氧化铝涂层残余应力拉曼光谱测量技术及其应用
热障涂层应力场的微拉曼光谱技术测试研究
热障涂层应力场的微拉曼光谱技术测试研究
邱明;毛卫国;戴翠英;周益春
【期刊名称】《交通科学与工程》
【年(卷),期】2006(022)002
【摘要】采用等离子体喷涂工艺制备了热障涂层实验样品,在不同高温下进行热循环氧化实验.再应用微拉曼光谱法测量了热障涂层样品内残余应力场大小,并分析了试样尺寸、热处理温度和陶瓷涂层厚度对残余应力的影响.经历20次热循环氧化实验后,测得陶瓷涂层内残余应力由初始压缩应力值(-30～-20 MPa)逐渐变化到(-15～15 MPa),与文献[3～7]结果比较一致.最后,用扫描电镜观察了试样截面形貌的变化.
【总页数】5页(P76-80)
【作者】邱明;毛卫国;戴翠英;周益春
【作者单位】长沙理工大学,物理与电子科学系,湖南,长沙,410076;湘潭大学,材料与光电物理学院,湖南,湘潭,411105;湘潭大学,材料与光电物理学院,湖南,湘潭,411105;湘潭大学,材料与光电物理学院,湖南,湘潭,411105
【正文语种】中文
【中图分类】O343
【相关文献】
1.热循环条件下圆柱结构热障涂层系统应力场有限元分析 [J], 王千文;蒋俊平;毛卫国
2.热循环条件下圆柱结构热障涂层系统应力场有限元分析 [J], 王千文;蒋俊平;毛卫国
3.在制备过程中热障涂层系统应力场有限元分析 [J], 杨雪松;周孟;张瑜;毛卫国
4.热循环条件下圆柱结构热障涂层系统应力场演变分析 [J], 苏鹏;蒋俊平;毛卫国
5.在制备热障涂层过程中系统内残余应力场预测 [J], 毛卫国;戴翠英;周益春
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拉曼光谱技术的应用及研究进展
拉曼光谱技术的应用及研究进展一、本文概述拉曼光谱技术，作为一种强大的分子振动光谱技术，自其诞生以来，在化学、物理、生物、材料科学等领域中发挥了重要的作用。
这种技术基于拉曼散射效应，即当光在物质中传播时，会与物质分子发生相互作用，使得光线的方向和频率发生改变。
通过分析这些散射光的频率和强度，我们可以得到关于物质分子振动和转动状态的信息，从而进一步了解物质的组成、结构和性质。
本文将对拉曼光谱技术的应用及其研究进展进行全面的探讨。
我们将概述拉曼光谱技术的基本原理和发展历程，以便读者对其有一个清晰的认识。
然后，我们将详细介绍拉曼光谱技术在不同领域中的应用，包括但不限于化学分析、生物医学、环境监测、材料科学等。
接下来，我们将对近年来拉曼光谱技术的研究进展进行梳理，重点关注其在新材料、新技术和新方法方面的发展。
我们将对拉曼光谱技术的未来发展趋势进行展望，以期能为相关领域的研究者提供有益的参考和启示。
二、拉曼光谱技术的基本原理拉曼光谱技术是一种基于拉曼散射效应的光谱分析技术。
拉曼散射是光与物质相互作用的一种形式，当光波通过介质时，部分光波的能量会被介质分子吸收并重新辐射，产生散射光。
其中，大部分散射光的频率与入射光相同，这种散射称为瑞利散射；而一小部分散射光的频率则会发生改变，这种散射称为拉曼散射。
拉曼散射光的频率变化与介质分子的振动和转动能级有关，因此，通过分析拉曼散射光谱，可以获得介质分子内部的结构信息。
拉曼光谱技术的基本原理主要包括两个方面：一是拉曼散射的物理过程，二是光谱数据的获取和分析。
在物理过程中，当入射光与介质分子发生相互作用时，介质分子会吸收部分光能并将其转化为分子内部的振动或转动能量，然后重新辐射出散射光。
由于散射过程中能量的交换，散射光的频率会发生变化，这种变化与介质分子的振动和转动能级直接相关。
因此，通过测量散射光的频率变化，可以推断出介质分子的振动和转动状态，从而得到分子的结构信息。
在光谱数据的获取和分析方面，拉曼光谱技术通常使用激光作为入射光源，通过单色仪或干涉仪将散射光按波长或频率分离，然后用光电倍增管或电荷耦合器件等光电探测器检测散射光的强度。
微拉曼光谱技术及其在微结构残余应力检测中的应用_邱宇
微拉曼光谱技术及其在微结构残余应力检测中的应用MICRO-RAMAN SPECTROSCOPY AND ITS APPLICATIONS TO MEASURE RESIDUAL STRESS IN MICR O-STRUCTURE邱 宇1 雷振坤1 亢一澜1 胡 明2 徐 晗1 牛红攀1(1.天津大学机械学院力学系,天津300072)(2.天津大学电信学院电子科学与技术系,天津300072)QIU Yu1 LEI ZhenKun1 KANG YiLan1 HU Min g2 XU Han1 NIU HongPan1(1.De partment of Me chanics,School of Me chanical Engine ering,Tianjin University,Tianjin300072,China)(2.Department of Electronic Scienc e and Technology,Sc hool of Electronic InformationEnginee ring,Tianjin Unive rsity,Tianjin300072,China)摘要 多孔硅薄膜硅基底结构是微机电系统(micro-electro-mechanical system,ME MS)中的一个基本组元,其厚度为微米量级。
