《材料現(xiàn)代研究方法》教學(xué)大綱

《材料現(xiàn)代研究方法》教學(xué)大綱課程英文名AnalysisMethodsforMaterials課程代碼G0804Y08學(xué)分3總學(xué)時(shí)48理論學(xué)時(shí)48實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)0課程類別學(xué)科基礎(chǔ)課課程性質(zhì)必選先修課程大學(xué)物理、材料科學(xué)基礎(chǔ)適用專業(yè)材料化學(xué)開課學(xué)院材料科學(xué)與工程一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位《材料現(xiàn)代研究方法》為材料化學(xué)專業(yè)學(xué)生一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)位課，是一門理論和實(shí)踐性都很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程教學(xué)內(nèi)容是后繼材料物理化學(xué)類專業(yè)課程和進(jìn)行材料物理化學(xué)研究和工程技術(shù)開發(fā)的理論和試驗(yàn)基礎(chǔ)，是了解材料微觀結(jié)構(gòu)和改進(jìn)性能的不可缺少的工具。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握材料分析測試相應(yīng)的基本知識、基本技能及必要的理論基礎(chǔ)，具有正確選擇材料分析方法的能力，具備專業(yè)從事材料分析測試工作的初步基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生正確選用現(xiàn)代分析技術(shù)開展材料組成、結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的科學(xué)研究能力。（二）課程目標(biāo)1．掌握X射線衍射、電子顯微鏡、光譜分析、電子能譜分析、熱分析等各種材料現(xiàn)代分析測試方法建立的理論基礎(chǔ)，能夠正確選用材料現(xiàn)代分析技術(shù)開展材料組成、結(jié)構(gòu)與性能的分析。2．熟悉X射線衍射、電子顯微鏡、光譜分析、電子能譜分析、熱分析等分析測試儀器的結(jié)構(gòu)、基本組成、工作原理和應(yīng)用，熟練掌握制樣方法，熟練掌握各種分析方法對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析。3．運(yùn)用材料科學(xué)基礎(chǔ)知識、材料分析檢測相關(guān)知識對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析、處理及討論，具備專業(yè)從事材料分析測試工作初步基礎(chǔ)的能力。二、課程目標(biāo)達(dá)成的途徑與方法《材料現(xiàn)代研究方法》課程教學(xué)以課堂教學(xué)為主，結(jié)合自主學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生學(xué)習(xí)和了解近代材料科學(xué)研究領(lǐng)域中常用的材料成分分析和微觀結(jié)構(gòu)分析方法，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用材料基礎(chǔ)知識和材料分析測試方法專業(yè)知識，開展材料組成、結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的科學(xué)研究能力。（1）課堂教學(xué)主要講述各類分析儀器的結(jié)構(gòu)、基本組成和工作原理，并將實(shí)際的材料研究分析實(shí)例融入理論教學(xué)中，使學(xué)生能夠更加容易理解抽象的理論知識，提高學(xué)習(xí)材料分析測試方法的興趣，形成良好的思維方式和學(xué)習(xí)方法。在課堂教學(xué)中，充分引入互動環(huán)節(jié)，提高教學(xué)效果。（2）針對某些較為容易或先期講解較為充分的知識點(diǎn)，列出部分內(nèi)容作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，訓(xùn)練、形成良好的專業(yè)知識學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識和能力。三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）畢業(yè)要求1畢業(yè)要求4畢業(yè)要求5課程目標(biāo)1HLL課程目標(biāo)2LHH課程目標(biāo)3MHM注：1.支撐強(qiáng)度分別填寫H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低）。