材料分析方法概述PPT课件
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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
材料分析方法课件第1章电子束与物质的相互作用
各种信号对电镜成像分辨率的影响
二次电子 5—10nm 背散射电子 50—200nm 特征X-射线 100—1000nm 俄歇电子 5—10nm 吸收电子 100—1000nm
滴状作用体积
横向扩展降低信号成像分辨率
横向扩展降低信号成像分辨率
轻元素和重元素滴状作用体积的对比
02
03
04
05
透射电子
背散射电子
原子序数和背散射电子产额之间的关系
当样品原子的内层电子被入射电子激发或电离时，原子就会处于能量较高的激发状态，此时外层电子将向内层跃迁以填补内层电子的空缺，从而释放特征X-射线；
特征X-射线主要用于定性/或定量微区成分分析。
特征X－射线
பைடு நூலகம்
吸收电子
俄歇电子
能级跃迁，使空位层的外层电子发射出去。俄歇电子能量具有特征值。近表面性质。能量很低。入射电子能量能量被吸收殆尽（经多次非弹性散射能量几乎完全损失）；吸收电子信号与二次电子或背散射电子信号互补，强度相反，图象衬度相反。
第一部分
2. 电子光学基础
1. 电子束与物质的相互作用
汇报时间：12月20日
Annual Work Summary Report
#2022
固体样品表面
产生的各种信号
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入射电子束
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1.电子束与物质的相互作用
弹性散射：碰撞后电子只改变方向，基本无能量改变。非弹性散射：电子不但改变方向，能量也发生改变。
1.1 入射电子在试样中的散射
被固体样品中的原子核反弹回来的一部分电子。
01
议论文如何分析材料PPT课件
3
（二）怎样分析事例？ 1、归纳分析法
文章在列举了几个属性相同的事例后，对其进行归纳分析， 由诸多个“前提”概括出特殊的结论，深化其结论。 例①勤出成果。（观点）
马克思写《资本论》，辛勤劳动40年，阅读了数量惊人的 书籍，其中作过笔记的就有1500种以上。司马迁著《史记》， 从二十岁起就开始周游，足迹遍及黄河、长江流域，汇集了大量 的社会素材和历史素材，为《史记》的创作奠定了基础。歌德花 了58年时间，搜集了大量材料，写出了对世界文学界和思想界产 生很大影响的诗剧《浮士德》。我国现代数学家陈景润，在攀登 数学高峰的道路上，翻阅了国内外的上千本有关资料，通宵达旦 地看书学习，取得了震惊世界的成就。上海一个女青年坚持自学， 十年如一日，终于考上了高能物理研究生。可见，任何一项成就 的取得都是与：翅膀本是用来追求飞翔的快乐与自由的，倘若 用来追求金钱，则失去了翅膀本来的作用。生命本是 用以追求自然的奥秘、精神的浩瀚、灵魂的自由的， 倘若仅仅用来追求金钱、追求物质享乐，则失去了生 命本身的价值与意义，失去了作为人本该享受的精神 的快乐与自由。
答案2：显然，“鸟翼”象征理想、追求，而“黄金” 则代表物质享受。如果在“鸟翼”与“黄金”之间划 上等号或是将二者紧紧的捆绑在一起，那么，一个人 的精神自由、人生价值便宣告结束了。假如鸟翼坠上 黄金，那么飞鸟失去的将是是蔚蓝的天空和飞翔的快 乐；假如灵魂坠上黄金，那么人类则失去了应有的善 良、自由、快乐和尊严。
边练字，池水都被他洗笔砚洗黑了，他那俊秀飘逸的字
体，千百年来被人们奉为瑰宝。……正因为他从小立下
了苦练书法，才会成为一代书法家。
答案：假如王羲之根本没有想过当什么书法家，只是平
庸过日子，那么他绝不可能有什么坚强的意志去练字，
那么王羲之就不能为我们创造那么美妙的书法艺术，其
（二）怎样分析事例？ 1、归纳分析法
文章在列举了几个属性相同的事例后，对其进行归纳分析， 由诸多个“前提”概括出特殊的结论，深化其结论。 例①勤出成果。（观点）
马克思写《资本论》，辛勤劳动40年，阅读了数量惊人的 书籍，其中作过笔记的就有1500种以上。司马迁著《史记》， 从二十岁起就开始周游，足迹遍及黄河、长江流域，汇集了大量 的社会素材和历史素材，为《史记》的创作奠定了基础。歌德花 了58年时间，搜集了大量材料，写出了对世界文学界和思想界产 生很大影响的诗剧《浮士德》。我国现代数学家陈景润，在攀登 数学高峰的道路上，翻阅了国内外的上千本有关资料，通宵达旦 地看书学习，取得了震惊世界的成就。上海一个女青年坚持自学， 十年如一日，终于考上了高能物理研究生。可见，任何一项成就 的取得都是与：翅膀本是用来追求飞翔的快乐与自由的，倘若 用来追求金钱，则失去了翅膀本来的作用。生命本是 用以追求自然的奥秘、精神的浩瀚、灵魂的自由的， 倘若仅仅用来追求金钱、追求物质享乐，则失去了生 命本身的价值与意义，失去了作为人本该享受的精神 的快乐与自由。
答案2：显然，“鸟翼”象征理想、追求，而“黄金” 则代表物质享受。如果在“鸟翼”与“黄金”之间划 上等号或是将二者紧紧的捆绑在一起，那么，一个人 的精神自由、人生价值便宣告结束了。假如鸟翼坠上 黄金，那么飞鸟失去的将是是蔚蓝的天空和飞翔的快 乐；假如灵魂坠上黄金，那么人类则失去了应有的善 良、自由、快乐和尊严。
边练字，池水都被他洗笔砚洗黑了，他那俊秀飘逸的字