由于薄膜与基底材料之间存在着晶格错配,在薄膜基底间的界面上会出现残余应力,严重时会导致裂纹出现而发生断裂。
微拉曼光谱法(micro-Raman spectroscopy,MRS)是近些年来在化学、物理、材料和力学等学科领域迅速发展的光学测量方法。
文中对这一方法进行介绍,并且用来测量化学腐蚀多孔硅薄膜结构的残余应力,发现随着孔隙率的增加,多孔硅表面的拉伸应力逐渐增大。
特别对某一样品出现裂纹区的拉曼测量表明,在裂纹区的残余应力急剧上升,达到了0.92GPa。
使用金相显微镜观察不同孔隙率的多孔硅薄膜表面的微观形貌,这种不同程度的微观孔穴结构与残余应力的分布存在着紧密的联系。
拉曼光谱及其在现代技术中的应用
拉曼光谱及其在现代技术中的应用本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March拉曼光谱及其在现代技术中的应用1 拉曼光谱发展历史印度物理学家拉曼于1928年用水银灯照射苯液体,发现了新的辐射谱线:在入射光频率ω0的两边出现呈对称分布的,频率为ω0-ω和ω0+ω的明锐边带,这是属于一种新的分子辐射,称为拉曼散射,其中ω是介质的元激发频率。
与此同时,前苏联兰茨堡格和曼德尔斯塔报导在石英晶体中发现了类似的现象,即由光学声子引起的拉曼散射称之谓并合散射。
到40年代中期,红外技术的进步和商品化使拉曼光谱的应用一度衰落。
1960年以后,红宝石激光器单色性好,方向性强,功率密度高,用它作为激发光源,大大提高了激发效率，成为拉曼光谱的理想光源。
70年代中期,激光拉曼探针的出现,给微区分析注入活力。
80年代以后,拉曼探针共焦激光拉曼光谱仪由于采用了凹陷滤波器(notch filter)来过滤掉激发光,使杂散光得到抑制,就只需要采用单一单色器,使光源的效率大大提高,这样入射光的功率可以很低,灵敏度得到很大的提高，这使拉曼光谱的应用范围更加广阔。
2 拉曼光谱的原理当一束激发光的光子与作为散射中心的分子发生相互作用时,大部分光子仅发生散射改变方向,其频率仍与激发光源一致,这种散射称为瑞利散射。
但也存在很微量的光子不仅改变了光的传播方向,而且也改变了光波的频率,这种散射称为拉曼散射。
拉曼散射的产生原因是光子与分子之间发生了能量交换改变了光子的能量。
2.1 拉曼散射拉曼散射的产生可以从光子和样品分子作用时光子发生能级跃迁来解释。
样品分子处于电子能级和振动能级的基态，入射光子的能量远大于振动能级跃迁所需要的能量，但又不足以将分子激发到电子能级激发态。
样品分子在吸收了光子后，被激发到较高的不稳定的能态（虚态）。
当样品分子激发到虚态后又回到低能级的振动激发态，此时激发光能量大于散射光能量，散射光频率小于入射光。
拉曼光谱原理及应用
拉曼光谱原理及应用一、拉曼光谱原理拉曼光谱其实是一种很神奇的东西呢。
简单来说呀，当光照射到分子上的时候，会发生散射现象。
大多数的散射光和入射光的频率是一样的，这叫瑞利散射。
但是有一小部分的散射光，它的频率会发生变化，这个就是拉曼散射啦。
这是因为分子在光的作用下发生了振动，导致能量有了变化，从而让散射光的频率变了呢。
分子的不同振动模式就对应着不同的拉曼频率位移，就像每个分子都有自己独特的“指纹”一样。
二、拉曼光谱的应用1. 在化学领域的应用在有机化学里呀，拉曼光谱可以用来确定分子的结构。
比如说有一个新合成的有机化合物，科学家们就可以用拉曼光谱来看看它的化学键啊，官能团之类的。
因为不同的官能团会有不同的拉曼峰位，就像不同的人有不同的身份证号一样准确。
在无机化学中，它能帮助研究无机化合物的晶体结构。
像研究一些金属氧化物，拉曼光谱就能告诉我们这些氧化物里原子的排列方式，是不是很厉害呢？2. 在材料科学中的应用对于新材料的研发，拉曼光谱可是个得力助手。
比如说研究石墨烯这种超级厉害的材料，拉曼光谱可以检测它的层数。
层数不同，拉曼光谱的特征峰就会不一样哦。
在检测材料的应力和应变方面也很有用。
当材料受到外力作用的时候，它的分子结构会发生变化，这种变化就可以通过拉曼光谱反映出来。
就好像材料在向我们诉说它的“委屈”一样。
3. 在生物医学领域的应用在疾病诊断方面有很大的潜力。
比如说检测癌细胞，癌细胞和正常细胞的分子结构是不一样的，拉曼光谱就能捕捉到这种差异，从而帮助医生更早地发现癌症。
在药物研发中也能发挥作用。
可以用来研究药物和生物分子之间的相互作用，就像是在给药物和生物分子之间的“约会”当侦探一样。
4. 在环境科学中的应用检测环境中的污染物。
比如水中的有机污染物，拉曼光谱可以快速地识别出污染物的种类，就像一个超级灵敏的环境卫士。
研究大气中的气溶胶成分。
拉曼光谱能够分析气溶胶里都有哪些物质，这对我们了解大气污染的来源和形成机制是很有帮助的。
微拉曼光谱技术及其在微结构残余应力检测中的应用
