【关键词】材料研究方法；教学改革；研究性思维
【中图分类号】G64【文献标识码】B【文章编号】2095-3089（2014）27-0039-01
“材料研究方法”课程是一门具有多学科交叉性、发展性和前沿性的课程，同时又具有很强的实践性，课程包含许多学科的基础理论知识。目前，材料研究方法课程已经成为高校材料科学与工程专业、应用化学专业、高分子专业等的专业必修课和主干课，可见，材料研究方法课程日益受到重视。
关于材料研究方法的教学改革措施各个学校都在认真考虑和研究，根据自己的具体情况及学科专业发展的需要进行相应的调整。如何使学生在较短的时间内掌握这门课程，并能够在将来的工作和研究中应用自如，是本课程教学改革的首要问题。先后有不少人提出了关于材料研究方法课程的教学改革思路，如采用项目实例进行仪器讲解的创新课堂教学与设计型实验和虚拟型实验相结合的实践教学[1]；在教学内容中穿插科研工作（即项目实例）的思路[2]；综合实验课程的设置[3]，等等。总之，“材料研究方法”课程改革的趋势是培养具有“创新能力”的人才，而“创新能力”即具有“创新思维”或“研究性思维”。
1.材料研究方法课程教学现状及存在的问题
近年来，关于“材料研究方法”课程的教材出版了很多[4-5]，每本都有自己的特色。但纵观各校的材料研究方法课程及出版的教材，在内容、形式和目的上基本一致，均以仪器为主，以讲解各种仪器的原理、用途及仪器实验课程为主要形式，让学生更好的掌握和利用材料现代测试技术。
本人从事材料研究方法课程教学7年，带领材料化学专业和材料专业大学本科毕业设计近10年，以及担任公司研发部负责人工作2年、项目合作公司研发部研究人员辅助培训2年，在这些专门的课程教学和工作经历中，遇到了很多关于材料研究方法的问题。具体体现在：①单纯的理论授课和单纯的实验课，对学生的自主能力激发有限，学生没有发挥的空间；②课程考试或考核完全合格，但在本科毕业论文设计中依然不知道如何开展一个课题，如果进行材料的设计、研究和分析；③公司的研发部门所招人员均为国内不同高等院校材料专业研究生或本科生，本科阶段或研究生阶段已修过材料研究方法课程，但真正从事材料研究工作的时候缺乏研究性思维，不利于工作的开展。
2.材料研究方法教学改革的措施
基于以上分析，本论文从理论教学内容、大型仪器上机实验、材料研究方法的综合实验及分析三个方面研究和改进材料研究方法课程教学，以“培养研究性思维”为目标，以“材料分析为中心、仪器为依托、引入材料设计与分析的研究性课题相结合的课堂讲授、仪器实践、研究性课题贯穿始终”为教学模式，构建材料研究方法课程的基本框架，通过拓宽理论教学内容、引入材料设计及分析综合实验，提高学生的材料研究设计能力，最终实现研究性思维的培养。
（1）课堂教学内容改革
①加深理论基础教学
作为一个材料专业的学生，首先要对材料进行全面的了解。对材料的化学成分、结构、性能、形态的理解不能仅仅浮于表面，各自孤立起来理解，材料的性能是与其结构、成分、形态等密切联系的，这需要扎实的基础知识，因此在材料研究方法课程教学中，遇到相关的理论基础，及时学习和复习。
②以理论为基础，拓宽应用
每种检测仪器附带的附件可有几类，因此检测信息也有多种。
③以项目为实例，贯穿整个材料研究方法课程
材料研究方法虽说是一门实践性很强的学科，但是单纯的把教学与实践分开来，可能更有利于培养检测人员，而不利于培养具有“研究性思维”的人才。
（2）课程的实践探索
①理论教学与实践教学完全分开
本次教学改革中，将理论课程与实践教学课程完全分开，即单独开设纯粹的理论课程和实验课程。而且实验课以专门的实验教师为主讲授，理论授课教师为辅助。
②辅助课题
在理论课程开始前，每个学生或者每组学生设计一个课题，通过自己查阅资料、设计实验方案、实验、样品检测、结果分析等一系列的过程，到课程全部结束，完成该课题。这样的课题更有助于加深对材料研究方法的理解，培养“研究性”思维。能够在更深层次上理解材料研究方法，为以后进一步深造或工作打好基础。
3.材料研究方法课程改革实践的初步成效
2013年上半年，我们在本校化学专业的材料研究方法课程中部分实施了新的教改内容。其中将理论课与实习课完全分开，课程教学结束后，由专门的实验教师进行实践课程教学。
4.结论
“材料研究方法”课程对于材料学科的学生至关重要，是一门既需要扎实的基础理论知识，又有很强的实践性的学科，因为，如何提高教学效果，体现其学科特点，尤为重要。本次教学改革试点取得了初步成效，以后可进一步加强和贯彻。但是也存在一些缺陷，比如学生人数众多，教学资源不足，老师的工作量加大。因此为了保障课程教学改革的进行，培养出具有“研究性”思维的人才，学校需加大教学资源的投入。
参考文献
[1]吕春菊，舒康颖，司平占等，《材料现代研究方法》课程建设与教学实践[J].科技信息，2011（16）：109.
[2]雷彩虹，“高分子材料研究方法”课程教改初探[J].广东工业大学学报（社会科学版），2008：127-128.
[3]曾鸣，严蕾，潘勇军等，“高分子材料研究方法综合实验”课程的教学探索[J].高分子材料科学与工程，2011（10）：185-187.
