材料现代分析方法结课论文

《材料现代分析方法》总结《材料现代分析方法》是一门综合性的学科，研究材料的组成、结构、性能和相互作用等方面的分析方法。

它涉及到物理、化学、材料科学等多个学科领域，对于提高材料的质量、性能和稳定性具有重要的意义。

本课程的学习，对于培养学生的综合素质和动手能力有着重要的作用。

通过本课程的学习，我对材料的分析方法有了更深入的了解，对于材料科学研究有着更为全面的认识。

材料现代分析方法涵盖了各种物理、化学、电子显微镜、X射线衍射、质谱、光谱等各种详细的分析方法，这些方法可以全面了解材料的成分、结构和性能等特征。

例如，通过使用电子显微镜可以观察材料的微观形貌和晶体结构，通过X射线衍射可以确定材料的晶体结构，通过光谱分析可以确定材料的化学成分等。

在课程学习中，我对于材料分析方法的基本原理有了更深刻的理解。

例如，质谱分析是利用质谱仪将物质分离、检测、鉴定和分析的技术方法，原理是将原子或分子加速至高速，然后经由离子源加入其中，使样品中的原子或分子电离形成离子，接着通过外界的电场、磁场和电场等仪器来对离子进行分析和测量。

通过质谱分析，可以准确了解材料的成分和结构。

另外，在课程学习中，我还学习了许多实际应用的例子，例如用于铁路轨道的材料分析方法。

铁路轨道是国民经济中重要的基础设施之一，材料分析方法在轨道的材料研究和质量检测中起着关键作用。

通过电子显微镜和X射线衍射等技术，可以对轨道材料的晶体结构、硬度和耐磨性等性能进行分析，从而保证轨道的质量和安全。

此外，材料现代分析方法在材料科学研究领域的应用也具有广泛的前景。

通过使用各种分析方法，可以对材料的特性、性能和结构等进行全面的了解。

例如，在材料研究领域，可以利用X射线衍射技术来确定材料的晶体结构，通过质谱分析技术来分析材料的成分，通过光谱分析技术来研究材料的电学性质等。

这些分析方法的应用，将进一步推动材料科学的发展和进步。

总之，《材料现代分析方法》是一门非常重要的学科，它涵盖了各种分析方法和技术，使我们能够全面了解和研究材料的组成、结构和性能等特征。

四大分析方法及应用摘要：本文论述材料的X射线粉末衍射分析（XRD）、电子显微分析、能谱分析（XPS，UPS，AES）和热分析（TG，DTA, DSC）等测试原理、制样技术、影响因素、图谱解析以及它们在材料研究中的具体应用。

以一些常见的化合物为基质的各类复合或是掺杂的材料为例，来重点介绍XRD、电镜、热分析等在研究材料物相组成、结构特征、形貌等方面的应用。

关键词：TiO2，XRD，SEM，XPS，TG，DTA前言由于铝等一些金属和无机物的优良的性质，如铝的密度很小，仅为2.7 g/cm3，虽然它比较软，但可制成各种铝合金，如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等。

.铝的导电性仅次于银、铜，虽然它的导电率只有铜的2/3，但密度只有铜的1/3，所以输送同量的电，铝线的质量只有铜线的一半铝是热的良导体，它的导热能力比铁大3倍，工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。

铝有较好的延展性(它的延展性仅次于金和银)，在100 ℃～150 ℃时可制成薄于0.01 mm 的铝箔。

铝的表面因有致密的氧化物保护膜，不易受到腐蚀，常被用来制造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精炼装置、石油和天然气管道等。

