现代材料测试技术——知识点识记
材料测试技术复习知识点
材料测试技术复习知识点1.材料性能测试：材料性能测试是材料测试技术的核心内容之一、常见的材料性能测试包括力学性能测试、热性能测试、电性能测试等。
力学性能测试主要包括拉伸、压缩、弯曲等力学性能的测试，可以得到材料的强度、弹性模量、延伸率等力学性能参数。
热性能测试主要包括热膨胀系数、热导率、热稳定性等参数的测试。
电性能测试主要包括电导率、电阻率、介电常数等参数的测试。
这些测试可以帮助工程师和科研人员理解材料的性能特点，为材料选择和应用提供依据。
2.材料结构分析：材料结构分析是材料测试技术的另一重要内容。
结构分析主要包括显微结构分析、晶体结构分析和表面形貌分析。
显微结构分析主要通过光学显微镜、电子显微镜等工具对材料微观结构进行观察和分析，可以得到材料的晶粒大小、组织状态等信息。
晶体结构分析主要通过X射线衍射等手段对材料的晶体结构进行研究，可以得到材料的晶格常数、晶面指数等参数。
表面形貌分析主要通过扫描电子显微镜、原子力显微镜等工具对材料表面形貌进行观察和分析，可以得到材料的形貌特征和表面粗糙度等参数。
3.材料成分分析：材料成分分析是材料测试技术的另一个重要内容。
成分分析主要包括元素分析和化学组成分析。
元素分析主要是通过原子吸收光谱、电感耦合等离子体发射光谱等方法对材料中元素的含量进行测定，可以得到材料中各个元素的含量分布。
化学组成分析主要是通过质谱仪、红外光谱仪等方法对材料中化学组成和官能团进行鉴定，可以得到材料的化学成分和官能团结构。
4.材料性能评价：材料性能评价是材料测试技术的另一个重要内容。
性能评价主要是通过对材料进行一系列测试，来评价材料的适用性和可靠性。
常见的材料性能评价方法包括疲劳寿命测试、耐腐蚀性评价、抗磨损性评价等。
这些评价方法可以帮助生产厂家和应用方确定材料的使用寿命和适应环境。
5.材料缺陷检测：材料缺陷检测是材料测试技术的重要应用之一、常见的材料缺陷检测方法包括超声波检测、X射线检测、磁粉检测等。
材料测试技术 知识点资料
1.产生X 射线的条件：①产生自由电子②使电子作定向高速运动③在其运动的路径上设置一个障碍物，使电子突然减速2.X 射线的性质：沿直线传播；经过电场或磁场不发生偏转；具有很强的穿透力；通过物质时可以被吸收使其强度衰减，还能杀伤生物细胞，具有波粒二象性。
3.连续X 射线谱产生机理：当高速电子流轰击阳极表面时，电子运动突然受到阻击，产生极大的负加速度，一个带有负电荷的电子在受到这样一种加速度时，电子周围的电磁场发生急剧的变化，必然要产生一个电磁波，该电磁波具有一定的波长，而数量极大的电子流射到阳极靶上时，由于到达靶面上的时间和被减速的情况各不相同，因此产生的电磁波将具有连续的各种波长，形成连续X 射线谱。
4.特征X 射线谱产生机理：当X 射线管电压加大到某一临界值V K 时高速运动的电子动能足以将阳极物质原子的K 层电子给激发出来。
于是在低能级上出现空位，原子系统能量升高，处于不稳定状态，随后高能级电子跃迁到K 层空位，使原子系统能量降低重新趋于稳定，在这个过程中，原子系统内电子从高能级向低能级的这种跃迁，多余的能量将以光子的形式辐射出特征X 射线。
5.请按波长由短到长的顺序对X 射线，可见光，红外线，紫外线进行排练：X 射线<紫外线<可见光<红外线。
6.X 射线本质上是一种 电磁波 。
7.波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的 衍射 。
8.相对于波长而言，障碍物的尺寸 越大 ，衍射现象越不明显。
9.系统消光包括 点阵消光 和 结构消光 。
10.X 射线衍射分析时，晶胞的形状和尺寸与衍射线的 分布规律 有关；原子的种类及其在晶胞中的位置与衍射线的 强度 有关。
11.X 射线衍射分析时，衍射线的低角度线和高角度线中比较重要的是 低角度线 ，强线和弱线更重要的是 强线 。
12.在扫描电镜中，可以利用 会聚透镜 和 电磁透镜 两种透镜对电子进行会聚。
13.在波谱仪和能谱仪中，能同时测量所有元素的是 能谱仪 ，定量分析准确度高的是 波谱仪 。
现代材料测试技术整理
一衍射2、衍射的基本要素只有三个：即衍射线的峰位、线形、强度。
3、在X射线衍射仪法中，对光源的基本要求是稳定、强度大、光谱纯洁。
4、利用吸收限两边质量吸收系数相差十分悬殊的特点，可制作滤波片。
5、测量X射线衍射线峰位的方法有七种，它们分别是7/8高度法、峰巅法、切线法、弦中点法、中线峰法、重心法、抛物线法。
7、特征X射线产生的根本原因是原子内层电子的跃迁。
8、X射线衍射仪扫描方式可分连续扫描、步进扫描、跳跃步进扫描三种。
9、X射线管阳极靶发射出的X射线谱可分为两类：连续X射线光谱和特征X射线光谱。
10、当X射线穿过物质时，由于受到散射，光电效应等的影响，强度会减弱，这种现象称为X射线的吸收。
11、用于X射线衍射仪的探测器主要有盖革-弥勒计数管、闪烁计数管、正比计数管、固体计数管，其中闪烁计数管和正比计数管应用较为普遍。
