.RU

Рабочая программа модуля (дисциплины) днм р. 3


УТВЕРЖДАЮ

Директор института ИФВТ

В.В. Лопатин

«___»_____________ 2011г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА МОДУЛЯ (ДИСЦИПЛИНЫ)


днм.р.3 Дифракционные, спектроскопические и зондовые методы и оборудование для диагностики структуры и свойств материалоВ


НАПРАВЛЕНИЕ (СПЕЦИАЛЬНОСТЬ) ООП 150100 «Материаловедение и технологии материалов»


ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ (СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ, ПРОГРАММА)

Наноструктурные материалы


КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ) магистр


БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2011 – 2012 уч. г.


^ КУРС 2 СЕМЕСТР 3


КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ 6


ПРЕРЕКВИЗИТЫ Физика, математика, химия, информатика, кристаллография (основы), материаловедение (основы)


КОРЕКВИЗИТЫ Современные методы исследования наноматериалов, структурные типы наноматериалов, методы и средства моделирования наноматериалов


^ ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:

Лекции 18 час.

практические ЗАНЯТИЯ 72 час.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА 108 час.

ИТОГО 198 час.


^ ФОРМА ОБУЧЕНИЯ очная


ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ зачет


ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ кафедра НМНТ ИФВТ


ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ_______________________О.Л. Хасанов

РУКОВОДИТЕЛЬ ООП __________________________Б.Б. Овечкин

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ __________________________Ю.Ф. Иванов

2011 г.

^ 1. Цели освоения модуля (дисциплины)

Код цели

Цели освоения дисциплины

Цели ООП

Ц1

Формирование способности понимать физическую суть процессов, имеющих место при использовании современных методов исследования атомно-кристаллической структуры материалов (в том числе и наноматериалов) и использовать основные понятия в профессиональной деятельности

Подготовка выпускников к производственно-технологической деятельности в области технологии наноматериалов.

Ц2

Формирование способности выполнять расчеты и анализировать полученные данные по изучению наноматериалов, синтезированных различными методами

Подготовка выпускников к инженерной деятельности в области технологии наноматериалов

Ц3

Формирование творческого мышления, объединение фундаментальных знаний основных законов при исследовании наноматериалов с использованием современных приборов и оборудования.

Подготовка выпускников к научно-исследовательской деятельности в области изучения наноматериалов

^ 2. Место модуля (дисциплины) в структуре магистерской программы

Модуль (дисциплина) относится к циклу дисциплины направления магистерской подготовки. Дисциплина является базовой для студентов, обучающихся на кафедре наноматериалов и нанотехнологий Томского политехнического университета на получение степени - магистр. В рамках дисциплины будут рассматриваться основные подходы и представления современных методов выявления и установления кристаллической структуры, элементного и фазового состава конденсированных систем: дифракционные методы (рентгеновское, нейтронное, синхротронное излучение, регистрация дифрактограмм, определение параметров кристаллической решётки, сравнение результатов экспериментов с измерением эталонных образцов и данными, имеющимися в справочниках); оптическая, сканирующая и электронная дифракционная микроскопия; зондовая микроскопия, сканирующая туннельная микроскопия, атомно-силовая микроскопия (элементный и фазовый состав, дефектная субструктура, морфология кристаллитов, кристаллогеометрия); оже- эмиссионная и абсорбционная спектроскопия; применение компьютерных программ для обработки экспериментальных результатов. Для успешного освоения дисциплины студентам необходимо владеть базовыми знаниями по физике, математике, химии, кристаллографии (основы), материаловедению (основы). Иметь опыт работы в приложениях Microsoft Office. Соответственно пререквизитами данного курса являются дисциплины Физика, математика, химия, кристаллография (основы), материаловедение (основы). Рассматриваемый курс рассчитан на студентов прослушавших вводные курсы по изучению, получению и использованию наноматериалов, методов их исследования. Поэтому кореквизитами данного курса являются дисциплины: структурные типы НМ, современные методы исследования наноматериалов, методы и средства моделирования наноматериалов. Дисциплина «Дифракционные, спектроскопические и зондовые методы и оборудование для диагностики структуры и свойств материалов» является базовой для освоения дисциплин профессионального цикла, ориентированных на методы исследования структуры твердого тела, в том числе и наноматериалов.


^ 3. Результаты освоения модуля (дисциплины)


После изучения дисциплины студент должен знать:


^ После изучения дисциплины студент должен уметь:


После изучения дисциплины студент должен владеть:


^ В результате изучения дисциплины студент должен развить следующие компетенции:


^ 4. Структура и содержание модуля (дисциплины)

4.1. Аннотированное содержание разделов модуля (дисциплины):


4.1.1. Содержание лекций

(Всего – 18 часов; 1 лекция – 2 часа)




лекции

Содержание лекции

1

^ Введение. Общие представления о методах исследования структуры материалов. Основной набор физических методов как единая система, позволяющая измерить или вычислить большинство из известных свойств, характеристик и параметров твердых тел: основные знания и навыки, приобретаемые студентами; физические явления, лежащие в основе методов; принципиальные и реальные возможности различных методов; особенности методик, требования к исследуемым образцам и используемой аппаратуре (приборам).

