材料研究方法与测试技术实验教学大纲

材料研究方法与测试技术实验教学大纲01．教学单位名称：材料科学与工程学院02．实验中心名称：无机非金属材料工程实验教学中心03．课程名称：材料研究方法与测试技术04．课程代码：43200105．课程类别：学科基础课06．课程性质：必修07．课程学时：48学时，其中含实验16学时08．课程学分：2.509．面向专业：材料科学与工程、无机非金属材料工程、材料成型及控制工程10．实验课程的教学任务和教学要求教学任务：《材料研究方法与测试技术》是材料类专业的一门学科基础课，其主要任务是使学生系统学习和掌握材料物相、结构等相关测试仪器的基本原理、实验室技术及其在无机非金属材料中的应用。材料研究方法与测试技术是本课程的实践教学环节，是材料研究方法与测试技术学习的重要组成部分。教学要求：要求学生遵守实验室的各项规章制度，通过实验课程使学生掌握X-射线衍射仪、红外光谱仪、热分析仪及扫描电镜等仪器设备的操作方法、样品制备、图谱解释、数据处理、物相分析、结构鉴定及报告编写等综合实验技能。要求每位同学独立完成各类测试方法的数据处理与分析讨论。培养学生的动手能力和综合分析问题能力，为学生在生产实习、毕业论文过程中能够独立操作各中仪器、解决实际问题奠定基础。11．学生应掌握的实验技术及实验能力学生应掌握的实验技术及实验能力指向课程目标（CourseObjectives,CO）及支撑的毕业要求（GraduateAttributes,GA），即：CO1、熟练掌握材料领域主要现代分析测试方法的基础知识、测试原理和操作方法，具体包括偏光显微鉴定技术、X-射线衍射分析方法、红外分析方法、热分析方法、电子显微分析方法等多种材料现代测试技术与研究方方法；掌握上述测试分析方法对应的分析测试软件的使用方法，以及相应数据的处理软件Origin、Photoshop等。理解每种材料测试方法的分析特点和适用范围，了解并掌握各类现代测试分析仪器在材料学中的应用，能够根据实际工程背景，选择适合的材料测试分析方法。（支持毕业要求5.1）CO2、掌握现代材料测试分析手段在材料工程中的应用方法。通过学习，学生能够具备针对不同工况需求下的材料选择适合的一种或多种现代测试仪器进行分析，并通过数据库比对、文献资料查阅等方法进行较为深入分析的能力；能够基于材料领域工程专业的理论知识，掌握材料的物相和结构组成与其性质之间的关系，理解其中的构效关系，对材料性能进行预测。（支持毕业要求5.2）CO3、学生能够运用多种测试分析方法来解决复杂的材料领域工程问题。通过学习，学生能够根据材料特性和实际工况需求，提出合理的材料测试分析研究方案，展开实验，通过数据采集、处理，并结合数据库、文献、网络资源等进行归纳、分析和解释；学会运用材料分析测试结果来发掘材料制备环节的技术问题并提出优化方向，学会运用测试结果对材料的应用性能进行预测、分析。（支持毕业要求4.3）CO4、掌握专业材料测试分析报告的撰写方法，能够就材料测试分析相关问题与同行或其他领域人士进行沟通，为其提供专业报告，并从材料分析角度提出专业意见。（支持毕业要求9.1）12．开设实验项目本实验课程共计开设11个实验，其中必做实验5个，选做实验6个，具体内容与学时安排如下：开设实验项目一览表实验项目编号实验项目名称实验类型实验性质实验学时每组人数首次开出年月43200101X射线衍射技术与定性分析综合性必做2119980343200102X射线衍射物相定量分析综合性必做2119980343200103扫描电子显微分析综合性必做2119980343200104透射电子显微分析综合性必做2119980343200105扫描电镜能谱分析综合性选做2120150343200106X射线光电子能谱分析综合性选做2120200943200107红外光谱的测定与解析综合性必做2119980343200108拉曼光谱分析综合性选做2120200943200109紫外-可见分光光度计的原理与实验技术综合性选做2120200943200110差热-热重分析综合性选做2119980343200111差示扫描量热分析综合性选做2120150313．实验教材或指导书或主要参考资料，材料研究方法与测试技术实验，自编，2019.3.14．考核要求、考核方式及成绩评定标准（1）考核要求：要求学生实验前预习实验相关内容，了解实验原理、方法、内容、及仪器设备操作规程等；具体实验步骤、现场操作、数据处理及实验报告由学生独立完成。（2）考核方式：实验课缺课达1/5以上，没有实验成绩。根据实验完成情况和实验报告撰写情况，学生成绩采用百分制。（3）成绩评定标准如下表所示：成绩考核内容一览表过程控制控制指标目的成绩（%）实验预习1.预习报告