15、当X射线照射到物体上时，一部分光子由于和原子碰撞而改变了前进的方向，造成散射线；另一部分光子可能被原子吸收，产生光电效应；再有部分光子的能量可能在与原子碰撞过程中传递给了原子，成为热振动能量。
2、产生特征X射线的根本原因是什么？内层电子跃迁：阴极发出的电子动能足够大，轰击靶，使靶原子中的某个内层电子打出，使它脱离原来的能级，致使靶原子处于受激态。
此时，原子中较高能级上的电子自发跃迁到该内层空位上，多余的能量变为X射线辐射出。
由于任一原子各个能级间的能量差值都是某些不连续的确定值，该差值转变为X射线的波长必为确定值，即产生特征X射线。
3、简述特征X-射线谱的特点。
特征X-射线谱有称作标识射线，它具有特定的波长，且波长取决于阳极靶元素的原子序数。
5、X射线连续光谱产生的机理。
答：当X射线管中高速电子和阳极靶碰撞时，产生极大的速度变化，就要辐射出电磁波。
由于大量电子轰击阳极靶的时间和条件不完全相同，辐射出的电磁波具有各种不同波长，因而形成了连续X射线谱。
6、X射线所必须具备的条件。
现代材料分析测试考试总结
现代材料分析测试考试重点总结1、X射线产生的条件：①用某种方法得到一定量的自由电子；②使这些自由电子在一定方向上做高速运动；③在电子运动的轨迹上设置一个能急剧阻止其运动的障碍物。
2、连续谱：在不同管压下都存在的、曲线呈丘包状的X射线谱成为连续谱。
3、连续辐射：大量电子击靶所辐射出的X射线光量子的波长必然是按统计规律连续分布，覆盖着一个很大的波长范围，故这种辐射成为连续辐射。
4、特征辐射：波长值能够反映出原子序数特征，而与原子所处的物理、化学状态无关的辐射成为特征辐射。
5、特征X射线谱：因X射线强度峰的波长反映了物质的原子序数特征，所以叫特征X射线，由特征X射线构成的X射线谱称为特征X射线谱。
6、Kα线：K层电子逸出后，电子由L→K跃迁，辐射出来的是K系特征谱线中的Kα线。
7、Kβ线：K层电子逸出后，电子由M→K跃迁，辐射出来的是K系特征谱线中的Kβ线。
8、相干散射：X射线的散射中含有与入射线束波长一致的线束，此种波长不变的散射称为相干散射。
9、非相干散射：X射线的散射中出现了随散射角增大散射线束波长增大的现象，这种移向长波的散射称为非相干散射。
10、二次特征辐射：为区别于电子击靶时产生的特征辐射，称由X射线激发产生的特征辐射为二次特征辐射。
11、倒易点阵的定义：如果用a、b、c表示晶体点阵的基本矢量；用a*、b*、c*来表示倒易点阵的基本平移矢量。
相对倒易点阵而言，把晶体点阵称为正点阵，则倒易点阵与正点阵的基本对应关系为：a* b=a* c=b* a=b* c=c* a=c* b=0; a* a=b* b=c* c=1。
12、倒易点阵的性质：①倒易矢量r*垂直于正点阵中的HKL面；②倒易矢量r*的长度等于HKL晶面间距d hkl的倒数13、劳厄方程的优缺点及应用：用途：解释了衍射现象；解决了衍射线的方向的问题；确定晶体结构。
优点：从本质上告诉我们如何获得衍射缺点：用劳厄方程描述X射线对晶体的衍射现象时，入射线、衍射线与晶轴的六个夹角不易决定，用该方程组求点阵常数比较困难，使用不方便。
材料现代分析方法重点笔记
材料现代分析方法重点笔记一、材料X射线衍射分析1、X射线的性质、产生及谱线种类及机理2、X射线与物质的相互作用:几种现象及机理3、X射线衍射方向:布拉格方程及推导，X射线衍射方法4、X射线衍射强度:多晶体衍射图相的形成过程，衍射强度影响因数及积分强度公式5、多晶体分析方法:X射线衍射仪的构造及各部件的作用，实验参数的选择6、物相分析及点阵常数精确测定二、x衍射线知识点1、X射线的本质一种电磁波(波长短:0.01-10nm)2、X射线产生原理由高速运动着的带电粒子与某种物质相撞击后淬然减速,且与该物质中的内层电子相作用而产生的。
3、X射线产生的几个基本条件(1)产生自由电子;(2)使电子作定向高速运动:(3)在电子运动的路径上设置使其突然减速的障碍物4、旋转阳极(用于大功率转靶XRD仪)工作原理:因阳极不断旋转，电子束轰击部位不断改变，故提高功率也不会烧熔靶面。
目前有100kW的旋转阳极，其功率比普通X射线管大数十倍。
5、X射线谱X射线强度与波长的关系曲线6、连续x射线谱管压很低时，例如小于20kv，X射线谱曲线是连续变化的。
7、形成连续x射线谱两种理论解释:1.经典物理学理论:一个带负电荷的电子作加速运动时，电子周围的电磁场将发生急剧变化，此时必然要产生一个电磁波，或至少一个电磁脉冲。
由于极大数量的电子射到阳极上的时间和条件不可能相8/同，因而得到的电磁波将具有连续的各种波长，形成连续X 射线谱。
量子力学概念:当能量为ev的电子与靶的原子整体碰撞时，电子失去自己的能量，其中一部分以光子的形式辐射出去，每碰撞一次，产生一个能量为hv的光子，即“韧致辐射”。
大量的电子在到达靶面的时间、条件均不同，而且还有多次碰撞，因而产生不同能量不同强度的光子序列，即形成连续谱。
8、特征(标识)X射线谱当管电压等于或高于20KV时,则除连续X射线谱外,位于一定波长处还叠加有少数强谱线，它们即特征X射线谱。
9、形成特征X射线谱的理论解释:原子结构的壳层模型:特征X射线的产生机理与靶物质的原子结构有关。
