• 教学以课堂讲授为主，多媒体辅助教学。以基本理论——工作原理——应用及结果分析为主线。 

• 对课程中的重点、难点问题着重讲解。

• 由于本课程既具有理论性又具有实践性，因此在教学过程中要注意理论联系实际，通过实例锻炼学生分析解决问题的能力。

• 采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；注意教授学生学会分析、解决问题的方法。处理好重点与难点，将各种分析方法的实际应用纳入教学过程，使学生能够利用所学知识解决实际问题。通过实例和作业，通过作业调动学生学习的主观能动性，强化学生运用知识的能力，培养自学能力。

本课程的建设依托江汉大学化学与环境工程学院和光电化学材料与器件教育部重点实验室的科研平台和学校图书馆现有数据库资源（中国知网，ACS，Springer等），按所计划教学方法完成在线课程的建设和对学生的考核。

1.选用教材

《材料近代分析测试方法》常铁军，刘喜军主编  哈尔滨工业大学出版社  2010.3

2.参考书目

  （1）《材料分析测试方法》黄新民，解挺编国防工业出版社 2006.1

  （2）《现代材料分析测试方法》郭立伟朱艳 戴鸿滨 北京大学出版社2014. 2

（3）《材料分析测试技术》周玉荣主编  哈尔滨工业大学出版社  2000.6

                                  课程教学大纲

一、   课程简介

材料分析测试方法是化学、应用化学及材料专业的一门专业选修课，材料化学专业的一门专业限选课。它是关于材料成分、物相结构、微观形貌和材料性能等的现代分析、检测技术及其有关理论知识的科学。基于电磁辐射及运动粒子束与物质相互作用的各种物理效应所建立的各种分析方法已成为材料分析检测的重要组成部分，大体可分为衍射分析、电子显微分析、电子能谱分析和光谱分析等4大类方法。此外，基于其他物理性质或电化学性质与材料的特征关系建立的色谱分析、质谱分析、电化学分析及热分析等方法也是材料现代分析的重要方法。由于光谱分析、色谱分析、质谱分析及电化学分析在现代仪器分析中介绍，本课程重点介绍X射线衍射分析方法、电子显微分析方法、电子能谱分析和扫描探针显微分析的基本原理、实验方法、仪器设备及其在材料结构与性能检测中的应用。其中，X射线衍射分析是利用Ｘ射线谱与物质的相互作用后发生衍射，根据衍射方向与衍射强度而对单晶体结构进行分析和对多晶体物相进行定性、定量分析的方法。电子显微分析是利用电子与物质的相互作用后的电子衍射规律而材料进行分析的方法。包括透射电子显微分析和扫描电子显微分析。

二、教学目的

本课程的教学目是使学生掌握材料主要分析技术方法的基本原理和应用，了解较先进的材料分析方法和应用。培养学生的材料微观组织结构分析测试及研究的能力。通过学习使学生掌握X射线衍射和电子显微技术的基础理论，试验方法及基本技能；掌握X射线衍射仪、透射电镜、扫描电镜和电子探针等现代测试设备的结构及其在材料分析测试技术中的原理及试验方法。应用X射线衍射方法进行晶体结构的测定、物相分析、宏观应力测定；掌握透射电镜的复型和薄膜制备技术及电子衍射的原理，应用电子衍射对材料进行微观组织结构的分析，应用扫描电镜和电子探针对材料进行表面形貌和微观结构及成分进行分析。

三、教学要求

在课程的教学中主要以课堂讲授为主，多媒体辅助教学，着重阐述基本概念、基本理论、工作原理、应用及分析解决问题的方法，同时结合目前材料分析测试技术前沿中重点材料的分析进行讲授。由于本课程既具有理论性又具有实践性，因此在教学中药注意理论联系实际，通过实例锻炼学生分析解决问题的能力。本课程的中心点是围绕着仪器，因此形象教学特别重要，要尽量利用现代教学手段，如计算机仿真等，适当的时候配以实际仪器操作的训练，使课程具有知识性、趣味性、科学性。在教学过程中，多采用启发式教学方法，培养培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；注意教授学生学会分析、解决问题的方法。处理好重点与难点，将各种分析方法的实际应用纳入教学过程，使学生能够利用所学知识解决实际问题。通过实例和作业，通过作业调动学生学习的主观能动性，强化学生运用知识的能力，培养自学能力。

四、教学内容

第一章绪论

本章学习目的与要求：

理解本课程的意义及在材料研究中的地位；熟悉本课程的教学内容，掌握材料现代分析方法与材料性能的关系；了解本课程的教学特点与学习方法，树立认真钻研的学习态度；了解本课程的发展历史及相关教材及参考书的特点。

