分析化学与社会发展共18页
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正因为分析化学已具备了新的基础,使材料科学所提出的分析新课题得到解
决,促进了半导体材料、原子能材料以及激光材料的研究和发展。
材料分析化学
材料分析化学是利用现代分析测试技术，研 究材料成分、结构、微观形貌、表面界面和缺 陷等确定材料特征以及相关理论基础的材料科 学分支。
材料分析化学是材料化学的重要组成部分， 主要任务是研究和解决材料科学在理论和工程 实际中的问题。它在材料科学研究中不可或缺， 贯穿在材料科学的研究中。
两门学科的关系
在材料的研究和生产中,分析化学始终起着重要作用。据考古学家的分析鉴 定,证明早在三千年之前,我国在青铜器的冶炼和浇铸中,已能根据其不同的用途 对合金中铜、锡、铅三项主要组分的含量控制在不同的范围内,其误差不大于5% 。
由此可推测,当时已具备一定的分析检测方法来配合此类青铜的冶炼加工过 程,尽管这些方法可能是很原始的,或者只是凭操作者的经验。在20世纪的中叶, 材料科学的发展提出了痕量分析、超纯物质分析、微区分析等新课题。处于第 二次变革时期的分析化学吸收了物理学和电子学的新成果,研究和发展了许多以 物理化学和物理学原理为基础的仪器分析方法,使分析化学从经典化学方法向以 仪器分析方法为主的现代分析化学阶段进展。
俄歇电子能谱
俄歇电子能谱（Auger electron spectroscopy，简称 AES），是一种表面科学和材料科学的分析技术。
因此技术主要借由俄歇效应进行分析而命名之。这种
效应系产生于受激发的原子的外层电子跳至低能阶所放出 的能量被其他外层电子吸收而使后者逃脱离开原子，这一 连串事件称为俄歇效应，而逃脱出来的电子称为俄歇电子。
原位观察样品最表面层的局域结构信息，能达到原子 级的高分辨率。 应用学科 材料科学技术（一级学科），材料科学技
术基础（二级学科），材料科学基础（三级学科）， 材料的表征与测试（四级学科）
材料分析化学对材料科学的作用
一、材料成份和结构决定材料性能
分析结果←→改善材料制备方法←→高性能 材料
材料设计需要分析、表征作为保证
二、为材料分析提供理论和实际工作基础，选择适 当分析方法的方法。 对于实际材料样品，能够根据分析要求，作出 正确的分析方法判断，撰出分析步骤。 对于具体的分析方法和手段，需要更专门的知 识，参考相关材料和文献。
对于分析化学与社会发展这门课的感触
通过这门课，了解到了分析化学不仅仅是 实验室里复杂而难以理解的实验，更与我们每 个人的日常生活，我们学习的学科，我们从事 的职业有着巨大的关系；
处于原子内壳层的电子结合能较高，要把它打出来
需要能量较高的光子,以镁或铝作为阳极材料的X射线源得 到的光子能量分别为1253.6电子伏和1486.6电子伏，此范 围内的光子能量足以把不太重的原子的1s电子打出来。
结合能值各不相同，而且各元素之间相差很大，容易
识别（从锂的55电子伏增加到氟的694电子伏），因此,通 过考查1s的结合能可以鉴定样品中的化学元素。
也更加让我了解到了，每一个学科都对社 会发展起着独特且不可忽视的影响，我们新时 代的大学生更应该潜心于学问，充实自己的同 时以所学来回馈这个社会。
骑 封 篙 尊 慈 榷 灶 琴 村 店 矣 垦 桂 乖 新 压 胚 奠 倘 擅
骑 封 篙 尊 慈 榷 灶 琴 村 店 矣 垦 桂 乖 新 压 胚 奠 倘 擅
X射线衍射方法
X射线晶体学是一门利用X射线来研究晶体中原子排列的学科。 更准确地说，利用电子对X射线的散射作用，X射线晶体学可以获
得晶体中电子密度的分布情况，再从中分析获得原子的位置信息， 即晶体结构。
