《材料及其成形测试技术》教学大纲

1、材料及其成形测试技术教学大纲课程编号：100092107课程名称：材料及其成形测试技术高等教育层次：本科课程在培养方案中的地位：课程性质：必修对应于材料成型及控制工程/电子封装技术专业；属于：BZ专业课程基本模块开课学年及学期 非强制先修课程（a必须先修且考试通过的课程，b必须先修过的课程，c 建议先修的课程） a材料科学基础B b大学物理I、II c电工和电子技术课程总学分：3.0，总学时:48； 课程教学形式：0普通课程课程教学目标与教学效果评价课程教学目标（给出知识能力素养各方面的的具体教学结果）(必填)教学效果评价不及格及格，中良优1.知悉和理解材料和构件显微分析测试与无损检测的基本内

2、涵，分析测试技术在材料研究与生产过程中的作用和价值；完全不知道；对材料和构件显微分析测试与无损检测的基本内涵，分析测试技术在材料研究与生产过程中的作用和价值，有碎片化的理解对材料和构件显微分析测试与无损检测的主要内容，分析测试技术的核心过程能理解，但不完整对材料和构件显微分析测试与无损检测的主要内容，分析测试技术的核心过程能完整理解，但不系统，存在断点。对材料和构件显微分析测试与无损检测的主要内容，分析测试技术的核心过程能完整系统地理解2. 知悉和理解X-射线分析技术、电子显微分析技术、热分析技术等材料分析测试技术以及材料成形件无损检测方法的机理与手段，以及与之相应的X-射线衍射仪、电子显微镜

3、、热分析仪和无损检测装置的结构和工作原理；完全不知道;对X-射线分析技术、电子显微分析技术、热分析技术等材料分析测试技术以及材料成形件无损检测方法的机理与手段，以及与之相应的X-射线衍射仪、电子显微镜、热分析仪和无损检测装置的结构和工作原理，有碎片化的理解。对X-射线分析技术、电子显微分析技术、热分析技术等材料分析测试技术以及材料成形件无损检测方法的机理与手段，以及与之相应的X-射线衍射仪、电子显微镜、热分析仪和无损检测装置的结构和工作原理主要内容，对于上述分析测试技术的核心过程能理解，但不完整。对X-射线分析技术、电子显微分析技术、热分析技术等材料分析测试技术以及材料成形件无损检测方法的机理

4、与手段，以及与之相应的X-射线衍射仪、电子显微镜、热分析仪和无损检测装置的结构和工作原理主要内容，对于上述分析测试技术的核心过程能完整理解，但不系统，存在断点。对X-射线分析技术、电子显微分析技术、热分析技术等材料分析测试技术以及材料成形件无损检测方法的机理与手段，以及与之相应的X-射线衍射仪、电子显微镜、热分析仪和无损检测装置的结构和工作原理主要内容，对于上述分析测试技术的核心过程能完整系统地理解。3.能够根据典型材料在不同分析测试条件下的响应特征，利用现有分析测试技术的理论及方法，解决对材料宏微观组织和缺陷、相结构、表面形貌、微区成份等测试结果的判断、分析和讨论等问题；完全没能力解决典型材

5、料在不同分析测试条件下的响应特征问题，以及对材料宏微观组织和缺陷、相结构、表面形貌、微区成份等测试结果的判断、分析和讨论等理论及方法；能够运用零碎的现有分析测试技术的原理，分析解决对材料宏微观组织和缺陷、相结构、表面形貌、微区成份等测试结果的判断、分析和讨论等问题。整体上具备典型材料在不同分析测试条件下的响应特征，运用现有分析测试技术的理论及方法，分析解决对材料宏微观组织和缺陷、相结构、表面形貌、微区成份等测试结果的判断、分析和讨论等问题的能力，但缺乏系统性。整体上具备典型材料在不同分析测试条件下的响应特征，运用现有分析测试技术的理论及方法，分析解决对材料宏微观组织和缺陷、相结构、表面形貌、微

6、区成份等测试结果的判断、分析和讨论等问题的能力，有一定的系统性，但系统性方面存在断点。具备典型材料在不同分析测试条件下的响应特征，运用现有分析测试技术的理论及方法，分析解决对材料宏微观组织和缺陷、相结构、表面形貌、微区成份等测试结果的判断、分析和讨论等问题的能力。4. 拥有根据所掌握的分析测试技术，针对各种材料研制和生产需求提出相应的分析测试检测方案，具有典型测试结果预判能力，形成对宏微观组织和缺陷、相结构、表面形貌、微区成份等材料本征信息检测的分析和设计思维模式；完全没能力根据所掌握的分析测试技术，针对各种材料研制和生产需求提出相应的分析测试检测方案，完全不能解决对宏微观组织和缺陷、相结构、

