材料现代分析方法知识点

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现代材料分析方法

现代材料分析方法

现代材料分析方法现代材料分析方法包括物理、化学、电子、光学、表面和结构等多个方面的技术手段,具有快速、准确、非破坏性的特点。

下面将针对常用的材料分析技术进行详细介绍。

一、物理分析方法1. 微观结构分析:包括金相显微镜分析、扫描电镜、透射电镜等技术。

通过观察材料的显微结构、晶粒尺寸、相组成等参数,揭示材料的内在性质和形貌特征。

2. 热分析:如热重分析、差示扫描量热仪等。

利用材料在高温下的重量、热容变化,分析材料的热行为和热稳定性。

3. 电学性能测试:包括电导率、介电常数、介电损耗等测试,用于了解材料的电导性和电介质性能。

4. 磁性测试:如霍尔效应测试、磁滞回线测试等,用于研究材料的磁性行为和磁性特性。

二、化学分析方法1. 光谱分析:包括紫外可见光谱、红外光谱、核磁共振等。

通过检测材料对不同波长的光谱的吸收、散射等现象,分析材料的组分和结构。

2. 质谱分析:如质子质谱、电喷雾质谱等。

通过挥发、电离和分离等过程,分析材料中不同元素的存在及其相对含量。

3. 电化学分析:包括电化学阻抗谱、循环伏安法等。

通过测量材料在电场作用下的电流、电压响应,研究材料的电化学性能和反应过程。

4. 色谱分析:如气相色谱、高效液相色谱等。

利用材料在色谱柱上的分离和吸附效果,分析材料中组分的种类、含量和分布。

三、电子分析方法1. 扫描电子显微镜(SEM):通过照射电子束,利用电子和物质的相互作用,获得样品表面的详细形貌和成分信息。

2. 透射电子显微镜(TEM):通过透射电子束,观察材料的细观结构,揭示原子尺度的微观细节。

3. 能谱分析:如能量色散X射线谱(EDX)、电子能量损失谱(EELS)等。

通过分析材料与电子束相互作用时,产生的X射线和能量损失,来确定样品的元素组成和化学状态。

四、光学分析方法1. X射线衍射:通过物质对入射的X射线束的衍射现象,分析材料的晶体结构和晶格参数。

2. 红外光谱:通过对材料在红外辐射下的吸收和散射特性进行分析,确定材料的分子结构和化学键。

材料现代分析方法(复习题及答案)

材料现代分析方法(复习题及答案)

1、埃利斑由于光的波动性,光通过小孔发生衍射,明暗相间的条纹衍射的图样,条纹间距随小孔尺寸的变大,衍射的图样的中心有最大的亮斑,称为埃利斑。

2、差热分析是在程序的控制条件下,测量在升温、降温或恒温过程中样品和参比物之间的温差。

3、差示扫描量热法(DSC)是在程序控制条件下,直接测量样品在升温、降温或恒温过程中所吸收的或放出的热量。

4、倒易点阵是由晶体点阵按照一定的对应关系建立的空间点阵,此对应关系可称为倒易变换。

5、干涉指数在(hkl)晶面组(其晶面间距记为dhkl)同一空间方位,设若有晶面间距为dhkl/n(n 为任意整数)的晶面组(nh,nk,nl)即(H,K,L)记为干涉指数.6、干涉面简化布拉格方程所引入的反射面(不需加工且要参与计算的面)。

7、景深当像平面固定时(像距不变)能在像清晰地范围内,允许物体平面沿透镜轴移动的最大距离。

8、焦长固定样品的条件下,像平面沿透镜主轴移动时能保持物象清晰的距离范围.9、晶带晶体中,与某一晶向【uvw】平行的所有(HKL)晶面属于同一晶带,称为晶带射线若K层产生空位,其外层电子向K层跃迁产生的X射线统称为K系特征辐射,其中有L 10、α层电子跃迁产生的K系特征辐射称为Ka。

11、数值孔径子午光线能进入或离开纤芯(光学系统或挂光学器件)的最大圆锥的半顶角之余弦,乘以圆锥顶所在介质的折射率。

12、透镜分辨率用物理学方法(如光学仪器)能分清两个密切相邻物体的程度13 衍射衬度由样品各处衍射束强度的差异形成的衬度成为衍射衬度。

射线若K层产生空位,其外层电子向K层跃迁产生的X射线统称为K系特征辐射,其中有L 14α层电子跃迁产生的K系特征辐射称为Ka。

15质厚衬度由于样品不同区间存在原子序数或厚度的差异而形成的非晶体样品投射电子显微图像衬度,即质量衬度,简称质厚衬度。

16 质谱是离子数量(强度)对质荷比的分布,以质谱图或质谱表的形式的表达。

一、判断题1)、埃利斑半径与照明光源波长成反比,与透镜数值孔径成正比。

材料现代分析测试方法复习

材料现代分析测试方法复习

XRD X 射线衍射 TEM 透射电镜—ED 电子衍射 SEM 扫描电子显微镜—EPMA 电子探针(EDS能谱仪 WPS 波谱仪) XPS X 射线光电子能谱分析 AES 原子发射光谱或俄歇电子能谱IR —FT —IR 傅里叶变换红外光谱 RAMAN 拉曼光谱 DTA 差热分析法 DSC 差示扫描量热法 TG 热重分析 STM 扫描隧道显微镜 AFM 原子力显微镜测微观形貌:TEM 、SEM 、EPMA 、STM 、AFM 化学元素分析:EPMA 、XPS 、AES (原子和俄歇)物质结构:远程结构(XRD 、ED )、近程结构(RAMAN 、IR )分子结构:RAMAN官能团:IR 表面结构:AES (俄歇)、XPS 、STM 、AFMX 射线的产生:高速运动着额电子突然受阻时,随着电子能量的消失和转化,就会产生X 射线。

产生条件:1.产生并发射自由电子;2.在真空中迫使电子朝一定方向加速运动,以获得尽可能高的速度;3.在高速电子流的运动路线上设置一障碍物(阳极靶),使高速运动的电子突然受阻而停止下来。