2

^ Методы рентгеноструктурного анализа монокристаллов. Методы неподвижного и вращающегося кристалла. Представление методов в обратном пространстве. Области применения методов. Методы рентгеноструктурного анализа поликристаллов. Метод Дебая. Представление метода в обратном пространстве. Техника получения рентгенограмм. Рентгеновские камеры и дифрактометры. Индицирование рентгенограмм поликристаллов аналитическим и графическим методами.

3

^ Особенности рассеяния нейтронов кристаллами. Конструкция нейтронного дифрактометра. Получение нейтронограмм и основные области применения нейтронографии.  Структурная и магнитная нейтронографии.

4

^ Взаимодействие электронов с веществом. Рассеяние электронов. Генерация вторичных электронов. Медленные и быстрые вторичные электроны. Оже- электроны. Генерация электронно-дырочных пар и катодолюминесценция. Генерация плазмонов и фононов.

5

^ Конструкция электронного микроскопа. Оптическая схема и принцип действия. Техника электронной микроскопии. Методы приготовления объектов исследования. Электронография. Принципы дифракции быстрых электронов.

6

^ Спектрометрия в просвечивающей электронной микроскопии. Рентгеновская спектрометрия (XEDS). Спектрометры рентгеновского излучения. Полупроводниковые детекторы (ППД) рентгеновского излучения (РИ). Артефакты XEDS. Пространственное разрешение в XEDS. Спектрометрия потерь энергии электронов (EELS). Пик нулевых потерь. Малые потери электронов. Область больших потерь.

7

^ Принципы метода рентгеноспектрального микроанализатора. Устройство рентгеноспектрального микроанализатора.  Волновой и энерго-дисперсионный детекторы. Характеристики и возможности микрорентгеноспектрального анализа. Техника применения  рентгеноспектрального микроанализатора. Качественный анализ химического состава в точке, по направлению, по площади. Локальность и чувствительность метода. Количественный анализ химического состава. Возможности и точность количественного анализа

8

Основы метода спектроскопии Оже-электронов. Конструкция Оже-спектрометра. Требования к образцам. Возможности и примеры применения Оже-электронной микроскопии. Основы метода рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Природа спектров, химический сдвиг. Конструкция фотоэлектронного спектрометра. Возможности фотоэлектронной спектроскопии

9

^ Принципы растровой электронной микроскопии. Конструкция растрового электронного микроскопа. Приготовление образцов. Формирование контраста во вторичных и отраженных электронах. Топографический и композиционный контрасты



4.1.2. Содержание практических занятий

(Всего – 72 часа)




лекции

Содержание практических занятий

1

^ Общие сведения о современных приборах, применяемых при исследовании наноматериалов: рентгеноструктурный анализ, нейтронография, просвечивающая электронная микроскопия, сканирующая электронная микроскопия, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия.

2

^ Общие понятия о методах исследования наноматериалов: спектрометрия в просвечивающей электронной микроскопии, рентгеновская спектрометрия (XEDS), спектрометры рентгеновского излучения, полупроводниковые детекторы (ППД) рентгеновского излучения (РИ), артефакты XEDS, микрорентгеноспектральный анализ, спектроскопия Оже-электронов. Научно-поисковые и технологические задачи, решаемые современными методами исследования.

3

^ Сравнительный анализ методов и методик. Выбор методов структурного анализа при решении задач материаловедения.

4

^ Физика рентгеновских лучей. Способы получения и природа рентгеновских лучей. Характеристический спектр. Взаимодействие рентгеновских лучей с веществом. Методы защиты от воздействия рентгеновских лучей. Методы регистрации рентгеновских лучей, детекторы рентгеновского излучения.

5

^ Дифракция рентгеновских лучей в кристаллах. Кинематическое приближение. Рассеяние рентгеновских лучей атомным рядом, плоскостью, пространственной решеткой. Уравнение Лауэ, формула Вульфа-Брегга. Дифракция рентгеновских лучей в обратном пространстве. Построение Эвальда.

6

^ Ознакомление с устройством и характеристиками рентгеновского дифрактометра «XRD-7000S».

7

Пробоподготовка образцов для анализа структуры и фазового состава методами рентгенофазового анализа: особенности пробоподготовки сыпучих материалов, требования к размерам и форме образца, состоянию его поверхности.

8

^ Участие в съемке дифрактограмм керамических материалов на рентгеновском дифрактометре «XRD-7000S».

9

Качественный фазовый анализ. Картотека JCPDS. Методы количественного фазового анализа. Чувствительность фазового анализа. Анализ фазового состава керамических материалов после различных видов обработки.

