《材料科学基础1料》课程教学大纲和课程简介

PAGEPAGE6《材料的分析方法[金]》课程简介课程编号：02014030课程名称：材料的分析方法[金]/Analysistechniquesofmaterials学分:4学时：64（课内实验(践)：14上机：课外实践：）适用专业：金属材料工程专业本科生建议修读学期：第六学期开课单位：材料科学与工程学院金属材料工程系先修课程：材料科学基础考核方式与成绩评定标准：闭卷考试，期末考试成绩70%，平时（包括实验）成绩30%。教材与主要参考书目：教材与主要参考书目：主要教材：周玉，武高辉.《材料分析测试技术》，高等学校经典畅销教材.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2007参考书目：1．李树棠.《金属X射线衍射与电子显微分析技术》，北京：冶金工业出版社，19802．范雄.《金属X射线学》，北京：机械工业出版社19893．P.Hirsch;AHowie;R.B.Nicholson;D.W.Pashley;M.J.Whelan.《ElectronMicroscopyofThinCrystals》，FirstEdition，NewYork.1965.1．金属表面技术，刘江南，兵器工业出版社，1995年12月2．材料表面工程概论，赵文轸，西安交通大学出版社，1998年10月3．徐滨士，刘世参编著，表面工程新技术，国防工业出版社，2002年1月第1版4．G.Thomas.《TransmissionElectronMicroscopyofMetals》,JohnWiley,19625．戎咏华.《分析电子显微学导论》，北京：高等教育出版社，20066．黄孝瑛.《材料微观结构的电子显微学分析》，北京：冶金工业出版社，2008内容概述：《材料的分析方法》是金属材料工程专业学生必修的专业学位课程。材料的分析方法是一门分析、检测和表征材料组成和微观结构的课程，材料研究工作者必须掌握材料的分析方法。主要内容包括X射线衍射学、电子显微学、X射线显微分析几大部分。突出了X射线衍射和电子衍射的基本理论、现代大型电子仪器的结构原理和基本实验技能等重点内容，强调课堂讲授与实践教学紧密结合，着力将最新科研成果用于课程教学和人才培养的各个环节，最终使学生能够独立地进行材料的分析和研究工作。Analysistechnologyofmaterialsisacoreandbasiccourseforthestudentsofspecialtyofmetallicmaterialengineering.Materialsscienceandengineeringisasubjectinvolvesthestudyofthepreparation,composition,microstructureandpropertiesofmaterials.Themicrostructureofmaterialscontrolsitsproperties.Analysistechnologyofmaterialsisacoursefortheanalysis,testingandcharacterizationofthecompositionandmicrostructureofmaterials,anditshouldbegraspedbythematerialsresearcher.ThelecturecontentofthiscourseinvolvestheX-raydiffraction,electronmicroscopyanalysisandX-raymicroscopyanalysis.Thepurposeofthiscourseistomakethestudentsgrasptheprincipleofmaterialsanalysismethodsofmiddleormoderntimes,theapplicationoftheinstrumentandthemethodofsamplespreparation,theinterpretationandanalysisoftheinformationobtainedintheexperiment.Finally,thiscoursewillmakethestudentsacquiredthecapabilityonconductingresearchbyadoptingreasonabletechnologiesbyoneself.《材料的分析方法[金]》教学大纲课程编号：02014030课程名称：材料的分析方法[金]/Analysistechniquesofmaterials学分:4学时：64（实验：14上机：课外实践：）适用专业：金属材料工程专业本科生建议修读学期：6开课单位：材料科学与工程学院金属材料工程系先修课程：材料科学基础一、课程性质、目的与任务《材料的分析方法》是金属材料工程专业的专业基础课程。