体，千百年来被人们奉为瑰宝。……正因为他从小立下
了苦练书法，才会成为一代书法家。
答案：假如王羲之根本没有想过当什么书法家，只是平
庸过日子，那么他绝不可能有什么坚强的意志去练字，
那么王羲之就不能为我们创造那么美妙的书法艺术，其
议论文几种材料论证分析方法课件
以理论为基础
演绎论证依赖于一般性的原理 或理论作为前提。
从一般到个别
通过演绎推理，将一般性的原 理具体化到个别情况。
结论确定性
在正确的前提下，演绎论证得 出的结论是确定的，不存在例
外。
归纳论证与演绎论证的注意事项
综合运用
在实际的议论文写作中，可以根据需要综合运用归纳论证和演绎 论证的方法。
注意前提的真实性和可靠性
事实论证的特点
事实论证具有客观性、真实性和说服力强的特点。它通过列 举事实、分析事实和比较事实，使论点更具说服力，让读者 更加信服。
事实论证的常见方法
01
举例论证
举例论证是通过列举具体事例来证明论点的方法。它通过对事例的描述
和分析，使论点更加生动具体，易于理解和接受。
02
对比论证
对比论证是通过比较不同的事实或事例来证明论点的方法。它通过对比
定义
比较论证是一种通过对比两种或多种事物、观点或情境来支持或反驳某个观点的 论证方法。
特点
比较论证具有直观性和说服力，通过对比不同事物或观点的相似性和差异性，强 调论点的正确性和重要性。
比较论证的常见方法
类比法
将一个事物与另一个相似 的事物进行比较，以说明 其相似之处或差异之处。
对比法
将两个或多个相反的事物 、观点或情境进行比较， 以强调其差异和矛盾。
对论点产生的原因进行 深入挖掘，证明其必要
性和合理性。
推导结果
从已知的原因出发，推 导出可能的结果，以此
证明论点的正确性。
比较因果关系
通过比较不同事件之间 的因果关系，强调论点
的合理性。
反证法
通过否定反面原因或结 果来证明论点的正确性
室内装饰材料分析PPT课件
花系列有：河南偃师的菊花青、雪花青、云里梅;山东海阳的白底黑花等等。
白系列有：福建的芝麻白，湖北的白麻，山东白麻等。
黄系列有：福建锈石、新疆的卡拉麦里金，江西的菊花黄，湖北珍珠黄麻等
天然花岗石的规格：宽度一般为600-650mm，长度2000-5000mm不等 天然花岗石的用途：室内：墙，柱，楼梯踏步，地面，厨房台柜面，卫生间台柜面，窗台面的铺
抗污乳胶漆抗污乳胶漆是具有一定抗污功能癿乳胶漆对一些水溶性污渍例如水性笔手印铅笔等都能轻易擦掉一些油渍也能沾上清洁刼擦掉但对一些化学性物质如化学墨汁等就丌会擦到恢复原枂只是耐污性好些具有一乳胶漆的分类
此PPT下载后可自行编辑修改（有内容）
室内设计材料分析
机会是给有准备的人，更是给善于抓住机会的人
1
温馨提示
1.4 水磨石
水磨石的特点：也称磨石子，是将碎石拌入水泥制成混凝土制品后表面 磨光的制品。具有密度大，硬度高，耐磨 不生尘，不易剥离，但寿命短，一般为2-4年
水磨石的常用尺寸：300mm X 300mm, 305mm X 305mm, 400mm X 400mm , 500mm X 500mm
水磨石的用途：企业，厂区，医院，学校，办公楼，展厅，广场的地面， 台面、水槽等
设(铺设地面的厚度为20-30mm,家具台柜的厚度为18-20mm） 室外：基础，桥墩，台阶，路面，也可以用于砌筑房屋，围墙
花岗岩台面
花岗岩台面
花岗岩地面
花岗岩外墙
花岗楼梯
1.2 天然大理石
天然大理石的特点：石质细腻，光滑,耐磨，不易老化
天然大理石的常用产品分类： 米色系（金象牙、莎安娜米黄、艾美米黄、 月光米黄、阿曼米黄） 白色系（雅士白、金蜘蛛） 灰色系（帕斯高灰、法国木纹灰） 黑色系（黑晶玉） 黄色系（雨林棕） 绿色系（雨林绿） 咖啡色（土耳其浅啡网、西班牙深啡网） 红色系（西班牙西施红）
白系列有：福建的芝麻白，湖北的白麻，山东白麻等。
黄系列有：福建锈石、新疆的卡拉麦里金，江西的菊花黄，湖北珍珠黄麻等
天然花岗石的规格：宽度一般为600-650mm，长度2000-5000mm不等 天然花岗石的用途：室内：墙，柱，楼梯踏步，地面，厨房台柜面，卫生间台柜面，窗台面的铺
抗污乳胶漆抗污乳胶漆是具有一定抗污功能癿乳胶漆对一些水溶性污渍例如水性笔手印铅笔等都能轻易擦掉一些油渍也能沾上清洁刼擦掉但对一些化学性物质如化学墨汁等就丌会擦到恢复原枂只是耐污性好些具有一乳胶漆的分类
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室内设计材料分析
机会是给有准备的人，更是给善于抓住机会的人
1
温馨提示
1.4 水磨石
水磨石的特点：也称磨石子，是将碎石拌入水泥制成混凝土制品后表面 磨光的制品。具有密度大，硬度高，耐磨 不生尘，不易剥离，但寿命短，一般为2-4年
水磨石的常用尺寸：300mm X 300mm, 305mm X 305mm, 400mm X 400mm , 500mm X 500mm
水磨石的用途：企业，厂区，医院，学校，办公楼，展厅，广场的地面， 台面、水槽等
设(铺设地面的厚度为20-30mm,家具台柜的厚度为18-20mm） 室外：基础，桥墩，台阶，路面，也可以用于砌筑房屋，围墙
花岗岩台面
花岗岩台面
花岗岩地面
花岗岩外墙
花岗楼梯
1.2 天然大理石
天然大理石的特点：石质细腻，光滑,耐磨，不易老化
天然大理石的常用产品分类： 米色系（金象牙、莎安娜米黄、艾美米黄、 月光米黄、阿曼米黄） 白色系（雅士白、金蜘蛛） 灰色系（帕斯高灰、法国木纹灰） 黑色系（黑晶玉） 黄色系（雨林棕） 绿色系（雨林绿） 咖啡色（土耳其浅啡网、西班牙深啡网） 红色系（西班牙西施红）
