重点：X射线的产生和X射线与物质的相互作用难点：X射线与物质的相互作用要求：系统掌握X射线产生的原理、特征X射线的特点、X射线的衰减、X一射线与物质的相互作用，能够区别认识光电效应、荧光辐射和俄歇效应的原理和产物，掌握吸收限的概念及其两个应用，能够利用透射系数公式解决各种实际问题。3.X射线衍射方向内容：3.1晶体几何学基础3.2布拉格方程3.3X射线衍射方法重点：晶体点阵和布拉格定律难点：倒易点阵要求：掌握布拉格方程的推导过程、规律及其应用，掌握倒易点阵和倒易矢量的概念和特点，理解倒易球的构成及其特点，掌握倒易空间的衍射方程和爱瓦尔德图解，理解单晶体和多晶体的倒易点阵和衍射花样特征，掌握X射线衍射三种分析方法。4.X射线衍射强度内容：4.1多晶体衍射图像的形成4.2单位晶胞对X涉嫌的散射与结构4.3洛仑兹因数4.4影响衍射强度的其他因数4.5多晶体衍射的积分强度公式重点：X射线的衍射强度理论难点：晶体的结构因素与衍射消光要求：掌握多晶体衍射图像的形成及其规律，系统掌握X射线衍射强度的影响因素和计算公式，掌握三种常见晶体的消光规律。5.多晶体分析方法内容：5.1德拜-谢乐法5.2其他照相法简介5.3X射线衍射仪重点：多晶体的德拜法与衍射仪法的设备构造与分析原理难点：多晶体德拜相的误差来源及其计算步骤要求：掌握德拜花样的爱瓦尔德图解、德拜相机的构造和底片的三种安装方法，了解立方晶系德拜相的计算步骤，掌握衍射仪的构造、多晶体分析方法及其与德拜法的异同。6.物相分析及点阵参数精确测定内容：6.1定性分析9
9 重点：X 射线的产生和 X 射线与物质的相互作用 难点：X 射线与物质的相互作用 要求：系统掌握 X 射线产生的原理、特征 X 射线的特点、X 射线的衰减、X－射线与物 质的相互作用，能够区别认识光电效应、荧光辐射和俄歇效应的原理和产物，掌握吸收限 的概念及其两个应用，能够利用透射系数公式解决各种实际问题。 3. X 射线衍射方向 内容： 3.1 晶体几何学基础 3.2 布拉格方程 3.3 X 射线衍射方法 重点：晶体点阵和布拉格定律 难点：倒易点阵 要求：掌握布拉格方程的推导过程、规律及其应用，掌握倒易点阵和倒易矢量的概念 和特点，理解倒易球的构成及其特点，掌握倒易空间的衍射方程和爱瓦尔德图解，理解单 晶体和多晶体的倒易点阵和衍射花样特征，掌握 X 射线衍射三种分析方法。 4. X 射线衍射强度 内容： 4.1 多晶体衍射图像的形成 4.2 单位晶胞对 X 涉嫌的散射与结构 4.3 洛仑兹因数 4.4 影响衍射强度的其他因数 4.5 多晶体衍射的积分强度公式 重点：X 射线的衍射强度理论 难点：晶体的结构因素与衍射消光 要求：掌握多晶体衍射图像的形成及其规律，系统掌握 X 射线衍射强度的影响因素和 计算公式，掌握三种常见晶体的消光规律。 5. 多晶体分析方法 内容： 5.1 德拜-谢乐法 5.2 其他照相法简介 5.3 X 射线衍射仪 重点：多晶体的德拜法与衍射仪法的设备构造与分析原理 难点：多晶体德拜相的误差来源及其计算步骤 要求：掌握德拜花样的爱瓦尔德图解、德拜相机的构造和底片的三种安装方法，了解 立方晶系德拜相的计算步骤，掌握衍射仪的构造、多晶体分析方法及其与德拜法的异同。 6.物相分析及点阵参数精确测定 内容： 6.1 定性分析
