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《材料研究与测试方法》课程教学大纲

大纲主撰人：xxx大纲审核人：xxx

一、课程基本情况

课程代码：101134223202

课程名称（中/英文）：材料研究与测试方法/MethodsofMaterialsResearchandTesting

课程类别：专业必修课程

学分：2

总学时：32

理论学时：32

实验/实践学时：0

适用专业：材料物理专业

适用对象：本科

先修课程：材料科学与工程基础，固体物理，晶体学基础、大学物理

教学环境：多媒体教室

开课学院：材料科学与工程学院

二、课程简介

1.课程任务与目的

《材料研究与测试方法》是材料物理本科专业的专业必修课程。本课程主要涉及材料的表征手段与测试方法，通过对材料的表征与测试建立材料微观组织结构与性能的关系。本课程主要介绍了X射线的物理基础，深入探讨了X射线的衍射原理，重点分析了X射线的多晶衍射及应用；介绍了电子显微镜分析技术，重点讲解了扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及电子探针的结构与原理，结合实例深入剖析微观结构与晶体结构方法在材料中的应用；介绍了热分析技术与光谱分析技术的原理，重点讲解了热分析与光谱分析谱图的解析原则及在材料热稳定性与成分分析中的应用。通过学习，使学生具备根据所选材料体系确定科学合理的表征手段和测试方法的能力，并建立材料微观结构与材料性能之间的联系，从而为后续的专业学习和研究打下坚实的基础。

课程讲解过程中涉及一些名人及其相关科学成果与研究进展，传播科学家的探索精神、爱国爱家的情怀和坚韧不拔的精神，能够激发学生追求材料科学的兴趣，培养学生踏实勤奋、精益求精、实践创新的工匠精神。

2.对接培养的岗位能力

着重培养学生的材料测试与分析能力，为从事材料的设计、工艺开发、材料加工应用及相关学科教学的工作奠定基础。

三、课程教学目标

1.课程对毕业要求的支撑

[毕业要求指标点1.1]具备解决复杂工程问题所需数学、自然科学、计算、工程科学理论基础，并能够用于表述太阳能光伏和锂离子电池等新能源材料领域的工程问题。

[毕业要求指标点4.3]能够合理选用材料研究与检测设备，并采用科学、合理的试验方法和步骤，安全地开展试验研究，并正确地采集试验数据。

[毕业要求指标点5.2]能够选择与使用恰当的仪器、信息资源、工程工具和专业模拟软件，针对新能源材料领域的复杂工程问题进行分析，并进行计算与设计。

[毕业要求指标点5.3]能够通过组合、选配、改进、二次开发等方式创造性地运用现代工程工具对影响新能源材料结构与性能、生产与服役过程中的复杂工程问题进行预测与模拟，满足特定需求，并分析其局限性。

2.课程教学目标

本课程教学目标对应毕业要求1、4、5，具体指标点内容如下：

教学目标1：掌握X射线的物理基础和衍射原理，并能够用来分析新能源材料的物相组成（包含定性分析和定量分析）、点阵常数以及宏观应力相关问题，指导新能源材料的生产和制备工程问题；掌握电子显微分析和扫描电子显微镜基础理论和基本原理，并能够对新能源材料的微观形貌、缺陷与微区元素成分分析，指导新能源材料与器件的产品质量控制。（支撑毕业要求指标点1.1）

教学目标2：掌握透射电子显微镜的基础理论和基本原理，并能够对新能源材料的晶体结构与缺陷进行分析，获得合成与制备的工艺参数对材料微观结构的影响规律。（支撑毕业要求指标点5.2）

教学目标3：掌握热分析和表面光谱分析技术，解释新材料制备过程中的化学反应中物理变化；分析复杂新材料与器件制备与加工过程中高分子材料的成分分析与结构表征，调控新能源材料与器件的加工过程中的影响因素与工艺参数。（支撑毕业要求指标点4.3）

教学目标4：通过学习材料研究与测试方法的技术与手段，能够针对不同特点的工程领域复杂问题设计合理的测试方案，并对测试结果进行科学而有效分析。具备根据所选材料体系确定科学合理的表征手段和测试方法的能力，并建立材料微观结构与材料性能之间的联系，对材料与器件工程的复杂问题进行数据分析和综合并得到有效结论。（支撑毕业要求指标点5.3）

四、教学课时安排

学时分配

主题或知识点

教学内容

总学时

学时

完成课程

教学目标

讲课

实验

实践

主题或知识点1

X射线的物理基础

4

4

0

0

1

主题或知识点2

X射线的衍射原理

4

4

0

0

1

主题或知识点3

X射线的多晶衍射分析及其应用

6

6

0

0

1、4

主题或知识点4

电子显微分析基础

4

4

0

0

1、4

主题或知识点5

透射电子显微镜

4

4

0

0

2、4

主题或知识点6

扫描电子显微镜及电子探针

2

2

0

0

1、4

主题或知识点7

热分析技术

4

4

0

0

3、4

主题或知识点8

光谱分析技术

4

4

0

0

3、4

合计

32

32

0

0

五、教学内容及教学设计

主题1X射线