10

^ Индицирование дифрактограммы, полученной с использованием рентгеновского дифрактометра «XRD-7000S»: определение параметра кристаллической решетки вещества, фазового состава вещества, микроискажений кристаллической решетки.

11

^ Применение электронной микроскопии. Локальный фазовый анализ. Определение ориентационного соотношения кристаллов. Исследование дислокационной структуры. Исследование гетерофазных структур. Виды контраста на выделениях второй фазы. Влияние частиц второй фазы на картину дифракции.

12

^ Ознакомление с устройством и характеристиками электронного дифракционного микроскопа просвечивающего типа «JEM-2100F».

13

^ Электронно-микроскопические изображения. Теория дифракционного контраста. Экстинкционная длина. Формирование изображений в светлом и темном полях

14

^ Представление дифракционной картины в обратном пространстве. Построение сечений обратных решеток кристаллов.  Индицирование микроэлектронограмм.

15

^ Методы и способы изготовления объектов исследования в просвечивающей электронной микроскопии. Сетки, шайбы, мембраны. Подготовка самоподдерживающихся образцов. Электролитическая полировка, ионное травление. Ультрамикротомия. Диспергирование. Скалывание. Метод реплик и экстракции. Селективное химическое травление. Техника безопасности.

16

^ Пробоподготовка образцов для анализа структуры и фазового состава методами электронной дифракционной микроскопии: ознакомление с работой установки для ионного утонения образца «Ion slicer».

17

^ Участие в исследовании дефектной субструктуры металлических материалов с использованием электронного дифракционного микроскопа просвечивающего типа «JEM-2100F».

18

^ Анализ электронно-микроскопических изображений дефектной субструктуры металлических материалов, полученных с использованием электронного дифракционного микроскопа просвечивающего типа «JEM-2100F»: ознакомление с методами качественной и количественной аттестации дислокационной субструктуры материала, определение типа дислокационной субструктуры и ее количественных характеристик.

19

^ Исследование состояния кристаллической решетки металлов и сплавов методами дифракционной электронной микроскопии: индицирование микроэлектронограмм и определение параметра кристаллической решетки вещества

20

^ Исследование фазового состава металлов и сплавов методами дифракционной электронной микроскопии: индицирование микроэлектронограмм и определение его фазового состава.

21

^ Методы растровой электронной микроскопии. Особенности изображения в растровом электронном микроскопе. Металлография. Использование композиционного контраста. Фрактография. Качественные и количественные методы

22

^ Ознакомление с современными методами элементного анализа материала: анализ достоинств и недостатков, выбор метода анализа применительно к конкретной задачи исследования.

23

^ Ознакомление с устройством и характеристиками сканирующего (растрового) электронного микроскопа «JSM-7500FA».

24

^ Пробоподготовка образцов для анализа методами сканирующей электронной микроскопии: выбор размера образца, ознакомление с методами металлизации поверхности керамических материалов.

25

^ Фрактография поверхности разрушения нанокристаллического материала: участие в исследовании методами сканирующей электронной микроскопии структуры и элементного состава поверхности наноматериалов, разрушенных различными способами.

26

Анализ методами сканирующей электронной микроскопии поверхности обработки нанокристаллического материала концентрированными потоками энергии (высокоинтенсивные электронные пучки, потоки плазмы): участие в исследовании методами сканирующей электронной микроскопии структуры и элементного состава поверхности наноматериалов, обработанных концентрированными потоками энергии.

27

Проблемы выбора методов структурного анализа при решении задач материаловедения


^ 4.2 Структура модуля (дисциплины) по разделам и видам учебной деятельности

Таблица 1.

Структура модуля (дисциплины)

по разделам и формам организации обучения

Название раздела

Аудиторная работа (час)

СРС (час)

Итого

Лекции

Практ. зан.

^ Введение. Общие понятия о методах исследования наноматериалов

2

6

6

14

^ Дифракционные методы исследования: рентгеноструктурный анализ

2

14

20

36

^ Дифракционные методы исследования: нейтронография

2

0

2

4

Дифракционные методы исследования: просвечивающая электронная микроскопия

6

26

44

76

^ Спектральные (микрозондовые) методы исследования

2

4

4

10

^ Основы метода спектроскопии Оже-электронов.

2

8

8

18

^ Методы исследования поверхности

2

14

24

40

Итого

18

72

108

198



^ 5. Образовательные технологии

Таблица 2.

Методы и формы организации обучения (ФОО)


ФОО


Методы

Лекции

Практические занятия

СРС

IT-методы










Работа в команде




+




Case-study







+

Игра




+




Методы проблемного обучения

+

+

+

Обучение на основе опыта




+




Опережающая самостоятельная работа







+

Проектный метод










Поисковый метод




+

+

Исследовательский метод




+





^ 6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов


6.1. Текущая и творческая проблемно-ориентированная СРС



При изучении дисциплины «Дифракционные, спектроскопические и зондовые методы и оборудование для диагностики структуры и свойств материалов» предусмотрено несколько типов внеаудиторной (самостоятельной) работы:


^ Текущая самостоятельная работа

  1. Подготовка к лекции включает работу с лекционным материалом, поиск и обзор литературы и электронных источников информации по индивидуально заданной проблеме курса, (опережающая самостоятельная работа).

