现代分析技术在塑料材料测试中的应用
高等仪器分析红外光谱在聚氨酯表征方面的应用
红外光谱在聚氨酯表征方面的应用摘要:聚氨酯(PU)综合性能优良,有着极为广泛的应用,是科研领域的研究热点。
而红外光谱(IR)是聚氨酯结构表征中不可或缺的表征方法。
本文从红外光谱的原理和聚氨酯的实用性出发,综述了红外光谱在合成与改性聚氨酯过程中的表征应用。
关键词:聚氨酯,红外光谱,表征The Applications of FTIR in Waterborne PolyurethaneCharacterizationAbstract:Polyurethane (PU) is a focus in scientific fields due to its excellent properities and broad applications. And Infrared spectroscopy (IR) is one of essential methods to characterize the chemical structure of PU. This review started with the principle of IR and the practicability of PU, summarized the applications of IR in the characterization of PU during the synthesis and modification process.Key words: polyurethane,infrared spectroscopy,characterization1.红外光谱简介红外光谱法(Infrared?Spectroscopy)[1]是研究红外光与物质间相互作用的科学,即以连续变化的各种波长的红外光为光源照射样品时,引起分子振动和转动能级之间的跃迁,所测得的吸收光谱为分子的振转光谱,又称红外光谱。
傅里叶光谱法就是利用干涉图和光谱图之间的对应关系,通过测量干涉图和对干涉图进行傅里叶积分变换的方法来测定和研究光谱图。
超声波检测技术对塑料制品尺寸的精确测量方法
超声波检测技术对塑料制品尺寸的精确测量方法在现代工业中,塑料制品广泛应用于各个领域,其尺寸精确度对于产品质量和性能至关重要。
超声波检测技术已经成为一种可靠、高效的测量方法,广泛应用于塑料制品尺寸精确测量中。
本文将介绍超声波检测技术对塑料制品尺寸的精确测量方法,包括原理、设备和操作流程。
超声波检测技术利用超声波在材料中传播的特性进行测量。
超声波是一种振动频率高于人类听力范围的声波,其通过材料时会与材料中的缺陷、界面或形状改变等相互作用,从而产生回波信号。
通过分析回波信号,可以对材料的尺寸和特性进行准确的测量。
超声波测量的设备主要包括超声发射器、接收器和电子测量仪器。
超声发射器通常由压电晶体构成,能够将电能转化为超声振动能量并将其传播到被测材料中。
接收器则用于接收回波信号,并将其转化为电信号输出。
电子测量仪器通过分析接收到的信号,可以计算出材料的尺寸和性能参数。
使用超声波检测技术进行塑料制品尺寸测量的操作流程一般包括以下几个步骤:首先,对被测塑料制品进行准备工作。
确保被测制品表面没有严重的污垢或损伤,并清除表面的杂质以确保测量的准确性。
此外,还需要根据被测制品的特性选择适当的超声波探头。
然后,根据被测制品的特性和尺寸,选择合适的检测模式和参数。
超声波检测技术可以有多种工作模式,包括脉冲回波法、相位控制法和频率扫描法等。
根据被测制品的材料、厚度和特性,选择合适的检测模式和参数,以获得最佳的测量效果。
接下来,使用超声波发射器将超声波引入被测制品中。
通过传播到材料中并与材料内部的缺陷或界面相互作用,超声波会产生回波信号。
回波信号的特征与材料的尺寸和特性有关,通过接收器接收回波信号,并将其转化为电信号。
最后,使用电子测量仪器对接收到的信号进行分析和处理。
电子测量仪器能够对信号进行滤波、放大和计算,以计算出被测制品的尺寸和性能参数。
测量结果可以以数字或图形的形式显示,方便操作人员进行进一步的分析和判断。
总结而言,超声波检测技术是一种精确测量塑料制品尺寸的可靠方法。
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。
《交联和共混改性聚烯烃弹性体(POE)的研究》
《交联和共混改性聚烯烃弹性体(POE)的研究》交联与共混改性聚烯烃弹性体(POE)的研究一、引言聚烯烃弹性体(POE)以其优异的弹性、柔韧性和良好的加工性能,在汽车、电子、包装、建筑等多个领域得到了广泛应用。
然而,为了满足日益增长的应用需求和性能要求,对POE的改性研究显得尤为重要。
本文将重点探讨交联和共混改性两种方法在聚烯烃弹性体(POE)中的应用及其对性能的影响。