X 射线荧光:入射的X 射线光量子的能量足够大将原子内层电子击出,外层电子向内层跃迁,辐射出波长严格一定的X 射线俄歇电子产生:原子K 层电子被击出,L 层电子如L2电子像K 层跃迁能量差不是以产生一个K 系X 射线光量子的形式释放,而是被临近的电子所吸收,使这个电子受激发而成为自由电子,即俄歇电子14种布拉菲格子特征:立方晶系(等轴)a=b=c α=β=γ=90°;正方晶系(四方)a=b ≠cα=β=γ=90°;斜方晶系(正交)a ≠b ≠c α=β=γ=90°;菱方晶系(三方)a=b=c α=β=γ≠90°;六方晶系a=b ≠c α=β=90°γ=120°;单斜晶系a ≠b ≠c α=β=90°≠γ;三斜晶系a ≠b ≠c α≠β≠γ≠90°布拉格方程的推导 含义:线照射晶体时,只有相邻面网之间散射的X 射线光程差为波长的整数倍时,才能产生干涉加强,形成衍射线,反之不能形成衍射线。

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

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。

材料现代分析方法

材料现代分析方法

材料现代分析方法材料现代分析方法是指利用现代科学技术手段对材料进行分析和研究的方法。

随着科学技术的不断发展,材料分析方法也在不断更新和完善。

现代材料分析方法的发展,为材料科学研究提供了更加精准、快速和全面的手段,对于材料的研究和应用具有重要的意义。

首先,光谱分析是材料现代分析方法中的重要手段之一。

光谱分析是利用物质对电磁波的吸收、发射、散射等现象进行分析的方法。

常见的光谱分析方法包括紫外可见吸收光谱、红外光谱、拉曼光谱等。

通过光谱分析,可以对材料的结构、成分、性质等进行研究和分析,为材料的研究和应用提供重要的信息。

其次,电子显微镜分析也是材料现代分析方法中的重要手段之一。

电子显微镜是利用电子束来照射样品,通过电子与样品相互作用产生的信号来获取样品的显微结构和成分信息的一种显微镜。

通过电子显微镜分析,可以对材料的微观形貌、晶体结构、成分分布等进行研究和分析,为材料的结构性能和应用提供重要的参考。

此外,质谱分析也是材料现代分析方法中的重要手段之一。

质谱分析是利用质谱仪对物质进行分析的方法,通过对物质中离子的质量和相对丰度进行检测和分析,来确定物质的分子结构和成分。

质谱分析可以对材料的组成、纯度、分子量等进行研究和分析,为材料的质量控制和应用提供重要的支持。

综上所述,材料现代分析方法是利用现代科学技术手段对材料进行分析和研究的方法。

光谱分析、电子显微镜分析、质谱分析等都是材料现代分析方法中的重要手段,通过这些方法可以对材料的结构、成分、性能等进行全面的研究和分析,为材料的研究和应用提供重要的支持。

随着科学技术的不断发展,相信材料现代分析方法将会更加完善和精准,为材料科学研究和应用带来更多的新突破。

材料现代分析方法

材料现代分析方法

1000 1
100
10
0.1 0.01
整理课件
1 0.001
0.1 nm 0.0001 μm
13
OM
Ni-Cr合金的铸造组织
整理课件
14
SEM
整理课件
15
人类血细胞SEM照片
酵母
人类精子
整理课件
16
图为IBM公司的Eigler博士用扫描探针显微镜(SPM)搬动 35个氙原子绘制的“IBM”字样。如果这种原子搬动技术 被巧妙使用的话,就完全可以绘制成美妙的原子艺术画。
结构层次 物体尺寸
研究对象
研究方法
宏观结构 > 100 m 大晶粒、颗粒集 团
显微结构 0.2-100m 多晶集团
肉眼、放大 镜
显微镜
亚显微结 构
微观结构
10-200 nm
< 10 nm
微晶集团 晶格点阵
整理课件
扫描电镜
扫描隧道电 镜
8
2.材料分析的内容
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。
通过电磁性质变化研究分子运动——介电松弛与核磁共 振;
通过体积变化研究分子运动——热膨胀计
整理课件
34
课程说明
教材与参考书 《材料研究方法》——王培铭,许乾慰主编,科学出版社 《材料现代分析方法》——左演声,陈文哲,梁伟主编,北京工业大学
出版社 《聚合物材料表征与测试》 》——杨万泰主编,中国轻工业出版社
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。 相对而言,上述四大类方法在材料研究中应用 得更加频繁。

材料现代分析方法(1)

材料现代分析方法(1)

材料现代分析方法重点(彭美勋部分)名词解释部分1,石墨单色器与分光晶体石墨单色器:利用衍射方法过滤杂色X射线的晶体单色器,比较滤波片更有效的消除x射线背底。

2,明场像与暗场像明场像:在电子显微镜中,用透过样品的非散射电子以及在物镜孔径角区域内的散射电子的电子束对样品所形成的像暗场像:在电子显微镜中,仅利用透过样品的散射电子束对样品所形成的像。

3,质厚衬度与衍射衬度以及原子序数衬度质量衬度:由于样品不同微区间存在原子序数或厚度的差异而形成的衍射衬度:由样品各衍射束强度差异形成的衬度。

影响因素主要是晶体取向和结构振幅原子序数衬度:由于试样表面物质原子序数或化学成分差别而引起的衬度4,wds与edsWds:波谱仪Eds:能谱仪能谱仪的优点有:分析速度快,灵敏度高,谱线重复性好。

缺点有:能量分辨率低,峰背比低。

工作条件要求严格。

波谱仪的优点有:波长分辨率很高。

5,二次电子与背散射电子二次电子成:在单电子激发过程中被入射电子轰击出来的核外电子背散射电子成:被固体样品原子反射回来的一部分入射电子5.1,二次电子像与背散射电子像答:二次电子象:是表面形貌衬度,它是利用对样品表面形貌变化敏感的物理信号作为调节信号得到的一种象衬度背散射电子像:背散射电子像的形成,就是因为样品表面上平均原子序数Z大的部位而形成较亮的区域,产生较强的背散射电子信号;而平均原子序数较低的部位则产生较少的背散射电子,在荧光屏上或照片上就是较暗的区域,这样就形成原子序数衬度。

