现代材料分析测试技术材料分析测试技术-1教学案例

材料分析测试技术2篇材料分析测试技术在科学研究和工业生产中扮演着重要角色，它帮助人们了解材料的性能、结构和成分。

在本文中，我们将讨论两篇关于材料分析测试技术的文章。

第一篇文章是关于X射线衍射（XRD）技术的研究。

XRD是一种常用的非破坏性测试方法，被广泛应用于材料表征和分析领域。

文章首先介绍了X射线原理和衍射现象。

X射线通过物质时会与物质中的原子发生相互作用，从而产生衍射现象。

研究人员可以根据被衍射的X射线的特征衍射峰来确定材料的结构和晶体学参数。

接下来，文章介绍了XRD技术在材料分析中的应用。

XRD可以用于分析晶体材料的结构和晶体学参数，以及非晶态材料的相变和晶化过程。

此外，XRD还可以用于定量分析材料中的成分，例如优化合金中的元素含量。

文章中还提到了XRD在矿物学、金属材料、陶瓷材料和纳米材料等领域的应用。

第二篇文章是关于扫描电子显微镜（SEM）技术的研究。

SEM是一种高分辨率显微镜，可以观察和分析材料的表面形貌和微观结构。

文章首先介绍了SEM的工作原理和设备结构。

SEM通过向样品表面扫描电子束，然后收集由样品发射的信号来生成显微图像。

SEM具有高分辨率和大深度和视场，可以观察到微米甚至纳米级的细节。

接下来，文章介绍了SEM技术在材料分析中的应用。

SEM可以用于研究材料的形貌和表面粗糙度，例如观察纳米颗粒、纤维和微观结构的形貌。

此外，SEM还可以通过分析样品的光谱信号来确定元素的分布和成分。

文章中还提到了SEM在材料科学、材料工程、半导体行业和生物医学领域的应用。

总之，材料分析测试技术对于科学研究和工业生产具有重要意义。

XRD和SEM是其中两种常用的测试技术，它们可以帮助人们了解材料的性能、结构和成分。

通过应用这些测试技术，人们可以更好地理解和利用材料的特性，推动科技进步和工业发展。

现代材料分析测试技术材料分析方法与测试技术教学改革初探【摘要】立足于高分子专业课程《材料分析方法与测试技术》建设的实践，结合当今材料类专业高等教育的发展现状，讨论课程建设的目标和内容，并提出本课程现今存在的问题和四点改革方法，以期为本课程建设提供更多的教学改革方法与理论。

【关键词】材料分析方法与测试技术高分子专业教学改革一、前言随着现代科学技术的发展与进步，《材料分析方法与测试技术》课程于二十世纪末出现在材料类专业高等教育中，并逐步发展成为一门专业主干课程。

传统的教学理念、教学内容与方法等均受到一定的冲击，为得到更好的教学效果，需要进行有效的改革。

我们在课程教学过程中，主要采用了四种手段进行辅助教学改革，即多媒体教学、演示教学、实训教学和开放式实验教学，通过以上改革取得了较好的教学效果。

二、《材料分析方法与测试技术》课程内容与特点本课程是化学学科的一个重要分支，它是以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一门课程，主要是利用仪器对物质进行定性定量分析。

本课程所包括的分析方法很多，目前有数十种之多。

每一种分析方法均具有各异的原理，所测量的物理量也不同，故仪器操作过程及应用范围大相径庭。

本课程主要包括电化学分析法、光学分析法、色谱分析法、热分析法以及其他仪器分析法[1-5]，如图1所示。

本课程具有以下四大特点：1.知识覆盖面广，学科交叉性强2.理论性强课程涉及了众多分析方法与分析技术，包含了各学科的理论知识，故需要较高的理论基础。

同时，各种分析仪器的原理均不相同，每种方法应用的范围也各有差异，所以课程学习理论性较强。

3.实训性高，即实操要求高近年来，众多高校配置了一些较为先进的现代分析设备，这些仪器均需要对使用者进行充分系统的培训，这就要求学生在理论基础达标后，对仪器进行实际操作，并能灵活应用于自身的专业实验中。

