材料分析测试技术课件1
纳米材料的测试与表征精品PPT课件
Advaced Energy Material Lab
6
1核壳结构的CdTe-CdSe 量子点 2 核壳结构的CdSe-CdTe 量子点 3 均相结构的CdSe1-XTeX 量子点 4 梯度结构的CdSe1-XTeX 量子点 上述四种量子点的平均直径为5.9nm 组成为 CdSe0.6Te0.4
同位素分析；
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13
X-射线荧光光谱分析法
• 是一种非破坏性的分析方法，可对固体样品直接 测定。在纳米材料成分分析中具有较大的优点；
• X 射线荧光光谱仪有两种基本类型波长色散型和 能量色散型；
• 具有较好的定性分析能力，可以分析原子序数大 于3的所有元素。
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15
电子探针分析方法
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12
电感耦合等离子体质谱法
• ICP-MS 是利用电感耦合等离子体作为离子源的 一种元素质谱分析方法；该离子源产生的样品离 子经质谱的质量分析器和检测器后得到质谱；
• 检出限低（多数元素检出限为ppb-ppt级） • 线性范围宽（可达7个数量级） • 分析速度快（1分钟可获得70种元素的结果） • 谱图干扰少（原子量相差1可以分离），能进行
谱法TOF-SIMS
能谱分析 主要包括X 射线光电子能谱XPS 和俄歇电子能谱法AES
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体相成分分析方法
• 纳米材料的体相元素组成及其杂质成分的分析方 法包括原子吸收原子发射ICP， 质谱以及X 射线 荧光与衍射分析方法；
纳米材料的测试与表征--ppt课件【可修改文字】
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1
前言
• 纳米材料分析的特点
• 纳米材料的成份分析
• 纳米材料的结构分析
• 纳米材料的粒度分析
• 纳米材料的形貌分析
• 纳米材料的界面分析
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2
纳米材料分析的特点
• 纳米材料具有许多优良的特性诸如高比表面、高 电导、高硬度、高磁化率等；
• 纳米科学和技术是在纳米尺度上(0.1nm～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。
分析效果好；线性范围可达4～6个数量级 • 对非金属元素的检测灵敏度低；
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12
电感耦合等离子体质谱法
• ICP-MS 是利用电感耦合等离子体作为离子源的 一种元素质谱分析方法；该离子源产生的样品离 子经质谱的质量分析器和检测器后得到质谱；
• 检出限低（多数元素检出限为ppb-ppt级） • 线性范围宽（可达7个数量级） • 分析速度快（1分钟可获得70种元素的结果） • 谱图干扰少（原子量相差1可以分离），能进行
• 光子相关光谱(ＰＣＳ)技术能够测量粒度度为纳米量级的 悬浮物粒子,它在纳米材料，生物工程、药物学以及微生 物领域有广泛的应用前景。
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25
电镜法粒度分析
• 优点是可以提供颗粒大小，分布以及形状的数据， 此外，一般测量颗粒的大小可以从1纳米到几个微米 数量级。
• 并且给的是颗粒图像的直观数据，容易理解。
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31
X射线衍射结构分析
• XRD 物相分析是基于多晶样品对X射线的衍射 效应，对样品中各组分的存在形态进行分析。 测定结晶情况，晶相，晶体结构及成键状态等 等。 可以确定各种晶态组分的结构和含量。
最新材料分析测试技术课件第九章
一般认为肉眼能辨认的最低衬度不应小于 5%，则复型必须具有的
最小厚度差
tmin0Q .050.05tc
（9-14）
如果复型是由两种材料组成的，如图9-3（b）所示，假定凸起部分 总散射截面为 ，此时复型图形衬度为
I IB
IeQAt
QAt
（当QAt 远小于1时）
（9-15）
§9-3 一级复型和二级复型
• 一、一级复型 • 一级复型有两种，即塑料一级复型和碳一级复型。 • (一)塑料一级复型 • 图9-4是塑料一级复型的示意图。在已制备好的金相
