复合材料测试方法(全套课件439P)

复合材料测试方法
绪论
2．1
化学成分分析 材料的化学成分分析除了传统的化学分析技术外， 还包括质谱、气、液相色谱和核磁共振等。这些方法已成 为常规的分析手段。如质谱是鉴定未知有机化合物的基本 手段之一，其重要贡献是能够提供该化合物的分子量和元 素组成的信息。色谱中特别是裂解气相色谱(PGC)能较好 显示高分子类材料的组成特征。红外光谱在高分子材料的 表征上有着特殊重要地位，不仅方法简单，而且由于积累 了大量的已知化合物的红外谱图及各种基团的持征频率等 数据资料而使测试结果的解析更为方便。核磁共振谱虽然 经常是作为红外光谱的补充，但其对聚合物的构型及构象 的分析，对于立构异构体的鉴定，对于共聚物的组成定性、 定量及序列结构测定有着独特的长处。许多信息是其他方 法难以提供的。
《复合材料测试方法》是应用化学专业 的主干专业限选课，是重要的实验技 术课。本课程在材料研究领域中起着 不同寻常的作用，将材料“组成—结 构—性能”有机地联系在一起，从而 实现本专业本科学生在掌握材料检测 技术上的培养的目标。
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课程简介
二、教学基本要求
1. 掌握各种测试技术（主要指X射线衍射技术、电子显 微分析技术和热分析技术）的基本原理与各种研究 方法与测试技术的应用范围及优缺点； 2. 对正在发展完善之中的新测试技术在相应的章节里 作简略介绍，使学生对这些现代测试技术有所了解， 提高阅读科技文献的能力； 3. 通过实验课的训练，以培养学生的严谨科学作风和 态度，使他们加深理解基本原理、熟悉仪器设备的 构造与性能，对电子显微分析照片、X射线衍射图谱 和热分析曲线等有分析处理与进行物相鉴定的能力， 为今后的毕业课题研究工作打下坚实的基础。
复合材料测试方法
吉林大学化学学院
复合材料测试方法
教
材
材料结构表征及应用 化学工业出版社 吴刚 主编 2002年
参考书
1. 材料近代分析测试方法 常铁军 主编 哈尔滨工业大学出版社 1999年 2. 无机非金属材料测试方法 杨南如主编 武汉工业大学出版社 1990年
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课程简介
一、课程简介
认为要解决材料科学 问题，这4个方面缺一不 可。把上述组成与结构、 合成与生产过程、性质和 使用效能称为材料科学与 工程的四个要素。构成一 个四面体。
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绪论
2.材料结构表征的基本方法
材料的结构按尺寸分为两个不同层次。最基本的 是原子—电子层次(以0.1nm为尺度)；其次是以大量原 子、电子运动为基础的微观结构(大约为lµm为尺度)。 材料的成分即其组成原子种类和数量(包括微量杂 质) 。 材料结构的表征方法相当多，而且新的表征方法 在不断出现。这里只介绍经常遇到的基本方法。而这 些表征方法对于材料工作者来说是必须要掌握的。 材料结构的表征就其任务来说主要有三个，即成 分分析、结构测定和形貌观察。
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绪论
材料的固 有性质有数百 种之多，基本 上可以归结为 三类：化学性 质、物理件质 和力学性质。 材料的固 有性质Biblioteka Baidu都取 决于物质的电 子结构、原子 结构和化学键 结构。
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绪论
曾有人提出材料研究 的四大要素：①材料的固 有性质；②材料结构与成 分；③材料的使用性能； ④材料的制备与合成、加 工技术。
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目
录
绪 论 第1章 X射线衍射分析 第一节 X射线的产生及性质 第二节 X射线与物质的作用 第三节 X射线衍射原理 第四节 X射线衍射分析方法 第五节 X射线衍射分析的应用 第2章 热分析 第一节 热分析概述 第二节 差热分析 第三节 示差扫描量热法
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目
录
第四节 热重分析 第五节 热分析的应用 第3章 电子显微分析 第一节 电子与物质的相互作用 第二节 透射电子显微分析 第三节 电子衍射 第四节 扫描电子显微分析 第4章 X射线光电子能谱分析 第一节 X射线光电子能谱分析的基本原理 第二节 X射线光电子能谱仪 第三节 X射线光电子能谱的应用
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绪论
1.材料结构与材料性能的关系
现代材料科学的发展在很大程度上依赖对材料性能 和其他成分结构及微观组织关系的理解。 对材料性能、结构的测试，是宏观和微观两个层次的 分析测试。 宏观上测试材料的各种性能；微观上表征材料的结 构、成分、和组织形貌。这两个方面构成了材料的检测 评价技术。在材料的发展过程中可以清楚地看到测试评 价新技术所起的重要作用。
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绪论
材料是人类进步、物质文明的标志。它是人类赖依 生存、生活和生产的必要保证。是人类长期在生产实践 中探索、发现和发明的。是人类进步的里程牌。 从早期的新、旧石器时代、青铜器时代、铁器时代 开始，经过数干年的发展，逐渐进步到现代的金属材料、 非金属材料、有机高分子材料、复合材料、生物材料和 光电子材料等。 材料现已成为多学科交叉的一门学科。金属材料所 对应的学科为冶金学；高分子材料所对应的学科为有机 化学；而陶瓷材料所对应的学科为无机化学。 现在，人们已把材料、信息与能源誉为当代文明的 三大支柱。同时，又把新材料、信息技术和生物技术看 做是新技术革命的主要标志。世界上先进的工业国家都 把材料作为21世纪优先发展的领域。
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绪论
材料的无机成分分析除化学分析外，还包括等离子 质谱分析、原子光谱分析、X 射线荧光光谱、电子探针 等。这些成分分析方法中有一些已经有很长的历史，并 已成为普及的常规的分析手段。如原子光谱分析、 X 射 线荧光光谱、等离子质谱分析已是鉴定材料无机组成的 基本手段。 需要特别提及的是，近年来由于对材料的表面优化 处理技术的发展，对确定表面层结构与成分的测试需求 迫切。一种以X射线光电子能谱、俄歇电子能谱为代表的 分析系统的使用日益重要。其中X射线光电子能谱可以无 标样直接确定元素及元素含量。
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2．2 结构测定 材料结构的测定仍以衍射方法为主。衍射方法主要 有X 射线衍射、电于衍射、中子衍射、穆斯堡谱等。 应用最多最普遍的是X 射线衍射，这一技术包括德 拜粉末照相分析、背反射和透射劳厄照相，测定单晶结 构等。 X射线的衍射强度是晶胞参数、衍射角和样品取向度 的函数。衍射图用以确定样品的相态和测量结构性质。X 射线衍射也能确定材料和多层膜的成分深度分布、膜的 厚度和原子排列。 由于电子与物质的相互作用比X射线强四个数量级， 而且电子束可以汇聚得很小，所以电子衍射特别适用于 测定细微晶体或材料的亚微米尺度结构。