2.提问

3.实验方法的科学性、创新性和可行性对实验目的和基本原理的熟悉程度10实验操作1.是否按时参加实验（出勤情况）

2.对实验过程的熟悉程度

3.对基本操作的规范程度

4.对突发事件的应急处理能力

5.实验的原始数据记录

6.实验结果的处理

7.同学之间的团结协作精神重点考查学生的实验态度、基本操作技能；严谨的治学态度、团结协作精神。50实验分析1.实验数据是否为原始数据

2.计算结果是否正确

3.对实验结果是否有分析

4.对于综合实验各项数据之间是否有分析考查学生对实验数据的分析处理能力；对专业知识的综合应用能力；文字表达能力。30实验报告实验报告的规范性、完整性考查学生实验报告的编写能力和认真程度10实验部分成绩占课程总成绩的30%，实验成绩评定后提交课程主讲教师，综合评定期末成绩。材料研究方法与测试技术（432001）实验项目卡1No字段名填写内容1课程名称材料研究方法与测试技术2课程编号4320013实验项目名称X射线衍射技术与定性分析4实验项目编号432001015网络实验否6每组人数17计划学时数28实验性质必做9实验目的X-射线衍射分析是材料分析、测试的重要手段。通过实验使学生掌握X-射线衍射仪的基本操作方法、样品制备及简单物相分析方法。10实验内容1.熟练掌握X-射线衍射仪的操作方法及样品制备；2.掌握单一物相的未知样品的物相鉴定方法11实验原理X-射线衍射分析是利用晶体形成的X射线衍射，对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备X-射线衍射仪，玛瑙研钵15实验套数316开出时间19980317教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称无机非金属材料工程实验教学中心20实验中心编号43321实验地名称南岭校区22实验地编号第二教学楼122室，铸造实验室211，基础实验馆12823一次性材料品名氧化铝1瓶，氧化锌1瓶，二氧化钛1瓶，硫酸钙1瓶，氧化镁1瓶，无水乙醇1瓶，脱脂棉1包，药匙4个，样品槽4个，石英砂1瓶，合金样品，断口样品，羟基磷灰石1瓶24一次性材料30元25面向专业2627材料研究方法与测试技术（432001）实验项目卡2No字段名填写内容1课程名称材料研究方法与测试技术2课程编号4320013实验项目名称X射线衍射物相定量分析4实验项目编号432001025网络实验否6每组人数17计划学时数28实验性质必做9实验目的通过实验使学生掌握含有两种或两种以上混合物相的未知样品的测试及物相鉴定分析方法；掌握X-射线衍用于混合物相的定量测试及分析方法。10实验内容1.掌握混合物相的未知样品的物相鉴定方法；2.设计并实践混合物相中各组分的定量分析方法。11实验原理混合物相中每种组份的X-射线衍射强度随其含量的增加而增强，因而可以通过衍射峰强度来判断混合物中各组分含量。12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备X-射线衍射仪，玛瑙研钵15实验套数316开出时间19980317教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称无机非金属材料工程实验教学中心20实验中心编号43321实验地名称南岭校区22实验地编号第二教学楼122室，铸造实验室211，基础实验馆12823一次性材料品名石英1瓶，高岭石1瓶，赤铁矿1瓶，菱铁矿1瓶，蒙脱石1瓶，闪锌矿1瓶，方铅矿1瓶，无水乙醇1瓶，脱脂棉1包，石英砂1瓶，合金样品，断口样品，羟基磷灰石1瓶24一次性材料35元25面向专业2627材料研究方法与测试技术（432001）实验项目卡3No字段名填写内容1课程名称材料研究方法与测试技术2课程编号4320013实验项目名称扫描电子显微分析4实验项目编号432001035网络实验否6每组人数17计划学时数28实验性质必做9实验目的1.了解扫面电镜试样制备及离子溅射仪的使用。2.认识扫描电子显微镜的组构。3.掌握扫描电子显微镜简单操作。10实验内容演示电镜试样制备及离子溅射仪的使用，讲解扫描电子显微镜的组构及操作，观察电镜下样品的形貌特征。写出实验报告。11实验原理电子枪发射电子，以交叉斑作为电子源，经二级聚光镜及物镜的缩小形成微细电子束，在扫描线圈驱动下，于试样表面栅网式扫描。电子束与试样作用，产生二次电子随试样表面形貌而变化，二次电子信号经收集转换成图像。