材料现代分析与测试技术-各种原理及应用

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现代测试技术论文 -

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现代测试技术论文 -X-射线单晶衍射法的原理及在测试技术中的应用-土木工程学院材料一班 080330110袁野摘要:X-射线衍射法的原理、优点及其在现代分析测试技术中的应用和重要意义。

关键词:XRD 布拉格方程物相分析点阵常数X射线衍射分析(X-ray diffraction,简称XRD),是利用晶体形成的X射线衍射,对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。

将具有一定波长的X射线照射到结晶性物质上时,X射线因在结晶内遇到规则排列的原子或离子而发生散射,散射的X射线在某些方向上相位得到加强,从而显示与结晶结构相对应的特有的衍射现象。

X射线衍射方法具有不损伤样品、无污染、快捷、测量精度高、能得到有关晶体完整性的大量信息等优点。

1912年劳埃等人根据理论预见,并用实验证实了X射线与晶体相遇时能发生衍射现象,证明了X射线具有电磁波的性质,成为X射线衍射学的第一个里程碑。

当一束单色X射线入射到晶体时,由于晶体是由原子规则排列成的晶胞组成,这些规则排列的原子间距离与入射X射线波长有相同数量级,故由不同原子散射的X射线相互干涉,在某些特殊方向上产生强X射线衍射,衍射线在空间分布的方位和强度,与晶体结构密切相关。

这就是X射线衍射的基本原理。

衍射线空间方位与晶体结构的关系可用布拉格方程表示:2dsinθ=nλ式中:λ是X射线的波长;θ是衍射角;d是结晶面间隔;n是整数。

波长λ可用已知的X射线衍射角测定,进而求得面间隔,即结晶内原子或离子的规则排列状态。

将求出的衍射X射线强度和面间隔与已知的表对照,即可确定试样结晶的物质结构,此即定性分析。

从衍射X射线强度的比较,可进行定量分析。

X射线分析的新发展,X射线分析由于设备和技术的普及已逐步变成晶体研究和材料测试的常规方法。

例如在如下领域,X射线都有着及其广泛的应用。

物相分析:晶体的X射线衍射图像实质上是晶体微观结构的一种精细复杂的变换,每种晶体的结构与其X射线衍射图之间都有着一一对应的关系,其特征X射线衍射图谱不会因为它种物质混聚在一起而产生变化,这就是X射线衍射物相分析方法的依据。

现代分析方法 纳米材料的表征与测试技术

现代分析方法 纳米材料的表征与测试技术

现代分析方法纳米材料的表征与测试技术分析科学现代方法正是人类知识宝库中最重要、最活跃的领域之一,它不仅是研究的对象,而且又是观察和探索世界,特别是微观世界的重要手段,各行各业都离不开它。

随着纳米材料科学技术的发展,要求改进和发展新分析方法、新分析技术和新概念,提高其灵敏度、准确度和可靠性,从中提取更多信息,提高测试质量、效率和经济性。

纳米科学和技术是在纳米尺度上(0.1-100nm之间)研究物质(包括原子、分子)的特性和相互作用,并且利用这些特性的多学科的高科技。

纳米科技是未来高科技的基础,而适合纳米科技研究的仪器分析方法是纳米科技中必不可少的实验手段。

因此,纳米材料的分析和表征对纳米材料和纳米科技发展具有重要的意义和作用。

纳米技术与纳米材料是一个典型的新兴高技术领域。

虽然许多研究人员已经涉足了该领域的研究,但还有很多研究人员以及相关产业的从业人员对纳米材料还不很熟悉,尤其是如何分析和表征纳米材料、如何获得纳米材料的一些特征信息。

为了满足纳米科技工作者的需要,本文对纳米材料的一些常用分析和表征技术,主要从纳米材料的成分分析、形貌分析、粒度分析、结构分析以及表面界面分析等几个方面进行简要阐述。

1. 纳米材料的粒度分析1.1粒度分析的概念大部分固体材料均是由各种形状不同的颗粒构造而成,因此,细微颗粒材料的形状和大小对材料结构和性能具有重要的影响。

尤其对纳米材料,其颗粒大小和形状对材料的性能起着决定性的作用。

因此,对纳米材料的颗粒大小、形状的表征和控制具有重要意义。

一般固体材料颗粒大小可以用颗粒粒度概念来表述。

对于不同原理的粒度分析仪器,所依据的测量原理不同,其颗粒特性也不同,只能进行有效对比,不能进行横向直接对比。

由于粉体材料颗粒形状不可能都是均匀球形的,有各种各样的结构,因此,在大多数情况下粒度分析仪所测的粒径是一种等效意义上的粒径,和实际的颗粒大小分布会有一定的差异,因此只具有相对比较的意义。