6,物相定性分析与物相定量分析物相定性分析:鉴定试样中各种组成的构成,包括的元素、根或官能团等的分析。

物相定量分析:测定试样中各种组分(如元素、根或官能团等)含量的操作。

6.1,单晶衍射和多晶衍射单晶衍射:每一个斑点对应一个衍射面多晶衍射:每一个圆环是一系列等间距的衍射面问答部分7,扫描电子显微镜与透射电子显微镜异同答:相同之处:都是电真空设备,使用绝大部分部件原理相同,例如电子枪,磁透镜,各种控制原理,消象散,合轴等等。

现代材料分析方法复习资料

现代材料分析方法复习资料

现代材料分析方法第三章当一束聚焦电子沿一定方向射到样品上时,在样品物质原子的库仑电场作用下,入射电子方向将发生改变,称为散射。

原子对电子的散射还可以进一步分为弹性散射和非弹性散射。

在弹性散射中,电子只改变运动方向,基本上无能量变化。

在非弹性散射中,电子不但改变方向,能量也有下同程度的衰减,衰减部分转变为热、光、x射线、二次电子等。

原于中核外电子对入射电子的散射作用是一种非弹性散射,散射过程中入射电子所损失的能量部分转变为热,部分使物质中原子发生电离或形成自由载流子,并伴随着产生各种有用信息,如二次电子、俄歇电子、特征x射线、特征能量损失电子、阴极发光、电子感生电导等当入射电子与原子核外电子发生相互作用时,会使原子失掉电子而变成离子,这种现象称为电离,而这个脱离原子的电予称为二次电子。

二次电子是指被入射电子轰击出来的核外电子。

入射电子在样品内遭到散射,改变前进方向,在非弹性散射信况下,还会损失一部分能量。

在这种弹佳和非弹性散射过程中,有些入射电子累计散射角超过90o,这些电子将重新从样品表面逸出,称为背散射电子。

背散射电于是指被固体样品中的原子核反弹回来的一部分入射电子。

在电子显微分析仪器中利用背散射电子信号通常是指那些能量较高的电子,其中主要是能量等于或接近尽的电子,其特点如下。

1.对样品物质的原子序数敏感;2.分辨率及信号收隼率较低当样品较厚时,例如达到微米数量级,入射电子中的一部分在样品内经过多次非弹性散射后,能量耗尽,既无力穿透样品,也不能逸出表面,称为吸收电子。

具有特征能量值的电子称为俄歇电子(AUE)。

利用俄歇电子进行元素分析的仪器称谓俄歇电子能谱仪(AES)c。

如果原子内层电子能级跃迁过程中释放出来的能量 E不以X射线的形式释放,而是用该能量将核外另一电子打出,脱离原子变为二次电子,这种二次电子叫做俄歇电子。

俄歇电子具有以下特点l. 适于分析轻元素及超轻元素;因为这些元素的特征x射线产额很低,俄歇电子产额很高2.适于表面薄层分析真正能够保持其特征能量而逸出表面的俄歇电子只限子表层以下1nm以内的深度范围。

材料现代分析方法

材料现代分析方法

材料现代分析方法一.绪论1.材料现代分析方法: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。

2.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、衍射分析与电子显微分析等四大类方法。

3.各种方法的分析、检测过程均可大体分为信号发生器、检测器、信号处理器与读出装置等几部分组成。

二.核磁共振1.核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR):无线电波照射样品时,使特定化学结构环境中的原子核发生的共振跃迁(核自旋能级跃迁)。

2.拉摩尔进动:外磁场与核自旋磁场的相互作用,导致核自旋轴绕磁场方向发生回旋,称为拉摩尔进动。

3.核磁共振现象的产生机理:主要是由核的自旋运动引起的,核的自旋产生了不同的核自旋能级,当某种频率的电磁辐射与核自旋能级差相同时,原子核从低自旋能级跃迁到高自旋能级,产生了核磁共振现象。