12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备扫描电子显微镜，离子溅射仪，超声清洗器15实验套数216开出时间19980317教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称无机非金属材料工程实验教学中心20实验中心编号43321实验地名称南岭校区22实验地编号第二教学楼110室，基础实验馆12023一次性材料品名钨灯丝1个，金靶，铜网，单晶硅片，氩气，导电胶，牙签，脱脂棉，机油，活性炭，乙醇，丙酮，一次性手套，鞋套24一次性材料80元25面向专业2627材料研究方法与测试技术（432001）实验项目卡4No字段名填写内容1课程名称材料研究方法与测试技术2课程编号4320013实验项目名称透射电镜能谱分析4实验项目编号432001045网络实验否6每组人数17计划学时数28实验性质必做9实验目的1.了解透射电镜的原理与组构；2.了解透射电子显微分析的样品制备方法及基本操作方法；3.了解透射电子显微的形貌分析和衍射分析方法。10实验内容演示透射电子显微分析样品的制备方法，讲解透射电子显微镜的组构及操作，观察镜下样品的微观形貌特征，讲解透射电子显微镜的电子衍射分析方法。11实验原理电子枪发射电子，以高速电子束替代可见光作为光源，以磁透镜代替传统玻璃透镜使电子束汇聚，从而实现极小尺度下，材料微观结构特征的观察。12实验类型1.演示2.验证3.综合性；4.设计5.研究性□。13实验者层次本科生14实验仪器设备透射电子显微镜，超声清洗器，真空干燥箱，离子减薄仪15实验套数116开出时间20200917教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称无机非金属材料工程实验教学中心20实验中心编号43321实验地名称南岭校区22实验地编号基础实验馆12823一次性材料品名铜网，微栅，乙醇，液氮，氩气，一次性手套，鞋套24一次性材料180元25面向专业材料科学与工程、无机非金属材料工程、材料成型及控制工程2627材料研究方法与测试技术（432001）实验项目卡5No字段名填写内容1课程名称材料研究方法与测试技术2课程编号4320013实验项目名称扫描电镜能谱分析4实验项目编号432001055网络实验否6每组人数17计划学时数28实验性质选做9实验目的1.了解扫描电镜能谱仪的原理与结构；。2.运用扫描电镜/能谱仪进行样品微观形貌观察及微区成分分析。10实验内容演示扫描电子显微镜能谱仪的使用方法，讲解能谱仪的组构及操作，在电镜下对选定样品区域进行微区成分分析。11实验原理各种元素具有自己的X射线特征波长，特征波长的大小则取决于能级跃迁过程中释放出的特征能量，能谱仪就是利用不同元素X射线光子特征能量不同这一特点来进行成分分析的。12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备扫描电子显微镜，能谱仪，离子溅射仪，超声清洗器15实验套数216开出时间20150317教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称无机非金属材料工程实验教学中心20实验中心编号43321实验地名称南岭校区22实验地编号第二教学楼110室，基础实验馆12023一次性材料品名液氮1桶，钨灯丝1个，金靶，铜网，单晶硅片，氩气，导电胶，牙签，脱脂棉，机油，活性炭，乙醇，丙酮，一次性手套，鞋套24一次性材料120元25面向专业2627材料研究方法与测试技术（432001）实验项目卡6No字段名填写内容1课程名称材料研究方法与测试技术2课程编号4320013实验项目名称X射线光电子能谱分析4实验项目编号432001065网络实验否6每组人数17计划学时数28实验性质选做9实验目的1.了解X射线光电子能谱仪的原理与结构；2.运用X射线光电子能谱仪对样品进行成分及元素价态分析；3.能够通过X射线光电子能谱获得的数据对样品进行深入分析。10实验内容演示X射线光电子能谱仪的使用方法，讲解X射线光电子能谱仪的组构及操作，对样品进行成分以及组成元素的价态分析，从而获得材料的基本组成信息。11实验原理内壳层电子的结合能除主要决定于原子核电荷而外，还受周围价电子的影响，产生化学位移。X射线光电子能谱能够通过对化学位移的考察，能够获得材料元素组成、原子价态、分子结构、化学键方面的信息。12实验类型1.演示2.验证3.综合性；4.设计5.研究性□。