《巖礦現(xiàn)代測試技術(shù)》課程教學(xué)大綱

1、巖礦現(xiàn)代測試技術(shù)課程教學(xué)大綱課程英文名稱：Modern test technology of rock and mineral課程編號：HZ16280課程類別：專業(yè)教育課程課程性質(zhì)：選修課學(xué) 分：2學(xué) 時：32（其中：講課學(xué)時：32 實驗學(xué)時：0 上機學(xué)時: 0）適用專業(yè)：礦物加工工程、地質(zhì)工程開課部門：環(huán)境與資源學(xué)院先修課程：礦物學(xué)、工藝礦物學(xué)后續(xù)課程：礦物加工研究方法、畢業(yè)設(shè)計（論文）等。一、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備下列能力：1. 了解巖礦現(xiàn)代測試技術(shù)前沿發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，并能夠?qū)ξ墨I(xiàn)資料進(jìn)行分析總結(jié)，結(jié)合專業(yè)知識對本專業(yè)復(fù)雜工程問題進(jìn)行識別、表達(dá)和分析，并獲得有效結(jié)論（畢業(yè)要求

2、2.4）。2. 掌握成分分析、結(jié)構(gòu)分析、表面形態(tài)分析、譜學(xué)分析及物化性質(zhì)測定等常見巖礦現(xiàn)代測試技術(shù)原理與方法。通過該課程學(xué)習(xí)，系統(tǒng)地了解巖礦現(xiàn)代測試技術(shù)的基本原理、儀器設(shè)備、樣品制備及應(yīng)用；掌握常見巖礦現(xiàn)代測試技術(shù)所獲信息的解釋和分析方法；學(xué)會根據(jù)不同分析內(nèi)容，準(zhǔn)確選擇、利用各種分析方法和手段，并得出正確的判斷。（畢業(yè)要求3.1）。3. 掌握巖礦現(xiàn)代測試技術(shù)在礦物加工學(xué)科中的應(yīng)用，為礦產(chǎn)資源的綜合利用和綜合評價提供有利的分析測試手段，將礦物加工學(xué)科的發(fā)展提高到一個新的高度。掌握礦物分選工藝過程中各種參數(shù)的設(shè)計依據(jù)，具備設(shè)計和實施實驗的能力，并能對結(jié)果進(jìn)行分析并得到合理有效的結(jié)論（畢業(yè)要求4.1

3、）。二、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)指標(biāo)點畢業(yè)要求課程目標(biāo)12.4了解材礦物加工工程領(lǐng)域前沿發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，并能夠?qū)ξ墨I(xiàn)資料進(jìn)行分析總結(jié)，結(jié)合專業(yè)知識對本專業(yè)復(fù)雜工程問題進(jìn)行識別、表達(dá)和分析，并獲得有效結(jié)論。2. 問題分析：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識別、表達(dá)、并通過文獻(xiàn)研究分析復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論。課程目標(biāo)23.1掌握基本的創(chuàng)新方法，理解和掌握礦物分選、加工和設(shè)計的基本原理和方法。3.設(shè)計/開發(fā)解決方案：能夠設(shè)計針對復(fù)雜工程問題的解決方案，設(shè)計滿足特定需求的系統(tǒng)、單元（部件）或工藝流程，并能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境

4、等因素。課程目標(biāo)34.1掌握礦物分選工藝流程，具備設(shè)計和實施實驗的能力，并能對結(jié)果進(jìn)行分析并得到合理有效的結(jié)論。4.研究：能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對復(fù)雜工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。三、課程目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的對應(yīng)關(guān)系序號巖礦現(xiàn)代測試技術(shù)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法課程目標(biāo)教學(xué)環(huán)節(jié)訓(xùn)練環(huán)節(jié)1序論授課2學(xué)時思考題討論12X射線衍射分析授課8學(xué)時案例分析、思考題討論2、33化學(xué)成分分析授課6學(xué)時案例分析、思考題討論2、34電子顯微分析授課6學(xué)時案例分析、思考題討論2、35譜學(xué)分析授課6學(xué)時案例分析、思考題討論2、36熱分析授課2學(xué)時案例分析、思考

