材料分析测试方法——绪论精讲
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材料分析测试方法复习重点材料分析是一项重要的测试方法,广泛应用于科学研究、工程技术以及品质控制等领域。
为了确保材料的性能和品质符合要求,我们需要使用一系列的测试方法对材料进行分析。
本文将重点介绍一些常用的材料分析测试方法及其原理。
一、化学分析方法化学分析方法是通过对材料中化学成分的定性和定量分析来确定材料的组成和含量。
常用的化学分析方法包括火花光谱法、质谱分析法、红外光谱法和紫外可见分光光度法等。
火花光谱法是一种用于金属材料分析的方法,通过在样品上施加高电压或放电,使金属原子受到激发并发出特定波长的光线,根据光谱图谱可以确定材料中金属元素的种类和含量。
质谱分析法是一种通过测量材料中各种离子的质荷比来确定其组成的方法。
通过对物质进行电离和分离,然后利用质谱仪测量各离子的质荷比,可以得到材料中各种离子的含量信息。
红外光谱法是一种通过测量材料对红外光波长的吸收来确定其组成的方法。
每种物质都有独特的红外吸收谱,通过测量材料在不同波长的红外光下的吸收情况,可以确定材料中的化学键、官能团和杂质等信息。
紫外可见分光光度法是一种通过测量材料对紫外或可见光的吸收程度来确定其组成的方法。
不同化合物对光的吸收和透射具有特定的规律,通过测量材料在不同波长的紫外或可见光下的吸收强度,可以确定材料中的成分和浓度。
二、物理分析方法物理分析方法是通过对材料的物理性质进行测试和分析来确定材料的特性和性能。
常用的物理分析方法包括扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射和热分析等。
扫描电子显微镜是一种通过扫描样品表面并检测反射的电子束来观察材料微观形貌和内部结构的方法。
通过扫描电子显微镜可以获得高分辨率的图像,观察材料表面的形态、颗粒大小和分布等信息。
透射电子显微镜是一种通过透射样品的电子束来观察材料内部结构和成分的方法。
透射电子显微镜具有非常高的分辨率,可以观察到材料的晶体结构、晶粒大小和晶格缺陷等信息。
X射线衍射是一种通过测量材料对入射X射线的衍射图案来确定其晶体结构的方法。
材料分析测试方法一、课程重要性二、课程主要内容三、本课程教学目的基本要求四、本课程与其他课程的关系材料分析测试方法二、课程的主要内容材料分析的基本原理(或称技术基础)是指测量信号与材料成分、结构等的特征关系。
采用各种不同的测量信号(相应地具有与材料的不同特征关系)形成了各种不同的材料分析方法。
1、X-射线衍射分析:物相成分、结晶度、晶粒度信息2、电子显微镜:材料微观形貌观察3、热分析:分析材料随温度而发生的状态变化4、振动光谱:分子基团、结构的判定5、X-射线光电子能谱:一种表面分析技术,表面元素分析6、色谱分析:分析混合物中所含成分的物理方法三、课程教学目的和基本要求本课程是为材料专业本科生开设的重要的专业课。
其目的在于使学生系统地了解现代主要分析测试方法的基本原理、仪器设备、样品制备及应用,掌握常见测试技术所获信息的解释和分析方法,最终使学生能够独立地进行材料的分析和研究工作。
四、本课程与其他课程的关系本门课程是以高等数学、大学物理、无机及分析化学、有机化学、物理化学、晶体学等课程为基础的,因此,学好这些前期课程是学好材料现代分析测试方法的前提。
同时,材料现代分析测试方法又为后续专业课程如材料合成与制备方法、陶瓷、功能材料、高分子材料等打下基础。
X 射线衍射分析X射线物理基础晶体学基础:几何晶体学、倒点阵X射线衍射原理:X射线衍射线的方向和强度晶体的研究方法:单晶、多晶的研究、衍射仪法X射线衍射分析的应用物相分析晶胞参数的确定晶粒尺寸的计算等X 射线衍射分析需解决的问题科研、生产、商业以及日常生活中,人们经常遇到这种问题:某种未知物的成分是什么?含有哪些杂质或有害物质?用什么方法来鉴定?X射线衍射分析(简称XRD)的原理?仪器组成?样品要求?XRD除物相分析外,还能检测分析物质的哪些性能?如何从XRD所给出的数据中提取更多的信息?(包括成分、结构、形成条件、结晶度、晶粒度等)§1 X射线物理基础一、X射线的发现二、X射线的性质三、X射线的获得四、X射线谱五、X射线与物质的相互作用六、X射线的吸收及其作用七、X射线的防护一、X射线的发现1895年,德国物理学家伦琴(Röntgen,W.C.)发现X射线1912年,德国物理学家劳厄(V ue,M)等人发现X射线在晶体中的衍射现象,确证X射线是一种电磁波1912年,英国物理学家布·喇格父子(Bragg,W.H;Bragg,V.L.)开创X射线晶体结构分析的历二、X射线的性质X射线的本质是一种电磁波,具有波粒二象性。
材料测试分析⽅法(究极版)绪论1分析测试技术?获取物质的组成、含量、结构、形态、形貌以及变化过程的技术和⽅法。
2材料分析测试的思路从宏观到微观形貌(借助显微放⼤技术)从外部到内在结构(借助X射线衍射技术)从⽚段到整体(借助红外,紫外,核磁,X射线光谱,光电⼦能谱等)3分析测试技术的发展的三个阶段?阶段⼀:分析化学学科的建⽴;主要以化学分析为主的阶段。
阶段⼆:分析仪器开始快速发展的阶段阶段三:分析测试技术在快速、⾼灵敏、实时、连续、智能、信息化等⽅⾯迅速发展的阶段4现代材料分析的内容及四⼤类材料分析⽅法?表⾯和内部组织形貌。
包括材料的外观形貌(如纳⽶线、断⼝、裂纹等)、晶粒⼤⼩与形态、各种相的尺⼨与形态、含量与分布、界⾯(表⾯、相界、晶界)、位向关系(新相与母相、孪⽣相)、晶体缺陷(点缺陷、位错、层错)、夹杂物、内应⼒。
晶体的相结构。
各种相的结构,即晶体结构类型和晶体常数,和相组成。
化学成分和价键(电⼦)结构。
包括宏观和微区化学成份(不同相的成份、基体与析出相的成份)、同种元素的不同价键类型和化学环境。
有机物的分⼦结构和官能团。
形貌分析、物相分析、成分与价键分析与分⼦结构分析四⼤类⽅法。
5化学成分分析所⽤的仪器?化学成分的表征包括元素成分分析和微区成分分析。
所⽤仪器包括:光谱(紫外光谱、红外光谱、荧光光谱、激光拉曼光谱等)⾊谱(⽓相⾊谱、液相⾊谱、凝胶⾊谱等)。
热谱(差热分析、热重分析、⽰差扫描量热分析等)。
表⾯分析谱(X射线光电⼦能谱、俄歇电⼦能谱、电⼦探针、原⼦探针、离⼦探针、激光探针等)。
原⼦吸收光谱、质谱、核磁共振谱、穆斯堡尔谱等。
6.现代材料测试技术的共同之处在哪⾥?除了个别的测试⼿段(扫描探针显微镜)外,各种测试技术都是利⽤⼊射的电磁波或物质波(如X射线、⾼能电⼦束、可见光、红外线)与材料试样相互作⽤后产⽣的各种各样的物理信号(射线、⾼能电⼦束、可见光、红外线),探测这些出射的信号并进⾏分析处理,就课获得材料的显微结构、外观形貌、相组成、成分等信息。