材料研究方法
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spContent=材料、信息和能源是国民经济的三大支柱,同时材料又制约着另两支柱的发展!《材料研究方法》是材料专业的核心课程,通过本课程学习可以掌握在材料研究时选择何种仪器、怎样的方法和手段,对研究的结果又如何分析等知识,从而进入并驰骋材料的迷人世界!该课程是全国博士研究生入学考试的必考科目!
—— 课程团队
课程概述

本课程首先介绍晶体学基础知识,然后系统介绍X射线的物理基础、X射线衍射的方向与强度、多晶体X射线衍射分析的方法、X射线衍射仪及其在物相鉴定、宏微观应力与晶粒尺寸的测定、多晶体的织构分析等方面的应用;介绍了电子衍射的物理基础、衍射成像、运动学衬度理论、高分辨透射电子显微技术及透射电子显微镜、扫描电镜、扫描透射电镜、电子探针和背散射电子衍射仪的结构原理与应用;介绍了AESXPSXRFSTMAFMLEED 等常用表面分析技术和TGDTADSC等常用热分析技术的原理、特点及其应用;最后简要介绍了EBSD、红外光谱、拉曼光谱和ICP等。书中研究和测试的材料包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料、非晶态材料、金属间化合物、复合材料等。

 

   

授课目标

通过《材料研究方法》课程的学习,使学生掌握X射线衍射分析和电子衍射显微分析的基本概念、原理,掌握运用X射线衍射和电子衍射进行材料分析的基本方法,了解其它常见的材料研究方法如:SEM、EDS、AES、LEED、STM、EBSD、DSC及光谱分析等。

课程大纲

第1教学单元   第1章 晶体学基础

知识点1- 晶体投影与标准极图

知识点2-倒易点阵与晶带定律

本章小结

第1单元测验

第1单元作业

第2教学单元   第2章 X射线的物理基础

知识点1-X射线产生与X射线谱

知识点2-X射线与物质的作用

本章小结

第2单元测验

第2单元作业

第3教学单元 第3章 X射线的衍射原理

知识点1-劳埃方程与布拉格方程

知识点2-布拉格方程图解与衍射方法

知识点3-电子、原子、单胞对x射线的散射

知识点4-点阵消光与系统消光规律

知识点5-单晶体对X射线的散射与干涉函数

知识点6-多晶单相与多相对X射线的散射

本章小结

第3单元测验

第3单元作业

第5教学单元 第5章 电子显微分析基础

第5单元测验

第5单元练习

知识点1-电子散射及电子束与固体物质的作用

知识点2-电子衍射原理

知识点3-标准电子衍射花样及偏移矢量

本章小结

第6教学单元 第6章 透射电子显微镜

知识点1-透射电镜原理与电磁透镜

知识点2-像差及景深与焦长

知识点3-分辨率与电子光学系统

知识点4-电镜附件与选区衍射

知识点5-电子衍射花样与标定

知识点6-复杂电子衍射花样

知识点7-衬度理论及等厚与等倾条纹

知识点8-非理想晶体衍射衬度-层错

知识点9-非理想晶体衍射衬度-位错

本章小结

第6单元测验

第6单元练习

第7教学单元 第7章 薄晶体的高分辨像

知识点1-高分辨原理

知识点2-高分辨图像

本章小结

第7单元测验

第7单元练习

第4教学单元 第4章 X射线的多晶衍射分析及其应用

第4单元测验

第4单元练习

知识点1-X射线衍射仪原理

知识点2-物相定性分析

知识点3-物相定量分析

知识点4-点阵常数的精确测定

知识点5-宏观应力分析

知识点6-非晶分析

知识点7-织构分析1-丝织构

知识点8-织构分析2-板织构

知识点9 -X射线其他应用

本章小结

第8教学单元 第8章 扫描电子显微镜及电子探针

知识点1-扫描电子显微镜

知识点2-电子探针与扫描透射电镜

本章小结

第8单元测验

第8单元练习

第9教学单元 第9章 表面分析技术

知识点1-俄歇电子能谱分析

知识点2-X射线光电子能谱仪

知识点3-XRF-STM

知识点4-AFM与LEED

本章小结

第9单元测验题

第9单元作业

第10教学单元 第10章 热分析技术

知识点1-热分析技术原理

知识点2-热分析的应用

本章小结

第10单元测验

第10单元练习

第11教学单元 第11章

知识点1-电子背散射衍射原理

知识点2-电子背散射衍射应用

第11单元测验

第11单元练习

第12教学单元 第12章

第12单元测验

知识点一

知识点二

知识点三

第12单元作业

预备知识

掌握《材料科学基础》、《材料物理》、《材料物理化学》、《力学性能》等课程知识。

证书要求

定期完成作业,通过考核。

参考资料

材料科学研究与测试方法(第3版)朱和国东南大学出版社 2016

材料分析方法,周玉,机械工业出版社,2012

材料分析方法,杜希文,天津大学出版社,2006

常见问题

学习过程中学员应注意的常见问题:

1)空间几何知识相对较弱,学员需强化复习和学习;

2)学员在开始阶段入门困难,进入状态慢,需多预习、课后多复习;

3)对有的作业感到无从下手时,多与老师、同学沟通和交流。