铝热剂常用来熔炼难熔金属和焊接钢轨等。

铝还用做炼钢过程中的脱氧剂。

铝粉和石墨、二氧化钛(或其他高熔点金属的氧化物)按一定比率均匀混合后，涂在金属上，经高温煅烧而制成耐高温的金属陶瓷，它在火箭及导弹技术上有重要应用。

所以工业上应用非常广泛。

1 X射线衍射分析（XRD）1.1 X射线衍射仪仪器核心部件：光源---高压发生器与X 光管、精度测角仪、光学系统、探测器、控测，数据采集与数据处理软件、X射线衍射应用软件。

定性相分析（物相鉴定）：目的：分析试样属何物质，那种晶体结构，并确定其化学式。

原理：任何结晶物质均具有特定结晶结构（结晶类型，晶胞大小及质点种类，数目分布）和组成元素。

一种物质有自已独特衍射谱与之对应，多相物质的衍射谱为各个物相行对谱的叠加。

156044 学科教育论文《材料现代分析方法》课程教学的改革与实践能源与环境问题是当今世界的两大主题，而材料又是能源和环境工业技术的技术基础。

因此，掌握材料的分析方法、表征手段对合成制备新型材料至关重要。

材料现代分析方法是材料科学的重要工具，该课程主要介绍材料的现代分析方法和检测技术，具体包括透射电镜、扫描电镜、X射线光电子能谱、红外光谱、粉末X射线衍射等。

学习这些分析方法的原理、技术和操作要领对认识和理解材料的内涵，提高对材料的结构分析十分重要。

因此这门课程也是材料类专业的本科生与研究生必修的一门专业学位课[1]。

材料现代分析方法设计到的技术原理多，内容广泛，而且有些原理比较抽象，公示的推导也比较多，因此，学习起来比较枯燥，缺乏学习的自主性。

但另一方面，这门课又非常重要，因此，如何开展好这门课的教学与实践显得非常重要[2]。

本文结合本校材料科学与工程专业的自身特点大纲要求，从《材料现代分析方法》课程的培养目标及材料学科的发展方向出发，分析了影响《材料现代分析方法》课程教学质量的关键因素，并通过实践，提出了行之有效的教学方法和改革措施，取得了良好的教学效果。

1 传统《材料现代分析方法》课程教学存在的主要问题材料学科是一门交叉学科，设计到物理、化学和数学等学科的融合。

对于《材料现代分析方法》这门课来讲，重点设计到物理和数学两个学科。

因此，涉及到的内容覆盖面广，知识点多，并且随着科技的发展，各种新的材料测试表征手段层出不穷，但计划课时少，因此，如何选择合适的教材和优化课程设置成为《材料现代分析方法》课程存在的主要问题。

1.1 教材的选择在教材的选用上，要重视传统分析方法和现代分析方法的融合。

因此，不光要让学生掌握传统分析方法的技术和理论基础，而且在要重视在传统分析方法上发展起来的新技术。

教材的选择不一定要新，而且要注重其内容。

因为传统分析方法是新技术方法的技术基础。

有些教材中的主要内容难免过时冗长，而有些教材的内容又过于前沿，对一些基本理论和基础知识的讲解不够。

材料结构分析结课论文学院：物理化学学院专业班级：应化1001 姓名：学号： 311013030110材料现代分析与测试技术论文随着经济的迅速发展，人们对材料的需求日益增加。

为了满足这些现代技术对材料的需求，世界各国都非常重视功能材料的研究和开发。

功能材料作为现代技术的标志，引起了各国的关注，已经成为材料科学中的一个分支学科，并在不同程度上推动或加速了各种现代技术的进一步发展。

本篇综述简单介绍了功能材料的材料是现代科技和国民经济的物质基础。

一个国家生产材料的品种、数量和质量是衡量其科技和经济发展水平的重要标志。

因此，现在称材料、信息和能源为现代文明的三大支柱，又把新材料、信息和生物技术作为新技术革命的主要标志。

材料的发展虽然历史悠久，但作为一门独立的学科始于20世纪60年代。

材料的研究和制造开始从经验的、定性的和宏观的向理论的、定量的和微观的发展。

20世纪70年代，美国学者首先提出材料科学与工程这个学科全称。

1975年美国科学院发表的《材料与人类》专著中[1]，对材料科学与工程定义为：探索和应用材料的成分、结构、加工和其性质与应用之间关系的一门学科。

功能材料的概念是美国 Morton J A于1965年首先提出来的。

功能材料是指具有一种或几种特定功能的材料，如磁性材料、光学材料等，它具有优良的物理、化学和生物功能，在物件中起着“功能”的作用[2]。

20世纪60年代以来，各种现代技术的兴起，强烈刺激了功能材料的发展。

为了满足这些现代技术对材料的需求，世界各国都非常重视功能材料的研究和开发。

同时，由于固体物理、固体化学、量子理论、结构化学、生物物理和生物化学等学科的飞速发展以及各种制备功能材料的新技术和现代分析测试技术在功能材料研究和生产中的实际应用，许多新功能材料不仅已经在实验室中研制出来，而且已经批量生产和得到基本性能、特点和分类及其发展现状和发展趋势。

（1）X射线单晶体衍射仪(X-ray single crystal diffractometer,简写为XRD) 原理：根据布拉格公式：2dsinθ=λ可知，对于一定的晶体，面间距d一定，有两种途径可以使晶体面满足衍射条件，即改变波长λ或改变掠射角θ。

建筑材料分析论文关于《建筑材料分析论文》，是我们特意为大家整理的，希望对大家有所帮助。

新型建筑材料及其制品工业是建立在技术进步、保护环境和资源综合利用基础上的新兴产业。

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建筑材料分析论文篇【一】摘要墙体材料革新“十五规划”发展重点说道，新型墙体材料要适应建筑功能的改善和建筑节能的要求，积极发展利用当地资源、低能耗、低污染、高性能、高强度、多功能、系列化、能够提高施工效率的新型墙体材料。