现代材料分析测试技术
现代材料分析测试技术1. 引言现代材料分析测试技术是指利用科学仪器和方法对材料进行测试、分析和评估的一种技术手段。
随着材料科学的不断发展和技术的进步，现代材料分析测试技术在工业、科研和生产领域起着至关重要的作用。
本文将介绍常用的现代材料分析测试技术，包括扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)等。
2. 扫描电子显微镜(SEM)扫描电子显微镜(SEM)是一种非常重要的材料分析测试仪器。
它通过扫描材料表面并通过电子束与材料相互作用来获得材料表面微观形貌和成分信息。
SEM广泛应用于材料科学、纳米材料研究、材料工艺等领域。
它可以观察样品的表面形貌、晶体结构、晶粒大小等，并通过能谱分析仪来获得元素组成信息。
3. 透射电子显微镜(TEM)透射电子显微镜(TEM)是一种用于观察材料内部结构的高分辨率显微镜。
TEM通过电子束穿透材料，并通过对透射电子进行束缚和散射来图像化材料的内部结构。
它在材料科学、纳米技术、纤维材料等领域具有重要的应用价值。
TEM能够观察材料的晶体结构、晶格缺陷、晶粒尺寸等，并可获得高分辨率的像像。
4. X射线衍射(XRD)X射线衍射(XRD)是一种常用的材料分析测试技术。
它利用材料对入射X射线的衍射现象来研究材料的晶体结构和晶格参数。
XRD广泛应用于材料科学、矿产勘探、无机化学等领域。
XRD可以确定材料的晶体结构、晶格常数、相对结晶度等，并可通过对射线衍射的精确测定来研究材料的相变行为和配位状态。
5. 红外光谱(FTIR)红外光谱(FTIR)是一种常用的材料分析测试技术，可以用来研究材料的分子结构和化学键的振动情况。
红外光谱可以提供关于材料的化学成分、结构和功能的重要信息。
它广泛应用于材料科学、有机化学、聚合物科学等领域。
红外光谱可以帮助确定材料的分子结构、功能团的存在和分布，以及材料的晶体性质等。
6. 总结现代材料分析测试技术在材料科学和工程领域起着至关重要的作用。
材料现代分析测试方法知识总结
材料现代分析测试方法知识总结现代分析测试方法是指在材料研究和应用过程中，通过各种仪器和设备对材料进行精确分析和测试的方法。
这些方法包括物理测试方法、化学测试方法和电子显微镜技术等。
以下是对现代分析测试方法的一些知识的总结。
一、物理测试方法：1.X射线衍射：通过X射线的衍射绘制出材料的结晶结构，确定材料的晶格常数、晶胞参数和晶体的相位等。
2.热重分析：通过加热材料并测量其重量的变化，判断其热稳定性、热分解性和可能的热分解产物。
3.红外光谱：通过测量材料在红外波段的吸收光谱，推断材料的分子结构、官能团以及物质的存在状态和纯度。
4.核磁共振：通过测量核磁共振信号，确定物质的结构、官能团和化学环境。
二、化学测试方法：1.光谱分析：包括紫外可见光谱、原子吸收光谱和发射光谱等，通过测量材料吸收或发射的光的波长和强度，确定材料的化学成分和浓度。
2.色谱分析：包括气相色谱、液相色谱和超高效液相色谱等，通过物质在固定相和流动相之间的相互作用，分离并测定材料中的组分。
3.原子力显微镜：通过测量微米和亚微米级尺寸范围内的力的作用，观察材料表面的形貌和物理特性。
4.微量元素分析：通过原子吸收光谱、荧光光谱和电感耦合等离子体发射光谱等方法，测量材料中的微量元素浓度。
三、电子显微镜技术：1.扫描电子显微镜：通过扫描电子束和样品表面之间的相互作用，观察材料表面的形貌、组成和结构。
2.透射电子显微镜：通过电子束穿透样品并与样品内部的原子发生相互作用，观察材料的晶格结构、晶格缺陷和界面等微观结构。
以上是现代材料分析测试方法的一些知识总结。
通过这些方法，我们可以准确地了解材料的组成、结构和性能，为材料的研究、设计和应用提供有力的支持。
现代材料分析测试技术
晶体和非 晶体
晶体是质点（原子、离子或分子）在空间按一 定规律周期性重复排列构成的固体物质。
非晶体是指组成物质的分子（或原子、离子） 不呈空间有规则周期性排列的固体。它没有一 定规则的外形，如玻璃、松香、石蜡等。它的 物理性质在各个方向上是相同的，叫“各向同 性”。它没有固定的熔点。所以有人把非晶体 叫做“过冷液体”或“流动性很小的液体”。
五． 最小内能：指的是在相同热力学条件下，晶体与同种物质的非晶 态相比较，其内能最小，因而晶体的结构也是最稳定的。
六． 稳定性：由于晶体有最小的内能，因而结晶状态是一个相对稳定 的状态。
七． 固定的熔点
空间点阵
为了探讨千变万化的晶体结构的一些共同规律，可 以把晶体结构进行几何抽象。抽象的方法是把晶体 结构中各周期重复单位中的等同点抽象成一个仅代 表重心位置而不代表组成、重量和大小的几何点， 这些几何点称为结点或点阵点。
，
晶面指数
描述晶面或一族互相平行面网在 空间位置的符号（hkl）称为晶面 符号或密勒符号。其中hkl称为晶 面指数或晶面指标。
晶面指数确定方法：取晶面在各晶轴上的截 距系数p、q、r的倒数1/p、1/q、1/r，化简 成互质的整数比h ：k ：l，用（hkl）表示这 组晶面。
法晶 面 指 数 确 定 方
1. 2. 3.
