1、材料測(cè)試方法(Analysis Methods for Materials)課程代碼：07410200學(xué)分：2學(xué)時(shí)：32 （其中：課堂教學(xué)學(xué)時(shí)：26實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：6上機(jī)學(xué)時(shí)：課程實(shí)踐學(xué)時(shí)：）先修課程：高等數(shù)學(xué)，大學(xué)物理，材料科學(xué)基礎(chǔ)適用專業(yè)：材料成型及控制工程專業(yè)2016年培養(yǎng)計(jì)劃教材：材料分析方法、周玉主編、機(jī)械工業(yè)出版社、第三版一、課程性質(zhì)與課程目標(biāo)（-）課程性質(zhì)（需說明課程對(duì)人才培養(yǎng)方面的貢獻(xiàn)）本課程是材料成型及控制工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。通過該課程的教學(xué)可培養(yǎng)學(xué)生擬定 復(fù)雜工程問題中關(guān)于材料測(cè)試的解決方案的能力、擬定材料測(cè)試實(shí)驗(yàn)方案的能力和選擇使用恰當(dāng)工 程工具的能力。通過本課程的學(xué)

2、習(xí)，可以為學(xué)習(xí)材料物理性能、材料力學(xué)性能、材料成型工藝等后續(xù)課程打下 必要的基礎(chǔ)。（二）課程目標(biāo)（根據(jù)課程特點(diǎn)和對(duì)畢業(yè)要求的貢獻(xiàn)，確定課程目標(biāo)。應(yīng)包括知識(shí)目標(biāo)和能力 目標(biāo)。）課程目標(biāo)1：掌握X射線衍射、電子顯微分析等材料微觀結(jié)構(gòu)分析的基本原理和基本方法；課程目標(biāo)2： 了解材料微觀結(jié)構(gòu)分析的儀器設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理、工作方法；課程目標(biāo)3：熟悉材料微觀結(jié)構(gòu)分析對(duì)樣品的基本要求和檢測(cè)基本過程，能夠根據(jù)要求設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)體系并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作；課程目標(biāo)4：能夠根據(jù)所學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理的分析和解釋。注：工程類專業(yè)通識(shí)課程的課程目標(biāo)應(yīng)覆蓋相應(yīng)的工程教育認(rèn)證畢業(yè)要求通用標(biāo)準(zhǔn)；（三）課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求指

3、標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系（認(rèn)證專業(yè)專業(yè)必修課程填寫）本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)要求3-1. 4-2和5-2：.畢業(yè)要求3L通過課程學(xué)習(xí)，熟悉工藝技術(shù)開發(fā)的基本工藝流程，設(shè)計(jì)/開發(fā)鑄造/焊接/鍛壓 復(fù)雜工程問題的解決方案，并能在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。.畢業(yè)要求4-2.能夠運(yùn)用科學(xué)原理進(jìn)行分析，并采用科學(xué)方法對(duì)加工對(duì)象制定合理的實(shí)驗(yàn)方 案。.畢業(yè)要求52.針對(duì)材料成型及控制工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的解決方案，選擇和使用恰當(dāng)?shù)默F(xiàn) 代工程工具進(jìn)行材料結(jié)構(gòu)表征、性能測(cè)試。求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)指標(biāo)點(diǎn)3-1指標(biāo)點(diǎn)4-2指標(biāo)點(diǎn)5-2課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4/注：課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)對(duì)接的單元格中可輸入二

4、、課程內(nèi)容與教學(xué)要求（按章撰寫）第一章X射線衍射原理（-）課程內(nèi)容（I）知識(shí)點(diǎn)：X射線的本質(zhì)及產(chǎn)生原理；X射線譜、X射線與物質(zhì)的相互作用；布拉格方程；X 射線衍射方法；衍射強(qiáng)度的影響因素。（2）能力點(diǎn)：多晶體衍射圖的形成原理。（二）教學(xué)要求掌握常用三種衍射方法：勞埃法、轉(zhuǎn)晶法、粉末法的工作原理；掌握常見晶體的消光規(guī)律。理解布拉格方程，并解釋產(chǎn)生衍射的條件。了解X射線的本質(zhì)特性（波粒二象性）及X射線產(chǎn)生條件；了解連續(xù)X射線譜及特征X射線譜 的產(chǎn)生規(guī)律；了解X射線與物質(zhì)的相互作用的散射、吸收、光電效應(yīng)基本概念和規(guī)律；了解影響衍 射強(qiáng)度的各種因素，多重因子，角因子，吸收因子和結(jié)構(gòu)因子。（三）重點(diǎn)與難

