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《材料现代分析与测试技术综合训练》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程名称

材料现代分析与测试技术综合训练

课程编号

330020069

课程性质

必修课

课程类别

集中实践环节

开课单位

新材料与化学工程学院

授课学期

第7学期

学分/学时

2/2周

实施方式

实训

适用专业

新能源材料与器件

是否双语

否

先修课程

材料研究与测试分析方法固体物理材料科学基础

后续课程

毕业实习、毕业设计（论文）

二、课程简介

本综合训练课程是新能源材料与器件专业的集中实践教学。通过综合性训练，使学生掌握相关材料的研究测试方法，了解各种仪器设备的结构及工作原理，掌握实验数据的处理方法，分析各种实验数据与材料的关系，从而加深对专业基础及专业课程中有关理论的理解。使学生有初步设计实验的能力及一定的科研能力，为将来从事新型材料的生产、开发及管理打下良好的基础。

三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑

（一）课程目标

通过本课程的学习，使学生达到以下目标：

课程目标1.掌握材料分析测试过程中的基本理论知识和规律，利用测试分析的基本理论，分析、解决工程实际过程和问题。能够查阅和利用手册、文献、国家标准等资料，为材料分析测试过程中的实际问题寻求和设计可靠合理的解决方法和实施方案，指导实际生产操作。

课程目标2：通过课程教学，提高学生分析问题和解决问题能力，培养学生探索精神和创新意识，努力实现学生知识、能力、素质协调发展。

课程目标3：在实训过程中引导学生关注前沿动态：使学生了解材料分析领域的必威体育精装版研究进展和技术发展趋势，激发创新意识。鼓励探索性实验：为学生提供充足的自主实验时间，鼓励他们尝试新方法、新技术，培养创新思维和实践能力。

（二）课程目标对毕业要求指标点的支撑

课程目标

支撑毕业要求指标点

毕业要求

课程目标1

1-2能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于分析和解决新能源材料与器件生产和加工过程中的复杂工程问题。

1.工程知识

课程目标2

2-4能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析新能源材料与器件生产过程中的复杂工程问题，以获得有效结论。

3-4能够设计针对复杂新能源材料与器件工程问题的解决方案，设计满足特定需求的生产工艺流程和主要设备，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。

4-4能够基于科学原理并采用科学方法对新能源材料与器件开发过程的复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与表征、并通过信息综合得到合理有效的结论。

2.问题分析

3.设计/开发解决方案

4.研究

课程目标3

5-3能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。

5.使用现代工具

四、课程基本教学内容及对课程目标的支撑

（一）课程基本教学内容

实训项目一X射线衍射分析

课程主要内容

实验1X射线衍射仪的结构、原理与使用

实验目的

（1）了解X射线衍射仪的构造与操作原理；

（2）了解X射线衍射仪的操作过程及步骤；

（3）掌握X射线衍射样品的制备方法；

（4）了解X射线的安全防护规定和措施。

实验原理

一、X射线衍射仪的基本构造与原理

二、测角仪的构造及光路系统

实验2物相分析

实验目的

（1）掌握X射线衍射物相定性分析的原理和实验方法；

（2）熟悉PDF卡片的查找方法和物相检索方法；

（3）掌握X射线衍射分析软件Jade的基本操作。

实验原理

一、物相定性分析原理

二、PDF卡片

三、PDF卡片检索方法

重点和难点

在材料X射线物相分析中，相的识别与鉴定是最基本但也是最关键的步骤。对于未知材料，需要通过对X射线衍射图谱的分析，正确判断出材料的物相组成。这需要对各种物相的衍射特征有深入的了解，并能准确识别和区分不同的衍射峰。对于复杂的材料体系，可能存在大量的物相，因此需要具备丰富的经验和专业知识。

衍射峰的解析与标定是确定物相组成的关键环节。通过对衍射峰的位置、强度和形状进行分析，可以确定材料的晶体结构和物相组成。在进行衍射峰的解析与标定时，需要注意衍射峰的分辨率和重叠情况，避免误判和漏标。此外，对于非晶体材料的衍射峰分析也具有一定的难度。

3.实施方式

讲座、视频和实操

学习要求

安排学生根据实验任务书要求撰写实验总结报告，每生一份必须独立完成并不少于1500字。实验报告内容主要包括：实验项目名称，实验目的意义，实验原理，实验原料与器材，实验步骤，实验数据和现象记录，数据结果处理和分析等几部分。具体实验要求如下：

（1）选择一种衍射仪（市场有多种设备型号），学习该衍射仪的操作规程。

（2）分别练习化合物粉体样品和金属块体样品的制备、安装和测量。

（3）讨论粉体样品的粒度、湿度（是否含有水分）