现代分析测试技术TE

《现代分析测试技术》复习知识点答案(总13页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--一、名词解释1. 原子吸收灵敏度：也称特征浓度，在原子吸收法中，将能产生1％吸收率即得到的吸光度的某元素的浓度称为特征浓度。

计算公式： S=×C/A （ug/mL/1%）S——1％吸收灵敏度 C——标准溶液浓度——为1％吸收的吸光度A——3次测得的吸光度读数均值2. 原子吸收检出限：是指能产生一个确证在试样中存在被测定组分的分析信号所需要的该组分的最小浓度或最小含量。

通常以产生空白溶液信号的标准偏差2～3倍时的测量讯号的浓度表示。

只有待测元素的存在量达到这一最低浓度或更高时，才有可能将有效分析信号和噪声信号可靠地区分开。

计算公式： D＝c Kδ/A mD——元素的检出限ug/mL c——试液的浓度δ——空白溶液吸光度的标准偏差 A m——试液的平均吸光度 K——置信度常数，通常取2~33．荧光激发光谱：将激发光的光源分光，测定不同波长的激发光照射下所发射的荧光强度的变化，以I F—λ激发作图，便可得到荧光物质的激发光谱4．紫外可见分光光度法：紫外—可见分光光度法是利用某些物质分子能够吸收200 ~ 800 nm光谱区的辐射来进行分析测定的方法。

这种分子吸收光谱源于价电子或分子轨道上电子的电子能级间跃迁，广泛用于无机和有机物质的定量测定，辅助定性分析（如配合IR）。

5．热重法：热重法（TG）是在程序控制温度下，测量物质质量与温度关系的一种技术。

TG基本原理：许多物质在加热过程中常伴随质量的变化，这种变化过程有助于研究晶体性质的变化，如熔化、蒸发、升华和吸附等物质的物理现象；也有助于研究物质的脱水、解离、氧化、还原等物质的化学现象。

热重分析通常可分为两类：动态（升温）和静态（恒温）。

检测质量的变化最常用的办法就是用热天平（图1），测量的原理有两种：变位法和零位法。

材料现代分析测试方法材料的现代分析测试方法是为了研究材料的组成、结构、性质以及相应的测试手段。

通过分析测试方法，我们可以深入了解材料的特点，进而为材料的研发、优化和应用提供有效的数据支持。

下面将介绍几种常用的材料现代分析测试方法。

一、质谱分析法质谱分析法是一种通过测量样品中不同质荷比（m/z）的离子的相对丰度来确定样品组成和结构的分析方法。

质谱分析法适用于分析有机物和无机物。

其优点是能快速分析出物质组成，提供准确的质量数据，对于结构复杂的样品仍能有效分析。

二、核磁共振（NMR）谱学核磁共振谱学是一种通过测量样品中核自旋与磁场相互作用的现象来分析样品结构和组成的方法。

不同核的共振频率和强度可以提供关于样品分子结构和组成的信息。

核磁共振谱学适用于有机物和无机物的分析。

由于从核磁共振谱图中可以获得丰富的结构信息，所以核磁共振谱学被广泛应用于有机化学、药物研发和材料科学等领域。

三、红外光谱学红外光谱学是一种通过测量样品对不同波长的红外辐射的吸收情况来分析样品结构和组成的方法。

不同官能团在红外区域会有特定的吸收峰位，因此红外光谱能提供有关样品中化学键和官能团的信息。

红外光谱学适用于有机物和无机物的分析。

它具有非破坏性、快速、易于操作等特点，在化学、生物和材料科学领域得到了广泛应用。

四、X射线衍射（XRD）X射线衍射是一种通过测量样品对入射X射线的衍射现象来研究样品结构和晶体结构的方法。

不同物质的晶格结构具有不同的衍射图样，通过分析衍射图样可以获得样品的晶体结构信息。

X射线衍射适用于分析有晶体结构的材料，如金属、陶瓷、单晶等。

它能提供关于晶体结构、晶粒尺寸和应力等信息，被广泛应用于材料科学、地质学和能源领域。

五、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）扫描电子显微镜和透射电子显微镜是一种通过聚焦电子束对材料进行观察和分析的方法。

