第七章-显微分析法讲解学习
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分析化学中的显微分析技术在现代化学分析中,显微分析技术被广泛应用于材料分析和生物组织分析等领域中。
显微分析技术利用显微镜和电子显微镜等工具,将样品进行分析和观察,从而揭示样品的性质和结构。
本文将从显微分析技术的基本原理、方法和应用等方面进行探讨。
一、显微分析技术的基本原理显微分析技术是一项将样品置于显微镜下进行观察和分析的技术。
在显微镜下,观察者可以看到样品的形态、结构、组成和性质等。
显微分析技术通常被分为光学显微分析和电子显微分析两类。
其中,光学显微分析是利用可见光照射样品,观察并分析样品的反射、透射和吸收等现象,以得出样品的信息。
电子显微分析则是利用电子束对样品进行照射和分析。
基于这两类显微分析技术,人们可以进一步发展出一系列的分析方法,如荧光显微分析、激光显微分析、X射线显微分析、扫描电镜和透射电镜等。
这些方法都可以通过被观察样品的特性、结构和功能等来分类。
因此,显微分析技术成为了化学分析的一个重要工具。
二、显微分析技术的方法光学显微分析光学显微分析是利用光学原理,对可见光和近红外线的反射、透射和散射等现象进行分析。
它通常用于分析有机材料、无机盐、生物材料和金属等,具有成本低、易操作和分辨力高的优点。
荧光显微分析荧光显微分析是利用荧光物质对激发光的荧光发射进行分析。
它通常用于生物材料、医学诊断和环境监测等领域中。
荧光显微分析通常具有较高的灵敏度和分辨率,但是需要使用荧光标记的样品。
激光显微分析激光显微分析是利用激光束对样品进行照射,分析样品的散射、吸收和荧光发射等现象。
它通常用于分析有机材料、无机盐和生物组织等。
与其他显微分析方法相比,激光显微分析具有高分辨率、灵敏度和速度的优点。
X射线显微分析X射线显微分析是一种基于X射线原理的技术,用于分析样品的组成和结构。
它通常用于分析有机材料、金属材料和无机盐等。
与其他显微分析方法相比,X射线显微分析具有较高的分辨率和灵敏度。
电子显微分析电子显微分析是利用电子束对样品进行照射,分析样品的散射、吸收和荧光发射等现象。
第七章矿物的浸蚀鉴定及显微结晶化学分析第一节矿物的浸蚀鉴定一、漫蚀鉴定的概念及意义浸蚀反应是指一定浓度的液体化学试剂与矿石磨光片接触后有无发泡、溶解、变色、沉淀等现象而言。
利用某些化学试剂对矿物产生浸蚀反应与否的方法来鉴别矿物称之为“浸蚀鉴定”。
在二十世纪四十年代以前,这种鉴定金属不透明矿物方法受到各国矿相学家如M.N.Short(1931)、A.Г.Бётехтии和Л.B.Радугииа(1933)等的重视并在许多矿物鉴定表中起主导作用。
但从二十四纪四十年代以来,由于物理方法测试技术的飞跃进展,特别是应用光电学原理定量测定矿物反射率方面的突破,使得矿物的物理性质(特别是光学性质)在矿相显微镜下鉴定金属矿物居主导地位。
虽然如此,浸蚀鉴定在当前仍不失为一种重要的辅助方法。
例如在物理性质方面很相似的红砷镍矿与红锑镍矿用20%浓度的FeCl3溶液浸蚀这两种矿物,前者不起反应,后者发生反应变为晕色,即可迅速、简便地将二者区别开来。
特别是现代矿物学不仅要鉴定出矿物种,而且要求鉴定出矿物“变种”以至类质同象矿物系列的中间性产物,浸蚀鉴定有时能够提供这些“变种”、“中间过渡相”的化学试剂浸蚀反应特征。
如一般的纯砷黝铜矿,1:1HNO3浸蚀反应为晕色正反应,20%KCN 为染浅褐正反应或负反应,其余试剂为负反应。
但我们详细研究过的陕西含铁砷黝铜矿(含Fe8.82%)的浸蚀反应则为1:1HNO3呈气散和染褐色正反应,20%KCN为负反应,其余试剂均不起作用。
二、浸蚀反应的机制大家知道,光片在抛光过程中在矿物表面形成厚约数十到数百毫微米的非晶质薄膜充填于矿物的解理缝、裂隙及晶粒之间的空隙中。
当被鉴定矿物与浸蚀试剂接触时,首先与试剂接触的就是这种非晶质簿膜,进—步才是矿物的真实表面,当试剂只溶解非晶质薄膜时,矿物表面的性质和颜色往往变化不大,只显示原来被非晶质薄膜掩盖的解理纹、裂隙、双晶、晶粒内部环带结构及晶粒界线以至光片在细磨时留下的擦痕等。
第七章扫描探针显微分析第一节概述电子探针显微分析(Electrom Probe Microanalysis——EPMA)也称为电子探针X射线显微分析,是利用电子光学和X射线光谱学的基本原理将显微分析和成分分析相结合的一种微区分析方法。
该分析方法特别适用于分析试样中微小区域的化学成分分析,是研究材料组织结构和元素分布状态的极为有用的分析方法。
扫描探针显微镜(Scanning Probe Microscopes 简称SPM)包括扫描显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)、激光力显微镜(LFM)、磁力显微镜(MFM)、静电力显微镜以及扫描热显微镜等,是一类完全新型的显微镜。
它们通过其端粗细只有一个原子大小的探针在非常近的距离上探索物体表面的情况,便可以分辨出其它显微镜所无法分辨的极小尺度上的表面特征。
一、SPM的基本原理控制探针在被检测样品的表面进行扫描,同时记录下扫描过程中探针尖端和样品表面的相互作用,就能得到样品表面的相关信息。
因此,利用这种方法得到被测样品表面信息的分辨率取决于控制扫描的定位精度和探针作用尖端的大小(即探针的尖锐度)。
二、SPM的特点1. 原子级高分辨率。
STM在平行和垂直于样品表面方向的分辨率分别可达0.1nm 和0.01nm,即可以分辨出单个原子,具有原子级的分辨率。
2. 可实时地得到实空间中表面的三维图像,可用于具有周期性或不具备周期性的表面结构研究及表面扩散等动态过程的研究。
3. 可以观察单个原子层的局部表面结构,因而可直接观察表面缺陷、表面重构、表面吸附体的形态和位置,以及由吸附体引起的表面重构等。
4. 可在真空、大气、常温,以及水和其它溶液等不同环境下工作,不需要特别的制样技术,并且探测过程对样品无损伤。
这些特点适用于研究生物样品和在不同试验条件下对样品表面的评价。
5. 配合扫描隧道谱STS(Scanning Tunneling Spectroscopy)可以得到有关表面结构的信息,例如表面不同层次的态密度、表面电子阱、电荷密度波、表面势垒的变化和能隙结构等。