《材料現(xiàn)代分析與測(cè)試技術(shù)綜合訓(xùn)練》課程教學(xué)大綱

《材料現(xiàn)代分析與測(cè)試技術(shù)綜合訓(xùn)練》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱材料現(xiàn)代分析與測(cè)試技術(shù)綜合訓(xùn)練課程編號(hào)330020069課程性質(zhì)必修課課程類別集中實(shí)踐環(huán)節(jié)開課單位新材料與化學(xué)工程學(xué)院授課學(xué)期第7學(xué)期學(xué)分/學(xué)時(shí)2/2周實(shí)施方式實(shí)訓(xùn)適用專業(yè)新能源材料與器件是否雙語否先修課程材料研究與測(cè)試分析方法固體物理材料科學(xué)基礎(chǔ)后續(xù)課程畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）二、課程簡(jiǎn)介本綜合訓(xùn)練課程是新能源材料與器件專業(yè)的集中實(shí)踐教學(xué)。通過綜合性訓(xùn)練，使學(xué)生掌握相關(guān)材料的研究測(cè)試方法，了解各種儀器設(shè)備的結(jié)構(gòu)及工作原理，掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法，分析各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與材料的關(guān)系，從而加深對(duì)專業(yè)基礎(chǔ)及專業(yè)課程中有關(guān)理論的理解。使學(xué)生有初步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力及一定的科研能力，為將來從事新型材料的生產(chǎn)、開發(fā)及管理打下良好的基礎(chǔ)。三、課程目標(biāo)及對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐（一）課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到以下目標(biāo)：課程目標(biāo)1.掌握材料分析測(cè)試過程中的基本理論知識(shí)和規(guī)律，利用測(cè)試分析的基本理論，分析、解決工程實(shí)際過程和問題。能夠查閱和利用手冊(cè)、文獻(xiàn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等資料，為材料分析測(cè)試過程中的實(shí)際問題尋求和設(shè)計(jì)可靠合理的解決方法和實(shí)施方案，指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)操作。課程目標(biāo)2：通過課程教學(xué)，提高學(xué)生分析問題和解決問題能力，培養(yǎng)學(xué)生探索精神和創(chuàng)新意識(shí)，努力實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。課程目標(biāo)3：在實(shí)訓(xùn)過程中引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注前沿動(dòng)態(tài)：使學(xué)生了解材料分析領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)。鼓勵(lì)探索性實(shí)驗(yàn)：為學(xué)生提供充足的自主實(shí)驗(yàn)時(shí)間，鼓勵(lì)他們嘗試新方法、新技術(shù)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。（二）課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求課程目標(biāo)11-2能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)用于分析和解決新能源材料與器件生產(chǎn)和加工過程中的復(fù)雜工程問題。1.工程知識(shí)課程目標(biāo)22-4能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)、并通過文獻(xiàn)研究分析新能源材料與器件生產(chǎn)過程中的復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論。3-4能夠設(shè)計(jì)針對(duì)復(fù)雜新能源材料與器件工程問題的解決方案，設(shè)計(jì)滿足特定需求的生產(chǎn)工藝流程和主要設(shè)備，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。4-4能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)新能源材料與器件開發(fā)過程的復(fù)雜工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析與表征、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。2.問題分析3.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案4.