  2. ^ Подготовка к практическим занятиям включает проработку лекционного материала, и изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку, подготовку к тестам по изучаемым темам.

  3. ^ Подготовка к экзамену включает работу с лекционным материалом, задачам, рассмотренным на практических занятиях, и материалов, выносимым на самостоятельное изучение.


Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа

^ 1. Подготовка устного сообщения. Выполняется по выбранной преподавателем теме. Проводится с использованием ресурсов Internet, научно-технической библиотеки и библиотечного фонда кафедры. Студент делает сообщение на практике с использованием компьютерной презентации, выполненной в формате Microsoft Power Point. Включает поиск, анализ, структурирование и презентацию информации.

^ 2. Конспект (реферат). Выполняется по отдельным темам, которые не рассматриваются на лекции. Проводится с использованием ресурсов научно-технической библиотеки ТПУ и библиотечного фонда кафедры НМНТ. Включает анализ научных публикаций по заранее определенной преподавателем теме.


^ 6.2. Содержание самостоятельной работы студентов по модулю (дисциплине)

Материал, выносимый на самостоятельную проработку, оформляется в виде конспекта (реферата) и индивидуальной работы и включает 8 тем. Оформление материала предполагает проработку литературы, рекомендуемой преподавателем. Соответственно у каждого студента в конце семестра должна быть собрана информация по всем темам. Студент выбирает один из 5 разделов, по которому он готовит устное сообщение (индивидуальное задание). В последнем случае студенту необходимо использовать не менее 10 – 15 источников литературы, найденных самостоятельно (использование электронных ресурсов не более 50 %).


Темы рефератов.

  1. Принцип работы электронного дифракционного микроскопа;

  2. Устройство и принцип работы сканирующего электронного микроскопа;

  3. Современные методы элементного анализа материала;

  4. Современные методы исследования структуры нанокристаллических материалов;

  5. Дифракционные методы исследования нанокристаллических материалов;

  6. Методы исследования поверхности нанокристаллических материалов;

  7. Применение синхротронного излучения для исследования структуры нанокристаллических материалов;

  8. Выбор методов структурного анализа при решении задач материаловедения.


Вопросы для индивидуального задания

  1. Классификация наноструктурных материалов;

  2. Свойства вещества в наноструктурном состоянии: оптические свойства;

  3. Свойства вещества в наноструктурном состоянии: механические свойства;

  4. Свойства вещества в наноструктурном состоянии: магнитные свойства;

  5. Поверхность наноструктурного материала: дефекты структуры;

  6. Методы получения наноматериалов;

  7. Методы исследования вещества в нанокристаллическом состоянии: сканирующая туннельная микроскопия;

  8. Методы исследования вещества в нанокристаллическом состоянии: сканирующая атомно-силовая микроскопия;

  9. Методы исследования вещества в нанокристаллическом состоянии: автоионная микроскопия;

  10. Методы исследования вещества в нанокристаллическом состоянии: радиоспектроскопия;

  11. Методы исследования вещества в нанокристаллическом состоянии: ИК и КР-спектроскопия;

  12. Методы исследования вещества в нанокристаллическом состоянии: рентгеновская и фотоэлектронная спектроскопия;

  13. Методы исследования вещества в нанокристаллическом состоянии: Мессбауэровская спектроскопия;

  14. Методы исследования вещества в нанокристаллическом состоянии: дифракционная электронная микроскопия – дифракция в аморфных веществах;



^ 6.3 Контроль самостоятельной работы

Таблица 3

Виды контроля СРС

Тип контроля

Способ осуществления и тип самостоятельной работы

Самостоятельные работы

Проводятся в виде тестов или теоретических вопросов на каждом практическом занятии (10 минут). Позволяют контролировать качество проработки лекционного материала, уровень усвоения тем, выносимых на самостоятельное изучение, контролировать уровень опережающей самостоятельной работы.

Устное сообщение

Проводится на практических занятиях.

Позволяет контролировать качество выполнения индивидуального задания, оценить способности студента к поиску, анализу, структурированию и презентации информации; оценить способность студента к анализу научных публикаций по заранее определенной преподавателем теме.

Проверка конспектов/

индивидуального задания

Проводится на каждом занятии.

Позволяет контролировать качество проработки тем, выносимых на самостоятельное изучение.


^ 6.4 Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

Основная литература

  1. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия / Я.С Уманский., Ю.А. Скаков, А.Н. Иванов, Л.Н. Расторгуев -  М.: Металлургия, 1982. – 632 с.