《材料分析测试技术》课件
在生物学领域，材料分析测试技术用于研 究生物大分子的结构和功能，以及生物材 料的性能和生物相容性。
医学领域
环境科学领域
在医学领域，材料分析测试技术用于药物 研发、医疗器械性能评价以及人体组织与 器官的生理和病理研究。
在环境科学领域，材料分析测试技术用于 环境污染物检测、生态系统中物质循环的 研究以及环保材料的性能评估。
反射光谱测试技术
通过测量材料对不同波长光的反射率，分 析材料的表面特性、光学常数和光学性能 。
发光光谱测试技术
研究材料在受到激发后发射出的光的性质 ，包括荧光、磷光和热辐射等，以了解材 料的发光性能和光谱特性。
透射光谱测试技术
通过测量材料对不同波长光的透射率，分 析材料的透光性能、光谱特性和光学常数 。
磁粉检测技术
总结词
通过磁粉与材料相互作用，检测其表面和近表面缺陷。
详细描述
磁粉检测技术利用磁粉与被检测材料的相互作用，通过观察磁粉的分布和排列，检测材 料表面和近表面的裂纹、折叠等缺陷。该技术广泛应用于钢铁、有色金属等材料的检测
。
涡流检测技术
总结词
通过电磁感应在材料中产生涡流，检测其表 面和近表面缺陷。
《材料分析测试技术》ppt课件
目录
• 材料分析测试技术概述 • 材料物理性能测试技术 • 材料化学性能测试技术 • 材料力学性能测试技术 • 材料无损检测技术 • 材料分析测试技术的应用与展望
01
材料分析测试技术概述
Chapter
定义与目的
定义
材料分析测试技术是指通过一系列实验手段对材料 进行物理、化学、机械等性能检测，以获取材料组 成、结构、性能等方面的信息。
电学性能测试技术
电容率测试技术
材料现代分析方法PPT课件
第一篇 总论
（材料现代分析方法基础与概述）
第一章 电磁辐射与材料结构
第一节电磁辐射与物质波
一 电磁辐射与波粒二象性
电磁辐射（光的波动性）：在空间传播的交变电 磁场（电磁波）。
特点：不依赖物质存在；横波；同一介质中波速 不变；真空光速极限(c3108m/s)。
主要物理量：振幅；频率(Hz)；波长；相位。
• M叫谱线多重性符号，表示n与L一定的 光谱项由M个能量稍有差别的分裂能级 (光谱支项)构成。
• 能级的分裂取决于J，每一个光谱支项对 应于J的一个取值，M为J 可能取值的个 数(LS时，M=2S+1；L<S时，M=2L+1)
塞曼分裂
• 当有外磁场存在时，光谱支项将进一步 分裂为能量差异更小的若干能级，这种 现象叫塞曼(Zeeman)分裂。
真空中的相互关系：
=c
(1-1)
光的粒子性： 斯托列托夫实验（1872年，莫斯科大学）
• 实验结果 ：
• (1) 光照使真空管出现自 由电子。
• (2) 入射光的频率必须大 于某一确定值才有电子 出现，该值与真空管阴 极材料有关。
• 波动理论无法解释此现 象。
光电效应表明电磁辐射具有粒子性。
• 爱因斯坦的光电理论（1905年，1916年由 密立根实验证实）：
取值：L+S，L+S-1，…，|L-S|。当L<S 时有2L+1个值，当LS时有2S+1个值。
• M量J的称大总小磁，量取子值数：，0表，征±P1J,沿±外2,…磁,场±方J（向J分 为整数）或：0，±1/2，±3/2,…，±J(J 为半整数)。
原子的能级可用符号nMLJ表示，称为光 谱项
• 对应于L=0，1，2，3，4，… 常用大 写字母S，P，D，F，G，…表示。
材料分析方法周玉出社配套PPT课件机械工业出社
(1-4)
= I连 / iU = K1ZU
可见， X 射线管的管电压越高、阳极靶原子序数越大，X 射 线管的效率越高。因 K1 约(1.1~1.4)10-9，即使采用钨阳极
(Z = 74)、管电压100kV， 1%，效率很低。电子击靶时
大部分能量消耗使靶发热
12
第十二页，共四十一页。
第二节 X射线的产生及X射线谱
本教材主要内容
绪论 第一篇 材料X射线衍射分析
第一章 X射线物理学基础
第二章 X射线衍射方向
第三章 X射线衍射强度 第四章 多晶体分析方法 第五章 物相分析及点阵参数精确测定 第六章 宏观残余应力的测定
第七章 多晶体织构的测定
1
第一页，共四十一页。
本教材主要内容
第二篇 材料电子显微分析
第八章 电子光学基础 第九章 透射电子显微镜 第十章 电子衍射 第十一章 晶体薄膜衍衬成像分析
第十二章 高分辨透射电子显微术
第十三章 扫描电子显微镜
第十四章 电子背散射衍射分析技术
第十五章 电子探针显微分析 第十六章 其他显微分析方法
2
第二页，共四十一页。
绪论
本课程的特点：以分析仪器和实验技术为基础
本课程的内容主要包括：X射线衍射仪、电子显微镜等分析仪 器的结构与工作原理、及与此相关的材料微观组织结构和微 区成分的分析方法原理及其应用
一、衰减规律和吸收系数
复杂物质的质量吸收系数
对于多元素组成的复杂物质，如固溶体、化合物和混合
物等，其质量吸收系数仅取决于各组元的质量系数mi及各组 元的质量分数wi ，即
n
m miwi i1
连续谱的质量吸收系数
(1-15)
连续X射线穿过物质时，其质量吸收系数相当于一个有
材料现代分析方法课件- 概论
● 分 辨 率：0.34nm ● 加速电压：75KV－200KV ● 放大倍数：25万倍 ● 能 谱 仪：EDAX－9100 ● 扫描附件：S7010
JEM-2010透射电镜