【关键词】高分子材料；功能助剂；现在发展趋势
1高分子材料功能助剂行业现状
（1）高分子材料的发展对于化学助剂行业有高度的关联性。高分子材料化学助剂已经成为现代化学工业体系和材料科学体系的重要交叉领域之一，在高分子材料生产、储运、加工、使用过程中的作用愈加突出，几乎每一种高分子材料的每一种性能都依赖相对应的化学助剂实现。
（2）化学助剂行业发展的专业性越来越强。随着经济水平对于高分子材料要求的提高，新材料技术和化工产业的不断进步，高分子材料化学助剂产业整体呈现快速发展的态势，表现为化学助剂新品种的不断出现，需求数量的较快增长，以及化学助剂性能的不断改进。国际同行业巨头往往根据自身技术优势和经营特点选择几大类别的化学助剂进行生产经营，呈现出化学助剂行业发展的较强专业性。
（3）中国化学助剂行业发展市场潜力巨大。中国在高分子材料领域的高速发展，使我国已成为全球高分子材料化学助剂需求的增长重心。
（4）中国高分子材料化学助剂行业处于加速发展阶段。由于我国高分子材料化学助剂行业起步晚，行业的整体发展水平与国际水平还存有差距，一方面单一企业经营规模较小、新结构物产品匮乏、化学助剂应用技术服务能力较差、行业集约化程度不够、产品未形成集约化规模经营、高端产品少、许多产品品种形成系列化。另一方面，中国化学助剂行业呈现快速发展的态势，专业化、规模化、技术型企业不断出现和发展，部分企业已经在全球具有很好的知名度。
2高分子材料功能助剂的发展分析
2.1分离纯化技术
分离纯化技术是指将特定化学物质与周边干扰物质彼此分离，获得单一高纯度化学物质的技术。分离提纯的方法主要包含两大内容：一是研究获得高纯度物质的分离提纯方法，二是研究如何将这种分离提纯方法，实现大规模的工业生产。分离提纯的方法不拘泥于物理变化还是化学变化，在可能的条件下使样品中的杂质或使样品中各种成分分离开来的变化都可使用。化学助剂生产就是利用前述一种或几种技术的组合对产品原料、中间体、产成品进行纯化，使其满足工艺过程和质量指标的各项要求。
2.2化学合成技术
化学合成技术是指利用现有化学物质创造出具备特定结构和性能的化学物质技术，主要包括：卤化技术、磺化技术、硝化技术、酯化技术、氧化技术、还原技术、烷基化技术、酰化技术、氨解技术、羟基化技术、缩合技术、聚合技术、官能团的引入和选择性转换技术等单元反应技术。化学助剂生产就是利用前述一种或几种技术的组合对产品原料、半成品进行化学合成，进而得到成品或中间体的过程。
2.3检测分析技术
检测分析技术是指针对特定目标物质，获得其成分、结构、性能、纯度等具体参数的技术手段，主要包括：高效液相色谱分离检测技术、气相色谱分离检测技术、原子吸收光谱检测技术、气-质联机差热分析技术、热失重检测分析技术、激光粒度检测技术、X衍射分析检测技术、红外和紫外光谱分析检测技术及其他一系列化学或物理分析技术等。化学助剂的生产需要选用适当的检测技术或几种技术的联合，对原料、中间体、产成品和生产过程控制的各项指标进行分析检验以确保符合客户和生产的需要。
2.4化学助剂应用技术
高分子材料化学助剂应用技术是在化学助剂复合技术基础之上发展而来，其主要内容包括：一是指化学助剂在完成化学合成之后的剂型选择和确定，比如造粒、乳化、微粒化等，以使化学助剂适宜于在高分子材料中更好发挥作用；二是指为确保不同的高分子材料获得特定的功能和用途，需要添加不同品种、不同功能、不同剂量的各种化学助剂来实现高分子材料的性能改善目标，
3高分材料功能助剂的发展趋势
（1）高效化。高效化是指在确定助剂用量的情况下实现效果最大化。主要途径为助剂的高分子量化，普通的助剂分子量较低，容易挥发迁移、渗出，降低了助剂的效能，而高分子量化可减少挥发性、迁移性，提高热稳定性、耐水解能力、与材料的相容性，而使助剂的效能得以充分发挥。
（2）多样化。高分子材料化学助剂的多样化不仅在于新品种的出现和应用高分子材料范围的扩大，更在于其作用途径的多样化。高分子材料化学助剂的功能是由其相应的官能团结构决定的，一方面，传统的官能团结构不断得到改进和完善，使产品序列不断丰富，另一方面，新的官能团结构不断被发现，使助剂发挥作用的途径呈现多样化。
（3）复合化。复合化的是各种高分子材料化学助剂的共混物，目的是令高分子材料化学助剂具有多功能性和增强协同效应，使应用简单方便。现代的复合技术已非初期的几种助剂简单混合，已发展成为多组份协效性能的研发，各组分之间协同机理的研究和协同组分的开发将是高分子材料化学助剂复合应用技术研发的关键。
（4）系列化。系列化指通过对同一类助剂产品的结构和其应用性能发展规律的分析研究，将系列化的新助剂产品的主要参数、类型、性能、基本结构等作出合理的安排与计划，以协调同类产品、配套产品和目标高分子材料之间更加合理的协同关系，从而充分发挥助剂产品的协同效应和协配性，获得更好的市场通用性。
（5）环保化。随着环保法规日益严格和可持续发展需要，环保化将成为化学助剂发展的重点。一方面是化学助剂制造过程的清洁生产工艺的开发，节能减排；另一方面主要为发展环境友好助剂，限制或禁止使用对人体和自然环境有毒有害的助剂。
4结束语
随着高分子材料化学助剂高效化、多样化、复合化、环保化、系列化的趋势不断发展，高分子材料化学助剂的各类相关技术也沿着上述趋势不断演变进步。高分子材料化学助剂企业只有在掌握化学助剂主体技术的基础之上，沿着发展趋势不断研发新技术，才能在未来的竞争中获得优势地位。
参考文献：
[1]白凡飞，贺平，贾志杰，黄新堂，何云.原位生成法制备单分散的纳米氧化锌分散液[J].材料科学与工程学报，2005（05）.