主要内容：本课程的性质、任务与教学目标；本课程教学内容；本课程教学与学习方法；本课程教学进程；本课程教学组织；本课程考核形式与基本要求；本课程使用教材、参考书与提供的其他相关课程资源。

                            第二章 X射线物理学基础

1、主要内容：Ｘ射线物理基础

2、基本概念和知识点：Ｘ射线产生条件，Ｘ射线的性质，连续Ｘ射线谱，特征Ｘ射线谱，Ｘ射线谱与物质的相互作用，相干散射，非相干散射，二次特征辐射，Ｘ射线的衰减，吸收限的应用。

3、能力要求：要求掌握Ｘ射线产生条件、性质、类型，Ｘ射线谱与物质的相互作用。

  第三章 X射线在晶体中的衍射

1、主要内容：衍射的条件和方向。

2、基本概念和知识点：衍射的概念、衍射的条件和方向。

3、能力要求：要求掌握衍射的基本概念、衍射的条件和方向。

                           第四章X射线衍射分析方法

1、主要内容：单晶X射线衍射方法、粉末多晶法和X射线衍射仪法

2、基本概念和知识点：X射线衍射分析方法的分类，单晶X射线衍射法原理及操作，粉末照相法原理及操作，衍射仪结构，粉末照相法试样制备与实验条件选择。

3、能力要求：要求了解X射线衍射方法类型和发展；要求掌握粉末照相法原理、衍射仪结构、试样制备与实验条件选择。

                            第五章 X射线衍射法的用途

1、主要内容：物相的定性和定量分析，晶格常数测定，纳米晶粒径的测定，宏观应力测定

2、基本概念和知识点：PDF卡片，PDF卡片索引，分析方法，计算机自动检索；物相的定量分析原理和方法；点阵常数精确测定的方法；多晶衍射测定微晶粒径的原理和方法；X射线应力测定的基本原理和方法。

3、能力要求：掌握基本原理，了解PDF卡片，PDF卡片索引，掌握物相的定性和定量分析原理和方法；掌握立方晶体衍射花样的指标化，理解点阵常数测量中误差的来源，照相法中q测量误差的来源，衍射仪法中的测量误差，掌握点阵常数精确测定的方法；理解多晶衍射测定微晶粒径的原理，掌握测定微晶粒径的方法；理解X射线应力测定的基本原理，掌握X射线应力测定方法。

第六章电子与物质的交互作用

1、主要内容：电子束与试样作用时产生的各种物理信号及其特点、用途

2、基本概念和知识点：散射包括原子核对电子的弹性散射、原子核对电子的非弹性散射，核外电子对入射电子的非弹性散射等；高能电子与样品物质交互作用产生的电子信息。二次电子（SE），背散射电子（BE），吸收电子（AE），特征X射线及俄歇电子，自由载流子形成所伴生效应，入射电子和晶体中电子云相互作用，入射电子和晶格相互作用，周期脉冲电子入射的电声效应，透射电子（TE）。

3、能力要求：要求深刻理解电子与物质原子核及核外电子间的相互作用特点与应用。

第七章  透射电子显微分析

1、主要内容：透射电子显微分析

2、基本概念和知识点：透射电子显微镜结构，透射电子显微分析成像原理，电子衍射，电子衍射基本公式和相机常数，选区电子衍射，常见的几种电子衍射谱，电子衍射花样的标定；透射电子显微分析样品制备、操作程序和透射电子显微分析应用范围，薄晶体样品的衍衬成像原理。

3、能力要求：了解透射电镜的结构、成象原理透射；掌握电子衍射和电子衍射花样的标定；理解薄膜的透射电子显微分析，薄晶体样品的衍衬成象原理。

                            第八章扫描电子显微分析

1、主要内容：扫描电子显微分析原理及应用

2、基本概念和知识点：扫描电镜工作基本原理，扫描电镜的结构，扫描电镜的主要性能，样品制备；扫面电镜的电子图像及衬度；扫描电镜在材料研究中的应用。

3、能力要求：理解扫描电镜工作基本原理，扫描电镜的结构，扫描电镜的主要性能，样品制备；扫描电镜在材料研究中的应用。

                            第九章电子探针X射线显微分析

1、主要内容：电子探针X射线显微分析原理及应用

2、基本概念和知识点：电子探针仪的结构与工作原理；波谱仪（WDS）的结构和工作原理；能谱仪（EDS）的结构和工作原理；波谱仪和能谱仪的比较；电子探针的分析方法及应用