研究課程目標(biāo)35-3能夠針對(duì)復(fù)雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，包括對(duì)復(fù)雜工程問題的預(yù)測(cè)與模擬，并能夠理解其局限性。5.使用現(xiàn)代工具四、課程基本教學(xué)內(nèi)容及對(duì)課程目標(biāo)的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目一X射線衍射分析課程主要內(nèi)容實(shí)驗(yàn)1X射線衍射儀的結(jié)構(gòu)、原理與使用實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解X射線衍射儀的構(gòu)造與操作原理；（2）了解X射線衍射儀的操作過程及步驟；（3）掌握X射線衍射樣品的制備方法；（4）了解X射線的安全防護(hù)規(guī)定和措施。實(shí)驗(yàn)原理一、X射線衍射儀的基本構(gòu)造與原理二、測(cè)角儀的構(gòu)造及光路系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)2物相分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）掌握X射線衍射物相定性分析的原理和實(shí)驗(yàn)方法；（2）熟悉PDF卡片的查找方法和物相檢索方法；（3）掌握X射線衍射分析軟件Jade的基本操作。實(shí)驗(yàn)原理一、物相定性分析原理二、PDF卡片三、PDF卡片檢索方法重點(diǎn)和難點(diǎn)在材料X射線物相分析中，相的識(shí)別與鑒定是最基本但也是最關(guān)鍵的步驟。對(duì)于未知材料，需要通過對(duì)X射線衍射圖譜的分析，正確判斷出材料的物相組成。這需要對(duì)各種物相的衍射特征有深入的了解，并能準(zhǔn)確識(shí)別和區(qū)分不同的衍射峰。對(duì)于復(fù)雜的材料體系，可能存在大量的物相，因此需要具備豐富的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)。衍射峰的解析與標(biāo)定是確定物相組成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過對(duì)衍射峰的位置、強(qiáng)度和形狀進(jìn)行分析，可以確定材料的晶體結(jié)構(gòu)和物相組成。在進(jìn)行衍射峰的解析與標(biāo)定時(shí)，需要注意衍射峰的分辨率和重疊情況，避免誤判和漏標(biāo)。此外，對(duì)于非晶體材料的衍射峰分析也具有一定的難度。3.實(shí)施方式講座、視頻和實(shí)操學(xué)習(xí)要求安排學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)書要求撰寫實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告，每生一份必須獨(dú)立完成并不少于1500字。實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容主要包括：實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱，實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊饬x，實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)原料與器材，實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象記錄，數(shù)據(jù)結(jié)果處理和分析等幾部分。具體實(shí)驗(yàn)要求如下：（1）選擇一種衍射儀（市場(chǎng)有多種設(shè)備型號(hào)），學(xué)習(xí)該衍射儀的操作規(guī)程。（2）分別練習(xí)化合物粉體樣品和金屬塊體樣品的制備、安裝和測(cè)量。（3）討論粉體樣品的粒度、濕度（是否含有水分）、裝樣方法、樣品平整度、工作電壓和電流、狹縫大小、掃描速度等各種因素對(duì)衍射強(qiáng)度、衍射角度位置以及峰形輪廓線的影響。（4）分別以粉末樣品和加工態(tài)合金塊體樣品為實(shí)驗(yàn)對(duì)象、鑒定其物相組成。（5）描述PDF卡片所包含內(nèi)容。（6）說明物相鑒定的依據(jù)、多相樣品的物相定性分析存在哪些困難？5.實(shí)踐要求（1）實(shí)踐屬性：綜合訓(xùn)練型（2）工作流程：（3）分組要求：8人1組（4）實(shí)踐準(zhǔn)備：深入了解X射線衍射的原理以及如何利用X射線衍射進(jìn)行物相分析。這包括了解每種結(jié)晶物質(zhì)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，如點(diǎn)陣類型、晶胞大小、原子位置等，以及這些參數(shù)如何反映在X射線的衍射圖譜上。選擇合適的設(shè)備：根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，選擇合適的X射線衍射儀。需確保其精度和穩(wěn)定性滿足實(shí)驗(yàn)要求。同時(shí)，也要準(zhǔn)備相應(yīng)的樣品臺(tái)、導(dǎo)電膠、砂紙等輔助工具。樣品準(zhǔn)備：在實(shí)驗(yàn)前，需要對(duì)樣品進(jìn)行清洗和預(yù)處理。使用酒精清洗樣品以去除表面的污垢或氧化物，然后利用導(dǎo)電膠將樣品牢固地粘到樣品臺(tái)上。