此外,各种不同粒度分析方法获得的粒径大小和分布数据也可能不能相互印证,不能进行绝对的横向比较。

现代材料分析方法——四大分析方法的应用论文

现代材料分析方法——四大分析方法的应用论文

四大分析方法及应用摘要:本文论述材料的X射线粉末衍射分析(XRD)、电子显微分析、能谱分析(XPS,UPS,AES)和热分析(TG,DTA, DSC)等测试原理、制样技术、影响因素、图谱解析以及它们在材料研究中的具体应用。

以一些常见的化合物为基质的各类复合或是掺杂的材料为例,来重点介绍XRD、电镜、热分析等在研究材料物相组成、结构特征、形貌等方面的应用。

关键词:TiO2,XRD,SEM,XPS,TG,DTA前言由于铝等一些金属和无机物的优良的性质,如铝的密度很小,仅为2.7 g/cm3,虽然它比较软,但可制成各种铝合金,如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等。

.铝的导电性仅次于银、铜,虽然它的导电率只有铜的2/3,但密度只有铜的1/3,所以输送同量的电,铝线的质量只有铜线的一半铝是热的良导体,它的导热能力比铁大3倍,工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。

铝有较好的延展性(它的延展性仅次于金和银),在100 ℃~150 ℃时可制成薄于0.01 mm 的铝箔。

铝的表面因有致密的氧化物保护膜,不易受到腐蚀,常被用来制造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精炼装置、石油和天然气管道等。

铝热剂常用来熔炼难熔金属和焊接钢轨等。

铝还用做炼钢过程中的脱氧剂。

铝粉和石墨、二氧化钛(或其他高熔点金属的氧化物)按一定比率均匀混合后,涂在金属上,经高温煅烧而制成耐高温的金属陶瓷,它在火箭及导弹技术上有重要应用。

所以工业上应用非常广泛。

1 X射线衍射分析(XRD)1.1 X射线衍射仪仪器核心部件:光源---高压发生器与X 光管、精度测角仪、光学系统、探测器、控测,数据采集与数据处理软件、X射线衍射应用软件。

定性相分析(物相鉴定):目的:分析试样属何物质,那种晶体结构,并确定其化学式。

原理:任何结晶物质均具有特定结晶结构(结晶类型,晶胞大小及质点种类,数目分布)和组成元素。

一种物质有自已独特衍射谱与之对应,多相物质的衍射谱为各个物相行对谱的叠加。

材料现代分析与测试技术-各种原理及应用

材料现代分析与测试技术-各种原理及应用

材料现代分析与测试技术-各种原理及应用XRD :1.X 射线产生机理:(1)连续X 射线的产生:任何高速运动的带电粒子突然减速时,都会产生电磁辐射。

①在X 射线管中,从阴极发出的带负电荷的电子在高电压的作用下以极大的速度向阳极运动,当撞到阳极突然减速,其大部分动能变为热能都损耗掉了,而一部分动能以电磁辐射—X 射线的形式放射出来。

②由于撞到阳极上的电子极多,碰撞的时间、次数及其他条件各不相同,导致产生的X 射线具有不同波长,即构成连续X 射线谱。

(2)特征X 射线:根本原因是原子内层电子的跃迁。

①阴极发出的热电子在高电压作用下高速撞击阳极;②若管电压超过某一临界值V k ,电子的动能(eV k )就大到足以将阳极物质原子中的K 层电子撞击出来,于是在K 层形成一个空位,这一过程称为激发。

V k 称为K 系激发电压。

③按照能量最低原理,电子具有尽量往低能级跑的趋势。

当K 层出现空位后,L 、M 、N……外层电子就会跃入此空位,同时将它们多余的能量以X 射线光子的形式释放出来。

④K 系:L, M, N, ...─→K ,产生K α、K β、K r ... 标识X 射线L 系:M, N, O,...─→L ,产生L α、L β... 标识X 射线特征X 射线谱M 系: N, O, ....─→M ,产生M α... 标识X 射线特征谱Moseley 定律2)(1αλ-?=Z Z:原子序数,、α:常数2.X 射线与物质相互作用的三个效应(1)光电效应?当X 射线的波长足够短时,X 射线光子的能量就足够大,以至能把原子中处于某一能级上的电子打出来,?X 射线光子本身被汲取,它的能量传给该电子,使之成为具有一定能量的光电子,并使原子处于高能的激发态。

(2)荧光效应①外层电子填补空位将多余能量ΔE 辐射次级特征X 射线,由X 射线激发出的X 射线称为荧光X 射线。

②衍射工作中,荧光X 射线增加衍射花样背影,是有害因素③荧光X 射线的波长只取决于物质中原子的种类(由Moseley 定律决定),利用荧光X 射线的波长和强度,可确定物质元素的组分及含量,这是X 射线荧光分析的基本原理。

材料现代测试方法-XRD

材料现代测试方法-XRD
You should know something misunderstood by many students: 布拉格公式用反射的模型解 释了衍射的方向性问题,晶 面并不反射X射线。
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?

