第3章 材料分析方法

第一章 X 射线物理学基础3.讨论下列各组概念的关系答案之一(1）同一物质的吸收谱和发射谱；答：λk 吸收 〈λk β发射〈λk α发射(2）X 射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。

答：λk β发射（靶）〈λk 吸收(滤波片)〈λk α发射（靶）。

任何材料对X 射线的吸收都有一个K α线和K β线。

如 Ni 的吸收限为 nm 。

也就是说它对波长及稍短波长的X 射线有强烈的吸收。

而对比稍长的X 射线吸收很小。

Cu 靶X 射线:K α= K β=。

(3）X 射线管靶材的发射谱与被照射试样的吸收谱。

答：Z 靶≤Z 样品+1 或 Z 靶>>Z 样品X 射线管靶材的发射谱稍大于被照射试样的吸收谱，或X 射线管靶材的发射谱大大小于被照射试样的吸收谱。

在进行衍射分析时，总希望试样对X 射线应尽可能少被吸收，获得高的衍射强度和低的背底。

答案之二1）同一物质的吸收谱和发射谱；答：当构成物质的分子或原子受到激发而发光，产生的光谱称为发射光谱，发射光谱的谱线与组成物质的元素及其外围电子的结构有关。

吸收光谱是指光通过物质被吸收后的光谱，吸收光谱则决定于物质的化学结构，与分子中的双键有关。

2）X 射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。

答：可以选择λK 刚好位于辐射源的K α和K β之间的金属薄片作为滤光片，放在X 射线源和试样之间。

这时滤光片对K β射线强烈吸收，而对K α吸收却少。

6、欲用Mo 靶X 射线管激发Cu 的荧光X 射线辐射，所需施加的最低管电压是多少？激发出的荧光辐射的波长是多少？答：eVk=hc/λVk=×10-34××108/×10-19××10-10)=(kv)λ 0=v(nm)=(nm)=(nm)其中 h 为普郎克常数，其值等于×10-34e 为电子电荷，等于×10-19c故需加的最低管电压应≥(kv)，所发射的荧光辐射波长是纳米。

材料分析方法总结材料分析是一门重要的科学技术，它在工程、材料科学、地质学、化学等领域都有着广泛的应用。

在材料分析中，我们需要运用各种方法来对材料的成分、结构、性能进行分析，以便更好地理解和利用材料。

本文将对常见的材料分析方法进行总结，希望能够对相关领域的研究者和工程师有所帮助。

首先，光学显微镜是材料分析中常用的方法之一。

通过光学显微镜，我们可以观察材料的形貌、颗粒大小、晶粒结构等信息。

这对于金属、陶瓷、塑料等材料的分析都非常有帮助。

同时，透射电子显微镜和扫描电子显微镜也是常用的分析工具，它们可以提供更高分辨率的图像，帮助我们观察材料的微观结构。

除了显微镜，X射线衍射也是一种常用的材料分析方法。

通过X射线衍射，我们可以确定材料的晶体结构和晶格参数，从而了解材料的晶体学性质。

X射线衍射在材料科学、地质学和化学领域都有着广泛的应用，是一种非常有效的分析手段。

此外，光谱分析也是材料分析中常用的方法之一。

光谱分析包括紫外可见吸收光谱、红外光谱、拉曼光谱等，它们可以用于分析材料的组成、结构和性能。

光谱分析在材料科学、化学和生物学领域都有着重要的应用，是一种非常有力的分析工具。

在材料分析中，热分析也是一种常用的方法。

热分析包括热重分析、差热分析、热膨胀分析等，它们可以用于研究材料的热稳定性、热分解过程、相变行为等。

热分析在材料科学、化学工程和材料加工领域都有着广泛的应用，是一种非常重要的分析手段。

最后，表面分析也是材料分析中不可或缺的方法。

表面分析包括扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱等，它们可以用于研究材料的表面形貌、化学成分和电子结构。