在材料科学基础课程学习的基础上，详细介绍了X射线衍射与电子显微技术分析的原理、方法及应用。通过本课程的学习，可使学生进一步掌握本专业所需的专业理论知识，利用X射线衍射与电子显微技术对材料微观组织、结构、微区成分进行观察分析，了解材料制备、加工及服役过程中其微观组织、结构、微区成分的演化，对应其性能的变化，进而深入理解材料成分、工艺、结构、性能之间关系。使学生系统掌握利用X射线衍射与电子显微技术分析金属材料微观组织、结构、微区成分所必需的基本理论、基本知识和基本实验技能，初步具备应用所学衍射理论及电子显微分析技术解决材料开发及应用过程中的实际问题的能力。[对应金属材料专业培养方案毕业要求：1-3、2-3、3-1、4-2]二、教学内容及学时分配本课程总学时数为64学时，其中理论教学为50学时，实验教学为14学时；课程教学共有12章，具体内容及学时安排等如下表所示：课程内容教学要求重点（☆）难点（△）学时安排实验学时上机学时备注第一章X射线物理学基础22X射线的产生及性质BX射线谱A☆ΔX射线与物质的相互作用A☆ΔX射线的防护C第二章X射线衍射的几何理论6Bragg定律A☆倒易点阵A☆ΔEwald作图衍射实验方法A☆Δ第三章X射线衍射的强度理论4单个电子和原子对X射线的散射A☆单胞对X射线的散射A☆Δ一个小晶体对X射线的散射AΔ一个小晶体衍射的积分强度B粉末多晶体衍射的积分强度A☆第四章多晶体分析方法42德拜粉末衍射法AX射线衍射仪A☆Δ点阵常数的精确测定B☆Δ第五章X射线物相分析44X射线物相定性分析A☆ΔX射线物相定量分析BΔ第六章电子光学基础4电子显微镜基础B电磁透镜及其像差A☆Δ理论分辨本领场深和焦深B☆第七章透射式电子显微镜42透射式电子显微镜的主要结构A☆Δ透射电镜主要性能的测定B透射电镜试样制备B第八章电镜中的电子衍射8电子衍射原理倒易点阵平面作图A☆Δ电镜中的成像A☆Δ多晶电子衍射花样分析B☆单晶电子衍射花样分析A☆Δ第九章电子显微图像解释（衬度理论）42质厚衬度像成像原理A☆Δ薄膜衍衬像成像原理A☆Δ衍衬像运动学理论简介B第十章扫描电显微分析42扫描电镜的结构原理A☆扫描电镜成像原理及图像分析A☆Δ第十一章X射线显微分析A☆Δ4第十二章X射线荧光分析A☆Δ2学时合计5014（教学基本要求：A-掌握；B-熟悉；C-了解）三、建议实验（上机）项目及学时分配本课程安排14学时课内实验，实验内容及学时安排如下：1．X射线晶体分析仪的结构原理（2学时）2．立方晶系单相物质粉末相的指标化（2学时）3．综合实验：用X射线衍射仪进行物相定性定量分析（4学时）4．透射电镜结构原理及主要性能的测定（2学时）5．透射电镜的图像分析（2学时）6．扫描电镜结构原理、二次电子像观察及微区成分分析（2学时）7．EBSD（背散射衍射技术）在材料分析中的应用(选做)（2学时）四、教学方法与教学手段（1）以理论和实验教学相结合，完成教学内容，着重培养学生在材料研究中分析和解决实际问题的能力。（2）采用“启发－互动式”教学。通过课堂讨论、学生课后查资料、研讨等形式，提高自主学习性。（3）采用“反向教学法”。选择结合课程中的一些章节，通过对学生分组、自学、小组讨论与备课、制作多媒体课件、学生上课、提问与讨论、总结与评估等这些过程，激发学生的主动学习热情，提高学生的学习能力。（4）采用多媒体教学法。每年更新多媒体课件，并在一定程度更新课程内容。（5）材料分析方法随着物理、化学以及电子、计算机网络技术等的发展而发展，在教学中引导学生关注这些学科的进展，有助于学生在学习中强化创新意识，增强教学效果。（5）加强平时成绩评定。平时成绩依据出勤率、作业、课堂提问与讨论以及教学反向法教学环节等进行综合考评。五、考核方式与成绩评定标准闭卷考试成绩占70%；平时成绩（包括出勤、作业、实验成绩、兼顾课堂提问与讨论等）占30%。平时出勤率占5%，作业占10%，课堂表现占5%，实验占10%。六、教材与主要参考书目1．教材：周玉，武高辉.《材料分析测试技术》，高等学校经典畅销教材，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2007.2．主要参考书目：1）李树棠.《金属X射线衍射与电子显微分析技术》，北京：冶金工业出版社，1980.2）范雄.《金属X射线学》，北京：机械工业出版社1989.3）P.Hirsch;AHowie;R.B.Nicholson;D.W.Pashley;M.J.Whelan.《ElectronMicroscopyofThinCrystals》，FirstEdition，NewYork.1965.4）G.Thomas.《Tr