《材料测试方法》课程教学大纲（本科）

1、材料测试方法Testing Method of Materials课程代码：07410012学分：2.5学时：40 （其中：课堂教学学时：40实验学时：上机学时：课程实践学时：） 先修课程：材料科学基础、大学物理、金属学等课程适用专业：金属材料、复合材料、材料成型与加工等各专业本科三年级学生教材：材料分析方法，周玉主编，机械工业出版社，2015年1月第3版一课程性质与课程目标（-）课程性质材料分析测试技术是复合专业本科生的一门基础必修课。通过本课程学习，使学生掌握材 料分析测试技术中的X射线衍射和电子显微分析技术的基础理论，初步具备各种实验的方法和基本 技能，为后续毕业设计、科学研究以及从事相

2、关工作等打下基础；最终为学生能够独立地进行材料 的分析和研究工作奠定基础。（二）课程目标课程目标1：掌握X射线衍射和电子显微分析的基础知识和基本技能。课程目标2： 了解材料测试方法中各类仪器构成、装备及应用背景。课程目标3：熟悉金属材料、复合材料的各种测试方法，并能针对要求设计测试方案，获取有 效合理的分析结果。课程目标4：能正确选择和使用分析测试仪器进行材料微观组织分析，了解各种测试方法的局 限性。（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点3-K 4-2和5-2.毕业要求3-1:能够针对复合材料与工程工艺流程中的某一单元确定技术路线、设计生产工艺。.毕

3、业要求4-2：能基于科学原理并采用科学方案对加工对象的结构、装置、系统制定实验方 案。3毕业要求5-2：能够开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具解决复合材料与工 程领域的复杂工程问题。课程目标毕业要求指标课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4毕业要求3-1毕业要求4-2Z毕业要求5-2二、课程内容与教学要求绪论（-）课程内容介绍材料组成、结构与性能的关系、课程教学内容，目的与要求，以及教学安排（二）教学要求理解材料组成、结构与性能的关系，了解本课程在专业课程中所处的地位、作用第一章X射线物理学基础（一）课程内容X射线性质、产生及X射线谱、X射线与物质相互作用（二）教学要求了解X射线

4、的本质、特点。掌握X射线的产生和X射线谱特点。理解X射线与物质的相互作 用有关知识，包括散射、吸收、光电效应等效应（重点及难点）。第二章X射线衍射方向（一）课程内容晶体几何学基础、布拉格方程、X射线衍射方法（二）教学要求理解劳埃方程、布拉格方程和产生衍射的条件。了解倒易点阵的定义、倒易矢量的定义、性质 及在衍射中的应用（重点）。掌握布拉格方程的厄瓦尔德反射球图解法（难点）。熟悉三种常用衍射 方法：劳埃法、转晶法、粉末法的工作原理及倒易点阵。第三章X射线衍射强度（一）课程内容多晶体衍射图相的形成、结构因子、多晶体对样品的衍射强度。（二）教学要求了解影响衍射强度的各种因素，多重因子，角因子，吸收因

5、子和结构因子。掌握常见晶体的消 光规律（重点）。理解晶体对X射线的衍射及其积分强度（难点）。第四章多晶体衍射分析方法（一）课程内容德拜-谢乐照相法、X射线衍射仪。（二）教学要求了解德拜相拍摄程序，及影响德拜相分辨本领的因素和误差产生及修正。掌握X射线衍射仪的 构造和工作原理（重点及难点）。了解X射线衍射分析样品的制备。掌握X射线衍射的测量方法，包 括扫描方法，实验参数的设定第五章物相分析（-）课程内容定性分析、定量分析、点阵参数的精确测定、非晶及晶化过程X射线衍射分析（二）教学要求掌握物相定性分析常用方法（难点）。了解PDF卡片的索引与应用。熟悉掌握计算机在物相分析 中的应用（重点）。第六章电

6、子光学基础（一）课程内容电子波和电磁透镜、电磁透镜的像差与分辨本领、电磁透镜的景深和焦长。（二）教学要求了解电磁透镜的工作原理和特点。掌握电磁透镜分辨本领的影响因素（重点及难点）。第七章透射电子显微镜（一）课程内容透射电子显微镜的结构和成像原理、主要部件与工作原理、分辨率和放大倍数测定（二）教学要求掌握透射电子显微镜的基木构造和各部件的主要功能及分辨木领（重点及难点）。掌握透射电子 显微镜的功能特点和功用。了解间接样品（复型）、直接样品的制备方法和要求。第八章电子衍射（-）课程内容电子衍射原理、TEM中电子衍射、单晶体电子衍射花样标定、复杂电子衍射花样（二）教学要求掌握电子衍射的原理、特点和基

7、本公式的推导（重点）。了解单晶多晶和非晶体的电子衍射花样 特征。熟悉立方和六方晶系的电子衍射图的分析和标定方法（难点）。熟悉一些常见的复杂电子衍射 花样。第九章电子显微衬度像（一）课程内容薄膜试样的制备方法、衍射衬度成像原理、质厚衬度、晶体缺陷分析（二）教学要求了解电子显微像的衬度类型和衍射衬度原理及明暗场像的成像机理（重点及难点）。熟悉各种材 料电镜样品的制备方法。熟悉和掌握衍衬运动学理论及相关应用。掌握电镜对材料进行分析的常规 方式和相关分析方法。第十章扫描电子显微镜（-）课程内容电子束与固体样品作用时产生的信号、扫描电镜的构造和工作原理、主要性能、外表形貌衬度 原理及其应用、原子序数衬度

8、原理及其应用。（二）教学要求掌握电子束与固体样品相互作用原理、产生的信号及其特点和用途（难点）。了解扫描电微镜构 造、工作原理、主要性能。熟悉扫描电镜外表形貌衬度及原子序数衬度原理及其形貌观察（重点）。三、学时分配及教学方法章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂 教学实 验上 机课程 实践小 计绪论22讲授法、讨论法3第一章44讲授法、讨论法1, 2A-A- -. Vr. 弟一早44讲授法、讨论法1, 2第三章22讲授法、讨论法1, 2第四章22讲授法、讨论法1, 2, 3, 4第五章44讲授法、讨论法2, 3, 4弟八早22讲授法、讨论法1, 2第七章44讲授法、讨论法1, 2, 3第八章44讲授法、讨论法1, 2, 3, 4第九章66讲授法、讨论法1, 2, 3, 4第十章66讲授法、讨论法1, 2, 3, 4合计4040四、课程考核考核形式考核要求考核权重备注平时作业作业成绩10%平时表现出勤率20%期末考试卷面成绩70%五、参考书目及学习资料1、材料现代分析分析，左演声等，北京工业大学出版社，2005年第1版。2、材料现代分析技术，朱和国等，国防工业出版社，2012年第1版。六、大纲说明本大纲依据“复合材料与工程专业本科培养计划（2016版）”培养目标及毕业要求，结合本课 程的性质、教学的基本任务和基本要求