积极发展新型墙体材料是国策之一。

关键词：新型节能墙体材料引言在现代社会，人类不但讲究住的舒服，还有住的健康。

墙体材料改革可以节约材料，节约资金，符合可持续发展的要求，还可以促进住宅建筑的节能。

所谓可持续发展，既要满足当代人的利益，又不能损害后代的利益。

原国家建材局结合建材工业的发展实际，把搞好资源综合利用、搞好环保、实现可持续发展作为建材工业转变经济增长方式的必然要求和主要途径，制定了建材工业的发展规划。

一、墙体材料现状墙体材料包括烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压粉煤灰砖、蒸压灰砂砖、砂浆、混凝土砌块、混凝土空心砌块、毛石、毛料石等。

实心粘土砖消耗大量粘土，严重占用耕地，大大不利于可持续发展。

2002年有170个城市签订了于2003年6月底前在城市内全面禁用实心砖的协议。

采用实心粘土砖的民用建筑每平米应多交14元的粘土砖“限制使用费”和50元的“调节税”。

在我国城市采用砌块建筑的差别和发展都是很大的。

从1995年起，上海市开始采用混凝土小型空心砌块建成10个住宅试点小区，总面积达1，000，000平米。

至1997年扩大到44个，总建筑面积达4，500，000平米.二、墙体材料改革途径（一）墙体改革途径之一—烧制品《烧结空心砖和空心砌块》（gb135452003）已颁布并于2003年10月1日起开始实施。

按主要原料分为粘土空心砖和砌块（n）、页岩砖和砌块(y)、煤矸石砖和砌块(m)、粉煤灰砖和砌块(f)。

《材料现代分析技术》课程教学方法研究与实践一、引言《材料现代分析技术》课程是材料科学与工程类专业的一门专业特色课，是该专业的主干课程，在整个培养计划的专业课程架构中起着至关重要的作用。

众所周知，材料是人类进化史的里程碑、现代文明的重要支柱、发展高新技术的基础和先导。

现代材料的发展在很大程度上依赖于对材料性能与其成分及显微组织关系的理解。

材料现代分析技术和仪器的发展，加深了对材料结构和性质的认识，促进了对材料本质的了解，使得对材料的组分构成、制备方法和工艺、组织结构与性能，以及它们之间的相互关系的研究愈来愈深入，为材料科学理论体系的形成打下坚实的基础。

国内的清华大学、哈尔滨工业大学的材料（金属材料、无机非金属材料及有机高分子材料）及热加工（热处理、铸造、锻压、焊接）专业均开设了《材料现代分析技术》这门课，国外的如麻省理工学院的材料科学与工程专业也开设了《衍射与结构》、《材料的成像（微观分析）》等类似的课程。

由此可见，该课程在材料科学与工程类专业中的重要性。

由于不同学校的专业倾向性不同，课程整体设置不同，讲授内容和侧重点也不同，因此根据自身的情况开设一门符合本专业特点的《材料现代分析技术》课程是非常有必要的。

二、我校开设该课程的基本情况我校自2008 年成立材料科学与工程专业以来，所在的材料科学系就根据国家本科生培养计划，结合学校优势专业和重点发展方向设置了《材料现代分析技术》这门专业特色课。

我们选用获全国普通高等学校优秀教材一等奖，哈尔滨工业大学周玉院士主编的“十五”国家规划教材《材料分析测试技术》为主讲教材。

课程主要讲授的内容包括X射线衍射、电子衍射原理、电子光学基础、衍衬运动学基础等基本理论和X射线衍射仪、电子显微镜等现代仪器的基本原理和结构，重点讲授材料结构、晶体缺陷以及微区成分、微区形貌的基本方法，使学生掌握现代材料的分析测试方法和手段，提高研究和解决材料理论和工程实际问题的能力。

三、《材料现代分析技术》课程教学研究与实践该课程涉及大量材料科学和物理等领域的基础知识，也涉及理论知识的工程实践应用，还包含较多抽象的概念和晦涩难懂的公式推导，学生普遍反映该课程较难学。

绪论：1.材料的设计、制备和表征是材料研究中三个重要的方面。

2.材料结构与性能表征包括了材料性能，微观结构和成分测试与表征。

材料的性能是由其结构决定的。

描述或鉴定材料的结构涉及它的化学性成分、组成相的结构及其缺陷的组态、组成相的形貌、大小、和分布以及各组成相之间的取向关系和界面状态。

3.材料成分和微观结构分析可分为三个层次：化学成分分析、晶体结构分析、显微结构分析。

4.化学成分分析：x射线荧光光谱、电子探针、光电子能谱和俄谢尔电子能谱等。

5.晶体结构分析：x射线衍射、电子衍射6.显微结构分析：光学显微镜、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、扫描隧道显微镜、原子力显微镜、场离子显微镜等7.材料的性能：物理、化学、力学。