【关键词】钢铁；齿轮材料；化学分析检验
1、引言
齿轮，是现代化机械中应用比较广泛的零件，然而绝大多数的齿轮都会选择钢材为加工原材料，因为只有钢材能够满足其对强度、硬度、韧性等各方面的要求。但现市场中，钢材的品种的差异、会造成性能有极大的不同，若是使用与预想性能不相符的钢材，就会损失很大甚至产品报废，因此对钢材的选择也必须慎重。然而钢材应用广泛、品种繁多，其中所包含的成分亦是错综复杂，它主要成分是铁和其他金属物质，铁与其他金属物质的比例决定着钢材的硬度、塑性和强度等性能。因此只有检验到钢铁所包含的化学成分，才能更好的利用。
2、材料理化检验
材料理化检验主要是检验材料的使用性能。而是施工常见的材料检验包括焊材扩散氢检验，晶间腐蚀，力学性能和化学性能。
2.1焊材扩散氢检验
焊材扩散氢检验主要是检测焊接材料中的氢元素含量。主要的办法有甘油置换法，气相色谱法以及水银置换法。
2.2晶间腐蚀
不锈钢材料腐蚀破坏的主要形式便是晶间腐蚀，晶间腐蚀需要加工试块，试块表面需要达到抛光要求。试验主要用以百分之十的草酸作为依据再进行长时间热酸试验。这类实验时间较长，试验成本也比检验成本高一些。
2.3力学性能
力学性能主要检测强度，韧度，塑性和硬度，通过万能拉力机检测强度，常温条件下材料的受载抵抗塑性变形和防止破坏的能力是不同的，不同材料在不同的温度下强度亦不同。
2.4化学性能
材料的化学分析主要是检测碳，锰，硅，磷，硫等五大元素的分析，接下来是对于其他元素根据不同的检验而确定。化学分析可以定量分析出所测材料的成分含量，但是精确度仅限于大概一个范畴值。
3、齿轮材料及选择原则概述
3.1常用的齿轮材料
对于常用的齿轮材料，最适合用来制造齿轮的材料是钢，钢的韧性好，耐冲击，还可以通过热处理或者化学处理的办法改善其力学性能以及提升齿面硬度，因此除了尺寸过大或者结构复杂只适合铸造之外，一般制造齿轮是用含碳量在百分之零点一五到百分之零点六的碳钢或合金钢。由于合金钢可根据金属的成分以及性能，来提高材料的韧性，耐磨，耐冲击和抗胶合的性能，也可以通过热处理或者化学热处理的办法来提高其齿面的硬度。比如航空用齿轮便是需要这种能够承受高速，重载而且尺寸小质量小的优良合金钢。对于尺寸较大一点的齿轮，便需要锻钢。锻钢的耐磨性以及强度均较好，但必要时也需调质。铸铁由于性质较为脆，抗冲击和耐磨性均较差，但是抗胶合抗点蚀的能力好，因此适合用于速度较低功率不大而工作平稳的位置。对于高速轻载以及精度要求不高的齿轮传动会用非金属材料制作小齿轮，以降低噪声。
3.2齿轮的选择原则
齿轮材料样式繁多，但是在选择时也必须考虑一定的因素在内，首先要满足工作条件的要求，如用于家用办公类的机械功率小，但要求传动平稳，噪声小常选用工程塑胶作为齿轮材料；而用行器械上的齿轮则要求质量足够小，可靠性高以及传递功率较高，因此必须选用机械性高的合金钢。其次需要考虑齿轮尺寸的大小，成型方法以及制作工艺，因为不同的尺寸，要求都对应不同程度的齿轮。比如大齿轮一般选用铸钢或铸铁来铸造毛胚，中等或中等以下的齿轮用锻钢制造毛胚，而尺寸又小要求也不高时，可用圆钢来制造毛胚。
3、钢铁化学分析检验方法
3.1火花法
此方法是将实验样本直接放在砂轮机上磨削，根据磨削时火花的形状颜色亮度以及大小
进行定性判断，此方法不但设备简单，高效率，而且使用起来十分方便。但是火花法也有着其无法避免的缺点准确率差受人为因素影响大，只能大致判断元素分类，不能准确分析出化学成分含量。在现今市场中，因为客户对成品的要求逐渐升高，生厂家也变得越来越严格，更精准、更便利的检验方法已经出现，火花法已经逐渐被淘汰。
3.2化学分析法
化学分析法，是以物质的化学反应为基础的分析方法，也就是运用化学方法原理，来将钢铁种特定的元素进行溶解，根据其物理或化学性质，使用相应办法进行化学分析的检测。方法分别有测量组成部分的定性分析，确定每个组合成分的确切含量的定量分析，根据化学反应生成物的质量求被测成分的重量分析，根据化学反应产生的气体的体积或气体与吸收剂反应生成的物质的质量，测出被测成分含量的气体分析，以及根据化学反应中消耗标准溶液的体积和浓度求出被测成分的组成的滴定分析。然而，化学分析法虽然分析准确，范围广，但需劳动力大，分析检测时间长，操作繁琐，对分析人员要求较高，工作人员需要有一定的专业化的化学分析基础并且有足够的能力完成检测与分析钢材。然而，厂家进行齿轮生产，需要大量的齿轮的钢材原材料。首先需要培训出一批化学专业的工作人员；其次还要消耗大量的人力物力财力；最后，厂家生产产品是为了直接或间接获得经济利益，但是使用化学分析法，已经无法满足厂家高生产率的要求不利于公司的经营与运转。但化学分析法作为一种高标准的检验方法，也可以作为检验方法的权威，对比各种检验方法的缺陷处，在钢材化学分析检验的众多方法之中担任仲裁者的身份，也可以在其他办法不能检验或判断时使用。
4、仪器分析法
4.1光分析法