4.某些章节过于抽象由于某些大型精密分析仪器，价格昂贵，对工作条件和环境要求高，无法对学生开展现场教学或开放实验。

材料分析测试技术部分课后答案太原理工大学材料物理0901 除夕月1-1 计算0.071nm(MoKα)和0.154nm(CuKα)的X-射线的振动频率和能量。

ν=c/λ=3*108/(0.071*10-9)=4.23*1018S-1E=hν=6.63*10-34*4.23*1018=2.8*10-15 Jν=c/λ=3*108/(0. 154*10-9)=1.95*1018S-1E=hν=6.63*10-34*2.8*1018=1.29*10-15 J1-2 计算当管电压为50kV时，电子在与靶碰撞时的速度与动能以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大动能.E=eV=1.602*10-19*50*103=8.01*10-15 Jλ=1.24/50=0.0248 nm E=8.01*10-15 J(全部转化为光子的能量)V=(2eV/m)1/2=(2*8.01*10-15/9.1*10-31)1/2=1.32*108m/s1-3分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？（1）用CuKαX射线激发CuKα荧光辐射；（2）用CuKβX射线激发CuKα荧光辐射；（3）用CuKαX射线激发CuLα荧光辐射。

答：根据经典原子模型，原子内的电子分布在一系列量子化的壳层上，在稳定状态下，每个壳层有一定数量的电子，他们有一定的能量。

最内层能量最低，向外能量依次增加。

根据能量关系，M、K层之间的能量差大于L、K成之间的能量差，K、L层之间的能量差大于M、L层能量差。

由于释放的特征谱线的能量等于壳层间的能量差，所以Kß的能量大于Ka 的能量，Ka能量大于La的能量。

因此在不考虑能量损失的情况下：CuKa能激发CuKa荧光辐射；（能量相同）CuKß能激发CuKa荧光辐射；（Kß>Ka）CuKa能激发CuLa荧光辐射；（Ka>la）1-4 以铅为吸收体，利用MoKα、RhKα、AgKαX射线画图，用图解法证明式（1-16）的正确性。

名词解释：分子振动：分子中原子（或原子团）以平衡位置为中心的相对（往复）运动。

伸缩振动：原子沿键轴方向的周期性（往复）运动；振动时键长变化而键角不变。

（双原子振动即为伸缩振动）变形振动又称变角振动或弯曲振动：基团键角发生周期性变化而键长不变的振动。

晶带：晶体中，与某一晶向[uvw]平行的所有（HKL）晶面属于同一晶带，称为[uvw]晶带。

辐射的吸收：辐射通过物质时，其中某些频率的辐射被组成物质的粒子（原子、离子或分子等）选择性地吸收，从而使辐射强度减弱的现象。

辐射被吸收程度对 或 的分布称为吸收光谱。

辐射的发射：物质吸收能量后产生电磁辐射的现象。

作为激发源的辐射光子称一次光子，而物质微粒受激后辐射跃迁发射的光子(二次光子)称为荧光或磷光。

吸收一次光子与发射二次光子之间延误时间很短(10-8~10-4s)则称为荧光；延误时间较长(10-4~10s)则称为磷光。

发射光谱:物质粒子发射辐射的强度对 或 的分布称为发射光谱。

光致发光者，则称为荧光或磷光光谱辐射的散射：电磁辐射与物质发生相互作用，部分偏离原入射方向而分散传播的现象散射基元:物质中与入射的辐射相互作用而致其散射的基本单元瑞利散射（弹性散射）：入射线光子与分子发生弹性碰撞作用，仅光子运动方向改变而没有能量变化的散射。

拉曼散射（非弹性散射）：入射线(单色光)光子与分子发生非弹性碰撞作用，在光子运动方向改变的同时有能量增加或损失的散射。

拉曼散射线与入射线波长稍有不同，波长短于入射线者称为反斯托克斯线，反之则称为斯托克斯线光电离：入射光子能量(h )足够大时，使原子或分子产生电离的现象。

光电效应:物质在光照射下释放电子(称光电子)的现象又称(外)光电效应。

光电子能谱:光电子产额随入射光子能量的变化关系称为物质的光电子能谱分子光谱：由分子能级跃迁而产生的光谱。

紫外可见光谱（电子光谱）：物质在紫外、可见辐射作用下分子外层电子在电子能级间跃迁而产生的吸收光谱。

好风光好风光恢复供货才一）现代测试技术实验课程信息课程名称：现代测试技术课程编号开课院系：土木学院环境工程系课内总学时：27 学分：3课程负责：陈秀枝执笔：陈秀枝：010328 课程类别：专业选修开课专业：环境工程实验学时：4 课内上机学时：0先修课程：审阅：孙体昌，段旭琴实验一邻二氮菲吸光光度法测定铁（条件试验和试样中铁含量的测定）一、实验目的1、紫外- 可见吸收光谱法，是研究200-800nm光区内的分子吸收光谱的一种方法。