第一章：X射线衍射分析原理概述X射线是1895年伦琴发现的，故又称伦琴射线。

最早应用于医学，后来用来金属探伤，这些方面属于x射线投射学。

X射线在材料学中应用归纳为四方面：晶体结构研究物相分析精细结构分析单晶体取向及多晶织构的测定X射线物理学基础X射线产生原理：高速电子流撞击金属阳极靶，产生x射线。

X射线本质：一种电磁波。

波长在0.001-100nm之间，介于紫外线和γ射线之间，但没有明显的分界线。

能量E=hυ=hc/λ(爱因斯坦方程式)连续谱：x射线管中发射出x射线有两种不同的波谱，强度随波长连续变化的部分称为连续谱。

特征谱：叠加在连续谱上面的是强度很高的具有一定波长的x射线称为特征谱。

E=eU =hυ=hc/λ。

故λ。

=h c / ( e U )=1.24/U电子能量绝大部分在撞击阳极时，生成热量而损失掉，因此要设法冷却阳极，为提高x射线的效率就要选用重金属耙，并施加高电压。

不同靶材的同名特征谱线，其波长λ随靶材原子序数Z的增大而变短。

√1/λ=K(Z-σ)X射线与物质的相互作用：散射x射线、电子（反冲电子、俄歇电子、光电子）荧光x射线、透射x射线、热能。

X射线的散射：沿一定方向运动的x射线光自流与物质电子相互碰撞之后，向四周弹射开来，这便是x射线。

现代材料分析测试技术方法及应用（韩文月，材料研10-1）摘要：本文论述材料的X射线粉末衍射分析（XRD）、电子显微分析、能谱分析（XPS,UPS,AES）和热分析（TG,DTA.DOS）等测试原理、制样技术、影响因素、图谱解析以及它们在材料研究中的具体应用。

以一些常见的化合物为基质的各类复合或是掺杂的材料为例，来重点介绍XRD、电镜、热分析等在研究材料形貌、成分、结构等方面的应用。

关键词：现代分析技术方法主要用于成分分析、结构分析、表面形态分析、谱学分析及物化性质测定等常见现代分析测试技术原理与方法。

了解现代分析测试方法的基本原理、仪器设备、样品制备及应用，掌握常见现代分析测试技术所获信息的解释和分析方法，学会根据不同分析内容，准确选择、利用各种分析方法和手段，并得出正确的判断有助于培养学生分析、解决问题的能力，最终使学生能够独立地进行现代分析测试和研究工作。

常见的分析技术有：X射线衍射分析、化学成分分析、显微分析、谱学分析、光谱分析、色-质谱分析等。

1.X射线衍射分析（XRD）1.1 X射线的性质及产生X射线穿透能力强。

能穿透可见光不能穿透的物质。

折射率几乎等于1。

X射线穿过不同媒质时几乎不折射、不反射，仍可视为直线传播。

通过晶体时发生衍射。

晶体起衍射光栅作用，因而可用它研究晶体内部结构。

X射线产生的步骤：1）产生自由电子的电子源，如加热钨丝或场发射阴极；2)设置阳极靶，用以产生X射线；3)在阴、阳极之间施加高压，用以加速自由电子轰击阳极靶；4)将阴阳极封闭在高真空中，保持两极纯洁，促使加速电子无阻地撞击到阳极靶上。

1.2 X射线衍射原理当波长与衍射光栅宽度非常接近时，从每一狭缝发出的光波为同位相、同频率、同振幅或位相差恒定的相干波。

结果得到一系列明暗相间的条纹，即产生衍射。

衍射条纹亮带为干涉加强所致，暗带则由干涉相抵产生。

当晶体被X射线照射时，各原子中的电子受激而同步振动。

振动着的电子作为新的辐射源向四周发射波长与原入射线波长相同的次生X射线，这个过程就是相干散射的过程。

材料类专业课程《材料现代分析方法》教改探索与建议摘要：教学改革主要是指教学方法、教学手段以及教学模式等方面的改革。

本文对《材料现代分析方法》课程的教学内容及教学方法等方面的改革进行了探讨，提出了一些实践案例和教改思路，以有效提高学生学习的积极性和主观能动性，改善教学效果为目的，采用灵活实用的教学方法，强化理论与实践相结合的教学手段，激发学生的学习兴趣，全方面提高学生综合素质。

