《材料分析技術(shù)1》課程教學(xué)大綱

《材料分析技術(shù)1》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱材料分析技術(shù)MaterialAnalysisTechnology課程編碼MAT410111030開課院部材料科學(xué)與工程學(xué)院課程團隊材料分析技術(shù)學(xué)分3.0課內(nèi)學(xué)時48講授48實驗0上機0實踐0課外學(xué)時48適用專業(yè)材料物理授課語言中文先修課程大學(xué)物理（2-1）、大學(xué)物理（2-2）、材料化學(xué)課程簡介（必修）“材料分析技術(shù)”是材料化學(xué)專業(yè)的專業(yè)必修課。課程內(nèi)容包括紫外-可見光譜、紅外光譜、拉曼光譜、核磁共振、質(zhì)譜、X-射線衍射、掃描電鏡、透射電鏡、X-射線光電子能譜以及熱分析技術(shù)等。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握上述各類分析方法的基本原理，所使用分析儀器的結(jié)構(gòu)與工作原理，樣品的制備與測試方法、圖譜解析方法、以及各類分析技術(shù)的功能與局限。通過案列教學(xué)，使學(xué)生掌握實際生產(chǎn)或研究中材料分析手段的選擇原則，了解材料結(jié)構(gòu)與其應(yīng)用性能之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。使學(xué)生初步具備能夠選擇合適的分析手段表征常見無機材料、有機材料、高分子材料和復(fù)合材料，獲取材料組成或關(guān)鍵結(jié)構(gòu)信息的能力，為材料化學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)打下扎實而雄厚的材料研究方法理論與技術(shù)基礎(chǔ)。"Materialanalysistechnology"isacompulsorycourseforMaterialChemistry.ThiscourseswillinvolveUV-Vis,IR,Raman,NMR,MS,X-raydiffraction,SEM,TEM,X-rayphotoelectronspectroscopy,andthermalanalysistechniques.Throughthestudyofthiscourse,studentscanmasterthebasicprinciplesoftheabovekindsofanalyticalmethods,thestructureandworkingprincipleoftheanalyticalinstrumentsused,themethodsofsamplepreparationandtesting,themethodsofspectrumanalysis,andthefunctionsandlimitationsofvariouskindsofcharacterizationtechniques.Throughcase-basedteaching,studentscanunderstandtheintrinsicrelationshipbetweenmaterialstructureanditsperformance,theselectionandapplicationofmaterialcharacterizationmeansinactualproductionorresearch.Tomakestudentshavetheabilitytoselectsuitableanalyticalmeanstocharacterizecommoninorganicmaterials,organicmaterials,polymermaterialsandcompositematerials,toobtainmaterialcompositionorkeystructuralinformation,andtolayasolidandstrongtheoreticalandtechnicalfoundationforthetrainingofmaterialchemistryprofessionals.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號代號課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：深刻理解各類測試方法的基本原理和分析設(shè)備的工作原理。是5.22M2目標(biāo)2：深刻掌握各類測試方法樣品的制備與測試步驟、圖譜解析方法以及各類分析技術(shù)的功能與局限等。是2.33M3目標(biāo)3：掌握實際生產(chǎn)或研究中材料分析手段的選擇原則，了解材料結(jié)構(gòu)與其應(yīng)用性能之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。是4.4三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時教學(xué)方式課外學(xué)時課外環(huán)節(jié)1第一章緒論本章重點難點：材料的化學(xué)成分分析、結(jié)構(gòu)測定以及形貌觀察。////21.1材料結(jié)構(gòu)與材料性能的關(guān)系了解材料結(jié)構(gòu)與材料性能的關(guān)系M11講授1自學(xué)31.2材料結(jié)構(gòu)表征的基本方法材料的化學(xué)成分分析、結(jié)構(gòu)測定以及形貌觀察M11講授1作業(yè)4第二章光譜分析本章重點難點：紫外光譜、紅外光譜以及拉曼光譜的基本原理和應(yīng)用；紅外光譜制樣技術(shù)和譜圖的解析////52.1紫外光譜分析發(fā)色基團、助色基團和吸收帶，紫外光譜儀的構(gòu)造、測試原理和譜圖解析；紫外光譜在材料研究中的應(yīng)用M12講授2自學(xué)62.2紅外光譜分析雙原子分子的振動——諧報子和非諧振、多原子分子的簡正振動、紅外光譜的吸收和強度；特征基團頻率與影響基團頻率的因素；紅外光譜圖的解析方法；紅外光譜儀與樣品的制樣技術(shù)；紅外光譜在材料研究中的應(yīng)用。M12講授2自學(xué)72.3拉曼光譜分析拉曼散射和拉曼位移，拉曼光譜儀的構(gòu)造和制樣技術(shù)；拉曼光譜在材料研究中的應(yīng)用M2,M32講授2作業(yè)8第三章核磁共振分析本章重點難點：核磁共振的基本原理，質(zhì)子的化學(xué)位移及影響因素；核磁共振譜圖的解析；核磁共振波譜在材料研究中的應(yīng)用////93.1核磁共振的基本原理核磁共振的產(chǎn)生條件，原子核的弛豫，化學(xué)位移，耦合常數(shù)；脈沖傅里葉變換核磁共振原理；13C核磁共振譜。