4.描述核自旋运动的量子数I与原子核的质子数和中子数有关,有下列三种情况:(1)偶-偶核,I=0;(2)奇-偶核,I为半整数;(3)奇-奇核,I为整数。

5.核磁共振的条件:(1)原子核有自旋现象(I﹥0);(2)在外磁场中发生能级裂分;(2π)。

(3)照射频率与外磁场的比值υB=γIB。

6.1H核磁共振条件:υO=γI2π7.化学位移:某一质子吸收峰出现的位置,与标准物质质子吸收峰出现的位置之间的差异,称为该质子的化学位移δ。

8.化学位移现象:同一种类原子核,但处在不同的化合物中,或是虽在同一种化合物中,但所处的化学环境不同,其共振频率也稍有不同,这就是所谓的化学位移现象。

9.影响化学位移的因素:诱导效应、共轭效应、磁各向异性效应、氢键效应和溶剂效应。

质子周围电子云密度↑,屏蔽效应↑,在较高磁场强度处(高场)发生核磁共振,δ小;电子云密度↓,屏蔽效应↓,在较低磁场强度处(低场)发生核磁共振,δ大。

现代材料分析方法

现代材料分析方法

现代材料分析方法现代材料分析方法是科学家们为了研究材料的性质和结构而开发的一系列技术和手段。

随着科学技术的进步,越来越多的先进分析方法被开发出来,使得人们能够更加深入地了解材料的特性和行为。

以下将介绍一些常见的现代材料分析方法。

1.X射线衍射(XRD):X射线衍射是一种用于确定晶体结构的分析方法。

通过照射材料并观察衍射的X射线图案,可以推导出材料的晶格常数、晶胞结构以及晶体的取向和纯度等信息。

2.扫描电子显微镜(SEM):SEM使用电子束来扫描样品表面,并通过捕获和放大反射的电子来产生高分辨率的图像。

SEM可以提供有关材料表面形貌、尺寸分布和化学成分等信息。

3.透射电子显微镜(TEM):TEM使用电子束透射样品,并通过捕获透射的电子来产生高分辨率的图像。

TEM可以提供有关材料内部结构、晶体缺陷和晶界等信息。

4.能谱仪(EDS):能谱仪是一种与SEM和TEM配套使用的分析设备,用于确定材料的元素组成。

EDS通过测量样品散射的X射线能量来识别和定量分析元素。

5.红外光谱(IR):红外光谱是一种用于确定材料分子结构和化学键的分析方法。

通过测量材料对不同频率的红外辐射的吸收,可以确定样品的功能基团和化学结构。

6.核磁共振(NMR):核磁共振是一种用于研究材料中原子核的分析方法。

通过利用材料中原子核的磁性质,可以确定样品的化学环境、分子结构和动力学信息。

7.质谱(MS):质谱是一种用于确定材料中化合物和元素的分析方法。

通过测量材料中离子生成的质量-电荷比,可以确定样品的分子量、结构和组成。

8.热分析(TA):热分析是一种通过测量材料对温度的响应来研究其热性质和热行为的方法。

常见的热分析技术包括差示扫描量热法(DSC)、热重分析(TGA)和热膨胀分析(TMA)等。

9.表面分析(SA):表面分析是一种研究材料表面化学成分和结构的方法。

常用的表面分析技术包括X射线光电子能谱(XPS)、扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)等。

材料现代分析方法

材料现代分析方法

第一章6。

什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射"、“吸收限”、“俄歇效应"?答:⑴当χ射线通过物质时,物质原子的电子在电磁场的作用下将产生受迫振动,受迫振动产生交变电磁场,其频率与入射线的频率相同,这种由于散射线与入射线的波长和频率一致,位相固定,在相同方向上各散射波符合相干条件,故称为相干散射.⑵当χ射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后,可以得到波长比入射χ射线长的χ射线,且波长随散射方向不同而改变,这种散射现象称为非相干散射。

⑶一个具有足够能量的χ射线光子从原子内部打出一个K电子,当外层电子来填充K空位时,将向外辐射K系χ射线,这种由χ射线光子激发原子所发生的辐射过程,称荧光辐射。

或二次荧光。

⑷指χ射线通过物质时光子的能量大于或等于使物质原子激发的能量,如入射光子的能量必须等于或大于将K电子从无穷远移至K层时所作的功W,称此时的光子波长λ称为K系的吸收限。

⑸当原子中K层的一个电子被打出后,它就处于K激发状态,其能量为E k.如果一个L层电子来填充这个空位,K电离就变成了L电离,其能由Ek变成El,此时将释Ek—El的能量,可能产生荧光χ射线,也可能给予L层的电子,使其脱离原子产生二次电离。

即K层的一个空位被L层的两个空位所替代,这种现象称俄歇效应。

(6)俄歇电子:(7)光电子:第二章2. 下面是某立方晶系物质的几个晶面,试将它们的面间距从大到小按次序重新排列:(12-3),(100),(200),(-311),(121),(111),(-210),(220),(130),(030),(2-21),(110)。

答:它们的面间距从大到小按次序是:(100)、(110)、(111)、(200)、(-210)、(121)、(220)、(2-21)、(030)、(130)、(-311)、(12-3)。

3. 什么叫干涉面?当波长为λ的X射线在晶体上发生衍射时,相邻两个(hkl)晶面衍射线的波程差是多少?相邻两个HKL干涉面的波程差又是多少?答:晶面间距为d/n、干涉指数为nh、 nk、 nl的假想晶面称为干涉面.当波长为λ的X 射线照射到晶体上发生衍射,相邻两个(hkl)晶面的波程差是nλ,相邻两个(HKL)晶面的波程差是λ。

