《材料測(cè)試方法》課程教學(xué)大綱（本科）

1、材料測(cè)試方法Testing Method of Materials課程代碼：07410012學(xué)分：2.5學(xué)時(shí)：40 （其中：課堂教學(xué)學(xué)時(shí)：40實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：上機(jī)學(xué)時(shí)：課程實(shí)踐學(xué)時(shí)：） 先修課程：材料科學(xué)基礎(chǔ)、大學(xué)物理、金屬學(xué)等課程適用專業(yè)：金屬材料、復(fù)合材料、材料成型與加工等各專業(yè)本科三年級(jí)學(xué)生教材：材料分析方法，周玉主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2015年1月第3版一課程性質(zhì)與課程目標(biāo)（-）課程性質(zhì)材料分析測(cè)試技術(shù)是復(fù)合專業(yè)本科生的一門基礎(chǔ)必修課。通過本課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握材 料分析測(cè)試技術(shù)中的X射線衍射和電子顯微分析技術(shù)的基礎(chǔ)理論，初步具備各種實(shí)驗(yàn)的方法和基本 技能，為后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)、科學(xué)研究以及從事相

2、關(guān)工作等打下基礎(chǔ)；最終為學(xué)生能夠獨(dú)立地進(jìn)行材料 的分析和研究工作奠定基礎(chǔ)。（二）課程目標(biāo)課程目標(biāo)1：掌握X射線衍射和電子顯微分析的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能。課程目標(biāo)2： 了解材料測(cè)試方法中各類儀器構(gòu)成、裝備及應(yīng)用背景。課程目標(biāo)3：熟悉金屬材料、復(fù)合材料的各種測(cè)試方法，并能針對(duì)要求設(shè)計(jì)測(cè)試方案，獲取有 效合理的分析結(jié)果。課程目標(biāo)4：能正確選擇和使用分析測(cè)試儀器進(jìn)行材料微觀組織分析，了解各種測(cè)試方法的局 限性。（三）課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)3-K 4-2和5-2.畢業(yè)要求3-1:能夠針對(duì)復(fù)合材料與工程工藝流程中的某一單元確定技術(shù)路線、設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝。.畢

3、業(yè)要求4-2：能基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方案對(duì)加工對(duì)象的結(jié)構(gòu)、裝置、系統(tǒng)制定實(shí)驗(yàn)方 案。3畢業(yè)要求5-2：能夠開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具解決復(fù)合材料與工 程領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題。課程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4畢業(yè)要求3-1畢業(yè)要求4-2Z畢業(yè)要求5-2二、課程內(nèi)容與教學(xué)要求緒論（-）課程內(nèi)容介紹材料組成、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系、課程教學(xué)內(nèi)容，目的與要求，以及教學(xué)安排（二）教學(xué)要求理解材料組成、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，了解本課程在專業(yè)課程中所處的地位、作用第一章X射線物理學(xué)基礎(chǔ)（一）課程內(nèi)容X射線性質(zhì)、產(chǎn)生及X射線譜、X射線與物質(zhì)相互作用（二）教學(xué)要求了解X射線

4、的本質(zhì)、特點(diǎn)。掌握X射線的產(chǎn)生和X射線譜特點(diǎn)。理解X射線與物質(zhì)的相互作 用有關(guān)知識(shí)，包括散射、吸收、光電效應(yīng)等效應(yīng)（重點(diǎn)及難點(diǎn)）。第二章X射線衍射方向（一）課程內(nèi)容晶體幾何學(xué)基礎(chǔ)、布拉格方程、X射線衍射方法（二）教學(xué)要求理解勞埃方程、布拉格方程和產(chǎn)生衍射的條件。了解倒易點(diǎn)陣的定義、倒易矢量的定義、性質(zhì) 及在衍射中的應(yīng)用（重點(diǎn)）。掌握布拉格方程的厄瓦爾德反射球圖解法（難點(diǎn)）。熟悉三種常用衍射 方法：勞埃法、轉(zhuǎn)晶法、粉末法的工作原理及倒易點(diǎn)陣。第三章X射線衍射強(qiáng)度（一）課程內(nèi)容多晶體衍射圖相的形成、結(jié)構(gòu)因子、多晶體對(duì)樣品的衍射強(qiáng)度。（二）教學(xué)要求了解影響衍射強(qiáng)度的各種因素，多重因子，角因子，吸收因