光分析法可分为非光谱法和光谱法两类。非光谱是指不以光的波长为特征，仅仅通过测量电磁辐射的变化的方法来测定物质含量，常用的方法有干涉法，折射法，电子衍射法。而光谱法是现在检验钢材成分的较为先进方法之一。光谱法可分为发射光谱分析法，x射线荧光光谱分析法，以及激光显微谱分析法。其中最为主要的便是发射光谱分析法，与落后的火花法和鲜明的优缺点的化学分析法均不同，发射光谱分析法是目前使用最为广泛钢材化学成分检验法，它操作方便，检验效率高，因此受到大部分厂家的欢迎，但设备价格昂贵，对环境和所需要的操作技术水平要求高。它分析物质的化学元素组成是根据试样物质中不同原子的能级迁使产生的不同广谱。发射光谱分析法是使用电火花或者电弧所产生的高温给以外界的力量，使得材料中的各种元素蒸发从原本的固态原子转变为气态原子，并把气态原子的外层电子激发到高能态，然而处于高能态的电子十分不稳定，，会跃迁到基态或者低能态，在这个过程中便产生辐射，也就是各种元素受激发而发出的特征波长，采用光栅分光后，可以形成按照波长排列的“光谱”。而此办法便是从识别出这些元素出发，鉴定各种元素是否存在以及通过元素特征光谱线的强弱，使用计算机进行处理，最后计算出各种元素的百分含量。
4.2电分析化学方法
此方法是以电讯号为计量关系的一种办法，通过电导，电位，电解，库伦以及伏安等办法分析出物质的成分含量。
5、结束语
齿轮材料，是当代各种机械生产中需求较大的钢铁原料零件。齿轮质量的好坏和材料的理化检验，对机械制造业领域均有着直接的影响。良好的齿轮材料质量基础，是保证生产合格产品的前提和保证。因此，基于齿轮材料进行钢铁化学分析检验，更为重要的，也是必要的。当然各种分析检验方法均有利有弊，需要我们根据实际情况进行分析与思考，选择最适合的一种。
参考文献
[1]骆庆华齿轮材料的化学分析检验方法[J]汽车齿轮；2010（2）13-14
【关键词】材料结构分析精品课程教学改革
【中图分类号】R2【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2013）01-0024-02
材料结构分析技术是研究晶体结构及其变化规律的重要手段，是材料科学工作者必须掌握的基本知识。随着科学技术的不断发展，众多新型材料不断涌现，材料微观组织与结构分析在材料科学研究中所扮演的角色也越来越重要。因此，高校理工科专业开设有关材料结构分析相关课程，其必要性与重要程度不言而喻。
中南大学材料学院开设的“材料结构分析”一课是全院乃至全校示范性课程，其拥有一流的教师队伍，课程教学内容充实、教学方法先进，教学管理制度完善，教学团队还根据课程内容出版了一系列高水平教材和实验指导书籍。课程的主要内容是有关材料结构表征，以及相关分析仪器和测试技术的介绍，一直是金属材料工程、材料加工工程、粉末冶金工程、材料科学与工程等本科专业必修的专业基础课，并于2008年被评为湖南省精品课程、国家精品课程。在多年的教学实践中，各位任课教师和学者积累了丰富的经验，形成了一支科研业务强、教学水平高的一流团队，为学生创造出了一套完整、科学的理论和实践能力培养体系，在教学改革方面也取得了显著的效果。
一、以创新教育为核心，建立人才创新体系，培养高水平人才
本课程按照国家精品课程的标准和要求进行建设，在教师队伍、教学内容、教学模式、教学方法、教材建设和教学管理等方面争创一流，旨在培养学生的创新思维和创新能力。
学生通过本课程的学习，了解材料科学研究工作者通常关注的主要显微结构分析内容；掌握各种常见分析仪器的功能和基本原理，掌握材料结构分析的基本实验技术、样品制备方法；能与专门从事X射线、电子显微分析等材料结构分析工作的实验人员共同设计试验方案，正确分析检测结果，熟练选用材料结构分析手段开展相关科学研究。
通过扎实的基础理论学习和过硬的实验技能训练，培养学生从事材料科学研究必备的结构分析实验技能，提升从事材料科学研究的基本能力和综合素质，为后继专业课学习、开展毕业论文及科学研究奠定坚实的基础。
二、加强师资培养，形成了一支结构合理、水平较高的主讲教师队伍
本课程已有近五十年历史，近半个世纪的传承，经过经验丰富的老教师的传、帮、带，形成了一支由黄伯云院士担任教学顾问，教授/博导、副教授、讲师和高级实验师组成的高水平教学团队，具有博士学历者60%以上；知识结构和年龄结构合理，既有经验丰富的老教师，也有年富力强的中青年教师骨干；师资配置合理，主讲教师9人，讲授/辅导教师4人，实验教师5人。其中教授/博导6人，研究员1人，副教授4人，讲师/实验师6人，助教1人。其中具有博士学位的11人，留学回国人员10人。教学队伍师德优良，学术造诣高，教学能力强，责任心强，团队和谐，长期承担本课程和相关课程教学工作，经验丰富，特色鲜明，青年教师培养计划科学合理，卓有成效。
五年来，材料结构分析精品课程教学团队中45岁以下主讲教师3人晋升为教授，1人晋升为研究员，4人评聘为博导。获部级、省级、校级教学成果奖10人次，1人获政府特殊津贴，2人被评为教育部优秀人才，1人被评为芙蓉学者，2人选为湖南省青年骨干教师培养对象。由45岁以下主讲教师参与、主持部级教学改革项目2项，主持国家863项目4项，国家自然科学基金项目3项，军工配套项目2项，其它省、部级重大科研项目12项。期间，他们发表高水平学术300多篇论文，申请专利6项。