5、題討論2、37其他分析方法簡介授課2學(xué)時案例分析1第一單元 序論 （支撐課程目標(biāo)1)知 識 點 1. 巖礦現(xiàn)代測試技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、分類、應(yīng)用領(lǐng)域等2. 巖礦現(xiàn)代測試技術(shù)在礦物加工學(xué)科中的應(yīng)用3. 巖礦現(xiàn)代測試技術(shù)的基礎(chǔ)知識：晶體結(jié)構(gòu)、晶體化學(xué)、分子結(jié)構(gòu)、能帶理論等基礎(chǔ)知識重 點 晶體化學(xué)、分子結(jié)構(gòu)、能帶理論等基礎(chǔ)知識。難 點 晶體化學(xué)、分子結(jié)構(gòu)、能帶理論等基礎(chǔ)知識?；疽?. 識 記：巖礦現(xiàn)代測試技術(shù)，核外電子運動狀態(tài)描述。2. 領(lǐng) 會：巖礦現(xiàn)代測試技術(shù)在礦物加工方面的應(yīng)用。3. 簡單應(yīng)用：巖礦現(xiàn)代測試技術(shù)的特點有哪些。4. 綜合應(yīng)用：巖礦現(xiàn)代測試技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀。第二單元 X射線衍射分

6、析（支撐課程目標(biāo)2、3)知 識 點 1X射線物理學(xué)基礎(chǔ)：X射線的發(fā)現(xiàn)；X射線的本質(zhì)；X射線的產(chǎn)生與X射線管；X射線譜；X 射線與物質(zhì)的相互作用。2X射線衍射方向：X射線衍射的概念與布拉格方程；布拉格方程的應(yīng)用與衍射方法。3X射線衍射強度：X射線衍射強度理論、影響衍射強度的因素。4多晶體衍射分析方法：多晶體衍射分析方法的基本原理；衍射儀結(jié)構(gòu)及工作原理，衍射圖的獲得與衍射線的線形分析。5X射線物相分析：物相定性分析的原理與方法；物相定量分析的原理與方法；點陣常數(shù)測量中誤差的來源；精確測定點陣常數(shù)的方法；計算機在物相分析中的應(yīng)用。6. X射線衍射分析在礦物物相和結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用，并舉實例（方解石、石

7、英、粘土礦物）。重 點 1連續(xù)X射線和特征X射線譜特點及產(chǎn)生的機理。2布拉格方程。3多晶體對樣品的衍射強度。4X射線衍射分析樣品的制備。5X射線衍射定性分析的原理6PDF卡片的索引與應(yīng)用。難 點 1X射線的散射與干涉。2多晶體對樣品的衍射強度。3. 多相樣品的物相分析?；疽?. 識 記：連續(xù)X射線、特征X射線、相干散射、非相干散射、布拉格方程、衍射強度、X射線物相分析。2. 領(lǐng) 會：連續(xù)X射線和特征X射線譜特點及產(chǎn)生的機理；布拉格方程的推導(dǎo)及應(yīng)用；X射線衍射定性分析的原理；X射線衍射分析樣品的制備；PDF卡片的索引與應(yīng)用；計算機在物相分析中的應(yīng)用。3. 簡單應(yīng)用：X射線衍射分析的方法，尤其

8、X射線衍射儀的方法。了解X射線物相定量分析的基本原理和方法，適用范圍和應(yīng)用過程中應(yīng)注意的問題。4. 綜合應(yīng)用：X射線衍射分析在礦物物相和結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用，并舉實例（方解石、石英、粘土礦物）。第三單元 化學(xué)成分分析（支撐課程目標(biāo)2、3)知 識 點 1X射線熒光譜分析：X射線熒光產(chǎn)生的基本原理；X射線熒光光譜定性和定量分析的基本原理；X射線熒光光譜分析的基本工作原理、儀器組成結(jié)構(gòu)和性能；X射線熒光光譜分析的制樣方法。2原子吸收光譜分析：原子吸收光譜分析的發(fā)展應(yīng)用及特點；原子吸收光譜分析基本理論；儀器結(jié)構(gòu)組成和性能；原子吸收分析方法；靈敏度和檢出限；干擾及其抑制。3等離子發(fā)射光譜（ICP）：ICP分

9、析的發(fā)展應(yīng)用及特點；ICP分析基本理論；儀器結(jié)構(gòu)組成和性能；ICP分析方法；靈敏度和檢出限；干擾及其抑制。4. 化學(xué)成分分析在礦物化學(xué)成分分析中的應(yīng)用，舉例說明（硅酸鹽類礦物、碳酸鹽類礦物的成分分析及化學(xué)式的計算）。重 點 1X射線熒光產(chǎn)生的基本原理。2X射線熒光光譜定性和定量分析的基本原理。3X射線熒光光譜分析的制樣方法。4原子吸收光譜儀的結(jié)構(gòu)組成。5原子吸收分析的基本原理與方法。6等離子發(fā)射光譜分析基本原理與方法。7等離子發(fā)射光譜分析方法。難 點 1X射線熒光產(chǎn)生的基本原理。2X射線熒光光譜定性和定量分析的基本原理。3原子吸收光譜分析基本原理。4等離子發(fā)射光譜分析基本原理。4. 化學(xué)成分分

