课程编号：060010220
总学时及其分配：总学时32，授课学时24、实验学时8
学分数：2
适用专业：材料化学
任课学院、系部：材料科学与工程学院
课程负责人：
电火花打点计时器编制日期：
一、课程简介
本课程是材料科学与工程专业的理论必修课程，与材料科学基础、材料工程基础、材料物理性能、材料工艺学等课程构成专业基础课程平台。本课程的目的在于提供一个完整的材料分析方法的知识体系，以无机非金属材料常用的X射线衍射分析、电子显微分析和热分析等基本测试方法为主要内容，辅以红外光 谱分析和核磁共振分析及用于表面分析的光电子能谱分析，主要讲授基本原理、基本分析方法，结合综合实验练习，在专业培养计划中，起到由基础理论课程向专业课程过渡的承上启下的作用。
二、课程教学的目标
使学生掌握常用的材料分析测试技术的基本理论，明确各种测试技术的应用领域，了解材料研究过程的一般性思维与方法，培养学生综合应用材料基本知识和分析方法进行分析研究的能力。同时使学生对材料近代测试技术的常用术语外文能够熟练掌握，对英语相关技术资料能够准确理解。为后续专业课程的学习、毕业论文以及毕业后从事材料科学研究和生产开发打下基础，提高学生的综合素质和创新能力。
三、课程教学的基本内容及教学安排
第1章 X射线衍射（6学时）
知识要点: X射线的本质；X射线产生条件；X射线谱，连续谱、特征谱产生机理；X射线与物质的相互作用，相干散射，非相干散射，X射线的吸收，吸收系数，吸收限，X射线衰减规律及其在实际中的应用，多晶研究方法，衍射仪法，物相分析，晶胞参数测定。
磁卡读卡器目标要求：了解X射线的性质、X射线的吸收、劳厄方程、X 射线衍射束的强度、转动晶体法、粉末衍
射仪的构造及衍射几何以及衍射峰位的确定方法，深入理解X射线的特点与衍射原理，牢固掌握X射线在材料研究工作中的广泛应用，熟练分析X射线衍射图。掌握X射线的特点，衍射的条件，测试内容和分析方法。
采用课堂教学，6学时。
第2章扫描电子显微镜（4学时）
知识要点: 电子与物质的作用、扫描电镜的结构、工作原理、扫描电镜试样制备、扫描电镜的应用、电子探针显微分析。
目标要求：掌握电子束与固体样品作用时产生的信号种类（二次电子、背散射电子、俄歇电子、特征X射线）、扫描电镜的结构、工作原理、扫描电镜衬度像（二次电子像、背散射像）、扫描电镜的制样方法。
无水洗手液采用课堂教学，4学时。
第3章透射电子显微镜（6学时）
知识要点：电子衍射及显微分析；透射电镜的工作原理，透射电镜的结构，电子衍射的基本公式及衍射花样的标定方法，透射电镜样品的制备方法。
目标要求：掌握透射电镜的工作原理，透射电镜的结构，掌握电子衍射的基本公式及衍射花样的标定方法。
采用课堂教学，6学时。
第4章热分析方法（4学时）
知识要点：热分析的定义、热分析方法的起源与历史；差热分析、差示扫描量热分析和热重法的实验仪器、分析原理、试验方法及用途。
目标要求：理解热分析的术语定义、差热曲线的特征、差热分析的影响因素、差热分析定量原理、热重分析的应用等内容；掌握差热分析的基本原理、差热分析的应用、热重分析基本原理。
采用课堂教学，4学时。
第5章红外吸收光谱分析（2学时）
知识内容：分子结构分析的基本原理；聚合物红外光谱的特征，傅里叶变换红外光谱的差减光谱、定量分析基本原理，傅里叶变换红外光谱在聚合物中的应用，聚合物的取向结构与红外二向性，聚合物红外光谱表面分析技术。拉曼光谱与红外光谱的区别。
目标要求：了解振动光谱的基本原理，掌握振动光谱的谱图解析方法。
采用课堂教学，2学时。
第6章核磁共振波谱法（2学时）
知识内容：核磁共振的基本原理、核磁共振技术的基本参数、化学位移、屏蔽效应、诱导效应、各向异性效应、自旋耦合、原子核的自旋与磁矩、核磁共振驰豫过程、核磁共振的谱线宽度、图谱解析、核磁共振波谱仪简介。
目标要求：了解核磁共振的基本原理、核磁共振的定义、发生核磁共振的必要条件；掌握化学位移的定义、影响化学位移的各种因素、屏蔽效应、诱导效应、各向异性效应等；了解核与核之间的自旋-自旋偶合及自旋-自旋偶合干扰而产生的裂分。要求在学习核磁共振基
本知识后，会辨认和计算裂分图象类型，能利用化学位移、偶合常数、积分面积来确定分子结构。
采用课堂教学，2学时。
实验教学环节（8学时）：X射线衍射技术及物相分析、电子显微分析、综合热分析、红外光谱和拉曼光谱分析、核磁共振分析。从中选作3个实验，其中X射线衍射技术及物相分析必做。
为演示性、验证性、综合性、设计性、创新性；“每组人数”为基础或专业基础课实验一般1人或2人一组，专业课实验一般不超过5人，有特殊要求和特殊情况的以满足实验每组最少人数为限，但最多不超过15人一组。
四、本课程与其他课程的联系（先修后续关系）
本课程的先修课程为：大学物理、无机化学和化学分析、物理化学、有机化学、材料科学基础。
本课程将为后续的专业课程学习及毕业设计的顺利进行打下良好基础。
五、建议使用教材与教学参考书
熄火延时器教材：
管学茂主编《现代材料分析测试技术》中国矿业大学出版社2013。
脱硫塔内衬防腐参考书：
李润卿主编，《有机结构波谱分析》，天津大学出版社,2002。
刘文西等，《材料结构电子显微分析》，天津大学出版社，1989。
左演声，陈文哲，梁伟主编《材料现代分析方法》北京工业大学出版社,2000。
周玉，武高挥主编《材料分析测试技术》哈尔滨工业大学出版社，1998。
范雄.《金属X射线学》机械工业出版社,1992。
六、教学方法与学习建议（重点、难点及后续自主学习建议）
数显计数器教学方法：采用多媒体辅助教学、课后自学、习题课、实验课等教学方式。
课堂教学
以基本理论——工作原理——应用及结果分析为主线，对课程中的重点、难点问题着重讲解。对重点、难点章节安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。
课后自学
为了培养学生综合分析、整理归纳的能力，要求学生课后进行自学，对讲授过的重点进行归纳整理，对了解部分的内容进行自学加深。
课外作业
课外作业题的选择基于对基本理论的理解和巩固，培养综合分析问题的能力。每章布置2-3题。
实验课
由于本课程既具有理论性又具有实践性，因此在教学过程中要注意理论联系实际，通过实验将各种分析方法的实际应用纳入教学过程，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力。通过实验，要求学生做到：学会根据需要选择分析检测手段；能够预习实验，自行设计实验方案并撰写实验报告；能够独立分析实验结果。
七、课程考核及成绩评定方式
考试采取闭卷考试方式，内容以基本概念、基本理论为主。题型采用填空、选择、分析、计算、综合题等。考试成绩占70%，平时成绩占10%，实验成绩占20%。
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