材料测试方法

材料测试方法
材料测试方法

一、熔体流动速率

测试标准按照GB/T 3682-2000熔体熔融指数测定标准,此标准在技术内容上与ISO 1133完全相同。

测试方法与条件

1、清洗仪器。在开始做一组实验前,要保证料筒再选定温度恒温不少于15min

2、根据预先估计的流动速率,将3-8g样品装入料筒。装料时,用手持装料杆压实样料。对于氧化降解敏感的材料,装料时应尽可能避免接触空气,并在1min内完成装料过程。根据材料的流动速率,将加负荷或者未加负荷的活塞放入料筒,压实。

3、在装料完成后,预热4min使受热均匀,温度稳定在所选温度。如果原来没有加负荷或者负荷不足的,此时应把选定的负荷加到活塞上。让活塞在重力的作用下下降,直到挤出没有气泡的细条,根据材料的实际粘度,这个现象可能会在加负荷前或者加负荷后出现。这个操作时间不应超过1min。用切料工具切断挤出物,并丢弃。然后让加负荷的活塞在重力作用下继续下降。当下降标线到达料筒顶面时,开始用秒表计时,同时用切断工具切断挤出物并丢弃之。

然后,逐一收集按一定时间间隔的挤出物切断,以测定挤出速率,切断时间间隔取决于熔体流动速率,每条切断的长度应不短于10mm,最好在10-20mm。

4、用公式计算熔体质量流动速率(MFR)值,单位为g/10min:

MFR(θ,m nom)=

t m

t

ref

式中:θ----试验温度,℃;

m nom----标称负荷,Kg;

m----切段的平均质量,g;

t ref----参比时间(10min),s(600s);

t----切断的时间间隔,s;

取2位有效数字表示结果,并记录所使用的实验条件(如190/2.16)。

二、密度

测试标准按照ISO845材料密度测定标准进行测试。

测试方法:测试在水中的固体塑料样品(测试样品在1—50克)

1、将网球用酒精清洗后,放于水中吊栏,再将称量盘放于测量台上,然后按归零键归零。

2、在零点状态下,将塑胶颗粒放入称量盘内,通常取样经验值在7g左右。

3、当稳定符号显示时,按记忆键一下,代表记忆样品空气中重量。

4、用镊子从水中取出网球,再将颗粒倒入网球中,并盖好。注意此时颗粒不能遗漏和增加。

5、用镊子将网球放入酒精中清洗,稍用力做上下反复抖动动作,确保颗粒间无气泡后取出。

6、用镊子将网球放入水中吊栏,并将玻璃杯放回原位,同时注意观察产品表面不能有气泡产生,有气泡应及时清除。

7、当稳定符号显示时,按记忆键一下,显示密度值。

8、电子密度计的测量塑料密度过程为二个步骤,即记忆空气中重量,和水中重量,然后就显示密度值,精度为千分之一,过程简单,操作顺畅,水中吊栏不能碰触水槽。

三、静态压缩强度

本测试采用国际标准ISO 844:2004《硬质泡沫塑料压缩性能测试》以及国标GB/T 8168-2008《包装用缓冲材料静态压缩试验方法》。

1、试验样品

1.1 取样

试验样品应在放置24h以上的成品中随机抽取,当其尺寸不能达到规定的要求时,允许在与生产条件相同的条件下专门制造试验样品。

1.2 试验材料的准备:用被试缓冲材料制备5个尺寸相同的试样,试样厚度应为(50±1)mm,使用时需带有模塑表皮的制品,其试样应取整个制品的原厚,但厚度最小为10mm,最大不得超过式样的宽度或者直径。

试样的受压面为正方形或者圆形,最小面积为25cm2,最大面积为230cm2。首选使用受压面为(100±1)mm×(100±1)mm的正四棱柱式样。不允许几个式

样叠加进行试验,不同厚度的试样测得的结果不具可比性。

2、试验步骤

2.1 试验前,对试验样品进行进行厚度测量,作为试验的原始厚度(T )。

2.2在万能材料试验机或包装件压力试验机上对缓冲材料低速施压,压缩速度为12±3mm/min 。压缩过程中连续测量、记录压力及相应的变形,绘制出压力-变形曲线。当压缩载荷急剧增加时停止试验。卸去载荷3min 后测量试验样品的厚度(Tj )。记录压缩到原始厚度的25%、50%、75%三个点时的压力值F m 。