10、析在礦物化學(xué)成分分析中的應(yīng)用（硅酸鹽類礦物、碳酸鹽類礦物的成分分析及化學(xué)式的計算）基本要求1. 識 記：X射線熒光、原子吸收光譜、靈敏度、檢出限、等離子發(fā)射光譜。2. 領(lǐng) 會：X射線熒光及X射線熒光產(chǎn)生的基本原理；X射線熒光光譜定性和定量分析的基本原理；原子吸收光譜的火焰的類型；等離子發(fā)射光譜分析基本理論。3. 簡單應(yīng)用：原子吸收光譜分析基本理論。4. 綜合應(yīng)用：化學(xué)成分分析在礦物化學(xué)成分分析中的應(yīng)用（硅酸鹽類礦物、碳酸鹽類礦物的成分分析及化學(xué)式的計算）。第四單元 電子顯微分析（支撐課程目標(biāo)2、3)知 識 點 1掃描電鏡分析：電子束與固體樣品作用時產(chǎn)生的信號；掃描電鏡分析原理；掃描電鏡工作原理

11、、構(gòu)造和性能；能譜儀結(jié)構(gòu)及工作原理；掃描電鏡電鏡制樣方法；掃描電鏡分析結(jié)果的基本分析方法。2透射電鏡分析：透射電鏡分析原理；透射電鏡工作原理、構(gòu)造和性能、能譜儀結(jié)構(gòu)及工作原理；電子衍射；透射電鏡電鏡制樣方法；透射電鏡分析結(jié)果的基本分析方法。3. 掃描探針顯微分析：掃描探針顯微分析的種類與分析原理；掃描探針顯微鏡工作原理、構(gòu)造和性能；樣品制樣方法。4. 掃描電鏡、透射電鏡、掃描探針顯微分析在礦物形貌、結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用，舉例說明。重 點 1掃描電鏡分析原理。2掃描電鏡分析結(jié)果的基本分析方法。3透射電鏡分析原理。4透射電鏡分析結(jié)果的基本分析方法。5. 掃描探針顯微分析的種類與分析原理。6. 掃描探針

12、顯微分析的基本分析方法。難 點 1掃描電鏡分析原理。2透射電鏡分析原理。3電子衍射。4. 掃描探針顯微分析的分析原理?；疽?. 識 記：背散射電子、襯度、點分辨率、晶格分辨率、明場像、暗場像、電子衍射、球差、色差、景深、焦長、掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡。2. 領(lǐng) 會：電子束與固體樣品作用時產(chǎn)生的信號；掃描電鏡分析原理；透射電鏡分析原理；掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡分析基本原理。3. 簡單應(yīng)用：能譜儀結(jié)構(gòu)及工作原理。4. 綜合應(yīng)用：比較光學(xué)顯微鏡成像和透射電子顯微鏡成像的異同點；利用掃描電鏡、透射電鏡分析方法分析礦物的形貌。第五單元 譜學(xué)分析（支撐課程目標(biāo)2、3)知 識 點 1. 分子振動

13、光譜：分子振動光譜概念；多原子分子的振動模型；分子振動的基本形式；分子振動光譜的特征（峰位、峰數(shù)和峰強、峰寬）；紅外光譜分區(qū)及各區(qū)紅外光譜吸收帶的應(yīng)用。2紅外光譜分析：紅外光譜峰位及其影響因素；紅外光譜儀的工作原理；紅外吸收光譜進(jìn)行化合物的定性分析和定量分析；用壓片法制作固體試樣晶片的方法（KBr、KI）；紅外光譜圖的解釋。3. 常見礦物中水的紅外光譜分析，舉例（吸附水、結(jié)構(gòu)水、結(jié)晶水等）。4拉曼光譜分析：拉曼光譜的原理拉曼散射效應(yīng)；拉曼光譜儀的工作原理；定性分析與定量分析；拉曼光譜圖的解釋。5. 拉曼光譜在碳材料（石墨、石墨烯、碳納米管等）分析中的應(yīng)用。重 點 1紅外光譜儀的工作原理。2紅外