本课程教学队伍一直工作在教学科研第一线，具有多年从事教学工作的丰富经验和强烈的敬业奉献精神。经过多年的教学改革与实践，建立了长期的合作伙伴关系和友好的团队协作精神，是一支“强业务，高水平，爱岗敬业的年富力强”的教学团队。
三、精炼教学内容，形成特色体系
“材料结构分析”原理与技术是晶体学、结构化学、金属学、原子物理、微电子学等多学科的交叉与融合。本课程针对全校材料学、材料加工工程、材料化学、粉体材料、冶金工程、机械工程等不同专业的共性和个性，整合、优化教学内容，凝炼核心技术，科学设计课程体系，形成了自己的体系特色。
针对我校材料科学与工程专业本科人才培养目标和“材料结构分析”课程定位，在“以学生为本，融知识传授、能力培养、素质教育于一体”的现代教学理念指引下，本课程结合“材料结构分析”的基本原理和学科的前沿发展，立足于“重基础、宽口径”、“服务有色金属行业、拓展新材料领域”的大材料学科人才培养思想，精选“X射线衍射分析”和“电子显微分析技术”为主要教学内容，遵循现代教育教学规律，科学地设计了课程体系，实现了理论教学与实践教学的有机统一。
理论教学以材料结构表征、分析仪器及测试技术为主线，突出晶体X射线衍射、电子衍射等重点教学内容，恪守“表征为核心、仪器重操作、技术抓应用”的原则，注重先修基础课及后续专业课的衔接。且善于采用案例教学法，将主讲教师承担科研项目获得的典型实验结果（照片）引入课堂，既正确处理好了经典与现代的关系，又确保了教学内容的基础性、研究性和前沿性。
实践教学以其优越的条件为学生提供了一个应用理论来解决实际问题的平台。目前，我院拥有4台不同型号的X射线衍射仪，2台透射电镜，4台扫描电镜，仪器强件较多，而且全部实现了开放运行，有条件安排本科生上机练习。实践教学的主要方式是由实验老师配合课程授课内容，对照仪器讲解，介绍仪器结构、工作原理和操作步骤，学生在教师的指导下自己动手制备样品，操作仪器进行样品测试，实验获得图谱或照片也要求由学生进行自行分析，教师最后组织讨论和讲解。
实践教学针对“基本操作”、“测试手段”和“研究方法”三大训练模块开设了多层次、多方位的多种类型实验。其中“基础型”实验4项，主要针对X射线衍射仪、透射电镜、扫描电镜和能谱仪的结构、原理及操作方法进行训练，加深学生对“材料结构分析”理论的理解，让学生熟悉仪器构造和基本操作方法；“综合型”实验6项，主要包括为X射线衍射物相分析、点阵常数的精确测量、金属薄膜样品的制备及典型组织的观察、扫描电镜成分衬度像及高倍组织观察，让学生学会样品制备和实验结果分析，熟悉材料结构分析的基本应用，学会针对不同研究对象选择正确的分析方法，了解“材料结构分析”的应用；“设计创新型实验”3项，主要是结合学生课外创新研究课题及导师课题设计大型实验，运用已掌握的知识真刀实枪地解决材料科学研究中的实际问题，从而提升从事材料科学研究的基本能力和综合素质，为后继专业课学习、开展毕业论文及科学研究奠定坚实的基础。另外，我们制订并实施了引导学生参加课外科技创新实验和科学研究的方法与政策，并进行考核，形成了“课程实验+课外创新实验+毕业论文”四年不断线的实践教学格局。
四、启发式教学，以灵活的教学手段保证教学质量
在先进的教学理念指引下，创新了教学方法和教学设计，既重视发挥教师的主导作用，又尊重学生在学习活动中的主体地位，实行启发式教学，鼓励学生积极参与学校组织的本科生创新实验和科研活动。并将多种教学方法有机结合，改革考试考核办法，建立了完善的教学评价与考核体系，有效地调动了学生学习的主观能动性和积极性，极大地激发了学生的学习潜能。我们在教学手段和教学方法等方面进行了全面改革，完全淘汰了传统的黑板加粉笔式教学模式，将多媒体教学、网络教学、双语教学相结合，且取得了很好的成效。
在理论基础部分的教学过程中，通过多媒体课件和动画将理论公式的推导思路分步、形象、启发式地进行讲述，有效地促进了学生的积极思考，培养了学生思考问题、解决问题的能力；在有关仪器设备内容的教学过程中，通过模拟动画进行解剖和分析，使原来在黑板上难以讲深讲透的内容形象、生动地展示在学生面前，提高了学生的学习兴趣和学习热情，加深了学生对所学知识的理解和掌握，同时启发学生对现有设备提出结构改进意见，培养了学生的创新性思维能力。此外，利用留学回国教师和青年教师具有良好英语基础的优势，开展了双语教学。本课程“晶体基础”、“电子显微分析”部分采用英语课件，向学生推荐优秀的国外原版教学参考书，在传授专业知识的同时，提高了学生的外语学习兴趣和外语应用水平，同时为本课程与国际接轨奠定了基础。
网络教学环境学校的校园局域网及宽带网均与校内各教学楼、办公室、学生宿舍及教职工住宅区相通，并与国内外Internet网相联，网络教学软件资源齐备，硬件运行环境良好。我们自行制作能满足本课程教学需要的一整套授课教案、电子课件以及一系列仪器设备模拟动画和录像等教学软件，并从日本引进了Jade6射线衍射数据处理软件，可通过学校的局域网及宽带网经常保持更新，在教学过程中发挥积极的作用。在课程网站上建立了电子教案、教学指导、自测练习等，学生可以在网上自主学习，促进了教学效果的发挥。