关键词：材料分析；课程改革；教学手段；主动学习《材料现代分析方法》是材料类本科专业主干课程，是培养创新型、研究型材料类学生的有力工具[1-2]。

该课程可以使学生了解分析仪器的基本结构和原理，并学会根据材料分析需求选择正确的分析方法。

让学生理解微观结构、组分和性能之间的构效关系。

为新材料的开发、材料性能的优化及工程结构件的失效分析提供基本方法和实验依据，培养学生利用现代分析方法解决实际问题的能力。

然而，《材料现代分析方法》涉及大量的学科交叉知识和抽象的描述性知识，并涉及多种仪器设备的操作知识。

抽象和枯燥的内容易让学生精力不集中，难以进行深入的学习和掌握核心知识点，导致课程教学效果普遍不理想。

因此，如何改进教学内容，改革教学方法和手段，提高学生的学习积极性和学习效果，是我们必须重视的问题，许多学者对该课程的改革已提出了自己的观点。

本文针对上述问题，从教学内容、教学方法和手段的改革等方面入手，对教学过程中如何激发学生学习兴趣和培养学生利用现代分析方法解决实际问题的能力等诸多方面进行了思考，谈一谈在教学过程中的一点体会和建议。

一、《材料现代分析方法》课程特点及难点《材料现代分析方法》是一门包含多门交叉学科以及多种先进检测技术的课程。

内容涉及大量材料科学、物理、化学、光学、电子学、量子力学、统计学等领域的基础知识，也包含较多抽象的概念和难懂的理论和公式推导。

课程主要内容有X射线衍射的物理学及晶体学基础,X射线衍射的基本原理、分析方法及其应用；电子显微分析的主要设备结构、工作原理、分析方法及应用等。

氧化锡薄膜的银掺杂和退火处理对其结构和光学性能的影响在室温下通过直流电磁铁溅射可在玻璃基底制得130nm厚度的ITO和Ag-ITO 薄膜。

在200-400度的温度范围内对样品进行快速退火，通过对XRD数据的研究发现：退火导致晶体的晶格常数变小。

Ag掺杂导致晶格缺陷变大。

通过分光镜椭圆公尺最优化方式得到的发射光谱可以得到所有样品的n和k。

在400度退火处理的Ag-ITO的发射光谱80%-90%在可见光波长范围内。

Ag掺杂将在UV范围内改变ITO的K值，但在可见光带内K几乎不改变。

A掺杂是ITO薄膜的n值变大。

最终的光学焦点的差异可以得到，结果显示Ag掺杂对光学焦点没有影响，退火和Ag掺杂对ITO的结构和光学性能的影响的原因在美国真空杂志上已经被讨论1.简介ITO薄膜是一种透明的半导体薄膜可以被用在电镀发光显示器，等离子显示器和液晶显示器。

但是在高温下的化学和热的不稳定性以及较低的表面活性能和其他的临界因素限制了起更加广泛的发展，通过大量研究发现多组分的ITO氧化物在实际应用中表现出更加卓越的性质。

通过掺杂ca Fe Ce等，ITO薄膜不仅能维持其基本的性能并且会表现出一些特殊的性能。

比如ITO-Cs薄膜会有光电效应，Fe 掺杂的ITO薄膜在室温下表现出铁磁性，功函数变小和更宽的光学焦点间隙我们研究ITO和Ag-ITO薄膜在室温下和在200.300.400温度下快速退火后的样品的结构和光学性能的差距。

通过XRD数据我们可以估算出晶格常数的变化和晶格结构的扭曲。

通过分光镜椭圆公尺最优化得到的发射光谱我们可以得到n 和k的值，快速退火后的样品的结构和光学性能的变化我们就可以进行讨论2.实验和最优化的方法A.样品的制备通过直流电磁铁溅射可在玻璃基底制得130nm厚度的Ag-ITO复合材料薄膜。

将99.99%的Ag薄片站在99.99%纯净的60mm直径的ITO陶瓷靶上在6.0*10-4Pa 的真空条件下。

将Ar气体以45 SCCM（表示在标准温度压力下每分钟的立方厘米体积）充入反应空间内，溅射压力是1Pa。

西安理工大学结课论文课程名称：材料现代分析方法代课教师：姓名：专业：学号：目录摘要 (1)第1章扫描电子显微镜构造及原理 (2)1.1构造 (2)1.2工作原理 (2)第2章材料的组织形貌观察 (4)2.1断口分析 (4)2.2镀层表面形貌分析和深度检测 (4)2.3微区化学成分分析 (4)第3章 SEM的缺陷 (6)第4章结论 (7)扫描电子显微镜的原理及其在材料上的应用摘要20世纪60年代中期扫描电子显微镜（SEM）的出现，使人类观察微小物质的能力有了质的飞跃。