二、交联改性聚烯烃弹性体(POE)交联改性是一种通过化学或物理方法在聚合物分子链之间形成交联点,从而提高材料性能的技术。
在聚烯烃弹性体(POE)中,交联改性可以有效地提高其力学性能、热稳定性和耐候性。
1. 交联改性的方法交联改性可以通过化学交联和物理交联两种方式实现。
化学交联主要通过添加交联剂,使聚合物分子链之间形成化学键;而物理交联则主要通过控制聚合物的结晶度和分子链的排列来实现。
2. 交联改性的影响交联改性可以显著提高POE的拉伸强度、撕裂强度和耐热性能。
同时,交联还可以改善POE的加工性能,使其在高温下仍能保持良好的弹性。
然而,过度的交联可能导致材料变脆,因此需要控制好交联程度。
三、共混改性聚烯烃弹性体(POE)共混改性是将两种或多种聚合物、添加剂或填料进行混合,以改善材料的性能。
在聚烯烃弹性体(POE)中,共混改性可以引入其他聚合物的优点,从而提高其综合性能。
1. 共混改性的方法共混改性可以通过熔融共混、溶液共混和乳液共混等方式实现。
熔融共混是一种常用的方法,将不同性质的聚合物在高温下熔融混合,然后进行冷却和固化。
2. 共混改性的影响共混改性可以改善POE的加工性能、力学性能、耐热性能和阻燃性能等。
例如,通过与橡胶、塑料等其他聚合物的共混,可以改善POE的硬度、强度和耐磨性能。
此外,添加适量的添加剂和填料还可以提高POE的阻燃性能和耐候性能。
四、结论交联和共混改性是提高聚烯烃弹性体(POE)性能的有效方法。
交联改性可以显著提高POE的力学性能和耐热性能,而共混改性则可以引入其他聚合物的优点,从而改善POE的综合性能。
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。
CAE技术在汽车塑料件生产中的应用
CAE技术在汽车塑料件生产中的应用作者:第一汽车集团公司江梅丛穆来源:PT现代塑料摘要:采用CAE分析软件针对轿车塑料件的注塑过程进行模拟分析和优化设计。
首先建立制品的三维几何模型,根据现生产用材料、设备,分别进行了注塑过程和注塑参数优化分析。
找出了现生产中制品出现缺陷的原因。
分析结果表明:塑料CAE 模拟分析技术在汽车塑料产品结构优化、模具设计和产品生产中具有很大的应用前景。
关键字:塑料CAE 模拟分析模型注射系统优化随着塑料在汽车上越来越广泛的应用,对汽车塑料件的质量需求越来越高。
而设计制造高质量的汽车塑料零件需要优秀的产品设计、高水准的模具和优化的注塑成型工艺三个环节的有机结合。
目前,在现生产中,诸如产品结构是否满足注塑成型工艺要求、所选的原材料是否能与模具结构相匹配、产品注塑成型工艺参数是否合理、产品熔接痕的位置、数量及对产品质量的影响、模具设计及反复试模耗费大量时间等问题始终困扰着我们。
由于塑料CAE 模拟技术能事先对产品结构的工艺性、制件成型后的质量及模具流道结构进行有效设计,使发现的问题及时在产品设计完成之前予以修正,避免了传统设计程序的弊端——模具加工完成、试模出问题后,再去修改设计、试模调模。
从而缩短了产品开发周期,降低了产品成本。
下面针对现有几种汽车塑料制件存在的质量问题,应用MOLDFLOW 软件进行模拟分析,探索将塑料CAE 技术与产品设计相结合,解决产品缺陷。
以下是我们就塑料件的尺寸、缩痕、翘曲变形、应力集中等质量缺陷,应用CAE 技术进行模拟分析的几个实例:分析对象包括:汽车散热器水箱面罩、杂物箱盖、倒车灯灯罩;分析模拟用软件:MOLDFLOW;CAD建模软件:EUCLID、PRO/E。
1 模拟分析杂物箱盖翘曲问题的原因及消除1.1 盖翘曲问题的原因目前存在的问题是产品生产出来后,在盖的两角处发生向外翘曲,影响了产品外观质量和装车进度。
为找出问题产生的原因,我们首先用现生产工艺参数进行模拟分析。
现代分析技术答案(改进版)
1.前处理的目的,前处理方法的评价标准目的:1 浓缩或稀释。
2排除干扰。
3 通过衍生化与其他方法,使被测物转化为检测灵敏度更高的物质或转化为与样品中干扰组分能分离的物质,提高方法的灵敏度与选择性。
4 保护分析仪器及测试系统,以免影响仪器的性能和使用寿命。
方法的评价标准:1 干扰排除的程度。
2 回收率是否提高。
3 操作是否简便、省时。
4 成本是否低廉。
5 是否影响人体健康及环境。
6 应用范围尽可能广泛。
2.选择样品前处理方法的原则是什么?①保证样品中的被测元素全部定量地转入试液,即样品分解要完全;②避免样品处理过程中引入干扰元素,同时要有利于除去干扰元素;③分解方法要尽量简便,易操作,经济、迅速、安全,尽量减少对环境的污染;④便于成批处理试样。
3.样品前处理方法有哪些?其适用范围?答:固体样品的前处理技术:索式提取、微波辅助萃取、超声辅助萃取、超临界流体萃取、加速溶解萃取。
液体样品前处理技术:液-液萃取、固相萃取、液膜萃取、吹扫捕集、浊点萃取、液相微萃取。