扫描电子显微镜主要用于获得材料的表面形貌、颗粒分布和成分分析。

透射电子显微镜则能提供材料的内部结构和界面微观结构的信息。

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。

SEM和EDS的现代分析测试方法SEM（扫描电子显微镜）和EDS（能量散射X射线分析）是一对常用于材料科学和地质学等领域的现代分析测试方法。

SEM利用电子束扫描样品表面，通过获取样品表面的电子信号来生成高分辨率的图像；EDS则通过分析样品表面散射的X射线能谱来确定样品元素的组成。

这两种技术的结合能够提供精确的显微结构和化学成分信息，为材料研究和质量控制提供了有力的分析手段。

SEM主要通过扫描电子束在样品表面的不同位置进行扫描，利用激发的次级电子、反射电子和主束电子回散射的电子等不同信号来获得样品表面的形貌信息。

相对于光学显微镜，SEM具有更高的分辨率和放大倍数，能够观察到更小尺寸的细节结构。

此外，SEM还可以通过选择不同的操作模式（如反射电子显微镜模式和透射电子显微镜模式）来观察不同类型的样品，如金属、陶瓷、生物样品等。

在材料科学领域，SEM常用于观察样品中的晶体结构、颗粒形貌、纤维组织等微观结构。

EDS是SEM的一个重要附属技术，它通过分析样品表面散射的X射线能谱来确定样品元素的组成。

当电子束轰击样品表面时，样品中的原子会激发出一系列特征X射线。

这些X射线的能量和强度与样品中元素的种类和含量有关。

EDS系统可以通过收集散射的X射线并对其进行能量谱分析，从而确定样品中存在的元素及其相对含量。

EDS不仅能够提供定性分析结果，还可以通过比对与标准参考谱库进行定量分析，得到精确的元素含量。

SEM-EDS组合技术具有广泛的应用范围。

在材料科学中，它可以用于研究材料的显微结构、相变、晶粒生长等问题。

例如，可以通过SEM观察金属材料中的晶粒尺寸和分布，进而对材料的力学性能和导电性能进行评估。

同时，通过使用EDS技术，还可以分析材料中微量元素的含量，进一步揭示材料的化学成分和微观特征。

总之，SEM和EDS是一对功能强大的现代分析测试方法。

它们可以提供高分辨率的显微结构和准确的化学组分信息，而且应用范围广泛，适用于材料科学、地质学、生物学和环境科学等领域的研究和应用。

《现代分析测试技术》课程中有关“准晶”教学的几点启示摘要：“现代分析测试技术”是理工科大学生的一门重要的专业基础课。

面对时代转型，“现代分析测试技术”课程的教学也面临如何改变传统的教学方式，逐步适应社会需求的问题。

本文作者就在教学过程中利用以色列科学家达尼埃尔·谢赫特曼因1982年发现“准晶”而独享2011年诺贝尔化学奖的事件，结合“准晶”发现过程的一些故事以及作者的一些体会加入到教学中，起到了很好的教学效果。

关键词：现代分析测试技术；课程教学；准晶中图分类号：g42文献标识码：a文章编号：1009-0118（2013）02-0031-02多年来，《现代分析测试技术》的课程一直是各高校材料专业开设的一门经典课程，在提高大学生创新能力、创造能力方面发挥着重要的作用。

它主要讲授了材料工作者经常使用的几种分析测试技术，如x射线衍射、透射电镜、扫描电镜和电子探针的基本原理、试验方法和应用。

作者以前在讲授这门课程的时候，每每讲到透射电镜为人类所做出的杰出贡献的时候，与超导体一道被列为19世纪80年代凝聚态物理两大重要进展的“准晶”只是一句话带过：“以色列科学家达尼埃尔·谢赫特曼于1982年4月8日首次在透射电子显微镜中观察到一种“反常理”的现象——他们当时所观察的铝合金中的原子，是以一种不重复的非周期性对称有序方式排列的，而按照当时的理论，具有此种原子排列方式的固体物质是不存在的，最终，人们认识到这是一种新的固体，命名为“准晶”，从而带来了传统晶体学的一场革命”。

