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1、材料分析方法实验课程教学大纲课程名称：材料分析方法实验学时/学分：2周/2.0适用专业：材料科学与工程课程编号：16128530开课学期：5课程类型：集中实践环节一、课程说明本课程是配套材料分析方法的实践课程。是材料科学与工程专业的一门重要的基础实验课程。通过开展课程实验，使学生对已经学习过的材料分析方法原理有更深入和准确的理解，对各种材料分 析方法的过程、设备和应用有较全面的掌握。本课程主要利用X衍射仪、透射电子显微镜、扫描电子 显微镜、能谱仪和电子背散射衍射仪等现代材料分析设备开展材料物相分析、显微组织观察、微区成 分分析,、微观形貌和断口分析、残余应力测定和晶体取向分析等实验项目，培养学
2、生利用现代手段进 行材料测试分析、开展科学研究和解决实际工程问题的能力。二、课程对毕业要求的支撑毕业要求4：掌握材料结构和性能的分析方法、实验设计和材料的制备与加工工艺，具备设 计和开展实验的能力，并能对实验结果进行有效分析并得到合理有效的结论。指标点4.2：掌握材料表征与分析的方法和相关仪器，能够根据材料研究的需求选择不同仪器、测试 参数，并能够通过查阅资料对研究数据进行分析，得到合理有效的结论。毕业要求5使用现代工具：能够针对材料复杂工程问题，开发、选择与使用合适的技术、资源、现 代工程工具和信息技术工具，包括对本专业复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。指标点5.2：能够针对材料
3、制备加工、结构表征过程中所遇到的复杂工程问题合理运用现代工具 和专业软件，进行综合分析、预测与模拟，并能理解模拟和预测的局限性。三、课程的教学目标1 .掌握材料物相分析和晶体结构分析的基本原理和具体分析方法；2 .掌握材料显微组织、微观形貌、微区成分及力学状态分析基本原理和具体分析方法；3 .能够根据需求设计和开展材料微结构测试，并能对结果进行分析，得到合理有效的结论。 四、实验方式与基本要求1 .实验方式：(1)按照实验室设备和资源情况，几人一组，独立进行实验，每次实验安排为4学时；(2)大纲列出8个实验项目。确定实验项目和内容时，注意加强基本技能的训练，同时要有一定的 广度，使学生得到较全
4、面的训练。2 .基本要求：（1）学生在实验前必须认真预习实验讲义中的相关内容，明确实验的基本原理，目的要求及安全事 项，教师在实验开始前，对学生的预习情况进行认真的检查和考核，讲清实验内容、基本要求、实验所用仪器的使用方法及注意事项；（2）采用循环进行，每8位同学一组；（3）要求学生严格遵守实验室管理条例和安全规范，强调安全操作，学生须经指导老师检查，符合要求 者方可离开实验室。五、实验项目的设置与内容提要序号实验项目名称实验要 求（必 修、选 修）实验类 型（验 证、综 合、设 计研究 探索性）计 划 学 时每 组 人 数主要 仪器 设备内容摘要承担的实验室1X射线 衍射物 相分析必修验证4
5、8X 射 线衍 射仪1. 了解衍射仪的结构与原 理；2. 学习XRD样品的制备 方法和实验参量的选择 等衍射实验技术；3. XRD物相分析原理和方 法X射 线衍射2晶体点 阵参数 精确测定必修验证48X射 线衍 射仪1 .掌握XRD点阵参数 精确测定原理；2 . XRD点阵参数精确测定 数据采集方法；3 .利用最小二乘法精确测 定点阵参数X射 线衍 射3宏观残余应力测定必修验证48X射 线衍 射仪1. 宏观残余应力的 XRD特征及测定原理；2. XRD测定宏观残余应 力一般程序和数据获取；3. XRD测定宏观残余应 数据处理与分析。X射 线衍射4断口形 貌观察与分析必修验证48扫描 电子 显微
