课程名称：材料研究方法

课程编号：105034

课程性质：必修

课程模块：专业基础

实验指导书或实验教材名称：材料研究方法实验指导书

总学分：3.5学分

课程总学时： 56学时

实验总学时：8学时

开设实验项目数：3项

开设实验学期： 3年级第1学期

适用专业：功能材料、材料科学与工程本科生

先修课程：普通物理、物理化学、材料科学基础

是否独立设课：否

一、实验目的

使学生对材料常用的各种现代分析方法有一个较全面的了解认识；了解各种现代分析方法的基本原理、过程、设备、应用，掌握光学显微分析、衍射分析、电子显微分析、能谱分析、热分析等方法相应的基本知识，基本技能及必要的理论基础。使学生熟悉光学显微镜的构造、相关性能指标，掌握光学显微镜的调节和使用方法，能正确、熟练使用光学显微镜，并对材料的显微结构进行描述、比较和评价。

掌握x射线衍射分析的基本原理和方法，能熟练使用PDF卡片索引进行物相定性分析，能看懂衍射曲线并进行定性分析及定量计算。

了解扫描电镜的基本结构、原理及操作。了解扫描电镜图像衬度原理和不同信号产生的图像特征，能分析简单的显微图像。

使学生具备从事材料分析测试工作的初步基础，（能正确选择材料分析、测试方法，能看懂、会分析一般测试结果），具备通过继续学习掌握材料分析新方法、新技术的自学能力。

二、实验基本要求

1.实验前，学生必须认真阅读实验指导书，了解实验目的、原理、实验方法和仪器的构造和工作原理；明确实验中各个环节的要求和需要测量的数据，以及实验的最终要求。指导教师要检查学生的预习情况，合格后方能开始实验。

2.实验过程中由指导教师介绍实验室守则及相关规章制度，讲述实验目的、原理、实验步骤及要求，详细讲述仪器的操作规程和注意事项，确保实验安全顺利的进行。实验分组进行，每组学生的人数根据实验类型及实验装置情况设定。综合设计性实验和验证性实验以学生独立操作为主，在教师的指导下进行；演示性实验则主要由教师操作，学生进行观察、纪录与分析。要求学生在规定的时间内独立完成实验操作、数据测定及记录。要求学生勤于动手、细心操作、认真观察、详细记录实验的原始数据和出现的现象及问题，并对出现的问题及时分析解决。

3.实验报告能体现学生正确运用所学知识和理论、分析与解决实际问题的能力。内容包含实验目的、实验原理、实验原材料及仪器设备、实验内容、实验方法与步骤、实验结果分析与结论、回答问题与讨论等内容。

三、实验考核与成绩评定

学生必须参加整个实验过程，认真进行实验，并完成实验报告。实验报告内容包括实验目的、实验原理、实验仪器设备、实验方法与步骤、回答问题等内容。最终实验成绩中平时成绩占50%，实验报告成绩占50%。

四、实验项目设置与内容

（一）计划内实验

实验项目一：

（1）实验名称：材料显微结构评价

（2）实验性质：综合设计

（3）实验类别：本科专业基础

（4）实验学时：4

（5）每组人数：10

（6）开出要求：必做

（7）实验内容：

① 光片的制备。

② 反光显微镜的认识、操作与观察。

③ 材料显微结构的描述与评价。

（8）实验目的：

①了解光学显微镜的基本构造与操作、掌握显微结构的观察与分析方法。

②了解光学显微分析中对光片的基本要求、掌握光片制备的基本技能。

③了解无机非金属材料显微结构的基本特征，掌握材料显微结构的描述与评价。

（9）主要仪器设备及套数：

江南XPK-1反光显微镜15套，XJP-6A型偏光显微镜1台

SPQJ-300型切片机1台、SMS型台式磨片机2台、XPD1-63A型抛光机2台

（10）所在实验室：材料科学实验室

实验项目二： 

（1）实验名称：差热分析试验

（2）实验性质：验证型

（3）实验类别：本科专业基础

（4）实验学时：2

（5）每组人数：10

（6）开出要求：必做

（7）实验内容：

    在综合热分析仪上测绘DTA曲线，并对曲线进行分析。

（8）实验目的：

    ①了解差热分析的基本原理。

    ②了解差热分析仪的结构及使用方法。

③熟悉差热分析的特点，掌握差热曲线的分析方法。

（9）主要仪器设备：

 差热分析仪 

（10）所在实验室：功能材料实验室

实验项目三：

（1）实验名称：扫描电子显微镜

（2）实验性质：演示

（3）实验类别：本科专业基础

（4）实验学时：2

（5）每组人数：10

（6）开出要求：必做

（7）实验内容：

    ① 扫描电镜构造认识。

② 扫描电镜的操作演示。

（8）实验目的：

① 了解扫描电镜的基本结构、原理及操作。

② 观察不同信号所产生的试样的图像特征。

③ 通过对试样显微图像的观察，了解扫描电镜图像衬度原理及其应用。

（9）主要仪器设备及套数： FEI QUANTA 200型SEM  1台

（10）所在实验室：粉体工程实验室

（二）计划外实验

实验项目四： 

（1）实验名称：XRD衍射原理及操作

（2）实验性质：验证

（3）实验类别：本科专业基础

（4）实验学时：2

（5）每组人数：10

（6）开出要求：选做

（7）实验内容：

① 借助PDF卡片索引及卡片对给定实验数据进行物相检索分析，判定物相名称（卡片号）。

② 给定某一晶体的德拜照片，通过测量、计算及物相检索分析，判定物相名称并求出该晶体的晶体常数。

（8）实验目的：

① 练习使用PDF卡片及索引进行物相定性分析。

② 掌握测定晶体结构参数的方法、步骤。

（9）主要仪器设备及套数：

PDF卡片索引  2本

X射线晶体分析仪摄取的德拜相片 

（10）所在实验室：粉体工程实验室

五、主要参考书

现代材料研究方法，无机非金属材料实验，无机非金属材料实验指导书。