  2. Металловедение  и термическая обработка стали: Справочник в 3-х томах /Под ред. М.Л. Бернштейна, А.Г. Рахштадта. 4-е изд. Перераб. и доп. Т.1. Методы испытания и исследования. В 2-х книгах. – М.: Металлургия, 1991. – 304 с.

  3. Утевский Л.М. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении. М.: Металлургия, 1973. - 584с.

  4. Рентгенографический электронно-оптический анализ. Горелик С.С., Скаков Ю.А., Расторгуев Л.Н. Учебное пособие для вузов. – М.: МИСИС, 1994. - 328с.

Дополнительная литература

  1. Пущаровский Д.Ю., Фетисов Г.В. Построение дифрактограмм поликристаллов по структурным данным. М., МГУ, 1991, с.56.

  2. Перспективные материалы. Структура и методы исследования Учеб. пособие / Под ред. Д. Л. Меерсона. – Тольятти: ТГУ, МИСиС, 2006. – 536 с.

  3. Праттон М. Введение в физику поверхности. – Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2000. – 256 с.

  4. Оура К., Лифшиц В.Г., Саранин А.А., Зотов А.В., Катаяма М. Введение в физику поверхности. –М.: Наука, 2006. – 490 с.

  5. П. Хирш, А. Хови и др., Электронная микроскопия тонких кристаллов. – Москва, Мир. - 1968.


Электронные ресурсы

  1. Нанотехнологическое сообщество [Электронный ресурс]: www.nanometer.ru

  2. Интернет-журнал о нанотехнологиях. [Электронный ресурс]: http://nanodigest.ru/

  3. Нанотехнологии. Научно-информационный портал по нанотехнологиям [Электронный ресурс]: http://nano-info.ru/

  4. Нанотехнологии: сегодня и будущее. [Электронный ресурс]: http://www.nanoevolution.ru/cat/nanomedicina/



^ 7. Средства (ФОС) текущей и итоговой оценки качества освоения модуля (дисциплины)

Темы тестов

№1 Взаимодействие электронов и рентгеновского излучения с веществом.

№2 Физика рентгеновских лучей. Способы получения и природа рентгеновских лучей;

№3 Особенности рассеяния нейтронов кристаллами;

№4 Конструкция электронного микроскопа. Оптическая схема и принцип действия;

№5 Применение электронной микроскопии. Локальный фазовый анализ.

№6 Области применения методов электронной дифракционной микроскопии;

№7 Методы приготовления объектов исследования просвечивающей электронной микроскопии;

№8 Методы подготовки объекта исследования в растровой микроскопии;

№9 Спектрометрия в просвечивающей электронной микроскопии.


^ Вопросы к экзамену по дисциплине

  1. Основной набор физических методов как единая система, позволяющая измерить или вычислить большинство из известных свойств, характеристик и параметров твердых тел;

  2. Принципы растровой электронной микроскопии;

  3. Физика рентгеновских лучей. Способы получения и природа рентгеновских лучей;

  4. Фрактография. Качественные и количественные методы;

  5. Дифракция рентгеновских лучей в кристаллах. Кинематическое приближение;

  6. Использование методов просвечивающей электронной микроскопии для изучения процессов старения;

  7. Особенности рассеяния нейтронов кристаллами;

  8. Конструкция нейтронного дифрактометра;

  9. Использование методов просвечивающей электронной микроскопии для исследования структуры деформированного металла;

  10. Взаимодействие электронов с веществом;

  11. Выбор методов структурного анализа при решении задач материаловедения;

  12. Особенности подготовки объектов исследования методами сканирующей электронной микроскопии;

  13. Особенности подготовки объектов исследования методами просвечивающей электронной дифракционной микроскопии;

  14. Методы рентгеноструктурного анализа монокристаллов. Методы неподвижного и вращающегося кристалла.

  15. Представление методов рентгеноструктурного анализа в обратном пространстве;

  16. Области применения методов рентгеноструктурного анализа монокристаллов;

  17. Основы метода спектроскопии Оже-электронов;

  18. Конструкция Оже-спектрометра;

  19. Требования к образцам при использовании метода спектроскопии Оже-электронов;

  20. Возможности и примеры применения Оже-электронной микроскопии;

  21. Конструкция электронного микроскопа. Оптическая схема и принцип действия;

  22. Электронография. Принципы дифракции быстрых электронов;

  23. Построение сечений обратных решеток кристаллов.  Индицирование микроэлектронограмм;

  24. Электронно-микроскопические изображения. Теория дифракционного контраста. Экстинкционная длина;

  25. Формирование изображений в светлом и темном полях методами электронной микроскопии;

  26. Спектрометры рентгеновского излучения. Полупроводниковые детекторы рентгеновского излучения;

  27. Применение электронной микроскопии. Локальный фазовый анализ;

  28. Применение электронной микроскопии. Определение ориентационного соотношения кристаллов.