此外，應(yīng)保證樣品之間的高度差不超過0.5cm。對(duì)于粉末樣品，長(zhǎng)時(shí)間的研磨是必要的，以確保樣品的平均粒徑在10微米左右。設(shè)定測(cè)量參數(shù)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，選擇合適的X射線靶材、管流和管壓。例如，Cu靶Ka線（λ=1.5406A）常被用于物相分析。同時(shí)，設(shè)定掃描速度和掃描角度范圍，例如在20°~120°的掃描角度內(nèi)以8°/min的速度進(jìn)行連續(xù)掃描。數(shù)據(jù)收集與處理：在實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)記錄并保存衍射圖譜以及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)。利用專業(yè)的軟件（如MDIJade5）進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索與處理，如進(jìn)行PDF卡片索引建立，并使用軟件的物相檢索功能。安全防護(hù)：由于X射線具有電離效應(yīng)，因此實(shí)驗(yàn)操作人員需要嚴(yán)格遵守安全規(guī)范，穿戴防護(hù)服和佩戴防護(hù)眼鏡等個(gè)人防護(hù)用品。此外，應(yīng)遵循實(shí)驗(yàn)廢棄物處理的相關(guān)環(huán)保規(guī)定。避免輻射損傷：在關(guān)閉X射線衍射儀之前，確保X射線關(guān)閘已經(jīng)關(guān)閉，以防止受到輻射損傷。（5）時(shí)間安排：3~4天（6）其他要求：無6.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果學(xué)習(xí)預(yù)期成果主要包括以下幾個(gè)方面：知識(shí)理解：學(xué)生應(yīng)能夠理解X射線物相分析的基本原理，包括X射線的產(chǎn)生、X射線與物質(zhì)的相互作用以及如何利用X射線衍射圖譜進(jìn)行物相分析等。技能掌握：學(xué)生應(yīng)能夠掌握X射線衍射儀的基本操作，包括樣品準(zhǔn)備、儀器設(shè)置、數(shù)據(jù)采集等。此外，學(xué)生還應(yīng)掌握如何解析和解讀X射線衍射圖譜，能夠使用相關(guān)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。態(tài)度培養(yǎng)：學(xué)生應(yīng)培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，對(duì)待實(shí)驗(yàn)認(rèn)真負(fù)責(zé)，嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程，尊重實(shí)驗(yàn)結(jié)果。同時(shí)，學(xué)生還應(yīng)具備解決復(fù)雜問題的耐心和毅力。問題解決：學(xué)生應(yīng)能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題，獨(dú)立分析并尋找解決方案。此外，學(xué)生還應(yīng)學(xué)會(huì)從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)異常，并提出合理的假設(shè)。創(chuàng)新思維：學(xué)生應(yīng)能夠根據(jù)所學(xué)知識(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)果進(jìn)行批判性思考，并提出改進(jìn)或創(chuàng)新的建議。團(tuán)隊(duì)合作：在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生應(yīng)能夠與團(tuán)隊(duì)成員有效溝通，共同完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。這包括分工合作、信息交流和匯總等。時(shí)間管理：學(xué)生應(yīng)能夠合理安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間，確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。這包括提前準(zhǔn)備、按時(shí)開始和結(jié)束實(shí)驗(yàn)、以及在遇到問題時(shí)及時(shí)調(diào)整計(jì)劃。自我評(píng)估：學(xué)生應(yīng)能夠?qū)ψ约旱膶?shí)驗(yàn)過程和結(jié)果進(jìn)行反思和總結(jié)，認(rèn)識(shí)到自己的不足之處，以便在未來的實(shí)驗(yàn)中加以改進(jìn)。通過以上預(yù)期成果的達(dá)成，學(xué)生不僅能夠掌握X射線物相分析的實(shí)驗(yàn)技能和方法，還能夠培養(yǎng)其科學(xué)素養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，為未來的科學(xué)研究和實(shí)踐工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1.