它广泛地用于无机和有机物质的定性和定量测定，灵敏度和选择性较好。

2、通过本实验了解紫外- 可见吸收光谱仪的基本构成及其作用。

3、了解紫外-可见吸收光谱仪的误差及与仪器方法和浓度的关系。

4、掌握紫外-可见吸收光谱法的定量分析方法及其应用，能够通过条件实验自行确定最佳实验条件。

5、掌握分析过程中实验数据的记录和处理。

6、培养学生协作精神、分析和解决实际问题能力、理论与实践相结合的操作技能，以及实事求是、精益求精的科学态度。

二、实验内容与方案1．条件试验（1）吸收曲线的制作和测量波长的选择用移液管吸取0.0, 1.0mL 铁标准溶液分别注入两个50mL 比色管中，各加入1mL 盐酸羟胺溶液、2mL 邻二氮菲、5mLNaAc, 用水稀释至刻度，摇匀。

放置10min后，用lcm比色皿、以试剂空白（即0.0mL铁标液）为参比溶液，在440-560nm 之间，每隔一定间隔测一次吸光度，在最大吸收峰附近，每隔1nm 测定一次吸光度。

在坐标纸上，以波长λ为横坐标，吸光度A 为纵坐标，绘制A 与λ关系的吸收曲线。

从吸收曲线上选择测定Fe的适宜波长，一般选用最大吸收波长λmax。

（2）溶液酸度的选择取5个50mL 比色管分别加入lmL 铁标液，1mL 盐酸羟胺，2mLPhen, 摇匀。

然后，用滴定管按一定间隔分别加入0.0~20.0 mL,0.l0mol ?L-1NaOH 溶液，用水稀至刻度，摇匀。

材料结构分析结课论文学院：物理化学学院专业班级：应化1001 姓名：学号： 311013030110材料现代分析与测试技术论文随着经济的迅速发展，人们对材料的需求日益增加。

为了满足这些现代技术对材料的需求，世界各国都非常重视功能材料的研究和开发。

功能材料作为现代技术的标志，引起了各国的关注，已经成为材料科学中的一个分支学科，并在不同程度上推动或加速了各种现代技术的进一步发展。

本篇综述简单介绍了功能材料的材料是现代科技和国民经济的物质基础。

一个国家生产材料的品种、数量和质量是衡量其科技和经济发展水平的重要标志。

因此，现在称材料、信息和能源为现代文明的三大支柱，又把新材料、信息和生物技术作为新技术革命的主要标志。

材料的发展虽然历史悠久，但作为一门独立的学科始于20世纪60年代。

材料的研究和制造开始从经验的、定性的和宏观的向理论的、定量的和微观的发展。

20世纪70年代，美国学者首先提出材料科学与工程这个学科全称。

1975年美国科学院发表的《材料与人类》专著中[1]，对材料科学与工程定义为：探索和应用材料的成分、结构、加工和其性质与应用之间关系的一门学科。

功能材料的概念是美国 Morton J A于1965年首先提出来的。

功能材料是指具有一种或几种特定功能的材料，如磁性材料、光学材料等，它具有优良的物理、化学和生物功能，在物件中起着“功能”的作用[2]。

20世纪60年代以来，各种现代技术的兴起，强烈刺激了功能材料的发展。

为了满足这些现代技术对材料的需求，世界各国都非常重视功能材料的研究和开发。

同时，由于固体物理、固体化学、量子理论、结构化学、生物物理和生物化学等学科的飞速发展以及各种制备功能材料的新技术和现代分析测试技术在功能材料研究和生产中的实际应用，许多新功能材料不仅已经在实验室中研制出来，而且已经批量生产和得到基本性能、特点和分类及其发展现状和发展趋势。

（1）X射线单晶体衍射仪(X-ray single crystal diffractometer,简写为XRD) 原理：根据布拉格公式：2dsinθ=λ可知，对于一定的晶体，面间距d一定，有两种途径可以使晶体面满足衍射条件，即改变波长λ或改变掠射角θ。