重点、难点理论部分的教学采用“课前预习-学生发问-难点讲解-老师质疑-小组报告-学生汇报讲演”的“六步教学法”。通过学生自主学习，老师难点讲解的办法，逐步加深学生对教学重点、难点的理解，最后通过“汇报讲演”的形式牢固紧握。除此，本课程主讲教师都承担了大量的科研项目，在介绍材料结构分析方法基础知识后，结合科研案例讲解材料结构分析方法在材料研究中的具体应用，激发了学生的学习热情，加深了学生对所学知识的理解和掌握。
五、编纂特色教材，夯实教学基础
在教学条件保障上，所在学科为一级国学重点学科，该课程开设历史悠久，积淀深厚。自1980年以来，中南大学编写了《金属X射线衍射与电子显微分析技术》、《晶体X射线衍射学基础》（李树棠主编，冶金工业出版社出版）等教材，姜锋、尹志民主编的《材料结构分析》被纳入新世纪材料科学丛书选题；出版了《X射线衍射学实验方法》（李树棠主编，冶金工业出版社出版）及《金属材料科学与工程实验教程》（潘清林主编，中南大学出版社出版）等实验指导书籍，另外，尹志民主编了实验讲义《材料电子显微分析实验技术》，黄继武主编了网络讲义《Jade5使用手册》。这些教材、实验教材及网络讲义等被全国多所高校选为本科教材和考研参考书，在国内产生极大的影响和反响。
精品课程建设旨在利用现代信息技术，发挥高校人才优势和知识文化传承创新作用，广泛传播国内外文化科技发展趋势和最新成果，展示我国高校教师先进的教学理念、独特的教学方法、丰硕的教学成果。经过课程建设，使本课程形成系统、完善的全方位、立体化的教学体系，取得高质量的教学研究成果的同时，将中南大学“材料结构分析”课程建设成教学资源网络共享、在全国具有示范作用的部级精品课程。
参考文献：
黄伯云，坚持科学发展，办好功能材料高层论坛持续开拓创新，加速先进材料产业发展，2009年，功能材料
1结果与分析
1．1菠菜种质资源田间性状聚类分析对45份菠菜种质的形态学标记进行聚类分析，利用SPSS11．0软件计算出不同种群间的遗传相似度，对数据进行聚类分析，构建聚类分析树状图（图1）。如图1所示，形态学标记聚类将供试的45份菠菜种质分为3个类群。第一类群：美2号、美2号×全能、美3号、“06－118”、丹麦1号、美2号ד98－58”、法国5号、美2号×联、p07－22、“07－75”、强力398、荷兰5号、“98－58”×laron、冠军强力、全能×哈、美2号×罗、金成尖、法国6号×全能、福将。该类群的品种生物学特征为半直立株型，卵形叶型，叶面微皱，叶片有光泽且颜色为深绿色，叶面较厚，抽薹较晚。第二类群：マゼぅー、アニナ、07－p50、07－p24早熟、“07－74”、全能、“9508”×尖、沈尖叶、07－p24、07－p69、金成×哈、美2号ד9858”、07－p49、アスぅス×前卫433、07－65、07－75、アスロソ、“9507”×全能、全能ד9780”、p5。此类群的主要特征是株型为半直立，叶型为椭圆形，叶面微皱，叶色为绿色，抽薹期适中。第三类群：西安大叶、虎耳菜、p40－1、“07－86”、大叶、哈×全能。此类群的主要特征是株型为半直立，叶面微皱，叶色为绿色，叶裂刻浅，叶片厚度较薄。利用形态学标记方法对45份菠菜育种材料进行分类，从地理分布来看，基本上可以把不同地理分布的菠菜材料分开，以欧美品种和含有欧美血统的杂交种的材料聚为同一类群，以日本品种和含有日本血统的杂交种聚为同一类群，以中国品种和含有中国血统的杂交种聚为一个类群。
1．2菠菜种质田间形状的相关性分析利用SPSS11．0软件对45份菠菜育种材料的12个田间性状进行相关性分析。结果表明，有4组田间性状呈极显著负相关，株型和叶型（相似系数－0．351）、株型和叶面褶皱（－0．518）、叶面挺直度和叶尖（－0．384）、叶尖和株型（－0．494）。其中负相关性最大的是株型和叶面褶皱（－0．518），即株型越开展，叶面的褶皱越多；有6组田间性状呈极显著正相关，叶型和叶尖（0．636）、叶型和叶面光泽（0．469）、叶面褶皱和叶尖（0．542）、叶尖和叶厚（0．413）、叶面褶皱和叶厚（0．493）、叶色和抽薹期（0．413）。其中正相关性最大的是叶型和叶尖（0．636），说明叶尖很大程度上决定了叶片形状，研究比较了各种质量性状之间的关联性，为下一步研究其控制机理提供依据。利用SPSS11．0软件分析了菠菜种质田间性状之间的关联程度，并绘制成聚类图。由图2可知，菠菜的许多田间性状关联性很强，鉴于这些性状，分别针对每对相关性很高的性状设计完整的试验，进一步证实其相关的可靠性，从分子水平上进行QTL定位，验证其性状的位点与田间相关性试验结果的一致性。
1．3AFLP分析本试验用256对引物组合筛选出18对扩增效果较好的引物，分别是4769、4770、4776、5176、5264、5266、5268、5269、5270、5271、5276、5476、5563、5568、5569、5572、5578、5669（图3）。用18对引物对45份菠菜种质进行分析，共扩增出960个条带，146个多态性位点，PIC值为15．2％。
