现代材料测试方法
材料现代分析测试方法-rietveld
材料A的Rietveld分析
通过Rietveld分析确定了材料 A的晶格参数和晶体结构。对定量 分析，确定了多相材料的不 同相的含量。
应力分析中的Rietveld 分析
利用Rietveld分析和细致的晶 格参数测定，研究了材料内 部应力分布的变化。
材料现代分析测试方法rietveld
欢迎来到本次演讲，我们将介绍材料现代分析测试方法中的一种重要技术— —Rietveld分析。让我们一起探索这个引人入胜的领域。
什么是Rietveld分析
Rietveld分析是一种用于材料结构精确测定和相对定量分析的X射线衍射技术。它通过模拟实验光 谱与理论衍射谱之间的匹配，获得材料中的晶格参数、晶体结构和物相信息。
高分子材料
用于聚合物晶体结构、配位化合物和疏水 材料的分析。
Rietveld分析的优势和局限性
优势
• 高精度的结构测定 • 广泛适用于不同材料和结构类型 • 非破坏性分析
局限性
• 对样品质量和衍射数据的要求较高 • 无法解析非晶态或非结晶态样品 • 需要对实验结果进行仔细解释
Rietveld分析的实例和案例研究
总结和展望
Rietveld分析作为一种先进的材料现代分析测试方法，在材料科学和许多其他领域具有广泛应用前 景。希望本次演讲能为大家提供了对Rietveld分析的全面了解和启发。
3 模型优化
4 结构分析
通过最小二乘法将实验和计算的衍射谱 拟合。
从拟合结果中提取材料的晶格参数和晶 体结构信息。
Rietveld分析的应用领域
材料科学
用于研究材料的晶体结构、相变以及材料 表征。
地球科学
用于研究岩石、矿石和地质样品的晶体结 构和相组成。
药物化学
现代材料测试技术测试方法1精选全文
4.1差热分析
4.1.1差热分析的基本原理
2、差热分析的基本理论
ΔH=KS
差热曲线的峰谷面积S和 反应热效应△H成正比， 反应热效应越大，峰谷 面积越大。
具有相同热效应的反应， 传热系数K越小，峰谷面 积越大，灵敏度越高。
4.1差热分析
4.1.2差热分析曲线
1、DTA曲线的特征 DTA曲线是将试样和参比物置于
2、DTA曲线的温度测定及标定：外推法（反应起点、转变点、 终点） 外延起始温度——表示反应的起始温度
3、DTA曲线的影响因素 差热分析是一种热动态技术，在测试过程中体系的温度不断变 化，引起物质热性能变化。因此，许多因素都可影响DTA曲 线的基线、峰形和温度。归纳起来，影响DTA曲线的主要因 素有下列几方面：
用相同质量的试样和升温速度对不同粒度的胆矾进 行研究(如图)。说明颗粒大小影响反应产物的扩散 速度，过大的颗粒和过小的颗粒都可能导致反应温 度改变，相邻峰谷合并，分辨率下降。
4.1差热分析
4.1.2差热分析曲线
试样用量的多少与颗粒大 小对DTA曲线有着类似的 影响，试样用量多，放热 效应大，峰顶温度滞后， 容易掩盖邻近小峰谷，特 别是对在反应过程中有气 体放出的热分解反应。
(1)仪器方面的因素：包括加热炉的形状和尺寸，坩埚材料及大 小，热电偶的位置等。
(2)试样因素：包括试样的热容量、热导率和试样的纯度、结晶 度或离子取代以及试样的颗粒度、用量及装填密度等。
(3)实验条件：包括加热速度、气氛、压力和量程、纸速等。
4.1差热分析
4.1.2差热分析曲线
(1)热容和热导率的变化： 试样的热容和热导率的变化会引起 差热曲线的基线变化，一台性能良 好的差热仪的基线应是一条水平直 线，但试样差热曲线的基线在反应 的前后往往不会停留在同一水平上， 这是由于试样在反应前后热容或热 导率变化的缘故。
材料的现代分析测试方法幻灯片PPT
三. 波谱仪与能谱仪比较
与波谱仪相比，能谱仪的缺点： 1. 能量分辨率低. 2. 峰背比差、检测极限高，定 量 分析精度差. 3. Be窗. 4. LN2冷却.
作用: 用来获得扫描电子束, 作为 使样品产生各种物理信号
的 激发源.