期末考试:现代材料测试分析方法及答案

期末考试:现代材料测试分析方法及答案

期末考试:现代材料测试分析方法及答案一、引言本文旨在介绍现代材料测试分析方法,并提供相关。

现代材料测试分析方法是材料科学与工程领域的重要内容之一,它帮助我们了解材料的性质和特性,为材料的设计和应用提供依据。

本文将首先介绍几种常见的现代材料测试分析方法,然后给出相应的。

二、现代材料测试分析方法1. 机械性能测试方法机械性能是材料的重要指标之一,它包括材料的强度、硬度、韧性等方面。

常见的机械性能测试方法包括拉伸试验、压缩试验、冲击试验等。

这些测试方法通过施加外力或载荷,测量材料在不同条件下的变形和破坏行为,从而评估材料的机械性能。

2. 热性能测试方法热性能是材料在高温或低温条件下的表现,它包括热膨胀性、热导率、热稳定性等方面。

常见的热性能测试方法包括热膨胀试验、热导率测试、热分析等。

这些测试方法通过加热或冷却材料,测量其在不同温度下的性能变化,从而评估材料的热性能。

3. 化学性能测试方法化学性能是材料在不同化学环境中的表现,它包括耐腐蚀性、化学稳定性等方面。

常见的化学性能测试方法包括腐蚀试验、酸碱浸泡试验等。

这些测试方法通过将材料置于不同的化学介质中,观察其在化学环境下的变化,从而评估材料的化学性能。

三、1. 机械性能测试方法的应用机械性能测试方法广泛应用于材料工程领域。

例如,在汽车工业中,拉伸试验可以评估材料的抗拉强度和延伸性,从而选择合适的材料制造汽车零部件。

在建筑工程中,压缩试验可以评估材料的抗压强度,确保建筑结构的稳定性和安全性。

在航空航天领域,冲击试验可以评估材料的抗冲击性能,确保飞机在遭受外力冲击时不会破坏。

2. 热性能测试方法的意义热性能测试方法对于材料的设计和应用非常重要。

通过热膨胀试验,我们可以了解材料在高温条件下的膨胀性,从而避免热膨胀引起的构件变形和破坏。

通过热导率测试,我们可以评估材料的导热性能,为热传导设备的设计提供依据。

通过热分析,我们可以了解材料在不同温度下的热行为,为材料的热稳定性评估提供依据。

材料现代分析方法知识点

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。

材料现代分析方法重点笔记

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。

材料现代分析方法知识点

材料现代分析方法知识点

材料现代分析方法知识点现代分析方法是指在分析领域中应用先进科学技术和设备对材料进行表征、分析和测试的一种方法。

它广泛应用于材料科学、化学、生物学、医学等领域。

本文将重点介绍几种常见的现代分析方法,包括质谱分析、光谱分析、扫描电镜、透射电镜和原子力显微镜等。

质谱分析是一种通过测量被测物质的质量和相对丰度来确定其分子结构和组成的方法。

它可以用来分析有机物、无机物和生物大分子等。

质谱仪通过将样品中的分子离子化,然后对离子进行加速、分选和检测,最终得到质谱图。

质谱图是指将离子的质量与相对丰度作为坐标绘制成的图形。

质谱分析可以用于研究材料的分子结构、元素组成、反应机理等。

光谱分析是一种利用物质与辐射相互作用来研究物质性质的方法。

常见的光谱分析方法有紫外可见吸收光谱、红外光谱和拉曼光谱等。

紫外可见吸收光谱通过测量物质对紫外或可见光的吸收强度与波长之间的关系来研究物质的电子结构和色素成分。

红外光谱通过测量物质对红外光的吸收强度与波数之间的关系来研究物质的分子结构和官能团。

拉曼光谱通过测量物质对激光散射光的频率移动来研究物质的分子振动和晶格结构。

扫描电镜是一种通过扫描样品表面的电子束来获得高分辨率图像的方法。

它可以提供材料的表面形貌、结构和成分等信息。

扫描电镜可以分为传统扫描电镜和透射电镜。

传统扫描电镜通过扫描物质表面的二次电子和反射电子来获得样品表面形貌和成分分布。

透射电镜则通过将电子束穿过样品来获得样品的内部结构和晶格信息。

扫描电镜在材料科学、生物医药和纳米材料等领域有着广泛的应用。

透射电镜是一种通过透射电子来研究材料的内部结构和成分的方法。

透射电镜可以提供更高分辨率的图像和更详细的晶格信息,可以用于研究材料的晶体结构、界面形貌、晶格缺陷等。

透射电镜主要包括透射电子显微镜和扫描透射电镜。

透射电子显微镜使用透射电子束来获得样品的高分辨率图像,可以观察到纳米尺度的细节。

扫描透射电镜则可以对样品进行局部扫描,获得不同区域的成分和结构信息。

材料现代分析方法归纳总结

材料现代分析方法归纳总结

材料现代分析方法归纳总结材料分析是研究和了解材料性质、组成以及结构的过程。

而随着科学技术的发展,材料现代分析方法不断丰富和完善,因此,本文将对常用的材料现代分析方法进行归纳总结。

通过这些方法,我们可以更加准确地了解材料的性质和特点,为材料研究和应用提供有力的支持。

一、X射线衍射分析方法1. X射线衍射仪原理X射线衍射是利用材料晶体对入射的X射线产生衍射现象,进而得到材料结构信息的方法。

X射线衍射仪包括X射线发生器、样品支架、衍射仪和探测器等组成。

2. X射线衍射应用范围X射线衍射广泛应用于材料相结构、晶体学、应力分析等领域。

通过X射线衍射分析,可以确定材料中存在的晶体结构、相变行为以及晶格常数等关键信息。

二、质谱分析方法1. 质谱仪原理质谱是一种通过分析样品中离子的质量和相对丰度,来确定样品组成的分析技术。

质谱仪包括进样系统、离子源、质谱分析器等组成。

2. 质谱分析应用领域质谱分析方法在有机物组成分析、无机元素分析以及分子结构分析等方面具有广泛的应用。

通过对样品分子离子的质量的检测和分析,可以获得样品化学成分以及分子结构等信息。

三、扫描电子显微镜(SEM)分析方法1. SEM原理扫描电子显微镜是利用电子束与样品表面相互作用产生的信号来获得样品表面形貌以及成分信息的一种显微镜。

SEM主要由电子光源、样品台、扫描控制系统、成像系统等部分构成。

2. SEM应用范围SEM广泛应用于材料表面形貌分析、晶体缺陷研究以及纳米材料分析等领域。

通过SEM技术,可以观察到材料表面的形貌、孔隙结构、晶体形态等微观特征。

四、透射电子显微镜(TEM)分析方法1. TEM原理透射电子显微镜是将电子束透射到样品上,通过电子束和样品发生相互作用产生的影像来获得样品内部的结构信息。

TEM主要由电子源、样品台、成像系统等部分构成。

2. TEM应用范围TEM主要应用于材料的内部结构分析,例如纳米材料的晶体结构、界面特性等。

通过TEM技术,可以观察到材料的晶体结构、晶界、缺陷以及纳米颗粒等细微结构。

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

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。

材料现代分析方法知识点

材料现代分析方法知识点

材料现代分析方法知识点1、什么就是特征X射线?当管压增至与阳极靶材对应得特定值U k时,在连续谱得某些特定波长位置上出现一系列陡峭得尖峰。

该尖峰对应得波长λ与靶材得原子序数Z存在着严格得对应关系,尖峰可作为靶材得标志或特征,故称尖峰为特征峰或特征谱。

2、什么就是电子探针得点分析、线分析、面分析?①点分析:将电子束作用于样品上得某一点,波谱仪分析时改变分光晶体与探测器得位置,收集分析点得特征X射线,由特征X射线得波长判定分析点所含得元素;采用能谱仪工作时,几分钟内可获得分析点得全部元素所对应得特征X射线得谱线,从而确定该点所含有得元素及其相对含量。

②线分析:将探针中得谱仪固定于某一位置,该位置对应于某一元素特征X射线得波长或能量,然后移动电子束,在样品表面沿着设定得直线扫描,便可获得该种元素在设定直线上得浓度分布曲线。

改变谱仪位置则可获得另一种元素得浓度分布曲线。

③面分析:将谱仪固定于某一元素特征X射线信号(波长或能量)位置上,通过扫描线圈使电子束在样品表面进行光栅扫描(面扫描),用检测到得特征X射线信号调制成荧光屏上得亮度,就可获得该元素在扫描面内得浓度分布图像。