但是，2011年10月5日，瑞典皇家科学院宣布，以色列科学家达尼埃尔·谢赫特曼因发现准晶体独享2011年诺贝尔化学奖，举世轰动。

全世界的目光又重新回到“透射电镜”，回到“准晶”上面来。

我在2012年上半年的“现代分析测试教学”中，就利用谢赫特曼发现“准晶”而独享2011年诺贝尔化学奖的契机，结合我所知道的“准晶”发现过程的一些故事以及我个人的一些体会，全部都加到教学中去，有关“准晶”的内容整整讲了一节课，同学们听的很入神，起到了非常好的教学效果。

材料现代测试技术作业分析材料现代测试技术是指利用现代科技手段进行材料性能测试和分析的技术方法。

随着材料科学的不断发展，对材料性能的测试和分析要求也越来越高，传统的测试方法已经不能满足现代材料的需要，因此材料现代测试技术应运而生。

本文将从材料现代测试技术的定义、分类、特点以及未来发展方向等方面进行深入探讨。

首先，材料现代测试技术可以被定义为利用现代科技手段对材料性能进行测试和分析的技术方法。

传统的测试方法主要依靠人工操作，测试结果的准确性和可靠性存在一定的局限性。

而材料现代测试技术借助先进的仪器设备和计算机处理技术，能够更精准地测试和分析材料的性能指标，具有高效、自动化、无损伤等特点。

根据测试的内容和实际需求，材料现代测试技术可以分为结构分析技术、性能测试技术和表面分析技术等。

结构分析技术主要包括显微镜观察、扫描电子显微镜、透射电镜等，可以用于研究材料的晶体结构、晶粒尺寸和相态等信息。

性能测试技术主要包括拉伸试验、冲击试验、硬度测试等，可以测定材料的力学性能、热响应性能等指标。

表面分析技术主要包括X射线衍射、扫描电子显微镜等，可以用于评估材料的表面形貌、元素含量以及化学活性等特征。

材料现代测试技术相较于传统测试方法具有几个显著的特点。

首先，现代测试技术能够实现对材料性能的多维度测量，不仅能够获得性能指标的绝对值，还能够获取性能指标的变化规律。

其次，现代测试技术能够实现对材料的实时监测，可以对材料的性能进行动态判断和分析。

此外，现代测试技术还具有高效、无损伤、自动化等特点，能够提高测试效率，减少测试成本，同时避免了材料的损坏和浪费。

材料现代测试技术在未来的发展中，有几个重要的方向。

首先，随着纳米材料和新材料的快速发展，测试技术需要更高的分辨率和更高的灵敏度。

因此，提高测试仪器的精度和灵敏度是未来的一个重要方向。

其次，材料现代测试技术需要与计算机科学和人工智能等相关技术相结合，实现测试结果的数据化和智能化分析。

现代测试分析技术SEM、TEM、表⾯分析技术、热分析技术重庆⼤学材料现代测试分析技术总结（材料学院研究⽣⽤）电⼦衍射部分1、电⼦衍射与X射线衍射相⽐：相同点：电镜中的电⼦衍射,其衍射⼏何与X射线完全相同,都遵循布拉格⽅程所规定的衍射条件和⼏何关系. 衍射⽅向可以由厄⽡尔德球(反射球)作图求出.因此,许多问题可⽤与X射线衍射相类似的⽅法处理.电⼦衍射优点：电⼦衍射能在同⼀试样上将形貌观察与结构分析结合起来。

电⼦波长短，单晶的电⼦衍射花样婉如晶体的倒易点阵的⼀个⼆维截⾯在底⽚上放⼤投影，从底⽚上的电⼦衍射花样可以直观地辨认出⼀些晶体的结构和有关取向关系，使晶体结构的研究⽐X射线简单。