1. 电子枪 2. 聚光镜(电磁透镜) 3. 光阑 4. 样品室
用于SEM的电子枪有两种类型
热电子发射型: 普通热阴极三极电子枪 六硼化镧阴极电子枪
场发射电子枪: 冷场发射型电子枪 热场发射型电子枪
几种类型电子枪性能
二. 扫描系统
五. 电源系统
组成：稳压、稳流及相应的平安 保护电路等。
作用：提供扫描电子显微镜各部 分所需要的电源。
六. 真空系统
组成：机械泵、扩散泵、空压机、 电磁阀及相应的真空管路等。
作用：建立能确保电子光学系统正 常工作、防止样品污染所必 须的真空度。
第五节 SEM的主要性能
一. 分辨率
分辨率的主要决定因素: 1. 电子束斑直径 2. 入射电子束在样品中的扩展效应 3. 信噪比
Mn)
SEM图象放大倍数:
显象管荧光屏边
长
.
电子束在试样上(一样方向)扫描宽度
三. 景深
第六节 SEM的样品制备
SEM对样品的最重要的要求是 样品要导电.
一. 导电材料试样制备 二. 非金属材料试样制备 三. 生物医学材料试样制备
一. 导电材料试样制备
1. 试样尺寸尽可能小些，以减轻 仪器污染和保持良好真空。
漫散射
漫散射的深度与原子序数有关
二. 放大倍数
显微镜的放大倍数: 象与物大小之比 TEM和OM: M总=M１M２……Ｍｎ 式中： M１……Ｍｎ——各个透镜的放大倍数 n ——透镜数目
材料测试方法
材料测试方法材料测试方法是对材料进行性能评价和分析的重要手段，它可以帮助我们了解材料的物理、化学和力学性能，为材料的设计、选材和工程应用提供依据。
在材料工程领域，测试方法的选择和实施对于材料的研究和开发至关重要。
本文将介绍几种常见的材料测试方法，以及它们的原理和应用。
一、拉伸测试。
拉伸测试是评价材料力学性能的常用方法之一。
它通过施加拉伸力来测试材料的抗拉强度、屈服强度、断裂伸长率等指标。
在拉伸测试中，通常会使用万能材料试验机，通过施加逐渐增大的拉伸力，记录材料的应力-应变曲线，从而得到材料的力学性能参数。
拉伸测试广泛应用于金属、塑料、橡胶等材料的性能评价和比较。
二、硬度测试。
硬度测试是评价材料抗压性能的方法之一。
常见的硬度测试方法包括洛氏硬度、巴氏硬度、维氏硬度等。
硬度测试通过在材料表面施加一定载荷，然后测量材料表面的压痕大小或者表面的弹性变形，从而得到材料的硬度值。
硬度测试可以帮助我们了解材料的抗压性能，对于材料的选用和工程设计具有重要意义。
三、热性能测试。
热性能测试是评价材料热学性能的重要手段。
常见的热性能测试方法包括热膨胀系数测试、热导率测试、热膨胀系数测试等。
通过热性能测试，可以了解材料在不同温度下的热膨胀情况、热传导性能等参数，为材料在高温环境下的应用提供依据。
四、化学性能测试。
化学性能测试是评价材料耐腐蚀性能的重要手段。
常见的化学性能测试方法包括酸碱腐蚀测试、盐雾腐蚀测试、化学溶解度测试等。
通过化学性能测试，可以了解材料在不同环境下的耐腐蚀性能，为材料在特定工作环境下的应用提供依据。
综上所述，材料测试方法是对材料性能进行评价和分析的重要手段，它涉及到材料的力学性能、热学性能、化学性能等方面。
选择合适的测试方法并正确实施测试，可以帮助我们全面了解材料的性能特点，为材料的设计、选材和工程应用提供科学依据。
希望本文介绍的材料测试方法能够对相关领域的研究人员和工程师有所帮助。
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。
材料测试方法
材料测试方法材料测试方法是指对各种材料进行性能和特性的测试，以便评价材料的质量和可靠性。
材料测试方法可以帮助工程师和科研人员了解材料的力学性能、物理性能、化学性能等方面的特点，从而为材料的选用和设计提供依据。
本文将介绍常见的材料测试方法及其应用。
一、力学性能测试。
1. 拉伸试验。
拉伸试验是一种常用的力学性能测试方法，用于评价材料的抗拉强度、屈服强度、延伸率等指标。
在拉伸试验中，材料试样受到拉力作用，通过测量试样的变形和载荷，可以得到材料的应力-应变曲线，从而评估材料的力学性能。
2. 压缩试验。
压缩试验用于评价材料在受压状态下的性能。
通过测量材料在压缩载荷下的变形和应力，可以得到材料的压缩强度、变形特性等参数，为材料的设计和选用提供依据。
3. 硬度测试。
硬度测试是评价材料抗压抗切割能力的重要方法，常见的硬度测试方法包括洛氏硬度、巴氏硬度、维氏硬度等。
硬度测试可以快速、准确地评价材料的硬度，为材料的加工和应用提供参考。
二、物理性能测试。
1. 密度测试。