掌握材料分析測(cè)試過程中的基本理論知識(shí)和規(guī)律，利用測(cè)試分析的基本理論，分析、解決工程實(shí)際過程和問題。能夠查閱和利用手冊(cè)、文獻(xiàn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等資料，為材料分析測(cè)試過程中的實(shí)際問題尋求和設(shè)計(jì)可靠合理的解決方法和實(shí)施方案，指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)操作。課程目標(biāo)2：通過課程教學(xué)，提高學(xué)生分析問題和解決問題能力，培養(yǎng)學(xué)生探索精神和創(chuàng)新意識(shí)，努力實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。課程目標(biāo)3：在實(shí)訓(xùn)過程中引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注前沿動(dòng)態(tài)：使學(xué)生了解材料分析領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)。鼓勵(lì)探索性實(shí)驗(yàn)：為學(xué)生提供充足的自主實(shí)驗(yàn)時(shí)間，鼓勵(lì)他們嘗試新方法、新技術(shù)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目二電子顯微分析1.課程主要內(nèi)容實(shí)驗(yàn)1掃描電鏡的結(jié)構(gòu)、工作原理及使用實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解掃描電鏡的構(gòu)造及工作原理;（2）初步學(xué)習(xí)F7900場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡的操作方法。實(shí)驗(yàn)2掃描電鏡的二次電子像及斷口形貌分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解掃描電鏡在斷口形貌分析中的作用;（2）通過對(duì)不同斷口形貌的分析，掌握掃描電鏡分析斷口形貌的方法。實(shí)驗(yàn)原理一、形貌襯度--二次電子(SE)像及其襯度原理二、典型斷口形貌觀察.實(shí)驗(yàn)3掃描電鏡的背散射電子像及高倍組織觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）掌握掃描電鏡成分襯度像-背散射電子像(BSE)的原理、特點(diǎn)及其在材料研究中的應(yīng)用；（2）利用F7900場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡，觀察分析樣品經(jīng)過深腐蝕后的形貌。實(shí)驗(yàn)原理一、背散射電子的成像二、背散射電子像的襯度三、背散射電子像的分辨率2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：了解并熟悉掃描電鏡的結(jié)構(gòu)和功能。掌握如何調(diào)整和使用掃描電鏡，以獲得最佳的觀察效果。了解二次電子、背散射電子等信號(hào)的特點(diǎn)及其與樣品的關(guān)系。二次電子像的特點(diǎn)和形成原理。二次電子像在材料、器件結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用。斷口形貌分析的方法和要點(diǎn)。背散射電子像的特點(diǎn)和形成原理。背散射電子像在材料成分和晶體結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用。高倍組織觀察的方法和要點(diǎn)。難點(diǎn)：聚光鏡和掃描線圈的調(diào)整，以保證電子束的穩(wěn)定和掃描的均勻性。對(duì)不同樣品和觀察目標(biāo)選擇合適的加速電壓和工作距離。對(duì)各種信號(hào)的識(shí)別和選擇，以及它們?cè)趫D像中的表現(xiàn)。理解并掌握背散射電子像及高倍組織觀察的原理和應(yīng)用。二次電子像的解讀和解析，特別是涉及復(fù)雜結(jié)構(gòu)和多層膜的情況。斷口形貌的觀察和分析，如何準(zhǔn)確地識(shí)別和判斷斷裂的性質(zhì)和機(jī)制。背散射電子像的解讀和解析。高倍組織觀察中的細(xì)節(jié)識(shí)別和分析，如何準(zhǔn)確地判斷組織結(jié)構(gòu)和相組成。3.實(shí)施方式講座、視頻和實(shí)操4.學(xué)習(xí)要求具體實(shí)驗(yàn)要求如下：（1）簡(jiǎn)要說明電子顯微分析的基本原理及掃描電鏡各部分的作用。（2）根據(jù)自己的了解，舉例說明不同類型掃描電鏡的異同。（3）給出某個(gè)斷口形貌從低倍到高倍的系列圖像。（4）給出不同斷裂機(jī)理斷口形貌的圖像，并對(duì)它們進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋容^分析。（5）分析不同斷口形貌所對(duì)應(yīng)的斷裂機(jī)理。（6）簡(jiǎn)述掃描電鏡分析中背散射電子像的原理。（7）說明掃描電鏡成分襯度像背散射電子像的特點(diǎn)，與二次電子像的異同。（8）說明掃描電鏡在金相組織分析中的特點(diǎn)及應(yīng)用。附：可根據(jù)文獻(xiàn)或是老師所給數(shù)據(jù)5.