5、點(diǎn)（若不單獨(dú)列出，需在教學(xué)要求中適當(dāng)注明）1.重點(diǎn)布拉格方程；X射線衍射方法；衍射強(qiáng)度的影響因素；多晶體衍射圖的形成原理。.難點(diǎn)衍射強(qiáng)度的影響因素；多晶體衍射圖的形成原理。第二章多晶體衍射測(cè)試方法（一）課程內(nèi)容（I）知識(shí)點(diǎn)：德拜-謝樂照相法；X射線衍射儀。（2）能力點(diǎn)：照相法的數(shù)據(jù)計(jì)算分析；X射線的控制及探測(cè)；X射線衍射儀中的數(shù)據(jù)測(cè)量原理。（二）教學(xué)要求掌握德拜-謝樂照相法的光路及其組成；掌握立方晶系物質(zhì)粉末法衍射譜指數(shù)化程序。理解測(cè)角儀構(gòu)造和工作原理。了解X射線衍射儀的光路及其構(gòu)成；了解常用的X射線探測(cè)器件；了解德拜相拍攝程序，及影 響德拜相分辨本領(lǐng)的因素和誤差產(chǎn)生及修正；了解X射線衍射儀的

6、構(gòu)造和常用探測(cè)器，（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)（若不單獨(dú)列出，需在教學(xué)要求中適當(dāng)注明）.重點(diǎn)X射線衍射中立方晶系物質(zhì)粉末法衍射譜指數(shù)化程序。.難點(diǎn)X射線衍射中立方晶系物質(zhì)粉末法衍射譜指數(shù)化程序；X射線的探測(cè)及計(jì)數(shù)。第三章X射線衍射分析及其應(yīng)用（-）課程內(nèi)容（1）知識(shí)點(diǎn)：物相定性分析原理；物相定量分析原理；宏觀應(yīng)力測(cè)定的基本原理。（2）能力點(diǎn)：物相定性分析過程；典型的物相定量分析方法；宏觀應(yīng)力測(cè)定的方法。（二）教學(xué)要求掌握物相定性分析原理、物相定量分析原理、宏觀應(yīng)力測(cè)定的基本原理；掌握物相定性分析過 程、典型的物相定量分析方法、宏觀應(yīng)力測(cè)定的方法。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)（若不單獨(dú)列出，需在教學(xué)要求中適當(dāng)注明）.重

7、點(diǎn)物相定性分析原理及方法；物相定量分析原理及方法；宏觀應(yīng)力測(cè)定的方法。.難點(diǎn)物相定量分析原理及方法；宏觀應(yīng)力測(cè)定的方法。第四章透射電子顯微鏡（一）課程內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)：電磁透鏡；電磁透鏡的像差與分辨率；電磁透鏡的景深和焦長(zhǎng)；透射電子顯微鏡的結(jié) 構(gòu)；透射電鏡主要部件的結(jié)構(gòu)；透射電子顯微鏡的成像原理。（二）教學(xué)要求掌握透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)、透射電鏡主要部件的結(jié)構(gòu)；掌握透射電子顯微鏡的成像原理及成 像調(diào)控參數(shù)。理解透射電鏡的工作原理。了解電子波與電磁透鏡、電磁透鏡的像差與分辨率、電磁透鏡的景深和焦長(zhǎng)；了解透射電子顯 微鏡分辨率和放大倍數(shù)的測(cè)定方法。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)（若不單獨(dú)列出，需在教學(xué)要求中適當(dāng)注明）.

8、重點(diǎn)電磁透鏡的像差與分辨本領(lǐng)；透射電子顯微鏡的成像原理。.難點(diǎn)透射電子顯微鏡的成像原理。第五章電子衍射（-）課程內(nèi)容（1）知識(shí)點(diǎn)：電子衍射概述；電子衍射原理；電子顯微鏡中的電子衍射；復(fù)雜電子衍射譜。（2）能力點(diǎn)：?jiǎn)尉w電子衍射花樣標(biāo)定。（二）教學(xué)要求掌握電子衍射原理；掌握單晶體電子衍射花樣標(biāo)定方法。理解復(fù)雜電子衍射譜形成原理。了解電子衍射的基本概念；了解電子顯微鏡中的電子衍射特征。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)（若不單獨(dú)列出，需在教學(xué)要求中適當(dāng)注明）.重點(diǎn)掌握立方和六方晶系的電子衍射圖的分析和標(biāo)定方法；熟悉一些常見的復(fù)雜電子衍射花樣。.難點(diǎn)掌握立方和六方晶系的電子衍射圖的分析和標(biāo)定方法；熟悉一些常見的復(fù)雜電