微拉曼光谱技术及其在微结构残余应力检测中的应用邱宇;雷振坤;亢一澜;胡明;徐晗;牛红攀【期刊名称】《机械强度》【年(卷),期】2004(26)4【摘要】多孔硅薄膜硅基底结构是微机电系统 (micro electro mechanicalsystem ,MEMS)中的一个基本组元 ,其厚度为微米量级。
由于薄膜与基底材料之间存在着晶格错配 ,在薄膜基底间的界面上会出现残余应力 ,严重时会导致裂纹出现而发生断裂。
微拉曼光谱法 (micro Ramanspectroscopy ,MRS)是近些年来在化学、物理、材料和力学等学科领域迅速发展的光学测量方法。
文中对这一方法进行介绍 ,并且用来测量化学腐蚀多孔硅薄膜结构的残余应力 ,发现随着孔隙率的增加 ,多孔硅表面的拉伸应力逐渐增大。
特别对某一样品出现裂纹区的拉曼测量表明 ,在裂纹区的残余应力急剧上升 ,达到了 0 .92GPa。
使用金相显微镜观察不同孔隙率的多孔硅薄膜表面的微观形貌 ,这种不同程度的微观孔穴结构与残余应力的分布存在着紧密的联系。
【总页数】4页(P389-392)【关键词】残余应力;拉曼光谱法;孔隙率;裂纹;多孔硅【作者】邱宇;雷振坤;亢一澜;胡明;徐晗;牛红攀【作者单位】天津大学机械学院力学系;天津大学电信学院电子科学与技术系【正文语种】中文【中图分类】O348.1;O438【相关文献】1.拉曼光谱和红外光谱分析沉积气压对微晶硅薄膜微结构的影响 [J], 陈城钊2.微尺度实验力学研究中微拉曼光谱技术的应用分析 [J], 吕晓军3.拉曼光谱与近红外光谱技术在生物油品调和比快速检测建模中的应用 [J], 范颖;王志鹏;田郁郁;郭知明4.原位低温拉曼光谱技术在人工合成CaCl2-H2O和MgCl2-H2O体系流体包裹体分析中的应用Ⅰ:低温拉曼光谱研究 [J], 丁俊英;倪培;Jean DUBESSY;张婷5.微拉曼光谱法检测非制冷红外焦平面阵列残余应力 [J], 岑皓;王克用因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
拉曼光谱技术在化学中的应用
拉曼光谱技术在化学中的应用拉曼光谱技术是一种非常重要的分析方法，它已经在许多不同领域得到了广泛的应用。
在化学中，拉曼光谱技术同样发挥着极其重要的作用，可用来检测和检验物质的化学和物理性质，进而进行各种实际应用。
基本原理拉曼光谱技术是一种分子振动的光谱技术。
当一束单色光和一个样品相互作用时，样品会吸收或散射这束光。
一般来说，分子会吸收原子和分子振动的光谱。
当光通过分子时，由于分子振动和光能量相互作用，光子会失去或赢得一些能量，这会导致光子的频率就发生改变。
这种光的频移就可设想称为拉曼频移，而与之对应的拉曼光谱则被称作拉曼频谱。
优点与其他光谱技术相比，拉曼光谱技术有许多优点。
最重要的是，它是一种非侵入性和非破坏性的测试方法。
这意味着样品不需要受到损坏或被扰动，这是非常有利于那些需要保存原样品的情况下进行分析的应用。
此外，拉曼光谱技术具有非常高的分辨率和对噪声的强抵抗性，这对于准确检测样品中低浓度物质非常有帮助。
应用拉曼光谱技术已经被广泛应用于许多不同的化学行业。
在药物和医疗行业，拉曼光谱技术已被用于药物的品质控制和授权。
在所涉及的化学品领域，拉曼光谱技术已有广泛的潜在应用，如医疗用品、塑料、电池、材料、表面化学、奶制品、药物、食品和金属等等。
表面化学在表面化学中，拉曼光谱技术非常重要，它可测量化合物、溶胶和表面微妙的反应。
例如，它可用来控制表面反应和测量表面反应中所涉及化学物质的成分和形态。
此外，拉曼光谱技术可用来提高材料的表面质量和耐磨性，这对于需要高表面质量和稳定性的应用十分重要。
化学反应拉曼光谱技术在化学反应方面也有广泛的应用。
在转化过程和发酵等反应中，拉曼光谱可用来监测反应温度、浓度变化和化学反应发生速率。
此外，拉曼光谱技术也可用于分析分子结构、成分分析和分子构象，这对于化学反应的研究非常重要。
总结在化学领域，拉曼光谱技术已经得到了广泛的应用。
它不仅可以提高产品质量，而且还可以在许多不同的应用领域帮助我们进行更准确和可靠的分析。
拉曼光谱技术及其广泛应用
拉曼光谱技术及其在广泛应用摘要：本文简单介绍了拉曼光谱的原理，常用的拉曼光谱技术，拉曼光谱技术的特征、优越性以及近年来拉曼光谱分析技术在考古、医学、文物、宝石鉴定、林业和法庭科学等领域的最新进展。
并对其未来的应用前景进行了展望。
引言：1928 年，印度科学家Raman 发现了拉曼散射效应，拉曼光谱最初用的光源是聚焦的日光，后来使用汞弧灯，由于它强度不太高和单色性差，限制了拉曼光谱的发展，直到使用激光作为激发光源的激光拉曼光谱仪问世以及傅立叶变换技术的出现，拉曼光谱检测灵敏度才大大增加，其应用范围也在不断地扩大。
目前，拉曼光谱已广泛应用于考古、医学、文物、宝石鉴定、石油化工、林业和法庭科学等领域。
1 、拉曼光谱原理光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射. 弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分.非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分, 统称为拉曼效应当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时，大部分的光会按原来的方向透射，而一小部分则按不同的角度散射开来，产生散射光。