四、課程主要內(nèi)容與基本要求第一章：材料分析測試方法緒論了解材料分析測試方法的概況，理解材料分析測試方法的內(nèi)容第二章：電磁輻射與材料結(jié)構(gòu)掌握電磁輻射與物質(zhì)波概念，熟練掌握材料結(jié)構(gòu)相關(guān)知識第三章：電磁輻射與材料的相互作用了解各類特征譜，熟練掌握X射線的產(chǎn)生及其與物質(zhì)的相互作用第四章：X射線衍射原理熟練掌握衍射的必要條件（衍射方向）、布拉格方程、厄瓦爾德圖解，理解勞厄方程、衍射矢量方程；熟練掌握結(jié)構(gòu)因子的計(jì)算，衍射產(chǎn)生的充要條件，掌握X射線衍射強(qiáng)度。第五章：X射線衍射方法掌握德拜謝樂實(shí)驗(yàn)方法，熟練掌握X射線衍射儀法，了解單晶體衍射方法第六章：X射線衍射分析的應(yīng)用熟練掌握物相定性分析方法（熟練應(yīng)用jade軟件），掌握定量分析方法，理解點(diǎn)陣常數(shù)的精確測定和應(yīng)力測定方法第七章：透射電子顯微分析熟練掌握電子與材料的相互作用，掌握透射電子顯微鏡工作原理及構(gòu)造，熟練掌握電子衍射花樣的特征和標(biāo)定，熟練掌握透射電鏡基本成像操作及像襯度，理解電子衍射運(yùn)動學(xué)理論第八章：掃描電子顯微分析與電子探針掌握掃描電子顯微鏡工作原理及構(gòu)造，熟練掌握相襯原理與應(yīng)用，熟練掌握電子探針X射線顯微分析（能譜儀、波譜儀）第九章：分子光譜分析法掌握紫外-可見吸收光譜法的基本原理，了解紫外-可見分光光度計(jì)，熟練掌握紫外-可見吸收光譜法的應(yīng)用（朗白-比爾定律）；掌握紅外吸收光譜法的基本原理，了解紅外光譜儀，掌握紅外吸收光譜樣品的制備方法，熟練掌握紅外吸收光譜法的應(yīng)用。第十章：電子能譜分析法掌握X射線光電子能譜的基本原理，了解X射線光電子能譜儀，理解X射線光電子能譜實(shí)驗(yàn)技術(shù)，熟練掌握X射線光電子能譜分析與應(yīng)用。第十一章：熱分析法掌握差熱分析、差示掃描量熱法、熱重法的基本原理，熟練掌握熱分析法的分析和應(yīng)用，了解熱分析實(shí)驗(yàn)的影響因素。五、課程學(xué)時(shí)安排章節(jié)號教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)數(shù)學(xué)生任務(wù)對應(yīng)課程目標(biāo)第1章材料分析測試方法緒論2課程目標(biāo)（1）第2章電磁輻射與材料結(jié)構(gòu)5完成本章作業(yè)，自學(xué)材料結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)相關(guān)內(nèi)容課程目標(biāo)（1）第3章電磁輻射與材料的相互作用4完成本章作業(yè)課程目標(biāo)（1）第4章X射線衍射原理5完成本章作業(yè)課程目標(biāo)（2）第5章X射線衍射方法3完成本章作業(yè)課程目標(biāo)（1）第6章X射線衍射分析的應(yīng)用4完成本章作業(yè)，自學(xué)origin、jade軟件操作和應(yīng)用課程目標(biāo)（2）、（3）第7章透射電子顯微分析6完成本章作業(yè)，自學(xué)電子顯微分析軟件DM課程目標(biāo)（2）、（3）第8章掃描電子顯微分析與電子探針4完成本章作業(yè)課程目標(biāo)（2）、（3）第9章分子光譜分析法6完成本章作業(yè)，自學(xué)紅外分析相關(guān)軟件課程目標(biāo)（2）、（3）第10章電子能譜分析法6完成本章作業(yè)，自學(xué)X射線光電子能譜分析相關(guān)軟件課程目標(biāo)（2）、（3）第11章熱分析法3完成本章作業(yè)，自學(xué)相關(guān)熱分析法分析軟件課程目標(biāo)（2）、（3）六、實(shí)踐環(huán)節(jié)及基本要求序號實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)基本要求學(xué)生任務(wù)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)類別1………注：1.實(shí)驗(yàn)性質(zhì)指演示性、驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性、綜合性等；2.實(shí)驗(yàn)類別指必做、選做等。七、考核方式及成績評定考核內(nèi)容考核方式評定標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)）占總成績比例過程考核學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度，課堂互動回答問題，平時(shí)作業(yè)情況等形式考核中國計(jì)量大學(xué)學(xué)生課程平時(shí)成績考核細(xì)則30%期末考核閉卷試卷參考答案和評分標(biāo)準(zhǔn)70%考核類別考試成績登記方式百分制八、推薦教材與主要參考書（一）推薦教材：《材