密度是材料的重要物理性能之一，可以通过密度测试来评价材料的质量和成分。
常见的密度测试方法包括比重法、浮力法等，可以准确地测量材料的密度，为材料的选用和质量控制提供依据。
2. 热性能测试。
热性能测试用于评价材料的导热性、热膨胀系数等参数。
常见的热性能测试方法包括热导率测试、热膨胀测试等，可以帮助工程师了解材料在高温环境下的性能表现，为材料的应用提供参考。
三、化学性能测试。
1. 腐蚀试验。
腐蚀试验用于评价材料在不同腐蚀介质中的抗腐蚀能力。
通过模拟实际工作环境中的腐蚀条件，可以评估材料的耐腐蚀性能，为材料的选用和设计提供依据。
2. 化学成分分析。
化学成分分析是评价材料成分和纯度的重要方法，常见的化学成分分析方法包括光谱分析、质谱分析、化学分析等，可以准确地分析材料的元素成分，为材料的生产和应用提供参考。
综上所述，材料测试方法是评价材料性能和特性的重要手段，通过力学性能测试、物理性能测试和化学性能测试，可以全面了解材料的性能表现，为材料的应用和设计提供依据。
材料现代测试方法-XRD
布拉格定律
hkl
h1 k1 l1
h2 k2 l2
h3 k3 l3
h4 k4 l4
h5 k5 l5
.
.
.
dhkl dh1k1l1 dh2k2l2 dh3k3l3 dh4k4l4 dh5k5l5 .
X射线的产生
• 封闭式X射线管
X射线的产生
• 旋转阳极靶X射线管
其他X射线源
• 放射源 • 同步辐射
X射线与物质的相互作用
• X射线与物质相互作用时，就其能量转换而 言，可分为三部分：1）一部分被散射；2） 一部分被吸收；3）一部分透过物质继续沿 原来的方向传播。
散射
相干散射（瑞利散射) 非相干散射 (康普顿散射）
1913年，英国Bragg（布喇格父子）导出X射线 晶体结构分析的基本公式，即著名的布拉格公式。 并测定了NaCl的晶体结构。（1915年获得诺贝尔 奖)
1
X射线的本质
X射线和可见光 一样属于电磁 辐射，但其波 长比可见光短 得多，介于紫 外线与γ射线之 间，约为10－2 到102埃的范围。 与晶体中的键 长相当。
c
d 21 3
b
o
a
晶面(213)及d213
c
d300
b
o
a
晶面(300)及d300
晶面指标hkl及晶面间距dhkl
思考1：对于给定的晶胞，对于任意三个整数hkl（000除外）， 我们可以画出这个（hkl）晶面吗？相邻晶面的距离可知吗？
材料现代分析测试方法教学设计
材料现代分析测试方法教学设计1. 引言材料现代分析测试方法是材料科学中的重要领域，它不仅关系到材料的性能评估、质量控制、过程优化等方面，也与材料基础研究密切相关。
本文旨在探讨如何针对材料现代分析测试方法的教学设计，提高学生的实验技能、科学素养和综合素质。
2. 教学目标1.了解材料现代分析测试方法的技术基础、原理和应用；2.掌握现代分析测试方法的基本技能，包括样品制备、测试操作、数据处理等；3.培养学生的实验思维、实验技能和科学态度；4.提高学生的综合素质，包括团队协作、口头表达、写作能力等。
3. 教学内容3.1 材料现代分析测试方法概述介绍材料现代分析测试方法的发展历程、技术分类、应用领域等，使学生了解不同的现代测试方法的特点和优势。
3.2 样品制备与仪器调试掌握样品制备的基本方法和实验技巧，包括样品收集、样品制备、样品保存等方面内容。
同时，对仪器操作、仪器调试等方面进行详细介绍和演示，以保证实验数据的准确性和稳定性。
3.3 现代分析测试方法基础实验介绍常见的材料现代分析测试方法，包括SEM、TEM、XRD、XRF等方法，通过实验演示的方式来掌握分析测试方法的基本操作技能。
3.4 分析测试方法的综合应用选取一些案例，通过现代分析测试方法对材料进行分析测试，提高学生对分析测试方法的综合应用能力。
4. 教学方法与手段该课程以理论与实践相结合的方式进行，顺序讲解每个部分内容，进行示范，引导学生进行操作练习。
同时，结合课程设计，设计习题，让学生进行思考、探讨和解决问题。
5. 教学评价本课程的教学评价是单项评估和综合评估相结合的方式，主要由实验操作能力、实验报告写作和课堂表现三个方面来综合考察学生的综合素质。
6. 教学效果预期通过本次课程的学习，学生将对材料现代分析测试方法有了新的认识和理解，掌握了相关的基本技能和知识。
这将为他们未来的学习学术研究和实践应用打下基础，并有助于提高他们实验技能、科学素养和综合素质。
材料强度测试方法及其应用
材料强度测试方法及其应用材料的强度是指材料抵抗外部力量破坏的能力。
在工程领域，对材料强度进行测试是至关重要的，因为它可以保证材料在使用过程中的可靠性和安全性。