M12講授2自學(xué)103.2核磁共振儀與譜圖解析核磁共振儀的構(gòu)造和制樣技術(shù)；譜圖解析方法M22講授2自學(xué)113.33.3核磁共振波譜在材料研究中的應(yīng)用有機物分子結(jié)構(gòu)的測定；聚合物材料類型的鑒定；多孔無機材料如分子篩等骨架元素配位狀態(tài)的表征；N和P核磁。M33講授3作業(yè)12第四章質(zhì)譜分析本章重點難點：質(zhì)譜的基本原理；質(zhì)譜在材料研究中的應(yīng)用。////134.1質(zhì)譜的基本知識質(zhì)譜的基本原理，質(zhì)譜儀的構(gòu)造，質(zhì)譜的表示法M12講授2自學(xué)144.2離子的主要類型分子離子、同位素離子、碎片離子、亞穩(wěn)離子和多電荷離子M13講授3自學(xué)154.3質(zhì)譜在材料研究中的應(yīng)用色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)；確定化合物的分子式；鑒定聚合物的結(jié)構(gòu)；分析無機材料中微量雜質(zhì)元素的分布。M2,M33講授3作業(yè)16第五章X射線衍射分析本章重點難點：X射線衍射原理，布拉格定律；粉末衍射儀法；X射線技術(shù)在材料研究中的應(yīng)用////175.1X射線的物理基礎(chǔ)X射線的產(chǎn)生及X射線譜，X射線學(xué)的性質(zhì)，X射線與電磁波譜，X射線與物質(zhì)的相互作用M12講授2自學(xué)185.2X射線衍射原理X射線的衍射，布拉格定律，衍射矢量方程及厄瓦爾德圖解，X射線衍射線束的強度M12講授2自學(xué)195.3X射線衍射實驗方法粉晶法成相原理，德拜照相法，衍射儀法，粉末衍射儀的構(gòu)造M22講授2自學(xué)205.4X射線技術(shù)在材料研究中的應(yīng)用物相的定性分析；物相的定量分析；多晶體點陣常數(shù)的精確測定；晶面取向度的測定；晶體結(jié)晶度的測定；轉(zhuǎn)動晶體法測聚合物結(jié)構(gòu)；晶粒尺寸的測定；膜厚的測量。M32講授2作業(yè)21第六章電子顯微分析本章重點難點：透射電鏡和掃描電鏡的工作原理及其在材料研究中的應(yīng)用；透射電鏡和掃描電鏡的像襯度，樣品的制備方法////226.1概述電子顯微技術(shù)的發(fā)展，電子與物質(zhì)的作用M11講授1自學(xué)236.2透射電子顯微鏡透射電鏡的工作原理，透射電鏡的構(gòu)造，電子衍射，樣品的制備方法，透射電鏡的像襯度M13講授3自學(xué)246.3掃描電子顯微鏡掃描電鏡的工作原理、性能、特點和結(jié)構(gòu)；樣品的制備方法，掃描電鏡的襯度和分辨率；X射線能譜儀M12講授2自學(xué)254.26.4電子顯微技術(shù)在材料研究中的應(yīng)用透射電鏡在材料研究中的應(yīng)用；掃描電鏡在材料研究中的應(yīng)用M11講授1作業(yè)266.4電子顯微技術(shù)在材料研究中的應(yīng)用透射電鏡在材料研究中的應(yīng)用；掃描電鏡在材料研究中的應(yīng)用M2,M32講授2作業(yè)27第七章X射線光電子能譜本章重點難點：X射線光電子能譜分析的原理，表面元素的定量分析。////287.1概述X射線光電子能譜的原理與特點、原子能級及電子結(jié)合能M11講授1自學(xué)297.2X射線光電子能譜譜圖解析光電子能譜的圖譜特點及解析方法、光電子能譜的定性與定量分析M11講授1自學(xué)307.3光電子能譜的應(yīng)用表面元素全分析、元素窄區(qū)譜分析M2,M32講授2作業(yè)31第八章熱分析本章重點難點：三種熱分析的基本原理、影響因素及其在材料研究中的應(yīng)用////328.1概述基本概念及熱分析的分類M11講授1自學(xué)338.2熱重分析熱重分析法的基本原理、影響因素及其在材料研究中的應(yīng)用M2,M31講授1自學(xué)348.3差熱分析差熱分析法的的基本原理、影響因素及其在材料研究中的應(yīng)用M2,M31講授1自學(xué)358.4差示掃描量熱分析差示掃描量熱分析法的的基本原理、影響因素及其在材料研究中的應(yīng)用M2,M31講授1作業(yè)四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評占比1平時作業(yè)1.每章平均布置不少于10道題目。2.成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時上交、是否獨立完成評分。3.考核學(xué)生對材料分析技術(shù)基本知識的掌握能力，學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力，題型主要為選擇題。30%2期末考試1.閉卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。2.主要考核學(xué)生對材料測試方法基礎(chǔ)知識的掌握能力，學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力，題型主要有填空題、選擇題、簡答題、計算題等。70%五、評分細(xì)則序號課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時作業(yè)30%A-對材料分析技術(shù)基本原理的相關(guān)知識點理解無誤。B-對上述知識點理解存在少量錯誤。C-對上述知識點理解存在一定量錯誤。D-或?qū)ι鲜鲋R點理解存在大量錯誤。2M1期末考試70%（詳見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)）3M2平時作業(yè)30%A-對材料分析技術(shù)中樣品的制備、測試步驟和譜圖解析等相關(guān)知識點理解無誤。B-對上述知識點理解存在少量錯誤。C-對上述知識點理解存在一定量錯誤。D-或?qū)ι鲜鲋R點理解存在大量錯誤。4M2期末考試70%（詳見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)）5M3平時作業(yè)30%A-對材料分析技術(shù)的選擇原則等相關(guān)知識點理解無誤。B-對上述知識點理解存在少量錯誤。C-對上述知識點理解存在一定量錯誤。D-或?qū)ι鲜鲋R點理解存在大量錯誤。6M3期末考試70%（詳見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)）評分等級說明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[A,B,C]=[90