在垂直方向观察时，除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外，还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼谱线，这种现象称为拉曼效应。
由于拉曼谱线的数目，位移的大小，谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。
因此，与红外吸收光谱类似，对拉曼光谱的研究，也可以得到有关分子振动或转动的信息。
目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定，分子结构的研究谱线特征2 、常用的拉曼光谱技术常用的拉曼光谱技术主要有：显微共焦拉曼光谱技术、傅里叶变换拉曼光谱技术、共振增强拉曼光谱技术和表面增强拉曼光谱技术。
3、拉曼散射光谱具有以下明显的特征：a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同，但对同一样品，同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动转动能级有关；b. 在以波数为变量的拉曼光谱图上，斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分布在瑞利散射线两侧, 这是由于在上述两种情况下分别相应于得到或失去了一个振动量子的能量。
残余应力对涂层材料性能的影响及测量方法
残余应力对涂层材料性能的影响及测量方法高鹏【摘要】简述了两种涂层沉积工艺:化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD),并介绍了CVD制备氧化铝涂层的现状;简述了涂层材料存在的力学问题,及残余应力对涂层性能的影响;介绍了常见的残余应力测量方法,展望了拉曼光谱在氧化铝涂层残余应力测量中的发展前景.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2018(031)006【总页数】4页(P199-202)【关键词】沉积工艺;涂层材料;残余应力;拉曼光谱【作者】高鹏【作者单位】天津职业技术师范大学机械工程学院,天津 300222【正文语种】中文【中图分类】TH740 引言随着机械工业的发展和微机电系统的兴起，涂层材料和涂层技术已经成为材料科学和工程研究领域的重点之一。
涂层材料指的是与相对较厚基底结合的涂层、多层涂层材料、基底上的图案涂层和无支撑涂层。
涂层材料已经应用于各种领域，根据人们需求能够实现各种功能。
例如，具有高温稳定性和低热传导的热障涂层可以在高温环境下保护结构材料[1]；硬质合金刀具涂层可以使经常受到摩擦磨损的刀具的使用寿命大大延长[2]；同时，压电涂层材料等广泛应用于微机电系统[3]。
任何黏结在基底上的涂层都在其厚度尺寸范围内承受着某种残余应力，残余应力的存在不仅影响着涂层物理性质和晶体缺陷生成，而且会直接导致涂层破裂、脱落，因此涂层结构中产生的残余应力极大地影响了涂层工具的性能。
已有的氧化铝涂层研究的相关报道，多聚焦于涂层的微观结构、组织成分、工艺参数及摩擦磨损性能[4-6]，但是对于涂层存在的残余应力的研究并不充分。
笔者介绍了涂层常见的沉积方法及几种涂层应力测量的方法，并对近年来国内外氧化铝涂层残余应力的研究进展作出了评述，对拉曼光谱法测量氧化铝涂层残余应力的发展前景作出了展望。
1 涂层沉积方法物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)是将材料原子逐一从一个或多个源转移到基底上的沉积涂层生长表面的最常见的方式。
氧化铝薄层板拉曼光谱特性研究
基 金项 目 ：山 东 省 科 技 攻关 项 目 （ ０ ０ Ｆ ０ ８ ） ２ １ ＧＳ １ ２ ５
作者 简 介 ：欧 阳 雨 ， ， ９７年 出生 ， 士 ， 男 １７ 硕 主要 从 事 拉 曼 光 谱 的 应 用研 究 。Ｅ ｍａｌ ｕ ａｇ ｕ ｌｕ ｅｕ ｃ — ｉ ：ｏ ｙｎ ｙ ＠ ｙ ．ｄ ．ｎ
Ｅ］ 罗 超 ， ２ 曾娅 莉 ．中 国西 部 科 技 ，０ ６ ３ ： ９ ４ ． ２０ ， ０ ４ － ９
Ｅ］ 龚 继 来 ， ３ 吕璞 ， 曾光 明．化 学 传 感 器 ， ０ ９ ９ ３ ：８ ２ ０ ，２ （ ） —
１ ２．
［ ］ 汪 瑷 ， 国 占 生 ，王 英 锋 ，等 ．光 谱 学 与 光 谱 分 析 ， ４
内还 没有 专 门的研 究 报道 。 我们 在 ７ ５ ｍ 激 发 波 长 下 获得 氧化 铝层 析 板 ８ｎ 的拉曼 特 征谱 ， 对其 进行 了归属 ， 并 研究 了涂 布银胶 后氧化 铝层 析板 拉 曼光 谱 的变 化 ， 结果 表 明涂 布银 胶能 够有效 降低 氧 化 铝层 析 板 的荧 光 背 底 ， 分特 部 征峰 发生 红移或 蓝 移 现象 ， 特 征 峰仍 具 有 较 强 的 但