现代分析测试技术(XRF在地学中的应用)

现代分析测试技术(XRF在地学中的应用)

X射线衍射技术在地学中的应用长安大学摘要:X射线衍射技术是现代分析测试物质组成和结构的基础手段之一,多种学科中都广泛应用,在地质学领域中的应用同样占重要地位。

本文综述了X射线衍射技术在岩石学、矿物学、矿床学、煤田、石油天然气、构造地质、地质灾害、宝石学以及与地质学相关的学科研究中的应用。

作为一种高效、准确、无损样品的测试分析手段X射线衍射技术在地质学中的应用领域将会不断扩展,发挥越来越重要的作用。

关键词:X射线衍射地质学应用引言1895年,德国维尔茨堡大学校长兼物理研究所所长伦琴教授在研究阴极射线时意外发现X射线[1];1912年德国物理学家劳厄(von Laue M)发现了X射线通过晶体时产生衍射现象[2],证明了X射线的波动性和晶体内部结构的周期性,并获得了劳厄晶体衍射公式;随后,小布拉格(Bragg WL)推导出著名的布拉格方程。

此后100余年间,作为19世纪末20世纪初物理学的三大发现之一,X射线的新理论和新应用不断产生,飞速发展。

劳厄的衍射理论与实验证明了X射线具有波动特性,是波长为几十到几百皮米的电磁波,并具有衍射的能力[3,4]。

在基础理论和科学技术的支持下,X射线衍射技术在物质定性和物相组成等方面的探测已经成为现代分析测试技术的基础组成部分,在材料、药物、金属、生物等领域的科学研究中均占有重要地位。

同样,X射线衍射在地质学领域中的应用也十分普遍。

1.基本原理和分析方法简介X射线是一种电磁辐射,波长(0.01—100埃,常用的为0.5—2.5埃)与物质晶体的原子间距(1埃)数量级相同。

利用晶体作为X射线的天然衍射光栅,当X射线入射时晶体原子的核外电子产生相干波彼此发生干涉,当发生波的加强就称之为衍射[5]。

晶体结构决定了X射线的衍射方向,通过测定衍射方向可以得到晶体的点阵结构、晶胞大小和形状等信息。

地质学中的X射线衍射分析就是通过这个原理确定样品物质的组成和结构等(图1)。

图1 X射线衍射分析工作原理图一般的X射线衍射分析方法有:a.劳厄法:连续X射线照射固定的单晶体,用照相底片记录衍射斑点;b.转晶法:单色X射线照射转动的单晶体,用照相底片记录平行分布的衍射斑点;c.粉末法:准直的单色X射线照射多晶粉末样品,圆筒状底片记录衍射斑点;d.衍射仪法:用各种辐射探测器和辐射测量控制电路记录衍射信号。

现代分析测试技术PPT课件

现代分析测试技术PPT课件

气相色谱分析法 高效液相色谱分析
分子质谱分析 原子质谱分析
现代分析测试技术
热分析法 放射化学分析法
14


按仪器的用途可分为:
1.成分分析类(原子、离子、分子、基团) 如:原子吸收光谱、
红外光谱、X射线衍射等。
2.结构分析类(原子结构、分子结构、晶体结构、微观结构)如:
红外光谱、X射线衍射、透射电镜等。
现代分析测试技术
19
概述部分的要求
1. 了解现代物质分析、仪器分析的概念 2. 掌握现代物质分析有哪几大类分析方法 3. 掌握物相、元素、微观分析的区别 4. 了解现代物质分析的特点、应用范围
现代分析测试技术
20
课堂复习
1. 现代物质分析常用方法(按照原理)有_________、 __________、
• 《仪器分析原理》何金兰等,21教材,科学出版社(2002)
现代分析测试技术
3
其它参考书
物相、元素分析与微观分析的区别
重要
劣质食盐
NaCl KCl Na2SO4 K2SO4
物相
NaCl、KCl、Na2SO4、K2SO4
元素
Na、K、 Cl、 S、O
微观
现代分析测试技术
4
元素分析结果的表征形式:
10


重要
2. 现代分析测试技术的分析方法
按仪器的工作 原理可分为:
分析方法 (工作原理)
光学分析法 电化学分析法 色谱分析法 质谱分析法 其现代它分分析测析试技方术法 (如:热分析法) 11
光学分析法----按原理分类
重要
光谱法:测量的信号是物质内部能级跃迁所产生的发射、吸收、散