样品或断口样品上滴上几滴体积浓度为1％的火棉胶醋酸 戊酯溶液或醋酸纤维素丙酮溶液，溶液在样品表面展平， 多余的溶液用滤纸吸掉，待溶剂蒸发后样品表面即留下 一层100nm左右的塑料薄膜。把这层塑料薄膜小心地从 样品表面上揭下来，剪成对角线小于3 mm的小方块后， 就可以放在直径为3mm的专用铜网上，进行透射电子显 微分析。从 图9-4中可以看出，这种复型是负复型，也 就是说样品上凸出部分在复型上是凹下去的。在电子束 垂直照射下，负复型的不同部分厚度是不一样的，根据 质厚衬度的原理，厚的部分透过的电子束弱，而薄的部 分透过的电子束强，从而在荧光屏上造成了一个具有衬 度的图像。如分析金相组织时，这个图像和光学金相显 微组织之间有着极好的对应性。
是同种材料制成的，如图9-3（a）
所示，则 式可简化为
QAQB ，那Q 么上
IAIeQ tAtBIeQ t Q t IB
（当 QΔt 远小于1时） （9-13）
（9-11） （9-12）
这说明用来制备复型的材料总散射截面Q值越大或复型相邻区域厚度差别越 大(后者取决于金相试样相邻区域浮雕高度差)，复型图像衬度越高。
材料科学分析技术(材料科学研究与测试方法-绪论)
X射线的物理基础
（3）X射线的吸收
dIx ＝ Ix+dx－Ix
dIx I x dx I x ＝ Ix Ix
＝ -l· dx
X光减弱规律的图示
l为线吸收系数（cm-1)，与入射X射线束的波长
及被照射物质的元素组成和状态有关。
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X射线的物理基础
X射线与物质的作用
X射线通过整个物质厚度的衰减规律：
6
performance
Tetrahedron
synthesis-processing
properties
composition-structure
7
Hexahedron
8
结构决定性能是自然界永恒的规律
“相” (phase)
在体系内部物理性质和化学性质完全均匀的一部分 成分和结构完全相同的部分才称为同一个相
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检测分析
信号发生
分析仪器
信号发生器
分析过程
产生分析信号
信号检测 信号处理
信号读出
检测器 信号处理器
读出装置
测量信号 放大、运算、 比较 记录、显示
12
检测信号与材料的特征关系
1.2 衍射分析方法概述
衍射分析主要用于物相分析和晶体结构的测定。
13
定义:光在传播过程中能绕过障碍物的边缘而偏 离直线传播，并且在屏幕上形成明暗相间的条 纹分布的现象。 光的衍射不易发生的原因： （1）无线电波：波长几百米，天涯若比邻 （2）声波，波长几十米，未见其人先闻其声
I/I0 = exp(-l • d)
式中I/I0称为X射线透射系数， I/I0 ＜1。 I/I0愈小,表示X射线被衰减的程度愈大。
材料分析测试技术
材料分析测试技术第一篇：材料分析测试技术一、引言材料分析测试技术是现代材料科学领域中非常重要的一部分，涵盖了材料结构、材料性能以及材料组成等方面的研究。
通过对材料进行分析测试，能够为材料的合理设计、精细加工、可靠使用以及环境保护等方面提供科学依据。
二、主要内容1.材料结构分析测试：此项测试主要是通过对材料的原位形貌、拉伸或压缩变形过程以及破坏机理的观察和分析，来揭示材料微结构的特征和结构与性能之间的关系。
2.材料物理性质测试：此项测试主要包括材料的热学性能、电学性能、光学性能等各个方面。
其中，热学性能测试包括热膨胀系数、热导率、比热等；电学性能测试包括电导率、介电常数、磁导率等；光学性能测试包括透过率、反射率、吸收率等。
3.材料化学成分测试：此项测试主要是通过对材料中各种元素化学量的测定，来确定材料的组成及其含量范围。
其中，常用的测试方法有荧光光谱法、原子吸收光谱法、质谱法等。
4.材料力学性能测试：此项测试主要是通过对材料的受力响应、变形、破坏等参数的测定，来评估材料的强度、韧性、脆性、疲劳性等力学特性。
其中，常用的测试方法有拉伸试验、压缩试验、硬度测试等。
三、测试技术优化为了提高材料分析测试的准确性和可靠性，需要注重以下几个方面：1.测试设备的选用和改进：从设备的选型、使用、维护等多方面考虑，提高设备的测试精度、可靠性和稳定性，并为特定的测试任务提供更优化的测试方法。
2.测试方法的优化：对测试方法的有效性、精度和可重复性进行评估和提高，并根据实际测试情况不断优化测试方法。
3.测试样品的处理：要注重对测试样品的处理和制备，避免样品的变形、损伤、干扰等因素对测试结果的影响。