气体样品前处理技术:固体吸附法、吹脱和捕集、固相微萃取。
4.在气相色谱分析中载气种类的选择应从哪几方面加以考虑?载气流速的选择又应如何考虑?答:在气相色谱分析中载气种类的选择应从载气流速和检测器的种类两方面来考虑:当载气流速小时,分子扩散项对柱效能的影响是主要的,此时应选用摩尔质量较大的气体(如N2、Ar)作载气,以抑制纵向扩散,获得较好的分离效果。
当载气流速较大时,传质阻力项对柱效能的影响是主要的,此时应选用摩尔质量较小的气体(如H2、He)作载气,可减小传质阻力,提高柱效能。
载气的选择还应考虑检测器的种类,如热导检测器应选择热导系数大的H2(或He)作载气;氢火焰离子化检测器一般用N2作载气;电子俘获检测器一般采用高纯氮(N2)作载气等。
载气流速的选择:在填充色谱柱中,当柱子固定以后,针对某一特定物质,用在不同流速下测得的塔板高度H对流速u作图,得H—u曲线,在曲线的最低点H最小,即柱效能最高,与该点相对应的流速为最佳流速。
材料现代分析测试方法
材料现代分析测试方法材料现代分析测试方法是指利用现代科学技术手段对材料进行分析和测试的方法。
随着科学技术的不断发展,材料分析测试方法也在不断更新和完善,为材料研究和应用提供了更加精准、高效的手段。
首先,光谱分析是材料现代分析测试方法中常用的一种。
光谱分析利用物质对光的吸收、发射、散射等特性进行分析,可以得到物质的组成、结构、性质等信息。
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,这些方法可以对材料进行全面的分析。
其次,电子显微镜分析也是材料现代分析测试方法中的重要手段。
电子显微镜可以对材料进行高分辨率的成像和分析,可以观察到材料的微观结构和形貌特征。
透射电子显微镜、扫描电子显微镜等成像技术,以及能谱分析技术,可以对材料进行表面成分分析和元素分布分析,为材料研究提供了重要的信息。
此外,质谱分析也是材料现代分析测试方法中的重要手段之一。
质谱分析利用物质的分子离子质量和相对丰度信息,可以对材料进行成分分析和结构鉴定。
常见的质谱分析方法包括质子磁共振质谱、质子谱、碳谱等,这些方法可以对有机材料和高分子材料进行分析。
最后,热分析也是材料现代分析测试方法中的重要手段之一。
热分析利用材料在升温或降温过程中吸热、放热、质量变化等特性,可以对材料的热稳定性、热动力学性质等进行分析。
常见的热分析方法包括差示扫描量热法、热重分析法等,这些方法可以对材料的热性能进行全面的分析。
综上所述,材料现代分析测试方法在材料研究和应用中起着至关重要的作用。
通过光谱分析、电子显微镜分析、质谱分析、热分析等手段,可以全面了解材料的组成、结构、性质等信息,为材料的设计、制备和应用提供科学依据和技术支持。
随着科学技术的不断进步,材料现代分析测试方法也将不断完善和发展,为材料领域的发展注入新的活力。
现代分析测试仪器在材料科学研究中的应用
现代分析测试技术在材料科学研究中的应用----TEM/XPS的应用摘要:简单论述现代分析测试的特点和发展。
介绍了透射电子显微技术和X射线光电子能谱分析的部分应用。
最后说明自己的想法,展望现代分析测试技术的前景。
关键词:材料分析测试XPS TEM 表面分析正文原来的分析测试只是对物质的成分和结构进行分析,随着科学技术的发展现在的分析测试技术已经渗透到科技大军的各个行业:材料、能源、信息、生物,环境,而且着眼于更加细微的结构---亚结构。
显然,现代分析测试技术已经发生了相当大的变化,而且技术方面取得很大的进步和突破,使得分析测试的速度越来越快,精度越来越高,难度也越来越大。
材料是现代文明的三大支柱之一。
在材料的开发研究的过程中,科研人员有了很多突破,也遇到很多困难。
开发了新材料就需要分析它的结构和性能,这就离不开材料分析测试技术。
从过去的成分分析和一般的结构分析, 发展到从微观和亚微观结构这两个层次上去寻找物质的功能与物质结构之间的内在关系, 寻找物质分子间相互作用的微观反应规律,这样的发展对于材料的结构和功能的分析非常有利。
有了透射电子显微技术(TEM)我们就能分析样品内部的精细结构,更加深入的观察和分析物质的结构和性能;有了扫描电子显微技术(SEM)我们的表面分析取得了突破性进展,电子束与物质作用产生的各种信号帮助我们进行不同方面的分析:原子衬度、表面形貌,微区分析,这些信号都有各自偏重方面的优势;有了X射线光电子能谱分析(XPS),不仅能分析成分,还能分析化学态;有了扫描隧道显微技术(STM),可直接观察样品表面发生的物理或化学反应的动态过程及反应中院子的迁移过程……学了一个学期的材料分析测试技术课程,了解了不少分析测试仪器的原理及应用。
作为材料学科的学生我深知在材料中注入极少量的离子, 材料的机械、电子、光学、磁学等特性就会发生极大的变化,这就是材料分析测试的复杂和困难所在。