分 子 等 ， 研 究 表 面 和 界 面 过 程 的重 要 工 具 ， 定 性 是 是
拌， 反复进 行此 操作 ， 所 有 氧 化铝 完 全 润 湿 ， 分 使 充 排 出溶液 中的气泡 。将 制作 薄层 板 的玻 璃 片清洗 干 净并 烘 干 ， 再将 适量 已配 好 的氧 化 铝 与 石膏 的混 合 液小 心倾 倒于 玻璃 片上 ， 玻璃 棒涂敷 均匀 ， 用 按所 需
Ｓｔ ｄ ｎ ｔ ｅ ｒ ｍ ａ ｐ ｃ ｒ ｍ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｆＡｌ ｍ ｉ ｈ ｎ ｌｙ ｒ ｐｌｔ ． Ｏｕ ｕ ｙ ｏ ｈ ａ ｎ ｓ ｅ ｔ ｕ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉｓ ｏ ｕ ｎａ ｔ ｉ ａ ｅ ａ ｅ ｙａｎ Ｙｕ ，Ｆｅ ｇ Ｓｈ ｇｃ ， ｇ ｎ ａｎ ａｉ
表面增强拉曼光谱技术在农药残留检测中的应用研究进展
表面增强拉曼光谱技术在农药残留检测中的应用研究进展王良壮;李东建;司承运;杜迎翔;骆雪芳
【期刊名称】《食品安全质量检测学报》
【年(卷),期】2024(15)5
【摘要】食品的农药残留问题是威胁人类健康的全球性问题,表面增强拉曼光谱(surface enhanced Raman spectroscopy, SERS)技术作为一种操作简便、快速灵敏的指纹光谱技术,在农药残留检测方面已展现出较大潜力。
本文首先描述了SERS增强原理,然后简单概括了SERS基底制备的方法,以基底功能性出发,介绍了食品中农药残留检测中常见的两种类型的SERS基底:通用型基底、特异性基底,通过综述近年来在食品农药残留检测中的应用,总结了二者在检测食品中农药残留的特点和常用的制备工艺,旨在为更多农药残留检测需求提供关于SERS技术方面的启发。
最后展望了SERS技术在农药残留检测的挑战并提出可行的建议。
【总页数】12页(P269-280)
【作者】王良壮;李东建;司承运;杜迎翔;骆雪芳
【作者单位】中国药科大学药物质量与安全预警教育部重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】O65
【相关文献】
1.表面增强拉曼光谱法在农药残留检测中的研究进展
2.农药残留检测中表面增强拉曼光谱的研究进展
3.表面增强拉曼光谱检测技术在农药残留检测中的应用
4.基于
表面增强拉曼光谱标记技术的生物传感器用于农药残留检测的研究进展5.表面增强拉曼光谱在农药残留检测中的应用
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高压烧结AlN陶瓷的残余应力研究
高压烧结AlN陶瓷的残余应力研究李小雷;王红亮;曹新鑫;马红安【摘要】利用六面顶技术,在5.0 GPa/1700℃/75～125 min条件下高压烧结制备了无烧结助剂的AlN陶瓷块体材料.利用微区拉曼光谱对其残余应力进行了测量,研究了烧结时间对其残余应力的影响,并探讨了残余应力产生的原因及消除的方法.研究表明,微区拉曼光谱是一种测量AlN高压烧结体残余应力的有效方法;在5.0 GPa/1700℃/75 min条件下高压制备的AlN陶瓷存在着1.4 GPa的残余压应力,且残余应力会随着烧结时间的延长而增大;高压烧结AlN陶瓷产生残余应力的主要原因是AlN晶格产生畸变,这种畸变是长时间施加高压产生的,退火是消除AlN高压烧结体的有效手段.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2018(049)007【总页数】4页(P7121-7124)【关键词】AlN陶瓷;高压烧结;残余应力;拉曼光谱【作者】李小雷;王红亮;曹新鑫;马红安【作者单位】河南理工大学材料科学与工程学院,河南焦作 454000;吉林大学超硬材料国家重点实验室,长春 130012;河南理工大学材料科学与工程学院,河南焦作 454000;河南理工大学材料科学与工程学院,河南焦作 454000;吉林大学超硬材料国家重点实验室,长春 130012【正文语种】中文【中图分类】TQ1740 引言由于具有高的热导率、低的介电常数、热膨胀系数与硅相匹配、良好的力学性能等优点，AlN陶瓷材料越来受到广大研究者的密切关注[1-4]。
AlN是共价键为主的化合物，常压下致密化烧结十分困难，添加Y2O3、CaO、CaF2等试剂作为烧结助剂是常压下制备出致密的高导热性AlN陶瓷的有效手段[5-7]。
另外，提高烧结压力也是AlN陶瓷降低烧结温度、缩短世界时间的有效途径。
Witek等用带式高压设备(a belt apparatus)在6.5 GPa/2 000 ℃/30 min条件下制备出了氧含量低的AlN陶瓷[8]。
纳米压痕残余应力场拉曼光谱实验研究
