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《现代分析技术》教学内容

2020年10月08日 16:15  点击:[]

第一章 X射线衍射分析

基本要求:理解X射线衍射分析的基本原理,了解粉末衍射仪的结构和工作原理,掌握粉末衍射法的实验技术,熟悉其在材料分析中的应用,并能正确地分析测试结果。

重点:X射线衍射的物相定性、定量分析。

难点:X射线衍射仪的聚焦几何及工作原理。

第二章 扫描电子显微分析

基本要求:了解电子显微分析的基本概念和基本理论,了解扫描电子显微镜的主要结构,理解其工作原理,掌握其操作技术,熟悉扫描电镜及电子探针显微分析的应用,能够初步分析扫描电镜照片及能谱和波谱。

重点:扫描电镜的二次电子像和背散射电子像的获得及分析;电子探针的波谱、能谱的获得及分析。

难点:扫描电镜优质图像的获得;扫描电镜图像衬度的形成原理。

第三章 透射电子显微分析

基本要求:了解透射电镜的结构与成像原理;熟悉透射电镜的操作方式,掌握其样品的制备方法;理解透射电镜的电子衍射原理,熟悉衍射花样的标定;了解衍衬运动学基本理论,初步学会通过衍衬像进行晶体缺陷分析。

重点:透射电镜的基本操作步骤和方法;电子衍射原理;多晶、单晶衍射花样的形成原理及标定;衍射衬度成像原理及晶体缺陷分析。

难点:镜筒合轴的操作方法;电子衍射原理;多晶、单晶电子衍射花样的标定;衍衬理论及通过衍衬像进行晶体缺陷分析;相位衬度及高分辨像的形成。

第四章 热分析方法

基本要求:了解热分析的基本概念;理解差热分析、差示扫描量热分析及热重分析的基本原理;了解差热分析仪、差示扫描量热分析仪及热重分析仪的构造及工作原理;熟悉差热分析、差示扫描量热分析及热重分析的操作技术及应用;掌握其曲线的分析方法。

重点:差热分析、差示扫描量热分析及热重分析的基本原理及实验技术。

难点:差热曲线、差示扫描量热曲线及热重曲线的分析。

第五章 振动光谱分析

基本要求:了解振动光谱基本概念及基本原理;理解红外光谱图的形成原理,了解其应用;了解红外分光光度计的构造;掌握红外光谱法实验技术,初步学会红外光谱图的解析方法;理解激光拉曼光谱的基本原理;了解激光拉曼光谱仪的构造,掌握其实验技术,初步学会拉曼光谱图的解析。

重点:红外光谱图和拉曼光谱图的形成及解析方法;红外光谱和激光拉曼光谱实验技术。

难点:红外光谱和激光拉曼光谱的基本原理;红外光谱和激光拉曼光谱的解析。

第六章 光电子能谱分析

基本要求:了解表面分析技术基本概念;理解光电子能谱的基本原理,熟悉光电子能谱的应用,掌握光电子能谱实验技术,初步学会图谱分析。

重点:光电子能谱的基本原理及实验技术。

难点:光电子能谱的基本原理及图谱分析。

实践环节

本课程为研究生学位课,开设课内实验。目的是培养学生X射线衍射、扫描电镜、热分析及红外光谱等分析测试方法的样品制备、仪器操作及数据处理能力,以进一步分析材料的组成、形貌和结构。共4个综合实验,16学时。

实验一、材料的X射线衍射物相鉴定(综合实验,4学时)

实验要求:了解X射线衍射仪的结构和工作原理;掌握X射线衍射物相定性分析的方法和步骤;给定实验样品,设计实验方案,做出正确分析鉴定结果。

实验二、扫描电镜、电子探针仪的设计性实验(设计性实验,4学时)

实验要求:了解扫描电镜的基本结构和原理;掌握扫描电镜试样的制备方法;对已制备的陶瓷样品,利用扫描电镜和能谱仪设计出实验方案,分析其成分、组织结构、物相及元素分布情况。

实验三、热重-差热综合热分析实验(综合实验,4学时)

实验要求:了解热重-差热分析的仪器装置、基本原理;掌握其使用方法;测绘一个矿物的热重-差热曲线,综合分析可能发生的反应及热效应。

实验四、红外光谱测定及结构分析实验(综合实验,4学时)

实验要求:了解傅立叶变换红外分光光谱仪的结构和工作原理,熟悉其使用方法;掌握固体样品的制备技术;利用红外光谱图进行样品的成分分析和结构鉴别。

习题课、课堂讨论内容

在教学过程中,根据授课内容适时布置相应的课后习题,以巩固所学的重要知识,通过课下或线上辅导答疑。重要的测试方法在理论教学完成后,布置相应的课题,学生以小组形式通过查阅文献并结合实验完成专题报告,以调动学生主动学习的热情,培养其自学能力和相互协作能力。通过专题报告的汇报和讨论,让学生们能够进一步了解到这种测试方法的基本原理、操作方法、图谱分析、应用范围以及最新进展。

全部测试方法教学完成后,让学生在教师的指导下根据不同样品自行设计实验方案,综合运用不同的分析测试方法对材料的组成、结构及形貌进行表征,自行分析讨论、撰写报告,以小组形式交流汇报。以此帮助学生养成自主学习、科学思考的习惯,提高其分析问题和解决问题的能力。

 

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