晶 选 称 结 空 何 结
Байду номын сангаас
取
最 小 。
在 满 ① 和 ②
多 的 直 角 ；
在 满 足 ① 的
期 性 和 对 称
能 同 时 反 映
晶 胞 的 条
为点间图点 晶而点形在 胞成阵，空 。的。就间
单连称周
胞
的 条性出件
(完整版)现代材料测试技术——知识点识记
现代材料测试技术知识点识记、掌握1.材料现代分析方法的类别：基于电磁辐射及运动粒子束与材料相互作用的各种性质建立起来的分析方法已成为材料现代分析方法的重要组成部分，大体可分为光谱分析、电子能谱分析、衍射分析和电子显微分析等四大类。
此外，基于其它物理性质或电化学性质与材料的特征关系建立的色谱分析、质谱分析、电化学分析及热分析等方法，也是材料现代分析的重要方法。
材料分析测试技术的发展，使得材料分析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、形貌分析等内容。
组织形貌分析——A．光学显微分析：光学显微镜最先用于医学及生物学方面，直接导致了细胞的发现，在此基础上形成了19世纪最伟大的发现之一------细胞学说。
冶金及材料学工作者利用显微镜观察材料的显微结构，例如：经过抛光腐蚀后可以看到不同金属或合金的晶粒大小及特点，从而判断其性能及其形成条件，使人们能够按照自己的意愿改变金属的性能，或合成新的合金。
举例：纯钨丝退火过程中的组织变化。
B. 扫描电镜分析：扫描电子显微镜是用细聚焦的电子束在样品表面进行逐行扫描，电子束激发样品表面发射二次电子，二次电子被收集并转换成电信号，在荧光屏上同步扫描成像。
由于样品表面形貌各异，发射的二次电子强度不同。
对应在屏幕上亮度不同，得到表面形貌像。
目前扫描电子显微镜的分辨率已经达到了2nm左右。
举例：金属铸锭的树枝晶结构；化学法生长的纳米ZnO；钢铁中的珠光体组织（铁素体 -Fe和渗碳体Fe3C间层混合物）；Al-Cu合金；Ni合金大变形冷轧后晶粒状态；C. 透射电镜分析：举例：Ni合金大变形冷轧后晶粒状态；纯Al热轧晶粒状态；D. 扫描探针显微镜：1982年发明扫描隧道显微镜。
扫描隧道显微镜没有镜头，它使用一根探针。
探针和物体之间加上电压，如果探针距离物体表面大约在纳米级的距离时，就会产生电子隧穿效应。
电子会穿过物体与探针之间的空隙，形成一股微弱的电流。
材料现代分析与测试技术复习资料
材料现代分析与测试技术复习资料LTX射线衍射分析（基础与应用）一.X射线的特性人的肉眼看不见X射线，但X射线能使气体电离，使照相底片感光，能穿过不透明的物体，还能使荧光物质发出荧光。
▪X射线呈直线传播，在电场和磁场中不发生偏转；当穿过物体时仅部分被散射。
▪X射线对动物有机体（其中包括对人体）能产生巨大的生理上的影响，能杀伤生物细胞。
二.X射线具有波粒二相性1.X射线的本质是电磁辐射，与可见光完全相同，仅是波长短而已，因此其同样具有波粒二象性。
波动性:▪硬X射线：波长较短的硬X射线能量较高，穿透性较强，适用于金属部件的无损探伤及金属物相分析。
▪软X射线：波长较长的软X射线能量较低，穿透性弱，可用于非金属的分析。
▪三.X光与可见光的区别▪1) X光不折射，因为所有物质对X光的折光指数都接近1。
因此无X光透镜或X光显微镜。
▪2) X光无反射▪3) X光可为重元素所吸收，故可用于医学造影。
1.3 X射线的产生及X射线管X射线的产生：X射线是高速运动的粒子（一般用电子）与某种物质相撞击后猝然减速，且与该物质中的内层电子相互作用而产生的。
产生原理X射线是高速运动的粒子（一般用电子）与某种物质（阳极靶）相撞击后猝然减速，且与该物质中的内层电子相互作用而产生的。
高速运动的电子与物体碰撞时，发生能量转换，电子的运动受阻失去动能，其中一小部分（1％左右）能量转变为X射线，而绝大部分（99％左右）能量转变成热能使物体温度升高。
产生X射线条件▪1.产生自由电子；▪2.使电子作定向的高速运动（阴极阳极间加高电压）;▪3.在其运动的路径上设置一个障碍物（阳极▪(2)特征（标识）X射线▪连续辐射，特征辐射(1)连续X射线）开始的由具有从某个最短波长（短波极限λ连续的各种波长的X射线的集合（即：波长范围~λ∝）为λ短波限▪连续X射线谱在短波方向有一个波长极限，称为短波限λ0。
它是由电子一次碰撞就耗尽能量所产生的X射线，此光子能量最大波长最短。
现代分析测试技术复习知识点复习资料
一, 名词说明1. 原子汲取灵敏度：也称特征浓度，在原子汲取法中，将能产生1％汲取率即得到0.0044的吸光度的某元素的浓度称为特征浓度。
计算公式： S=0.0044×C/A （ug/mL/1%）S——1％汲取灵敏度 C——标准溶液浓度 0.0044——为1％汲取的吸光度A——3次测得的吸光度读数均值2. 原子汲取检出限：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须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牢靠地区分开。
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2~3 3．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耀下所放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汲取200 ~ 800 nm光谱区的辐射来进行分析测定的方法。