9、子衍射花樣。第六章 透射電子顯微鏡成像分析（一）課程內(nèi)容（1）知識(shí)點(diǎn)：電子顯微像特征；質(zhì)厚襯度。（2）能力點(diǎn)：復(fù)型技術(shù)；晶體薄膜衍襯成像分析；缺陷晶體的電子顯微像。（二）教學(xué)要求掌握樣品的復(fù)型技術(shù)；掌握晶體薄膜衍襯成像分析技術(shù)；掌握質(zhì)厚襯度原理。了解電子顯微像特征；了解衍襯理論原理；了解一般的缺陷晶體的電子顯微像。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)（若不單獨(dú)列出，需在教學(xué)要求中適當(dāng)注明）.重點(diǎn)掌握質(zhì)厚襯度和衍射襯度原理，以及明暗場(chǎng)像的成像機(jī)理；掌握電鏡對(duì)材料進(jìn)行分析的常規(guī)方式 和相關(guān)分析方法。.難點(diǎn)質(zhì)厚襯度原理；晶體薄膜衍襯成像分析。第七章 掃描電鏡及電子探針（一）課程內(nèi)容（1）知識(shí)點(diǎn)：電子束與固體樣品作用時(shí)產(chǎn)

10、生的信號(hào)；掃描電鏡的構(gòu)造；掃描電鏡的主要性能； 電子探針儀的結(jié)構(gòu)；波譜儀；掃描電鏡的工作原理；電子探針儀的工作原理。（2）能力點(diǎn)：表面形貌襯度原理及其應(yīng)用；原子序數(shù)襯度原理及其應(yīng)用；能譜分析。（二）教學(xué)要求掌握電子束與固體樣品相互作用原理、產(chǎn)生的信號(hào)及其特點(diǎn)和用途；掌握掃描電微鏡構(gòu)造及主 要性能；掌握掃描電微鏡工作原理及基本操作；掌握能譜儀點(diǎn)分析、線分析、面分析等基本實(shí)驗(yàn)方 法。了解電子探針的基本工作原理、構(gòu)造、特點(diǎn)及適用范圍；了解電子探針的基本操作方法。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)（若不單獨(dú)列出，需在教學(xué)要求中適當(dāng)注明）.重點(diǎn)掃描電鏡表面形貌襯度及原子序數(shù)襯度原理及其形貌觀察；電子探針儀的結(jié)構(gòu)與基本工作

11、原理。.難點(diǎn)電子束與固體樣品相互作用原理、產(chǎn)生的信號(hào)及其特點(diǎn)；電子探針的信號(hào)分析。三、本課程開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(如課程不含實(shí)驗(yàn)，該項(xiàng)可不填)編號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)類型要求支撐課程目標(biāo)1用X射線儀進(jìn)行多晶體物質(zhì)的相分析2驗(yàn)證性必做2、3、42透射電子顯微鏡結(jié)構(gòu)原理及明暗場(chǎng) 成像2驗(yàn)證性必做2、3、43掃描電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)原理及圖像襯度觀察2驗(yàn)證性必做2、3、4注：1. “類型”填驗(yàn)證性、綜合性、設(shè)計(jì)性等；2. “要求”填必做、選做。實(shí)驗(yàn)1.用X射線儀進(jìn)行多晶體物質(zhì)的相分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私釾射線衍射儀的結(jié)構(gòu)與使用；練習(xí)機(jī)器檢索對(duì)多晶物質(zhì)進(jìn)行物相分析。實(shí)驗(yàn)原理：布拉格方程；PDF卡片。實(shí)驗(yàn)儀器：理學(xué)D/MA

12、X2500PC型X射線衍射儀。實(shí)驗(yàn)安排：教師介紹X射線衍射儀的構(gòu)造，進(jìn)行操作演示，采集并描繪一張衍射圖，進(jìn)行物相 自動(dòng)檢索演示；學(xué)生以6人一組，對(duì)事先準(zhǔn)備好的衍射結(jié)果進(jìn)行物相檢索分析。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：簡(jiǎn)述衍射圖的采集過程；記錄衍射圖的測(cè)試條件，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果以表格列 出；寫出物相檢索結(jié)果；寫出實(shí)驗(yàn)的體會(huì)與疑問。實(shí)驗(yàn)2.透射電子顯微鏡結(jié)構(gòu)原理及明暗場(chǎng)成像實(shí)驗(yàn)?zāi)康模航Y(jié)合透射電子顯微鏡實(shí)物，介紹其基本結(jié)構(gòu)及工作原理，以加深對(duì)透射電子顯微鏡 結(jié)構(gòu)的整體印象，加深對(duì)透射電子顯微鏡工作原理的了解。實(shí)驗(yàn)原理：電子成像原理；明暗場(chǎng)成像原理。實(shí)驗(yàn)儀器：電子株式會(huì)社(JEOL) JEM-2100C型高分辨透射電子