13实验者层次本科生14实验仪器设备X射线光电子能谱仪15实验套数116开出时间20200917教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称无机非金属材料工程实验教学中心20实验中心编号43321实验地名称南岭校区22实验地编号基础科学实验馆131室23一次性材料品名液氮，氩气、导电胶，一次性手套，鞋套24一次性材料180元25面向专业材料科学与工程、无机非金属材料工程、材料成型及控制工程2627材料研究方法与测试技术（432001）实验项目卡7No字段名填写内容1课程名称材料研究方法与测试技术2课程编号4320013实验项目名称红外光谱的测定与解析4实验项目编号432001075网络实验否6每组人数17计划学时数28实验性质必做9实验目的通过实验使学生了解红外分光光度计的结构，掌握红外分光光度计的操作方法，以及含有混合物相的样品定性分析方法。10实验内容1.熟练掌握红外分光光度计的操作方法；2.设计并实践对给定样品进行红外光谱分析，并进行物相鉴定和材料结构分析；11实验原理每种分子都有由其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱，据此可以对分子进行结构分析和鉴定。12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备红外分光谱仪，压片机，红外干燥箱，精密电子天平，玛瑙研钵15实验套数316开出时间19980317教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称无机非金属材料工程实验教学中心20实验中心编号43321实验地名称南岭校区22实验地编号第二教学楼112室，逸夫材料馆43523一次性材料品名溴化钾（光谱纯）1瓶，铝箔2张，滤纸1包，无水乙醇1瓶，脱脂棉1包，药匙5个，镊子5个，刮刀5个，干燥器1个，硅胶4瓶24一次性材料40元25面向专业2627材料研究方法与测试技术（432001）实验项目卡8No字段名填写内容1课程名称材料研究方法与测试技术2课程编号4320013实验项目名称拉曼光谱分析4实验项目编号432001085网络实验否6每组人数17计划学时数28实验性质选做9实验目的通过实验使学生了解拉曼光谱仪的结构，掌握拉曼光谱仪的操作方法，掌握拉曼数据的处理及分析方法。10实验内容1.熟练掌握拉曼光谱仪的操作方法；2.对给定样品进行拉曼光谱分析，并进行物相鉴定和材料结构分析，掌握数据处理方法。11实验原理具有拉曼活性的分子振动会产生特性的吸收谱，据此可以对分子进行结构分析和鉴定。12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备拉曼光谱仪15实验套数116开出时间20200917教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称无机非金属材料工程实验教学中心20实验中心编号43321实验地名称南岭校区22实验地编号第二教学楼112室23一次性材料品名四氯化碳，盖玻片，滴管，脱脂棉，镜头纸24一次性材料25元25面向专业材料科学与工程、无机非金属材料工程、材料成型及控制工程2627材料研究方法与测试技术（432001）实验项目卡9No字段名填写内容1课程名称材料研究方法与测试技术2课程编号4320013实验项目名称紫外-可见分光光度计的原理与实验技术4实验项目编号432001095网络实验否6每组人数17计划学时数28实验性质选做9实验目的通过实验使学生了解紫外-可见分光光度计的结构，掌握紫外-可见分光光度计的操作方法，掌握固体紫外-可见分析数据的处理及分析方法。10实验内容1.熟练掌握紫外-可见分光光度计的操作方法；2.对给定样品进行紫外-可见光谱分析，并进行物相鉴定和材料结构分析，掌握数据处理方法。11实验原理不同基团对于紫外-可见光具有特征吸收，从而在紫外-可见分光光度计测试时，形成特征的吸收峰，据此可以对分子进行结构分析和鉴定。12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备紫外-可见分光光度计15实验套数316开出时间20200917教学单位名称材料科学与工程学院18教学单位编号4319实验单位名称无机非金属材料工程实验教学中心20实验中心编号43321实验地名称南岭校区22实验地编号第二教学楼118室，材料馆43323一次性材料品名石英比色皿，洗瓶，滴管，脱脂棉，镜头纸24一次性材料25元25面向专业2627材料研究方法与测试技术（432001）实验项目卡10No字段名填写内容1课程名称材料研究方法与测试技术2课程编号4320013实验项目名称差热-热重分析4实验项目编号432001105网络实验否6每组人数17计划学时数28实验性质选做9实验目的通过实验使学生了解差热-热重综合热分析仪实验技术，掌握其基本原理和使用方法，分别掌握热重分析和差热分析的数据处理及分析方法。10实验内容1.