本文将介绍几种常见的材料强度测试方法及其在实际应用中的意义。
一、拉伸试验法拉伸试验是测定材料抗拉强度和屈服强度的常用方法。
该方法通常使用材料样品，在拉伸机上施加外部拉伸力，使材料发生拉伸直至断裂。
通过测定拉伸过程中材料的变形和断裂情况，可以得到材料的抗拉强度、屈服强度、断裂伸长率等参数。
拉伸试验广泛应用于金属、塑料、纤维等材料的强度评估和质量控制。
二、压缩试验法压缩试验是测定材料抗压强度的方法。
该方法通常使用立式或水平式压力机，在合适的条件下对材料进行压缩，然后记录压力和应变的变化。
通过压缩试验，我们可以得到材料的抗压强度、杨氏模量等参数。
压缩试验被广泛应用于建筑材料、地基沉降评估等领域。
三、弯曲试验法弯曲试验是测定材料抗弯强度和弹性模量的方法。
该方法通常在弯曲试验机上对材料进行加载，使其发生弯曲直至断裂。
通过控制加载条件和测量曲线，可以得到材料的抗弯强度、弯曲刚度等参数。
弯曲试验在航空航天、建筑结构等领域中被广泛应用。
四、冲击试验法冲击试验是测定材料抗冲击性能的方法。
该方法通常使用冲击试验机对材料进行加载，记录加载过程中的能量吸收情况。
通过冲击试验，我们可以得到材料的冲击强度、断裂韧性等参数。
冲击试验在汽车、船舶等领域中对材料的选用和设计起着重要的作用。
五、硬度测试法硬度测试是测定材料抗表面形变的方法。
常见的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。
通过不同的硬度测试方法，可以评估材料的硬度和相对的强度。
硬度测试广泛应用于金属、塑料、橡胶等材料的品质控制和材料选型。
综上所述，材料强度测试方法是工程领域中不可或缺的重要环节。
不同的测试方法适用于不同类型的材料和不同的工程需求。
通过合理选择和运用这些测试方法，可以准确评估材料的强度性能，确保工程项目的可靠性和安全性。
材料现代分析测试方法
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。
新型材料的性能测试及应用
新型材料的性能测试及应用随着科学技术的不断进步，新型材料的研发也越来越重要。
新型材料的性能测试是评估其是否适合应用的一个关键步骤。
在本篇文章中，我们将探讨新型材料性能测试的方法和一些应用实例。
一、新型材料性能测试1.化学测试化学测试是评估新型材料在不同环境下的耐受性的重要方法。
例如，热浸渍试验可以评估新型材料耐腐蚀能力。
另一种常见的化学测试是浸泡试验，可以评估新型材料在水中的化学稳定性。
2.力学测试力学测试是评估新型材料机械性能的重要方法。
例如，拉伸试验可评估新型材料的拉伸强度和断裂伸长率。
压缩试验可评估新型材料的压缩强度和压缩模量。
弯曲试验可评估新型材料的弯曲强度和弯曲模量。
3.热性能测试热性能测试是评估新型材料在高温环境下的性能的重要方法。
例如，热膨胀试验可评估新型材料的热膨胀系数。
热导率测试可以评估新型材料在高温环境下的热传导能力。
4.光学测试光学测试是评估新型材料在光学应用中的性能的重要方法。
例如，透过率测试可评估新型材料的透过率和反射率。
折射率测试可以评估新型材料在折射光学应用中的性能。
二、新型材料的应用实例1.碳纤维复合材料碳纤维复合材料是一种轻质材料，具有优异的强度和刚度，被广泛应用于航空、汽车等领域。
碳纤维复合材料的性能测试方法包括拉伸和弯曲试验。
其应用实例包括航空航天行业中的机翼、轮毂等部件，汽车行业中的车身和底盘等部件。
2.金属发泡材料金属发泡材料是一种轻质、高强的材料，具有良好的吸能性能。
其性能测试方法包括力学和热性能测试。
金属发泡材料的应用实例包括船舶、汽车碰撞部件、铁路隧道墙等领域。
3.柔性电子材料柔性电子材料具有优异的柔性和折叠性能，可应用于可穿戴电子设备、可弯折电路板等领域。
其性能测试方法包括力学和光学测试。
柔性电子材料的应用实例包括可穿戴设备、智能家居系统等。
三、总结性能测试是新型材料应用的重要环节，决定了其是否适合应用于不同领域。
本文介绍了一些常见的新型材料性能测试方法和应用实例。
材料现代分析测试方法-rietveld
进行Rietveld精修的前提
衍射数据： 一套步进的衍射数据：2=10-120˚ 或更宽，步长 2 = 0.02˚，扫描时间1－50s (由仪器决定）； 大致精确的初始结构模型 正确的空间群 大致的晶胞参数 大致的原子参数 熟悉的Rietveld精修软件 Fullprof; GSAS; Rietaca; Topas……