3、计算

静态压缩强度σm (KPa )按照下式进行计算:

30

m m 10A F ?=σ 式中:Fm----试样压缩到原始厚度的25%、50%、75%三个点时的压力值,N ; A 0----试样受压力面积,mm 2。

四、拉伸强度

本测试采用国际标准ISO 1798:2008《软质泡沫聚合材料拉伸强度和断裂伸长率的测定》进行测试。

1、试样要求:

1.1 取样方向 如果产品的泡孔具有很明显的方向性(泡孔取向),在制备拉伸试样时,应当使试样的纵轴垂直于泡孔的长轴方向,否则,应在报告中说明试样纵轴位置与泡孔长轴的相对关系。

1.2试样形状以尺寸 试样横截面应为矩形,带表皮或者不带表皮,无明显缺陷。拉伸试样用下图所示的刀模冲切,试样厚度为10mm 。

1.3 试样数量 除非有关各方另行商定,否则,应提供足够的材料使每组试样至少有5个在标线内断裂。

1.4试样状态 试样应在生产后72h 再进行测试。

2、试验方法

2.1 用于冲切试样的材料,选择5个均匀分布的点测量其厚度,厚度差超过±2%的材料应被剔除。

2.2在每个试样上画上两条平行的标线作为标距,两条标线的距离为40mm,标距的测量精度为±1%。

2.3将拉力试验机的载荷示值置于零位,把试样夹在拉力试验机的夹具上,仔细而对称地调整试样,使拉力均匀地分布在试样横截面积上,对试样施加0.1KPa 的预应力或者0.5%预伸长。完成预载荷或预伸长后,将伸长测量系统伸长示值清零,然后启动拉力试验机,拉伸速度为500mm/min±50mm/min,记录拉伸过程最大载荷(精确至1%)和试样断裂瞬间两标线间距(精确至±1.25mm),剔除标线外断裂的试样,并继续试验直到获得5个满意的结果。

3、计算

3.1拉伸强度

按下式计算拉伸强度,单位为KPa

式中:

TS——拉伸强度,单位为千帕(KPa)

F——最大载荷,单位为牛(N)

A——试样平均原始横截面积,单位为平方毫米(mm2)

3.2断裂伸长率

按下式计算断裂伸长率

式中:

Eb——断裂伸长率,以%表示;

L——试样断裂标距,单位为毫米(mm)

L0——试样原始标距,单位为毫米(mm)

五、弯曲强度

本测试采用国际标准ISO 1209-2:2004《泡沫塑料弯曲强度和表观弯曲模量的测定》进行测试。

六、表面电阻率的测试

本测试采用国际标准ISO 3915《塑料.导电塑料电阻率的测量》进行测试。

6.1试样要求

试样可为任何实际的形状,如平板,带状或管状。

除非特别要求,最少3个测试样品, 每个样品测3个点。样品的两面都应进行测试。

6.2测试方法

1、接好电源线

确保电源为220V AC/50Hz

2、接通电源

将电流电阻量程置于104档,电压量程置于10V,然后开机。

3、调零

在“Rx”两端开路的情况下,调零使电流表的显示为0000 .注意:在“Rx”两端不开路,如接在电阻箱或被测量物体上时调零后测量会产生很大的误差。一般一次调零后在测试过程中不需再调零。完毕后关机。

4、连接线路

接好测试线,将测试线将主机与屏蔽箱连接好,测体积电阻时测试按钮拨到Rv 边,测表面电阻时测试按钮拨到Rs 边。然后开机。

5、选择合适的测量电压

电压选择开关在后面板,注意,在测试过程中不要随意改动测量电压,可能因电压的过高或电流过大损坏被测试器件或测试仪器;