这种分子汲取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，协助定性分析（如协作IR）。
5．热重法：热重法（TG）是在程序限制温度下，测量物质质量及温度关系的一种技术。
TG基本原理：很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探讨晶体性质的变化，如熔化, 蒸发, 升华和吸附等物质的物理现象；也有助于探讨物质的脱水, 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方法就是用热天平（图1），测量的原理有两种：变位法和零位法。
6．差热分析；差热分析是在程序限制温度下，测量物质及参比物之间的温度差及温度关系的一种技术。
材料现代分析方法知识点
材料现代分析方法知识点1.光谱学分析方法：包括紫外可见吸收光谱、红外光谱、拉曼光谱、荧光光谱等。
光谱学分析方法通过材料对不同波长的光的吸收、散射和发射来研究材料的内部结构和性质。
2.质谱分析方法：质谱分析是一种根据材料中不同元素或分子的质量比例来确定其组成和结构的方法。
常见的质谱技术包括质谱仪、傅里叶变换质谱仪、气相色谱质谱联用技术等。
3.微观结构分析方法：包括电子显微镜、透射电子显微镜、扫描电子显微镜等。
这些方法可以观察和分析材料的微观结构、晶体结构以及元素的分布情况。
4.表界面分析方法：包括扩散反射红外光谱、X射线光电子能谱等。
通过表界面分析方法可以了解材料的表面组成、性质和反应过程，对材料的表面修饰和表面改性提供指导。
5.热物理分析方法：包括热重分析、差示扫描量热法等。
这些方法可以研究材料的热稳定性、热分解过程以及热性能等。
6.X射线衍射分析方法：通过测量材料对入射X射线的衍射图样，可以了解材料的晶体结构、晶格常数和晶体取向等信息。
7.分子动力学模拟方法：分子动力学模拟是一种适用于研究材料微观结构和动力学行为的计算方法。
通过建立材料的原子和分子模型，并运用分子力场等方法，可以模拟和预测材料的结构演化、热力学和动力学行为。
8.电化学分析方法：电化学分析是一种通过材料与电解质溶液之间的相互作用来研究材料电学性质和电化学反应机理的方法。
常见的电化学分析方法包括电化学阻抗谱、循环伏安法、线性扫描伏安法等。
9.磁学分析方法：磁学分析是一种研究材料磁性和磁性行为的方法。
常见的磁学分析方法包括磁化率测量、磁滞回线测量等。
10.输运性质分析方法：输运性质分析是一种研究材料的传导性能（如电导率、热导率等）的方法。
常见的输运性质分析方法包括四探针法、热电力学性质测量等。
以上是材料现代分析方法的一些知识点。
这些方法可以用于分析材料的组成、结构、性能和行为等方面，并为材料的研究和应用提供基础数据和理论依据。
同时，随着科学技术的不断发展，新的分析方法也不断涌现。
材料现代分析方法知识点汇总
材料现代分析方法知识点汇总1.基础分析技术：材料现代分析方法常用的基础分析技术包括光学显微镜、电子显微镜、X射线衍射、扫描电子显微镜等。
这些技术可以用于材料样品的形态、结构和成分的分析和表征。
2.元素分析方法：材料中元素的分析是材料研究中的重要内容。
现代元素分析方法包括原子吸收光谱、原子发射光谱、原子荧光光谱、质谱等。
通过这些方法可以获取样品中各个元素的含量和分布情况。
3.表面分析技术：材料的表面性质对其性能有着重要影响。
表面分析技术包括扫描电子显微镜、原子力显微镜、拉曼光谱等。
这些技术可以用于研究材料表面形貌、结构和成分，以及表面与界面的性质。
4.结构分析方法：材料的结构对其性能有着决定性的影响。
结构分析方法包括X射线衍射、中子衍射、电子衍射等。
这些方法可以用于确定材料的晶体结构、非晶态结构和纳米结构，从而揭示材料的物理和化学性质。
5.磁学分析方法：材料的磁性是其重要的性能之一、磁学分析方法包括霍尔效应测量、磁化率测量、磁滞回线测量等。
这些方法可以用于研究材料的磁性基本特性，如磁场效应、磁滞行为和磁相互作用。
6.热学分析方法：材料的热性质对其在高温、低温等条件下的应用具有重要意义。
热学分析方法包括热重分析、差示扫描量热法、热导率测量等。
这些方法可以用于研究材料的热稳定性、相变行为和导热性能。
7.分子分析技术：材料中分子结构的分析对于研究其化学性质具有重要意义。
分子分析技术包括红外光谱、拉曼光谱、核磁共振等。
通过这些技术可以确定材料的分子结构、键合方式和功能性分子的存在情况。
8.表征方法：材料的表征是指对其特定性能的评估和描述。
表征方法包括电阻率测量、粘度测量、硬度测量等。
这些方法可以用于研究材料的电学、力学和流变学性质。
总之，材料现代分析方法是一门综合应用各种科学技术手段对材料样品进行分析与表征的学科。
掌握这些现代分析方法的知识，可以帮助科学家和工程师更好地了解材料的性质和特点，为材料设计和应用提供科学依据。
现代材料检测技术及检测方法复习要点
现代材料检测技术及检测方法复习要点一．热分析定义：热分析是在程序控制温度下，测量物质的物理性质与温度之间关系的一类技术。
1.热重分析（Thermogravimetry，TG）定义：热重法是在程序控温下，测量物质的质量与温度或时间的关系的方法，通常是测量试样的质量变化与温度的关系。