– /srd/nist3.h tm – Inorganic & Organic
•Over 230000 entries
A new structural database(2003): aimed at freely retrieving data
18000 Patterns already!
Cobalt Antimonide (1/3)
H 0 0
结构文件（CIF）主要信息
Structured Co Sb3 Unit Cell 9.0347(6) 9.0347(6) 9.0347(6) 90. 90. 90. Vol 737.46 ; Z 8 Space Group I m -3; SG Number 204 Cryst Sys cubic Atom # OX SITE x y z SOF Co 1 +0 8 c 0.25 0.25 0.25 1. Sb 1 +0 24 g 0 0.3351(10) 0.1602(10) 1.
•ICSD (Minerals and Inorganics) •ICDD diffraction data
– http://www.fizkarlsruhe.de/
– Minerals and Inorganic
– Over 60000 entries
•Cambridge Structure Data Bank）
现代材料测试技术
测试标准的统一和规范
目前，材料测试领域存在多种不同的测试标准和规范，这给测试结果的可比性和互操作性带来了挑战。为推动测试标 准的统一和规范，需要加强国际合作和交流，共同制定国际通用的测试标准和规范。
应用
广泛应用于生物学、医学、 材料科学等领域，用于观 察细胞、组织、材料等微 观结构。
优缺点
具有高分辨率、操作简便 等优点，但对样品制备要 求高，且对非金属材料成 像效果较差。
激光共聚焦显微镜技术
原理
利用激光作为光源，通过共聚焦 技术实现三维成像，可获得样品
的表面形貌和内部结构信息。应用适用于生物医学、材料科学等领 域，用于研究细胞、组织、材料
对操作环境要求较高。
04
电子显微分析技术
透射电子显微镜技术
原理
利用高能电子束穿透样品，通过电磁透镜成像，观察样品的内部 结构。
应用
用于研究材料的微观形貌、晶体结构、化学成分及相变等。
特点
具有高分辨率、高放大倍数和广泛的应用范围。
扫描电子显微镜技术
1 2
原理
利用聚焦电子束在样品表面扫描，通过检测样品 发射的次级电子等信号成像，观察样品表面形貌。
能测试。
非破坏性测试
在不破坏材料的情况下，利用物理、 化学等方法对材料进行测试。例如， X射线衍射、超声波检测、电子显 微镜观察等。
在线测试
在材料加工、使用过程中进行实时 测试，以监控材料性能和质量。例 如，自动化生产线上的无损检测、 实时监测等。
材料测试技术的原理和特点
原理
现代材料测试方法
现代材料测试方法现代材料测试方法随着科技的不断进步，材料的种类也越来越多，而对于这些材料的性能和质量的测试也变得越来越重要。
现代材料测试方法主要包括以下几种：1.力学性能测试力学性能测试是对材料的强度、硬度、韧性等方面进行的测试。
常用的测试方法包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等。
这些试验可以帮助人们了解材料在受力情况下的行为和性能。
2.物理性能测试物理性能测试是对材料的热膨胀系数、导热系数、电阻率等方面进行的测试。
常用的测试方法包括热膨胀系数测定仪、导热系数测定仪、电阻率测定仪等。
这些试验可以帮助人们了解材料在不同温度和电场下的行为和性能。
3.化学性能测试化学性能测试是对材料在不同环境中化学稳定性和耐腐蚀性进行的测试。
常用的测试方法包括酸碱溶液浸泡试验、盐雾腐蚀试验等。
这些试验可以帮助人们了解材料在不同化学环境中的稳定性和耐腐蚀性。
4.表面性能测试表面性能测试是对材料表面的光泽度、粗糙度、摩擦系数等方面进行的测试。
常用的测试方法包括表面粗糙度测量仪、摩擦系数测量仪等。
这些试验可以帮助人们了解材料表面的质量和特性。
5.非破坏性测试非破坏性测试是对材料进行无损检测，以了解其内部结构和缺陷情况。
常用的测试方法包括超声波检测、X射线检测、磁粉探伤等。
这些试验可以帮助人们了解材料内部的缺陷情况，从而判断其质量和可靠性。
总之，现代材料测试方法涵盖了多个方面，每种测试方法都有其特定的目的和适用范围。