4.测试人员的素质提高：对测试人员必须进行专业知识的培训和技能的提高，使其具备独立进行测试的能力和科学分析测试结果的能力。
四、应用前景目前，材料分析测试技术已经广泛应用于材料科学领域中的各个方面，如材料设计、加工制造、环境保护、矿产资源开发等。
现代材料测试技术测试方法1
4.1差热分析
4.1.2差热分析曲线
2、DTA曲线的温度测定及标定：外推法（反应起点、转变点、 终点） 外延起始温度——表示反应的起始温度
3、DTA曲线的影响因素 差热分析是一种热动态技术，在测试过程中体系的温度不断 变化，引起物质热性能变化。因此，许多因素都可影响DTA曲 线的基线、峰形和温度。归纳起来，影响DTA曲线的主要因素 有下列几方面： (1)仪器方面的因素：包括加热炉的形状和尺寸，坩埚材料及大 小，热电偶的位臵等。 (2)试样因素：包括试样的热容量、热导率和试样的纯度、结晶 度或离子取代以及试样的颗粒度、用量及装填密度等。 (3)实验条件：包括加热速度、气氛、压力和量程、纸速等。
哈纳瓦尔特(Hanawalt)索引与芬克(Fink)索引的比较：1、都 是以从强度上说的前四强的d值排在首位，作为一组 2、Hanawalt索引，其它七位按照强度的顺序排列（从大到小） 3、 Fink索引，其它七位按照d值的顺序排列
3.5粉晶X射线物相分析
3.5.1粉晶X射线定性分析
练习：某晶体粉末样品的XRD数据如下，请按Hanawalt法 和Fink法分别列出其所有可能的检索组。
3.5粉晶X射线物相分析
3.5.1粉晶X射线定性分析
2、索引 (1)字顺索引：是以物质的单质或化合物的英文名称，按英文字
母顺序排列而成的索引。
(2)矿物名称索引：按矿物英文名称的字母顺序排列。 (3)哈纳瓦尔特(Hanawalt)索引：是一种按d值编排的数字索
引，是鉴定未知物相时主要使用的索引。
(4)芬克(Fink)索引：也是一种按d值编排的数字索引，但其
d I/I0 d I/I0
4.27 10 2.16 2
3.86 80 2.07 95
哈工大 材料测试分析技术
第二章1. X射线的定义、性质。
连续X射线和特征X射线的产生、特点A：X射线，又被称为伦琴射线或X光，是一种波长范围在0.01埃到1000埃之间（对应频率范围30 PHz到30EHz）的电磁辐射形式。
X射线的性质：1）x射线的波长范围为0.01—1000埃；2）x射线是一种本质与可见光相同的电磁波，具有波粒二象性；3）波长短、能量大而显示其特性：①穿透能力强。
②折射率几乎等于1。
③通过晶体时发生衍射。
4）x射线对生物细胞与组织有较强的杀伤力。
X射线的产生：高速运动的电子突然受阻时，由于与物质的能量交换作用，从而产生x射线。
在实验室里，产生x射线是利用具有高真空度的x射线管。
连续X射线谱: —部分是具有连续波长的“白色”X射线谱，称为连续谱或“白色”谱；从阴极发出的电子经高压加速到达阳极靶材时，由于单位时间内到达的电子数目极大，而且达到靶材的时间和条件各不相同，并且大多数电子要经过多次碰撞，能量逐步损失掉，因而出现连续变化的波长谱。
特征X射线谱: 是由阳极金属材料成分决定的波长确定的特征X射线，称为特征谱，也称为单色谱或标识谱。
从阴极发出的电子在高压加速后，如果电子的能量足够大而将阳极靶原子中内层电子击出留下空位，原子中其他层电子就会跃迁以填补该空位，同时将多余的能量以X射线光子的形式释放出来，结果得到具有固定能量，频率或固定波长的特征X 射线。
其X射线的频率和能量由电子跃迁前后的电子能级(E2和E1)决定，即ℎν=E2−E1。
2. X射线与物质的相互作用A：X射线与物质的作用是通过X射线光子与物质的电子相互碰撞而实现的。
与物质作用后会产生X射线的散射（相干散射和非相干散射），X射线的透射，X射线的吸收，光电效应与荧光辐射等现象。
X射线穿过物质时，物质的原子可能使X射线光于偏离入射线方向，即发生散射。
X射线的散射现象可分为相干散射和非相干散射。
X射线透过物质后强度的减弱是X射线光子数的减少。
吸收时，能量向其他形式转变。
材料测试分析方法（究极版）
材料测试分析⽅法（究极版）绪论1分析测试技术？获取物质的组成、含量、结构、形态、形貌以及变化过程的技术和⽅法。
2材料分析测试的思路从宏观到微观形貌（借助显微放⼤技术）从外部到内在结构（借助X射线衍射技术）从⽚段到整体（借助红外，紫外，核磁，X射线光谱，光电⼦能谱等）3分析测试技术的发展的三个阶段？阶段⼀：分析化学学科的建⽴；主要以化学分析为主的阶段。
阶段⼆：分析仪器开始快速发展的阶段阶段三：分析测试技术在快速、⾼灵敏、实时、连续、智能、信息化等⽅⾯迅速发展的阶段4现代材料分析的内容及四⼤类材料分析⽅法？表⾯和内部组织形貌。
