材料分析测试技术 (专业基础课) Materials Analysis and Testing Technology 【课程编号】BJ26605 【课程类别】专业基础课 【学分数】3 【编写日期】2011.09 【学时数】54（理论42+实验9+研究3） 【先修课程】高等数学、大学物理、材科 学基础 【适用专业】金属材料、材料学、材料物理与化学 一、教学目的、任务 材料分析测试技术是金属材料专业的一门专业课。课程的教学目的是使学生掌握材料分析测试技 术中的X射线衍射和电子显微分析技术等的基础理论、试验方法及基本技能，为材料科学和材料工程 提供研究测试方法。 二、课程教学的基本要求 通过学习使学生掌握X射线衍射和电子显微技术的基础理论，试验方法及基本技能：掌握X射 线衍射仪、透射电镜、扫描电镜和电子探针等现代测试设备的结构及其在材料分析测试技术中的原理 及试验方法。应用X射线衍射方法进行品体结构的测定、物相分析、宏观应力测定：掌握透射电镜的 复型和薄膜制备技术及电子衍射的原理，应用电子衍射对材料进行微关组织结构的分析，应用扫描电 镜和电子探针对材料进行表面形貌和微观结构及成分进行分析。 三、教学内容和学时分配（必备项） (一)理论教学42学时（其中*标注为重点和难点内容 第一章X射线的物理基础 3学时 s1-1引言 §1-2X射线的本质 §1-3X射线的产生及X射线管 S14X射线鸿 51 射线与物质的相互作用 第二章 X射线行射 3学时 §2.1引言 §2-2晶体几何学基础 §23衍射的概念与布拉格方程 §24布拉格方程的讨论 525衍射方法 第三章 X射线行射强度： 3学时 §31引言 S32结构因子 §3-3多晶体的衍射强度
材料分析测试技术 （专业基础课） Materials Analysis and Testing Technology 【课程编号】BJ26605 【课程类别】专业基础课 【学分数】3 【编写日期】2011.09 【学时数】54（理论 42+实验 9+研究 3） 【先修课程】高等数学、大学物理、材料科 学基础 【适用专业】金属材料、材料学、材料物理与化学 一、教学目的、任务: 材料分析测试技术是金属材料专业的一门专业课。课程的教学目的是使学生掌握材料分析测试技 术中的 X 射线衍射和电子显微分析技术等的基础理论、试验方法及基本技能，为材料科学和材料工程 提供研究测试方法。 二、课程教学的基本要求： 通过学习使学生掌握 X 射线衍射和电子显微技术的基础理论，试验方法及基本技能；掌握 X 射 线衍射仪、透射电镜、扫描电镜和电子探针等现代测试设备的结构及其在材料分析测试技术中的原理 及试验方法。应用 X 射线衍射方法进行晶体结构的测定、物相分析、宏观应力测定；掌握透射电镜的 复型和薄膜制备技术及电子衍射的原理，应用电子衍射对材料进行微关组织结构的分析，应用扫描电 镜和电子探针对材料进行表面形貌和微观结构及成分进行分析。 三、教学内容和学时分配（必备项） （一）理论教学 42 学时（其中*标注为重点和难点内容） 第一章 X 射线的物理基础 3 学时 §1-1 引言 §1-2 X 射线的本质 §1-3 X 射线的产生及 X 射线管 §1-4 X 射线谱 §1-5 X 射线与物质的相互作用 第二章 X 射线衍射 3 学时 §2-1 引言 §2-2 晶体几何学基础 §2-3 衍射的概念与布拉格方程 §2-4 布拉格方程的讨论 §2-5 衍射方法 第三章 X 射线衍射强度* 3 学时* §3-1 引言 §3-2 结构因子 §3-3 多晶体的衍射强度
