《材料现代研究方法》教学大纲

《材料现代研究方法》教学大纲课程英文名AnalysisMethodsforMaterials课程代码G0804Y08学分3总学时48理论学时48实验/实践学时0课程类别学科基础课课程性质必选先修课程大学物理、材料科学基础适用专业材料化学开课学院材料科学与工程一、课程地位与课程目标（一）课程地位《材料现代研究方法》为材料化学专业学生一门重要的专业基础学位课，是一门理论和实践性都很强的专业基础课。本课程教学内容是后继材料物理化学类专业课程和进行材料物理化学研究和工程技术开发的理论和试验基础，是了解材料微观结构和改进性能的不可缺少的工具。通过本课程的学习，学生掌握材料分析测试相应的基本知识、基本技能及必要的理论基础，具有正确选择材料分析方法的能力，具备专业从事材料分析测试工作的初步基础，培养学生正确选用现代分析技术开展材料组成、结构与性能关系的科学研究能力。（二）课程目标1．掌握X射线衍射、电子显微镜、光谱分析、电子能谱分析、热分析等各种材料现代分析测试方法建立的理论基础，能够正确选用材料现代分析技术开展材料组成、结构与性能的分析。2．熟悉X射线衍射、电子显微镜、光谱分析、电子能谱分析、热分析等分析测试仪器的结构、基本组成、工作原理和应用，熟练掌握制样方法，熟练掌握各种分析方法对实验数据的处理和分析。3．运用材料科学基础知识、材料分析检测相关知识对测量数据进行科学分析、处理及讨论，具备专业从事材料分析测试工作初步基础的能力。二、课程目标达成的途径与方法《材料现代研究方法》课程教学以课堂教学为主，结合自主学习和实验教学，使学生学习和了解近代材料科学研究领域中常用的材料成分分析和微观结构分析方法，培养学生运用材料基础知识和材料分析测试方法专业知识，开展材料组成、结构与性能关系的科学研究能力。（1）课堂教学主要讲述各类分析仪器的结构、基本组成和工作原理，并将实际的材料研究分析实例融入理论教学中，使学生能够更加容易理解抽象的理论知识，提高学习材料分析测试方法的兴趣，形成良好的思维方式和学习方法。在课堂教学中，充分引入互动环节，提高教学效果。（2）针对某些较为容易或先期讲解较为充分的知识点，列出部分内容作为学生自主学习环节，训练、形成良好的专业知识学习方法，培养学生自主学习意识和能力。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求1毕业要求4毕业要求5课程目标1HLL课程目标2LHH课程目标3MHM注：1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。四、课程主要内容与基本要求第一章：材料分析测试方法绪论了解材料分析测试方法的概况，理解材料分析测试方法的内容第二章：电磁辐射与材料结构掌握电磁辐射与物质波概念，熟练掌握材料结构相关知识第三章：电磁辐射与材料的相互作用了解各类特征谱，熟练掌握X射线的产生及其与物质的相互作用第四章：X射线衍射原理熟练掌握衍射的必要条件（衍射方向）、布拉格方程、厄瓦尔德图解，理解劳厄方程、衍射矢量方程；熟练掌握结构因子的计算，衍射产生的充要条件，掌握X射线衍射强度。第五章：X射线衍射方法掌握德拜谢乐实验方法，熟练掌握X射线衍射仪法，了解单晶体衍射方法第六章：X射线衍射分析的应用熟练掌握物相定性分析方法（熟练应用jade软件），掌握定量分析方法，理解点阵常数的精确测定和应力测定方法第七章：透射电子显微分析熟练掌握电子与材料的相互作用，掌握透射电子显微镜工作原理及构造，熟练掌握电子衍射花样的特征和标定，熟练掌握透射电镜基本成像操作及像衬度，理解电子衍射运动学理论第八章：扫描电子显微分析与电子探针掌握扫描电子显微镜工作原理及构造，熟练掌握相衬原理与应用，熟练掌握电子探针X射线显微分析（能谱仪、波谱仪）第九章：分子光谱分析法掌握紫外-可见吸收光谱法的基本原理，了解紫外-可见分光光度计，熟练掌握紫外-可见吸收光谱法的应用（朗白-比尔定律）；掌握红外吸收光谱法的基本原理，了解红外光谱仪，掌握红外吸收光谱样品的制备方法，熟练掌握红外吸收光谱法的应用。第十章：电子能谱分析法掌握X射线光电子能谱的基本原理，了解X射线光电子能谱仪，理解X射线光电子能谱实验技术，熟练掌握X射线光电子能谱分析与应用。第十一章：热分析法掌握差热分析、差示扫描量热法、热重法的基本原理，熟练掌握热分析法的分析和应用，了解热分析实验的影响因素。五、课程学时安排章节号教学内容学时数学生任务对应课程目标第1章材料分析测试方法绪论2课程目标（1）第2章电磁辐射与材料结构5完成本章作业，自学材料结构基础相关内容课程目标（1）第3章电磁辐射与材料的相互作用4完成本章作业课程目标（1）第4章X射线衍射原理5完成本章作业课程目标（2）第5章X射线衍射方法3完成本章作业课程目标（1）第6章X射线衍射分析的应用4完成本章作业，自学origin、jade软件操作和应用课程目标（2）、（3）第7章透射电子显微分析6完成本章作业，自学电子显微分析软件DM课程目标（2）、（3）第8章扫描电子显微分析与电子探针4完成本章作业课程目标（2）、（3）第9章分子光谱分析法6完成本章作业，自学红外分析相关软件课程目标（2）、（3）第10章电子能谱分析法6完成本章作业，自学X射线光电子能谱分析相关软件课程目标（2）、（3）第11章热分析法3完成本章作业，自学相关热分析法分析软件课程目标（2）、（3）六、实践环节及基本要求序号实验项目名称学时基本要求学生任务实验性质实验类别1………注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。七、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核学生学习态度，课堂互动回答问题，平时作业情况等形式考核中国计量大学学生课程平时成绩考核细则30%期末考核闭卷试卷参考答案和评分标准70%考核类别考试成绩登记方式百分制八、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：《材