加速电压200KV LaB6灯丝 点分辨率 1.94Å
CM200-FEG场发射枪电镜
加速电压20KV、40KV、80KV、 160KV、200KV 可连续设置加速电压 热场发射枪 晶格分辨率 1.4Å 点分辨率 2.4Å 最小电子束直径1nm 能量分辨率约1ev 倾转角度α=±20度
a axis (inclination)
Operation range:15～120°
b axis (intraplanar rotation)
Operation range:360°
Z axis (front and back) Operation range:10mm
Z axis
薄膜测试-Thin film measurement 极图测试-Pole figure measurement 残余应力-Residual Stress measurement
镍基合金中第二相（GdNi5）粒子在基体中的分布
母相
透射电镜-位向分析
母相 新相
图像分析的分辨率
（3）表面分析方法及分辨尺度
本课程主要内容
材料X射线衍射分析技术 材料微观结构的电子显微学分析 谱分析技术
1) X射线衍射分析技术
X射线物理学基础 X射线衍射方向 X射线衍射强度 多晶体分析方法 物相分析及点阵参数精确测定 宏观残余应力的测定 多晶体织构的测定
材料分析方法
Analysis Method of Materials
公认的材料科学与工程四大要素
JEM-2010透射电镜
加速电压200KV LaB6灯丝 点分辨率 1.94Å
CM200-FEG场发射枪电镜
加速电压20KV、40KV、80KV、 160KV、200KV 可连续设置加速电压 热场发射枪 晶格分辨率 1.4Å 点分辨率 2.4Å 最小电子束直径1nm 能量分辨率约1ev 倾转角度α=±20度
a axis (inclination)
Operation range:15～120°
b axis (intraplanar rotation)
Operation range:360°
Z axis (front and back) Operation range:10mm
Z axis
薄膜测试-Thin film measurement 极图测试-Pole figure measurement 残余应力-Residual Stress measurement
镍基合金中第二相（GdNi5）粒子在基体中的分布
母相
透射电镜-位向分析
母相 新相
图像分析的分辨率
（3）表面分析方法及分辨尺度
本课程主要内容
材料X射线衍射分析技术 材料微观结构的电子显微学分析 谱分析技术
1) X射线衍射分析技术
X射线物理学基础 X射线衍射方向 X射线衍射强度 多晶体分析方法 物相分析及点阵参数精确测定 宏观残余应力的测定 多晶体织构的测定
材料分析方法
Analysis Method of Materials
公认的材料科学与工程四大要素
材料分析方法 第3版( 周玉) 出版社配套PPT课件 第3章 机械工业出版社
二、几种点阵结构因数计算
2. 体心点阵(同类原子组成)
单胞中有2个原子，坐标分别为(0,0,0)和(1/2,1/2,1/2)， 原
子散射因数均为 f
FHKL2 = [f cos2(0) + f cos2(H+K+L)/2 ]2 + [f sin2(0) + f sin2(H+K+L)/2 ]2
三角形式：Acosx+iAsinx
单胞中所有原子散射波振幅的合成就是单胞的散射波振幅Ab
Ab A1ei1 A2ei2 Anein
fa
Aa Ae
一个原子中所有电子相干散射波的合成振幅 一个电子相干散射波的振幅
n
Ab Ae ( f1ei1 f 2ei2 f nein ) Ae f j ei j j 1 9
由于衍射线的相互干涉，某些方向的强度将会有所加强， 某些方向的强度将会减弱甚至消失，习惯上将这种现象称 为系统消光
7
第二节 单位晶胞对X射线的散射与结构因数
一、结构因数公式的推导
如图3-3，取单胞顶点O为坐标原点，单胞中第 j 个原子 A
的位置矢量为，
rj = xj a + yj b + zj c
数(HKL)N平1 方: N和2 :之N3比: N为4，: N5 2 : 4 : 6 : 8 :10
13
第二节 单位晶胞对X射线的散射与结构因数
二、几种点阵结构因数计算
3. 面心点阵(同类原子组成)
单胞中有4个原子，坐标分别为(0,0,0)、 (0,1/2,1/2)、
(1/2, 0,1/2)、 (1/2,1/2, 0)，原子散射因数均为 f FHKL2 = f 2
材料现代分析方法ppt课件
聚合物分子运动的测定——分子运动方式不同会导致聚 合物所处的力学状态发生改变——转变。每种聚合物都 有其特定的转变。研究聚合物的松弛与转变可以帮助人 们了解聚合物的结构，建立结构与性能之间的关系。
.
31
5.1聚合物结构的分析表征——
链结构——红外光谱、紫外光谱、荧光光谱、拉曼光谱、 电子能谱、核磁共振、顺磁共振、X射线衍射（广角）、 电子衍射、中子散射……；
島津EPMA-1600
.
25
EDS应用举例（能量色散型X射线谱，Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy ）
不良品
良品
齿轮疲劳失效，是由于 渗碳处理不均匀，根本 原因在于硅的偏聚。
浸炭不 良部
不良品
.
Ｃ
良品
Ｓｉ
26
XPS X射线光电子能谱
.