纳米压痕残余应力场拉曼光谱实验研究近年来，纳米压痕技术已经取得了长足的发展，它在微纳加工和复杂材料强度研究中发挥了重要作用。
由于它具有非常小的尺寸和操作，在残余应力研究中变得更加重要。
残余应力的发现对于了解和控制材料的性能具有重要意义。
针对这一技术，有许多新型测试方法和实验研究。
纳米压痕残余应力场拉曼光谱实验也是其中一种新型技术。
纳米压痕残余应力场拉曼光谱实验研究是通过将液体安装在被检测表面上，使表面受力而变形的方式来研究应力的。
在液体的结构中，强度，模量，抗剪切力等参数都直接影响着表面的变形。
拉曼光谱是研究残余应力的最有效方法之一，因为它能够准确地测量表面的物理参数。
拉曼光谱实验的流程是：先将液体被加热以均匀化，然后将液体贴合被检测表面，当液体冷却固定时，表面就会受到应力而变形，最后通过拉曼光谱来测量变形过程中的参数。
研究表明，纳米压痕拉曼光谱实验可以在极短时间内测得准确的残余应力数据，而且可以在复杂的材料结构中表现出良好的测量精度，从而使研究者可以以最小的投入实现最大的收获。
另外，纳米压痕拉曼光谱实验还可以检测表面润滑特性，从而有助于了解和控制表面材料的性能、机械性能和耐磨性。
此外，该实验还可以用于检测表面上润滑剂的性质和效果，从而进一步满足特定应用的要求。
虽然纳米压痕拉曼光谱实验在残余应力研究中变得越来越重要，但仍有一些问题需要解决：首先，该实验耗费的时间较长，在某些特定场合中可能无法满足研究者的需求；其次，需要一定数量的拉曼光谱设备，以便研究者能够给出有效的数据；最后，技术人员还需要进一步提高自身的专业技能，以确保实验的有效性。
综上所述，纳米压痕残余应力场拉曼光谱实验是一种可以更为准确地测量残余应力的有效技术。
未来，研究者可以结合其他新型技术，进一步优化该实验，以改善表面润滑性和机械性能、耐磨性，提高表面材料的应用性能，从而为现代工业提供更多可能性。
以上就是《纳米压痕残余应力场拉曼光谱实验研究》的全部内容，通过本次研究可以更好地掌握纳米压痕技术在残余应力研究中的重要作用，并分析和说明纳米压痕拉曼光谱实验的特点和流程，从而为现代工业提供更多可能性。
拉曼光谱技术的应用概况
李永大教授系列讲座，2013
第5页
▲食品和饮料 •脂肪成分的Raman表征 •利用拉曼谱法对密封食 品味道的表征
▲司法 •控制药物及毒品的无损现场认定 •不同黑墨水的无损现场分析 •易爆材料 •伪造文件的分析
▲现场（实地）反应监控 •扩散的微测量 •锂电池研究 •磷化学工业的在线应用 •乳状液高分子化的拉曼谱学 实时监控 •化学产品在线监控的新进展
▲生物学 •细胞的研究 •疾病探测 •药物设计及制药材料 •药物—细胞相互作用的表征 •微生物学和细胞分类 •化妆品及皮肤分析 •支架和移植 •人皮肤的Raman测量 •单个活淋巴细胞的表面增强Raman分析 •单个细菌细胞的Raman分析 •利用高分辨率SERS深入理解血栓形成 机理 •在单一细胞水平上微生物的拉曼谱研究
•生物兼容性 •DNA/RNA分析 •药物细胞相互作用 •光动力治疗 •新陈代谢增加物 •疾病诊断 •单细胞分析 •细胞分类 •生物分子表征 •骨结构
李永大教授系列讲座，2013
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▲艺术和博物馆 •颜料的无损和现场分析 •古陶器的考古分析 •古壁画的显微拉曼颜 料分析
▲碳研究 •拉曼光谱学对技术上重要形 成的元素碳的影响 •根据硬碳薄膜的拉曼谱得出 的物理参数 •碳纳米管——拉曼谱带来什 么信息 •染色金刚石研究中扩散和光 致发光的Raman分析 •石墨烯Raman谱研究前景展 望
李永大教授系列讲座，2013
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欢迎学习交流
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无论定性或定量数据拉曼分析可以快捷地提供关键信息，对样品 的化学成分和结构作出快速表征（固、液、气体、胶体、泥浆、 粉末）
李永大教授系列讲座，2013
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拉曼光谱学最常用领域
▲制药和化妆品 ▲地质学和矿物学 •金刚石和矿物鉴定 •液体含量 •岩石断层中的矿物和相分布 • 极端条件下矿物行为 ▲碳材料 •单壁碳纳米管 •碳纳米管纯度 •碳纳米管的电学性质 •类金刚石涂层性质 •碳材料中缺陷或错位分析 •钻石质量和出处
拉曼光谱法及其在材料研究中的应用