下面的内容是我就我自己所学所想总结一下透射电子显微技术(TEM)和X射线光电子能谱分析(XPS)的一些应用:一,透射电子显微技术(TEM)透射电子显微镜是这项技术的主角,它是以波长极短的电子束作为照明源,用电磁透镜聚焦成像的一种高分辨率、高放大倍数的电子光学仪器。
材料现代分析测试方法
材料现代分析测试方法材料现代分析测试方法是指利用现代科学技术手段对材料的成分、结构、性能和表面形貌等进行分析和测试的方法。
随着科学技术的不断发展,材料分析测试方法也在不断更新和完善,为材料研究和应用提供了强大的支持。
本文将就材料现代分析测试方法进行介绍和探讨。
首先,常见的材料分析测试方法包括光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、红外光谱、拉曼光谱、质谱、热分析等。
这些方法可以对材料的成分、结构、性能进行全面而精细的分析和测试,为材料的研究和应用提供了重要的技术支持。
其次,随着纳米材料、功能材料、生物材料等新型材料的发展,材料分析测试方法也在不断创新。
例如,原子力显微镜可以对材料的表面形貌进行高分辨率的观测,电子能谱可以对材料的表面成分进行分析,原位测试方法可以对材料的性能进行实时监测。
这些新方法的出现,为新型材料的研究和应用提供了强大的技术支持。
另外,材料分析测试方法的发展还受益于大数据、人工智能等新兴技术的应用。
通过建立材料数据库、开发智能分析软件,可以对大量的分析测试数据进行整合和分析,发现材料的新规律和新特性。
这为材料研究和应用带来了新的机遇和挑战。
总的来说,材料现代分析测试方法是材料科学研究的重要组成部分,是推动材料科学和工程发展的重要技术支撑。
随着科学技术的不断进步,材料分析测试方法也在不断创新和完善,为材料的研究和应用提供了强大的技术支持。
我们相信,在不久的将来,材料分析测试方法将会迎来更加美好的发展前景。
结语。
通过本文的介绍和探讨,相信读者对材料现代分析测试方法有了更加全面和深入的了解。
材料分析测试方法的发展是与时俱进的,希望本文的内容能够为相关领域的研究工作提供一些帮助和启发。
让我们共同期待材料分析测试方法在未来的发展中取得更加辉煌的成就!。
塑料的两种仪器分析方法简述
塑料的两种仪器分析方法简述
塑料的仪器分析方法主要有以下两种方法:一、红外光谱法——塑料仪器分析方法运用红外光谱法对有机物进行检测,当红外光谱仪发出的光线,照射到待检测物体表面后,有机物能产生吸收特性,对发射的红外光线进行吸收,然后产生红外光谱。
由于每个有机化合物都有其特定的红外吸收谱,因此红外光谱是定性分析的有利工具。
红外光谱同时可用于定量分析,以(Lambert-beer)定律为理论基础。
如分析与鉴定塑料的种类、测定塑料的链结构、塑料加工过程的取向作用、发生反应的研究。
红外光谱的定量分析在高分子材料的研究中被广泛的应用,如:样品中添加剂或杂质含量的测定、共聚物或共混物组成的测定聚合物接枝度、交联度的分析以及聚合物反应过程中原料的消耗与生成物的生成速率的测定等。
因红外光谱法操作简单,谱图的特征性强,因此是鉴别高聚物的理想方法之一。
利用红外光谱法不仅可区分不同类型的塑料薄膜。
二、气相色谱法——塑料仪器分析方法气相色谱(GC)是以气体作为流动相的一种色谱法,是以分析测量低沸点有机化合物及永久性气体的有力武器。
对塑料制品不同添加剂的含量进行检测时,GC
法具有较高的灵敏度,常用的检测器有电子捕捉检测器(ECD)和氢火焰离子化检测器(FID)。
但是,这两种检测器都容易受到有机物的污染,因而灵敏度变动较大,这就要求对被检测样品进行较为严格的前处理。
现代材料分析技术期末总结
现代材料分析技术期末总结一、引言现代材料分析技术是指应用各种先进的科学和技术手段来对材料进行分析和研究的过程。
随着科学技术的不断发展,材料分析技术也取得了巨大的进展,涵盖了物理、化学、生物等多个领域。
本文将对现代材料分析技术进行总结,从光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、质谱仪、红外光谱仪、核磁共振仪和热分析等技术进行详细介绍。
二、光学显微镜光学显微镜是一种常用的材料分析技术,通过可见光对材料进行观察和测量。
使用透射光和反射光来照射样品,通过目镜和物镜将图像放大到人眼可以识别的范围。
该技术可以观察材料的形貌、颗粒分布和晶粒结构等。
光学显微镜广泛应用于金属材料、生物材料和无机材料等研究领域。
三、扫描电子显微镜扫描电子显微镜是一种可以高分辨率地观察样品表面形貌和组织结构的技术。
通过束缚电子的扫描和检测,得到样品的二维和三维图像。
扫描电子显微镜可以观察到样品微观结构的细节,如晶体缺陷、晶界和纳米颗粒等。
该技术对金属材料、半导体材料和生物材料等的分析具有重要意义。
