四川大学-现代材料分析技术课件

• 带状光谱是由分子被发射或吸收的光谱，例如在吸收光谱 分析中观察到的四氮杂苯的吸收光谱即属于这一类；
• 连续光谱是由炽热的固体或液体所发射，例如常见的白炽 灯在炽热时发射的光谱就是连续光谱。太阳光谱也是连续
光谱。
• 为了了解和研究自然现象，通常开始是用 人的肉眼进行观察的。但是，人的肉眼的 观察能力是有限的，它能分辨的最小距离 一般只能达到0.2mm左右。
• 为了把人的视力范围扩大到微观区域，就 必须借助于专门的观察仪器，把微观形貌 放大几十倍到几十万倍，以适应人眼的分 辨本领。我们把这类仪器称为显微镜。
• 随着科学技术的进步，显微镜的类型和用途也不 断地更新和发展。但不管是哪种类型的显微镜， 尽管所依据的物理基础不同，不过其基本的工作 原理是类似的。
• 第三、四章，是分子光谱，第五章是散射 光谱，连同第六章，是测试材料组分及结 构的技术方法。
• 第七、八章，是电子显微术，是测试材料 的微观形貌。
• 第九、十章，是材料科学与工程中较常用 的现代测试技术。同样涉及到材料的材料 分析，不过少被其它教材选录，故作为选 修章节，一并收入本书。
• 材料分析是通过对材料的物理、化学性质的参数 和其变化（即：测量信号）的检测来实现的。
• 其中， 信号发生器可使样品产生分析所需的信号； 检测器则将原始的分析信号转换为易于测量的信 号，并加以检测；被检测信号经信号处理器放大、 运算、比较等技术环节后，由读出装置转变为可 被人读出的信号，被记录或显示出来；再依据检 测信号与材料的特征关系，分析处理读出的信号， 即可实现对样品的材料分析。
所以，本书从以上三个侧面，分别介绍八大 精密分析仪器。最后两个分析方法，可作 为选修。
有鉴于X射线衍射技术等，已有单独的课程讲 授，故在本书中，没有收录。
本书内容的安排及编写力图实现本课程的教 学目的：
使学生对材料的各种现代分析方法有一个初 步的、较全面的认识；掌握相应的基本原 理、方法及推导。
目的是培养有一定的材料分析、设计能力的 高等人才，而不是为了操作精密仪器。
• 即首先采用一种照明源，把照明源聚焦成很小的 照明束，以一定方式照射到被观察的样品上。根 据照明束与被观察试样物质的相互作用，把相互 作用的结果及信息，通过成像放大系统，构成放 大像，最后通过人眼或显示屏观察。
第一章 原子发射光谱分析
• “仪器原理”——介绍本章所涉及仪器的工作原 理，包括该仪器的设计框图、设备示意图，突出 关键设备部件的工作原理。
• “测试分析”——介绍本章所涉及的样品种 类和制备，以及得到的结果（谱图或照 片），并根据基本原理，作出定性、定量 的分析。
• “应用前景”——介绍本章所涉及技术的 应用及发展前景。目的是让读者对该测试 技术及仪器，有一个应用性、前瞻性的了 解。
பைடு நூலகம்
章节安排
• 本书中的每一章均由
“背景介绍” 、“基本原理” 、“仪器原 理” 、“测试分析” 、“应用前景” 、 “课上互动” 、“课下作业”七大版块组 成。
• “背景介绍”——介绍本章所涉及技术的发展简 史。目的是让读者对测试方法及仪器原理等，有 一个广泛的、历史性的了解。
• “基本原理”——介绍本章所涉及技术的方法原 理，包括该测试技术的立足点、有关公式及定律 的推导等。
• 纵观本书，主要讲授光谱技术、显微技术 等现代材料分析技术。
• 光谱的分类有多种，从产生机制上，可分 为三大类:发射光谱、吸收光谱、散射光谱。
• 发射光谱是指构成物质的分子、原子或离 子受到热能、电能或化学能的激发而产生 的光谱。
• 吸收光谱是指物质吸收光源辐射所产生的 光谱。
• 散射光谱主要是指拉曼散射光谱，其有别 于普通的瑞利散射。
• “课堂互动”——该节编排是本书区别于其它教 材的一大创新。
• 出发点是基于教育改革的需要。
• 具体来说，是根据前面的内容讲授，在课堂上由 老师提出一些发散性的问题，引导学生进行深入 的思考。形式上以思想实验或理论推导为主，力 求另辟蹊径地、化繁为简地解决问题。让学生们 的学习积极性、能动性大幅提高，并逐渐培养起 求索的科学精神和动手实践的能力。
• 从样品类型上，可分为两大类:
原子光谱、分子光谱。
• 从谱线的形态上，可分为三大类: 线状光谱、带状光谱与连续光谱。
• 线状光谱是由原子或离子被激发而发射的光谱，因此，只 有当物质在离解为由原子或离子时（一般是在气态下或高 温下）才发射出线状光谱，根据由原子或离子发射的光谱， 相应称为原子光谱或离子光谱；
• 教师在授课时，灵活穿插课上互动的内容，由浅 入深。在丰富了学生的知识面的同时，也是在引 导学生做深度地思考。
• “作业”——每章均有5~10道课后习题。目的是 让读者对学习的内容加深印象、消化吸收。
• 以上的每章节安排，既强调了技术方法的前后关 联性，又突出了学生的参与和能动性。有鲜明的 时代特色，符合教育改革的方向。
序章
• 本书介绍的各种分析方法，都是利用各自 的基本原理，在此基础上构建出精密仪器， 针对样品测试出数据，进而给出定性和定 量的分析结果。
• 由于材料的材料分析，主要是针对材料的 组分、结构及微观形貌进行测试表征，所 以本书也主要从这三个方向出发，来选择 精密仪器进行介绍。
• 第一、二章，是原子光谱，是专门测试材 料组分的技术方法。
• 由于采用不同的测量信号，对应了材料的不同特 征关系，也就形成了各种不同的现代材料分析技 术。
• 尽管不同方法的分析原理不同，且具体的测试操 作过程和相应的测试仪器也不同，但是，各种方 法的分析、检测过程均可大体分为信号发生、信 号检测、信号处理、信号读出等步骤。
• 相应的分析仪器则由信号发生器、检测器、信号 处理器与读出装置等部分组成。
《现代材料分析技术》
前言
材料的设计、制备及表征，是材料研究的三 部曲。 材料设计的重要依据来源于对材料的物性分 析； 而材料制备的实际效果必须通过材料物性分 析的检验。 因此，可以说材料科学的进展极大地依赖于 对材料的物性分析的水平。
由于材料的物性分析，主要是针对材料的组 分、结构及微观形貌进行表征；