第四章多品体分析方法 3学时 S4.1引言 §42粉末照相法 §43X射线衍射仪 §44衍射仪的测量方法与实验参数 第五章 X射线物相分析 6学时 85.1引言 552定性分析的原理和分析思路 5-3 粉末衍射卡片的组成 s5-4PDF卡片的索引 §5.5物相定性分析的方法 S5-6物相定量分析 筑大音 宏观应力测定 3学时 6 引言 §6-2单抽应力测定原理 §6-3平面应力测定原理 §64试验方法 S65试验精度的保证及测试原理的话应条件 第七章 电子光学基础 2学时 §7-1电子波与电磁透镜 S7-2电磁透镜的像差与分辩本领 §7-3电磁透镜的景深和焦长 第八章 透射申子显微铺 2学时 8-1 透射电子显微镜的结构与成像原理 58-2透射电子显微镜的结构与工作原理 §8-3透射电子显微镜分解本领和放大倍数的测定 第九章 复型技术 2学时 S9-1概述 S9.2历厚村府原阳 593 级复型和 二及复型 §9-4萃取复型与粉末样品 第十章 电子行射 6学时 §10-1概述 10-2申子衍射原理 10-3 电子显微镜的电子衍射 310-4 单电子衍射花样的标定 第十一章扫描电子显微镜 3学时 §11-1电子束与固体样品作用时产生的信号 §112扫描电子显微镜的构造和工作原理 §113扫描电子显微镜的主要性能 5114 表面形貌衬度原理及应 §11-5原子序数村度原理及应用 第十二章电子探针显微分析* 3学时 §12-1电子探针仪的结构与工作原理
第四章 多晶体分析方法 3 学时 §4-1 引言 §4-2 粉末照相法 §4-3 X 射线衍射仪 §4-4 衍射仪的测量方法与实验参数 第五章 X 射线物相分析* 6 学时 §5-1 引言 §5-2 定性分析的原理和分析思路 §5-3 粉末衍射卡片的组成 §5-4 PDF 卡片的索引 §5-5 物相定性分析的方法 §5-6 物相定量分析 第六章 宏观应力测定 3 学时 §6-1 引言 §6-2 单轴应力测定原理 §6-3 平面应力测定原理 §6-4 试验方法 §6-5 试验精度的保证及测试原理的适应条件 第七章 电子光学基础 2 学时 §7-1 电子波与电磁透镜 §7-2 电磁透镜的像差与分辩本领 §7-3 电磁透镜的景深和焦长 第八章 透射电子显微镜 2 学时 §8-1 透射电子显微镜的结构与成像原理 §8-2 透射电子显微镜的结构与工作原理 §8-3 透射电子显微镜分辩本领和放大倍数的测定 第九章 复型技术 2 学时 §9-1 概述 §9-2 质厚衬度原理 §9-3 一级复型和二及复型 §9-4 萃取复型与粉末样品 第十章 电子衍射 * 6 学时 §10-1 概述 §10-2 电子衍射原理 §10-3 电子显微镜的电子衍射 §10-4 单电子衍射花样的标定 第十一章 扫描电子显微镜* 3 学时 §11-1 电子束与固体样品作用时产生的信号 §11-2 扫描电子显微镜的构造和工作原理 §11-3 扫描电子显微镜的主要性能 §11-4 表面形貌衬度原理及应用 §11-5 原子序数衬度原理及应用 第十二章 电子探针显微分析 * 3 学时 §12-1 电子探针仪的结构与工作原理
§12-2电子探针仪的分析方法及应用 第十三章其它显徽分析简介 3学时 (二)实践教学（实验）9学时 实验一：X射线衍射仪介绍及立方晶系物质衍射花样的指数化(3学时 实验二：利用X射线衍射仪进行多相物质的相分析(3学时)】 实验三：扫描电子显微镜、电子探针仪结构与样品分析(3学时) (三)研究教学3学时 1、差热分析原理、差热曲线的判读(2学时)： 2、固体发光原理、荧光光谱测试技术(1学时) 四、教学重点、难点及教学方法（必备项） 本课程基础理论深、涉及知识面宽，实践性强，是学生公认的较难学的课程之一。因此课程组非 常重视教学方法的研究，将多种教学方法有针对性地灵活运用于不同的教学内容，主要有： (1)例式 为了加深对难点和重点内容的讲解，采用了案例式教学方法，教师将科研实际案例纳入课堂，有 利于对内容的理解，激发了学生的学习兴趣。 (2)“自学+辅导”式 充分体现以学生为主体的教学思想，探索了“自学+辅导”式教学方法。老师将教学内容布置给学 生，学生先自学，课堂上学生提问，教师解答并共同讨论，使学生知识点掌握得更加深入，并强化了 学生的自学能力。 (3)讨论式 在课程讲授过程中，针对教学内容讲授的重点、难点，结合习题课，设计一系列课堂讨论题目， 通过课堂讨论教学法，使学生对理论知识的理解和掌握更加深入、扎实，能够融会贯通、举一反三。 (4)启发式 课堂教学中采用启发式教学法，通过启发、提问，对学生循循善诱，体现了课堂教学主体的转变 增强了学生学习的主动性和师生间的互动，使救师及时了解学生对教学内容的理解和掌握程度，活 了课堂气氛。 五、考核方式及成绩评定方式：考试 大、材及参考书目： 推荐教材：周玉，武高辉。材料分析测试技术一材料X射线衍射与电子显微分析，哈尔滨 哈尔滨工业大学出版社，1997年. 2、主要参考书： [1]许顺生，金属X射线学，上海科技出版社，1962， [2] 李树堂，晶体X射线衍射学基础，治金工业出版社，北京，1990 [3] 周上祺，X射线衍射分析，重庆大学出板社，1991. [4]范雄，金属X射线学，北京，机械工业出版社，1980. 魏全金，材料电子显微分析，治金工业出版社，北京，1990， 陈世扑，王永瑞，金属电子显微分析，北京，机械工业出版社，1982 [7]谈育煦，金属电子显微分析，北京，机械工业出版社，1989
§12-2 电子探针仪的分析方法及应用 第十三章 其它显微分析简介 3 学时 （二）实践教学（实验） 9 学时 实验一： X 射线衍射仪介绍及立方晶系物质衍射花样的指数化（3 学时） 实验二： 利用 X 射线衍射仪进行多相物质的相分析（3 学时） 实验三： 扫描电子显微镜、电子探针仪结构与样品分析（3 学时） （三）研究教学 3 学时 1、差热分析原理、差热曲线的判读（2 学时）； 2、固体发光原理、荧光光谱测试技术（1 学时）。 四、教学重点、难点及教学方法（必备项） 本课程基础理论深、涉及知识面宽，实践性强，是学生公认的较难学的课程之一。因此课程组非 常重视教学方法的研究，将多种教学方法有针对性地灵活运用于不同的教学内容，主要有： （1）案例式 为了加深对难点和重点内容的讲解，采用了案例式教学方法，教师将科研实际案例纳入课堂，有 利于对内容的理解，激发了学生的学习兴趣。 （2）“自学+辅导”式 充分体现以学生为主体的教学思想，探索了“自学+辅导”式教学方法。老师将教学内容布置给学 生，学生先自学，课堂上学生提问，教师解答并共同讨论，使学生知识点掌握得更加深入，并强化了 学生的自学能力。 （3）讨论式 在课程讲授过程中，针对教学内容讲授的重点、难点，结合习题课，设计一系列课堂讨论题目， 通过课堂讨论教学法，使学生对理论知识的理解和掌握更加深入、扎实，能够融会贯通、举一反三。 （4）启发式 课堂教学中采用启发式教学法，通过启发、提问，对学生循循善诱，体现了课堂教学主体的转变， 增强了学生学习的主动性和师生间的互动，使教师及时了解学生对教学内容的理解和掌握程度，活跃 了课堂气氛。 五、考核方式及成绩评定方式：考试 六、教材及参考书目： 推荐教材：周玉, 武高辉. 材料分析测试技术—材料 X 射线衍射与电子显微分析，哈尔滨： 哈尔滨工业大学出版社，1997 年. 2、主要参考书： [1] 许顺生，金属 X 射线学，上海科技出版社，1962. [2] 李树堂，晶体 X 射线衍射学基础，冶金工业出版社，北京，1990. [3] 周上祺，X 射线衍射分析，重庆大学出版社，1991. [4] 范 雄，金属 X 射线学，北京，机械工业出版社，1980. [5] 魏全金，材料电子显微分析，冶金工业出版社，北京，1990. [6] 陈世扑，王永瑞，金属电子显微分析，北京，机械工业出版社，1982. [7] 谈育煦，金属电子显微分析，北京，机械工业出版社，1989