物质对电⼦散射主要是核散射，因此散射强，约为X射线⼀万倍，曝光时间短。

电⼦衍射缺点：电⼦衍射强度有时⼏乎与透射束相当，以致两者产⽣交互作⽤，使电⼦衍射花样，特别是强度分析变得复杂，不能象X射线那样从测量衍射强度来⼴泛的测定结构。

此外，散射强度⾼导致电⼦透射能⼒有限，要求试样薄，这就使试样制备⼯作较X射线复杂；在精度⽅⾯也远⽐X射线低。

2、电⼦衍射花样的分类：1）斑点花样：平⾏⼊射束与单晶作⽤产⽣斑点状花样；主要⽤于确定第⼆相、孪晶、有序化、调幅结构、取向关系、成象衍射条件；2）菊池线花样：平⾏⼊射束经单晶⾮弹性散射失去很少能量，随之⼜遭到弹性散射⽽产⽣线状花样；主要⽤于衬度分析、结构分析、相变分析以及晶体的精确取向、布拉格位置偏移⽮量、电⼦波长的测定等；3）会聚束花样：会聚束与单晶作⽤产⽣盘、线状花样；可以⽤来确定晶体试样的厚度、强度分布、取向、点群、空间群以及晶体缺陷等。

扫描电⼦显微镜1、透射电镜的成像——电⼦束穿过样品后获得样品衬度的信号（电⼦束强度），利⽤电磁透镜（三级）放⼤成像。

扫描电镜成像原理——利⽤细聚焦电⼦束在样品表⾯扫描时激发出来的各种物理信号来调制成像的。

2、扫描电镜的特点分辨本领较⾼。

⼆次电⼦像分辨本领可达1.0nm(场发射), 3.0nm (钨灯丝)；放⼤倍数变化范围⼤（从⼏⼗倍到⼏⼗万倍），且连续可调；图像景深⼤，富有⽴体感。

材料现代测试分析技术第一讲本课程概述及教学安排❑材料现代测试分析技术概述❑本课程的教学内容和教学要求❑教学计划与主要参考书材料现代测试分析技术概述材料、信息和能源是现代科学技术重点发展的三大领域，而材料又是信息和能源发展的物质基础，是重中之重，可以说没有先进材料就没有现代科技。

然而，对材料的科学分析是获得先进材料的核心环节。

----引自《材料现代分析技术》（朱和国等编著）前言第一节一般原理材料现代测试分析技术是关于材料成分、结构、微观形貌与缺陷等的现代分析、测试技术及其有关理论基础的科学。

●不仅包括材料（整体的）成分、结构分析，也包括材料表面与界面分析、微区分析、形貌分析等诸多内容。

●创立新的理论，发明新的技术和方法科学技术上的重大成就和科学研究新领域的开辟，往往是以测试方法和仪器的突破为先导，“在诺贝尔物理和化学奖中，大约有四分之一是属于测试方法和仪器创新的”材料分析是如何实现的？⏹通过对表征材料的物理性质参数及其变化（称为测量信号或特征信息）的检测实现的。

即，材料分析的基本原理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。

基于电磁辐射及运动粒子束与物质相互作用的各种性质建立的各种分析方法已成为材料现代测试分析方法的重要组成部分：⏹衍射分析⏹光谱分析⏹电子能谱分析⏹电子显微分析基于其它物理性质与材料的特征关系建立的分析方法：⏹色谱分析⏹质谱分析⏹热分析第二节衍射分析方法概述⏹基本目的：衍射分析方法是以材料结构分析为基本目的的现代分析方法。

⏹技术基础：衍射——电磁辐射或运动的电子束、中子束与材料相互作用产生相干散射（弹性散射），相干散射相互干涉的结果⏹X射线衍射分析电子衍射分析中子衍射分析是材料结构分析工作的两个基本特征X射线衍射仪13⏹高能电子衍射分析（HEED）入射电子能量10~200keV●透射电子显微镜（TEM）——可实现样品选定区域的电子衍射分析实现微区样品结构分析与形貌观察相对应⏹低能电子衍射分析（LEED）入射电子能量10~1000eV●样品表面1~5个原子层的结构信息；是晶体表面结构分析的重要方法，应用于表面吸附、腐蚀、催化、外延生长、表面处理等领域●衍射线方向由布拉格方程描述⏹反射式高能电子衍射分析（RHEED）●以高能电子照射较厚固体样品来研究分析其表面结构●为获得表面信息，入射电子采用掠射方式（<5。