表面分析在材料科学、电子工程和纳米技术领域都有着重要的应用，是一种非常有效的分析手段。

综上所述，材料分析是一门重要的科学技术，它涉及到多个领域的知识和技术。

在材料分析中，我们可以运用光学显微镜、X射线衍射、光谱分析、热分析和表面分析等方法来对材料进行分析，从而更好地理解和利用材料。

材料分析方法总结材料分析是指通过对材料的组成、结构、性能等方面进行研究，以获取有关材料特性和行为的信息。

在工程、科学研究和生产中，材料分析是非常重要的一项工作。

本文将对常见的材料分析方法进行总结，以便广大研究人员和工程技术人员参考。

一、光学显微镜分析。

光学显微镜是一种常见的材料表征工具，通过观察材料的形貌、颜色、结晶性等特征，可以初步了解材料的性质。

透射光学显微镜可用于金属材料、陶瓷材料等的分析，而反射光学显微镜则适用于表面分析和颗粒分析等。

通过光学显微镜分析，可以获得材料的晶粒大小、晶体结构、缺陷等信息。

二、扫描电子显微镜（SEM）分析。

SEM是一种能够提供高分辨率表面形貌和成分信息的分析工具。

通过SEM观察样品表面的形貌，可以获得材料的微观形貌特征，如表面粗糙度、颗粒大小等。

同时，SEM还可以结合能谱分析（EDS），用于获得材料的成分信息，如元素含量、元素分布等。

三、X射线衍射（XRD）分析。

X射线衍射是一种常用的材料结构分析方法，通过分析材料对X射线的衍射图样，可以得到材料的晶体结构、晶体参数、晶面取向等信息。

XRD分析适用于晶体材料、粉末材料等的结构表征，对于材料的相变、析出相、晶体取向等研究具有重要意义。

四、热分析（TG-DTA）分析。

热分析是一种通过对材料在不同温度下的质量、热量变化进行分析的方法。

常见的热分析方法包括热失重分析（TG）、差热分析（DTA）等。

通过热分析，可以了解材料的热稳定性、热分解特性、相变温度等信息，对材料的热性能研究具有重要意义。

五、原子力显微镜（AFM）分析。

AFM是一种能够提供材料表面形貌和力学性质信息的分析工具。

通过AFM可以获得材料的表面形貌、表面粗糙度、力学性能等信息，对于纳米材料、薄膜材料的表征具有独特优势。

综上所述，材料分析方法涵盖了光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射、热分析、原子力显微镜等多种手段，每种方法都有其独特的优势和适用范围。