14、光譜圖的解釋。3拉曼光譜儀的工作原理。4拉曼光譜圖的解釋。5紅外光譜和拉曼光譜的異同點。難 點 1紅外光譜儀的工作原理。2紅外光譜圖的解釋。3拉曼光譜圖的解釋?；疽?. 識 記：分子振動光譜、伸縮振動、彎曲振動、紅外光譜、拉曼散射、瑞利散射。2. 領(lǐng) 會：紅外光譜、拉曼光譜圖譜分析；紅外光譜與拉曼光譜在分析中的異同。3. 簡單應(yīng)用：紅外光譜在常見礦物中水的分析。4. 綜合應(yīng)用：紅外光譜與拉曼光譜分析在礦物結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用。第六單元 熱分析（支撐課程目標(biāo)2、3)知 識 點 1熱重分析基本原理；曲線失重量表示方法；測樣要求；熱重分析的應(yīng)用。2差熱分析儀(DTA)的基本原理；差熱分析曲線；典型的

15、DTA曲線；差示掃描量熱（DSC）。3. 熱重分析、差熱分析在礦物研究中的應(yīng)用。重 點 1熱重分析的基本原理及應(yīng)用。2差熱分析基本原理及應(yīng)用。難 點 1熱重分析的基本原理。2差熱分析的基本原理?；疽?. 識 記：熱重分析、差熱分析、差示掃描量熱。2. 領(lǐng) 會：熱重分析的原理；差熱分析的原理。3. 簡單應(yīng)用：熱重分析、差熱分析基本應(yīng)用。4. 綜合應(yīng)用：熱重分析、差熱分析在礦物研究中的應(yīng)用。第七單元 其他分析方法簡介（支撐課程目標(biāo)1)知 識 點 1熒光光譜分析：熒光分析法的基本原理和相關(guān)儀器的構(gòu)造原理、實驗方法和應(yīng)用；熒光分析譜圖的解釋。2光學(xué)吸收分析（紫外-可見-近紅外）：光學(xué)吸收分析的基本

16、原理和相關(guān)儀器的構(gòu)造原理、實驗方法和應(yīng)用；紫外-可見-近紅外譜圖的解釋。3核磁共振分析：核磁共振分析的基本原理；核磁共振儀的工作原理、儀器組成結(jié)構(gòu)和性能；核磁共振的制樣方法；核磁共振分析測定結(jié)果的基本分析方法。重 點 熒光光譜分析；光學(xué)吸收分析。 難 點 核磁共振分析?；疽?. 識 記：熒光光譜、光學(xué)吸收光譜、核磁共振。2. 領(lǐng) 會：熒光光譜、光學(xué)吸收光譜、核磁共振的基本原理。3. 簡單應(yīng)用：熒光光譜、光學(xué)吸收光譜的基本應(yīng)用。4. 綜合應(yīng)用：熒光光譜、光學(xué)吸收光譜分析在礦物研究中的應(yīng)用?！緦W(xué)時分配】知識單元理論學(xué)時第一單元 序論2第二單元 X射線衍射分析8第三單元 化學(xué)成分分析6第四單元

17、電子顯微分析6第五單元 譜學(xué)分析6第六單元 熱分析2第七單元 其他分析方法簡介2合計 =SUM(ABOVE) 32五、教學(xué)方法與手段1堅持教師理論講解與學(xué)生實踐相結(jié)合，以課堂教學(xué)為主，并通過部分習(xí)題與案例分析，增進(jìn)學(xué)生的理解。2. 堅持傳統(tǒng)教學(xué)手段與現(xiàn)代教學(xué)手段相結(jié)合，教學(xué)內(nèi)容安排要突出重點和難點，積極應(yīng)用多媒體教學(xué)技術(shù)，盡可能把抽象的理論轉(zhuǎn)化為具體的案例、圖表，使復(fù)雜的理論變得簡單、直觀，力求化難為易，努力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。3. 注重應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué)、開展課堂討論等教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生積極思考問題、分析問題，拓展學(xué)生的思維。六、考核要求、方式與成績評定期末考試統(tǒng)一命題，統(tǒng)一評分標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一考試時間?？荚嚪秶怀^大綱的內(nèi)容。筆試考試，考試時間為100分鐘。成績定為百分制。實行結(jié)構(gòu)評分，平時成績占40%，期末考試成績占60%。考核評價環(huán)節(jié)評估課程目標(biāo)對應(yīng)畢業(yè)要求平時成績（占40%）思考題與作業(yè)、課程報告課程目標(biāo)24.1期末考試（占60%）名詞解釋課程目標(biāo)23.1簡答題課程目標(biāo)22.4、3.1、4.1綜合題課程目標(biāo)32.4、4.1七、選用教材、講義和主要參考書選用教材：1.現(xiàn)代材料測試方法，李剛等，冶金工業(yè)出