  29. Применение электронной микроскопии. Исследование дислокационной структуры;

  30. Применение электронной микроскопии. Исследование гетерофазных структур. Виды контраста на выделениях второй фазы. Влияние частиц второй фазы на картину дифракции


^ 8. Рейтинг качества освоения модуля (дисциплины)

Аттестация (зачет) производится в конце семестра также путем балльной оценки. Итоговый рейтинг определяется суммированием баллов текущей оценки в течение семестра и баллов промежуточной аттестации в конце семестра по результатам зачета. Максимальный итоговый рейтинг соответствует 100 баллам.


Таблица 4.

^ Рейтинг-план освоения модуля (дисциплины) в течение семестра

Недели

Текущий контроль

Теоретический материал

Практическая деятельность

Итого

Темы лекций

Баллы

Название практических занятий

Баллы

Конспект

Баллы

Тесты

Баллы

Баллы

1

^ Введение. Общие представления о методах исследования структуры материалов.




Общие сведения о современных приборах, применяемых при исследовании наноматериалов

2







№1

2

4




^ Общие понятия о методах исследования наноматериалов

2













2




^ Сравнительный анализ методов и методик.

2













2

2

^ Методы рентгеноструктурного анализа монокристаллов.




Физика рентгеновских лучей.

2

Современные приборы рентгеноструктурного анализа


2







2




^ Дифракция рентгеновских лучей в кристаллах.

2













2




^ Ознакомление с устройством и характеристиками

2







№2

2

4




^ Пробоподготовка образцов для анализа структуры и фазового состава методами рентгенофазового анализа

2













2




^ Участие в съемке дифрактограмм керамических материалов на рентгеновском дифрактометре «XRD-7000S».

2

Исследование материала методами рентгеноструктурного анализа


2







4




^ Качественный фазовый анализ.

2













2




^ Индицирование дифрактограмм.

2













2

3

^ Особенности рассеяния нейтронов кристаллами.
















№3

2

2

4

^ Взаимодействие электронов с веществом.




Применение электронной микроскопии.

2













2




^ Ознакомление с устройством и характеристиками электронного дифракционного микроскопа просвечивающего типа «JEM-2100F».

2







№4

2

4




^ Электронно-микроскопические изображения.

2













2

5

^ Конструкция электронного микроскопа.




Представление дифракционной картины в обратном пространстве.

2

Теоретический и практический методы анализа дифракции электронов

2







4




^ Методы и способы изготовления объектов исследования в просвечивающей электронной микроскопии.

2







№5

2

4




^ Пробоподготовка образцов для анализа структуры и фазового состава методами электронной дифракционной микроскопии

2













2

6

^ Спектрометрия в просвечивающей электронной микроскопии.




Участие в исследовании дефектной субструктуры металлических материалов

2

Методы и методики приготовления объектов исследования в электронной микроскопии

2







4




^ Анализ электронно-микроскопических изображений дефектной субструктуры металлических материалов

2







№6

2

4




^ Исследование состояния кристаллической решетки металлов и сплавов методами дифракционной электронной микроскопии

2













2

7

^ Принципы метода рентгеноспектрального микроанализатора.




Исследование фазового состава металлов и сплавов методами дифракционной электронной микроскопии

2







№7

2

4

8

^ Основы метода спектроскопии Оже-электронов.







2

Рассеяние электронов. Генерация вторичных электронов. Медленные и быстрые вторичные электроны. Оже- электроны.

2

№8

2

6

9

^ Принципы растровой электронной микроскопии.




Методы растровой электронной микроскопии.

2







№5

2

2




^ Ознакомление с современными методами элементного анализа материала

2

Методы анализа структуры и элементного состава в электронной микроскопии


2







4




^ Ознакомление с устройством и характеристиками сканирующего (растрового) электронного микроскопа «JSM-7500FA»

2







№9

2

4




^ Пробоподготовка образцов для анализа методами сканирующей электронной микроскопии

2

Современные приборы Оже- спектроскопии

2







4




^ Фрактография поверхности разрушения нанокристаллического материала

2













2




^ Анализ методами сканирующей электронной микроскопии поверхности обработки нанокристаллического материала концентрированными потоками энергии

2

Принцы работы растрового микроскопиа

2







4




^ Проблемы выбора методов структурного анализа при решении задач материаловедения

2

Проблемы выбора методов структурного анализа при решении задач материаловедения

2







4

итого

50




18




18

86

Зачет

14

Всего

100



^ 9. Учебно-методическое и информационное обеспечение модуля (дисциплины)

1. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия / Я.С Уманский., Ю.А. Скаков, А.Н. Иванов, Л.Н. Расторгуев -  М.: Металлургия, 1982. – 632 с.

2. Металловедение  и термическая обработка стали: Справочник в 3-х томах /Под ред. М.Л. Бернштейна, А.Г. Рахштадта. 4-е изд. Перераб. и доп. Т.1. Методы испытания и исследования. В 2-х книгах. – М.: Металлургия, 1991. – 304 с.

3. Утевский Л.М. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении. М.: Металлургия, 1973. - 584с.