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。

现代检测技术应用实训报告

现代检测技术应用实训报告

现代检测技术应用实训报告一、引言现代检测技术的应用范围广泛,涵盖了工业、医疗、环保、食品安全等多个领域。

本文将重点介绍在实训过程中所涉及的几种现代检测技术及其应用。

二、无损检测技术无损检测技术是一种非破坏性的检测方法,可以对材料、构件或产品进行内部缺陷的检测,如裂纹、气泡、夹杂等。

常用的无损检测技术包括超声波检测、X射线检测、磁粉检测和涡流检测等。

1. 超声波检测超声波检测利用声波在材料中传播的特性来检测材料内部的缺陷。

通过发送超声波脉冲,然后接收反射回来的信号,可以确定材料中存在的缺陷位置、大小和形状。

超声波检测广泛应用于工业制造中的焊接、铸造和铆接等工艺。

2. X射线检测X射线检测利用X射线的穿透性来检测材料内部的缺陷。

通过照射被检测物体,利用X射线透射的不同程度来确定材料中的缺陷。

X 射线检测常用于金属材料的缺陷检测,如焊缝、铸件和管道的质量检测。

3. 磁粉检测磁粉检测是利用材料表面的磁场分布来检测材料表面和近表面的缺陷。

通过在被检测材料表面涂覆磁粉,当材料表面有缺陷时,磁粉会在缺陷处发生聚集,形成可见的磁粉线。

磁粉检测广泛应用于金属材料的裂纹检测。

4. 涡流检测涡流检测是利用交流电磁感应原理来检测材料表面和近表面的缺陷。

通过将交流电流通过线圈,产生交变磁场,当被检测材料表面有缺陷时,会产生涡流。

通过检测涡流的变化,可以确定材料表面的缺陷。

三、光学检测技术光学检测技术是利用光的传播和反射特性来检测材料的表面缺陷和形貌。

常用的光学检测技术包括显微镜检测、激光扫描检测和红外热像检测等。

1. 显微镜检测显微镜检测利用显微镜的放大功能来观察材料表面的细微缺陷。

通过放大镜头和照明系统,可以清晰地观察到材料表面的微观缺陷,如划痕、裂纹和颗粒等。

显微镜检测广泛应用于材料科学、生物学和电子工程等领域。

2. 激光扫描检测激光扫描检测利用激光束的扫描功能来检测材料表面的缺陷。

通过激光束的扫描,可以获取材料表面的三维形貌。

材料现代分析测试方法总结(2)

材料现代分析测试方法总结(2)

名词解释: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[uvw]晶带。

辐射的吸收:辐射通过物质时,其中某些频率的辐射被组成物质的粒子(原子、离子或分子等)选择性地吸收,从而使辐射强度减弱的现象。

辐射被吸收程度对ν或λ的分布称为吸收光谱。

辐射的发射:物质吸收能量后产生电磁辐射的现象。

辐射的散射:电磁辐射与物质发生相互作用,部分偏离原入射方向而分散传播的现象光电离:入射光子能量(hν)足够大时,使原子或分子产生电离的现象。

光电效应:物质在光照射下释放电子(称光电子)的现象又称(外)光电效应。

点阵消光:因晶胞中原子(阵点)位置而导致的|F|2=0的现象系统消光:晶体衍射实验数据中出现某类衍射系统消失的现象。

结构消光:在点阵消光的基础上,因结构基元内原子位置不同而进一步产生的附加消光现象,称为结构消光。

衍射花样指数化:确定衍射花样中各线条(弧对)相应晶面(即产生该衍射线条的晶面)的干涉指数,并以之标识衍射线条,又称衍射花样指数化(或指标化)。

背散射电子:入射电子与固体作用后又离开固体的总电子流。

特征X射线:射线管电压增至某一临界值,使撞击靶材的电子具有足够能量时,可使靶原子内层产生空位,此时较外层电子将向内层跃迁产生辐射即是特征X 射线。

俄歇电子:由于原子中的电子被激发而产生的次级电子,在原子壳层中产生电子空穴后,处于高能级的电子可以跃迁到这一层,同时释放能量。

当释放的能量传递到另一层的一个电子,这个电子就可以脱离原子发射,被称为俄歇电子。

二次电子:入射电子从固体中直接击出的的原子的核外电子和激发态原子退回基态时产生的电子发射,前者叫二次电子,后者叫特征二次电子。

X射线相干散射:入射光子与原子内受核束缚较紧的电子发生弹性碰撞作用,仅其运动方向改变没有能量改变的散射。

X射线非相干散射:入射光子与原子内受到较弱的电子或者晶体中自由电子发生非弹性碰撞作用,在光子运动方向改变的同时有能量损失的散射。

现代材料分析测试技术材料分析测试技术ppt文档全文预览

现代材料分析测试技术材料分析测试技术ppt文档全文预览

现代材料分析测试技术材料分析测试技术ppt文档全文预览本部分的主要目的:介绍透射电镜分析、扫描电镜分析、表面成分分析及相关技术的基本原理,了解透射电镜样品制备和分析的基本操作和步骤,掌握扫描电镜在材料研究中的应用技术。