3、XRD对样品有何要求?粉末样品应干燥,粒度一般要求约10~80μm,应过200目筛子(约0、08mm),且避免颗粒不均匀。

块状样品应将其处理成与窗孔大小一致,可扫描宽度宜大于5mm,小于30mm,至少保证一面平整。

4、电子探针分析原理?电子探针就是一中利用电子束作用样品后产生得特征X射线进行微区成分分析得仪器。

其结构与扫描电竞基本相同,所不同得只就是电子探针检测得就是特征X射线,而不就是二次电子或背散射电子。

5、结构因子得计算?P68(1)简单点阵:简单点阵得晶胞仅有一个原子,坐标为(0,0,0),即X=Y=Z=0,设原子得散射因子为f,则(公式3-69)(2)底心点阵:底心点阵得晶胞有两个原子,坐标分别为(0,0,0),(1/2,1/2,0)各原子得散射因子为f,则(公式3-70)(3)体心点阵:体心点阵得晶胞有两个原子,坐标分别为(0,0,0),(1/2,1/2,1/2)各原子得散射因子为f,则(公式3-71)(4)面心点阵:面心点阵得晶胞有4个原子,坐标分别为(0,0,0),(1/2,1/2,0),(1/2,0,1/2),(0,1/2,1/2)各原子得散射因子为f,则(公式3-72)6、X射线衍射与电子衍射得关系(比较)?P150(1)电子波得波长短,远远小于X射线,同等衍射条件下,它得衍射半角很小,衍射束集中在前方额,而x射线得衍射半角可接近90度。

现代材料研究分析方法考研复习精华

现代材料研究分析方法考研复习精华
四部分:X光源;分光晶体; 检测器;记录显示; 按Bragg方程进行色散; 测量第一级光谱n=1; 检测器角度 2; 分光晶体与检测器同步转动进行扫描。
二、X射线荧光光谱仪 X-ray fluorescence spectrometer
(3)检测器
正比计数器(充气型): 工作气 Ar;抑制气 甲烷 利用X射线使气体电离的作用,辐射能转化电能; 闪烁计数器: 瞬间发光—光电倍增管; 半导体计数器:下图
背散射电子的特点
03
背散射电子能量很高,其中相当部分接近入射电子能量,在试样中产生的范围大,像的分辨率低;
背散射电子发射系数随试样原子序数增加而增大;
虽然作用体积虽入射束能量增加而增大,但背散射电子的发射系数受入射束能量影响不大;
当试样表面倾角增加时,作用体积改变,将显著增加被散射电子的发射系数;
DTA仪的基本结构
差热分析仪通常由加热炉、温度控制系统、信号放大系统、差热系统及记录系统组成。
影响曲线形状的因素
影响差热分析的主要因素有三个方面:仪器因素,实验条件和试样。 实验条件 升温速率;稀释剂的影响;
差热曲线分析
差热曲线分析就是解释曲线上每个峰谷产生的原因,从而分析被测物质是有那些物相组成的。峰谷产生的原因有: 矿物质脱水 相变 物质的化合或分解 氧化还原 差热分析的峰只表示试样的热效应,本身不反应更多的物理化学本质。为此,单靠差热曲线很难做正确的解释。现在普遍采用的联用技术。
定性物相分析原理
X射线衍射线的位置决定于晶胞的形状和大小,也即决定于各晶面的面间距,而衍射线的相对强度则决定于晶胞内原子的种类、数目及排列方式。每种晶态物质都有其特定的结构,不是前者有异,就是后者有别,因而就有其独特的衍射花样。 当试样中包含两种或两种以上的结晶物质时,它们的衍射花样同时出现,而不会相互干涉。 混合物中某相的衍射线强度取决于它在试样中的相对含量,因此根据各相衍射线的强度比,可以推算出它们的相对含量。

现代材料分析技术及应用

现代材料分析技术及应用

现代材料分析技术及应用现代材料分析技术是指利用现代科学技术手段对材料进行全面、准确、细致的研究和分析的方法。

它是材料科学领域研究的基础和支撑,广泛应用于材料的研发、生产和质量控制等方面。

现代材料分析技术包括物理性质测试、化学分析、显微成像、表面分析、光谱分析、电子显微镜等多个方面。

下面将介绍几种常见的现代材料分析技术及其应用。

一、物理性质测试技术物理性质测试技术是对材料的物理性能进行测试和分析的方法。

常见的测试技术有强度测试、硬度测试、韧性测试、热膨胀系数测量等。

这些测试技术可以用于评估材料的强度、硬度、韧性、热稳定性等性能。

例如,在金属材料的研发过程中,可以通过硬度测试来评估其抗拉强度和延展性,进而确定最佳的工艺参数。

二、化学分析技术化学分析技术是对材料中化学成分进行定性和定量分析的方法。

常见的化学分析技术包括光谱分析、质谱分析、原子吸收光谱分析等。

这些技术可以确定材料中元素的种类、含量以及化学结构。

化学分析技术在材料研发过程中起到了重要作用,可以选择最佳的原材料组合,提高材料的性能。

三、显微成像技术显微成像技术是观察和研究材料的微观形貌和结构的方法。

常见的显微成像技术有光学显微镜、电子显微镜和原子力显微镜等。

这些技术可以提供高分辨率的图像,揭示材料的表面形貌、内部结构和缺陷等信息。

显微成像技术广泛应用于材料的质量检测、缺陷分析和外观评估等方面。

四、表面分析技术表面分析技术是研究材料表面性质和表面结构的方法。

常见的表面分析技术有扫描电子显微镜、表面拉曼光谱、X射线光电子能谱等。

这些技术可以提供材料表面的化学组成、成分分布、晶体结构等信息。

表面分析技术对于材料的表面改性、涂层质量控制等有重要意义。

五、光谱分析技术光谱分析技术是研究物质的光学特性和结构的方法。

常见的光谱分析技术有红外光谱、紫外-可见吸收光谱、核磁共振光谱等。

这些技术可以通过分析物质与光的相互作用来判断其分子结构、化学键信息等。

光谱分析技术广泛应用于材料的组分分析、质量控制和性能评估等方面。

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材料现代分析方法知识点1.什么是特征X射线?当管压增至与阳极靶材对应的特定值U k时,在连续谱的某些特定波长位置上出现一系列陡峭的尖峰。