通过这些测试，可以更好地了解材料的性能和质量，为实际应用提供有力支持。
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。
现代材料测试方法
现代材料测试方法现代材料测试方法是指对于各种材料进行科学、系统、准确地测试和评估的方法。
它旨在确定材料的性能、力学特性、物理性质、化学性质等，以及评估其适用性和可靠性。
以下将介绍一些常见的现代材料测试方法。
首先，力学性能测试是衡量材料力学性能的基本方法之一。
常见的力学性能测试包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、剪切试验等。
这些试验可用于测定材料的强度、韧性、刚度、弹性等力学性能。
其次，物理性质测试是对材料物理性质进行测试的方法之一。
物理性质包括热性质、电性质、磁性质等。
常见的物理性质测试方法包括热膨胀系数测试、电导率测试、磁化强度测试等。
这些测试可用于评估材料在不同物理环境条件下的响应和行为。
此外，化学性质测试是对材料化学特性进行测试的方法之一。
化学性质包括化学稳定性、酸碱性、氧化性等。
常见的化学性质测试方法包括酸碱性测试、化学腐蚀性测试、氧化性测试等。
这些测试可用于评估材料在不同化学环境中的稳定性和耐久性。
另外，非破坏性测试是一种重要的材料测试方法。
它通过对材料进行无损检测，即在不破坏材料的情况下测量其性能。
非破坏性测试方法包括超声波检测、磁粉检测、射线检测等。
这些测试方法可用于检测材料内部的缺陷、裂纹、组织结构等。
此外，现代材料测试方法还包括表面性状测试、微观结构测试、电子显微镜观察等。
表面性状测试可用于评估材料的光洁度、粗糙度、表面质量等。
微观结构测试可用于观察材料的晶体结构、晶粒大小、相分布等。
电子显微镜观察可用于观察材料的表面形貌、微观结构以及材料间的界面情况。
总结来说，现代材料测试方法是一个综合性的科学技术领域，它通过对各种材料进行力学性能测试、物理性质测试、化学性质测试、非破坏性测试、表面性状测试、微观结构测试等，来评估材料的性能和适用性。
这些测试方法的发展和应用，为材料研究、产品开发和质量控制提供了重要的技术支持。
随着科技的不断进步和发展，材料测试方法也会不断创新和完善，为材料科学和工程领域的发展做出更大的贡献。
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现代材料测试技术作业第一章X射线衍射分析一、填空题1、X射线从本质上说，和无线电波、可见光、γ射线一样，也是一种。
2、尽管衍射花样可以千变万化，但是它们的基本要素只有三个：即、、。
3、在X射线衍射仪法中，对X射线光源要有一个基本的要求，简单地说，对光源的基本要求是、、。
4、利用吸收限两边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六种，它们分别是、、、、、。
6、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是、、。
7、特征X射线产生的根本原因是。
8、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是、和字顺索引。
9、X射线衍射仪探测器的扫描方式可分、、三种。
10、实验证明，X射线管阳极靶发射出的X射线谱可分为两类：和11、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。
12、用于X射线衍射仪的探测器主要有、、、，其中和应用较为普遍。
13、X射线在近代科学和工艺上的应用主要有、、三个方面14、X射线管阳极靶发射出的X射线谱分为两类、。
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；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。
二、名词解释X-射线的吸收、连续x射线谱、特征x射线谱、相干散射、非相干散射、荧光辐射、光电效应、俄歇电子、质量吸收系数、吸收限、X-射线的衰减三、问答与计算1、某晶体粉末样品的XRD数据如下，请按Hanawalt法和Fink法分别列出其所有可能的检索组。
2、产生特征X射线的根本原因是什么3、简述特征X-射线谱的特点。
