《材料测试与研究方法》课程教学大纲

1、材料测试与研究方法课程教学大纲课程编号：20311310总学时数：64（理论学时数：56；实验学时数：8）总学分数：4课程性质：必修课程适用专业：无机非金属材料工程一、课程的任务和基本要求：本课程的任务是：通过学习，使学生掌握材料分析测试方法的基本原理，熟悉各种分析仪器的基本结构与工作原理，并对常用分析仪器在材料分析研究中的应用有个基本了解。课程的基本要求是：对重要的基本概念与基本原理了解其来源、含义与适用范围；能初步运用所学理论及方法，分析有关材料组织结构、成分等简单的实际问题；能熟悉常用分析仪器基本结构与工作原理，以及样品制备方法。了解常用分析仪器的应用范围；初步掌握实验结果的分析方法与技

2、术。二、基本内容和要求：（一）绪论1、材料研究的意义和内容；2、材料结构和研究方法（二）光学显微分析1、晶体光学基础； 2、光学显微分析法； 3、特殊光学显微分析法； 4、光学显微分析样品的制备； 5、光学显微分析在材料科学中的应用基本要求：掌握晶体光学的基本理论，了解偏光显微镜和反光显微镜的原理。重 点：偏光显微镜和反光显微镜的原理及应用。（三）X射线衍射分析1、X射线物理基础； 2、倒易点阵； 3、X射线衍射几何条件； 4、X射线衍射线束的强度； 5、晶体的研究方法；6、X射线物相分析； 7、X射线衍射分析方法的应用基本要求：了解X射线衍射分析在材料研究中的应用。重 点：X射线的本质，X射

3、线产生的物理基础，布拉格定律，X射线衍射物相定性分析。难 点：X射线产生的物理基础，布拉格定律，X射线衍射物相定性分析。（四）电子显微分析1、电子光学基础； 2、电子与固体物质的相互作用； 3、透射电子显微分析； 4、扫描电子显微分析； 5、电子显微分析在材料科学中的应用基本要求：基本掌握电子与固体物质相互作用的过程，扫描电镜的图像及成像信号，透射电镜的图像衬度和电子衍射的基本原理。熟悉应用电子显微分析来分析材料的显微结构、形貌和组成。重 点：电子与固体物质的相互作用，电子光学的基本原理，透射电镜的图像衬度和电子衍射方法，扫描电镜的图像衬度及成像信号。难 点：电子与固体物质的相互作用，电子光学

4、基本原理，图像衬度，电子衍射方法。（五）热分析1、概述； 2、差热分析； 3、热重分析； 4、热分析的主要应用举例基本要求：掌握热重和差热分析的基本原理，通过实验学会读差热分析图谱，了解差热曲线的物理含义。重 点：常用热分析方法种类，热重和差热分析的基本原理，根据差热曲线分析材料在加热过程中的物理和化学变化。难 点：差热分析的基本原理，差热曲线的形成。（六）光电子能谱分析1、概述；2、光电子能谱的基本原理；3、光电子能谱实验技术；4、光电子能谱的应用基本要求：掌握光电子能谱的基本原理。重 点：光电子能谱原理，光电子能谱实验技术及应用。难 点：光电效应，光电子能谱原理，光电子能谱的分析。 三、实

5、践环节和要求：材料测试与研究方法实验课程的学习与实践是打好专业基础的重要环节。通过光学显微分析、X射线衍射分析和差热分析仪器的演示实验，使学生加深对理论知识的理解，了解材料结构与性能的表征方法和有关测试仪器的结构原理及其应用，掌握材料主要现代仪器分析方法所涉及的图谱解析和它们在材料研究领域中的具体应用，为今后材料科学的研究提供了坚实的理论基础和基本有效的研究方法。本课程实践环节主要开设实验课：1、光学显微分析实验2、X射线衍射分析实验3、差热分析实验 四、教学时数分配：理论：56 实验：8 上机： 其它： 教学内容学时分配教学内容学时分配（一）绪论2（四）电子显微分析电子与固体物质的相互作用1

6、（二）光学显微分析晶体光学基础6（四）电子显微分析透射电子显微分析3（二）光学显微分析光学显微分析法6（四）电子显微分析扫描电子显微分析4（二）光学显微分析特殊光学显微分析法光学显微分析样品的制备光学显微分析在材料科学中的应用2（四）电子显微分析电子显微分析在材料科学中的应用1（三）X射线衍射分析X射线物理基础3热分析概述差热分析3（三）X射线衍射分析倒易点阵2热分析热重分析2（三）X射线衍射分析X射线衍射几何条件3热分析热分析的主要应用举例1（三）X射线衍射分析X射线衍射线束的强度2光电子能谱分析概述光电子能谱的基本原理4（三）X射线衍射分析晶体的研究方法2光电子能谱分析光电子能谱实验技术光

7、电子能谱的应用2（三）X射线衍射分析X射线物相分析3实验1 光学显微分析实验4（三）X射线衍射分析X射线衍射分析方法的应用1实验2 X射线衍射分析实验2（四）电子显微分析电子光学基础3实验3 差热分析实验2合计64五、其它项目（含课外学时内容）：无六、有关说明：1、教学和考核方式：本课程属：考试课考核方式：闭卷2、习题：重要章节授课结束后补充3、能力培养要求：课堂教学与实验教学相结合，要求学生了解无机非金属常用测试方法的物理原理和应用范围；掌握相关仪器的结构，功能，基本操作和维护知识；理解如何结合专业知识选用测试方法，进行材料性能的研究和检测。4、与其它课程和教学环节的联系：先修课程和教学环节：材料概论、大学物理B、物理化学B、高等数学B、材料科学基础、胶凝材料及工艺学、混凝土学后续课程和教学环节：材料科研导论、复合材料导论、专业论文、专业综合实践周、毕业论文平行开设课程和教学环节：混凝土外加剂、陶瓷工艺学5、教材和主要参考书目：（1）教材：无机非金属材料测试方法，杨南如主编，武汉理工大学出版社（2）主要参考书目：材料研究方法