《材料測試方法A》課程教學(xué)大綱（本科）

1、材料測試方法A(Analysis Methods for Materials A)課程代碼:(07410012)學(xué)分：2.5學(xué)時(shí)：40先修課程：高等數(shù)學(xué)，大學(xué)物理，材料科學(xué)基礎(chǔ)適用專業(yè)：無機(jī)非金屬材料工程教材：材料分析方法、周玉、機(jī)械工業(yè)出版社、第三版一、課程性質(zhì)與課程目標(biāo)(-)課程性質(zhì)本課程是無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。目的是使學(xué)生掌握材料 主要分析方法的基本原理和應(yīng)用，了解較先進(jìn)的材料分析方法和應(yīng)用。培養(yǎng)學(xué)生的材料 微觀組織結(jié)構(gòu)分析測試及研究的能力。通過學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握X射線衍射和電子顯微技術(shù) 的基礎(chǔ)理論，試驗(yàn)方法及基本技能；掌握X射線衍射儀、透射電鏡、掃描電鏡和電子探 針、

2、熱分析等現(xiàn)代測試設(shè)備的結(jié)構(gòu)及其在材料分析測試技術(shù)中的原理及試驗(yàn)方法。應(yīng)用 X射線衍射方法進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)的測定、物相分析；掌握透射電鏡的薄膜制備技術(shù)及電子 衍射的原理，應(yīng)用電子衍射對(duì)材料進(jìn)行微觀組織結(jié)構(gòu)的分析，應(yīng)用掃描電鏡和電子探針 對(duì)材料進(jìn)行外表形貌和微觀結(jié)構(gòu)及成分進(jìn)行分析；應(yīng)用熱分析對(duì)材料在加熱或冷卻過程 中熱性能的變化進(jìn)行分析。(二)課程目標(biāo)課程目標(biāo)1：知識(shí)方面：X射線物理學(xué)基礎(chǔ)，X射線衍射儀結(jié)構(gòu)，無機(jī)材料X射線衍射分析基本 原理和基本方法；電子光學(xué)基礎(chǔ)，透射電子顯微鏡結(jié)構(gòu)，無機(jī)材料透射電子顯微分析基本原理和基本方法;六、參考書目及學(xué)習(xí)資料（書名，主編，出版社，出版時(shí)間及版次）考核形式考核要

3、求考核權(quán)重備注平時(shí)表現(xiàn)出勤、作業(yè)、回答下列問題20實(shí)驗(yàn)按時(shí)、獨(dú)立完成，實(shí)驗(yàn)報(bào)告10考試閉卷70.材料現(xiàn)代分析技術(shù)，朱和國、杜宇雷、趙軍編著，國防工業(yè)出版社，2012年8月第一 版；.無機(jī)材料測試技術(shù)，曹春娥、顧幸勇、王艷香、陳云霞編著，江西高校出版社，2011 年6月第一版；.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，2016年10月七、大綱說明（內(nèi)容可包括課程基本要求、習(xí)題要求及其它一些必要的說明）課后布置習(xí)題，要求每位同學(xué)按時(shí)完成2017年9月25日掃描電子顯微鏡結(jié)構(gòu)和無機(jī)材料掃描電子顯微分析及電子探針顯微分析基本原理和基本方法。熱分析的基本原理和無機(jī)材料熱分析的基本方法。課

4、程目標(biāo)2：能力與素質(zhì)方面：掌握無機(jī)非金屬材料微觀結(jié)構(gòu)分析的基本原理和基本方法；掌握無機(jī)非金屬材料微觀結(jié)構(gòu)檢測的基本過程；能夠根據(jù)要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)體系并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能夠?qū)Ψ治鼋Y(jié)果 進(jìn)行合理的分析和解釋。（三）課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系（認(rèn)證專業(yè)專業(yè)必修課程填寫）程目標(biāo) 畢業(yè)要求指藍(lán)課程 目標(biāo)1.1課程 目標(biāo)1.2課程 目標(biāo) 1.3課程 目標(biāo)1.4課程 目標(biāo)2.1課程 目標(biāo) 2.2課程 目標(biāo)2.3指標(biāo)點(diǎn)3-L掌握解決無機(jī)非金屬材 料工程領(lǐng)域存在的復(fù)雜工程問題的基 本方法。VVVVV指標(biāo)點(diǎn)4-2.能夠基于科學(xué)原理并采 用科學(xué)方法對(duì)無機(jī)非金屬材料復(fù)雜工 程問題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，且能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)方

