《近代材料研究方法1》实验教学大纲
实验大纲《材料近代分析测试方法Ⅱ》
材料科学与工程学院本科实验教学大纲《材料分析测试方法》课程实验教学大纲一、本课程实验教学的地位和作用《材料分析测试方法》课程是高等工科院校材料类专业的主要的专业基础课，其主要任务是通 过各个教学环节，是使学生掌握材料主要分析技术方法的基本原理和应用，了解先进的材料分析方 法和应用。
培学生的材料微观组织结构分析测试及研究的能力。
实验课是本门课程的重要教学环节， 其目的是培养学生分析和解决实际问题的能力，使学生掌握材料分析测试实验技术，具备分析和整 理实验数据的能力，为学好后续课程，从事专业技术工作和科学研究打下必要的基础。
二、教学基本要求让学生在掌握本课程实验理论的基础上，要掌握有关内容的实验方法。
1） 掌握透射电镜的结构、成像原理、组织观察和衍射分析基本操作方法，衍射花样标定方法， 薄膜样品制备方法。
2） 掌握扫描电镜的结构、成像原理、形貌观察和分析基本方法。
三、实验内容及要求实验一 透射电镜结构、薄膜样品制备及图像观察实验内容：1）听取指导教师讲解透射电子显微镜一般结构，主要讲解电子光学系统的电子枪、聚光镜和成 像系统。
2）听取指导教师讲解金属薄膜的机械减薄、电解抛光减薄方法。
3）听取指导教师讲解选区电子衍射方法、位错和沉淀相等基本衍衬像特征。
实验要求：1）严格遵守实验室的有关规定；2）按照实验指导教师安排的内容认真完成各项实验；3）实验中认真记录，并对所作内容按照实验指导书的要求进行讨论；4）撰写实验报告实验二 扫描电镜结构原理、操作及断口形貌的观察分析实验内容：1）听取指导教师讲解扫描电镜一般结构，二次电子接收系统。
2）听取指导教师讲解扫描电镜试样要求、视场选择和放大倍数调整。
3）听取指导教师讲解沿晶、解理等典型断口特征。
实验要求：1）严格遵守实验室的有关规定；2）按照实验指导教师安排的内容认真完成各项实验；材料分析检测方法课程实验教学大纲3）实验中认真记录，并对所作内容按照实验指导书的要求进行讨论；4）撰写实验报告四、学时安排、教学文件及教学形式学时：4 学时教学文件：校编《材料分析测试方法实验指导书》，实验报告学生自拟。
材料研究方法教案
材料研究方法教案一、教学目标本课程旨在引导学生了解材料研究的基本原理和方法，培养学生相应的实验操作技巧和数据分析能力。
具体目标包括：1. 理解材料研究的意义和应用领域；2. 掌握材料研究的基本原理和方法；3. 培养学生的实验操作能力和实验安全意识；4. 培养学生的数据分析和实验报告撰写能力。
二、教学内容1. 材料研究概述a. 材料研究的定义、意义和应用领域；b. 材料研究的基本流程和方法论。
2. 材料分析方法a. 材料表征方法：X射线衍射、扫描电子显微镜等；b. 材料性能测试方法：拉伸试验、硬度测试等；c. 材料成分分析方法：色谱法、质谱法等。
3. 实验操作技巧a. 实验室基本操作规范；b. 实验仪器的正确使用方法；c. 实验数据记录和处理技巧。
4. 数据分析和实验报告撰写a. 学习使用统计方法分析实验数据；b. 学习编写材料研究实验报告的基本结构。
三、教学方法1. 授课讲解：通过讲解课件和示范实验操作来介绍材料研究的基本原理和方法。
2. 实验操作：安排学生进行一系列材料研究实验，培养他们的实验操作技巧和实验安全意识。
3. 数据分析和报告撰写：辅导学生使用统计方法分析实验数据，并指导他们撰写完整的实验报告。
四、教学评价教学评价主要采用以下几种方式：1. 实验操作报告的评分，包括实验数据记录、数据处理和报告撰写与格式等方面的评估。
2. 实际操作技能的考核，通过学生的实验操作来评估其实验操作能力和实验室安全意识。
3. 课堂小测验，测试学生对材料研究概念、原理和方法的掌握程度。
4. 学生的参与度和课堂表现综合评估。
