度，簡并與分裂，

33、倍頻峰（或稱泛音峰），組頻峰，振動耦合，費米共振，特征振動頻率，特征振動吸收帶，內(nèi)振動，外振動（晶格振動）。2掌握影響紅外吸收帶位置（頻率）的因素。3了解紅外光譜儀的類型、工作原理、結(jié)構(gòu)與組成。4了解紅外光譜的樣品制備方法及適用范圍，掌握固體樣品制備方法的種類。5掌握紅外光譜定性分析的原理和方法。6熟悉紅外光譜定量分析原理、方法和步驟。7了解紅外光譜的應用。重點難點重點：紅外光譜基本原理，樣品制備，特征振動頻率，紅外定性分析。難點：基本原理，紅外定量分析。教 學 內(nèi) 容 提 要第一節(jié) 紅外光譜基本原理一、紅外光譜的形成和紅外區(qū)的分類二、紅外光譜選律三、分子的轉(zhuǎn)動光譜四、分子的振動光譜五、分子的

34、振-轉(zhuǎn)光譜六、紅外光譜峰位影響因素七、常見基本概念第二節(jié) 紅外光譜儀一、紅外光譜儀分類二、紅外光譜儀的發(fā)展簡史三、色散型紅外分光光度計四、干涉型傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）第三節(jié) 紅外光譜的樣品制備第四節(jié) 紅外光譜的應用一、特征振動頻率二、礦物（晶體）的紅外光譜特點三、紅外光譜圖四、紅外定性分析五、紅外定量分析六、應用實例小測驗4：光譜分析方法方面的內(nèi)容（0.5小時左右）作業(yè)一、教材習題：12-4CO的紅外光譜在2170cm-1有一吸收峰，計算CO的鍵力常數(shù)。（注：16O的質(zhì)量是2.65710-26kg，12C的質(zhì)量是1.992710-26kg）二、補充習題1、簡述紅外吸收光譜選擇定則。2

35、、簡述多原子分子的簡正振動類型。3、簡述氫鍵對紅外吸收帶的影響4、How many vibrational degrees of freedom does a chloroform (CHCl3) molecule possess?5、Given that the CH stretching vibration for chloroform occurs at 3000 cm1, calculate the CD stretching frequency for deuterochloroform. The relevant atomic masses are 1H = 1.674 1027

36、kg, 2H = 3.345 1027 kg and 12C = 1.993 1027 kg章節(jié)名稱第十二章 電子能譜法教學時數(shù)4教學目的及要求1掌握俄歇電子產(chǎn)額與原子序數(shù)的關(guān)系，俄歇電子能譜的表示方法，化學位移概念2了解俄歇電子能譜儀的工作原理、結(jié)構(gòu)與組成。3了解俄歇電子能譜的分析方法，掌握其應用范圍。4掌握X射線光電子能譜的表示方法，化學位移、伴峰與譜峰分裂概念。5了解X射線光電子能譜儀的工作原理、結(jié)構(gòu)與組成。6了解X射線光電子能譜的分析方法，掌握其應用范圍。7理解紫外光電子能譜的特點，掌握其應用范圍。重點難點重點：電子能譜的基本原理、分析方法與應用。難點：電子能譜的基本原理。教 學 內(nèi)

37、容 提 要第一節(jié) 俄歇電子能譜分析基本原理，俄歇電子能譜儀，分析方法與應用。第二節(jié) X射線光電子能譜分析基本原理，X射線光電子能譜儀，分析方法與應用。第三節(jié) 紫外光電子能譜分析基本原理，紫外光電子能譜儀，分析方法與應用。作業(yè)教材習題：13-4造成俄歇譜信噪比高的原因如何？為什么X射線光電子譜法只采用直接譜進行分析工作？13-5為什么俄歇電子能譜法不適于分析H與He元素？X射線光電子能譜法呢？13-6為什么紫外光電子能譜法不適于進行元素定性分析工作？13-7紫外光電子能譜法與X射線光電子能譜法各自的應用范圍與特點如何？13-8作為固體材料表面分析的重要方法，比較AES、XPS與UPS分析法應用范

38、圍與特點。13-9簡述AES、XPS與UPS譜峰化學位移的概念，AES、XPS與UPS的化學位移對于材料分析工作各有何作用？章節(jié)名稱第十三章 熱分析法教學時數(shù)4教學目的及要求1概念：熱分析，熱重法，差熱分析，差示掃描量熱法，參比物（或基準物，中性體），程序控制溫度，外推始點。2了解熱分析方法的分類。3掌握差熱分析的基本原理。4了解差熱分析儀的工作原理、結(jié)構(gòu)與組成。5掌握影響差熱曲線的因素。6掌握差熱曲線的分析方法及應用。7掌握熱重法的基本原理，理解差示掃描量熱法的基本原理。8了解差示掃描量熱儀、熱天平的工作原理、結(jié)構(gòu)與組成。9掌握差示掃描量熱曲線和熱重曲線的因素。10掌握差示掃描量熱曲線和熱重曲線的分析方法及應用重點難點重點：基本原理、應用難點：影響熱分析曲線的因素和如何應用熱分析曲線解決實際問題。教 學 內(nèi) 容 提 要第一節(jié) 概述第二節(jié) 差熱分析一、基本原理與差熱分析儀二、DTA曲線分析與應用三、影響DTA曲線的主要因素第三節(jié) 差示掃描量熱法一、基本原理與差示掃描量熱儀二、熱量變化與曲線峰面積的關(guān)系三、DSC的應用第四節(jié) 熱重法一、基本原理二、熱天平三、微商熱重（DTG）曲線四、TG的應用五、影響TG曲線的主要因素第五節(jié) 熱分析儀與其它分析方法的聯(lián)用一、熱顯微鏡二、X射線衍射-DSC三、逸出氣分析作業(yè)一、