5、 案構(gòu)建實(shí)驗(yàn)體系和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。VV指標(biāo)點(diǎn)4-3.能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果和數(shù)據(jù) 進(jìn)行分析和解釋，并通過信息綜合得 到合理有效的結(jié)論。VV指標(biāo)點(diǎn)5-1.掌握解決無機(jī)非金屬材料 工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題所使用的現(xiàn)代 工程技術(shù)、方法和工具。VVVVV二、課程內(nèi)容與教學(xué)要求（按章撰寫）第一章X射線物理學(xué)基礎(chǔ)（一）課程內(nèi)容X射線的性質(zhì)；X射線的產(chǎn)生及X射線譜；X射線與物質(zhì)的相互作用。（二）教學(xué)要求.掌握X射線產(chǎn)生的過程；.理解X射線譜的組成和影響因素；.理解吸收限的概念并了解單色X射線的獲取方法。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)（假設(shè)不單獨(dú)列出，需在教學(xué)要求中適當(dāng)注明）.重點(diǎn)X射線譜的組成.難點(diǎn)運(yùn)用X射線物理學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)解決如何獲得單色

6、X射線第二章X射線衍射方向（一）課程內(nèi)容.晶體結(jié)合學(xué)簡介；.布拉格方程；. X射線衍射方法。（二）教學(xué)要求.掌握布拉格方程的推導(dǎo)過程及極限條件；.理解布拉格方程的具體應(yīng)用。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)（假設(shè)不單獨(dú)列出，需在教學(xué)要求中適當(dāng)注明）.重點(diǎn)X射線譜的組成.難點(diǎn)運(yùn)用X射線物理學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)解決如何獲得單色X射線第三章X射線衍射強(qiáng)度（一）課程內(nèi)容.多晶體衍射圖相的形成；.單位晶胞對(duì)X射線的散射與結(jié)構(gòu)因數(shù)；.洛倫茲因數(shù)；.影響衍射強(qiáng)度的其他因數(shù)；.多晶體衍射的積分強(qiáng)度公式。（二）教學(xué)要求.掌握結(jié)構(gòu)因數(shù)的概念和對(duì)單位晶胞的X射線散射強(qiáng)度的影響，理解系統(tǒng)消光概念;.理解多晶體衍射圖相的形成。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)（假

7、設(shè)不單獨(dú)列出，需在教學(xué)要求中適當(dāng)注明）.重點(diǎn)單位晶胞的X射線散射強(qiáng)度的影響因素.難點(diǎn)多晶體衍射圖相的形成以及運(yùn)用結(jié)構(gòu)因數(shù)解決系統(tǒng)消光問題第四章多晶體分析方法（-）課程內(nèi)容德拜-謝樂法；. X射線衍射儀。（二）教學(xué)要求.掌握X射線儀的結(jié)構(gòu)；. 了解X射線衍射儀的工作方式。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)（假設(shè)不單獨(dú)列出，需在教學(xué)要求中適當(dāng)注明）.重點(diǎn)衍射儀構(gòu)造.難點(diǎn)通過衍射操作如何得到衍射譜圖第五章物相分析及點(diǎn)陣參數(shù)精確測定（一）課程內(nèi)容.定性分析；.定量分析；,點(diǎn)陣參數(shù)的精確分析；. X射線衍射在無機(jī)材料中的其他應(yīng)用。（二）教學(xué)要求.掌握定性和定量分析的基本原理和基本方法；.理解定性相分析的基本過程；. 了解

8、點(diǎn)陣參數(shù)精確測定的方法。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)（假設(shè)不單獨(dú)列出，需在教學(xué)要求中適當(dāng)注明）.重點(diǎn)定性相分析的原理和過程.難點(diǎn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理分析，尤其是三相以上混合物的定性相分 析。第六章電子光學(xué)基礎(chǔ)（一）課程內(nèi)容.電子波與電磁透鏡；.電磁透鏡的像差與分辨率；.電磁透鏡的景深和焦長。（二）教學(xué)要求掌握電磁透鏡構(gòu)造；了解電磁透鏡像差和分辨率，掌握分辨率影響因素；了解電磁透鏡的景深和焦長。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)（假設(shè)不單獨(dú)列出，需在教學(xué)要求中適當(dāng)注明）.重點(diǎn)電磁透鏡分辨率.難點(diǎn)理解電磁透鏡的焦距，可變倍率的匯聚透鏡；理解像差的概念，消除或減小像差的方法第七章透射電子顯微鏡（一）課程內(nèi)容