在介绍基本原理的基础上,侧重分析技术的应用!讲课18学时,实验:4学时,考试2学时。

主要要求:1)掌握透射电镜分析、扫描电镜分析和表面分析技术及其在材料研究领域的应用;2)了解电子与物质的交互作用以及电磁透镜分辨率的影响因素;3)了解透射电镜的基本结构和原理,掌握电子衍射分析及衍射普标定、薄膜样品的制备及其透射电子显微分析;4)了解扫描电镜的基本结构及其工作原理,掌握原子序数衬度、表面形貌衬度及其在材料领域的应用;了解波谱仪、能谱仪的结构及工作原理,初步掌握电子探针分析技术;5)对表面成分分析技术有初步了解;6)了解电子显微技术的新进展及实验方法的选择;参考书:1)常铁军,祁欣主编。

《材料近代分析测试方法》哈尔滨工业大学出版社;2)周玉,武高辉编著。

《材料分析测试技术——材料某射线与电子显微分析》哈尔滨工业大学出版社。

1998版3)黄孝瑛编著。

《透射电子显微学》上海科学技术出版社。

1987版4)进藤大辅,及川哲夫合著.《材料评价的分析电子显微方法》冶金工业出版社。

2001年版5)叶恒强编著。

《材料界面结构与特性》科学出版社,1999版1.1引言眼睛是人类认识客观世界的第一架“光学仪器”。

但它的能力是有限的,如果两个细小物体间的距离小于0.1mm时,眼睛就无法把它们分开。

光学显微镜的发明为人类认识微观世界提供了重要的工具。

随着科学技术的发展,光学显微镜因其有限的分辨本领而难以满足许多微观分析的需求。

上世纪30年代后,电子显微镜的发明将分辨本领提高到纳米量级,同时也将显微镜的功能由单一的形貌观察扩展到集形貌观察、晶体结构、成分分析等于一体。

人类认识微观世界的能力从此有了长足的发展。

光学显微镜的分辨率由于光波的波动性,使得由透镜各部分折射到像平面上的像点及其周围区域的光波发生相互干涉作用,产生衍射效应。

矿物材料现代测试技术6热分析技术

矿物材料现代测试技术6热分析技术

矿物材料现代测试技术6热分析技术矿物材料是指地球内含有矿物质的岩石和矿石,它们在矿业、建筑材料、冶金等行业中具有重要的应用价值。

为了充分发挥矿物材料的特性和性能,对其进行测试和分析是必不可少的。

热分析技术是矿物材料测试中的一种重要方法,通过对矿物材料在不同温度下的物理和化学性质的变化进行分析,可以了解其熔点、热稳定性、相变、晶体结构等方面的信息。

下面将详细介绍热分析技术以及在矿物材料测试中的应用。

热分析技术主要包括热重分析(TGA)、差示扫描量热(DSC)和热机械分析(TMA)等方法。

热重分析是通过对样品在不同温度下质量的变化进行监测,以推断样品的组成和性质;差示扫描量热则是通过测量样品在加热或冷却过程中与参比物的热量差异,来研究样品的热性质;而热机械分析则是通过测量样品在加热或冷却过程中的尺寸变化,来分析样品的热膨胀性质。

热重分析可以用于测定矿物材料的热稳定性和组成。

矿物材料的热稳定性是指在高温下是否会发生分解、氧化或其它化学变化。

通过热重分析,可以计算出样品的热重损失曲线(TG曲线),从而了解其热稳定性。

同时,热重分析还可以定量测定样品中的水分、有机物和无机盐等成分的含量。

差示扫描量热则可以用于测定矿物材料的热性质和相变。

矿物材料在加热或冷却过程中会发生相变,如熔化、结晶、晶体转变等。

差示扫描量热可以通过测量样品与参比物之间的温度差异,来推断样品的热性质和相变温度。

例如,通过差示扫描量热可以确定矿物材料的熔点、玻璃转变温度等关键参数。

热机械分析主要用于测定矿物材料的热膨胀性质。

矿物材料在加热或冷却过程中会发生尺寸变化,如膨胀或收缩。

热机械分析可以通过测量样品在加热或冷却过程中的尺寸变化,来研究样品的热膨胀性质。

这对于矿物材料在高温下的工程应用具有重要意义,可以帮助减少因热膨胀引起的破裂和变形。

热分析技术在矿物材料测试中的应用非常广泛。

首先,热分析可以帮助确定矿物材料的组成和纯度。

例如,通过热重分析可以计算出样品中杂质的含量,从而判断矿石的品质。

现代材料测试技术

现代材料测试技术
随着新材料和新工艺的不断涌现,对材料测试技术的精度和稳定性提出了更高的要求。为解决这一问题,需要不断改 进测试方法和设备,提高测试技术的可靠性和准确性。
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
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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