6.2定量分析6.3点阵参数的精确测定6.4非晶态物质及其晶化过程的X射线衍射分析重点：物相定量的原理与方法、精确测定点阵常数的方法难点：物相定量分析和精确测定点阵常数的方法要求：弄清X射线物相定性和定量分析的原理，掌握定量分析的方法，了解点阵参数的误差来源，系统掌握点阵参数精确测定的三种方法，了解非晶物质的X射线图形特征及其晶化过程。7。宏观残余应力的测定内容：7.1物体内应力的产生与分类7.2X射线宏观应力测定的基本原理7.3宏观应力测定方法7.4X射线宏观应力测定中的一些问题重点：物体内应力的产生、分类与对衍射图像的影响及其测定方法难点：X射线宏观应力测定的基本原理要求：掌握物体内应力的产生、分类及其对衔衍射图像的影响，熟悉X射线宏观应力测定的基本原理，掌握X射线宏观应力测定的方法。8.电子光学基础内容：8.1电子波与电磁透镜8.2电磁透镜的像差与分辨率8.3电子透镜的景深和焦长重点：电磁透镜的像差、分辨率、景深和焦长难点：电磁透镜分辨率的决定因素要求：理解电磁透镜的聚焦原理和像差来源，堂握分辨率的概念与电磁透镜分辨率的决定因素，掌握景深和焦长的定义和影响因素。9.透射电子显微镜内容：9.1透射电子显微镜的构造与成像原理9.2主要部件的结构与工作原理9.3透射电子显微镜分辨率和放大倍数的测定重点：透射电子显微镜构造与成像原理难点：透射电镜的成像原理要求：掌握透射电子显微镜构造与成像原理、成像操作和衍射操作，掌握透射电镜试样要求，了解透射电镜分辨率和放大倍数的测定方法。10.电子衍射内容：10
10 6.2 定量分析 6.3 点阵参数的精确测定 6.4 非晶态物质及其晶化过程的 X 射线衍射分析 重点：物相定量的原理与方法、精确测定点阵常数的方法 难点：物相定量分析和精确测定点阵常数的方法 要求：弄清 X 射线物相定性和定量分析的原理，掌握定量分析的方法，了解点阵参数 的误差来源，系统掌握点阵参数精确测定的三种方法，了解非晶物质的 X 射线图形特征及 其晶化过程。 7. 宏观残余应力的测定 内容： 7.1 物体内应力的产生与分类 7.2 X 射线宏观应力测定的基本原理 7.3 宏观应力测定方法 7.4 X 射线宏观应力测定中的一些问题 重点：物体内应力的产生、分类与对衍射图像的影响及其测定方法 难点：X 射线宏观应力测定的基本原理 要求：掌握物体内应力的产生、分类及其对衍射图像的影响，熟悉 X 射线宏观应力测 定的基本原理，掌握 X 射线宏观应力测定的方法。 8. 电子光学基础 内容： 8.1 电子波与电磁透镜 8.2 电磁透镜的像差与分辨率 8.3 电子透镜的景深和焦长 重点：电磁透镜的像差、分辨率、景深和焦长 难点：电磁透镜分辨率的决定因素 要求：理解电磁透镜的聚焦原理和像差来源，掌握分辨率的概念与电磁透镜分辨率的 决定因素，掌握景深和焦长的定义和影响因素。 9. 透射电子显微镜 内容： 9.1 透射电子显微镜的构造与成像原理 9.2 主要部件的结构与工作原理 9.3 透射电子显微镜分辨率和放大倍数的测定 重点：透射电子显微镜构造与成像原理 难点：透射电镜的成像原理 要求：掌握透射电子显微镜构造与成像原理、成像操作和衍射操作，掌握透射电镜试 样要求，了解透射电镜分辨率和放大倍数的测定方法。 10. 电子衍射 内容：
10.1电子衍射原理10.2电子显微镜中的电子衍射10.3单晶体电子衍射花样标定10.4复杂电子衍射花样重点：晶体倒易点阵与电子衍射谱，电子衍射原理，选区电子衍射的原理与操作，多晶电子衍射花样的分析，单晶电子衍射花样的分析难点：电子衍射原理要求：掌握电子衍射和X射线衍射的异同，掌握电子衍射原理、晶带定理、零层倒易截面、选区电子衍射的原理与操作，掌握单晶体电子衍射花样的标定方法，了解常见复杂电子衍射花样。11.晶体薄膜衍衬成像分析内容：11.1薄膜样品的制备方法11.2衍射衬度成像原理11.3消光距离11.4衍衬运动学理论11.5衍衬动力学11.6晶体缺陷分析重点：衍衬成像原理，衍衬运动学理论和晶体缺陷分析难点：衍衬运动学理论要求：掌握薄膜样品的要求和制备方法，掌握明场成像、暗场成像和中心暗场成像原理与操作，理解动力学理论和运动学理论的区别，了解几种常见晶体缺陷在透射电镜图像中的表现形式。12.扫描电子显微镜内容：12.1电子束与固体样品作用时产生的信号12.2扫描电镜的构造和工作原理12.3扫描电镜的主要性能12.4表面形貌衬度原理及其应用12.5原子序数衬度原理及其应用重点：电子束与固体样品作用时产生的信号和各信号的应用难点：扫描电子显微镜、表面形貌衬度、原子序数衬度原理要求：掌握电子束与固体样品作用时产生的信号和各信号的应用，掌握扫描电镜的构造和工作原理，掌握表面衬度成像、原子序数衬度成像原理及其应用。13.电子探针显微分析内容：13.1电子探针仪的构造和工作原理13.2电子探针仪的分析方法及其应用11