27
3.4 分子结构分析
光学显微镜
分辨率
1000 0 10
扫描探针显微镜 扫描电子显微镜
观察倍率 ×10000000 ×1000000 ×100000 ×10000 ×1000 ×100 ×10
1000
100
10
1
0.1 ｎｍ
1
0.1 0.01 0.001 0.0001 μｍ
.
13
OM
Ni-Cr合金的铸造组织
.
14
SEM
“材料性能”主要研究性能的评价方法、测试方法及影 响因素。
.
5
材料分析方法定义
广义：包括
技术路线
实验技术
数据分析
狭义：某一种测试方法，如：
X射线衍射方法
电子显微术
红外光谱分析
核磁共振分析等
.
31
5.1聚合物结构的分析表征——
链结构——红外光谱、紫外光谱、荧光光谱、拉曼光谱、 电子能谱、核磁共振、顺磁共振、X射线衍射（广角）、 电子衍射、中子散射……；
島津EPMA-1600
.
25
EDS应用举例（能量色散型X射线谱，Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy ）
不良品
良品
齿轮疲劳失效，是由于 渗碳处理不均匀，根本 原因在于硅的偏聚。
浸炭不 良部
不良品
.
Ｃ
良品
Ｓｉ
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XPS X射线光电子能谱
.
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3.4 分子结构分析
光学显微镜
分辨率
1000 0 10
扫描探针显微镜 扫描电子显微镜
观察倍率 ×10000000 ×1000000 ×100000 ×10000 ×1000 ×100 ×10
1000
100
10
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0.1 ｎｍ
1
0.1 0.01 0.001 0.0001 μｍ
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OM
Ni-Cr合金的铸造组织
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SEM
“材料性能”主要研究性能的评价方法、测试方法及影 响因素。
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材料分析方法定义
广义：包括
技术路线
实验技术
数据分析
狭义：某一种测试方法，如：
X射线衍射方法
电子显微术
红外光谱分析
核磁共振分析等
材料分析方法-1-课件
X射线的穿透能力大，能穿透对可见光不透明的材料，特 别是波长在0.1nm以下的硬X射线
X射线照射到晶体物质时，将产生散射、干涉和衍射等现 象，与光线的绕射现象类似
X射线具有破坏杀死生物组织细胞的作用
27
第二节 X射线的产生及X射线谱
连续X射线和特征X射线
图1-2 X射线管结构示意图
图1-2所示的X射线管是产生 X射线的装置
SWL和强度最大值对应的波长m减小 当管电流 i 增大时，各波长X射线的强度均提高，但SWL
和m保持不变
随阳极靶材的原子序数Z 增大，连续X射线谱的强度提高，
但SWL和m保持不变
31
第二节 X射线的产生及X射线谱
一、连续X射线谱
连续谱强度分布曲线下的面积即为连续 X 射线谱的总 强度，其取决于X射线管U、i、Z 三个因素
不能给出所含元素的分布
10
绪论
四、X射线衍射与电子显微镜
1. X射线衍射（XRD, X-Ray Diffraction） XRD是利用X射线在晶体中的衍射现象来分析材料的 相组成、晶体结构、晶格参数、晶体缺陷（位错等）、 不同结构相的含量以及内应力的方法。
t-ZrO2 ZrSiO
4
Intensity
本教材主要内容
绪论 第一篇 材料X射线衍射分析
第一章 X射线物理学基础 第二章 X射线衍射方向 第三章 X射线衍射强度 第四章 多晶体分析方法 第五章 物相分析及点阵参数精确测定 第六章 宏观残余应力的测定 第七章 多晶体织构的测定
1
本教材主要内容
第二篇 材料电子显微分析
第八章 电子光学基础
第九章 透射电子显微镜
1895年德国物理学家伦琴发现了 X射线，随后医学界将其 用于诊断和医疗，后来又用于金属材料和机械零件的探伤
X射线照射到晶体物质时，将产生散射、干涉和衍射等现 象，与光线的绕射现象类似
X射线具有破坏杀死生物组织细胞的作用
27
第二节 X射线的产生及X射线谱
连续X射线和特征X射线
图1-2 X射线管结构示意图
图1-2所示的X射线管是产生 X射线的装置
SWL和强度最大值对应的波长m减小 当管电流 i 增大时，各波长X射线的强度均提高，但SWL
和m保持不变
随阳极靶材的原子序数Z 增大，连续X射线谱的强度提高，
但SWL和m保持不变
31
第二节 X射线的产生及X射线谱
一、连续X射线谱
连续谱强度分布曲线下的面积即为连续 X 射线谱的总 强度，其取决于X射线管U、i、Z 三个因素
不能给出所含元素的分布
10
绪论
四、X射线衍射与电子显微镜
1. X射线衍射（XRD, X-Ray Diffraction） XRD是利用X射线在晶体中的衍射现象来分析材料的 相组成、晶体结构、晶格参数、晶体缺陷（位错等）、 不同结构相的含量以及内应力的方法。
t-ZrO2 ZrSiO
4
Intensity
本教材主要内容
绪论 第一篇 材料X射线衍射分析
第一章 X射线物理学基础 第二章 X射线衍射方向 第三章 X射线衍射强度 第四章 多晶体分析方法 第五章 物相分析及点阵参数精确测定 第六章 宏观残余应力的测定 第七章 多晶体织构的测定
1
本教材主要内容
第二篇 材料电子显微分析
第八章 电子光学基础
第九章 透射电子显微镜
