材料研究方法与测试技术-于美燕

1、中国海洋大学本科生课程大纲 课程名称 材料研究方法与测试技术 (Research Method and Testing Technology of Materials) 课程代码 072502101273 课程属性 专业知识 课时/学分 64/4 课程性质 必修 实践学时 0 责任教师 于美燕 课外学时 0 课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修 _、课程介绍 1. 课程描述：材料科学涵盖了金属材料工程、冶金工程、无机非金属材料工程、 高分子材料工程、材料物理和材料化学等专业，它是研究材料的组成与结构、合成与 制备、性质及使用性能和测试与表征等四个基本

2、要素及其相互关系与制约规律的一门 科学。在这其中，材料性能的测试和对其结构的表征与计算，是实现按照预定性能设 计材料和制备材料的关键，材料研究方法与测试技术正是在这个需求的基础上开设 的一门核心基础课程。材料研究方法与测试技术是材料科学一门具有重要学科意义 且实用性极强的核心基础课之一。它主要涉及材料研究方法的基础理论知识和材料分 析、测试的技术手段，是综合性和实践性紧密相结合的课程，是每一位学习材料的学 生必须掌握的知识，在材料学科中具有无可比拟的地位。 2. 设计思路：材料研究方法与测试技术的理论内容主要是采用课堂讲述的形式, 对基本理论、仪器操作和结果分析进行有机结合，培养学生利用所学基

3、础知识分析问 题，解决问题的能力，为学生以后从事材料科学研究和工程技术工作打下坚实的理论 基础，进而满足社会对于材料科学与工程人才的需求。本课程主要介绍了光学显微分 析、X射线衍射分析、电子衍射分析、电子显微分析、热分析、光谱分析、核磁共振分 析及质谱分析等分析方法以及这些方法在材料研究中的综合应用，广泛满足了材料科 学与工程专业的培养需求。材料研究方法与测试技术作为材料科学与工程专业的一 门重要专业基础课，结合信息化时代背景下材料测试技术学科的发展，利用实践和视 频教学补充理论教学的方式，提高了教学效果，并通过实验项LI的设置，理论联系实 际，激发学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性，培养学

4、生的动手能力和思考能力， 满足社会对于材料科学与工程人才的需求。 3. 课程与其他课程的关系：本课程是专业必修课，讲解各类金属材料、无机非金属陶瓷材 料和高分子材料常用的的分析测试方法，对材料制备、设计、加工、应用具有重要意义。 学生应深入学习过材料科学基础、有机化学、物理化学、大学物理、晶体化学等基础知识， 并具备基本的无机化学实验、分析化学实验、有机化学实验、物化实验等基本实验技能。 先修课程为材料科学基础、有机化学、物理化学和大学物理、晶体化学等 专业基础课。 二、课程目标 本课程的建设LI标是通过对本课程的学习，使学生掌握材料研究与测试仪器的基 本原理、仪器构造、测试分析的基本过程与实

5、验方法、各种仪器分析方法在材料科学 领域的基本应用。通过本课程的学习，使学生能够利用各种仪器分析方法解决材料研 究中所遇到的基本问题，提高分析和解决实际问题的能力，为今后的科研、生产等相 关工作中的材料结构表征、组成和性能分析打下基本的理论与技能基础，为材料的制 备、性能评价、材料设计开发等相关技能提供基础理论知识与相关实验技能。具体要 求如下： (1) 系统掌握各种本课程所涉及的材料研究与测试分析手段的基本原理、仪器结 构、使用技术与应用。(2)能够选用恰当的仪器分析方法对材料结构与性能进行表征 分析。（3）能够熟练地进行测试分析数据与谱图的解析。（4）能够结合其他相关专业 知识，选用适当的

6、材料研究与测量分析方法，进行简单的实验设计，解决基本的工程 问题，为后续的综合实验与毕业设计中复杂问题的解决打下基础。 三、学习要求 材料研究方法与测试技术主要涉及材料研究方法的基础理论知识和材料分析、 测试的技术手段，是综合性和实践性紧密相结合的课程，是每一位材料科学专业的学 生必须掌握的知识，因此要具备扎实的理论基础，并通过习题、案例、科研文献的研 读、分析讨论等提高对理论知识的理解与运用能力。要达到以上学习任务，学生必须： （1）提前预习，按时上课，认真听讲，积极参与课堂讨论。 （2）按时独立完成课下作业。 （3）主动阅读与课堂讲述内容相关的科研文献，了解相关知识在科研实践中的运用 情况

7、。 四、教学进度 序号 专题 或主题 计划 课时 主要内容概述 1 第一章绪论 1 （1）材料研究的内容和意义：（2）材料研究方法 2 第二章光学显微分析 5 （1）晶体光学基础；（2）光学显微分析法；（3）光学 显微分析样品的制备；（4）光学显微分析技术的进展： （5）光学显微分析在材料科学中的应用 3 第三章X射线衍射分析 10 （1）X射线的物理学基础；（2） X射线衍射原理；（3） X射线的强度:（4）实验方法及样品制备：（5） X射线 粉末衍射物相左性左量分析（5） X射线在材料科学研 究中的应用 4 第四章电子显微分析 10 （1）电子光学基础；（2）透射电子显微镜及其在材料 科学

8、研究中的应用：（3）扫描电子显微镜及其在聚合物 研究中的应用 5 第五章热分析 6 （1）示差扫描量热法；（2）差热分析法：（3）热重分 析；（4）动态热机械分析；（5）热分析技术的应用 6 第六章光谱分析 12 （1）光谱分析概论：（2）紫外光谱级其应用；（3）红 外光谱及其应用 7 第七章核磁共振分析 8 （1）核磁共振基本原理：（2）质子的化学位移：（3） 自旋偶合：（4）核磁共振仪及实验技术：（5）核磁共振 氢谱：（6）核磁共振碳谱：（7）核磁共振波谱在材料科 学研究中的应用 8 第八章质谱分析 8 （1）质谱分析概论；（2）质谱分析基本原理:（3）质 谱分析离子的类型；（4）质谱分析

9、谱图解析；（5）质谱 分析在材料科学研究中的应用 9 第九章材料测试方法 的综合应用 4 （1）材料结构的测试；（2）材料研究方法的选择：（3） 材料剖析 五、参考教材与主要参考书 1、选用教材： 材料研究方法（第一版），主编：王培铭，许乾慰，科学出版社。 波谱分析教程（第二版），主编：邓芹英，刘岚，邓慧敬，科学出版社。 2、主要参考书： 晶体光学，主编：汪相，南京大学出版社。 材料分析测试技术，主编：周玉，哈尔滨工业大学。 材料现代分析测试实验，主编：张庆军，化学工业出版社。 材料结构表征及应用，主编：吴刚，化学工业出版社。 六、成绩评定 （-）考核方式 :A.闭卷考试B.开卷考试C.论文D.考查E.其他 （二）成绩综合评分体系: 2 成绩综合评分体系 比例 1.出勤、课后作业、课堂讨论及平常表现 30%-50% 2.期末考试成绩 50%