该尖峰对应的波长λ与靶材的原子序数Z存在着严格的对应关系,尖峰可作为靶材的标志或特征,故称尖峰为特征峰或特征谱。

2.什么是电子探针的点分析、线分析、面分析?①点分析:将电子束作用于样品上的某一点,波谱仪分析时改变分光晶体和探测器的位置,收集分析点的特征X射线,由特征X射线的波长判定分析点所含的元素;采用能谱仪工作时,几分钟内可获得分析点的全部元素所对应的特征X射线的谱线,从而确定该点所含有的元素及其相对含量。

②线分析:将探针中的谱仪固定于某一位置,该位置对应于某一元素特征X射线的波长或能量,然后移动电子束,在样品表面沿着设定的直线扫描,便可获得该种元素在设定直线上的浓度分布曲线。

改变谱仪位置则可获得另一种元素的浓度分布曲线。

③面分析:将谱仪固定于某一元素特征X射线信号(波长或能量)位置上,通过扫描线圈使电子束在样品表面进行光栅扫描(面扫描),用检测到的特征X射线信号调制成荧光屏上的亮度,就可获得该元素在扫描面内的浓度分布图像。

3. XRD对样品有何要求?粉末样品应干燥,粒度一般要求约10~80μm,应过200目筛子(约0.08mm),且避免颗粒不均匀。

块状样品应将其处理成与窗孔大小一致,可扫描宽度宜大于5mm,小于30mm,至少保证一面平整。

4.电子探针分析原理?电子探针是一中利用电子束作用样品后产生的特征X射线进行微区成分分析的仪器。

其结构与扫描电竞基本相同,所不同的只是电子探针检测的是特征X射线,而不是二次电子或背散射电子。

5.结构因子的计算?P68(1)简单点阵:简单点阵的晶胞仅有一个原子,坐标为(0,0,0),即X=Y=Z=0,设原子的散射因子为f,则(公式3-69)(2)底心点阵:底心点阵的晶胞有两个原子,坐标分别为(0,0,0),(1/2,1/2,0)各原子的散射因子为f,则(公式3-70)(3)体心点阵:体心点阵的晶胞有两个原子,坐标分别为(0,0,0),(1/2,1/2,1/2)各原子的散射因子为f,则(公式3-71)(4)面心点阵:面心点阵的晶胞有4个原子,坐标分别为(0,0,0),(1/2,1/2,0),(1/2,0,1/2),(0,1/2,1/2)各原子的散射因子为f,则(公式3-72)6.X射线衍射与电子衍射的关系(比较)?P150(1)电子波的波长短,远远小于X射线,同等衍射条件下,它的衍射半角很小,衍射束集中在前方额,而x射线的衍射半角可接近90度。

(2)电子衍射反射球半径大(3)电子衍射散射强度高,物质对电子的散射比对x射线散射强约1000000倍(4) 电子衍射不仅可以进行微区结构分析,还可以进行形貌观察,而x射线衍射却无法进行形貌分析(5)薄晶样品的倒易点阵为沿厚度方向的倒易杆,大大增加了反射球与倒易杆相截的机会,即使偏离布拉格方程的电子束也能发生衍射。

(6)由于电子衍射角小,测量衍射斑点的位置精度远比x射线低,因此,不宜用于精确测定点阵常数。

7.扫描电镜的基本原理及结构原理:扫描电子显微镜利用电子枪产生的稳定电子束,以光栅状扫描方式照射到被分析试样表面,利用入射电子和试样表面物质互相作用所产生的二次电子和背散射电子成像,获得试样表面微观组织结构和形貌信息。

结构:扫描电镜主要由电子光学系统、信号检测处理、图像显示和记录系统及真空系统三大系统组成。

其中电子光学系统是扫描电镜的主要组成部分。

8.什么是成像操作与衍射操作?是如何实现的?p176成像操作:当中间镜的物平面与物镜的像平面重合时,投影屏上将出现微观组织的形貌像,这样的操作成为成像操作。

衍射操作:当中间镜的物平面与物镜的后焦面重合时,投影屏上将出现所选区域的衍射花样,这样的操作称为衍射操作。

两者是通过改变中间镜的励磁电流的大小来实现的。

调整励磁电流即改变中间镜的焦距,从而改变中间镜物平面与物镜后焦面之间的相对位置。

9.什么是光电效应?p47与特征X射线的产生过程相似,当X射线的能量足够高时同样可以将物质原子的内层电子击出成为自由电子,并在内层产生空位,使原子处于激发状态,外层电子自发回迁填补空位,降低原子的能量,产生辐射。

这种由入射X射线激发原子产生辐射的过程称为光电效应。

10.XRD衍射峰位的确定方法?p99(1)峰顶法当衍射峰非常尖锐时,直接以峰顶所在的位置定位为峰位(2)切线法当衍射峰两侧的直线部分较长时,一两侧直线部分的延长线的交点定为峰位(3)半高宽法图4-14(P100页)为半高宽法定位示意图,当Kɑ1和Kɑ2不分离时,如图4-14(a)所示,作衍射峰背底的连线pq,过峰顶m作横轴的垂直线mn,交pq于n,mn即为峰高。