由于所有的原子都含有电子，并且X射线的波长范围为0.001 －10纳米（即0.01－100埃），其波长与成键原子之间的距离（1 －2埃附近）可比，因此X射线可用于研究各类分子的结构。但是， 到目前为止还不能用X射线对单个的分子成像，因为没有X射线透 镜可以聚焦X射线，而且X射线对单个分子的衍射能力非常弱，无 法被探测。
• 大量样品－常用分析方法，多次取样分析 • 微量样品－谱学分析法，1～2次取样
• 二、材料结构分析 1. 晶体结构－衍射分析方法，显微方法，热
分析 2. 非晶材料－衍射分析方法，热分析，显微
分析 3. 高分子材料
三、表面分析 X光电子能谱（XPS），俄歇电子能谱 （AES），扫描隧道显微术(STM)
对分析化学的要求
1.复杂体系样品：组分的多样性、多体系（相、 界面）物质、
2.无损、动态、实时在线、状态分析 3.生命过程的分析、控制途径 4.Comprehensive Analysis • 常量、微量、痕量 • 总体结构、微区、表面、空间分布 • 宏观形貌、微观结构
材料分析化学研究方法
• 一、材料组成的成份分析 成份的定性、定量分析 样品制备－根据分析目的制备样品 定性分析－确定成份和种类，谱学分析法 定量分析－各组分量的确定，化学分析、 仪器分析、能谱分析
1953年，俄歇电子能谱逐渐开始被实际应用于鉴定样 品表面的化学性质及组成的分析。其特点在俄歇电子来自 浅层表面，仅带出表面的资讯，并且其能谱的能量位置固 定，容易分析。
扫描隧道显微术(STM)
中文名称 扫描隧道显微术 英文名称 scanning tunnelling microscopy，STM 定义利用 量子隧道效应的表面研究技术。能实时、
而晶体（一般为单晶）中含有数量巨大的方位相同的分子，X
射线对这些分子的衍射叠加在一起就能够产生足以被探测的信号。 从这个意义上说，晶体就是一个X射线的信号放大器。X射线晶体 学将X射线与晶体学联系在一起，从而可以对各类晶体结构进行研
究，特别是蛋白质晶体结构。
X光电子能谱
Leabharlann Baidu
以X射线为激发光源的光电子能谱，简称XPS或 ESCA[1] 。
决,促进了半导体材料、原子能材料以及激光材料的研究和发展。
材料分析化学
材料分析化学是利用现代分析测试技术，研 究材料成分、结构、微观形貌、表面界面和缺 陷等确定材料特征以及相关理论基础的材料科 学分支。
材料分析化学是材料化学的重要组成部分， 主要任务是研究和解决材料科学在理论和工程 实际中的问题。它在材料科学研究中不可或缺， 贯穿在材料科学的研究中。
两门学科的关系
在材料的研究和生产中,分析化学始终起着重要作用。据考古学家的分析鉴 定,证明早在三千年之前,我国在青铜器的冶炼和浇铸中,已能根据其不同的用途 对合金中铜、锡、铅三项主要组分的含量控制在不同的范围内,其误差不大于5% 。
由此可推测,当时已具备一定的分析检测方法来配合此类青铜的冶炼加工过 程,尽管这些方法可能是很原始的,或者只是凭操作者的经验。在20世纪的中叶, 材料科学的发展提出了痕量分析、超纯物质分析、微区分析等新课题。处于第 二次变革时期的分析化学吸收了物理学和电子学的新成果,研究和发展了许多以 物理化学和物理学原理为基础的仪器分析方法,使分析化学从经典化学方法向以 仪器分析方法为主的现代分析化学阶段进展。
俄歇电子能谱
俄歇电子能谱（Auger electron spectroscopy，简称 AES），是一种表面科学和材料科学的分析技术。
因此技术主要借由俄歇效应进行分析而命名之。这种
效应系产生于受激发的原子的外层电子跳至低能阶所放出 的能量被其他外层电子吸收而使后者逃脱离开原子，这一 连串事件称为俄歇效应，而逃脱出来的电子称为俄歇电子。
原位观察样品最表面层的局域结构信息，能达到原子 级的高分辨率。 应用学科 材料科学技术（一级学科），材料科学技
术基础（二级学科），材料科学基础（三级学科）， 材料的表征与测试（四级学科）