拉曼光谱法及其在材料研究中的应用Raman Spectroscopy and Its Application to Materials Science目录第一节 拉曼光谱基本原理1.1 拉曼散射与拉曼位移1.2 拉曼活性和拉曼选律1.3 拉曼光谱与红外光谱比较1.4 拉曼光谱的特征谱带1.5 拉曼光谱的分辨能力第二节 激光拉曼光谱仪2.1 激光光源2.2 外光路系统及样品装置2.3 分光系统2.4 探测、放大和记录系统2.5 喇曼光谱实验中应注意的几个问题2.4.1 狭缝2.4.2 孔径角的匹配2.4.3 激发功率2.4.4 激发波长2.6 拉曼光谱数据处理第三节 拉曼光谱技术3.1 傅立叶变换拉曼光谱技术3.2 表面增强拉曼光谱技术3.3 激光共振拉曼光谱技术3.4 激光扫描共聚焦显微术3.5 纤维光学拉曼光谱术3.6 固体光声拉曼技术3.7 拉曼光谱与其它技术的联用第四节 拉曼光谱的应用4.1聚合物4.1.1 聚合物的分子结构4.1.2 聚合物的结晶结构4.1.3 聚合物的取向结构4.1.4 共混聚合物的相结构4.1.5 聚合反应动力学4.1.6 聚合物加工的在线测试4.1.7 聚合物形变的拉曼光谱行为4.1.8复合材料的界面行为4.2无机物、半导体及其低维材料4.2.1 炭基材料4.2.2 无机材料表面4.2.3 纳米半导体4.2.4 纳米结构的表面4.3生物体系4.3.1 蛋白质构型4.3.2 自组装行为4.3.3 生物组织分子诊断4.4 拉曼技术的特殊应用4.4.1遥感探测4.4.2 原位无损检测4.4.3 超快过程检测4.4.4 特殊环境中的监测参考书目[1] 薛奇，高分子结构研究中的光谱方法，高等教育出版社(1995)[2] 张树霖，拉曼光谱学与低维纳米半导体，科学出版社 (2008)[3] Ewen Smith and Geoffrey Dent, Modern Raman Spectroscopy - A Practical Approach, John Wiley & Sons, Inc.(2005)[4] Richard L. McCreery, Raman Spectroscopy for Chemica1 Analysis, John Wiley & Sons, Inc.(2000)[5] Maher S. Amer, Raman Spectroscopy for Soft Matter Applications, John Wiley & Sons, Inc.(2009)[6] John R. Ferraro, Kazuo Nakamoto and Chris W. Brown, Introductory Raman Spectroscopy (Second Edition), Academic Press (2003)思考题（1）拉曼光谱与红外光谱的本质区别是什么，如何判断待测样品是不是具有拉曼活性、红外活性，还是两者都有活性？（2）结合拉曼光谱的特点，从仪器结构上简述共聚焦显微拉曼光谱仪成为分析测试实验室最常见的拉曼光谱仪器的主要原因。
拉曼光谱仪的应用领域及工作原理
拉曼光谱仪的应用领域及工作原理拉曼光谱仪的应用领域1、拉曼光谱在化学讨论中的应用拉曼光谱在有机化学方面紧要是用作结构鉴定和分子相互作用的手段，它与红外光谱互为补充，可以辨别特别的结构特征或特征基团。
拉曼位移的大小、强度及拉曼峰形状是鉴定化学键、官能团的紧要依据。
利用偏振特性，拉曼光谱还可以作为分子异构体判定的依据。
在无机化合物中金属离子和配位体间的共价键常具有拉曼活性，由此拉曼光谱可供应有关配位化合物的构成、结构和稳定性等信息。
另外，很多无机化合物具有多种晶型结构，它们具有不同的拉曼活性，因此用拉曼光谱能测定和辨别红外光谱无法完成的无机化合物的晶型结构。
在催化化学中，拉曼光谱能够供应催化剂本身以及表面上物种的结构信息，还可以对催化剂制备过程进行实时讨论。
同时，激光拉曼光谱是讨论电极/溶液界面的结构和性能的紧要方法，能够在分子水平上深入讨论电化学界面结构、吸附和反应等基础问题并应用于电催化、腐蚀和电镀等领域。
2、拉曼光谱在高分子材料中的应用拉曼光谱可供应聚合物材料结构方面的很多紧要信息。
如分子结构与构成、立体规整性、结晶与去向、分子相互作用，以及表面和界面的结构等。
从拉曼峰的宽度可以表征高分子材料的立体化学纯度。
如无规立场试样或头—头，头—尾结构混杂的样品，拉曼峰是弱而宽，而高度有序样品具有强而尖锐的拉曼峰。
讨论内容包括：（1）化学结构和立构性判定：高分子中的C＝C、C—C、S—S、C—S、N—N等骨架对拉曼光谱特别敏感，常用来讨论高分子的化学组份和结构。
（2）组分定量分析：拉曼散射强度与高分子的浓度成线性关系，给高分子组分含量分析带来便利。
（3）晶相与无定形相的表征以及聚合物结晶过程和结晶度的监测。
（4）动力学过程讨论：伴随高分子反应的动力学过程如聚合、裂解、水解和结晶等。
相应的拉曼光谱某些特征谱带会有强度的更改。
（5）高分子取向讨论：高分子链的各向异性必定带来对光散射的各向异性，测量分子的拉曼带退偏比可以得到分子构型或构象等方面的紧要信息。
拉曼光谱技术与应用
2010年9月第17卷第27期研究进展中国当代医药CHINA MODERN MEDICINE拉曼光谱是一种散射光谱[1]。
拉曼光谱常采用激光作为单色光源，当一束频率为ν0的单色光照射到试样上会出现透射、吸收、散射3种情况。
散射光中的大部分频率与入射光相同（ν=ν0），而一小部分频率发生偏移（ν=ν0±νν）。
这种频率发生偏移的光的光谱就是拉曼光谱。
一般讨论的拉曼散射是指斯托克斯散射（ν=ν0+νν），光谱中常常出现一些尖锐的峰，是试样中某些特定分子的特征。