第1篇一、案例背景随着我国经济的快速发展，材料工程行业在国民经济中的地位日益重要。

为了培养具有创新精神和实践能力的高素质材料工程人才，实践教学在材料工程教育中扮演着至关重要的角色。

本文以某高校材料工程专业为例，探讨材料工程实践教学案例的设计与实施。

二、案例目标1. 培养学生的实践操作能力，提高学生的动手能力。

2. 增强学生的创新意识和团队协作精神。

3. 提高学生对材料工程理论知识的掌握程度。

4. 培养学生适应社会需求的能力。

三、案例设计1. 实践教学项目：材料制备与性能测试2. 实践教学环节：（1）材料制备：学生根据所学理论知识，设计并制备特定性能的材料。

（2）性能测试：学生使用实验设备对制备的材料进行性能测试，如力学性能、耐腐蚀性能等。

（3）数据分析与处理：学生根据测试结果，分析材料性能与制备工艺之间的关系，并撰写实验报告。

（4）讨论与交流：学生分组讨论实验结果，交流心得体会。

四、案例实施1. 教师准备（1）教师应根据实践教学项目，提前准备实验材料、实验设备、实验指导书等。

（2）教师需对实验内容进行详细讲解，确保学生掌握实验原理和操作方法。

（3）教师需对学生进行分组，明确各组成员的职责。

2. 学生准备（1）学生需提前预习实验内容，了解实验原理和操作方法。

（2）学生需准备好实验所需工具和材料。

（3）学生需认真记录实验数据，为后续数据分析做准备。

3. 实践教学过程（1）材料制备：学生在教师的指导下，按照实验要求制备材料。

（2）性能测试：学生使用实验设备对制备的材料进行性能测试，并记录数据。

（3）数据分析与处理：学生根据测试结果，分析材料性能与制备工艺之间的关系，并撰写实验报告。

（4）讨论与交流：学生分组讨论实验结果，交流心得体会，教师对学生的讨论进行点评和指导。

4. 总结与反思（1）教师对学生的实验过程和结果进行总结，指出学生的优点和不足。

（2）教师引导学生对实验进行反思，分析实验中出现的问题及解决方法。

《材料分析测试技术》课程教学大纲课程代码：050232004课程英文名称： Materials Analysis Methods课程总学时：24 讲课：20 实验4适用专业：材料成型及控制工程大纲编写（修订）时间：2017.07一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标材料分析测试技术是高等学校材料加工类专业开设的一门培养学生掌握材料现代分析测试方法的专业基础课，主要讲授X射线衍射、电子显微分析的基本知识、基本理论和基本方法，在材料加工类专业培养计划中，它起到由基础理论课向专业课过渡的承上启下的作用。

本课程在教学内容方面除基本知识、基本理论和基本方法的教学外，着重培养学生运用所学知识解决工程实际问题的能力，培养学生的创新意识。

通过本课程的学习，学生将达到以下要求：1. 掌握X射线衍射分析、透射电子显微分析、扫描电子显微分析的基本理论；2. 掌握材料组成、晶体结构、显微结构等的分析测试方法与技术；3. 具备根据材料的性质等信息确定分析手段的初步能力；4. 具备对检测结果进行标定和分析解释的初步能力。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.基本知识：掌握晶体几何学、X射线衍射以及电子显微分析方面的一般知识，了解X射线衍射仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜的工作原理以及适用范围。

2.基本理论和方法：掌握晶体几何学理论知识（晶体点阵、晶面、晶向、晶面夹角、晶带）；掌握特征X射线的产生机理以及X射线与物质的相互作用；掌握X射线衍射理论基础—布拉格定律；掌握多晶衍射图像的形成机理；了解影响X射线衍射强度各个因子，了解结构因子计算以及系统消光规律；了解点阵常数的精确测定方法；了解宏观应力的测定原理及方法；掌握物相定性、定量分析原理及方法；了解利用倒易点阵与厄瓦尔德图解法分析衍射现象；了解电子衍射的基本理论以及单晶体电子衍射花样的标定方法；掌握表面形貌衬度和原子序数衬度的原理及应用；掌握能谱、波谱分析原理及方法。

《材料分析测试技术》教改初探一、引言随着社会的发展和科技的进步，材料分析测试技术已经成为了现代化产业和科学研究的重要组成部分。

教学作为培养人才的重要环节，也需要与时俱进，不断进行教改和创新。

本文将探讨《材料分析测试技术》课程的教改初探，旨在提高学生的实际操作能力和解决问题的能力，培养学生的创新意识和实践能力，以适应社会发展的需求。

二、教学目标和内容1.教学目标《材料分析测试技术》是为了培养学生对材料的表征和测试的技能，提高学生对材料性能分析和测试方法的理解和掌握，培养学生的创新意识和实践能力。