影响因素：升温速度，气氛，样品的粒度和用量，试样皿温度的标定2.差热分析（Differential Thermal Analysis，DTA）定义：差热分析是在程序控制温度下，测量物质与参比物之间的温度差与温度关系的一种技术。
差热分析曲线描述了样品与参比物之间的温差(ΔT)随温度或时间的变化关系。
影响因素：气氛和压力的选择，升温速率的影响和选择，试样的预处理和粒度，参比物的选择，纸速的选择3.差示扫描量热分析（Differential Scanning Calorimetry，DSC）；定义：差示扫描量热法(DSC)是在程序控温下，测量物质和参比物之间的能量差随温度变化关系的一种技术4.差热重分析（Differential Thermogravimetry, DTG）DTG曲线是TG曲线对温度或时间的一阶导数，即质量变化率5.在DTA曲线中，吸热效应用谷来表示，放热效应用峰来表示所不同的是：在DSC曲线中，吸热(endothermic)效应用凸起正向的峰表示凹下的谷表示(热焓增加)，放热(exothermic)效应用凹下的谷表示(热焓减少)。
二．电镜分析1.定义：TEM用聚焦电子束作照明源，使用于对电子束透明的薄膜试样，以透过试样的透射电子束或衍射电子束所形成的图像来分析试样内部的显微组织结构。
2.为什么采用电子束而不用自然光？决定因素1）显微镜的分辨率2）自然光与电子束的波长3）有效放大倍数透射电镜的有效放大倍数M=人眼的分辨率（0.2mm）/投射电镜的分辨率（0.1nm），而光学显微镜的分辨率为200mm。
由显微镜的分辨率与光源的波长决定了透射电子显微镜的放大倍率远大于普通光学显微镜；3.场深是指在保持象清晰的前提下，试样在物平面上下沿镜轴可移动的距离，或者说试样超越物平面所允许的厚度。
材料现代测试技术内容总结
1. X射线产生的基本条件答：①产生自由电子；②使电子做定向高速运动；③在电子运动的路径上设置使其突然减速的障碍物。
5. X射线相干散射与非相干散射现象答：相干散射：当X射线与原子中束缚较紧的内层电子相撞时，电子振动时向四周发射电磁波的散射过程。
非相干散射：当X射线光子与束缚不大的外层电子或价电子或金属晶体中的自由电子相撞时的散射过程。
6. 光电子、荧光X射线以及俄歇电子的含义答：光电子：光电效应中由光子激发所产生的电子（或入射光量子与物质原子中电子相互碰撞时被激发的电子）。
荧光X射线：由X射线激发所产生的特征X射线。
俄歇电子：原子外层电子跃迁填补内层空位后释放能量并产生新的空位，这些能量被包括空位层在内的临近原子或较外层电子吸收，受激发逸出原子的电子叫做俄歇电子。
7. X射线吸收规律、线吸收系数答：X射线吸收规律：强度为I的特征X射线在均匀物质内部通过时，强度的衰减与在物质内通过的距离x成比例，即-dI/I=μdx 。
线吸收系数：即为上式中的μ，指在X射线传播方向上，单位长度上的X射线强弱衰减程度。
2、电磁透镜的像差是怎样产生的，如何来消除或减小像差？解：电磁透镜的像差可以分为两类：几何像差和色差。
几何像差是因为投射磁场几何形状上的缺陷造成的，色差是由于电子波的波长或能量发生一定幅度的改变而造成的。
几何像差主要指球差和像散。
球差是由于电磁透镜的中心区域和边缘区域对电子的折射能力不符合预定的规律造成的，像散是由透镜磁场的非旋转对称引起的。
消除或减小的方法：球差：减小孔径半角或缩小焦距均可减小球差，尤其小孔径半角可使球差明显减小。
像散：引入一个强度和方向都可以调节的矫正磁场即消像散器予以补偿。
色差：采用稳定加速电压的方法有效地较小色差。
3、说明影响光学显微镜和电磁透镜分辨率的关键因素是什么？如何提高电磁透镜的分辨率？解：光学显微镜的分辨本领取决于照明光源的波长。
电磁透镜的分辨率由衍射效应和球面像差来决定，球差是限制电磁透镜分辨本领的主要因素。
材料现代测试技术知识小结-2016
真空系统
保持镜体真空的意义：
维持灯丝工作的必要条件——避免氧化、延缓老化、 延长灯丝寿命 保证电子束正常传输——不与气体分子碰撞发生电 离 避免电子枪中高压放电 样品处于高真空中减少污染
透射电镜样品制备
超薄切片：通常以锇酸和戊二醛固定样品，以环 氧树脂包埋，以热膨胀或螺旋推进的方式推进样 品切片，切片厚度20~50nm，切片采用重金属 盐染色，以增大反差
扫描隧道式电子显微镜（STM）——用纳米级直 径的金属探针、以极其接近的距离在样品表面上， 做连续扫描运动，将隧道效应产生的微弱电流检 测出来，并处理成影像信息以供显示。 原子力显微镜（AFM） —— 针尖与样品表面轻轻 接触，由于针尖尖端原子与样品表面原子间存在 极微弱的排斥力，通过光学检测法或隧道电流检 测法，可测得针尖对应于扫描各点的位置变化， 从而可以获得样品表面形貌的信息。 环境扫描电镜（ESEM）
成像系统
1）物镜（O） •紧贴在样品台下方，第一级成像元件，精度要求极高 •强磁透镜，焦距很短 •改变物镜电流，可以调整焦点，用以聚焦 •以其重要性，常被谓之为电镜的“心脏” 2）中间镜（I）和投影镜（P） •在物镜之下，常设有中间镜、第一、第二投影镜 •共同配合完成放大作用，改变各级透镜的工作电流， 可实现放大倍率的变换M= MO· MI · MP1· MP2 •工作台面板上有对应的旋钮，供使用者调整 •电镜的工作放大倍率M= 各级中间镜和投影镜放大倍 率之积
电子束的产生
电子束由电子枪产生（灯丝）
热电子发射：
场发射：