實(shí)踐要求（1）實(shí)踐屬性：綜合訓(xùn)練型（2）工作流程：樣品準(zhǔn)備：選擇合適的樣品，確保樣品具有代表性，滿足實(shí)驗(yàn)要求；對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理，如清洗、干燥等；根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，對(duì)樣品進(jìn)行適當(dāng)?shù)那懈罨虼蚰?，以暴露觀察面。鍍膜處理：對(duì)樣品進(jìn)行鍍膜處理，以提高樣品的導(dǎo)電性；鍍膜材料可根據(jù)樣品性質(zhì)選擇，如金屬、碳等；鍍膜后應(yīng)確保樣品表面光滑、無雜質(zhì)。樣品安裝：將處理好的樣品安裝到掃描電鏡的樣品臺(tái)上；確保樣品固定牢固，不會(huì)在電鏡工作時(shí)發(fā)生位移或晃動(dòng)。調(diào)整焦距：打開掃描電鏡，對(duì)樣品進(jìn)行初步觀察；調(diào)整電鏡的焦距，使樣品清晰成像在屏幕上；確認(rèn)焦距調(diào)整合適后，開始形貌觀察。形貌觀察：在掃描電鏡下觀察樣品的形貌特征；注意觀察樣品的表面粗糙度、顆粒大小及分布情況等；觀察過程中可根據(jù)需要調(diào)整放大倍數(shù)和掃描速度。圖像采集：在觀察過程中，使用電鏡的圖像采集系統(tǒng)將觀察到的形貌圖像記錄下來；根據(jù)需要選擇合適的圖像分辨率和采集方式；對(duì)于重要的形貌特征，可進(jìn)行多角度、多倍率觀察和采集。分析處理：對(duì)采集到的形貌圖像進(jìn)行初步處理，如對(duì)比度、亮度調(diào)整等；使用專業(yè)軟件對(duì)圖像進(jìn)行進(jìn)一步分析，如測(cè)量顆粒大小、表面粗糙度等；將分析結(jié)果進(jìn)行整理和歸納。結(jié)果輸出：將分析處理后的結(jié)果以圖表或報(bào)告的形式輸出；根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，選擇合適的圖表形式展示結(jié)果；在報(bào)告中詳細(xì)描述實(shí)驗(yàn)過程、觀察到的形貌特征以及分析結(jié)果。（3）分組要求：8人1組（4）實(shí)踐準(zhǔn)備：在準(zhǔn)備進(jìn)行掃描電鏡做形貌分析的實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要認(rèn)真學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，掌握基本原理和方法，為實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行打下基礎(chǔ)。同時(shí)，還需要注意遵守實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)范，確保實(shí)驗(yàn)過程的安全性。（5）時(shí)間安排：3~4天（6）其他要求：無6.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果掌握掃描電鏡的基本原理和操作方法，了解其應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)。熟悉樣品制備技術(shù)，能夠根據(jù)不同樣品性質(zhì)選擇合適的處理方法，掌握鍍膜處理等基本操作技能。掌握形貌分析方法，能夠正確使用相關(guān)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析的基本方法，如對(duì)比度、亮度調(diào)整，以及如何利用專業(yè)軟件進(jìn)行形貌特征提取和分析。熟悉實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫的基本要求和方法，能夠清晰地表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論，提高自己的科學(xué)素養(yǎng)和表達(dá)能力。培養(yǎng)自己的觀察力、思維能力和實(shí)驗(yàn)技能，增強(qiáng)動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，為日后的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)，能更好地理解和應(yīng)用掃描電鏡進(jìn)行形貌分析的方法和技術(shù)。這將有助于學(xué)生在未來的學(xué)習(xí)和工作中更加自信地面對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的問題和挑戰(zhàn)。7.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1.掌握材料分析測(cè)試過程中的基本理論知識(shí)和規(guī)律，利用測(cè)試分析的基本理論，分析、解決工程實(shí)際過程和問題。能夠查閱和利用手冊(cè)、文獻(xiàn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等資料，為材料分析測(cè)試過程中的實(shí)際問題尋求和設(shè)計(jì)可靠合理的解決方法和實(shí)施方案，指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)操作。