教学目标主要包括：2.教学内容《材料分析测试技术》的教学内容主要包括：（1）材料分析测试技术的基本原理和方法；（2）材料性能的分析和测试方法；（3）材料测试的常用仪器和设备；（4）材料分析测试技术的实践操作；（5）材料分析测试技术的实验设计和数据分析。

三、教学方法和手段教学方法是教学活动中教师和学生相互作用的方式和途径，而教学手段是实施教学方法的工具和媒介。

为了达到课程的教学目标，教师可以采用以下教学方法和手段：（1）案例教学法。

通过实际案例的引入，激发学生的学习兴趣和积极性，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。

（2）讨论教学法。

通过师生之间的讨论交流，引导学生思考，激发学生的创新意识和实践能力。

（3）实验教学法。

通过实验操作，培养学生的实验设计和数据分析能力，提高学生对材料分析测试技术的理解和掌握。

（1）多媒体教学。

通过多媒体技术，展示材料分析测试技术的基本原理和方法，激发学生的学习兴趣。

四、教学评价和反馈教学评价是教学活动的重要组成部分，能够客观地反映学生的学习状况和教学效果。

教学评价主要包括学生的学习成绩评价、课堂表现评价和实验报告评价等方面。

教学反馈也是教学活动的重要环节，能够及时了解学生的学习情况和学生的建议和意见，为教学改进提供帮助。

1.学生的学习成绩评价2.课堂表现评价3.实验报告评价实验报告评价是教学评价的重要内容之一，能够客观地反映学生对材料分析测试技术的实际操作能力和解决问题的能力。

现代材料研究方法课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握现代材料研究的基本方法，包括材料制备、结构表征、性能测试等。

2. 学生能了解不同研究方法在材料科学领域的应用和优缺点。

3. 学生能掌握材料研究中常用的数据分析与处理技巧。

技能目标：1. 学生具备运用现代研究方法进行材料实验设计和实施的能力。

2. 学生能够独立操作相关实验设备，进行材料制备和性能测试。

3. 学生能够运用数据分析软件对实验数据进行处理和分析，撰写规范的实验报告。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对材料科学的热爱和探究精神，增强对科技创新的责任感和使命感。

2. 学生树立正确的科研态度，严谨、务实，注重团队合作与交流。

3. 学生能够关注材料研究在环保、可持续发展等方面的意义，培养社会责任感。

课程性质分析：本课程为高中年级的选修课程，旨在拓展学生对现代材料研究的认识，提高科学素养。

课程内容紧密联系实际，注重培养学生的实践操作能力和创新思维。

学生特点分析：高中年级学生具备一定的物理、化学基础知识，对现代科技充满好奇心，具有较强的求知欲和动手能力。

学生在学习过程中需要引导他们结合已有知识，探索新材料领域。

教学要求：1. 教师应注重理论与实践相结合，提高课程的趣味性和实用性。

2. 教学过程中要关注学生的个体差异，激发学生的学习兴趣和积极性。

3. 教学评价要全面，既要关注学生的知识掌握程度，也要关注学生的技能和情感态度价值观的培养。

二、教学内容1. 现代材料研究方法概述- 材料研究方法的分类与发展趋势- 常用研究方法的原理及其在材料科学中的应用2. 材料制备技术- 气相沉积法、溶胶-凝胶法、水热合成法等制备技术- 各类制备技术的优缺点及适用范围3. 结构表征技术- X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等表征技术- 各类表征技术的原理及其在材料结构分析中的应用4. 性能测试方法- 电学、磁学、光学性能测试- 力学、热学性能测试- 各类性能测试方法的原理及其在材料研究中的应用5. 数据分析与处理- 实验数据的收集、整理和表达- 常用数据分析方法与软件应用- 实验报告的撰写规范6. 实践操作与案例分析- 设计并实施简单的材料制备与性能测试实验- 分析实际案例，了解现代材料研究方法在实际科研中的应用教学内容安排与进度：本课程共安排12个课时，具体教学内容与进度如下：1-2课时：现代材料研究方法概述3-4课时：材料制备技术5-6课时：结构表征技术7-8课时：性能测试方法9-10课时：数据分析与处理11-12课时：实践操作与案例分析教学内容与教材关联性：本教学内容与教材《新材料技术》的第三章“材料的制备与表征”和第四章“材料性能测试与分析”紧密相关，确保学生能够在掌握基础知识的同时，拓展现代材料研究方法的学习。