材料概论（学科基础课） Introduction of the Materials 【课程编号】BI26602 【课程类别】学科基础课 【学分数】 【编写日期】2011.9.30 【学时数】16 【先修课程】高等数学、普通物理 【适用专业】金属材料工程 一、教学目的、任务 本课程是无机非金属材料工程、材料化学、材料物理、复合材料与工程、金属材料工程、高分子 材料与工程专业本科生的专业基础课，为主干课程。通过本课程的学习，使学生系统掌握材料科学与 工程的基本内涵、研究对象和主要作用，牢固树立材料与新技术革命，材料与可持续发展战略，材料 与社会发展和国民经济建设密切相关的观念，明确专业学习的目的与意义，为后续专业基础课和专业 课的学习作好必要的“入门”准备。 二、课程教学的基本要求 本课程要求学生掌握材料在人类生活和社会发展中的重要地位和作用，了解材料发展史，以及材 料科学与材料工程的基本概念，掌握材料的基本类型，尤其是材料的分类、组成与结构、性能与应用 制备与合成的知识，了解材料与环境的关系，了解高新技术材料的最新发展趋势，具备认识和比较各 种材料的能力，为今后从事材料的研究与开发、选择和使用打下坚实的基础。 三、教学内容和学时分配=16学时 第一章绪论2学时 一、教学内容 材料的定义和作用，材料发展历程与发展趋势，材料的分类，材料科学与工程的形成与发展， 环境及其它影响材料的因素。 教学要求：掌握材料的定义和作用及其循环链，了解人类文明史就是一部材料发展史，由物质的 状态和固体中的化学键 理解材料的基本类型，了解其他分类 法，掌握金属材料、无机非金属材料 高分子材料和复合材料等四大材料的主要特征和主要品种，了解材料科学与工程学科的产生背景、发 展过程和趋势，掌握材料“四要素”的内涵和相互关联，以及材料科学与材料工程的内涵和相互关系。 重点：材料发展的历史，材料对人类社会和科技发展的影响：材料的分类，金属材料、无机非金 属材料、高分子材料和复合材料的主要特征，材料“四要素”的内涵和相互关联，以及材料科学与材 料工程的内涵和相互关系 第二章金属材料4学时 一、教学内容
材料概论（学科基础课） Introduction of the Materials 【课程编号】BJ26602 【课程类别】学科基础课 【学分数】2 【编写日期】2011.9.30 【学时数】16 【先修课程】高等数学、普通物理 【适用专业】金属材料工程 一、教学目的、任务 本课程是无机非金属材料工程、材料化学、材料物理、复合材料与工程、金属材料工程、高分子 材料与工程专业本科生的专业基础课，为主干课程。通过本课程的学习，使学生系统掌握材料科学与 工程的基本内涵、研究对象和主要作用，牢固树立材料与新技术革命，材料与可持续发展战略，材料 与社会发展和国民经济建设密切相关的观念，明确专业学习的目的与意义，为后续专业基础课和专业 课的学习作好必要的“入门”准备。 二、课程教学的基本要求 本课程要求学生掌握材料在人类生活和社会发展中的重要地位和作用，了解材料发展史，以及材 料科学与材料工程的基本概念，掌握材料的基本类型，尤其是材料的分类、组成与结构、性能与应用、 制备与合成的知识，了解材料与环境的关系，了解高新技术材料的最新发展趋势，具备认识和比较各 种材料的能力，为今后从事材料的研究与开发、选择和使用打下坚实的基础。 三、教学内容和学时分配 = 16 学时 第一章 绪论 2 学时 一、教学内容 材料的定义和作用，材料发展历程与发展趋势，材料的分类， 材料科学与工程的形成与发展， 环境及其它影响材料的因素。 教学要求：掌握材料的定义和作用及其循环链，了解人类文明史就是一部材料发展史，由物质的 状态和固体中的化学键合理解材料的基本类型，了解其他分类方法，掌握金属材料、无机非金属材料、 高分子材料和复合材料等四大材料的主要特征和主要品种，了解材料科学与工程学科的产生背景、发 展过程和趋势，掌握材料“四要素”的内涵和相互关联，以及材料科学与材料工程的内涵和相互关系。 重点： 材料发展的历史，材料对人类社会和科技发展的影响；材料的分类，金属材料、无机非金 属材料、高分子材料和复合材料的主要特征，材料“四要素”的内涵和相互关联，以及材料科学与材 料工程的内涵和相互关系。 第二章 金属材料 4 学时 一、教学内容
