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AES、XPS、XRF、STM、AFM、LEED 等常用表面分析技术和TG、DTA、DSC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。
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。
定期完成作业,通过考核。
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单元作业
第2单元测验
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单元作业
第3单元测验
第4教学单元 第4章 X射线的多晶衍射分析及其应用
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4单元测验
第4单元练习
第5教学单元 第5章 电子显微分析基础
第5单元测验
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5单元练习
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单元练习
第7单元测验
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
知识点一
知识点二
知识点三
第12单元测验
第12单元作业
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。
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
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。