9、.透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與成像原理；.主要部件的結(jié)構(gòu)與工作原理；.透射電子顯微鏡分辨率和放大倍數(shù)的測定。（二）教學(xué)要求掌握透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)與成像原理，重點(diǎn)是電子光學(xué)系統(tǒng)和調(diào)節(jié)放大倍數(shù)的方法;了解主要部件的結(jié)構(gòu)與工作原理；了解透射電鏡分辨率和放大倍數(shù)的概念及測定方法。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)（假設(shè)不單獨(dú)列出，需在教學(xué)要求中適當(dāng)注明）.重點(diǎn)透射電子顯微鏡成像原理.難點(diǎn)透射電子顯微鏡結(jié)構(gòu)與成像操作之間的關(guān)系第八章電子衍射（一）課程內(nèi)容.電子衍射原理；.電子顯微鏡中的電子衍射；.單晶體電子衍射花樣標(biāo)定。（二）教學(xué)要求.掌握單晶、多晶和非晶的電子衍射花樣特征；.掌握電子衍射遵循的規(guī)律：布拉格方程；. 了解埃瓦

10、爾德球圖解法；. 了解單晶電子衍射花樣的標(biāo)定。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)（假設(shè)不單獨(dú)列出，需在教學(xué)要求中適當(dāng)注明）L重點(diǎn)電子衍射花樣產(chǎn)生的原理和對(duì)結(jié)果的分析2.難點(diǎn)埃瓦爾德球圖解法，倒易點(diǎn)陣與單晶電子衍射花樣的關(guān)系第九章晶體薄膜衍襯成像分析（-）課程內(nèi)容.薄膜樣品的制備方法；.質(zhì)厚襯度原理；.衍襯成像原理；.消光距離。（二）教學(xué)要求.掌握薄膜樣品的制備方法，尤其是無機(jī)材料樣品；.掌握衍襯成像原理，了解明場像、暗場像；. 了解消光距離。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)（假設(shè)不單獨(dú)列出，需在教學(xué)要求中適當(dāng)注明）.重點(diǎn)薄膜樣品的制備方法和衍襯成像原理.難點(diǎn)明場像和暗場像的成像過程和對(duì)結(jié)果的分析應(yīng)用第十章掃描電子顯微鏡（一）課

11、程內(nèi)容.電子束與固體樣品作用時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)；.掃描電子顯微鏡的構(gòu)造和工作原理；.掃描電子顯微鏡的主要性能；.外表形貌襯度原理及其應(yīng)用；.原子序數(shù)襯度原理及其應(yīng)用。（二）教學(xué)要求1.掌握各種物理信號(hào)；2,了解掃描電鏡的構(gòu)造及工作原理；.掌握掃描電子顯微鏡分辨率的影響因素；.掌握二次電子的外表形貌襯度成像原理；. 了解背散射電子的原子序數(shù)襯度原理。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)（假設(shè)不單獨(dú)列出，需在教學(xué)要求中適當(dāng)注明）L重點(diǎn)各種物理信號(hào)的產(chǎn)生及其應(yīng)用；分辨率的影響因素；外表形貌襯度成像原理2.難點(diǎn)根據(jù)外表形貌襯度成像原理對(duì)二次電子像進(jìn)行分析第十一章電子探針顯微分析（一）課程內(nèi)容.電子探針儀的結(jié)構(gòu)與工作原理；.電子

12、探針儀的分析方法及應(yīng)用。（二）教學(xué)要求.理解波長分散譜儀的原理和分析方法；.理解能量分散譜儀的原理和分析方法；.掌握能譜圖的分析過程。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)（假設(shè)不單獨(dú)列出，需在教學(xué)要求中適當(dāng)注明）.重點(diǎn)能譜儀的工作方式和譜圖特征2,難點(diǎn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇合適的電子探針顯微分析方法并對(duì)結(jié)果進(jìn)行合理分析。第十二章熱分析（一）課程內(nèi)容.熱分析概述；.熱重分析基本原理及方法；.差熱分析基本原理及方法；.熱機(jī)械分析基本原理及方法。（二）教學(xué)要求了解熱重分析和差熱分析的概念及其基本原理了解熱分析在指導(dǎo)無機(jī)材料制備中的應(yīng)用（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)（假設(shè)不單獨(dú)列出，需在教學(xué)要求中適當(dāng)注明）.重點(diǎn)熱重分析和差熱分析的原理.難點(diǎn)根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)要求選擇合適的熱分析手段并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理分析四、學(xué)時(shí)分配及教學(xué)方法章（按序填寫）教學(xué)形式及學(xué)時(shí)分配主要教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)課堂 教學(xué)實(shí) 驗(yàn)上機(jī)課程 實(shí)踐小 計(jì)第一章44課堂講授為主1.1第二章44課堂講授為主1.1第三章44課堂講授為主1.1第四章33課堂講授為主1.1,2.1第五章44課堂講授為主1.1, 2.1, 2.2第六章33課堂講授為主1.2第七章33課堂講授為主1.2, 2.1, 2.2第八章33課堂講授為主1.2, 2.1, 2