图像的质量 视场选择正确，图像清晰。 衬度——黑与白的对比程度，也称反差。 层次——黑与白之间的过渡级数。 缩小光阑可以明显提高图像的反差。
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现代材料测试技术知识点识记、掌握1.材料现代分析方法的类别：基于电磁辐射及运动粒子束与材料相互作用的各种性质建立起来的分析方法已成为材料现代分析方法的重要组成部分，大体可分为光谱分析、电子能谱分析、衍射分析和电子显微分析等四大类。
此外，基于其它物理性质或电化学性质与材料的特征关系建立的色谱分析、质谱分析、电化学分析及热分析等方法，也是材料现代分析的重要方法。
材料分析测试技术的发展，使得材料分析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、形貌分析等内容。
组织形貌分析——A．光学显微分析：光学显微镜最先用于医学及生物学方面，直接导致了细胞的发现，在此基础上形成了19世纪最伟大的发现之一------细胞学说。
冶金及材料学工作者利用显微镜观察材料的显微结构，例如：经过抛光腐蚀后可以看到不同金属或合金的晶粒大小及特点，从而判断其性能及其形成条件，使人们能够按照自己的意愿改变金属的性能，或合成新的合金。
举例：纯钨丝退火过程中的组织变化。
B. 扫描电镜分析：扫描电子显微镜是用细聚焦的电子束在样品表面进行逐行扫描，电子束激发样品表面发射二次电子，二次电子被收集并转换成电信号，在荧光屏上同步扫描成像。
由于样品表面形貌各异，发射的二次电子强度不同。
对应在屏幕上亮度不同，得到表面形貌像。
目前扫描电子显微镜的分辨率已经达到了2nm左右。
举例：金属铸锭的树枝晶结构；化学法生长的纳米ZnO；钢铁中的珠光体组织（铁素体 -Fe和渗碳体Fe3C间层混合物）；Al-Cu合金；Ni合金大变形冷轧后晶粒状态；C. 透射电镜分析：举例：Ni合金大变形冷轧后晶粒状态；纯Al热轧晶粒状态；D. 扫描探针显微镜：1982年发明扫描隧道显微镜。
扫描隧道显微镜没有镜头，它使用一根探针。
探针和物体之间加上电压，如果探针距离物体表面大约在纳米级的距离时，就会产生电子隧穿效应。
电子会穿过物体与探针之间的空隙，形成一股微弱的电流。
如果探针与物体的距离发生变化，这股电流也会相应的改变。
这样，通过测量电流可以探测物体表面的形状，分辨率可以达到原子的级别。
因为这项奇妙的发明，Binnig和Rohrer获得了1986年的诺贝尔物理学奖。
改变微探针的性能，可以测量样品表面的导电性、导磁性等等，现在已经成为庞大的扫描探针显微镜(SPM)家族。
建立在SPM技术之上的纳米加工工艺研究、纳米结构理化性能表征、材料和器件纳米尺度形貌分析、高密度储存技术，是当今科学技术中最活跃的前沿领域之一。
它已被用来探测各种表面力、纳米力学性能、对生物过程进行现场观察；还被用来将电荷定向沉积、对材料进行纳米加工等。
晶体的相结构分析——在材料科学领域，相是指具有特定的结构和性能的物质状态。
材料中原子排列方式决定晶体的相结构，原子排列方式的变化导致了相结构的变化。
在一种组织中可以同时存在几种相；同种材料在不同条件下会以不同的相存在。
改变加工成形工艺及后续热处理来获得不同的相组成，并实现可控的相变。
物相分析是指利用衍射的方法探测晶格类型和晶胞常数，确定物质的相结构。
主要的物相分析手段有三种：X射线衍射(XRD)、电子衍射(ED)及中子衍射(ND)，其共同的原理是：利用电磁波或运动电子束、中子束等与材料内部规则排列的原子作用产生相干散射，获得材料内部原子排列的信息，从而重组出物质的结构。
晶体的相结构分析：电子衍射TEM依据入射电子的能量大小，电子衍射可分为高能电子衍射和低能电子衍射。
低能电子衍射(LEED)以能量为10～500eV的电子束照射样品表面，产生电子衍射。
由于入射电子能量低，因而低能电子衍射给出的是样品表面1～5个原子层的(结构)信息，故低能电子衍射是分析晶体表面结构的重要方法，应用于表面吸附、腐蚀、催化、外延生长、表面处理等材料表面科学与工程领域。
高能电子衍射分析(HEED)，入射电子能量为10～200 keV。
由于原子对电子的散射强（比X 射线高4个数量级），电子穿透能力差，因而透射式高能电子衍射只适用于对薄膜样品的分析。
随着透射电子显微镜的发展，电子衍射分析多在透射电子显微镜上进行。
由于电子束可以在电磁场作用下会聚得很细小，所以特别适合测定微细晶体或亚微米尺度的晶体结构。
透射电子显微镜具有可实现样品选定区域电子衍射，并可实现微区样品结构(衍射)分析与形貌观察相对应的特点。
晶体的相结构分析------中子衍射与X射线、电子受原子的电子云或势场散射的作用机理不同，中子受物质中原子核的散射，轻重原子对中子的散射能力差别比较小，中子衍射利于测定材料中轻原子分布。
中子衍射仪价格较高，不普及。
成分和价键(电子)结构分析化学成分和价键(电子)结构包括宏观和微区化学成分(不同相的成分、基体与析出相的成分)、同种元素的不同价键类型和化学环境。
大部分成分和价键分析手段都是基于同一个原理，即核外电子的能级分布反应了原子的特征信息。
利用不同的入射波激发核外电子，使之发生层间跃迁，在此过程中产生元素的特征信息。
按照出射信号的不同，成分分析手段可以分为两类：X光谱和电子能谱，出射信号分别是X射线和电子。
X光谱包括X射线荧光光谱(XRF)和电子探针X射线显微分析(EPMA)两种技术，而电子能谱包括X 射线光电子能谱(XPS)、俄歇电子能谱(AES)、电子能量损失谱(EELS)等分析手段。