相对于光学显微镜，SEM在分辨率、景深及微分析等方面具有巨大优越性，因而发展迅速，应用广泛。

随着科学技术的发展，使SEM 的性能不断提高，使用的范围也逐渐扩大。

近年来，随着现代科学技术的不断发展，相继开发了环境扫描电子显微镜（ESEM）、扫描隧道显微镜（STM）、原子力显微镜（AFM）等其他一些新的电子显微技术，这些技术的出现，显示了电子显微技术近年来自身得到了巨大的发展，尤其是大大扩展了电子显微技术的适用范围和应用领域。

在材料科学中的应用使材料科学研究得到了快速发展，取得了许多新的研究成果。

第1章扫描电子显微镜构造及原理1.1构造扫描电子显微镜由以下基本部分组成（如图1-1所示）：产生电子束的柱形镜筒，电子束与样品发生相互作用的样品室，检测样品室所产生信号的探头，以及将信号变图像的数据处理与显示系统。

镜筒顶端电子枪发射出的电子由静电场引导，沿镜筒向下加速。

在镜筒中，通过一系列电磁透镜将电子束聚焦并射向样品。

靠近镜筒底部，在样品表面上方，扫描线圈使电子束以光栅扫描方式偏转。

最后一级电磁透镜把电子束聚焦成一个尽可能小的斑点射入样品，从而激发出各种成像信号，其强弱随样品表面的形貌和组成元素不同而变化。

仪器（具有数字成像能力）将探头送来的信号加以处理并送至显示屏，即可显示出样品表面各点图像。

图1-1 扫描电子显微镜结构原理框图1.2工作原理扫描电镜是在加速高压作用下将电子枪发射的电子经过多级电磁透镜汇集成细小的电子束。

现代材料分析期末论文题目：TiNi形状记忆合金SEM 及TEM研究姓名：范春雨班级：机械一班学号：201200800194指导老师：宫建红（编号：）山东大学（威海）二○年月TiNi形状记忆合金SEM及TEM研究摘要:本文用扫描电子显微镜观察了Ti一50.59at.%Ni形状记忆合金的断口组织形貌,存在初窝、撕裂带,表明该合金具有一定的韧性;用透射电子显微镜观察了合金的微观组织,发现有位错塞积、形变亚晶界、马氏体片以及孪晶,认为位错对合金的马氏体相变具有重要的作用,马氏体间的应力集中是合金中出现微裂纹的主要原因。

关键词:形状记忆合金;TiNi合金;马氏体;位错1前言TINi形状记忆合金早在20世纪60年代就被发现,因其具有优良的形状记忆效应和超弹性性能,故目前仍得到极大的重视,对其各方面的研究也更加深入。

TiNi合金的各项宏观性能的表现和发挥都源于其具有特定的微观组织结构,即马氏体相变理论中所论及的各个微观组织:马氏体、孪晶、晶界、位错等。

在前人对TiNi记忆合金的微观组织的观察和研究中,对其断口表面的微观形貌分析并不多见,故本文对Ti-50.59at.%Ni合金的断口形貌进行了扫描电子显微镜(SEM)观察,对内部微观组织还用透射电子显微镜(TEM)进行了观察,得出了一些有参考及理论意义的结果。

2实验该实验中所用的TiNi形状记忆合金为棒材,直径6.00mm。

其具体的化学成分如表1所示。

以下称此合金为Ti一50.59at.%Ni。

此棒材是按照合金配比成分冶炼浇铸后并经多次悬辊压制而成。

取约为3Ocm长的合金棒材,用力学试验机将其拉断,之后保护好断口。

用线切割机切下一段断口处的试样,浸人丙酮中放入超声波仪中清洗约10分钟,再换用氟利昂浸泡并再用超声波仪清洗约15分钟,然后用飞利浦公司的XL一30E扫描电镜对断口进行微观组织观察。

合金棒材先经预加拉应力产生应变,再经一定的热处理工艺使其结构稳定,后用线切割机从合金棒材上(应变变形区中)切下若干片约0.5mm厚的薄片,采用特殊工艺将其磨至厚度约为20um,用日立公司生产的H一800型高压透射电子显微镜观察其结构,并拍摄明场相片,观察视野均为薄片的外围边缘区。

钙钛矿结构的XRD和SEM分析摘要：钙钛矿是薄膜太阳电池中一种新兴的出色的活性材料。

平面异质结钙钛矿电池的开路电压更高，活性层加工手段更加丰富，使得钙钛矿太阳电池具有广阔的发展前景。

热退火的处理不仅促进了钙钛矿的形成，而且影响其形貌特征。

本文主要通过SEM和XRD两种技术对不同热退火时间的钙钛矿微观组织结构进行分析，简要介绍了SEM和XRD的工作原理、分析步骤、注意事项及分析结果。

关键词：钙钛矿、SEM 、XRD0前言钙钛矿是指具有ABX3构型的晶体材料。

目前，应用于太阳电池的钙钛矿分子中A、B 和X分别代表一价的有机阳离子（CH3NH3+）、二价金属阳离子（Pb2+、Sn2+）和卤素阴离子（Cl-、Br-、I-）。