金属材料的分类，金属材料的主要力学性能，黑色金属的制备与应用，有色金属的制备与应用。 基本要求：了解金属材料在国民经济中的作用，了解黑色金属和有色金属的区别，了解几种主要的 金属材料及其制备，掌握金属材料的力学性能 重点：金属材料的种类和性能。 难点：金属材料的力学性能，应力-应变图。 第三章无机非金属材料4学时 一、教学内容： 陶瓷材料，水泥及混凝土无机非金属材料的性能，玻璃及玻璃纤维无机非金属材料的应用，耐火 材料无机非金属材料的生产过程。 基本要求：了解无机非金属材料的主要类型、特点、性能、加工制备过程和应用。 重点：无机非金属材料的主要类型、性能、加工制各过程和应用。 第四章高分子材料4学时 一、教学内容： 有关高分子材料的一些基本概念，高分子材料的合成反应，高分子化合物的命名与分类 ，高分子化合物的结构，高分子材料的应用，高分子化合物的合成与制备。 教学要求：了解高分子材料的一些基本概念，掌握高分子化合物的合成、命名、结构与性能的基本知 识，了解温度对高聚物力学性能的影响。 重点：高分子化合物的合成、命名、结构与性能的基本知识。 难点：高分子化合物的合成、命名、结构与性能。 第五章复合材料2学时 一、教学内容 复合材料复合原理，复合材料的分类，复合材料的界面，复合材料的应用，复合材料的生产制备。 基本要求：了解复合材料复合原理，掌握典型的复合材料性能及应用，了解新型复合材料及发展。 重点：复合材料的分类，复合材料性能及应用。 难点：复合材料复合原理。 四、教学重点、难点及教学方法 重点是材料的性能与结构的关系，以及材料分类，各类材料的应用
金属材料的分类，金属材料的主要力学性能，黑色金属的制备与应用，有色金属的制备与应用。 基本要求： 了解金属材料在国民经济中的作用，了解黑色金属和有色金属的区别，了解几种主要的 金属材料及其制备，掌握金属材料的力学性能。 重点： 金属材料的种类和性能。 难点： 金属材料的力学性能，应力-应变图。 第三章 无机非金属材料 4 学时 一、教学内容： 陶瓷材料，水泥及混凝土无机非金属材料的性能，玻璃及玻璃纤维无机非金属材料的应用，耐火 材料无机非金属材料的生产过程。 基本要求：了解无机非金属材料的主要类型、特点、性能、加工制备过程和应用。 重点：无机非金属材料的主要类型、性能、加工制备过程和应用。 第四章 高分子材料 4 学时 一、教学内容： 有关高分子材料的一些基本概念， 高分子材料的合成反应，高分子化合物的命名与分类 ，高分子化合物的结构，高分子材料的应用，高分子化合物的合成与制备。 教学要求：了解高分子材料的一些基本概念，掌握高分子化合物的合成、命名、结构与性能的基本知 识，了解温度对高聚物力学性能的影响。 重点：高分子化合物的合成、命名、结构与性能的基本知识。 难点：高分子化合物的合成、命名、结构与性能。 第五章 复合材料 2 学时 一、教学内容 复合材料复合原理，复合材料的分类，复合材料的界面，复合材料的应用，复合材料的生产制备。 基本要求：了解复合材料复合原理，掌握典型的复合材料性能及应用，了解新型复合材料及发展。 重点： 复合材料的分类，复合材料性能及应用。 难点：复合材料复合原理。 四、教学重点、难点及教学方法 重点是材料的性能与结构的关系，以及材料分类，各类材料的应用