四、透射电子显微镜透射电子显微镜是一种可以观察材料内部的高分辨率分析技术。
通过将电子束通过样品,利用电子的衍射和透射来观察材料的晶体结构和原子成分。
透射电子显微镜可以观察到样品的晶体结构、晶界和位错等,可以分析材料的化学成分和晶态状态。
透射电子显微镜在材料科学、纳米材料和生物材料等研究领域具有重要的应用价值。
五、X射线衍射X射线衍射是一种分析材料晶体结构的技术。
通过用X射线照射样品,利用X射线与样品的晶胞相互作用来得到样品的衍射图像。
可以通过衍射图像来确定材料的晶胞参数、晶体结构和晶面取向等。
X射线衍射技术广泛应用于材料科学、金属材料和矿物材料等领域。
六、质谱仪质谱仪是一种通过分析样品中的离子和分子来测定其化学成分和结构的技术。
通过将样品中的分子或原子离子化并加速到一个高速运动状态,利用它们在磁场和电场中的行为,来分析它们的质量和相对丰度。
现代测试分析技术SEM、TEM、表面分析技术、热分析技术
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。
现代分析测试技术在先进材料领域中的作用
济南大学研究生课程考核(封面)课程编号:QZ053003 课程名称:现代分析测试技术学时32 学分 2 考生学号:2011030298 考生姓名祝加琛专业化学工程成绩1、考核形式:平时作业(50分),期末论文(50分)2、考核具体要求:1.平时作业按照授课老师布置的作业内容做相应的作业并及时上交。
2.期末论文以“现代分析测试技术在先进材料领域中的作用”为主题写一篇正文不少于3000字的论文。
1)可以针对某一种分析测试手段,也可以针对系列测试手段,论述其在先进材料领域中的作用。
2)要求在查阅并掌握文献资料的基础上以综述的形式撰写,既可以注重深度,即论述的窄而深,也可以注重广度,即全面但不特别展开。
3)文章要有必要的参考文献做支撑,且要清楚的在正文中注明出处,参考文献附在文后。
任课教师:2011 年12 月22 日现代分析测试技术在膜结构与性能研究中的应用膜是膜技术的核心,膜材料的化学性质、膜的化学结构及其形态结构对膜的分离性能起着决定性的影响。
随着现代物理科学技术的迅速发展,现代分析测试技术的不断更新和进步为人们对膜结构和性能的深入研究提供了可能,从而促进人们对某些膜过程的分离机理有了更为客观的认识,反过来又能指导人们进行新型膜材料和高性能分离膜的研究与开发。
因此,膜形态结构研究和膜性能测定在膜科学研究和技术开发中占有极为重要的地位。
1 膜形态、结构和性能研究内容1.1 物理形态表征膜的物理形态结构,如孔径及其分布、孔隙率、表面粗糙度及断面结构以及膜材料的结晶态等,对膜的分离选择性、透过性和膜污染有重大影响,是膜和膜过程研究的基本内容之一。
1.2 表面分析在许多时候,通过膜的表面改性如减少吸附或引人特定基团而构成亲和膜,以改变膜材料的分离性能。
复合膜的性质由表层决定,当该层是通过聚合反应制得时,其化学性质通常并不清楚,因此必须通过表面分析来确定其表面性质。
此外,膜表面被污染时,往往要对污染层进行分析,以了解其污染机理和污染程度。
塑料材料的耐候性能测试与分析
塑料材料的耐候性能测试与分析在现代工业生产和生活中,塑料材料广泛应用于各个领域,但随着环境的变化和使用条件的不同,塑料材料的耐候性能也成为了一个重要的考量指标。
本文将探讨塑料材料的耐候性能测试方法及其分析。
一、耐候性能测试方法1. 加速老化测试加速老化测试是通过模拟现实环境下的气候条件,以加快材料老化的速度,从而获得较短时间内的耐候性能数据。
常用的加速老化测试方法包括紫外线照射、热氧老化和湿热老化等。
紫外线照射实验:将塑料样品暴露在紫外线照射设备下,模拟太阳光照射,观察材料的变化情况。
热氧老化实验:在高温高压的条件下,将氧气与材料接触,使材料在高温和氧气的共同作用下发生老化反应。
湿热老化实验:将材料放置在高温高湿度的环境中,观察材料在湿热条件下的变化情况。
2. 自然暴露测试自然暴露测试是将塑料样品暴露在自然环境下,长时间观察其在不同气候条件下的性能变化。
这种测试方法更接近实际使用环境,但需要较长时间。
二、耐候性能分析1. 外观变化分析外观变化是考察材料耐候性能的一个重要指标,常用的评估方法有颜色变化、发黄、开裂和表面粗糙度等。
通过对测试后样品的外观变化进行定性和定量分析,可以了解材料的耐候性能。
2. 力学性能分析除了外观变化,材料的力学性能也是评估耐候性能的重要指标之一。
在测试前后对材料的拉伸强度、冲击强度等力学性能进行测试,分析其变化情况,可以了解材料的耐候性能。
3. 化学性能分析化学性能也是评估塑料材料耐候性能的关键指标。
通过测试材料在耐候条件下的化学变化,如氧化、退色、分解等,可以了解材料的化学稳定性,从而评估其耐候性能。