7、表面形貌、微区成份等材料本征信息检测的分析和设计问题；2.具有零碎的对宏微观组织和缺陷、相结构、表面形貌、微区成份等材料本征信息检测的分析和设计的概念。整体上拥有根据所掌握的分析测试技术，针对各种材料研制和生产需求提出相应的分析测试检测方案，具有典型测试结果预判能力，整体上形成了对宏微观组织和缺陷、相结构、表面形貌、微区成份等材料本征信息检测的分析和设计的思维模式，但缺乏系统性。整体上拥有根据所掌握的分析测试技术，针对各种材料研制和生产需求提出相应的分析测试检测方案，具有典型测试结果预判能力，整体上形成了对宏微观组织和缺陷、相结构、表面形貌、微区成份等材料本征信息检测的分析和设计的思维模式，思

8、维模式，有一定的系统性，但系统性方面存在断点。拥有根据所掌握的分析测试技术，针对各种材料研制和生产需求提出相应的分析测试检测方案，具有典型测试结果预判能力，整体上形成了对宏微观组织和缺陷、相结构、表面形貌、微区成份等材料本征信息检测的分析和设计的思维模式。课程教学目标与所支撑的毕业要求对应关系毕业要求（指标点）编号毕业要求（指标点）内容课程教学目标（给出知识能力素养各方面的的具体教学结果）4.2能够针对材料成型及控制领域的科学和工程技术问题研究，设计合理的研究方案和技术路线、确定合理工艺。 1.知悉和理解材料和构件显微分析测试与无损检测的基本内涵，分析测试技术在材料研究与生产过程中的作用和价值

9、； 2.知悉和理解X-射线分析技术、电子显微分析技术、热分析技术等材料分析测试技术以及材料成形件无损检测方法的机理与手段，以及与之相应的X-射线衍射仪、电子显微镜、热分析仪和无损检测装置的结构和工作原理；3.能够根据典型材料在不同分析测试条件下的响应特征，利用现有分析测试技术的理论和方法，解决对材料宏微观组织和缺陷、相结构、表面形貌、微区成份等测试结果的判断、分析和讨论等问题。4. 拥有根据所掌握的分析测试技术，针对各种材料研制和生产需求提出相应的分析测试检测方案，具有典型测试结果预判的能力，形成对宏微观组织和缺陷、相结构、表面形貌、微区成份等材料本征信息检测的分析和设计的思维模式。教学内容、

10、学时分配、与进度安排教学内容学时分配所支撑的课程教学目标教学方法与策略（可结合教学形式描述）（选填）绪论11讲授，图片展示第一章X射线衍射分析原理1.1 X射线物理学基础1.2X射线衍晶体学基础1.3X射线衍射方向1.4X射线衍射强度102,3,4讲授，推导演算，通过提出问题及解决思路建立学生对XRD分析基本原理的理解和认知。第二章X射线多晶衍射方法及应用2.1多晶衍射方法2.2X射线物相分析2.3点阵常数的精确测定2.4宏观应力测定2.5晶粒尺寸和微观应力的测定2.6非晶态物质及其晶过程的X射线衍射分析42,3,4讲授，利用基本原理建立XRD设备主要结构认知，掌握XRD技术应用的具体方法和对

11、分析检测结果的分析方法。完成2课时试验。完成作业评判。第三章透射电子显微分析3.1电子与固体的相互作用3.2透射电镜的构造与工作原理3.3电子衍射谱的特征与分析3.4 TEM显微图像衬度分析3.5试样制备102,3,4讲授，推导演算，通过提出问题及解决思路建立学生对TEM分析基本原理的理解和认知。熟悉TEM设备结构，掌握TEM技术应用的具体方法和对分析检测结果的分析方法。完成2课时试验。完成作业评判。第四章扫描电子显微镜与电子探针4.1扫描电子显微镜4.2电子图像分析4.3电子探针的工作原理与结构4.4电子探针仪的分析方法及应用42,3,4讲授，通过提出问题及解决思路建立学生对SEM分析基本原

12、理的理解和认知。熟悉SEM设备结构，掌握SEM技术应用的具体方法和对分析检测结果的分析方法。完成1课时试验(可与TA试验交叉进行)。完成作业评判。第五章热分析技术5.1热分析5.2差热分析5.3差示扫描量热法5.4热重分析5.5热分析仪器的发展趋势42,3,4讲授，通过提出问题及解决思路建立学生对TA分析基本原理的理解和认知。熟悉TA设备结构，掌握TA技术应用的具体方法和对分析检测结果的分析方法。完成1课时试验(可与SEM试验交叉进行)。完成作业评判。第六章材料无损检测技术6.1射线无损检测技术6.2超声波无损检测技术6.3声发射无损检测技术6.4渗透无损检测技术6.5磁力无损检测技术6.6涡