2. 电子衍射内容：⏹单晶电子衍射分析及应用我们进行观察的样品大半是多晶体，晶粒尺寸一般是微米数量级，但通过选区电子衍射方法，用选区光阑套住某一晶粒，获得就是单晶电子衍射花样。
单晶花样比多晶花样能提供更多的晶体学信息。
由于电子衍射图可以认为是一个放大了的二维倒易点阵平面，其衍射电子束分布的几何形状与二维倒易点阵平面上倒易阵点的分布是相同的，所以电子衍射图的对称性可以用一个二维倒易点阵平面的对称性加以解释。
晶体的空间点阵与其倒易点阵是互为倒易的。
电子衍射图与二维倒易点阵平面的直接对应关系，使得电子衍射图的解释变得简单。
当电子束沿n 次旋转轴入射到晶体样品时，电子衍射图就具有n次旋转对称性。
每一个衍射电子束对应一个晶面，对电子衍射图的指标化就是将产生每一个衍射电子束对应的晶面指数找出来。
一张电子衍射图相当于一个放大了的倒易点阵面，对电子衍射图的指标化就转化为对这个倒易面上的倒易阵点进行指数标定。
利用晶体几何学的知识就可以对倒易阵点进行指标化。
⏹单晶电子衍射花样的基本应用：1物相鉴定——⏹X射线衍射一直是物相分析的主要手段，但是电子衍射的应用日益增多，与X射线物相分析相辅相成。
一方面，电子衍射物相分析的灵敏度非常高，就连一个小到几十甚至几个纳米的微晶也能通过现代的纳米衍射技术给出清晰的电子衍射花样。
另一方面，选区电子衍射都给出单晶电子衍射花样，当出现未知的新结构时，可能比X射线多晶衍射花样易于分析。
⏹单晶花样还可以得到有关晶体取向关系的信息等。
电子衍射物相分析可以与形貌观察同时进行，还能得到物相大小、形态、分布等重要信息。
⏹透射电子显微镜中加上X射线能谱仪和电子能量损失谱仪附件，可直接得到所测物相的化学成分。
物相验证的三个条件是:①由衍射花样确定的点阵类型必须与ASTM卡片中物相符合；②衍射斑点指数必须自洽；③主要低指数晶面间距与卡片中给出的标准d值相符，允许的误差约为3％左右。
⏹单晶电子衍射花样的基本应用：2. 晶体取向关系的验证——⏹晶体取向分析一般分为两种情况，一种是已知两相之间可能存在的取向关系，用电子衍射花样加以验证，另一种是对两种晶体取向关系的预测。
⏹在相变过程中，两相之间常有固定的取向关系，这种关系常用一对互相平行的晶面及面上一对平行的晶向来表示。
现举例说明如何用电子衍射花样来进行取向关系验证。
某低碳钒钢金属薄膜样品，已知α铁素体(体心立方晶体，点阵常数a=0.2866 nm)和V4C3析出相(面心立方晶体，a＝0.4130 nm)两相的选区电子衍射花样负片示意如图所示。
对两相花样分别指数化，计算(已知相机常数K=2.065 mm⋅nm)。
3. 厄瓦尔德图－衍射矢量方程的几何图解：以晶体点阵原点O为圆心，以为半径1/λ作一圆球面，从O作入射波波矢k，其端点O为相应的倒易点阵的原点，称为厄瓦尔德反射球。
当倒易阵点G与反射球面相截时，衍射方程成立，即衍射波矢k’就是从球心到这个倒易阵点的连线方向。
反射球面是衍射方程的图解。
产生衍射波的条件：只有当衍射矢量与倒易矢量相同时才可能产生强衍射，这就将衍射与倒易空间联系在一起了。
因此倒易空间也被称为波矢空间或衍射空间。
入射电子波发生弹性散射的条件是它传递给晶格的动量恰好等于某一倒易矢量。
❖因为电子波λ很小，比d小两个数量级，所以衍射角θ只有1~2度。
❖由电子衍射的Ewald图解法可知，由于反射球半径相对于倒易阵点间距来说很大，在倒易原点附近可将反射球近似看成平面，所以一个倒易平面上的倒易点可同时与反射球相截。
电子衍射花样就是倒易截面的放大。
4. 系统消光：由于F HKL=0而使衍射线消失的现象称为系统消光。
系统消光包括点阵消光和结构消光。
点阵消光：在复杂点阵中，由于单胞的面心或体心上附加阵点而引起的F HKL=0，称为点阵消光。
结构消光：由微观对称元素螺旋轴、滑移面导致的F HKL=0，称为结构消光。
5. 单晶电子衍射特征：⏹明锐的衍射斑点，靠近透射电子束的衍射斑点有较高的强度，外侧衍射束的强度逐渐降低；⏹衍射斑点的间距与晶面距离的倒数成正比；⏹衍射斑点形成规则的几何形状------二维网格；⏹衍射斑点的几何形状与二维倒易点阵平面上倒易阵点的分布是相同的；⏹电子衍射图的对称性可以用一个二维倒易点阵平面的对称性加以解释;⏹改变晶体取向引起的倒易阵点与反射球面交截情况变化，从而导致电子衍射束的强度、数目以及对称性都发生明显变化，因为晶体取向的变化改变了衍射条件。
6 多晶电子衍射：如果晶粒尺度很小，且晶粒的结晶学取向在三维空间是随机分布的，产生衍射束的样品中包含了众多的晶粒，涵盖了所有的晶体取向，即同名晶面族对应的倒易阵点在倒易空间中的分布是等几率的，无论电子束沿任何方向入射，同名晶面族对应的倒易阵点与反射球面相交的轨迹都是一个圆环形，由此产生的衍射束均为圆形环线。
所有衍射束形成的衍射花样为一些围绕透射束的同心圆环。
多晶电子衍射特征：半径恒定的同心圆环衍射线；同心圆环的半径依赖于点阵晶面间距；这些同心圆环衍射线的形状与入射电子束的方向无关。
7．非晶态物质衍射：非晶态结构物质的特点是原子的分布在非常小的范围内有一定的序，即每个原子的近邻原子的排列仍具有一定的规律，呈现一定的几何特征。
原子排列的短程序使得许多非晶态材料中仍然较好地保留着相应晶态结构中所存在的近邻配位情况，可以形成具有确定配位数和一定大小的原子团，如四面体，八面体或其它多面体单元。