在实际应用中，可以根据具体分析的目的和要求，选择合适的分析方法进行研究，以获得准确、全面的材料信息。

第一章材料的电子结构与物理性能1. 1.主量子数n (n =1、2、3、4……)主量子数确定核外电子离原子核的远近和能级的高低。

2.次量子数l (l = 0、1、2、3……)次量子数反映的是电子轨道的形状。

在由主量子数n确定的同一主壳层上的电子的能量有差异，可分成若干个能量水平不同的亚壳层，其数目随主量子数而定，习惯上以s、p、d、f 表示。

3.磁量子数m (m = 0、±1、±2、±3……)磁量子数表示电子云在空间的伸展方向，它确定轨道的空间取向。

4.自旋量子数ms (ms = +1/2、-1/2)自旋量子数表示在每个状态下可以存在自旋方向相反的两个电子。

2. 三个基本原理：泡利不相容原理在一个原子中不可能存在四个量子数完全相同（即运动状态完全相同）的两个电子。

或者，在同一个原子中，最多只能有两个电子处在同样能量状态的轨道中，而且这两个电子的自旋方向必定相反。

最低能量原理电子总是优先占据能量低的轨道，使系统处于最低的能量状态。

最多轨道规则（洪特规则）相同能量的轨道（也称等价轨道）上分布的电子将尽可能分占不同的轨道，而且自旋方向相同。

作为洪特规则的特例，对于角量子数相同的轨道，当电子层结构为全充满、半充满或全空的状态是比较稳定的。

即：全充满: p 6或d 10或f 14 ；半充满: p 3或d 5或f 7 ；全空: p 0或d 0或f 0 。

3.能带的形成p10：各个原子的能级因电子云的重叠产生分裂现象。

能级分裂后，其最高和最低能级之间的能量差只有几十个eV。

电子的能量或能级几乎就是连续变化的，于是形成了能带。

能带之间也存在着一些无电子能级的能量区域，称为禁带或能隙。

4．金属的能带结构重要概念：满带：被电子填满的能带。

空带：没有被电子填充的能带。

价带：被价电子占据的能量最高的能带。

导带：价带以上的空带。

5.6. 金属的电阻率与温度的关系一般而言，金属的电阻率与温度的关系是线性的，且具有正的温度系数，即随着温度上升，电阻率增加。

材料分析方法范文材料分析是科学研究和工程实践中非常重要的一项技术，用来确定和研究物质的组成、结构和性能。

材料分析方法是指用于分析和表征材料的各种技术和手段。

下面将介绍几种常见的材料分析方法。

1.X射线衍射（XRD）：X射线衍射是一种无损性的材料分析方法，通过照射样品表面或穿透样品，通过测量衍射光的方向和强度来分析样品的晶体结构和晶体学信息。

XRD广泛用于研究材料的晶体结构、晶体缺陷、晶格参数等。

2.扫描电子显微镜（SEM）：SEM是一种观察和分析材料表面形貌和微结构的方法。

利用电子束照射样品表面，收集和分析电子束与样品相互作用所产生的信号，如二次电子、反射电子、能量散射电子等，从而获得样品表面形貌、粒度、晶体形态等信息。

3.透射电子显微镜（TEM）：TEM是一种高分辨率的观察和分析材料内部结构和微观组织的方法。

通过透射电子束照射样品并收集穿过样品的透射电子，从而获得样品的显微结构、晶体结构、物相和晶格缺陷信息。

4.能谱分析（EDS和WDS）：能谱分析是一种利用材料与射线作用产生特定能量的X射线，通过测量这些X射线的能量和强度来定性和定量分析材料成分的方法。

其中EDS（能量散射谱）主要用于分析材料的元素组成和定量分析，而WDS（波长散射谱）能够提供更高的分辨率和准确度。

5.热分析（TG、DSC）：热分析是通过对样品加热或冷却过程中测量样品质量、温度或热流变化来研究材料热性能的方法。

TG（热重分析）可用于分析材料的热稳定性和热分解动力学，而DSC（差示扫描量热计）则用于研究材料的热容量、熔化、晶化、固化、反应热和玻璃化转变等热性质。

6.红外光谱（IR）：红外光谱是一种用于分析材料分子结构和化学成分的方法。

通过测量材料对红外辐射的吸收和反射来分析材料的官能团、分子结构和化学键信息。

IR广泛用于聚合物、有机物、无机盐类等材料的表征和分析。

7.核磁共振（NMR）：核磁共振是一种利用核自旋在外磁场中的共振现象来分析和表征材料的方法。

第十四章1、波谱仪和能谱仪各有什么优缺点?优点:1）能谱仪探测X 射线的效率高。

2）在同一时间对分析点内所有元素X 射线光子的能量进行测定和计数，在几分钟内可得到定性分析结果，而波谱仪只能逐个测量每种元素特征波长。

3）结构简单，稳定性和重现性都很好4）不必聚焦，对样品表面无特殊要求，适于粗糙表面分析。

缺点：1）分辨率低。

2）能谱仪只能分析原子序数大于11的元素；而波谱仪可测定原子序数从4到92间的所有元素。

32答：(1)分析点的X(2)(3)X 3分析？答：（1成分。

(2)A a b 断裂断口，性断口。

c 、解理断口分析：由于相邻晶粒的位相不一样，因此解理断裂纹从一个晶粒扩展到相邻晶粒内部时，在晶界处开始形成河流花样即解理台阶。

解理断裂是脆性断裂，是沿着某特定的晶体学晶面产生的穿晶断裂。

d 、纤维增强复合材料断口分析：断口上有很多纤维拔出。

由于纤维断裂的位置不都是在基体主裂纹平面上，一些纤维与基体脱粘后断裂位置在基体中，所以断口山更大量露出的拔出纤维，同时还可看到纤维拔出后留下的孔洞。

B 、用能谱仪定性分析方法进行其化学成分的分析。

定点分析:对样品选定区进行定性分析.线分析:测定某特定元素的直线分布.面分析:测定某特定元素的面分布a 、定点分析方法：电子束照射分析区,波谱仪分析时,改变分光晶体和探测器位置.或用能谱仪,获取、E —I 谱线,根据谱线中各峰对应的特征波长值或特征能量值,确定照射区的元素组成； I--λb 、线分析方法：将谱仪固定在要测元素的特征X 射线波长值或特征能量值,使电子束沿着图像指定直线轨迹扫描.常用于测晶界、相界元素分布.常将元素分布谱与该微区组织形貌结合起来分析；c 、面分析方法：将谱仪固定在要测元素的特征X 射线波长值或特征能量值,使电子束在在样品微区作光栅扫描,此时在荧光屏上便得到该元素的微区分布,含量高则亮。

4、扫描电子显微镜是由电子光学系统，信号收集处理、图像显示和记录系统，真空系统三个基本部分组成。