13、流无损检测技术6.7无损检测新技术72,3,4此环节主要由同学分组后独立完成知识学习，课堂讲授，针对主要知识点进行引导性提问和回答，归纳总结各检测技术核心知识。考核与成绩评定：平时成绩、期末考试在总成绩中的比例，平时成绩的记录方法。考核方式：闭卷考试成绩构成：平时考查：原则上4次作业，每次2.5分，总分10分。 课堂讲授和讨论：根据各小组对分组内容的理解、课堂讲授和回答问题情况适当评分，总分10分。课堂总体表现：包括出勤，听课状态，主动回答问题情况等适当评分，总分10分。期末考试：70分教材，参考书:教科书： 王富耻 主编.材料现代分析测试方法M.北京:北京理工大学出版社，2006. 沈玉娣

14、主编. 现代无损检测技术M. 西安: 西安交通大学出版社，2012. 参考书：1周玉主编.材料分析方法M.北京：机械工业出版社，20072郭立伟主编.现代材料分析测试方法M.北京：北京大学出版社，20143李占双编著. 近代分析测试技术M. 北京:北京理工大学出版社,2009.4刘贵民主编. 无损检测技术（第2版）M.北京：国防工业出版社，20105宋天民主编. 无损检测新技术M.北京：中国石化出版社有限公司出版社，20126丁守宝编. 无损检测新技术及应用M.北京：高等教育出版社，20127中国分析测试协会 中国广州分析测试中心主办.分析测试学报J.国内刊号：44-1318/TH.大纲说明：

15、本课程的学习可以培养学生运用所学数学物理知识和方法认识和分析材料显微分析和无损检测技术的测试原理的能力和创新意识，提高学生对材料分析测试技术的整体构成的认识，为他们走上工作岗位从事材料及相关工作奠定基础。通过课程对本学科分析测试原理与相关技术的新原理、新方法、新技术的介绍，还可以是学生了解相关技术的最新发展动态和技术前沿。本课程的内容可应用于国民经济、国防建设所需各种材料的分析测试，因此，本课程的学习在培养学生的专业认同和自豪感的同时，可培养学生的爱国主义精神和国防意识。本课程的主要介绍材料宏微观组织和缺陷、相结构、表面形貌、微区成份的测试和表征基本工作原理和各种测试系统的结构以及相关的学科和

16、技术。课程的任务是使学生掌握典型材料在不同分析测试条件下的响应特征的基本理论和各种测试技术形成检测结果的基本原理，完成知识综合的教育和系统应用的教育。课程强调应用所学习的基础理论和方法分析对典型测试结果的判断、分析和讨论，理解和认识分析测试技术在材料研制和生产中的作用，掌握材料本征信息检测的分析和设计的基本理论和思想方法等。编写教师： 编写教师签名： 责任教授签名： 开课学院教学副院长签名： Testing Technology of Material and Material FormingCourse code: 100092107Course name: Testing Technolo

17、gy of Material and Material FormingLecture Hours: 40Laboratory Hours:8Credits:3.0Term(If necessary):Prerequisite(s): Fundamentals of Material Science；College Physics; Electric and Electronic TechnologyCourse Description:This course is to training the ability of microscopic analysis of materials and

18、nondestructive testing and analysis of material forming parts. The main contents of this course include X- ray diffraction analysis, electron microscopic analysis, thermal analysis technology and nondestructive testing method for material forming part. Understand and master the analysis method of mi

19、crostructure, defects, phase structure, surface morphology, micro area composition. Master the structure and usage of related instruments and equipments.Course Outcomes:After completing this course, a student should be able to:Master the basic content of the material and the component analysis test

20、and non - destructive testing.Master the mechanism and methods of X-ray analysis technology, electron microscopic analysis technology, thermal analysis technology and nondestructive testing.Analyze and discuss the test result of the macro and micro structure and defects, phase structure, surface mor

21、phology, micro area composition and so on.Proposed analytical test plan according to the material development and production requirements, estimate the typical test results.Course Content:Lectures and Lecture Hours: Introduction 11. Principles of X-ray Diffraction 101.1 Physical Foundation of X-ray

22、Diffraction1.2 Crystallography Fundamentals of X-ray Diffraction1.3 Diffraction Direction of x-ray1.4 Diffraction Intensity of x-ray2. Method and Application of X ray Diffraction 42.1 X ray Diffraction Method of Multi-crystal 2.2 Phase Analysis by X-ray Diffraction2.3 Precise Measurement of Lattice

23、Parameters2.4 Determination of Macr-Stress2.5 Determination of Grain Size and Micro-stress2.6 X-ray Diffraction Analysis of Amorphous and Crystal Processes3. Transmission Electron Microscope 103.1 Interaction between Electrons and Solid3.2 Structure and Working Principle of TEM3.3 Characteristics and Analysis of Electron Diffraction Spectrum3.4 Microscopic image contrast Analysis of TEM3.5TEM Sample Preparation4. Scanning Electron Microscopy and Electron Microprobe