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《材料现代分析方法》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程编号课程类别：专业核心课程 适应专业：材料物理 总学时：54学时 总学分: 3 课程简介： 本课程介绍材料微观形貌、结构及成分的分析与表面分析技术主要方法及基本技术，简单介绍光谱分析方法。包括晶体X射线衍射、电子显微分析、X射线光电子谱仪、原子光谱、分子光谱等分析方法及基本技术。 授课教材：《材料分析测试方法》，黄新民 解挺编，国防工业出版社，2005。 参考书目： [1]《现代物理测试技术》，梁志德、王福编，冶金工业出版社，2003年。 [2]《X射线衍射分析原理与应用》，刘粤惠、刘平安编，化学工业出版社，2003年。 [3]《X射线衍射技术及设备》，丘利、胡玉和编，冶金工业出版社，2001年。 [4]《材料现代分析方法》，左演声、陈文哲、梁伟编，北京工业大学出版社，2001年。 [5]《材料分析测试技术》，周玉、武高辉编，哈尔滨工业大学出版社，2000年。 [6]《材料结构表征及应用》，吴刚编，化学工业出版社，2001年。 [7]《材料结构分析基础》，余鲲编，科学出版社，2001年。 二、课程教育目标 通过学习，了解X射线衍射仪及电子显微镜的结构，掌握X-射线衍射及电子显微镜的基本原理和操作方法，了解试样制备的基本要求及方法，了解材料成分的分析与表面分析技术的主要方法及基本技术，了解光谱分析方法，能够利用上述相关仪器进行材料的物相组成、显微结构、表面分析研究。学会运用以上技术的基本方法，对材料进行测试、计算和分析，得到有关微观组织结构、形貌及成分等方面的信息。 三、教学内容与要求 第一章 X射线的物理基础 教学重点：X射线的产生及其与物质作用原理 教学难点：X射线的吸收和衰减、激发限 教学时数：2学时 教学内容：X射线的性质，X射线的产生，X射线谱，X射线与物质的相互作用，X射线的衰减规律，吸收限的应用 教学方式：课堂讲授 教学要求： 了解X射线的性质和产生机制，了解X射线管的结构。 深刻认识X射线谱的两种不同的波谱，即连续X射线谱和特征X射线谱。 深刻理解X射线与物质的相互作用过程，掌握X射线的散射、吸收过程。 掌握X射线的衰减规律。 了解吸收限的应用。 第二章 X射线衍射原理 教学重点：布拉格方程、衍射矢量方程及劳埃方程的推导 教学难点：产生X射线衍射的充要条件和多晶衍射积分强度的计算 教学时数：3学时 教学内容：倒易点阵，X射线衍射方向，X射线衍射强度 教学方式：课堂讲授 教学要求： 了解倒易点阵的构建和倒易矢量。 掌握布拉格方程、衍射矢量方程、厄瓦尔德图解、X射线衍射强度。 了解倒易球、等同晶面、多重性因子、半高宽、厄瓦尔德图解等基本概念。 掌握产生衍射的充要条件和多晶衍射积分强度的计算。 掌握影响衍射强度影响的五大因素。 第三章 多晶体X射线衍射分析方法 教学重点：X射线衍射仪的构成、工作原理及测量方法 教学难点：德拜法 教学时数：4学时 教学内容：德拜照相法，X射线衍射仪法 教学方式：课堂讲授 教学要求： 了解德拜相机德基本结构。 了解德拜法试样德制备和实验参数选择。 熟练掌握德拜相的指数标定。 了解X射线衍射仪法的仪器结构，了解测角仪的结构。 掌握X射线衍射仪的构成、工作原理及测量方法。 第四章 X射线衍射方法的应用 教学重点：物相分析基本原理 教学难点：宏观应力测定 教学时数：4学时 教学内容：点阵常数的精确测定，X射线物相分析，宏观应力测定 教学方式：课堂讲授 教学要求： 掌握点阵常数的测定方法，了解误差来源及其消除方法。 掌握X射线物相分析的方法和步骤，熟练掌握物相定性分析方法。 了解X射线残余应力测定原理、单轴应力测定原理、平面应力测定原理。 掌握X射线在应力测量中的具体应用。 第五章 透射电子显微镜结构 教学重点：电磁透镜的景深与焦长，透射电子显微镜的结构 教学难点：电磁透镜的像差及其对分辨率的影响 教学时数：6学时 教学内容：光学显微镜的分辨率，电子波波长，电磁透镜，电磁透镜的像差及其对分辨率的影响，电磁透镜的景深与焦长，透射电子显微镜的结构，透射电镜的主要部件，透射电镜的功能及发展 教学方式：课堂讲授 教学要求： 了解光学显微镜的分辨率，认识光学显微镜分辨率的局限性。 了解电子波波长，了解电磁透镜。 掌握球差、色差、像散、景深、焦长的基本概念。 掌握电磁透镜的像差及其对分辨率的影响。 掌握透射电子显微镜的结构，能熟练绘出5级成像系统光路图。 了解透射电镜的主要部件及其功能。 了解透射电镜的功能及发展。 第六章 电子衍射 教学重点：电子衍射原理，单晶电子衍射花样的标定 教学难点：单晶电子衍射花样的标定，复杂电子衍射花样 教学时数：6学时 教学内容：电子衍射原理，单晶电子衍射花样的标定，多晶电子衍射图的标