1895年德国物理学家伦琴发现了 X射线，随后医学界将其 用于诊断和医疗，后来又用于金属材料和机械零件的探伤
材料分析测试方法课件
详细描述
紫外光谱法利用紫外线照射样品，测量样品对不同波长紫外光的吸收或反射，从而获得样品的紫外光谱。紫外光 谱图中，不同波长的峰代表着不同的化学键或官能团，通过比对标准谱图可以确定样品的化学组成和结构。此外 ，紫外光谱法还可以用于研究材料的电子云分布和能级结构。
核磁共振
总结词
核磁共振是一种常用的材料分析方法， 可以提供分子结构和化学键信息，以及 材料的磁学性质。
THANKS
03
布氏硬度
通过测量压痕直径来确定硬度 ，主要适用于硬质材料，如钢
和硬铝合金。
韧性测试
要点一
冲击测试
通过在材料上施加冲击力来测量其韧性，通常使用摆锤冲 击仪进行测试。
要点二
弯曲测试
通过在材料上施加弯曲力来测量其韧性，通常使用三点或 四点弯曲测试仪进行测试。
拉伸测试
弹性模量测试
通过测量材料在拉伸过程中的弹性变形来计算弹性模量 ，通常使用拉伸试验机进行测试。
应用
常用于材料科学、化学、生物学等领域 ，用于研究材料的晶体结构和化学键结 构等。
优点
可以快速、准确地测定晶体结构，且对 样品的损害较小。
缺点
对于非晶体或复杂的多晶材料，分析结 果可能存在误差。
中子衍射分析
原理
中子衍射分析是一种通过测量中子 在晶体中衍射角度的方法，推断晶
体结构的技术。
应用
常用于研究材料内部的结构和化学 键等信息，尤其适用于研究原子序
数较小的元素。
优点
对于某些元素，如氢、硼等，中子 衍射比X射线衍射更具优势。
缺点
需要使用中子源，实验成本较高， 且对样品的损害程度尚不明确。
红外光谱法
01
原理
红外光谱法是一种通过测量样 品对红外光的吸收光谱的方法 ，推断样品分子结构的的技术
紫外光谱法利用紫外线照射样品，测量样品对不同波长紫外光的吸收或反射，从而获得样品的紫外光谱。紫外光 谱图中，不同波长的峰代表着不同的化学键或官能团，通过比对标准谱图可以确定样品的化学组成和结构。此外 ，紫外光谱法还可以用于研究材料的电子云分布和能级结构。
核磁共振
总结词
核磁共振是一种常用的材料分析方法， 可以提供分子结构和化学键信息，以及 材料的磁学性质。
THANKS
03
布氏硬度
通过测量压痕直径来确定硬度 ，主要适用于硬质材料，如钢
和硬铝合金。
韧性测试
要点一
冲击测试
通过在材料上施加冲击力来测量其韧性，通常使用摆锤冲 击仪进行测试。
要点二
弯曲测试
通过在材料上施加弯曲力来测量其韧性，通常使用三点或 四点弯曲测试仪进行测试。
拉伸测试
弹性模量测试
通过测量材料在拉伸过程中的弹性变形来计算弹性模量 ，通常使用拉伸试验机进行测试。
应用
常用于材料科学、化学、生物学等领域 ，用于研究材料的晶体结构和化学键结 构等。
优点
可以快速、准确地测定晶体结构，且对 样品的损害较小。
缺点
对于非晶体或复杂的多晶材料，分析结 果可能存在误差。
中子衍射分析
原理
中子衍射分析是一种通过测量中子 在晶体中衍射角度的方法，推断晶
体结构的技术。
应用
常用于研究材料内部的结构和化学 键等信息，尤其适用于研究原子序
数较小的元素。
优点
对于某些元素，如氢、硼等，中子 衍射比X射线衍射更具优势。
缺点
需要使用中子源，实验成本较高， 且对样品的损害程度尚不明确。
红外光谱法
01
原理
红外光谱法是一种通过测量样 品对红外光的吸收光谱的方法 ，推断样品分子结构的的技术
《材料分析》课件
绿色环保
发展可再生、可循环利用的材料，降 低材料生产和使用过程中的环境污染 ，实现可持续发展。
复合化
通过材料的复合化，实现各材料之间 的优势互补，提高材料的综合性能和 应用范围。
THANKS
感谢观看
析有助于提高飞行器和航天器的性能和安全性。
02
CATALOGUE
材料分析方法化学分析法总结词通过化学反应对材料进行定性和定量分析的方法。
详细描述
化学分析法是利用化学反应来测定材料中组分的含量。它通常包括滴定分析、重 量分析和气体分析等方法。这些方法可以确定材料中各种元素的含量，以及化合 物或离子的存在与否。
《材料分析》 ppt课件
contents
目录
• 材料分析概述 • 材料分析方法 • 材料性能分析 • 材料结构分析 • 材料成分分析 • 材料应用与发展趋势
01
CATALOGUE
材料分析概述
材料分析的定义
总结词
材料分析是对材料进行测试、表征和鉴别的过程，旨在了解材料的性质、结构 和性能。
详细描述
X射线衍射分析
电子衍射分析
利用电子在晶体中的衍射现象，进行 晶体结构分析和测定。
利用X射线在晶体中的衍射现象，分 析晶体的晶格常数、晶面间距等晶体 结构参数。
分子结构分析
01
02
03
分子几何构型
根据分子中原子之间的连 接方式和空间排列，确定 分子的几何构型，如直线 型、平面型、立体型等。
分子光谱分析
利用分子吸收光谱和发射 光谱的特性，分析分子内 部的结构和运动状态。
分子力学计算
利用量子力学和分子力学 计算方法，模拟分子的结 构和性质，预测分子的物 理和化学性质。
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ray Microalyzer, EPA / EPMA)：波谱仪(波长色散谱仪， Wavelength Dispersive X-ray Spectrometer, WDS)与能 谱仪(能量色散谱仪，Energy Dispersive Spectrometer， EDS) 电子激发俄歇电子能谱简称俄歇电子能谱(Auger Electron Spectroscopy，AES)
第三节 电子能谱分析方法概述
光电子能谱
X射线光电子能谱(XPS)
因最初以化学领域应用为主 要目标，故又称为化学分析
用电子能谱法(ESCA)。
紫外光电子能谱(UPS)
俄歇电子能谱