5、子和結(jié)構(gòu)因子。掌握常見晶體的消 光規(guī)律（重點(diǎn)）。理解晶體對(duì)X射線的衍射及其積分強(qiáng)度（難點(diǎn)）。第四章多晶體衍射分析方法（一）課程內(nèi)容德拜-謝樂照相法、X射線衍射儀。（二）教學(xué)要求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。掌握X射線衍射儀的 構(gòu)造和工作原理（重點(diǎn)及難點(diǎn)）。了解X射線衍射分析樣品的制備。掌握X射線衍射的測(cè)量方法，包 括掃描方法，實(shí)驗(yàn)參數(shù)的設(shè)定第五章物相分析（-）課程內(nèi)容定性分析、定量分析、點(diǎn)陣參數(shù)的精確測(cè)定、非晶及晶化過程X射線衍射分析（二）教學(xué)要求掌握物相定性分析常用方法（難點(diǎn)）。了解PDF卡片的索引與應(yīng)用。熟悉掌握計(jì)算機(jī)在物相分析 中的應(yīng)用（重點(diǎn)）。第六章電

6、子光學(xué)基礎(chǔ)（一）課程內(nèi)容電子波和電磁透鏡、電磁透鏡的像差與分辨本領(lǐng)、電磁透鏡的景深和焦長(zhǎng)。（二）教學(xué)要求了解電磁透鏡的工作原理和特點(diǎn)。掌握電磁透鏡分辨本領(lǐng)的影響因素（重點(diǎn)及難點(diǎn)）。第七章透射電子顯微鏡（一）課程內(nèi)容透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)和成像原理、主要部件與工作原理、分辨率和放大倍數(shù)測(cè)定（二）教學(xué)要求掌握透射電子顯微鏡的基木構(gòu)造和各部件的主要功能及分辨木領(lǐng)（重點(diǎn)及難點(diǎn)）。掌握透射電子 顯微鏡的功能特點(diǎn)和功用。了解間接樣品（復(fù)型）、直接樣品的制備方法和要求。第八章電子衍射（-）課程內(nèi)容電子衍射原理、TEM中電子衍射、單晶體電子衍射花樣標(biāo)定、復(fù)雜電子衍射花樣（二）教學(xué)要求掌握電子衍射的原理、特點(diǎn)和基

7、本公式的推導(dǎo)（重點(diǎn)）。了解單晶多晶和非晶體的電子衍射花樣 特征。熟悉立方和六方晶系的電子衍射圖的分析和標(biāo)定方法（難點(diǎn)）。熟悉一些常見的復(fù)雜電子衍射 花樣。第九章電子顯微襯度像（一）課程內(nèi)容薄膜試樣的制備方法、衍射襯度成像原理、質(zhì)厚襯度、晶體缺陷分析（二）教學(xué)要求了解電子顯微像的襯度類型和衍射襯度原理及明暗場(chǎng)像的成像機(jī)理（重點(diǎn)及難點(diǎn)）。熟悉各種材 料電鏡樣品的制備方法。熟悉和掌握衍襯運(yùn)動(dòng)學(xué)理論及相關(guān)應(yīng)用。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。第十章掃描電子顯微鏡（-）課程內(nèi)容電子束與固體樣品作用時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)、掃描電鏡的構(gòu)造和工作原理、主要性能、外表形貌襯度 原理及其應(yīng)用、原子序數(shù)襯度

8、原理及其應(yīng)用。（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（難點(diǎn)）。了解掃描電微鏡構(gòu) 造、工作原理、主要性能。熟悉掃描電鏡外表形貌襯度及原子序數(shù)襯度原理及其形貌觀察（重點(diǎn)）。三、學(xué)時(shí)分配及教學(xué)方法章（按序填寫）教學(xué)形式及學(xué)時(shí)分配主要教學(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)踐小 計(jì)緒論22講授法、討論法3第一章44講授法、討論法1, 2A-A- -. Vr. 弟一早44講授法、討論法1, 2第三章22講授法、討論法1, 2第四章22講授法、討論法1, 2, 3, 4第五章44講授法、討論法2, 3, 4弟八早22講授法、討論法1, 2第七章44講授法、討論法1, 2, 3第八章44講授法、討論法1, 2, 3, 4第九章66講授法、討論法1, 2, 3, 4第十章66講授法、討論法1, 2, 3, 4合計(jì)4040四、課程考核考核形式考核要求考核權(quán)重備注平時(shí)作業(yè)作業(yè)成績(jī)10%平時(shí)表現(xiàn)出勤率20%期末考試卷面成績(jī)70%五、參考書目及學(xué)習(xí)資料1、材料現(xiàn)代分析分析，左演聲等，北京工業(yè)大學(xué)出版社，2005年第1版。2、材料現(xiàn)代分析技術(shù)，朱和國(guó)等，國(guó)防工業(yè)出版社，2012年第1版。六、大綱說明本大綱依據(jù)“復(fù)合材料與工程專業(yè)本科培養(yǎng)計(jì)劃（2016版）”培養(yǎng)目標(biāo)及畢業(yè)要求，結(jié)合本課 程的性質(zhì)、教學(xué)的基本任務(wù)和基本要求