材料现代分析测试技术-光谱分析

材料现代分析测试技术-光谱分析
弧焰中心a的温度最高,边缘b的温度较低。由弧焰中心 发射出来的辐射光,必须通过整个弧焰才能射出,由于
弧层边缘的温度较低,因而这里处于基态的同类原子较多。 这些低能态的同类原子能吸收高能态原子发射出来的光而 产生吸收光谱。原子在高温时被激发,发射某一波长的谱 线,而处于低温状态的同类原子又能吸收这一波长的辐射, 这种现象称为自吸现象。
光电直读光谱仪
在原子发射光谱法中, 一般多采用摄谱法(spectrography)。
摄谱法是用感光板记录光谱。将光谱感光板置于摄谱仪 焦面上,接受被分析试样的光谱作用而感光,再经过 显影、定影等过程后,制得光谱底片,其上有许多黑 度不同的光谱线。然后用影谱仪观察谱线位置及大致 强度,进行光谱定性及半定量分析。
(6)谱线的自吸与自蚀
三、谱线的自吸与自蚀(self-absorption and selfreversal of spectral lines)
在实际工作中,发射光谱是通过物质的蒸发、激发、 迁移和射出弧层而得到的。首先,物质在光源中蒸发形成 气体,由于运动粒子发生相互碰撞和激发,使气体中产生
大量的分子、原子、离子、电子等粒子,这种电离的气 体在宏观上是中性的,称为等离子体。在一般光源中, 是在弧焰中产生的,弧焰具有一定的厚度,如下图:
4. Atomic fluorimetry
气态自由原子吸收特征波长的辐射后,原子的外层 电子 从基态或低能态跃迁到较高能态,约经10-8 s,又跃
迁至基态或低能态,同时发射出与原激发波长相同(共 振荧光)或不同的辐射(非共振荧光—直跃线荧光、阶 跃线荧光、阶跃激发荧光、敏化荧光等),称为原子荧 光。波长在紫外和可见光区。在与激发光源成一定角度 (通常为90)的方向测量荧光的强度,可以进行定量分 析。

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。

材料现代分析与测试技术课程设计 (2)

材料现代分析与测试技术课程设计 (2)

材料现代分析与测试技术课程设计一、课程目标本课程旨在教授材料现代分析与测试技术的基础原理和实践操作技能,培养学生的科学研究思维和实验操作能力,为学生今后学习与科研提供基础。

二、课程大纲1. 基础知识本部分主要介绍材料现代分析与测试技术的一些基础知识,包括材料的结构、性能和成分等。

2. 分析技术本部分主要介绍材料现代分析与测试技术中常用的分析技术,包括X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜等。

3. 实验操作本部分主要介绍材料现代分析与测试技术的操作流程和实验技巧,包括样品制备、实验设备操作、数据处理等。

4. 实践应用本部分主要介绍材料现代分析与测试技术在材料科学、环境监测、医学等领域的实践应用,为学生提供实际操作案例。

三、课程设计1. 教学方式本课程采用理论教学与实验操作相结合的方式进行。

理论教学部分包括教师的授课和学生的自主学习,学生应在课前预习相关的理论知识,并在课堂上和教师互动、讨论。

实验操作部分由学生进行,教师将为学生提供实验指导并进行实验结果评估。

2. 实验操作本课程的实验操作包括以下内容:1.样品制备:学生将制备不同材料的样品,并进行后续的实验分析操作。

2.X射线衍射:学生将用X射线衍射仪进行材料样品分析,了解不同晶面之间的角度和间距。

3.扫描电镜:学生将用扫描电镜观察材料表面形貌,并进行形貌分析。

4.透射电镜:学生将用透射电镜观察材料内部结构,并进行晶体结构和成分分析。

5.原子力显微镜:学生将用原子力显微镜观察材料表面的微纳米结构,并进行形貌分析。

3. 实验报告学生将在实验操作后撰写实验报告,包括以下内容:1.实验目的:介绍该实验的目的和重要性。

2.实验原理:阐述该实验所用技术的原理和基础知识。

3.实验过程:介绍学生的实验操作流程和记录结果。

4.数据分析:对实验数据进行分析和解释。

5.结论和展望:总结实验结果并展望未来研究的方向。

四、学生评估本课程的学生评估分为实验操作成绩和实验报告成绩两部分。

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

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。

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。

材料现代测试分析技术和方法(第一大部分)

材料现代测试分析技术和方法(第一大部分)

材料现代测试分析技术第一讲本课程概述及教学安排❑材料现代测试分析技术概述❑本课程的教学内容和教学要求❑教学计划与主要参考书材料现代测试分析技术概述材料、信息和能源是现代科学技术重点发展的三大领域,而材料又是信息和能源发展的物质基础,是重中之重,可以说没有先进材料就没有现代科技。

然而,对材料的科学分析是获得先进材料的核心环节。

----引自《材料现代分析技术》(朱和国等编著)前言第一节一般原理材料现代测试分析技术是关于材料成分、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。

●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、形貌分析等诸多内容。

●创立新的理论,发明新的技术和方法科学技术上的重大成就和科学研究新领域的开辟,往往是以测试方法和仪器的突破为先导,“在诺贝尔物理和化学奖中,大约有四分之一是属于测试方法和仪器创新的”材料分析是如何实现的?⏹通过对表征材料的物理性质参数及其变化(称为测量信号或特征信息)的检测实现的。