五、教学资源1. 材料研究教材和参考书籍；2. 讲义和课件；3. 实验室设备和材料；4. 实验报告模板和指导。
六、教学安排根据教学内容和课程进度，将教学安排分为若干个教学单元，具体安排如下：1. 第一周：导论和材料研究概述；2. 第二周：材料表征方法；3. 第三周：材料性能测试方法；4. 第四周：材料成分分析方法；5. 第五周：实验操作技巧；6. 第六周：数据分析和实验报告撰写；7. 第七周：复习和总结。
《材料综合实验(1)》课程教学大纲
求对应关系
并通过信息综合得到合理有效的结论
程、报告
(relationship 5、使用现代 5.1 掌握本专业现代工程工具和现代 3 实 验 讲 解 、 实 验 过
between the objectives
course and
工具
信息技术工具的基本理论和基本方
程、报告
graduation
法，用于模拟复杂工程问题并求解
2．带*内容为必填项。 3．课程简介字数为 300-500 字；课程大纲以表述清楚教学安排为宜，字数不限。
作；能够组织、协调和指挥团队开展工作。（支持毕业要求 9.1，9.2，9.3）。
毕业要求
指标点
课程 目标
达成途径
4、研究
4.3 能 够 根 据实 验 方 案构 建 实 验 系 1 实 验 讲 解 、 实 验 过
统，安全地开展实验，正确地采集实
程、报告
验数据
课程目标与毕业要
4.4 能对实验结果进行分析和解释， 2 实 验 讲 解 、 实 验 过
*课程目标(Learning Outcomes)
1．能够根据实验方案构建实验系统，安全地开展实验，正确地采集实验数据（支
持毕业要求 4.3）； 2．能对实验结果进行分析和解释，并通过信息综合得到合理有效的结论（支持毕 业要求 4.4） 3．掌握本专业现代工程工具和现代信息技术工具的基本理论和基本方法，用于模 拟复杂工程问题并求解（支持毕业要求 5.1） 4．能与其他学科的成员有效沟通，合作共事；能够在团队中独立或合作开展工
材料金相实
验方法
6
实验
学会操作
报告
硬度
2
*教学内容、进度
安排及要求
拉伸
材料近代研究方法
1. 什么是电子结合能、化学位移和终态效应？答：电子结合能：将特定能级上的电子移到固体费米能级或移到自由原子或分子的真空能级所需消耗的能量，它代表了原子中电子与核电荷之间的相互作用强度。
化学位移：由于原子所处的化学环境不同（与之相结合的元素种类和数量以及原子的化学价态）而引起的内层电子结合能的变化。
终态效应：影响化学位移的因素，所谓某原子所处化学环境不同有两方面的含义：一是指与它相结合的元素种类和数量不同；二是指原子具有不同的价态。
电子的结合能与体系的终态密切相关。
由电离过程中引起的各种激发产生的不同体系终态对电子结合能的影响称为终态效应。
包括弛豫现象、多重分裂、电子的震激和震离等，其表现形式为在XPS谱图上光电子主峰外常常出现一些伴峰。
2. 在XPS谱图中可观察到几种类型的峰？答：一部分是基本的并总可观察到，另一些依赖于样品的物理和化学性质。
i.光电子谱线(photoelectron lines)；ii.俄歇电子谱线(Auger lines)；iii. X射线卫星峰(X-ray satellites)；iv. X射线鬼线(X-ray“ghosts”)；v.震激谱线(shake-up lines)；vi.多重分裂(multiplet splitting)；vii.能量损失谱线(energy loss lines)；viii.价电子线和价带(valence lines and bands)。
3. X射线光电子能谱的基本原理什么？使用X射线光电子能谱进行元素鉴别时的一般分析步骤有哪些？答：XPS（X射线光电子能谱）的原理是用X射线去辐射样品，使原子或分子的内层电子或价电子受激发射出来。