X射线激发俄歇电子能谱(XAES) 电子激发俄歇电子能谱(AES)
XPS : X-ray Photoelectron Spectroscopy
四圆衍射仪(单晶)是近年来在综合衍射仪法与周转晶体法基础上 发展起来的单晶体衍射方法，已成为单晶体结构分析的最有效 方法。四圆衍射仪由光源、样品台、检测器等部件构成，其特 点是实现样品在空间3个方向的圆运动(转动)以及检测器的圆运 动(转动)，前3个圆运动共同调节晶体样品的取向，后者保证衍 射线进入检测器。
Diffraction，RHEED) 低能电子衍射(Low Energy Electron Diffraction，LEED) 13
上图是一个选区电子衍射的实例，其中图a是一个简单的明场像，图b、c和 d是对图a中的不同区域进行选区电子衍射操作以后得到的结果。
X射线衍射与电子衍射[TEM上]分析方法的比较
电子能谱分析方法
28
光电子能谱与俄歇电子能谱分析方法的应用
29
电子能谱分析可使用固体样品、气体样品和液体样品[液体 样品应蒸发为气体或沸腾或做成载体(线)上的液体膜等]。
30
X射线光电子能谱仪(XPS)/ 俄歇能谱仪(AES)
第四节 电子显微分析方法概述
透射电子显微镜(Transmission Electron Microscopy) 扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy) 电子探针X射线显微分析简称电子探针(Electron probe X-
Intensity——强度
counts——计数
横坐标2——衍射方向(衍射线在空间分布的方位)
7
2
8
劳厄法(单晶)
过底片 中心的 椭圆上， 每个椭 圆属同 一晶带
(a)透射法
(b)背射法
劳厄实验装置图及衍射花样
分布在 双曲线 上，每 条双曲 线同一 晶带
周转晶体法(单晶)
采用单色X射线束照射转动着的单晶，由晶体产生的衍射线束在照相底 片上形成分立的衍射斑点，构成转晶相机。
➢ 紫外-可见(分子)吸收光谱分析(Ultraviolet and
Visible Spectroscopy, UV-VIS)
➢ 红外(分子)吸收光谱分析(Infrared Spectroscopy, IR)
➢ 分子荧光光谱分析(Fluorescence spectrum)
➢ 分子磷光光谱分析
➢ X射线荧光光谱分析(X-ray Fluorescence Spectrometry)
16
电子衍射分析方法的应用
常常集成在薄膜制备设备上
17
第二节 光谱分析方法概述
➢ 原子发射光谱分析(Atomic Emission Spectrometry)
➢ 原子吸收光谱分析(Atomic Absorption Spectrometry)
➢ 原子荧光光谱分析(Atomic Fluorescence Spectroscope)
ESCA: Electron Spectroscopy for Chemical Analysis
UPS : Ultraviolet Photoemission Spectroscopy
XAES: X-ray Induced Auger Electron Spectroscopy
27
AES : Auger Electron Spectroscopy
四圆：、(音"器")、、2 圆：围绕安置晶体的轴旋转
的圆； 圆：安装测角头的垂直圆，
测角头可在此圆上运动； 圆：使垂直圆绕垂直轴转动
的圆即晶体绕垂直轴转动的圆；
XRD的应用 物相分析
物相定性分析 (物相鉴定) 物相定量分析
单一物相的鉴定或验证 混合物相的鉴定
晶体结构分析
晶体取向 非晶体结构分析 晶粒度测定 宏观应力分析 固溶体研究等等
点阵常数(晶胞参数)测定 晶体对称性(空间群演示)
12
二、电子衍射分析
高能电子衍射 依据入射电子的能量大小
低能电子衍射
透射式电子衍射 依据电子束是否穿透样品
反射式电子衍射 常见的三种电子衍射方法： 电子衍射(透射电镜上进行，属高能透射电子衍
射)(Electron Diffraction, ED) 反射高能电子衍射(Reflection High Energy Electron
➢ 核磁共振波谱分析(Nuclear Magnetic Resonance
Spectroscopy)
➢ 拉曼(Raman)光谱分析
18
光谱方法，主要研究不同波长的电磁波与被测物 质相互作用而产生的吸收或发射现象，获得原子 或分子能级特性方面的信息。
19
美国热电Nicolet5700型傅里叶变换红外吸收光谱仪
德拜法(德拜-谢乐法)
照相法 聚焦法
多晶体衍射方法
针孔法
衍射仪法 (岛津7000/布鲁克Ｄ8)
单晶体衍射方法
劳埃法 周转晶体法 四圆衍射仪法 (四圆单晶衍射仪)
4
德拜相机与实验技术(多晶)
图6-2 给出了德拜相机的结构示意图
衍射仪(多晶)
样品编号
纵坐标衍射强度CPS(counts per second) 或a.u. (arbitrary unit)
360FT-IR
岛津EDX-720型X射线荧光光谱分析
光谱分析方法的应用
23
(或XRF)
发光材料、纳米材料、光电子材 料、半导体材料
固体样品 也可直接 分析
固体能带结构分析
现在加上特殊附件可直
接分析
固体样品
也可直接
分析
发光材料、纳米材料、光电子材
25
料、半导体材料
固体样品 也可直接 分析
26
材料分析方法与应用 第01讲 材料现代分析方法概述
➢ 衍射分析方法概述 ➢ 光谱分析方法概述 ➢ 电子能谱分析方法概述 ➢ 电子显微分析方法概述 ➢ 色谱、质谱及电化学分析方法概述
2
第一节 衍射分析方法概述
衍射分析
X射线衍射分析XRD 电子衍射分析ED 中子衍射分析
3
一、X射线衍射分析(XRD)
第三节 电子能谱分析方法概述
光电子能谱
X射线光电子能谱(XPS)
因最初以化学领域应用为主 要目标，故又称为化学分析