即,材料分析的基本原理是指测量信号与材料成分、结构等的特征关系。

⏹采用各种不同的测量信号(相应地具有与材料的不同特征关系)形成了各种不同的材料分析方法。

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测试分析方法的重要组成部分:⏹衍射分析⏹光谱分析⏹电子能谱分析⏹电子显微分析基于其它物理性质与材料的特征关系建立的分析方法:⏹色谱分析⏹质谱分析⏹热分析第二节衍射分析方法概述⏹基本目的:衍射分析方法是以材料结构分析为基本目的的现代分析方法。

⏹技术基础:衍射——电磁辐射或运动的电子束、中子束与材料相互作用产生相干散射(弹性散射),相干散射相互干涉的结果⏹X射线衍射分析电子衍射分析中子衍射分析是材料结构分析工作的两个基本特征X射线衍射仪13⏹高能电子衍射分析(HEED)入射电子能量10~200keV●透射电子显微镜(TEM)——可实现样品选定区域的电子衍射分析实现微区样品结构分析与形貌观察相对应⏹低能电子衍射分析(LEED)入射电子能量10~1000eV●样品表面1~5个原子层的结构信息;是晶体表面结构分析的重要方法,应用于表面吸附、腐蚀、催化、外延生长、表面处理等领域●衍射线方向由布拉格方程描述⏹反射式高能电子衍射分析(RHEED)●以高能电子照射较厚固体样品来研究分析其表面结构●为获得表面信息,入射电子采用掠射方式(<5。

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XRD :
1.X 射线产生机理:
(1)连续X 射线的产生:任何高速运动的带电粒子突然减速时,都会产生电磁辐射。

①在X 射线管中,从阴极发出的带负电荷的电子在高电压的作用下以极大的速度向阳极运动,当撞到阳极突然减速,其大部分动能变为热能都损耗掉了,而一部分动能以电磁辐射—X 射线的形式放射出来。

②由于撞到阳极上的电子极多,碰撞的时间、次数及其他条件各不相同,导致产生的X 射线具有不同波长,即构成连续X 射线谱。

(2)特征X 射线:根本原因是原子内层电子的跃迁。

①阴极发出的热电子在高电压作用下高速撞击阳极;
②若管电压超过某一临界值V k ,电子的动能(eV k )就大到足以将阳极物质原子中的K 层电子撞击出来,于是在K 层形成一个空位,这一过程称为激发。

V k 称为K 系激发电压。

③按照能量最低原理,电子具有尽量往低能级跑的趋势。

当K 层出现空位后,L 、M 、N……外层电子就会跃入此空位,同时将它们多余的能量以X 射线光子的形式释放出来。

④K 系:L, M, N, ...─→K ,产生K α、K β、 K r ... 标识X 射线
L 系:M, N, O,...─→L ,产生L α、L β... 标识X 射线 特征X 射线谱 M 系: N, O, ....─→M ,产生M α... 标识X 射线 特征谱Moseley 定律 2)(1
αλ-•=Z a Z:原子序数,a 、α:常数
2.X 射线与物质相互作用的三个效应
(1)光电效应
•当 X 射线的波长足够短时,X 射线光子的能量就足够大,以至能把原子中处于某一能级上的电子打出来,
•X 射线光子本身被吸收,它的能量传给该电子,使之成为具有一定能量的光电子,并使原子处于高能的激发态。

(2)荧光效应
①外层电子填补空位将多余能量ΔE 辐射次级特征X 射线,由X 射线激发出的X 射线称为荧光X 射线。

②衍射工作中,荧光X 射线增加衍射花样背影,是有害因素
③荧光X 射线的波长只取决于物质中原子的种类(由Moseley 定律决定),利用荧光X 射线的波长和强度,可确定物质元素的组分及含量,这是X 射线荧光分析的基本原理。

(3)俄歇效应
俄歇效应是外层电子跃迁到空位时将多余能量ΔE 激发另一个核外电子,使之脱离原子。

这样脱离的电子称为俄歇电子。

3.衍射理论
(1)衍射几何条件:
Bragg 公式 + 光学反射定律 = Bragg 定律
Bragg 公式:2 d Sin θ = n λ n ——整数,称为衍射级数
d ——晶面间距,与晶体结构有关
θ ——Bragg 角 或 半衍射角
2θ衍射角(入射线与衍射线夹角)
光学反射定律:当一束X 射线照射到晶体上时, 发生镜面反射散射线、入射线与晶面法线共面,且在法线两侧散射线与晶面的交角等于入射线与晶面的交角。