包括材料的外观形貌（如纳⽶线、断⼝、裂纹等）、晶粒⼤⼩与形态、各种相的尺⼨与形态、含量与分布、界⾯（表⾯、相界、晶界）、位向关系（新相与母相、孪⽣相）、晶体缺陷（点缺陷、位错、层错）、夹杂物、内应⼒。
晶体的相结构。
各种相的结构，即晶体结构类型和晶体常数，和相组成。
化学成分和价键（电⼦）结构。
包括宏观和微区化学成份（不同相的成份、基体与析出相的成份）、同种元素的不同价键类型和化学环境。
有机物的分⼦结构和官能团。
形貌分析、物相分析、成分与价键分析与分⼦结构分析四⼤类⽅法。
5化学成分分析所⽤的仪器？化学成分的表征包括元素成分分析和微区成分分析。
所⽤仪器包括：光谱（紫外光谱、红外光谱、荧光光谱、激光拉曼光谱等）⾊谱（⽓相⾊谱、液相⾊谱、凝胶⾊谱等）。
热谱（差热分析、热重分析、⽰差扫描量热分析等）。
表⾯分析谱（X射线光电⼦能谱、俄歇电⼦能谱、电⼦探针、原⼦探针、离⼦探针、激光探针等）。
原⼦吸收光谱、质谱、核磁共振谱、穆斯堡尔谱等。
6.现代材料测试技术的共同之处在哪⾥？除了个别的测试⼿段（扫描探针显微镜）外，各种测试技术都是利⽤⼊射的电磁波或物质波（如X射线、⾼能电⼦束、可见光、红外线）与材料试样相互作⽤后产⽣的各种各样的物理信号（射线、⾼能电⼦束、可见光、红外线），探测这些出射的信号并进⾏分析处理，就课获得材料的显微结构、外观形貌、相组成、成分等信息。
材料现代分析方法ppt课件
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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
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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
.
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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
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
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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
现代材料分析测试技术
现代材料分析测试技术1. 引言现代材料分析测试技术是指利用科学仪器和方法对材料进行测试、分析和评估的一种技术手段。
随着材料科学的不断发展和技术的进步，现代材料分析测试技术在工业、科研和生产领域起着至关重要的作用。
本文将介绍常用的现代材料分析测试技术，包括扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)等。
2. 扫描电子显微镜(SEM)扫描电子显微镜(SEM)是一种非常重要的材料分析测试仪器。
它通过扫描材料表面并通过电子束与材料相互作用来获得材料表面微观形貌和成分信息。
SEM广泛应用于材料科学、纳米材料研究、材料工艺等领域。
它可以观察样品的表面形貌、晶体结构、晶粒大小等，并通过能谱分析仪来获得元素组成信息。
3. 透射电子显微镜(TEM)透射电子显微镜(TEM)是一种用于观察材料内部结构的高分辨率显微镜。
TEM通过电子束穿透材料，并通过对透射电子进行束缚和散射来图像化材料的内部结构。
它在材料科学、纳米技术、纤维材料等领域具有重要的应用价值。
TEM能够观察材料的晶体结构、晶格缺陷、晶粒尺寸等，并可获得高分辨率的像像。
4. X射线衍射(XRD)X射线衍射(XRD)是一种常用的材料分析测试技术。
它利用材料对入射X射线的衍射现象来研究材料的晶体结构和晶格参数。
XRD广泛应用于材料科学、矿产勘探、无机化学等领域。
XRD可以确定材料的晶体结构、晶格常数、相对结晶度等，并可通过对射线衍射的精确测定来研究材料的相变行为和配位状态。
5. 红外光谱(FTIR)红外光谱(FTIR)是一种常用的材料分析测试技术，可以用来研究材料的分子结构和化学键的振动情况。
红外光谱可以提供关于材料的化学成分、结构和功能的重要信息。
它广泛应用于材料科学、有机化学、聚合物科学等领域。
红外光谱可以帮助确定材料的分子结构、功能团的存在和分布，以及材料的晶体性质等。
6. 总结现代材料分析测试技术在材料科学和工程领域起着至关重要的作用。
材料测试方法-Xray-part1
……
思考: 1、Kα和Kβ哪个波长大? 能量大?强度大? 2、Kα和Lα哪个波长大? 能量大?