A阳离子与12个X阴离子配位形成立方八面体结构，B阳离子与6个X阴离子配位形成正八面体结构，是一种典型的长程有序晶体材料。

通过三维取向，无机框架把有机组分有序地结合在一个单分子上，形成杂化的钙钛矿结构。

钙钛矿材料CH3NH3PbI3具有高的载流子迁移率、低的激子束缚能、宽的吸收光谱和高的光吸收系数，这使得它能够充分的吸收太阳光，并且降低在光电转换过程中的能量损耗。

本文研究的主要内容有：1.为了理解钙钛矿薄膜在热退火过程中不同阶段时结晶的形成和生长过程，利用XRD技术对钙钛矿薄膜进行测试分析。

2.利用SEM技术研究钙钛矿薄膜在热退火时晶粒尺寸的生长。

1.仪器工作原理1.1XRD利用X射线的衍射原理，晶体可以作为X射线的空间衍射光，即当一束X射线通过晶体时将发生衍射，衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上加强，在其他方向上减弱。

满足衍射条件，可应用布拉格公式：2dsinθ=nλ。

应用已知波长的X射线来测量θ角，从而计算出晶面间距d，这是用于X射线结构分析。

本次测量使用Cu-Kα作为射线源。

1.2SEM扫描电镜的工作原理如图所示。

从电子枪阴极发出的直径20μm～30μm的电子束，受到阴阳极之间加速电压的作用，射向镜筒，经过聚光镜及物镜的会聚作用，缩小成直径约几毫微米的电子探针。

现代分析方法在课题研究中的应用1 研究方向酸性或碱性条件下铁路辙叉钢的腐蚀磨损性能的研究2 研究背景辙叉是使车轮由一股钢轨通过另一股钢轨的轨线平面交叉设备，主要由翼轨、心轨及联接零件组成。

目前铁路辙叉用钢铁有两种：高锰钢和贝氏体钢。

高锰钢作为铁路辙叉材料,其标准成分C1.0%~1.4%、Mn10%~14%（质量分数）[1]。

燕山大学利用再合金化的原理开发了一种加工硬化能力高、自减摩性能好的铁路辙叉专用高锰钢，化学成分（质量分数）为：C1.0%~1.2%，Mn11%~13%，N 0.04%~0.08%，Cr 1.5%~2.5%，Cu0.8%~1.0%，Re 0.1%~0.3%。

热处理工艺为：加热到1 000~1 100 ℃保温后水淬，获得单相奥氏体组织。

常规力学性能为：抗拉强度>800 MPa，冲击性能>150 J/cm2，这种成分高锰钢辙叉的使用寿命比普通成分高锰钢辙叉使用寿命提高30%以上[2]。

随着铁路向高速重载及长寿命方向发展,对改变火车运行方向的关键部位-辙叉提出了更高的要求,由于传统的整体固定型高锰钢辙叉已经不能很好满足现有的长寿命及高速重载的需求,所以急需一种性能更好的新型辙叉材料,这样贝氏体钢辙叉应运而生。

贝氏体钢化学组成是低碳和低合金元素，含碳量一般<0.05％，主要合金元素有Mn，Cr，Ni，Mo，B等。

贝氏体组织通常通过空冷或控制冷却速度得到。

这类钢具有高强度(530～1500MPa)、高韧性、抗拉强度随贝氏体转变温度的降低而提高。

工艺性能（可焊性和成型性)较好。

与高锰钢相比，贝氏体钢伸长率虽然比高锰钢低，而断面收缩率比高锰钢铸造辙叉高，抗拉强度也比高锰钢大很多。

本文主要对贝氏体体钢的腐蚀磨损方面的研究进行总结。

3 研究常用的表征方法3.1 SEM的应用[4]用SEM分析两个服役过的贝氏体钢辙叉的横截面：表明两个辙叉的表面是相对光滑的，且没有明显严重的划痕和褶皱。

材料现代分析⽅法期末总结材料分析⽅法习题1、晶带定律：凡就是属于[uvw]晶带得晶⾯，它得晶⾯指数(hkl)都必须符合hu+kv+lw=0，通常把这种关系式称为晶带定律。