1．4菠菜种质AFLP分子标记聚类分析利用NTSYS2．10e软件对AFLP分子标记统计数据进行聚类分析，取遗传相似系数为0．68时，可将45份菠菜种质分为三大类群（图4）。第一类群：美3号、荷兰5号、美2号、“07－75”、金成×哈、丹麦1号、全能×哈、美2号×全能、沈尖叶、美2号×罗、美2号×联、福将、美2号ד98－58”、p07－22、“9507”×全能、美2号ד9858”、金成尖、“9508”×尖、アニナ、全能、法国5号。其中欧美材料有7个，日本材料有4份，中国材料有1份，杂交种有9份（其中有5个含有欧美血统）。此类群主要以欧美材料和含有欧美血统的杂交种为主。主要特征为株型半直立，叶色深绿，抽薹期较晚，叶片有光泽且较厚。第二类群：法国6号×全能、07－p24、全能ד9780”、アスぅス×前卫433、マゼぅー、冠军强力、“07－65”、07－p24早熟、“07－74”、07－p50、“98－58”×laron、07－p49、07－p69、アスロソ、强力398、大叶，此类主要以日本材料和含有日本血统的杂交种为主，其中日本材料12份，杂交种4份（都含有日本血统），没有欧美材料和中国材料。主要特征为叶片绿色，抽薹期适中，叶面微皱，叶片为椭圆形。第三类群：p5、p40－1、虎耳菜、西安大叶、哈×全能、“07－86”、“06－118”、“07－75”。中国材料6份，日本材料1份，1个杂交种（含有中国血统），没有欧美材料。此类群以中国材料为主，主要特征是叶色较浅，株型的直立性较强，抽薹比较早，叶片褶皱较少，叶片较薄。从AFLP标记分析的结果可以看出，大多数来自同一地区或有此地区血统的资源聚到了一类，但还有一些例外，尤其是来自日本的品种。主要是由于育种材料中选取的日本材料比较多，所以相对于中国和欧美材料来说，多样性丰富一点，而且日本菠菜育种一直居于世界领先地位，试验所用的一些材料很可能是日本材料和其他地区材料经过改良后得到的产物，所以这些材料的自交系会分到其他类群。而一些遗传背景很相似的材料却被分在不的类群，可能因为它们是多代自交系，第一代的种子较杂，后代分离比较大，而且也有可能和杂交技术有关。利用Structure2．3软件对45份菠菜种质进行Q值计算，结果表明（表3），除5份材料以外，其余材料的主成分都大于0．7，最大的达到0．981，说明所选育种材料的归属比较明确，同一类群内亲缘关系比较近，同时样品中还存在其他类的成分，但其含量较少，说明类与类之间的亲缘关系比较远。
2讨论
关键词：925银；补口；焊料
现在的世界，科技不断发展，使人们的生活水平大幅度提高。人们对饰品的外观、造型的要求，将会像对时装的需求一样。正因为如此，新型贵金属饰品材料的开发研究显得越来越重要，怎样使其能够生产出造型更精致、色彩更丰富、材料性能更加稳定的饰品，以满足消费者的需求，正在成为这个领域的研究热点。
这就使得我们有必要对现今在市场上存在的各种贵金属合金首饰的成分和含量以及制作工艺做大量的研究，以求在充分了解市场及各种金属成分及其含量的变化所带来的贵金属合金各方面性质变化的基础上，为我们开发出更加美观，适合人们佩带，并有利于人们身体健康的贵金属首饰奠定基础，从而适应日益发展的市场的需求。
银补口、焊料的制作加工工艺也在期间日臻成熟。其中银补口是为了能很好的解决银饰品的氧化、变黑、麻点、沙洞、断裂等问题而在银料中填加的其他金属元素；而焊药是指在加工贵金属材料时所用的连接贵金属及其合金之间断口的一种与贵金属及其合金性质相似的合金材料。焊药也是由各种贵金属合金材料制成的。
目前我们采用的主要是两种比较常用的对银补口和焊料的成分含量进行分析的方法，首先是x射线荧光光谱分析法--x射线荧光光谱分析法的基木原理是：以足够高能量的x射线光子轰击样品，从样品原子中激发出能反映不同元素特征的独立的特征x射线。检测特征x射线的波长(能量)及其强度，从而对样品进行定性和定量分析。可以用于贵金属成分及含量分析方法的综合分析。这次测试中所用x射线荧光光谱分析仪的型号为gy-i（d），测试温度为常温。
另一种分析方法是电子探针x射线显微分析法--电子探针x射线显微分析法的基本原理是：用高能微细的电子束轰击样品，使样品产生特征的x射线，由此可以定性、定量的分析样品微区的元素类型和含量。其分析微区的下限可以达到1um，分析的元素可以从第11号~92号（na~u，高型号的仪器可以分析5~92号元素）。由于电子束照射面积很小，因而相应的x射线特征谱线将反映出该微小区域内的元素种类及其含量。显然，电子探针将电子放大成像与x射线衍射分析结合起来，就能将所测微区的形状和物相分析对应起来(微区成分分析)，这是其最大的优点，本次所用电子探针x射线显微分析仪型号为jcxa-733，测试温度为20℃，湿度为60%。
在对常见的倒模用925银高温补口、倒模用925银中温补口、手造用925银补口以及925银的焊料进行成分分析后，由于在合金中加入镍可以提升合金材料的延展性、熔点等性能，而在合金中加入铜和锌可以增加合金的可铸性能，因此，今天我们所要讨论的925银的补口材料除了银以外主要涉及到三种金属：铜、锌和镍。
1倒模用925银高温补口
用做倒模的高温融合925银的补口材料颜色为暗银白色，用两种方法做出的测试结果如下：