6、 镜1 .扫描电子显微镜结构及 工作原理；2 .典型断口样品的二次电 子像形貌特征；3 .脆性断口和塑形断口形 貌观察与分析。扫描电镜5钢中夹 杂物成分分析必修综合48描子微与谱 扫电显镜能仪1 .能谱仪结构与工作原理 以及与扫描电子显微镜 的关系；2 .微区成分分析的能谱仪 方法；3 .利用能谱仪测定钢中的 夹杂物扫描电 镜6单晶电 子衍射 花样获 取与标 定必修验证48透射 电子 显微 镜1 .透射电子显微镜结构与 工作原理；2 .单晶电子衍射花样的获 取；3 .单晶电子衍射花样的标 定。透射电镜7薄膜样品 衍衬成像 观察（明、 暗场成 像）选修综合48透射 电子 显微镜1 .衍衬成像基本
7、原理；2 .薄膜样品的制备及要求；3 .衍衬像的获取；4 .明场像和暗场像的衬度 特征；5 .利用衍衬像分析样品内 部结构缺陷。透射电 镜8晶体取 向及晶 体织构测 定选修研究探 索48扫描 电子 显微 镜与 电子 背散 射衍 射仪1 .电子背散射衍射仪结构 与工作原理以及与扫描 电子显微镜的关系；2 .电子背散射衍射仪的参 数设置；3 .菊池花样与晶体取向 的关系；4 .取向成像显微术与晶 体织构测定。场发射 扫描电 镜序号实验项目教学模式对应毕业要求指标 点对应课程教学目标1X射线衍射物相分析实验4学时4.2, 5.21, 22晶体点阵参数精确测定实验4学时4.2, 5.21, 23宏观残
8、余应力测定佥4学时4.2, 5.21, 24断口形貌观察与分析实验4学时4.2, 5.21, 2六、实验报告5钢中夹杂物成分分析实验4学时4.2, 5.21, 2, 36单晶电子衍射花样获取与标定佥4学时4.2, 5.21, 27薄膜样品衍衬成像观察（明、暗场成像）实验4学时4.2, 5.21, 2, 38晶体取向及晶体织构测定实验4学时4.2, 5.21, 2, 3合计32学时1 .每个实验开展前，要求学生认真预习并撰写规范的预习报告，内容包括：实验名称、目的要求、画 出主要实验装置图、提炼实验中可能存在的问题等；2 .每个实验完毕后，学生要认真写出一份规范的实验报告，内容包括：实验名称、目
9、的要求、实 验结果分析、总结与讨论等。鼓励学生在报告中写出自己创新性，有独到之处的见解，设计方案等；3 .实验报告必须附有原始数据记录，原始数据记录中必须写明实验时间、地点、仪器组别编号、仪器的 规格型号等；4 .教师对实验报告要认真进行批阅。对报告中出现的独到见解或问题应进行批注、写出评语、课 程结束后应在规定时间内上报学生实验成绩。七、实验课的考核方式与评分办法或标准成绩评定根据实验平时成绩、实验报告成绩和最终考核综合评定。实验平时成绩包括考勤、实验 操作能力、和预习报告，占总成绩40%；实验报告成绩包括对实验基本原理的理解、实验方法的掌握 以及实验结果的分析等，占总成绩40%；最终考核为
10、对每一个学生随机抽查所做实验的要点和掌握程 度，占总成绩20%。：J教学目标|123毕业要求指标点4.2qq指标点5.2q九、课程的评价与持续改进机制课程考核结束后，任课教师对本课程的毕业要求达成度进行相应的分析。主要根据学生的课程考试试卷、平时作业和考勤情况进行分析。学院本科教学工作委员会指派2-3名教授对任课教师的 课程教学目标达成度分析进行审核。教师应根据达成度分析结果，改进相应教学方法、内容、考核环 节，以便学生更好达到毕业要求。除了学院的本科教学工作指导委员会对课程进行审核外，教师也要根据校、院两级督导的听课检 查情况、在答疑和批改作业或试卷过程中发现的问题进行自评和及时总结，并加以改进。本课程为材料科学与工程专业重要的实践课程，对理解材料测试分析原理和掌握相关分析方法和 技术具有不可替代的作用。随着材料分析新原理和新技术的发展，将根据实际需求对教学内容进行必 要更新和调整。