1拉曼光谱技术1.1常规拉曼光谱技术1.1.1傅里叶变换拉曼光谱技术傅立叶变换拉曼光谱技术使用傅立叶变换的干涉仪型光谱仪。
来自试样的拉曼散射光通过干涉仪进入探测器，获得一干涉图，随后进行傅里叶变换得到拉曼光谱。
此技术针对荧光强、颜色深的样品更适用。
这种技术克服了荧光干扰，具有测量波段宽、热效应小、光谱频率精度高及灵敏度高等优点，且具有多通路的特点，能同时测定所有频率[2]。
乔惠君等[3]介绍傅立叶变换近红外拉曼光谱技术是现代激光光谱技术中的一种，对其基础理论进行评价、综述。
邓学良等[4]利用傅立叶变换红外光谱法，直接、快速地测定了不同参片样品。
1.1.2显微拉曼光谱技术显微拉曼光谱技术通常是指装备有显微镜系统的拉曼光谱仪。
采用了低功率激光器，高转换效率的全息CCD 技术，具有检测灵敏度高、时间短、所需样品量小、样品无需制备等优点。
柯惟中等[5]采用显微激光拉曼谱仪对各类司法文件作了无损检测。
证明此技术用于检测、鉴定司法文件是切实可行的，鉴定的结果可以为法庭提供科学依据。
1.1.3光声拉曼技术光声拉曼光谱术是通过光声方法来直接探测样品中因相干拉曼过程而存储的能量的一种非线性光谱技术。
邹文栋[6]运用准平衡模型以及热弹理论，对固体样品中光声拉曼效应进行理论分析，导出了脉冲激光泵浦下光声拉曼信号的解析表达式，并总结分析了固体中光声拉曼效应的一些原理。
氧化铝薄层板拉曼光谱特性研究
氧化铝薄层板拉曼光谱特性研究
欧阳雨;冯尚彩;李宝惠
【期刊名称】《分析仪器》
【年(卷),期】2012(000)003
【摘要】为了研究氧化铝层析板在层析和表面增强拉曼光谱(TIC- SERS)联用中的影响.在785nm激发波长下分别测试了氧化铝层析板,涂布银胶后氧化铝层析板的拉曼特征谱,并对其进行归属.结果表明,涂布银胶能够有效降低氧化铝层析板的荧光背底,但在200～1500cm-1区域氧化铝层析板拉曼特征峰仍具有较强的强度,所以在利用氧化铝层析板进行TLC- SERS联用时,需充分考虑氧化铝层析板拉曼特征峰的影响.
【总页数】3页(P52-54)
【作者】欧阳雨;冯尚彩;李宝惠
【作者单位】临沂大学,临沂276005;临沂大学,临沂276005;临沂大学,临沂276005
【正文语种】中文
【相关文献】
1.ARALL层板剥离特性的研究（一）：胶粘剂对层板层间性能的影响 [J], 仲伟虹;郑瑞琪
2.多相氢氧化铝向薄水铝石相转变过程的微观结构研究 [J], 杨铎;史忠祥;王晶;于洪涛
3.氧化铝/二氧化铈X射线衍射及拉曼光谱研究 [J], 王奕;李长荣;曾泽芸;席作冰;庄
昌凌
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5.ARALL层板剥离特性的研究（二）──残余应力对层板层间性能的影响 [J], 仲伟虹;陈昌麒;李宏运;胡宏军;强伟;王玉瑛;郑瑞琪
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氧化铝涂层残余应力拉曼光谱测量技术及其应用氧化铝因其优异的性能被广泛用作高速切削刀具的涂层材料。
由于涂层与基底材料的性能差异,尤其是热膨胀系数的差异,涂层内不可避免地存在影响其服
役性能的残余应力。
微拉曼光谱法是一种有潜力的涂层残余应力测量手段,然而将其应用于氧化铝涂层的残余应力测量,还有一些基础性的问题有待解决。
本文针对氧化铝涂层残余应力拉曼光谱测量理论及其应用开展了研究。
本文首先在氧化铝材料缺少晶格动力学方程的背景下,结合单晶氧化铝主晶轴的压电光谱系数及欧拉旋转矩阵,推导出了任意取向氧化铝涂层的拉曼频移-
应力分量理论关系式。
期间,结合氧化铝的拉曼张量和偏振特性,计算出了不同偏振配置下拉曼振动模的可见性;推导了不同激光入射方向下偏振拉曼强度和晶体欧拉角之间的关系;给出了根据密勒指数确定晶体欧拉角的方法,从而给出了确
定理论关系式中的待定系数的方法。
针对具有特定织构的取向氧化铝涂层材料,本文确定出了氧化铝涂层表面和截面测量的拉曼频移-平面应力分量定量关系式。
分别根据密勒指数与晶体欧拉角的关系、不同激光入射方向下偏振拉曼强度与欧拉角的关系以及CAD几何图解法,计算、测量得到了样品表面和截面的欧拉角,
结合单晶氧化铝不同晶轴对应的压谱系数,给出了（0 1-1 2）、（11-2 0）织构取向氧化铝涂层样品的表面和截面拉曼频移-平面应力分量定量关系式。
基于所确定的氧化铝涂层表面与截面的拉曼频移-应力分量定量关系式,本
文进一步开展了氧化铝涂层表面残余应力分布以及残余应力沿层深分布的测量
与分析。
测量了不同厚度的氧化铝涂层和不同喷砂工艺的氧化铝涂层表面微区的残余应力分布情况,结果表明,厚涂层样品的残余应力值大于薄涂层样
品,ZrO<sub>2</sub>湿喷砂工艺处理的样品的残余应力比于未处理样品均
匀,A1<sub>2</sub>O<sub>3</sub>湿喷砂工艺处理的样品的残余应力水平低于
未处理样品;通过截面拉曼测量,发现从氧化铝涂层表面向下涂层的残余应力逐
渐增大。
最后,本文计算分析了表面和截面使用同一拉曼频移-应力定量关系获得的应力结果的偏差范围。