2、暗场像：⽤物镜光阑挡住透射束及其余衍射束，⽽只让⼀束强衍射束通过光阑参与成像得⽅法，称为暗场成像，所得图象为暗场像。

3、中⼼暗场像：⽤物镜光阑挡住透射束及其余衍射束，⽽只让⼀束强衍射束通过光阑参与成像得⽅法，称为暗场成像，所得图象为暗场像。

如果物镜光阑处于光轴位置，所得图象为中⼼暗场像。

4、衍射衬度：⼊射电⼦束与薄晶体样品之间相互作⽤后，样品内不同部位组织得成像电⼦束在像平⾯上存在强度差别得反映。

衍射衬度主要就是由于晶体试样满⾜布拉格反射条件程度差异以及结构振幅不同⽽形成电⼦图象反差。

5、背散射电⼦：⼊射电⼦被样品原⼦散射回来得部分；它包括弹性散射与⾮弹性散射部分；背散射电⼦得作⽤深度⼤，产额⼤⼩取决于样品原⼦种类与样品形状。

6、吸收电⼦：⼊射电⼦进⼊样品后，经多次⾮弹性散射，能量损失殆尽（假定样品有⾜够厚度，没有透射电⼦产⽣），最后被样品吸收。

吸收电流像可以反映原⼦序数衬度，同样也可以⽤来进⾏定性得微区成分分析。

7、特征X射线：原⼦得内层电⼦受到激发以后，在能级跃迁过程中直接释放得具有特征能量与波长得⼀种电磁波辐射。

利⽤特征X射线可以进⾏成分分析。

8、⼆次电⼦：⼆次电⼦就是指被⼊射电⼦轰击出来得核外电⼦。

⼆次电⼦来⾃表⾯50-100 ?得区域，能量为0-50 eV。

它对试样表⾯状态⾮常敏感，能有效地显⽰试样表⾯得微观形貌。

9、俄歇电⼦：如果原⼦内层电⼦能级跃迁过程中释放出来得能量不以X射线得形式释放，⽽就是⽤该能量将核外另⼀电⼦打出，脱离原⼦变为⼆次电⼦，这种⼆次电⼦叫做俄歇电⼦。

俄歇电⼦信号适⽤于表层化学成分分析。

简答题1、什么叫“相⼲散射”？答：相⼲散射，物质中得电⼦在X射线电场得作⽤下，产⽣强迫振动。

这样每个电⼦在各⽅向产⽣与⼊射X射线同频率得电磁波。

现代材料分析⽅法材料近代研究⽅法结课作业班级：Sj1289学号：201231804013姓名：王春芳学科、专业：材料⼯程实验⼀、X射线衍射分析(XRD)⼀、jade软件物相分析1、打开jade软件，读⼊⽂件（*.raw）2、点击扣除背底强度：背底是由于样品荧光等多种因素引起的，在处理前需要作背底扣除。

⼀般X射线衍射都是使⽤K系辐射，K系辐射中⼜包括Kα和Kβ辐射，由于⼆者的波长相差较⼤，Kβ辐射⼀般通过“⽯墨晶体单⾊器”或“滤波⽚”被仪器滤掉了，接收到的只有Kα辐射。

但是Kα辐射中⼜包括两种波长差很⼩的Kα1和Kα2辐射，它们的强度⽐⼀般情况下刚好是2/1。

在精确计算点阵常数前必须将Kα2扣除，可以通过扣除背底的功能同时扣除掉Kα2。

3、点击初步锐化寻峰4、物相检索，点击弹出图⼀图⼀5、选中所有的PDF卡⽚资源，检索对象选择为主相（ Search Focus on Major Phases），不限定元素检索，即不选定Use Chemistry，点ok开始检索。

结果如下图⼆图⼆6、结果中显⽰的相中有部分元素是材料中不存在的，同时FOM是匹配率的倒数，数值越⼩，表⽰匹配性越⾼，所以通过筛选去掉不应存在的元素，留下FOM值较⼩的相，结果如下图三：图三7、点击弹出如图⼀式对话框，检索对象选择为Search Focus on Minor Phases进⾏辅元素检索，点击chemistry弹出元素选择界⾯，选择Fe，Mn，C，Si四种元素检索结果如下图四图四8、步骤同7，检索对象选择为Search Focus on Trace Phases进⾏微量元素检索。

所得结果同图四。

9、双击某个相，弹出此相的PDF卡⽚，可查看此相详细信息。

如下10、综合以上物相检索结果可知，该材料中可能含有的物相为Fe，Fe0.9Si0.1，Fe19Mn。

⼆、在origin 软件中画图1、导⼊数据画图并标定，得到图如下I n t e n s i t y2θ注：由于实验⼀没有形貌观察，所以另取⼀组实验做形貌分析实验⼆、形貌分析（SEM ）粉末样品的制备：本次实验的原料为Al 粉和Fe 2O 3粉，利⽤机械团聚来法制备适合等离⼦喷涂的Fe 2O 3/Al 复合团聚粉体。