精细辐射（由亚电子层跃迁产生的辐射）
K激发，LⅢ跃迁引起的辐射→ Kα１辐射 K激发，LⅡ跃迁引起的辐射→ Kα２辐射 由于量子效应的缘故不存在LⅠ跃迁，故没有 Kα３辐射 Kα辐射由Kα1和Kα2 合成得到
§1-2 X射线的本质
X射线的特点 1、肉眼不可见 2、具有很强的穿透性 3、可使照相底片感光 4、可使荧光物质发光 5、可使空气电离 6、对生物细胞有杀伤作用 7、电磁场不能使其偏转 8、可通过晶体产生衍射
X射线的本质
是波长为10-8cm左右的电磁波，波长介于γ射线和紫 外线波长之间，与晶体的晶格常数为同一数量级。
聚焦罩——避免热电子束在加速过程中发散，与灯 丝保持有100-400V的负电位差
冷却套 ——防止阳极靶的熔化，电子束轰击阳极 靶时只有1%的能量转化为X射线能量，其余99%都 转为热能，必须用冷却水使其降温
电子束 X射线
高功率旋转阳极 ——无需水冷
X光管电路参数
管电压V（阳极电 压），作用在阴极
描述X射线强弱的参量
强度（Intensity）I ——单位时间内通过单位截面 积上的能量（J / m2S） 波动性描述 I ∝︱A︱2（正比于波振幅A的平方） 粒子性描述 I = n hν（正比于光子的数量和能量) 绝对强度， J / m2S 相对强度，无量纲
§1-3 X射线的产生及X射线管
X射线的产生机理 粒子（带电或不带电）作高速运动→撞击到障碍 物质的电子→猝然减速→入射粒子以释放电磁波 的形式进行能量交换→X射线
电子显微分析
电子光学基础 透射电子显微镜 复型技术 电子衍射 扫描电子显微镜 电子探针显微分析
材料测试技术第二篇衍射分析1
主要内容
◆ 第五章 X射线衍射原理 ◆ 第六章 X射线衍射方法 ◆ 第七章 X射线衍射分析的应用 ◆ 实验 仪器演示及谱图分析
辨析概念：x射线的散射、衍射与反射 （1）x射线的散射：X射线照射晶体，电子受迫振动产生相干 散射；同一原子内各电子散射波相互干涉形成原子散射波。 （2）衍射：晶体中各原子相干散射波叠加（合成）的结果。 （3）反射：入射线照射各原子面产生的反射线实质是各原子 面产生的反射方向上的相干散射线。记录的样品反射线实质 是各原子面反射方向上散射线干涉加强的结果，即衍射线。
Ea＝ZEe Ia＝Ea2
Ia＝Z2Ie
式中：Ea：原子散射波振幅； Ia ：原子散射强度；Z：原子 序数；Ee：单个电子散射波振幅；Ie：电子散射强度
原子中Z (原子序数)个电子，分布在核外各电子层上，则：
2
2
(BC
AD)
（1）当入射线的方向与各 电子散射线方向相同。2θ ＝0，φ＝0所有电子散射波 间无位相差(φ＝0)。
所以，在材料的衍射分析中，“反射”与“衍射”作为同 义词使用。
反射定律：光从一种均匀物质射向另一种均匀物质时，会在它 们的分界面上改变传播方向。此时，入射光线，反射光线，法 线在同一平面内；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反 射角与入射角相等。
入射光线
法线
反射光线
平面
晶体的衍射谱图
第五章 X射线衍射原理
一维劳埃方程
任意两相邻原子（A与B）散射线间光程差（δ）
δ = AM - BN = acosα - acos α0
※ 散射线干涉一致加强的条件为δ=Hλ，即 a(cosα-cosα0)=Hλ
式中：H—任意整数，0，±1，±3，…， 称为衍射级数。 ※ 单一原子列衍射线方向（α）与入射线波长 （λ）及方向（ α0）和点阵常数的相互关 系，称为一维劳埃方程: a·(s-s0)=Hλ
材料分析测试技术
材料分析测试技术一、常用的材料分析测试技术：1.光学显微镜：光学显微镜是一种非常常用的材料分析测试技术。
它利用光学原理对样品进行观察和分析，可以获取样品的形貌特征、颜色、晶体结构等信息。
2.电子显微镜：电子显微镜是一种比光学显微镜具有更高分辨率的显微镜。
它利用高能电子束来观察和分析样品，可以获得更高分辨率的图像和更详细的样品信息。
3.X射线衍射：X射线衍射技术是一种常用的材料结构分析技术。