13、顯微鏡。實(shí)驗(yàn)安排：教師介紹透射電子顯微鏡的構(gòu)造和成像原理，進(jìn)行操作演示，對(duì)事先準(zhǔn)備好的樣品 進(jìn)行分別進(jìn)行明場(chǎng)像和暗場(chǎng)像成像。在明場(chǎng)像下選擇感興趣的視場(chǎng)；插入選取光闌圍住所選擇的視 場(chǎng)；按“衍射”按鈕轉(zhuǎn)入衍射操作方式，取出物鏡光闌，此時(shí)熒光屏上將顯示選區(qū)內(nèi)晶體產(chǎn)生的衍 射花樣；傾斜入射電子束方向，使用于成像的衍射束與電子顯微鏡光軸平行，此時(shí)該衍射斑點(diǎn)應(yīng)位 于熒光屏中心；插入物鏡光闌套住熒光品中心的衍射斑點(diǎn)，轉(zhuǎn)入成像操作方式，取出選取光闌，此 時(shí)記為暗場(chǎng)像。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：簡(jiǎn)述透射電子顯微鏡的基本結(jié)構(gòu)；繪圖并舉例說明暗場(chǎng)成像的原理；寫出實(shí)驗(yàn) 的體會(huì)與疑問。實(shí)驗(yàn)3.掃描電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)原理及圖像襯度觀

14、察實(shí)驗(yàn)?zāi)康模航Y(jié)合掃描電子顯微鏡實(shí)物，介紹其基本結(jié)構(gòu)和工作原理，加深對(duì)掃描電子顯微鏡結(jié)構(gòu)及原理的了解；選用合適的樣品，通過對(duì)表面形貌襯度和原子序數(shù)襯度的觀察，了解掃描電子顯 微鏡圖像襯度原理及其應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)原理：二次電子成像原理；原子序數(shù)襯度成像原理。實(shí)驗(yàn)儀器：日立公司S-3400N型掃描電子顯微鏡。實(shí)驗(yàn)安排：樣品制備；表面形貌襯度觀察；原子序數(shù)襯度觀察。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：簡(jiǎn)述掃描電子顯微鏡的基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)；舉例說明掃描電子顯微鏡表面形貌襯 度和原子序數(shù)襯度的應(yīng)用；寫出實(shí)驗(yàn)的體會(huì)與疑問。四、學(xué)時(shí)分配及教學(xué)方法章（按序填寫）教學(xué)方式與學(xué)時(shí)主要教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)課堂 教學(xué)實(shí) 驗(yàn)上 機(jī)課 程 實(shí) 踐作業(yè)

15、討論第一章4V講授法1第二章2講授法2、3第三章62VV講授法、討論法、研究 型教學(xué)方法1、4第四章42講授法2第五章3V講授法、討論法1、3、4第六章3V講授法、研究型、教學(xué) 方法1、3、4第七章42VV講授法、討論法1、 2、 3、 4合計(jì)266注：L課程實(shí)踐學(xué)時(shí)按相關(guān)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃列入表格；2.主要教學(xué)方法包括講授法、討論法、演示法、研究型教學(xué)方法（基于問題、項(xiàng)目、案例 等教學(xué)方法）等。五、課程考核考核形式考核要求考核權(quán)重課程目標(biāo)平時(shí)作業(yè)課后完成4次作業(yè)，主要考核 學(xué)生對(duì)每節(jié)課知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、 理解和掌握程度，計(jì)算全部作 業(yè)的平均成績(jī)?cè)侔?5%計(jì)入 總成績(jī)。15%1、3、4實(shí)驗(yàn)由實(shí)驗(yàn)中心評(píng)定

16、成績(jī)10%2、3、4大作業(yè)課后完成1次綜合大作業(yè)，考 查學(xué)生擬定實(shí)驗(yàn)方案和數(shù)據(jù) 分析的能力，按15%計(jì)入總成 績(jī)。15%1、 2、 3、 4期末考試閉卷60%1、 2、 3、 4注：1.分學(xué)期設(shè)置和考核的課程應(yīng)按學(xué)期分別填寫上表。.考核形式主要包括課堂表現(xiàn)、平時(shí)作業(yè)、階段測(cè)試、期中考試、期末考試、大作業(yè)、小 論文、項(xiàng)目設(shè)計(jì)和作品等。.考核要求包括作業(yè)次數(shù)、考試方式（開卷、閉卷）、項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求等。.考核權(quán)重指該考核方式或途徑在總成績(jī)中所占比重。六 參考書目及學(xué)習(xí)資料（書名，主編，出版社，出版時(shí)間及版次）.左演聲，陳文哲.材料現(xiàn)代分析方法，北京工業(yè)大學(xué)出版社，2000.范雄.X射線金屬學(xué)，機(jī)械工業(yè)出版社，1980.陳世樸.金屬電