11 10.1 电子衍射原理 10.2 电子显微镜中的电子衍射 10.3 单晶体电子衍射花样标定 10.4 复杂电子衍射花样 重点：晶体倒易点阵与电子衍射谱，电子衍射原理，选区电子衍射的原理与操作，多 晶电子衍射花样的分析，单晶电子衍射花样的分析 难点：电子衍射原理 要求：掌握电子衍射和 X 射线衍射的异同，掌握电子衍射原理、晶带定理、零层倒易 截面、选区电子衍射的原理与操作，掌握单晶体电子衍射花样的标定方法，了解常见复杂 电子衍射花样。 11. 晶体薄膜衍衬成像分析 内容： 11.1 薄膜样品的制备方法 11.2 衍射衬度成像原理 11.3 消光距离 11.4 衍衬运动学理论 11.5 衍衬动力学 11.6 晶体缺陷分析 重点：衍衬成像原理，衍衬运动学理论和晶体缺陷分析 难点：衍衬运动学理论 要求：掌握薄膜样品的要求和制备方法，掌握明场成像、暗场成像和中心暗场成像原 理与操作，理解动力学理论和运动学理论的区别，了解几种常见晶体缺陷在透射电镜图像 中的表现形式。 12. 扫描电子显微镜 内容： 12.1 电子束与固体样品作用时产生的信号 12.2 扫描电镜的构造和工作原理 12.3 扫描电镜的主要性能 12.4 表面形貌衬度原理及其应用 12.5 原子序数衬度原理及其应用 重点：电子束与固体样品作用时产生的信号和各信号的应用 难点：扫描电子显微镜、表面形貌衬度、原子序数衬度原理 要求：掌握电子束与固体样品作用时产生的信号和各信号的应用，掌握扫描电镜的构 造和工作原理，掌握表面衬度成像、原子序数衬度成像原理及其应用。 13. 电子探针显微分析 内容： 13.1 电子探针仪的构造和工作原理 13.2 电子探针仪的分析方法及其应用
重点难点：重点：电子探针仪的分析方法与应用难点：定量分析的基本原理要求：掌握波谱仪和能谱仪的工作原理和特点，熟悉电子探针仪的分析方法和应用。14.其他显微分析方法内容：14.1离子探针显微分析14.2低能电子衍射分析14.3俄歇电子能谱分析14.4场离子显微镜与原子探针14.5扫描隧道显微镜与原子力显微镜14.6X射线光电子能谱仪14.7红外光谱14.8激光拉曼光谱14.9紫外-可见光谱14.10原子发射光谱14.11原子吸收光谱14.12核磁共振14.13电子能量损失谱14.14扫描透射电子显微镜重点：各种现代仪器的分析方法及应用难点：各种现代分析方法的原理要求：熟悉各种现代分析方法的原理及其应用四、课内实践教学要求其实实实每学践践他课内实践教学名践组内容及要求称时性类T说形质式型数明课介绍XRD的工作原理，掌握粉末试样内必实1.X射线衍射结结构分析方法。演215修验完构分析示成课介绍SEM的工作原理，观察二次电子实演内2.扫描电镜组织图像、背散射电子图像，进行能谱仪必15完修验观察与能谱分析微区成分分析。示成课介绍透射电镜的结构、成像原理及操内必实演3.透射电镜试样作掌握透射电镜试样的制备过程。15完修验制备示成8合计12