被光子激发出来的电子称为光电子。
可以测量光电子的能量，以光电子的动能（或电子结合能）为横坐标，相对强度（记数或脉冲/s）为纵坐标可做出光电子能谱图。
从而获得试样有关信息。
X射线光电子能谱因对化学组成分析最有用，因此被称为化学分析用电子能谱（Electron Spectroscopy for Chemical Analysis）。
材料近代研究方法-北京化工大学
2.原子物理学基础
2.1 原子能级
2.1.1 原子核 原子核 Z个质子 原子质量数A=Z+N
原子序数Z的原子
Z个电子
N个中子
同位素——原子核的质子数相等而中子数不等 Z值相同而A值不同的一组核素 稳定同位素，不稳定同位素（放射性同位素） α（He核），β（电子），γ（光子）
2.1.2 原子能级 完整地描述一个电子的运动状态需要4个参数： （1）主量子数n，允许值1，2，3，……n 每个能级最多电子数2n2 意义：电子轨道
（3）结构分析技术
X射线衍射XRD，电子衍射TED，低能电子衍射LEED， 反射式高能电子衍射RHEED， 中子衍射ND，近吸收边X射线精细结构分析NEXAFS
晶体与非晶体结构，原子与分子排列
1.3 材料近代研究方法的分类
（4）分子结构、表面与薄膜特征分析技术 红外光谱IRS，表面增强拉曼光谱SERS， 电子能量损失谱EELS，椭圆偏振光分析 表面原子结构与排列，分子结构，吸附结构，薄膜性质
（6）原子核与核外电子的相互作用：力场、电场、磁场的分布与作用
（7）表面吸附层的结构、成分、结合强度、性质 （8）薄膜、表面、界面与微区内的上述内容—薄膜与微区分析
1.2 材料科学对研究方法和技术的需求
（9）高灵敏度、高分辨率、高定量精度 （10）不影响材料的组成与结构——非破坏分析 （11）适用于各种样品——非导体、粗糙表面、无须特 殊处理 （12）原位分析——空气、水、溶液及其他介质 （13）高低温，应力加载，断裂 不存在能够满足上述所有要求的方法!
材料研究和表征的传统方法：
材料结构与化学组成——XRD、化学分析、仪器分析 材料热学性能——热分析、膨胀分析 材料电学与磁学性能——电阻测量、热电势分析、磁性测量 材料光学性能——光学测量、折光率、光发射行为、光谱分析 材料其它物理性能——内耗分析、同位素分析、超声波探测、 声发射、红外探测、流变性能测量
材料研究方法-西安交通大学
西安交通大学“材料研究方法”课程教学大纲英文名称：Research Methods of Materials课程编号：MA TL3016学时：32 学分：2适用对象：材料科学与工程专业本科生先修课程：材料科学基础、材料工程基础使用教材及参考书：周玉主编，《材料分析方法》，机械工业出版社，2003年王世中主编，现代材料研究方法》，北京航空航天大学出版社，1990年一、课程性质、目的和任务本课程是材料科学与工程专业必修的技术基础课之一，课程的主要目的和任务是阐明材料科学领域中四类主要的研究方法，使学生掌握各种研究方法的原理、适用范围和实验手段，为以后从事各类材料的研究和开发打好基础。
二、教学基本要求本课程是一门多学科基础与实验技术及实践环节结合极强的课程，要求学生了解和掌握各类实验的基本原理、操作要领和分析原则，在学完本课程后，学生具备能选用合理实验方法来进行材料研究的能力，并能与从事材料分析工作的专业人员共同拟定实验方案和分析实验结果。
三、教学内容和要求第一篇光学金相显微技术：重点内容为偏光和定量金相技术。
第二篇X射线衍射：重点内容为X射线衍射原理、强度、物相分析和残余应力测定；了解内容为其他衍射分析方法。
第三篇电子显微分析：重点内容为电子衍射；掌握内容为薄晶体电子显微分析、扫描电镜和电子探针。
第四篇物理性能测试方法：重点内容为材料的热性、电性和磁性；掌握内容为弹性和内耗。