4、推导布拉格公式，画出示意图。
5、回答X射线连续光谱产生的机理。
6、简述以阴极射线的方式获得X射线所必须具备的条件。
7、简述连续X射线谱的特征8. x射线衍射仪对x光源的要求、光源单色化的方法9. 测角仪的调整要求10. 测角仪的工作原理以及各狭缝作用11. 哈纳瓦特与芬克索引的规则12. 定性物相分析的注意事项电子显微分析部分（第2、3、4章）一、填空题1、电子显微分析是利用聚焦电子束与试样物质相互作用产生的各种物理信号，分析试样物质的、和。
2、电子显微镜可分为：、等几类。
3、电镜中，用透镜作电子枪，发射电子束；用透镜做会聚透镜，起成像和放大作用。
4、磁透镜和玻璃透镜一样，具有很多缺陷，因此会造成像差，像差包括：、、________________和畸变。
5、当一束聚焦电子束沿一定方向射入试样时，在原子库仑电场作用下，入射电子方向改变，称为散射。
原子对电子的散射可分为散射和散射。
在散射过程中，电子只改变方向，而能量基本无损失。
在散射过程中，电子不但改变方向，能量也有不同程度的减少，转变为、和等。
6、电子与固体物质相互作用过程中产生的各种电子信号，包括、、__________________和等。
7、块状材料是通过减薄的方法（需要先进行机械或化学方法的预减薄）制备成对电子束透明的薄膜样品。
减薄的方法有、、和等。
8、扫描电镜是用聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像，成像信号可以是、或。
9、透射电子显微镜中高分辨率像有和。
10、电子显微分析是利用聚焦电子束与试样物质相互作用产生的各种物理信号，分析试样物质的、和。
二、名词解释球差、色差、场深、焦深、弛豫、相互作用体积、质厚衬度、衍射衬度、相位衬度、轴上像散、场深、焦深、弹性散射、非弹性散射、驰豫、背散射电子、透射电子、吸收电子、二次电子、背散射电子等。
三、简答题1、为什么现代的透射电镜除电子光源外都用磁透镜做会聚镜2、为何电子显微镜镜筒必须具有高真空3、电子衍射谱的特征4、扫描电镜在探测二次电子时，为何要在栅网上加250V电压而在探测背散射电子时要加-50V电压5、扫描电镜的衬度有哪些各种衬度的典型衬度像是什么6、在电镜上为什么能用能谱仪进行试样的成分分析7、电子束做照明源制成电子显微镜具有更高的分辨本领为什么8、分析电子波长与加速电压间的定量关系。
9、分析电子在静电场中的运动规律及静电透镜的聚焦成像原理。
10、TEM薄膜试样制备方法有哪些11、质厚衬度原理及物镜光阑的作用四、问答题1、试述球差、色差产生的原因。
2、简述二次电子的特点。
3、在材料科学中透射电镜的样品有哪几类在制备每类样品时要注意什么4、高速入射的电子与试样物质相互作用后能产生哪些物理信号这些信号可用于什么分析测试手段上5、扫描电镜可用哪些物理信号调制成像比较这些电子显微像的特点。
6、TEM工作原理7、SEM工作原理8、 背散射电子的主要特点、成像的特征及其信号分离观察的原理。
9、二次电子的主要特点、成像的特征 10、简述散射衬度像形成原因。
11、简述衍射衬度像形成原因。
12、简述相位衬度像形成原因。
五、 计算题1、 在200kv 加速电压下拍得金的多晶衍射环，从里向外测得环的直径2R1=17.46mm ，2R2=20.06 mm ， 2R3=28.64 mm ， 2R4=33.48 mm 。
已知各金环对应的晶面间距分别为： d1=Å，d2=，Åd3=Å，d4=Å。
试求透射电镜的相机常数K2、 2、在200kv 加速电压下拍得金的多晶衍射环，从里向外测得环的直径2R1=17.46mm ，2R2=20.06 mm ， 2R3=28.64 mm ， 2R4=33.48 mm 。
已知各金环对应的晶面间距分别为：d1=Å，d2=，Åd3=Å，d4=Å。
试求透射电镜的相机长度l （)109785.01(25.126V V -⨯+=λ）在200kv 加速电压下拍得金的多晶衍射环，从里向外测得环的直径2R1=17.46mm ，2R2=20.06 mm ， 2R3=28.64 mm ， 2R4=33.48 mm 。
已知透射电镜的相机常数K=,试求各衍射环的晶面间距d （)109785.01(25.126V V -⨯+=λ）光学显微分析部分（第5、6章）一 名词解释光率体； 一轴晶与二轴晶；光轴面；光性方位； 解理；多色性与吸收性；突起；贝克线；四次消光； 干涉色； 补色法则； 双折射率； 延性； 双晶；光程差；干涉图；分辨率； 色散； 折射； 全反射；二．填空1 光率体的种类有, , ; 其形态分别为, , 。