3、能力要求：理解电子探针工作基本原理、结构、样品制备；波谱仪和能谱仪的结构和工作原理及比较。

                       第十章扫描探针显微分析

1、主要内容：扫描探针显微分析原理及应用

2、基本概念和知识点：扫描探针显微镜的产生和历史；基本原理和应用。

3、能力要求：理解扫描探针显微分析的基本原理及应用

          第十一章 热分析技术

1、主要内容：差热分析、差示扫描量热分析、热重分析。

2、基本概念和知识点：差热分析原理，差热分析曲线，差热分析仪，差热分析实验技术。差示扫描量热分析原理，差示扫描量热分析仪，差示扫描量热分析实验技术。热重分析原理，升温热重分析，恒温热重分析，热重曲线分析，热重分析仪，影响热重分析数据的因素。

3、能力要求：掌握差热分析原理和差热分析实验技术。掌握差示扫描量热分析原理和差示扫描量热分析实验技术。掌握热重分析原理，分析热重曲线，控制影响热重分析数据的因素。

     第十二章 红外和拉曼光谱

1、主要内容：红外光谱和红外吸收及吸收波数，振动自由度及红外选律，振动方式和谱带。外光谱仪、傅立叶红外光谱仪的的结构和工作原理、固体、液体样品制备。影响红外光谱吸收的内部、外部因素。吸收区分类、按官能团分类的各类有机化合物的红外吸收特征。解析红外光谱图的程序和方法，各种特征吸收波数的归属。拉曼光谱的吸收原理和特征吸收，拉曼光谱和红外光谱的区别。

2、基本概念和知识点：红外吸收、振动自由度、选律，振动方式和谱带。红外光谱仪结构和工作原理、样品制备方法。键能、化学键、浓度、状态等对吸收波数的影响规律。红外光谱的官能团区，指纹区，各种官能团的吸收特征波数。各种官能团特征吸收，吸收峰的归属、红外光谱的应用。拉曼光谱，特征吸收，拉曼光谱和红外光谱的区别。

3、能力要求：重点掌握有机化合物的收缩振动、弯曲振动和谱带。了解红外光谱仪结构组成、掌握样品制备方法。重点掌握影响吸收波数的因素及其规律。重点掌握各种官能团的吸收特征波数。重点掌握吸收峰的归属，给出化合物的基本官能团和结构。重点了解拉曼光谱，特征吸收，拉曼光谱和红外光谱的区别。

建议教学时间分配表

五、选用教材及参考书目

1.选用教材

《材料近代分析测试方法》常铁军，刘喜军主编  哈尔滨工业大学出版社  2010.3

2.参考书目

  （1）《材料分析测试方法》黄新民，解挺编国防工业出版社 2006.1

  （2）《现代材料分析测试方法》郭立伟朱艳 戴鸿滨 北京大学出版社2014. 2

（3）《材料分析测试技术》周玉荣主编  哈尔滨工业大学出版社  2000.6

（4）《无机非金属材料测试方法》(修订版) 杨南如主编  武汉工业大学出版社  1993

（5）《金属X射线衍射与电子显微分析》李树棠主编  冶金出版社  1982

（6）《金属电子显微分析》陈世朴等主编  机械工业出版社  1982

六、执行大纲使用说明

1．根据专业不同，随学科发展，或当课程学时学分调整时，可适当调整相关内容

2．教学方法

本课程主要采用课堂讲授、随堂讨论、作业及练习等多种方式授课。本课程的主要教学环节如下：

（1）课堂讲授：讲授是本课的重要教学环节，是主要的教学方式之一。本课程的中心点是围绕着仪器，因此形象教学特别重要，要尽量利用现代教学手段，如多媒体和计算机仿真等等。

（2）随堂讨论：完成某一内容的讲述后，通过针对性的多媒体选择题，进行学生—老师互动教学，要注意培养学生自主学习的能力，为学生提供尽可能完善的教学服务，帮助他们掌握本课程的全部内容。

（3）作业及练习：在本课的学习过程中，作业是必不可少的，但形式可灵活掌握。可根据教学进度和学生的实际情况，通过形式多样的练习题，来加深对概念的理解和掌握。

3．考核方式

考核方式为闭卷考试。考试内容以教学大纲为依据，难度适中，题量适度，对未作具体教学要求的内容可不作为考试要求。考核方式也可采用开卷考试。开卷考试要求考学生解决问题的能力。

4.成绩评定：

平时作业（40%）与期末考试（60%）相结合。