《材料现代测试技术》课程教学大纲

1、PAGE 材料现代测试技术教学大纲课程编码：课程英文译名： Modern Measurement Technology of Materials课程类别：专业课开课对象：材料化学开课学期：5学分：2.5 总学时：48学时 讲课：32学时 实验：16学时一、说 明【目的任务】本课程是为材料化学专业学生开设的专业必修课。本课程的任务是使学生了解材料现代分析研究常用的测试方法；了解衍射分析、光谱分析、电子显微分析等方法的基本原理、样品的制备、仪器结构组成、分析测试内容、影响测试结果的因素及应用；掌握相应的基本知识、基本技能，能够正确选择材料分析测试方法，分析一般的测试结果，为其将来从事材料综合分析测

2、试和进一步深造打下基础。【教学安排】本课程为考查课，在第5学期完成，总学时数为48学时。二、学时分配章 节内 容学 时备 注理论课34学时：绪 论2一光学显微分析4二电子显微分析4三X射线衍射分析4四光谱、电子能谱分析6五核磁共振分析4六色谱分析4七热分析4小计32实验课16学时：一高分子化合物及未知物红外吸收光谱的测定4必做二金相显微镜的原理、构造及使用4选做三有机物核磁共振氢谱的测定4选做四PS玻璃化转变温度的测定4选做五高聚物热分解过程分析4必做六甲醇、异丙醇与正丁醇的气相色谱分析4必做七可乐中咖啡因含量的测定（高效液相色谱）4选做小计16必做合计48三、课程内容与教学要求理论部分绪论（

3、2学时）介绍材料研究的意义和内容，了解材料结构以及测试研究方法的分类。第一章 光学显微分析 （4学时）【教学要求】学习光学显微的基本原理和一般样品的光学显微分析方法，了解光学显微分析在材料研究中的应用以及样品的制备方法。【教学内容】一、晶体光学基础二、光学显微分析方法三、光学显微分析样品的制备四、光学显微分析在材料科学中的应用第二章 电子显微分析 （4学时）【教学要求】学习透射电镜和扫描电镜的工作原理和特点以及样品制备，了解电子显微分析技术的发展及其在材料研究中的应用。【教学内容】一、电镜分析理论基础二、透射电镜三、扫描电镜四、电子显微分析的近期发展及应用第三章 X射线衍射分析 （4学时）【教

4、学要求】学习X射线的基本原理和一般样品X射线分析方法；了解X射线衍射技术在材料研究中的应用。【教学内容】一、X射线的物理基础二、X射线衍射原理三、实验方法及样品制备四、X射线粉末衍射分析的应用第四章 光谱、电子能谱分析 （6学时）【教学要求】掌握紫外-可见吸收光谱的产生及其影响因素，定性和定量分析方法及其应用。掌握红外吸收光谱产生的条件，重要官能团特征吸收频率及环境因素的影响，红外谱法在定性分析、结构确定等方面的应用，重点掌握有机分子基团特征频率以及解析红外光谱的一般方法。了解拉曼产生光谱的基本原理和在材料研究中的应用,掌握拉曼光谱与红外光谱的区别以及互补性。了解电子能谱分析的原理及应用。【教

5、学内容】一、吸收光谱分类及基本原理二、紫外光谱三、红外吸收光谱分析四、激光拉曼散射光谱法五、电子能谱分析简介第五章 核磁共振分析 （4学时）【教学要求】掌握核磁共振波谱法的基本原理及化学位移产生的原因及影响因素，利用1H谱正确解析一般化合物结构，了解碳谱的解析方法以及核磁共振技术在材料分析研究中的应用。【教学内容】一、核磁共振的基本原理二、质子的化学位移三、自旋偶合四、核磁共振的信号强度五、图谱解释六、构造和样品制备七、核磁共振谱在材料分析研究中的应用第六章 色谱分析（4学时）【教学要求】 掌握色谱分离原理、色谱图及其描述、分离度、影响柱效的各种因素。了解典型气、液相色谱仪的结构，掌握其使用方

6、法，学习色谱图分析方法。【教学内容】一、色谱分析法基本理论二、气相色谱仪及其应用三、液相色谱仪及其应用第七章 热分析 （4学时）【教学要求】学习DSC,DTA和TG分析方法的基本原理,了解差热分析仪器和热重分析仪的基本结构及在材料研究中的应用,掌握样品差热和热重分析曲线的基本解析方法,能够通过DSC或DTA及TG判断材料的结构特征。【教学内容】一、热分析技术的分类二、差热分析三、差示扫描量热分析法四、热重分析五、热膨胀和热机械分析六、热分析技术的应用实验部分实验一 高分子化合物及未知物红外吸收光谱的测定（4学时）【教学要求】掌握溴化钾压片法制备固体样品的方法；学习并掌握红外光谱仪的使用方法；初

7、步学会对红外吸收光谱图的解析。 【教学内容】 测定某高分子化合物及给定未知高聚物红外光谱图，分析谱带归属，并确定高聚物。实验二 金相显微镜的原理、构造及使用（4学时）【教学要求】掌握金像显微镜样品制备方法，学会用金像显微镜观察不透明样品的形貌。【教学内容】 利用金像显微镜观测不透明无机或高分子样品的形貌特征。实验三 有机物核磁共振氢谱的测定（4学时）【教学要求】 了解核磁共振波谱法的基本原理和波谱仪的基本结构，学习核磁共振波谱仪的使用方法；通过测定核磁共振氢谱，获得与化合物结构相关信息，学习核磁共振谱图的解析方法。【教学内容】 测定巴豆酸乙酯及未知有机物核磁共振氢谱谱图，分析谱带归属及偶合关系

8、，确定有机物结构。实验四 PS玻璃化转变温度的测定（4学时）【教学要求】 了解差示扫描量热法的基本原理及应用范围，掌握测定聚合物熔点、结晶度、结晶温度及其热效应的方法【教学内容】 采用DSC法，测定聚苯乙烯玻璃化转变温度。实验五 高聚物热分解过程分析（4学时）【教学要求】掌握热重（TG）的基本原理和分析方法；测定水合草酸钙热分解的过程中不同反应阶段产物组成。【教学内容】 根据测定结果，求解某一高聚物热分解的过程和各反应阶段产物组成，了解其热稳定性。实验六 甲醇、异丙醇与正丁醇的气相色谱分析（4学时）【教学要求】了解气相色谱各种定性定量方法的优缺点；掌握纯标样对照、保留值定性的方法；掌握面积和峰

9、高归一化定量方法。【教学内容】 测定甲醇、异丙醇与正丁醇标准溶液tR值，并与相同实验条件下测定三者混和物中各组分含量。实验七 可乐中咖啡因含量的测定（高效液相色谱）（4学时）【教学要求】学习高效液相色谱仪的操作；了解高效液相色谱法测定咖啡因的基本原理；掌握高效液相色谱法进行定性及定量分析的基本方法。【教学内容】 测定系列已知浓度咖啡因标准溶液保留时间，采用外表法测定可乐中咖啡因含量。四、主要参考书1、左演声. 材料现代分析方法. 北京工业大学出版社，20002、王培铭. 材料研究方法. 北京：科学出版社，20053、常铁军. 材料近代分析测试方法. 哈尔滨工业大学出版社，20004、潘文群. 高分