《材料表征的近代物理技術(shù)》課程教學(xué)大綱

1、材料表征的近代物理技術(shù)課程編號 100096103課程名稱材料表征的近代物理技術(shù)高等教育層次（本科）課程在培養(yǎng)方案中的地位：課程性質(zhì)（選修）對應(yīng)于新能源材料與器件專業(yè)，屬于BZ專業(yè)課程基本模塊。開課學(xué)年及學(xué)期建議第三學(xué)年先修課程（a必須先修且考試通過的課程，b必須先修過的課程，c建議先修的課程）c無機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)課程總學(xué)時32，學(xué)分2課程教學(xué)形式（0普通課程）課程教學(xué)目標(biāo)通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生掌握材料表征的各種物理方法的特點(diǎn)、基本原理、適用范圍，著重培養(yǎng)解決材料表征過程中實(shí)際問題的能力。1.通過課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生知悉材料表征的概念、意義，理解若干經(jīng)典和現(xiàn)代物理表征技術(shù)的基本原理，知悉和理解這

2、些技術(shù)在材料表征中能夠提供哪些信息，各自的適用范圍、優(yōu)缺點(diǎn)、應(yīng)用實(shí)例等，了解材料表征技術(shù)對于新材料的發(fā)展所具有的重要作用。2.通過課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備實(shí)施材料表征的基本能力，能夠針對具體的結(jié)構(gòu)、譜學(xué)、形貌等表征要求，按照基本的表征原理，選取恰當(dāng)?shù)谋碚鞣椒ā?通過課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握典型的無機(jī)材料和有機(jī)材料的常用表征方法，擁有對表征結(jié)果進(jìn)行有效分析的能力，形成團(tuán)隊(duì)協(xié)作的精神，4. 能夠熟練運(yùn)用多種材料表征技術(shù)，來解決非典型的材料表征要求，具備對能源材料進(jìn)行合理表征、描述、分析、判斷的素養(yǎng)。備注：課程的每一個教學(xué)目標(biāo)對應(yīng)需考核的一項(xiàng)知識能力點(diǎn)，上表中的四種表述形式是對知識能力點(diǎn)的不同掌握層次。教學(xué)

3、內(nèi)容、學(xué)時分配、與進(jìn)度安排教學(xué)內(nèi)容學(xué)時分配所支撐的課程教學(xué)目標(biāo)教學(xué)方法與策略（可結(jié)合教學(xué)形式描述）（選填）第一章緒論1.1 材料表征的意義和內(nèi)容1.2 材料微觀結(jié)構(gòu)表征的物理方法2學(xué)時目標(biāo)1采用多媒體教學(xué)，課堂講解為主。第二章材料表征的傳統(tǒng)方法2.1 透射電子顯微術(shù)2.2 掃描電子顯微術(shù)2.3 X射線衍射術(shù)2.4 紅外吸收光譜術(shù)2.5 材料的成分分析8學(xué)時目標(biāo)1、2、3采用多媒體教學(xué)，課堂講解為主，輔以視頻演示、課堂討論等形式。第三章同步輻射X射線術(shù)3.1 引言3.2 X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)3.3 同步輻射X射線衍射技術(shù)3.4 同步輻射小角x射線散射3.5 同步輻射其他線站的新進(jìn)展6學(xué)時目標(biāo)1、2

4、、3采用多媒體教學(xué)，課堂講解為主，輔以視頻演示、課堂討論等形式。第四章原子力顯微術(shù)4.1 原子力顯微術(shù)的主要功能和適用領(lǐng)域4.2基本原理和儀器學(xué)4.3操作模式4.4成像模式4.5試樣準(zhǔn)備4.6圖像解釋4.7材料表征的AFM應(yīng)用6學(xué)時目標(biāo)1、2、3采用多媒體教學(xué)，課堂講解為主，輔以視頻演示、課堂討論等形式。第五章激光拉曼光譜術(shù)5.1 拉曼光譜術(shù)的適用范圍5.2 拉曼散射和拉曼光譜5.3 儀器和主要技術(shù)5.4 拉曼光譜術(shù)的應(yīng)用6學(xué)時目標(biāo)1、2、3采用多媒體教學(xué)，課堂講解為主，輔以視頻演示、課堂討論等形式。第六章多方法聯(lián)用術(shù)6.1 概述6.2 AFM與拉曼光譜術(shù)的聯(lián)合6.3 SEM與拉曼光譜術(shù)的聯(lián)合

5、6.4 紅外光譜術(shù)與拉曼光譜術(shù)的聯(lián)合6.5 AFM與紅外光譜術(shù)的聯(lián)合和納米紅外光譜術(shù)6.6 AFM與TEM的聯(lián)合應(yīng)用6.7 在線多技術(shù)聯(lián)用5學(xué)時目標(biāo)1、2、3、4采用多媒體教學(xué)，課堂講解為主，輔以視頻演示、課堂討論等形式。綜合復(fù)習(xí)與課堂答疑1學(xué)時目標(biāo)1、2、3、4課堂講解考試2學(xué)時目標(biāo)1、2、3、4考核與成績評定：平時成績、期末考試在總成績中的比例，平時成績的記錄方法?？己朔绞剑洪]卷筆試考勤：10%；大作業(yè)或小測驗(yàn)：20%；期末考試：70%。教材，參考書:選用教材：楊序綱，吳琪琳. 材料表征的近代物理技術(shù)M. 北京：科學(xué)出版社，2013參考書：1 張霞. 新材料表征技術(shù)M. 武漢：華東理工大學(xué)