12 重点难点： 重点：电子探针仪的分析方法与应用 难点：定量分析的基本原理 要求：掌握波谱仪和能谱仪的工作原理和特点，熟悉电子探针仪的分析方法和应用。 14. 其他显微分析方法 内容： 14.1 离子探针显微分析 14.2 低能电子衍射分析 14.3 俄歇电子能谱分析 14.4 场离子显微镜与原子探针 14.5 扫描隧道显微镜与原子力显微镜 14.6 X 射线光电子能谱仪 14.7 红外光谱 14.8 激光拉曼光谱 14.9 紫外-可见光谱 14.10 原子发射光谱 14.11 原子吸收光谱 14.12 核磁共振 14.13 电子能量损失谱 14.14 扫描透射电子显微镜 重点：各种现代仪器的分析方法及应用 难点：各种现代分析方法的原理 要求：熟悉各种现代分析方法的原理及其应用 四、课内实践教学要求 课内实践教学名 称 学 时 内容及要求 实 践 性 质 实 践 形 式 实 践 类 型 每 组 人 数 其 他 说 明 1. X 射线衍射结 构分析 2 介绍 XRD 的工作原理，掌握粉末试样 结构分析方法。 必 修 实 验 演 示 15 课 内 完 成 2. 扫描电镜组织 观察与能谱分析 2 介绍 SEM 的工作原理，观察二次电子 图像、背散射电子图像，进行能谱仪 微区成分分析。 必 修 实 验 演 示 15 课 内 完 成 3. 透射电镜试样 制备 4 介绍透射电镜的结构、成像原理及操 作掌握透射电镜试样的制备过程。 必 修 实 验 演 示 15 课 内 完 成 合 计 8
*注：实践性质：必修、选修；实践形式：实验、上机；实验类型：演示、验证、综合、设计；其他说明：课内完成，课内布置、课外完成。五、课时分配及教学方式和手段实验课业主要内容讲课学习题课讨论课上机课时作时时时时21.绪论22.X射线物理学基础23.X射线衍射方向24.X射线衍射强度25.多晶体分析方法6.物相分析及点阵参数4精确测定47.宏观残余应力的测定8.电子光学基础119.透射电子显微镜4410.电子衍射11.晶体薄膜衍衬成像2分析2212.扫描电子显微镜2213.电子探针显微分析14.其他显微分析方法2328合计六、本课程与其他课程的联系材料现代分析方法的先修课程是高等数学、普通物理、材料科学基础和材料力学性能，又为热处理工程基础等课程的学习奠定基础。七、考核方式本课程是考试课。（1）平时考核：课堂表现、出勤率、作业（2）实践考核：实验报告（3）期末考核：考试八、建议教材和教学参考书[1]周玉主编，材料分析方法，机械工业出版社，2012.1[2]李树堂主编，晶体X射线衍射学基础，治金工业出版社，1999.6制定：金属材料教研室执笔人：刘晓艳审定人：郑立允制定时间：2013年8月13
13 *注：实践性质：必修、选修；实践形式：实验、上机；实验类型：演示、 验证、综合、设计；其他说明：课内完成，课内布置、课外完成。 五、课时分配及教学方式和手段 主要内容 讲课学 时 习题课 时 讨论课 时 实验课 时 上机课时 作 业 1.绪论 2 2. X 射线物理学基础 2 3. X 射线衍射方向 2 4. X 射线衍射强度 2 5. 多晶体分析方法 2 6．物相分析及点阵参数 精确测定 4 7. 宏观残余应力的测定 4 8. 电子光学基础 1 9. 透射电子显微镜 1 4 10．电子衍射 4 11. 晶体薄膜衍衬成像 分析 2 12. 扫描电子显微镜 2 2 13. 电子探针显微分析 2 2 14. 其他显微分析方法 2 合 计 32 8 六、本课程与其他课程的联系 材料现代分析方法的先修课程是高等数学、普通物理、材料科学基础和材 料力学性能，又为热处理工程基础等课程的学习奠定基础。 七、考核方式 本课程是考试课。 （1）平时考核：课堂表现、出勤率、作业 （2）实践考核：实验报告 （3）期末考核：考试 八、建议教材和教学参考书 [1] 周玉 主编，材料分析方法，机械工业出版社，2012.1 [2] 李树堂 主编，晶体 X 射线衍射学基础，冶金工业出版社，1999.6 制 定：金属材料教研室 执 笔 人：刘晓艳 审 定 人：郑立允 制定时间：2013 年 8 月