三、耐候性能改进策略1. 材料改进选择具有良好耐候性能的塑料原料,或者添加耐候性添加剂来改善材料的耐候性能。
2. 表面处理通过使用特殊的表面处理剂或涂层来保护塑料材料的表面,降低其在暴露环境中的损伤。
3. 结构设计优化在产品设计阶段,结合耐候性能要求,合理设计产品结构,减少材料的暴露程度,提高其在恶劣环境下的耐候性能。
人工智能在塑料制造中的应用
人工智能在塑料制造中的应用随着科技的不断发展,人工智能(Artificial Intelligence,AI)已经成为了现代社会中的热门话题。
人工智能在各个领域都有着广泛的应用,其中之一就是塑料制造。
一、质量控制在塑料制造过程中,质量控制是至关重要的一环。
传统的质量控制方法往往需要大量的人力投入,而且容易出现人为的误判和错误。
而借助人工智能技术,塑料制造企业可以实现自动化的质量控制。
通过在生产线上安装传感器和相机,人工智能系统可以实时监测塑料制品的生产过程。
通过对大量数据的分析和比对,系统可以判断出是否存在质量问题,并及时发出警报。
这样不仅可以提高生产效率,还可以降低产品的次品率,保证产品的质量稳定。
二、智能设计在塑料制品的设计过程中,人工智能可以发挥重要的作用。
传统的设计方法往往需要经验丰富的设计师进行手工设计,而这种方式存在一定的局限性。
而借助人工智能技术,设计师可以利用大数据和机器学习算法进行智能设计。
通过分析大量的塑料制品数据和市场需求数据,人工智能系统可以生成一些创新的设计方案。
设计师可以根据这些方案进行进一步的优化和改进,从而提高产品的竞争力和市场占有率。
此外,人工智能还可以帮助设计师进行材料选择、结构优化等工作,提高产品的性能和可靠性。
三、智能生产人工智能技术还可以应用于塑料制品的智能生产过程中。
传统的生产方式往往需要大量的人力投入和人为的操作,而这种方式容易出现疏忽和错误。
而借助人工智能技术,塑料制造企业可以实现智能化的生产流程。
通过在生产线上安装智能机器人和自动化设备,人工智能系统可以实现塑料制品的自动化生产。
机器人可以根据预先设定的程序进行操作,完成塑料制品的生产、装配和包装等工作。
这样不仅可以提高生产效率,还可以降低劳动力成本,提高企业的竞争力。
四、智能维护在塑料制造过程中,设备的维护是非常重要的一环。
传统的维护方式往往需要人工进行定期检查和维护,而这种方式存在一定的盲区和不确定性。
塑料材料分析
塑料材料分析
塑料材料是一种常见的材料,它在各种领域都有着广泛的应用。
塑料材料的种类繁多,性能各异,因此对塑料材料进行分析是十分重要的。
本文将对塑料材料的分析方法和应用进行介绍。
首先,我们需要了解塑料材料的基本性能。
塑料材料通常具有轻质、绝缘、耐腐蚀等特点,这使得它在包装、电子、建筑等领域都有着广泛的应用。
不同种类的塑料材料具有不同的特性,因此在使用前需要对其进行详细的分析。
其次,塑料材料的分析方法主要包括物理性能测试、化学成分分析和微观结构观察等。
物理性能测试可以通过测量塑料材料的密度、硬度、拉伸强度等指标来评估其力学性能;化学成分分析则可以通过化学试剂对塑料进行溶解、反应等方法来确定其化学成分;微观结构观察则可以通过显微镜等设备来观察塑料的结晶结构、断口形貌等信息。
在实际应用中,塑料材料的分析可以帮助我们选择合适的材料、设计合理的工艺,从而提高产品的质量和性能。
例如,在塑料制品的生产过程中,通过对原料的分析可以选择合适的塑料材料,通过对成品的分析可以评估产品的质量和性能,从而指导生产过程的改进和优化。
总之,塑料材料分析是十分重要的。
通过对塑料材料的性能、成分和结构等方面进行详细的分析,可以帮助我们更好地理解和应用塑料材料,从而推动塑料制品行业的发展。
希望本文对塑料材料分析有所帮助,谢谢阅读。
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现代分析技术在塑料材料测试中的应用广东轻工职业技术学院 谭寿再[摘 要] 塑料工业的发展,为塑料材料的分析测试提出了更高的要求。
计算机技术、热分析、核磁共振、色谱法分析、光谱测试、电镜分析等现代材料分析测试技术及机电一体化,多机联用技术的塑料分析测试中得到了广泛的应用。
塑料材料是粘弹性体,在分析测试中应该注意其特性并采用标准试验方法。
[关键词] 塑料材料,性能分析,测试技术,标准化。
塑料已经与钢铁、木材、水泥一起构成现代社会中的四大基础材料,是农业、工业、能源、交通运输、信息产业乃至宇宙空间和海洋开发等国民经济各领域不可缺少的主要材料。
在新世纪里,我国已步入世界塑料大国行列。
中国塑料原料表观消费量由2000年的约2400万吨增至 2004 年的3813.3万吨,居世界第二位,年均增长率达12.3%;2004年全国塑料制品产量达到1848.6万吨,工业总产值3803.15亿元,比上年同期增长25.0%;塑料制品的出口额127.74亿美元,比上年增长了31.21%。