6、出版社，2012.2徐祖耀，黃本立，鄢國強(qiáng). 材料表征與檢測技術(shù)手冊M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.3 HYPERLINK /writer/陶文宏_1.html t _blank 陶文宏， HYPERLINK /writer/楊中喜_1.html t _blank 楊中喜， HYPERLINK /writer/師瑞霞_1.html t _blank 師瑞霞. 現(xiàn)代材料測試技術(shù)M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.大綱說明：材料的表征技術(shù)是檢測材料結(jié)構(gòu)、形貌等特征的重要技術(shù)手段。本課程闡述用于材料表征的幾種近代物理方法，包括激光拉曼光譜術(shù)、原子力顯微術(shù)、同步輻射X射線術(shù)和多方法聯(lián)用術(shù)；作為

7、比較，對傳統(tǒng)物理方法，包括電子顯微術(shù)、X射線衍射術(shù)、電子衍射術(shù)、紅外吸收光譜術(shù)和成分分析方法等也進(jìn)行講解。課程對各種近代物理方法的基本原理進(jìn)行簡單介紹，著重于闡明如何使用這些方法，以及這些方法在材料表征中能夠提供哪些信息，各自的適用范圍、優(yōu)缺點(diǎn)比較、應(yīng)用實(shí)例等。通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生掌握材料表征的各種物理方法的基本原理，著重培養(yǎng)解決材料表征過程中實(shí)際問題的能力。根據(jù)我校新能源材料與器件專業(yè)基礎(chǔ)課實(shí)際情況，教師可以對本課程的部分內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和刪節(jié)。編寫教師簽名：責(zé)任教授簽名：開課學(xué)院教學(xué)副院長簽名：Modern Physical Technologies for Material Cha

8、racterizationCourse code: 100096103Course name: Modern Physical Technologies for Material CharacterizationLecture Hours: 32Laboratory Hours: 0Credits: 2Term (If necessary): In the third yearPrerequisite(s): Inorganic chemistry, Physical chemistryCourse Description:Structures and morphologies of mate

9、rials are characterized by modern physical technologies. The course introduces several physical approaches, including Laser Raman Spectroscopy, HYPERLINK javascript:void(0); Atomic HYPERLINK javascript:void(0); Force HYPERLINK javascript:void(0); Microscope, Synchronous Radiation X-ray and their hyb

10、rid technology. Traditional physical approaches ( HYPERLINK javascript:void(0); Electron HYPERLINK javascript:void(0); microscope, X-ray diffraction, Electron Diffraction Spectroscopy, Fourier Transform Infrared Spectroscopy and composition analysis) are also elaborated.Course Outcomes:After complet

11、ing this course, a student should be able toUnderstand the concept, significance, principles and applications of material characterization.Select suitable measurements and analyze the characterization results for appointed materials by using basic principle.Design characterization project for typica

12、l organic and inorganic materials.Use multiple characterization methods to understand the structure and morphology of a desired material.Course Content:Lectures and Lecture Hours: Introduction 21.1 Material characterization1.2 Physical approach for microstructureTraditional approaches 8 2.1 Transmis

13、sion electron microscopy (TEM) 2.2 Scan electron microscopy (SEM) 2.3 X-ray diffraction (XRD)2.4 Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) 2.5 Composition analysis3. Synchronous Radiation X-ray 63.1 Introduction3.2 X-ray absorption fine structure3.3 Synchronous radiation X-ray diffraction3.4 Sy

14、nchronous radiation small angle X-ray scattering3.5 Progress in Synchronous Radiation4. Atomic Force Microscopy (AFM) 64.1 Key function and application 4.2 Foundational principle and instrumentation 4.3 Operating mode 4.4 Imaging mode 4.5 Sample preparation 4.6 Image interpretation 4.7 Application5.

15、 Laser Raman Spectroscope (LRS) 6 5.1 Introducation 5.2 Raman Scattering and Spectroscope 5.3 Instrument and technology 5.4 Application6. Hybrid technology 5 6.1 Introduction 6.2 AFM-RS 6.3 SEM-RS 6.4 FTIR-RS 6.5 AFM-FTIR and nano IR 6.6 AFM-TEM 6.7 In-situ hybrid technologyReview 1Examination 2Grad

16、ing: Attendance and in class Quizzes30%Final 70%Text & Reference Book: Text Book: Xugang Yang, Qilin Wu, Modern Physical Technologies for Material Characterization M. Beijing: Science Press, 2013Reference Book: 1 Xia Zhang. Characterization of New Materials M. Wuhan：East China University Of Science and Technology Press 2012.2 Z