四、实践环节四种研究方法的实践环节在另外的实验课中进行，建议开设如下试验：实验一样品制备和典型组织分析实验二偏光、相衬和干涉显微技术实验三物相分析实验四残余应力测定实验五电子衍射、组织分析实验六扫描电镜下形貌及动态原位观测实验七电子探针下不同形式的微区成分分析实验八相变临界点的测量实验九残余奥氏体的测量五、课内学时分配大纲审定者：张建勋大纲批准者：张建勋大纲校对者：吴志敏。
总结 近代材料研究方法-浙江大学研究生课件
¾图谱信息的产生机理¾仪器构成及特点¾实际应用1、图谱解读2、研究方案设计俄歇电子谱（AES）¾俄歇电子的产生机制及其能量特征¾AES的定性、定量以及化学状态分析¾AES的点分析、线扫描、面扫描以及深度分析俄歇电子能量（谱峰位置）：定性分析和化学状态分析俄歇电子数目（谱峰强度）：定量分析65707580859095俄歇动能 / eV 计数 / 任意单位纯 Si 88.5 eVSiO 272.5 eV 样品表面Si 基底界面 A界面 B低能电子衍射（LEED）¾衍射图案是如何产生的？¾用LEED能研究什么？1λO′设实际晶格位于O，以O为球心，为半径作一球面。
以矢量的终点为二维倒易晶格的原点，画出二维倒易晶格点阵。
通过各倒易晶格点作垂线垂直于倒易晶格平面。
这些垂线与球面的交点预示着衍射的方向，衍射方向从O点指向交点。
因为衍射方向决定于倒易晶格垂线与反射球的交点，若样品处于荧光屏的球心，则荧光屏上LEED图案是二维倒易晶格的投影。
当入射电子能量改变时，电子波长发生变化，LEED图案随之变化。
当电子能量变大时，衍射点之间距离变小，而(00)位置是不变的，这个规律可以用来判断那个斑点是(00)点，并且可以判断原电子束是否垂直入射。
b a b *a *b a b *a *b a b *a *正方长方长方面心（菱形）六角平行四边形bab*a*120o60obab*a*θ180o－θa s=3a a s*=a*/3b*b a*a**2s a a =2s a a=。
(精品)《近代物理实验》教学大纲
《近代物理实验》教学大纲
课程名称：近代物理实验
课程代码：
课程性质：专业课
学分：2
学时：36
适用专业：物理学本科专业
一、实验的目的与任务
《近代物理实验》是为大学高年级学生开设的一门重要的实验课。
是物理专业学生必修的专业基础课程，也是其他理工科需要较深厚物理基础的有关专业学生的选修课。
它所安排的实验题目以及在近代物理发展史中起过重要作用的著名实验为主，注意介绍近代物理发展各重要领域中有代表性的基本实验和方法，以及学生在今后工作中经常碰到的一些现代实验技术，从而培养学生的独立工作能力与创新精神，学习如何用实验方法研究物理现象与规律。
二、实验的基本要求
本课程配合有关课程（主要是原子物理、理论物理、固体物理等），帮助学生理解和掌握近代物理各领域中的一些重要现象、概念和规律，掌握20世纪以来近代物理发展各主要领域中的基本实验方法与技能。
三、实验内容与学时分配
行实验数不少于5个.误差理论分析6－12学时。
四、考核方式
考查
五、实验教学参考书、指导书
近代物理实验邬鸿彦等科学出版社。
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《近代材料研究方法1》实验教学大纲
课程名称：《近代材料研究方法》 课程编码：050231037
课程类别：专业基础课 课程性质： 必修
适用专业：无机非金属材料工程、粉体工程
课程总学时：48
实验（上机）计划学时：8
开课单位： 材料科学与工程学院
一、大纲编写依据
1、无机非金属材料工程2017版教学计划；
2、无机非金属材料工程专业《近代材料研究方法》理论教学大纲对实验环节的要求；
3、近年来《近代材料研究方法》实验教学经验。