課程目標(biāo)2：通過課程教學(xué)，提高學(xué)生分析問題和解決問題能力，培養(yǎng)學(xué)生探索精神和創(chuàng)新意識(shí)，努力實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。課程目標(biāo)3：在實(shí)訓(xùn)過程中引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注前沿動(dòng)態(tài)：使學(xué)生了解材料分析領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)。鼓勵(lì)探索性實(shí)驗(yàn)：為學(xué)生提供充足的自主實(shí)驗(yàn)時(shí)間，鼓勵(lì)他們嘗試新方法、新技術(shù)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目三能譜分析與光譜分析1.課程主要內(nèi)容實(shí)驗(yàn)1X射線光電子能譜分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解X射線光電子能譜(XPS)儀的基本結(jié)構(gòu)和工作原理;（2）掌握材料表面XPS分析方法。實(shí)驗(yàn)原理一、XPS的工作原理二、結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)2紅外光譜分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解紅外光譜儀的結(jié)構(gòu)和工作原理；（2）掌握紅外吸收光譜的分析方法和應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)3激光拉曼光譜分析 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解激光拉曼(Raman)光譜分析的基本原理、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn);（2）掌握拉曼光譜儀的操作方法和譜線分析方法。實(shí)驗(yàn)原理一、激光拉曼光譜產(chǎn)生的原理與特點(diǎn)二、激光拉曼光譜的實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)4原子力顯微鏡分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）理解原子力顯微鏡的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；（2）通過本實(shí)驗(yàn)基本掌握原子力顯微鏡的使用方法；（3）能對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的圖譜進(jìn)行正確分析并進(jìn)行實(shí)例分析。實(shí)驗(yàn)原理一、原子力顯微鏡的工作原理二、原子力顯微鏡的基本結(jié)構(gòu)2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：掌握各種大型實(shí)驗(yàn)儀器的操作流程，了解儀器的基本結(jié)構(gòu)和原理。掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、分析和可視化方法，能夠準(zhǔn)確解讀數(shù)據(jù)并得出結(jié)論。了解實(shí)驗(yàn)過程中可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，掌握相應(yīng)的防護(hù)措施和應(yīng)急處理方法。了解實(shí)驗(yàn)誤差的來源，采取有效措施減小誤差，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。根據(jù)評(píng)估結(jié)果，對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量和效率。難點(diǎn)：正確、規(guī)范地操作儀器，避免因操作不當(dāng)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏差或儀器損壞。從復(fù)雜數(shù)據(jù)中提取有用信息，正確處理異常值和誤差，避免數(shù)據(jù)誤導(dǎo)。保持安全意識(shí)，正確應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中的突發(fā)情況，確保人員和儀器的安全。分析誤差產(chǎn)生的原因，針對(duì)性地采取減小誤差的措施，避免誤差傳遞和累積。掌握實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠性評(píng)估的方法和流程，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。3.實(shí)施方式視頻、實(shí)操和講座4.學(xué)習(xí)要求具體實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求如下：（1）X射線光電子能譜儀由哪幾部分組成，并簡(jiǎn)述各部分的功能。（2）簡(jiǎn)述XPS分析的工作原理。（3）對(duì)實(shí)驗(yàn)所用樣品的XPS譜圖進(jìn)行解析。（4）畫出雙光束紅外譜儀原理示意圖。（5）分別說明紅外光譜法的特點(diǎn)和產(chǎn)生紅外吸收的條件。