材料分析化学对材料科学的作用
一、材料成份和结构决定材料性能
分析结果←→改善材料制备方法←→高性能 材料
材料设计需要分析、表征作为保证
二、为材料分析提供理论和实际工作基础，选择适 当分析方法的方法。 对于实际材料样品，能够根据分析要求，作出 正确的分析方法判断，撰出分析步骤。 对于具体的分析方法和手段，需要更专门的知 识，参考相关材料和文献。
对于分析化学与社会发展这门课的感触
通过这门课，了解到了分析化学不仅仅是 实验室里复杂而难以理解的实验，更与我们每 个人的日常生活，我们学习的学科，我们从事 的职业有着巨大的关系；
处于原子内壳层的电子结合能较高，要把它打出来
需要能量较高的光子,以镁或铝作为阳极材料的X射线源得 到的光子能量分别为1253.6电子伏和1486.6电子伏，此范 围内的光子能量足以把不太重的原子的1s电子打出来。
结合能值各不相同，而且各元素之间相差很大，容易
识别（从锂的55电子伏增加到氟的694电子伏），因此,通 过考查1s的结合能可以鉴定样品中的化学元素。
也更加让我了解到了，每一个学科都对社 会发展起着独特且不可忽视的影响，我们新时 代的大学生更应该潜心于学问，充实自己的同 时以所学来回馈这个社会。
骑 封 篙 尊 慈 榷 灶 琴 村 店 矣 垦 桂 乖 新 压 胚 奠 倘 擅
骑 封 篙 尊 慈 榷 灶 琴 村 店 矣 垦 桂 乖 新 压 胚 奠 倘 擅
X射线衍射方法
X射线晶体学是一门利用X射线来研究晶体中原子排列的学科。 更准确地说，利用电子对X射线的散射作用，X射线晶体学可以获
得晶体中电子密度的分布情况，再从中分析获得原子的位置信息， 即晶体结构。
由于所有的原子都含有电子，并且X射线的波长范围为0.001 －10纳米（即0.01－100埃），其波长与成键原子之间的距离（1 －2埃附近）可比，因此X射线可用于研究各类分子的结构。但是， 到目前为止还不能用X射线对单个的分子成像，因为没有X射线透 镜可以聚焦X射线，而且X射线对单个分子的衍射能力非常弱，无 法被探测。
• 大量样品－常用分析方法，多次取样分析 • 微量样品－谱学分析法，1～2次取样
• 二、材料结构分析 1. 晶体结构－衍射分析方法，显微方法，热
分析 2. 非晶材料－衍射分析方法，热分析，显微
分析 3. 高分子材料
三、表面分析 X光电子能谱（XPS），俄歇电子能谱 （AES），扫描隧道显微术(STM)
对分析化学的要求
1.复杂体系样品：组分的多样性、多体系（相、 界面）物质、
2.无损、动态、实时在线、状态分析 3.生命过程的分析、控制途径 4.Comprehensive Analysis • 常量、微量、痕量 • 总体结构、微区、表面、空间分布 • 宏观形貌、微观结构
材料分析化学研究方法
• 一、材料组成的成份分析 成份的定性、定量分析 样品制备－根据分析目的制备样品 定性分析－确定成份和种类，谱学分析法 定量分析－各组分量的确定，化学分析、 仪器分析、能谱分析
1953年，俄歇电子能谱逐渐开始被实际应用于鉴定样 品表面的化学性质及组成的分析。其特点在俄歇电子来自 浅层表面，仅带出表面的资讯，并且其能谱的能量位置固 定，容易分析。
扫描隧道显微术(STM)
中文名称 扫描隧道显微术 英文名称 scanning tunnelling microscopy，STM 定义利用 量子隧道效应的表面研究技术。能实时、
而晶体（一般为单晶）中含有数量巨大的方位相同的分子，X
射线对这些分子的衍射叠加在一起就能够产生足以被探测的信号。 从这个意义上说，晶体就是一个X射线的信号放大器。X射线晶体 学将X射线与晶体学联系在一起，从而可以对各类晶体结构进行研
究，特别是蛋白质晶体结构。
X光电子能谱
Leabharlann Baidu
以X射线为激发光源的光电子能谱，简称XPS或 ESCA[1] 。