预计到 2005年,中国塑料表观需用量将超过4000万吨。
由此可看,塑料制品行业在我国现代化经济建设中发挥着越来越大的作用。
随着塑料工业的发展,为了正确掌握塑料的各种性能,控制产品的质量、指导塑料产品的成型与加工、研讨材料结构与性能的关系、更好的推广和使用塑料材料。
塑料性能的评价显得越来越重要,塑料性能的测试技术和各类性能试验方法标准也相继产生。
然而,不容置疑,我国的塑料性能测试的技术水平,不论是仪器设备还是测试方法,与先进国家还有一定的差距。
一、 塑料性能分析测试的特点塑料通常是指以合成的或天然的高分子化合物为基本成份,加以填料、增塑剂、稳定剂及其他添加剂等配合料,在将制造或加工过程中的某一阶段能流动成型或借原地聚合、固化而定型,其成品状态为柔韧性或刚性固体。
由于塑料组成和结构的特点,使得塑料具有许多优异的性能。
塑料性能分析测试是材料科学的一部分,它同众多的金属材料和非金属材料检验方法有许多相同之处,但由于高分子材料的结构性能的不同,也有自身的特点。
(1) 塑料的粘弹性塑料是一种粘弹性体,其性能与弹性的金属材料有很大的不同。
尤其是塑料的力学性能测试中有很宽的塑性区,应变率高。
因此,用电阻应变片技术来测定塑料的应变量通常是不合适的。
塑料测试的时间效应非常明显,在外力作用下塑料分子链会逐渐发生了构象和位移的变化而造成的蠕变和应力松驰现象。
在静拉伸下表现出具有很好弹性的材料,在高速拉伸时会明显的表现出很大的脆性。
(2) 环境条件对测试数据影响很大塑料的温度效应明显,它不同于金属和陶瓷材料,在室温上下的波动不会对材料性能为行带来明显的改变。
塑料的链段结构和活动对温度的依赖性极明显,往往在温度改变不多度时就明显地出现性能的巨大的变化,原硬如玻璃的东西马上变成柔软如橡胶的弹性体。
环境湿度对塑料的性能也有影响,如尼龙材料在湿态的冲击强度是干态的十多倍。
在日光、汽雾等作用下,处在不受力状态中的塑料均会发生不同程度的老化现象,致使塑料的很多性能发生变化。
以上这些现象,会严重影响分析测试结果的准确性,造成试验误差。
(3) 塑料的多样性塑料一般是多组分的混合物,分子结构、分子量分布,链段构象各异,因此,测定的数据易显分散。
二、 塑料测试的标准化标准是对重复性事物和概念所做的统一规定。
标准化程度高低是一个国家经济发展、科技进步的标志。
随着我国的塑料应用领域的不断扩大,质量指标要求的提高,塑料标准化程度也在加快。
近十年来,我们通过标准的引进吸收与修订,我国的塑料标准化已有了很大的提高,逐渐与国际接轨,这对提高我国的塑料测试技术水平有很大的促进作用。
塑料标准化包括塑料标准的制订和标准的应用。
在我国制定的塑料技术标准中主要涉及九大类检验标准,他们是试样制备标准;物理性能测试标准;力学性能测试标准;电性能测试标准;燃烧性能测试标准;温度特性测试标准;化学测试标准;塑料老化和应力开裂试验标准;卫生性测试标准。
这些标准可以从各种角度对塑料的性能进行评价,统一规定了影响试验结果的诸因素(温度、相对湿度、仪器、试样形状与尺寸、过程步骤、数据表示)等,保证塑料分析试验结果有较好的重现性和可比性。
目前,我国各单位塑料分析测试的采用的标准以国家标准(GB)为主,有的企业也采用国际标准(ISO)、或美国试验与材料协会(ASTM)等其他国家的先进标准。
三、 塑料性能分析测试技术发展随着现代科学的发展,精密仪器的制造技术迅速提高,再加上计算机技术的引入,使塑料分析测试仪器的功能和精度不断提高,为开辟塑料材料分析测试方法的新领域创造了很好的条件。
如拉伸试验机,过去应用摆锤式测力计,塑料材料需要较高试验速度时,由于摆锤摆动的惯性引起的负荷误差竟达15%之多。
现采用了电子测力、传感器测变形及机电伺服闭环控制技术的电子万能试验机,这种现象不再存在了,示值精度可达到了量程的±0.1%。
同时,通过负荷/应变控制系统还可以控制加荷速率和应变速率,这对高温试验(如接近熔点)加荷速度的控制及屈服区域应变速率的控制是非常需要的。
(一)计算机技术应用计算机将仪器的信号分析与处理、结果表达与输出放到计算机上来完成,用屏幕形象地模拟各种仪器控制面板,以各种形式表达、输出检测结果。
使用计算机软件代替传统仪器的硬件来实现各种各样的信号分析、处理,完成多种多样的测试功能,而且由于采用计算机作为仪器的“内核”,能把人为干预的因素减到最小,可以获得很高的测试速度、很好的测量一致性和重复性,大大突破了传统仪器在数据的处理、表达、传送、存储等方面的限制,获得了传统仪器无法比拟的效果。
此外,计算机化仪器具有开放式的结构,能建立起适应各企业的高度柔性的工作平台。
各种不断完善的软件和硬件为数据采集、分析、描述和管理提供了有效的解决方案,减少了测控领域的用户更新仪器设备的开支。