4. Рентгенографический электронно-оптический анализ. Горелик С.С., Скаков Ю.А., Расторгуев Л.Н. Учебное пособие для вузов. – М.: МИСИС, 1994. - 328с.

Дополнительная литература

1. Пущаровский Д.Ю., Фетисов Г.В. Построение дифрактограмм поликристаллов по структурным данным. М., МГУ, 1991, с.56.

2. Перспективные материалы. Структура и методы исследования Учеб. пособие / Под ред. Д. Л. Меерсона. – Тольятти: ТГУ, МИСиС, 2006. – 536 с.

3. Праттон М. Введение в физику поверхности. – Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2000. – 256 с.

4. Оура К., Лифшиц В.Г., Саранин А.А., Зотов А.В., Катаяма М. Введение в физику поверхности. –М.: Наука, 2006. – 490 с.

5. П. Хирш, А. Хови и др., Электронная микроскопия тонких кристаллов. – Москва, Мир. - 1968.


Электронные ресурсы

1. Нанотехнологическое сообщество [Электронный ресурс]: www.nanometer.ru

2. Интернет-журнал о нанотехнологиях. [Электронный ресурс]: http://nanodigest.ru/

3. Нанотехнологии. Научно-информационный портал по нанотехнологиям [Электронный ресурс]: http://nano-info.ru/

4. Нанотехнологии: сегодня и будущее. [Электронный ресурс]: http://www.nanoevolution.ru/cat/nanomedicina/


^ 10. Материально-техническое обеспечение модуля (дисциплины)

Дисциплина «Дифракционные, спектроскопические и зондовые методы и оборудование для диагностики структуры и свойств материалов» полностью обеспечена материально-техническими средствами. Лекции читаются в специализированной аудитории, оснащенной компьютерной техникой. Лабораторный занятия проводятся в «Нано-Центре» НИ ТПУ, оснащенном всеми необходимыми приборами (рентгеновский дифрактометр «XRD-7000S»; электронный дифракционный микроскоп просвечивающего типа «JEM-2100F»; сканирующий (растровый) электронный микроскоп «JSM-7500FA»; прибор для ионного утонения образцов Ion Slicer), а также в компьютерном классе, оснащенном интернет ресурсами и необходимыми компьютерными программами для анализа литературных данных и оформления тестов по текущему материалу.

Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС по направлению и профилю подготовки

физика.


Программа одобрена на заседании


Учебно-методического семинара кафедры НМНТ ИФВТ


(протокол № ____ от «31» августа 2010 г.).