与市场上常见的含铜量为7.5%的银铜合金相比，这种倒模原料的含铜量比较低，不到其含铜量的一半。这是由于作为倒模原料，这种材料是用于生产925银饰品的起版需要。而锌对合金的时效起着很重要的作用，加入锌可以使贵金属合金在热处理的条件下硬化，来提高其硬度，使倒模更加有形，而不会因为温度过高或压力过大而使其模子变形，因此，在925银高温倒模材料中加入了较高含量的锌，为所有补口材料中最多的，超过了补口材料总量的一半。
2倒模用925银中温补口
用做倒模的中温融合925银的补口材料的颜色为亮金黄色，其分析结果如下：
925银中温倒模材料成分及含量
由于铜的增加可以使合金的熔点降低，从而使这种925银倒模材料中温熔合成为可能；并且这种材料的熔合温度比较低，也就没有必要增加其耐腐蚀性能；另外，铜含量的增加还可以增加贵金属合金的可铸性能，这就弥补了中温银合金由于温度较低而引起的可铸性能较差的缺点。因此，与925银的高温倒模材料相比，其中温熔合的补口材料中铜的含量有了很大幅度的增加，而锌的量相应的大幅度的减少，镍含量也有一定程度的减少。
由于铜锌总含量基本保持不变，使合金的硬度也没有什么显著的变化。这已经基本上可以适应中温熔合的温度，因此，无须加入较大量的锌来通过热处理进一步增加合金的硬度。而正如上面所述，这种用途对材料的综合性能并没有很多要求，因此，镍的含量也相对减少了很多。
3手造用925银补口
用做手工制造的925银的补口材料颜色为金黄偏红色调，通过2种方法综合后分析结果如下：
阅读上表可以看出，除了镍含量有显著增加之外，铜和锌的含量相比925银中温倒模材料没有什么显著变化。这是因为手造材料与中温倒模材料一样，在合金硬度没有什么显著变化的前提条件下对合金的稳定性和耐腐蚀性能的要求不是很高，而由于是纯手工制造，对合金的可铸性能和熔合温度却有要求。不同的是，手造材料要求金属合金材料能够具有较好的综合素质，因此适当的增加了镍的含量。
4925银的焊料
925银的焊料的颜色为暗黄色。由于通过2种方法测试得出结果相差较大，故将2结果分开列出：
x射线荧光光谱分析法分析测试结果
这两组数据用两种分析方法所得结果的差别较大，说明不同颗粒的非贵金属含量有一定的变化范围，未达到比较一致的程度。作为925银的焊料，首先要求合金材料具有较低的熔点，比925银材料的熔点要低很多；其次，要求合金材料与925银有很好的互熔性；另外，合金对颜色的耐久性，耐腐蚀性，硬度等方面也有要求。
在这几方面的要求中，与925银的融合性是最重要的，因此，在其成分中加入了近于20%的银。其次是熔点和硬度，由于其熔点与加入铜的量有近于正比的关系，所以加入的铜的量是不能减少的，而贵金属的硬度只由合金中加入铜和锌的总量有关，因此锌的加入量可适当减少。这样，焊料的耐磨性和耐腐蚀性也就增加了。
通过对925银补口和银焊料研究，我们可以得出如下结论：
（1）925银的高温倒模用补口材料需要其合金具有很高的硬度、耐腐蚀性，并具有很高的熔点。因此其补口材料中，在加入的铜和锌总量不变从而其硬度比较高的前提条件下，含铜量不能太高，这样会降低合金的耐腐蚀性能；而锌可以使合金在热处理后硬度进一步上升。另外，微量的镍可以使合金在对人体几乎没有伤害的前提条件下增加合金延展性等综合素质，也使合金能够较好的与模子相融合。
（2）925银的中温倒模用补口材料需要合金的熔点大幅度降低，从而成为中温融合的合金，并要求合金的可铸性能增加，以适应中温融合所带来的必须在较低温度下加工的考验；由于还是用于倒模，合金的硬度在此基础上不能有明显的降低。因此，其补口材料采用铜锌总量基本保持不变以保证其硬度没有大幅度降低的基础上，大幅度增加铜的含量，使熔点降低而可铸性能增加。这也带来了一些问题，如合金的化学稳定性会因此而降低，但是考虑到中温融合对于在高温条件下极度不稳定的银考验不是很大，适量的降低对其性能影响不大。综合考虑利弊两方面因素，只要在铜和锌的量之间寻找平衡就可以使其补口材料有一个比较合适的配比。
（3）925银的手造用补口材料与其中温倒模用补口材料很相象，这是因为手造材料与中温倒模材料一样需要较低的熔点，较高的可铸性以及较高的硬度。不同的是，手造材料需要用于佩带，而不是只用做倒模，所以这种合金对综合素质的要求较高，需要贵金属合金材料有很好的光泽，经久不变的颜色等，对合金的延展性也有更高一步的要求，因此，其含镍量有了大幅提高。
（4）925银的焊料首先要求与925银合金材料有很好的融合性，并且其熔点要比925银低很多，因此，其除了要含有与925银能够完美融合的银以外，还要含有大量的铜来降低合金的熔点。另外，合金还必须与925银材料一样具有较高的硬度和耐腐蚀性来适应经久的佩带，所以其铜和锌的含量依然很多。
随着社会的发展，这些合金的最佳成分和配比也在不断完善，通过加入不同的金属元素，合金的性质也在慢慢的向人们的需求靠近，金属添加剂的神奇作用在合金中也日趋明显，我们期待着更加适合人类佩戴的贵金属首饰问世。
参考文献
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