用电子能谱法(ESCA)。
紫外光电子能谱(UPS)
俄歇电子能谱
X射线激发俄歇电子能谱(XAES) 电子激发俄歇电子能谱(AES)
XPS : X-ray Photoelectron Spectroscopy
四圆衍射仪(单晶)是近年来在综合衍射仪法与周转晶体法基础上 发展起来的单晶体衍射方法，已成为单晶体结构分析的最有效 方法。四圆衍射仪由光源、样品台、检测器等部件构成，其特 点是实现样品在空间3个方向的圆运动(转动)以及检测器的圆运 动(转动)，前3个圆运动共同调节晶体样品的取向，后者保证衍 射线进入检测器。
Diffraction，RHEED) 低能电子衍射(Low Energy Electron Diffraction，LEED) 13
上图是一个选区电子衍射的实例，其中图a是一个简单的明场像，图b、c和 d是对图a中的不同区域进行选区电子衍射操作以后得到的结果。
X射线衍射与电子衍射[TEM上]分析方法的比较
电子能谱分析方法
28
光电子能谱与俄歇电子能谱分析方法的应用
29
电子能谱分析可使用固体样品、气体样品和液体样品[液体 样品应蒸发为气体或沸腾或做成载体(线)上的液体膜等]。
30
X射线光电子能谱仪(XPS)/ 俄歇能谱仪(AES)
第四节 电子显微分析方法概述
透射电子显微镜(Transmission Electron Microscopy) 扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy) 电子探针X射线显微分析简称电子探针(Electron probe X-
Intensity——强度
counts——计数
横坐标2——衍射方向(衍射线在空间分布的方位)
7
2
8
劳厄法(单晶)
过底片 中心的 椭圆上， 每个椭 圆属同 一晶带
(a)透射法
(b)背射法
劳厄实验装置图及衍射花样
分布在 双曲线 上，每 条双曲 线同一 晶带
周转晶体法(单晶)
采用单色X射线束照射转动着的单晶，由晶体产生的衍射线束在照相底 片上形成分立的衍射斑点，构成转晶相机。
➢ 紫外-可见(分子)吸收光谱分析(Ultraviolet and
Visible Spectroscopy, UV-VIS)
➢ 红外(分子)吸收光谱分析(Infrared Spectroscopy, IR)
➢ 分子荧光光谱分析(Fluorescence spectrum)
➢ 分子磷光光谱分析
➢ X射线荧光光谱分析(X-ray Fluorescence Spectrometry)
16
电子衍射分析方法的应用
常常集成在薄膜制备设备上
17
第二节 光谱分析方法概述
➢ 原子发射光谱分析(Atomic Emission Spectrometry)
➢ 原子吸收光谱分析(Atomic Absorption Spectrometry)
➢ 原子荧光光谱分析(Atomic Fluorescence Spectroscope)
ESCA: Electron Spectroscopy for Chemical Analysis
UPS : Ultraviolet Photoemission Spectroscopy
XAES: X-ray Induced Auger Electron Spectroscopy
27
AES : Auger Electron Spectroscopy
四圆：、(音"器")、、2 圆：围绕安置晶体的轴旋转
的圆； 圆：安装测角头的垂直圆，
测角头可在此圆上运动； 圆：使垂直圆绕垂直轴转动
的圆即晶体绕垂直轴转动的圆；
XRD的应用 物相分析
物相定性分析 (物相鉴定) 物相定量分析
单一物相的鉴定或验证 混合物相的鉴定
晶体结构分析
晶体取向 非晶体结构分析 晶粒度测定 宏观应力分析 固溶体研究等等
点阵常数(晶胞参数)测定 晶体对称性(空间群演示)
12
二、电子衍射分析
高能电子衍射 依据入射电子的能量大小
低能电子衍射
透射式电子衍射 依据电子束是否穿透样品
反射式电子衍射 常见的三种电子衍射方法： 电子衍射(透射电镜上进行，属高能透射电子衍
射)(Electron Diffraction, ED) 反射高能电子衍射(Reflection High Energy Electron
➢ 核磁共振波谱分析(Nuclear Magnetic Resonance
Spectroscopy)
➢ 拉曼(Raman)光谱分析
18
光谱方法，主要研究不同波长的电磁波与被测物 质相互作用而产生的吸收或发射现象，获得原子 或分子能级特性方面的信息。
19
美国热电Nicolet5700型傅里叶变换红外吸收光谱仪
德拜法(德拜-谢乐法)
照相法 聚焦法
多晶体衍射方法
针孔法
衍射仪法 (岛津7000/布鲁克Ｄ8)
单晶体衍射方法
劳埃法 周转晶体法 四圆衍射仪法 (四圆单晶衍射仪)
4
德拜相机与实验技术(多晶)
图6-2 给出了德拜相机的结构示意图
衍射仪(多晶)
样品编号
纵坐标衍射强度CPS(counts per second) 或a.u. (arbitrary unit)
360FT-IR
岛津EDX-720型X射线荧光光谱分析
光谱分析方法的应用
23
(或XRF)
发光材料、纳米材料、光电子材 料、半导体材料
固体样品 也可直接 分析
固体能带结构分析
现在加上特殊附件可直
接分析
固体样品
也可直接
分析
发光材料、纳米材料、光电子材
25
料、半导体材料
固体样品 也可直接 分析
26
材料分析方法与应用 第01讲 材料现代分析方法概述
➢ 衍射分析方法概述 ➢ 光谱分析方法概述 ➢ 电子能谱分析方法概述 ➢ 电子显微分析方法概述 ➢ 色谱、质谱及电化学分析方法概述
2
第一节 衍射分析方法概述
衍射分析
X射线衍射分析XRD 电子衍射分析ED 中子衍射分析
3
一、X射线衍射分析(XRD)