（6）簡(jiǎn)述瑞利散射和拉曼散射的區(qū)別。（7）簡(jiǎn)述激光拉曼光譜的實(shí)驗(yàn)原理。（8）拉曼光譜和紅外光譜有哪些相同和不同點(diǎn)，兩者有什么關(guān)聯(lián)?（9）概述原子力顯微鏡的結(jié)構(gòu)，并解釋原子力顯微鏡的工作原理。（10）給出清晰的樣品三維形貌，并對(duì)其做出分析。5.實(shí)踐要求（1）實(shí)踐屬性：綜合訓(xùn)練型（2）工作流程：（3）分組要求：8人1組（4）實(shí)踐準(zhǔn)備：理論知識(shí)準(zhǔn)備：工具和器材準(zhǔn)備：人員準(zhǔn)備：安全準(zhǔn)備：操作流程準(zhǔn)備：協(xié)作準(zhǔn)備。（5）時(shí)間安排：3~4天（6）其他要求：無6.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果掌握各實(shí)驗(yàn)儀器操作流程，通過學(xué)習(xí)大型實(shí)驗(yàn)儀器的操作，同學(xué)們將能夠全面掌握儀器的操作流程，了解儀器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)操作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。了解實(shí)驗(yàn)原理和方法，在學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)儀器操作的同時(shí)，同學(xué)將深入了解實(shí)驗(yàn)的原理和方法。這將幫助同學(xué)們更好地理解實(shí)驗(yàn)的目的、要求和注意事項(xiàng)，從而確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可靠性。能夠獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，通過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作，將具備獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的能力。學(xué)生將能夠熟練操作儀器，按照實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力，大型實(shí)驗(yàn)通常需要團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成。在學(xué)習(xí)儀器操作的過程中，將與其他同學(xué)一起合作，共同完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。這將有助于培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和溝通能力，提高同學(xué)在團(tuán)隊(duì)中的適應(yīng)性和協(xié)作能力。增強(qiáng)問題解決和創(chuàng)新能力，在實(shí)驗(yàn)過程中，同學(xué)可能會(huì)遇到各種問題和挑戰(zhàn)。通過學(xué)習(xí)和實(shí)踐，逐漸學(xué)會(huì)分析和解決問題的方法，培養(yǎng)自己的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。這將有助于學(xué)生在未來的學(xué)習(xí)和工作中更好地應(yīng)對(duì)各種挑戰(zhàn)和機(jī)遇。7.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1.掌握材料分析測(cè)試過程中的基本理論知識(shí)和規(guī)律，利用測(cè)試分析的基本理論，分析、解決工程實(shí)際過程和問題。能夠查閱和利用手冊(cè)、文獻(xiàn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等資料，為材料分析測(cè)試過程中的實(shí)際問題尋求和設(shè)計(jì)可靠合理的解決方法和實(shí)施方案，指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)操作。課程目標(biāo)2：通過課程教學(xué)，提高學(xué)生分析問題和解決問題能力，培養(yǎng)學(xué)生探索精神和創(chuàng)新意識(shí)，努力實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展。課程目標(biāo)3：在實(shí)訓(xùn)過程中引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注前沿動(dòng)態(tài)：使學(xué)生了解材料分析領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)。鼓勵(lì)探索性實(shí)驗(yàn)：為學(xué)生提供充足的自主實(shí)驗(yàn)時(shí)間，鼓勵(lì)他們嘗試新方法、新技術(shù)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。（二）課程基本教學(xué)內(nèi)容對(duì)課程目標(biāo)的支撐實(shí)踐內(nèi)容實(shí)施方式支撐的課程目標(biāo)學(xué)時(shí)安