它利用X射线与样品相互作用，通过分析衍射图样中的衍射峰位置和强度来推断样品的晶体结构、晶格参数等信息。
4.热分析技术：热分析技术包括热重分析、差热分析和热膨胀分析等。
它们利用样品在不同温度下的热物理性质的变化来推断材料的热稳定性、热解行为、热性能等信息。
5.光谱分析技术：光谱分析技术包括紫外可见吸收光谱、红外光谱、拉曼光谱等。
它们利用材料对不同波长的光的吸收、散射等现象来推断样品的组成、化学键信息、分子结构等。
6.表面分析技术：表面分析技术包括扫描电子显微镜、原子力显微镜、表面X射线衍射等。
它们通过分析样品表面的形貌、化学组成、原子排列等信息来了解材料的表面特性和性能。
7.能谱分析技术：能谱分析技术包括电子能谱、质谱、中子活化分析等。
它们通过分析样品中不同能量的粒子和辐射的能谱图样来推断样品的元素组成、同位素含量等。
二、材料分析测试技术的应用：1.材料研发和合成：材料分析测试技术可以帮助研究人员了解材料的组成、结构和性能，从而指导材料的设计、合成和改进。
2.质量控制和品质检验：材料分析测试技术可以帮助企业对原材料和成品进行质量控制和品质检验，确保产品的合格性和稳定性。
3.故障分析和事故调查：材料分析测试技术可以帮助工程师和科学家对发生故障和事故的材料进行分析和鉴定，并找出故障原因和事故责任。
4.工程应用和材料性能评估：材料分析测试技术可以帮助工程师评估材料的性能和可行性，为工程应用提供科学依据和技术支持。
5.文物保护和文化遗产研究：材料分析测试技术可以帮助文物保护人员对古代文物进行分析和鉴定，了解其材料组成和制作工艺，从而保护和研究文化遗产。
材料分析与表征课件
表面结构
通常所说的表面是指大块晶体的三维周期结构与真空 之间的过渡区，它包括所有不具有体内三维周期性的 原子层，一般是一个到几个原子层，厚度约为0.52nm；表面结构指的就是表面上这一层原子的排列。
5
表面结构⎯⎯理想表面
如果讨论的固体是没有杂质的单晶，则作为零级近似 可将清洁表面想象成为一个“理想表面”，它是在无限 晶体中插进一个平面后将其分成两部分形成的。 在这过程中除了对晶体附加了一组边界条件外没有其 他任何变化。在半无限晶体内部，原子和电子的状态 都和原来无限晶体中的情况一样。
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表面结构
Au、Pt的清洁(001)面与体内就很不一样，它们的顶层 原子排列成密堆积的六角结构对称性； 而Ge、Si等共价半导体其(111)表面上的原子分布具有 比体内大得多的周期。 真实晶体的清洁表面可以因垂直表面方向上的驰豫和 平行表面方向上的重构等原因而形成另一种结晶相。
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表面结构⎯⎯偏析
a1 = a
2
;
a2 = a
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材料的表面结构表示方法
The fcc(111) surface With the fcc(111) surface we again have a situation where the length of the two vectors are the same i.e. | a1| = | a2| . We can either keep the angle between the vectors less than 90° or let it be greater than 90°. The normal convention is to choose the latter, i.e. the right hand cell of the two illustrated with an angle of 120° between the two vectors.
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。