2．偏光显微镜的调节与校正的内容主要有, , ，。
3．干涉色级序的测定方法有, 。
4．晶体在单偏光镜下可以观察和测定的主要内容有, , ，, , 等。
5．影响光程差的因素有, , 。
6．锥光镜下研究矿物晶体时，可观察和测定的内容有, , ，等。
7．一轴晶光率体的主要切面有, , 三种。
8．二轴晶光率体的主要切面有, , ，, 五种。
9．根据薄片中晶体颗粒边棱的规则程度，可将晶体分为, ,三类。
10．具有解理的矿物，根据其解理发育的完善程度，可分为, ,三级。
11．根据薄片中晶体与树胶相对折射率的大小，将晶体的突起分为, ,，, , 六个等级。
12．在正交偏光镜下，矿物晶体的消光类型有, , 三种。
13．干涉色级序的测定方法有, , 三种。
三．问答与计算1. 标准薄片中，同一晶体的不同颗粒为何干涉色不同晶体在什么切面上干涉色最高为什么2．对于一轴晶和二轴晶晶体，利用哪类干涉图可测定其光性正负如何测定试举例说明。
3．矿物薄片中晶体的颜色和干涉色在成因上有何不同影响干涉色的因素有哪些4．矿物薄片中晶体的边缘、糙面、突起和贝克线是怎样形成的在偏光显微镜下观测矿物晶体时，它们有何用途5．通常都是用什么方法测定矿物的干涉色级序简述其测定方法。
6．透辉石（CaO·MgO·SiO2）其光率体形态如图所示，试根据该图说明以下几个问题：(1)透辉石属什么晶族光率体(2)该晶体的最大双折射率是多少(3)确定透辉石的光性方位和光性正负。
(4)绘出（100）、（010）、（001）面上的光率体切面，并标明其折射率。
7．橄榄石晶体（010）面上测得主折射率为和，在（100）面上测得主折射率为和，求橄榄石：(1)最大双折射率；（2）光性正负；（3）光性方位；（用简式表示）（4）光轴面与哪个晶面平行8．当入射光波为偏光，其振动方向与垂直入射光波的光率体椭圆切面半径之一平行时，光波进入晶体后的情况如何如果入射光波的振动方向与垂直入射光波的光率体椭圆切面半径斜交时，光波进入晶体后的情况如何9．设橄榄石晶体薄片厚度为0.03mm，Ng=, Nm=, Np=，其垂直Bxa和垂直Bxo切面上能见到什么样的干涉色平行AP面的切面上又具有什么样的干涉色10．已知白云母的三个主折射率分别为Ng=, Nm=, Np=，若要制造干涉色为一级灰白（R=147nm）的试板，在垂直Bxa切面上应取多大厚度11．欲要制造一级紫红（R=560nm）的石英试板，问平行于石英光轴切面上的切片厚度应为多少（石英的Ne=, No=）12．在紫苏辉石（010）面上测得主折射率为和，在（001）面上测得主折射率为和，求紫苏辉石1)三个主折射率值；2)最大双折射率；3)光性正负：4)光轴面与哪个晶面平行13．.已知橄榄石的Ng=, Nm=, Np=, 试说明：1)光性正负；2)Bxa及Bxo的光率体轴名称；3)⊥Bxa及⊥Bxo的切面上双折射率各是多少4)最大双折射率各是多少14．矿物的多色性在什么方向的切面上最明显要确定一轴晶、二轴晶矿物的多色性公式，需选择什么方向的切片15．已知黑云母的三个主折射率分别为Ng=, Nm=, Np=, 其相应的多色性为：Ng=深褐色，Nm=深褐色，Np=浅黄色，问：1)黑云母哪一个切面上吸收性最大哪一个切面上多色性最强3) 黑云母的哪一个切面上的颜色无变化为什么16．普通角闪石⊥Bxa的薄片在单偏光镜下为蓝绿和棕绿色，平行光轴面的薄片在单偏光镜下为亮黄和蓝绿色，已知普通角闪石为负光性，试确定它的多色性。
17．已知普通辉石为正光性。
一薄片在正交偏光镜间观察到‖AP切面的干涉色为二级黄（R=880nm），⊥Bxa切面的干涉色为一级亮灰（R=210nm），设Ng-Nm=，求该薄片的厚度。
18．已知斜方晶系柱状硬石膏的主折射率分别为Ng=，Nm=，Np=，取⊥Bxo的切面制作石膏补色器（一级紫红，R=560nm），问切片厚度应为多少19．晶体切片置于锥光镜下，在视域中观察到两光轴出露点为图示1和2的位置。
回答：（1）确定图中3、4、5、6各入射光出露点的光波振动方向；（2）绘出干涉图（该晶体双折射率较小）；（3）判断切片方向；（4）假设如图加入试板后，干涉图上锐角区干涉色升高，判断其光性正负。