Автор: профессор, д.ф.-м.н. _____________Ю.Ф. Иванов

Рецензенты: доцент, к.т.н. _________В.В. Ан

доцент, к.х.н._________Г.В. Лямина

rabochaya-programma-uchebnogo-kursa-po-obshestvoznaniyu-v-6-klasse-uchitelya-istorii.html
rabochaya-programma-uchebnogo-kursa-prirodovedenie.html
rabochaya-programma-uchebnogo-kursa-russkij-yazik-4-klass-kudryashovoj-a-h-uchitelya-nachalnih-klassov-vtoroj-kvalifikacionnoj-kategorii-stranica-3.html
rabochaya-programma-uchebnogo-kursa-russkij-yazik-7-klassa-sostavitel-stranica-7.html
rabochaya-programma-uchebnogo-kursa-socialnaya-i-ekonomicheskaya-geografiya-mira.html
rabochaya-programma-uchebnogo-kursa-vseobshaya-istoriya.html
  • learn.bystrickaya.ru/glava-3--rinki-cennih-bumag-aleksander-g-bejli-dzh-investicii-sh25-per-s-angl.html
  • credit.bystrickaya.ru/osushestvlyaya-energeticheskuyu-strategiyu-rossii-na-protyazhenii-mnogih-let-koordinacionnij-regionalnij-centr-toplivno-energeticheskij-kompleks-i-energosberezheniya-c.html
  • knigi.bystrickaya.ru/registraciya-uchastnikov-30-10-00-press-konferenciya-literaturnaya-gostinaya.html
  • shkola.bystrickaya.ru/pdprimnictvo-chast-2.html
  • uchebnik.bystrickaya.ru/utkin-a-i-pervaya-mirovaya-vojna-stranica-22.html
  • uchit.bystrickaya.ru/teoreticheskie-voprosi-obespecheniya-prodovolstvennoj-praktiki.html
  • obrazovanie.bystrickaya.ru/pravo-na-medicinskuyu-pomosh-doklad-o-soblyudenii-prav-cheloveka-v-lipeckoj-oblasti-i-deyatelnosti-upolnomochennogo.html
  • thescience.bystrickaya.ru/izveshenie-190-zk-o-razmeshenii-municipalnogo-zakaza-putem-provedeniya-zaprosa-kotirovok-na-komplektovanie-knizhnih-fondov-municipalnih-bibliotek-goroda-dubni.html
  • znanie.bystrickaya.ru/41-istorii-dlya-igr-kniga-rodari-predstavlyaet-interes-dlya-shirokogo-kruga-chitatelej-i.html
  • pisat.bystrickaya.ru/trofimov-v-n-iskusstvennij-intellekt-dobro-i-zlo-kak-zapretnij-plod-v-n-trofimov-e-v-trofimova-stranica-19.html
  • credit.bystrickaya.ru/otchet-po-rezultatam-samoobsledovaniya-oblastnogo-gosudarstvennogo-obrazovatelnogo-uchrezhdeniya-srednego-professionalnogo-obrazovaniya-rovenskij-politehnicheskij-tehnikum-stranica-5.html
  • holiday.bystrickaya.ru/o-rezultatah-i-osnovnih-napravleniyah-deyatelnosti-subekta-byudzhetnogo-planirovaniya-federalnoj-sluzhbi-po-tarifam-na-2010-2012-gg.html
  • learn.bystrickaya.ru/evropejskij-soyuz-kak-odin-iz-centrov-sili-sovremennoj-mirovoj-ekonomiki.html
  • znanie.bystrickaya.ru/7-lico-gazeti-priemi-i-sredstva-gazetnogo-oformleniya-zadacha-lyubogo-zhurnalistskogo-teksta.html
  • znanie.bystrickaya.ru/avgust-kalendar-znamenatelnih-dat-2009-god.html
  • portfolio.bystrickaya.ru/perechen-oborudovaniya-predpolagaemogo-k-priobreteniyu-v-ramkah-vedomstvennoj-celevoj-programmi-modernizaciya-zdravoohraneniya-rodionovo-nesvetajskogo-rajona-na-2011-2012-godi.html
  • tests.bystrickaya.ru/kontiki-skritie-fakti-kniga-adresovana-shirokomu-krugu-chitatelej-prezhde-vsego-tem-kto-interesuetsya-puteshestviyami.html
  • letter.bystrickaya.ru/nii-po-izucheniyu-lepri-roszdrava-stranica-3.html
  • tetrad.bystrickaya.ru/v-voronezh-s-vnezapnoj-proverkoj-priehal-glava-mchs-sergej-shojgu-internet-resurs-voronezh-36ru-07022011.html
  • thescience.bystrickaya.ru/indoevropejci-istoricheskie-korni-slavyan-stranica-16.html
  • crib.bystrickaya.ru/instruktivno-metodicheskoe-pismo-o-prepodavanii-predmeta-fizicheskaya-kultura-v-obsheobrazovatelnih-uchrezhdeniyah-belgorodskoj-oblasti-v-2010-2011-uchebnom-godu-vstuplenie-obosnovanie.html
  • reading.bystrickaya.ru/kommentarij-psihologa-istoriya-tretya-antonio-gaudi.html
  • apprentice.bystrickaya.ru/veb-programmist-web-programmist-rukovodstvo-izdatelskogo-doma-5.html
  • portfolio.bystrickaya.ru/osnovnie-ponyatiya-ekzistencializma-sovremennaya-zapadnaya-filosofiya.html
  • university.bystrickaya.ru/glava-u-o-sobstvennosti-i-bogatstve-traktata-o-chelovecheskoj-prirode-kniga-pervaya-opoznanii-87.html
  • prepodavatel.bystrickaya.ru/statya-predostavlena-valeriem-petrovichem-hohlovim-i-evgeniem-konstantinovichem-epovim-prislana-sergeem-leonidovichem-galkinim.html
  • letter.bystrickaya.ru/nevejkin-vladimir-petrovich.html
  • university.bystrickaya.ru/franciska-skorini-g-n-karopa-e-n-mihalkina-slorar-terminov-i-ponyatij-po-kursu-biogeografiya-s-osnovami-ekologii-gomel-2008-stranica-7.html
  • control.bystrickaya.ru/chteniya-konkurs-posvyashennij-pamyati-m-m-ellanskogo-priglashaem-k-uchastiyu-studentov-aspirantov-molodih-uchenih.html
  • urok.bystrickaya.ru/praktika-ilya-chert-skazka-o-prigune-i-skolzyashem.html
  • control.bystrickaya.ru/biznes-planirovanie-socialno-investicionnaya-programma-puhovij-mir-kursovaya-rabota-studenta-2-kursa-mustakimova-vyacheslava-alekseevicha-stranica-7.html
  • exchangerate.bystrickaya.ru/assortiment-kachestvo-i-pishevaya-cennost-hleba-chast-7.html
  • predmet.bystrickaya.ru/sedmaya-ramochnaya-programma-nauchno-tehnologicheskogo-sotrudnichestva-es-7rp-programma-stranica-6.html
  • desk.bystrickaya.ru/otchet-po-teme-stranica-5.html
  • ucheba.bystrickaya.ru/programma-konferencii-immod-2003-sankt-peterburg-23-24-oktyabrya-23-oktyabrya-chetverg.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.