(2)衍射强度:I 相对 = F 、P 、θ分别为结构因数、重复因数、布拉格角 4.应用
在无机非金属材料研究中的一些常规分析测试中的主要应用方面: (1)物相分析 (2)晶胞参数测定 (3)晶体试样中晶粒大小、应力和应变测定 (4)相图或固溶度测定 (5)单晶材料:判断晶体对称性和晶体取向方位、观察晶体缺陷、研究晶体完整性 TEM
1.工作原理:
(1)聚焦电子束作照明光源:电子枪产生的电子束,经1-2级聚光镜会聚后,均匀地照射试样上的某一待观察的微小区域上。

(2)透射电子作为成像信号:电子束与试样作用,试样很薄——透射电子——其强度分布
与试样的形貌、组成、结构对应。

(3)透射出的电子经一系列透镜放大投射到荧光屏上。

(4)荧光屏把电子强度分布转变为可见光强度分布———图像 (阴极射线发光过程) 工作过程概括: ①电子枪发出电子束→②经会聚透镜会聚 → ③照射并穿透试样 →④经物镜成像 → ⑤中间镜投影镜放大→ ⑥电子显微像 (屏或底片)
2.应用
在无机材料中的应用:
(1)纳米材料:确定粉末颗粒的外形轮廓、轮廓清晰度、颗粒尺寸大小和厚薄、粒度分布和聚焦或准叠状态
(2)薄膜形貌:表面形貌及结构
(3)陶瓷材料:研究陶瓷材料晶粒、晶界及断口形貌
(4)晶体缺陷观察:晶界位错及其他界面,表面结构的TEM 观察,在高压电镜中晶体缺陷的动态观察和晶体缺陷的精细结构研究
(5)静态及晶格结构的确定
3.影响因素
(1)试样 SEM
1.工作原理:
(1)电子枪→电子束(交叉斑为电子源)→ 聚焦 →微细电子束(一定能量、束流强度、束斑直径) ;
(2)在试样表面扫描(时间、空间顺序栅网式扫描)
(3)产生二次电子、背散射电子、吸收电子、特征X 射线及其它物理信号;
(3)探测器收集背散射电子、二次电子等信号→电讯号→视频放大→显像管成像。

2
3
220220001()()32()2:
::M e I I A e V mc R V S A V I V λθπθμλθ-=⋅⋅⋅⋅=式中符号意义: 入射X 光束强度,为非偏振光 入射X 的波长;
R:观察点与试样之间的距离(衍射仪半径); 晶胞体积;
e,m,c 分别为电子的电荷、质量;光速; ,F,P 分别为布拉格角、结构因数、重复因数; S 、V:受X 光照射θ-2M 的试样面积和体积; A(),e 分别为吸收因数、温度因数;
2.应用
(1)粉末颗粒观察:确定粉末颗粒的外形轮廓、轮廓清晰度、颗粒尺寸大小和厚薄、粒度分布和聚焦或准叠状态
(2)薄膜形貌观察
(3)陶瓷断口形貌观察
(4)缺陷观察
DSC
1.工作原理
功率补偿型DSC :在试样和参比物容器下各装有一组补偿。

当出现温差(ΔT)时:
试样吸热,补偿放大器使试样热丝电流增大;至ΔT=0
试样放热,则使参比物热丝电流增大,至ΔT=0 。

DSC常与DTA组装在一起,用更换样品杆和增加功率补偿单元达到既可作DSC,又可作DTA 。

2.应用
(1)玻璃化转变温度的测定
(2)熔融和结晶温度的测定
(3)确定水在化合物中的存在状态
(4)转变点的测定
(5)洁净度的测定
(6)二元相图的测绘
3.影响因素
(1)试样特性:样品用量、粒度、试样几何形状
(2)实验条件:升温速率、气体性质
IR
1.工作原理
物质因受光的作用,引起分子或原子基团的共振,从而产生对光的吸收。

如果将透过物质的光辐射用单色器加以色散,使波长按长短依次排列,同时测量在不同波长处的辐射强度,得到的是振动光谱,又叫吸收光谱。

(1)如果用的光源是红外光波,即0.76~1000μm,就是红外吸收光谱。

(2)如果用的是强单色光,例如激光,产生的是激光拉曼光谱。

2.应用
无机:(1)物质化学组成的分析:
①定性分析:根据谱的吸收频率的位置和形状来判断定未知物;
②定量分析:按其吸收的强度来测定它们的含量。

(2)作分子结构的基础研究:测定分子的键长、键角大小,并推断分子的立体构型;或根据所得的力常数,间接得知化学键的强弱;也可以从正则振动频率来计算热力学函数等。

3.影响因素
(1)试样制备:纯度、稳定性、含水量
(2)测试条件对红外光谱的影响:
1)物理状态:对基团的吸收频率影响较小,但对峰的形状有很大的影响。

气态——峰宽且矮,小分子物质有可能具有精细结构;
液态——吸收带变窄,峰位稍有移动;
固态——吸收带更复杂,峰形更尖锐。

2)溶剂的影响(极性和氢键的形成)
3)溶液的浓度与温度
4)样品的浓度和厚度
5)仪器的性能
6)样品表面反射的影响。

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