过mn的中点K作pq的平行线PQ交衍射峰于P和Q,PQ为半高峰宽,再由PQ得中点R作横轴的垂线所得的垂足即为该衍射峰的峰位。

当Kɑ1和Kɑ2分离时,如图4-14(b)所示,应由Kɑ1衍射峰定位,考虑到Kɑ2的影响,取距峰顶1/8峰高处的峰宽中点定位峰位。

半高宽法一般适用于敏锐峰,当衍射峰较为漫散时应采用抛物线拟合法定位。

(4)当峰形漫散时,采用半高宽法产生的误差较大,此时可采用抛物线拟合法,就是将衍射峰的顶部拟合成对称轴平行于纵轴、张口朝下的抛物线,以其对称轴与横轴的交点定位。

根据拟合时取点数目的不同,又可分为三点法、五点法和多点法等,此处介绍三点法和多点法。

11. TEM中的衬度的类型及适用范围p188①衬度源于样品对入射电子的散射,当电子束穿透样品后,其振幅和相位均发生了变化,因此,电子显微图像的衬度可以分为振幅衬度和相位衬度,这两种衬度对同一幅图像的形成均有贡献,只是其中一个占助导而已。

根据产生振幅差异的原因,振幅衬度又可分为质厚衬度和衍射衬度两种。

②质厚衬度主要适用于非晶体成像。

衍射衬度主要适用于大于1nm的纤维组织结构。

相位衬度主要适用于晶格分辨率的测定以及高分辨率图像。

12.什么是像差?可以分为哪几种,各自的含义?p164①电磁透镜的像差主要是由内外两种因素导致,由电磁透镜的几何形状﹙内因﹚导致的像差称为几何像差,几何像差又包括球差和像散;而由电子束波长的稳定性﹙外因﹚决定的像差称为色差﹙光的颜色决定于波长﹚。

②分为球差,像差,色差。

③球差:由于电磁透镜的近轴区磁场和远轴区磁场对电子束的折射能力不同导致的。

像差:由于形成透镜的磁场非旋转对称引起的。

色差:由于波长不稳定导致的。

13.什么是二次电子与背散射电子?p146在电子束与样品发生作用时,非弹性散射是原子核外电子可能获得高于其电离的能量,挣脱原子核束缚,变成自由电子,那些在样品表层,且能量高于其逸出功的自由电子可能从样品表面逸出,称为真空中的自由电子,称之为二次电子背散射电子是指入射电子作用样品后被反射回来的部分入射电子,其强度用IB表示。

由弹性背散射电子和非弹性背散射电子。

14.什么是连续X射线?X射线谱线呈两种分布特征,一种连续状分布,另一种为陡峭状分布。

我们把连续分布的谱线称为X射线连续谱。

15.DTA差热分析是指在程序控温下,测量试样物质与参比物的温差随温度或时间变化的一种技术。

16.DSC差示扫描量热法是指在程序控温下,测量单位时间内输入到样品和参比物之间能量差或功率差随温度变化的一种技术。

17.TG热重分析法是在程序控温下,测量物质的质量随温度变化的关系。

18.TEM透射电子显微镜,简称透射电镜,是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上,电子与样品中的原子碰撞而改变方向,从而产生立体角散射。

散射角的大小与样品的密度、厚度相关,因此可以形成明暗不同的影像。

通常,透射电子显微镜的分辨率为0.1~0.2nm,放大倍数为几万~百万倍,用于观察超微结构,即小于0.2&micro;m、光学显微镜下无法看清的结构,又称“亚显微结构”。

19.SEM扫描电子显微镜是利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态,即用极狭窄的电子束去扫描样品,通过电子束与样品的相互作用产生各种效应,其中主要是样品的二次电子发射。

二次电子能够产生样品表面放大的形貌像,这个像是在样品被扫描时按时序建立起来的,即使用逐点成像的方法获得放大像。

20.能谱仪与波谱仪的比较?P244页(1)检测效率能谱仪中锂漂移硅探测器对X射线发射源所张的立体角显著大于波谱仪,所以前者可以接受到更多的X射线;其次波谱仪因分光晶体衍射而造成部分X射线强度损失,因此能谱仪的检测效率较高。

(2)空间分辨能力能谱仪因检测效率高可在较小的电子束流下工作,使束斑直径减小,空间分析能力提高。

目前,在分析电镜中的微束操作方式下能谱仪分析的最小微区已经达到毫微米的数量级,而波谱仪的空间分辨率仅处于微米数量级。

(3)能量分辨本领能谱仪的最佳能量分辨本领为149eV,波谱仪的能量分辨本领为0.5nm,相当于5-10eV,可见波谱仪的分辨本领比能谱仪高一个数量级。

(4)分析速度能谱仪可在同一时间内对分析点内的所有X射线光子的能量进行检测和计数,仅需几分钟时间可得到全谱定性分析结果;而波谱仪只能逐个测定每一元素的特征波长,一次全分析往往需要几个小时。

(5)分析元素的范围波谱仪可以测量铍(Be)-铀(U)之间的所有元素,而能谱仪中Si(Li)检测器的铍窗口吸收超轻元素的X射线,只能分析纳(Na)以上的元素。

(6)可靠性能谱仪结构简单,没有机械传动部分,数据的稳定性和重现性较好。

但波谱仪的定量分析误差(1-5%)远小于能谱仪的定量分析误差(2-10%)。

(7)样品要求波谱仪在检测时要求样品表面平整,以满足聚焦条件。

能谱仪对样品表面没有特殊要求,适合于粗糙表面的成分分析。

根据上述分析,能谱仪和波谱一各有特点,彼此不能取代。

近年来,常将二者与扫描电境结合为一体,实质在一台仪器上实现快速地进行材料组织结构成分等资料的分析。

(太长了,精简)21.X射线物相分析步骤?(1)运用X射线仪获得待测样品前反射区(2θ<90°)的衍射花样。

同时由计算机获得各衍射峰的相对前度、衍射晶面的面间距或指数。

(2)当已知被测样品的主要化学成分是,可以利用字母索引查找卡片,在包含主元素各种可能的物相中,找出三强线符合的卡片,取出卡片,核对其余衍射峰,一旦符合,便能确定样品中含有该物相。

(3)当未知被测样品中的组成元素时,需要利用数字索引进行定性分析。

将衍射花样中相对强度最强的三强峰所对应的d1、d2、d3,由d1在索引中找到其所在的大组中,再按次强线的面间距d2在大组中找到与d2接近的几行,需要注意的是在同一大组中,各行是按d2值递减顺序编排的。

在d1、d2符合后,再对照第3、第4直至第8强线,若是八强峰均符合则可以取出该卡片,再对照剩余的d值和I1/I2,若d值在允许的误差范围内均符合,即可定相。

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