计算机在各种高分子材料测试仪器中的使用基本上包括:(1)数据处理与分析结果 通过解线性方程(或其它数学方法)对多组分混合物进行定量分析,通过关键点数据与所存信息比较进行定性、定量分析等。
(2)图谱检索和比照及辨认 通过计算机所存图谱与检测谱的比照、辨认,确定未知物的性质、结构等。
(3)测试程序的自动控制 结合接口技术、传感器、A/D转换和闭环控制等技术,计算机实现的自动测试、示数、示图并自动存贮、打印等功能。
目前,计算机的很多成果都能够很快地反映到测量和仪器领域,例如不断提高速度、图形化用户界面、分布式处理方式、网络功能等,都很快移植到仪器和测试系统中。
增加了仪器测量功能,提高了性能,形成了众多方便实用的自动测试系统。
随着计算机工业及技术的发展,计算机在塑料材料近代测试技术中发挥了越来越重要的作用。
(二)热分析技术热分析技术,主要包括热重法、差热分析、差示扫描量热法、热分析反应动力学等。
它在表征材料的热性能、物理性能、机械性能以及稳定性等方面有着广泛的应用,对于材料的研究开发和生产中的质量控制具有很重要的实际意义。
(1)差示扫描量热分析(Differential Scanning Calorimetry,DSC),在程序控制温度下,测量样品的热流随温度或时间变化而变化的技术。
因此,利用此技术,可以对高聚物的玻璃化转变温度、冷结晶、相转变、熔融、结晶、产品稳定性、固化/交联、氧化诱导期等进行研究。
它分两个阶段测量:(a) 加热阶段,主要是获得原材料的温度——变形参数;(b)控制冷却后的热变化阶段,主要提供材料的真实性质。
德国已将塑料材料的DSC值绘制成曲线,并且标准化(DIN53765和DIN51007),2004年我国也制定了DSC测试的国家标准,分别是《塑料—差示扫描量热法第1部分:通则》GB/T19466.1-2004、《塑料—差示扫描量热法(DSC)第2部分:玻璃化转变温度的测定》GB/T19466.2-2004和《塑料—差示扫描量热法(DSC)第3部分:熔融和结晶温度及热焓的测定》GB/T19466.3-2004。
DSC测量在高分子材料的研发、性能检测与质量控制有更为广泛地应用。
例如可用差示扫描量热仪(DS C)研究热固性树脂固化反应的热效应,得到固化反应的起始温度(Ta)、峰值温度(Tb)和终止温度(Tj),还可以得到单位重量的反应热以及固化后树脂的玻璃化温度Tg。
这些数据对于树脂加工条件的确定,评价固化剂的配方有重要作用。
也可用DSC测定聚合物的玻璃化温度、结晶温度和熔点,为选择结晶聚合物加工工艺、热处理条件等提供指导作用。
(2)热重分析(Thermo Gravimetry,TG),在一定的气氛中,测量样品的质量随温度或时间变化而变化的技术,如测量材料的分解参数,用于研究诸如挥发或降解等伴随有质量变化的过程,亦可用于塑料件的失效分析中。
(3)温度——变形分析法 ThermoMechanicalAnalysis 简称TMA ,又称热机分析法。
其主要用于注射过程中塑料的延伸和收缩行为分析。
通过分析可以确定材料的热膨胀系数和软化点。
(4)动态机制分析法 Dynamic Mechanica lAnalysis 简称DMA ,该方法特别适合于失效分析中,是DSC分析法的补充,它可以测定试样与加工温度、时间和频率相关的刚度和强度参数。
(三)核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)分析技术NMR现象是1946年由哈佛大学的E.M. Purcell和斯坦福大学的F.Bloch所领导的两个小组,用不同的方法观察到的。
他们二人由于这项重大发现,共同分享了1952年诺贝尔物理学奖。
核磁共振技术最初主要用于核物理研究方面,现今,它已被化学、食品、医学、生物学、遗传学以及材料科学等学科领域广泛采用,已成为在这些领域开展研究工作的有力工具。
NMR技术已成为研究高分子链结构的最主要手段,对于聚合物的构型、构象分析、立体异构体的鉴定和序列分布、支化结构的长度和数量、共聚物和共缩聚物组成的定性、定量以及序列结构测定等均有独特的长处。
(1)分子结构的测定和聚合反应历程研究利用高分辨核磁共振谱仪测定有机化合物的核磁共振谱图,然后通过对照标准谱图,就能确定一个分子的结构。
对于简单分子的结构,我们可以直接通过谱图的解析就能确定,如果要确定未知物的结构,可以结合其它的一些数据,如质谱、红外、元素分析等。
另外,通过对聚合反应过程中间产物及副产物的辨别鉴定,可以研究有关聚合反应历程及考察合成路线是否可行等问题。
(2)定量分析和分子量的测定核磁共振谱峰的面积(积分高度)正比于相应质子数,这不仅用于结构的分析中,同样可用于定量分析。
用NMR定量分析的最大优点,是不需要引进任何校正因子或绘制工作曲线,NMR可以用于多组分混合物分析、元素(如H, F)的分析、有机物中活泼氢及重氢试剂的分析等。