二、实验课程地位及相关课程的联系
1、《近代材料研究方法》是无机非金属材料工程重要的专业基础课程；
2、本实验项目是《近代材料研究方法Ⅲ》课程综合知识的运用；
3、本实验是一门实践性很强的课程，在现代材料研究中，掌握先进的分析仪器和分析手段
是非常重要的，可以提高学生分析解决问题能力，动手实验能力，增加学生就业竞争力。
4、本实验以《无机材料科学基础》、《物理化学》、《大学物理》为先修课。
5、本实验对毕业论文等工作具有指导意义。
三、本课程实验目的和任务
1、主要掌握X射线衍射仪、扫描电镜、电子探针、热分析法的基本理论，
2、掌握X射线衍射仪、扫描电镜、电子探针、热分析仪几种仪器的结构和实验方法，了解
几种仪器的功能和使用范围，使学生正确选用仪器，获得必要信息。
3、培养学生观察问题、分析问题和独立解决问题的能力。
4、熟悉X射线衍射仪；进行立方晶系物质的指标化和晶格常数的计算。
5、能够对X射线衍射图谱进行标定，能够利用粉末衍射卡片对单相物质进行物相鉴定。
6、了解扫描电镜、电子探针的结构，学会观察二次电子及背反射电子像，掌握电子探针的
点、线、面三种分析方法，通过设计性实验训练，使学生初步掌握根据需要选择合适的分析方法。
7、了解热分析仪的基本结构，能够对热分析曲线进行分析与标定。
8、培养正确记录实验数据和现象，正确处理实验数据和分析实验结果的能力以及正确书写
实验报告的能力。
四、实验基本要求
1、实验项目的选定依据教学计划对学生工程实践能力培养的要求；
2、巩固和加深学生对X射线衍射、扫描电镜等基础知识的理解，提高学生综合运用所学知
识的能力；
3、实验项目要求学生综合掌握本课程基本知识，并运用相关知识自行设计实验方案；
4、通过实验，要求学生做到：
学会根据需要选择分析检测手段；
能够预习实验，自行设计实验方案并撰写实验报告；
2
能够独立分析实验结果。
五、实验内容和学时分配
序号 实验名称 实验内容
实验要求 实验类型
学时
分配
必做 选做 演示 验证 综合 设
计
1 X射线衍射仪及立方晶系物质的指标化和晶格常数的计算 熟悉X射线衍射仪；进行立方晶系物质的指标化和晶格常数的计算 √ √ 2
2 利用X射线衍射仪进行物相定性分析 对衍射图谱进行标定；利用粉末衍射卡片进行物相鉴定 √ √ 2
3 扫描电镜、电子探针仪的结构和用途 了解扫描电镜和能谱仪的结构；通过实际分析，明确扫描电镜和能谱仪的用途 √ √ 2
4 差热与热重分析综合性实验 了解热重分析仪的结构；通过实际分析，明确热重分析仪的用途 √ √ 2
六、教材（讲义、指导书）
《近代材料研究方法》实验指导书 自编
七、考核方法和评分标准
1、按照实验指导书的具体要求，根据每个学生实验前的预习准备，实验过程的考查，实验
操作情况及实验报告的质量，综合给出实验成绩。
2、实验评分应包括三个方面：
（1）实验出勤及实验纪律20%；
（2）实验操作能力及实验纪律占30%；
（3）实验报告占50%。
3、评分等级
评分成绩分优、良、中、及格和不及格五个等级。
优：90分以上
良：80-89分
中：70-79分
及格：60-69分
不及格：59分及以下
具体评定标准如下：
3
优：能够提前到达实验室，实验纪律优良、预习认真、回答问题正确，实验报告书写工整无
原则错误，能够主动帮助教师及时清理实验场地；
良：基本按时出勤和遵守实验纪律、预习较好，实报中原则错误不超过一个；
中：实验中纪律表现符合要求、能够进行预习预习，实报中原则错误不超过两个；
及格：实验中纪律、预习一般，实报中原则错误不超过三个；
不及格：实验中严重违章违纪，预习考查均较差如抄袭报告，不参加实验就写报告，报告中
数据、表格均有错误者。
八、使用说明
1、本实验教学大纲一般随课程进度进行安排，也可集中安排。
2、完成实验教学内容，并提交相应实验报告。