6、测试

测量时从低档位逐渐拔往高档,每拨一次稍停留1~2 秒以使观察显示数字,当被测电阻大于仪器测量量程时,电阻表显示“1”,此时应继续将仪器拨到量程更高的位置,当测量仪器有显示值时应停下,当前的数字乘以档次即是被测电阻值。当有显示数字时不要再往更高次档拨,否测仪器会过量程,机内保护电路开始工作,仪器测量准确度会下降。

7、测试完毕将电阻电流量程拔至“104”档,电压量程调至10V 后关闭电源

每测量一次均应将量程开关拨回到104“调零”档的量程位置以免开机或测量端短路时而损坏仪器。

8、测量电流及1015Ω以上超高电阻的测量应用测量电流后用欧姆定律以电压除以电流计算电阻的方法。

9、体积电阻和表面电阻转换

在测试过程中,使用屏蔽箱在进行体积电阻和表面电阻转换时,必须把电源关闭后进行档位转换,否则会导致电压冲击到主机无法显示或损坏。

七、吸水性试验

材料物理专业《材料分析测试方法A》作业

材料物理专业《材料分析测试方法A 》作业 第一章 电磁辐射与材料结构 一、教材习题 1-1 计算下列电磁辐射的有关参数: (1)波数为3030cm -1的芳烃红外吸收峰的波长(μm ); (2)5m 波长射频辐射的频率(MHz ); (3)588.995nm 钠线相应的光子能量(eV )。 1-3 某原子的一个光谱项为45F J ,试用能级示意图表示其光谱支项与塞曼能级。 1-5 下列原子核中,哪些核没有自旋角动量? 12C 6、19F 9、31P 15、16O 8、1H 1、14N 7。 1-8 分别在简单立方晶胞和面心立方晶胞中标明(001)、(002)和(003)面,并据此回答: 干涉指数表示的晶面上是否一定有原子分布?为什么? 1-9 已知某点阵∣a ∣=3?,∣b ∣=2?,γ = 60?,c ∥a ×b ,试用图解法求r *110与r *210。 1-10 下列哪些晶面属于]111[晶带? )331(),011(),101(),211(),231(),132(),111(。 二、补充习题 1、试求加速电压为1、10、100kV 时,电子的波长各是多少?考虑相对论修正后又各是多 少? 第二章 电磁辐射与材料的相互作用 一、教材习题 2-2 下列各光子能量(eV )各在何种电磁波谱域内?各与何种跃迁所需能量相适应? 1.2×106~1.2×102、6.2~1.7、0.5~0.02、2×10-2~4×10-7。 2-3 下列哪种跃迁不能产生? 31S 0—31P 1、31S 0—31D 2、33P 2—33D 3、43S 1—43P 1。 2-5 分子能级跃迁有哪些类型?紫外、可见光谱与红外光谱相比,各有何特点? 2-6 以Mg K α(λ=9.89?)辐射为激发源,由谱仪(功函数4eV )测得某元素(固体样品) X 射线光电子动能为981.5eV ,求此元素的电子结合能。 2-7 用能级示意图比较X 射线光电子、特征X 射线与俄歇电子的概念。 二、补充习题 1、俄歇电子能谱图与光电子能谱图的表示方法有何不同?为什么? 2、简述X 射线与固体相互作用产生的主要信息及据此建立的主要分析方法。 第三章 粒子(束)与材料的相互作用 一、教材习题 3-1 电子与固体作用产生多种粒子信号(教材图3-3),哪些对应入射电子?哪些是由电子 激发产生的?

材料现代测试方法

一,名词解释 1,化学位移:共振频率发生了变化,在谱图上反映出了谱峰位置的移动。 2,特征吸收峰:通常把能代表基团存在,并有较高强度的吸收谱带称为基团频率,其所在的位置一般又称为特征吸收峰。 3,熔融指数:指在一定的温度下和规定负荷下,10min内从规定直径和长度的标准毛细管内流出的聚合物的熔体的质量,用MI表示,单位为g/10min。 4,平衡熔点:理论上将在熔点温度附近经长时间结晶得到的晶体完全熔融的温度称之为该聚合物的平衡熔点 5,普适标准曲线:流力学体积与保留体积的关系曲线具有普适性。 6,依数性:依数性是指溶液的热力学性质只与溶质的数量有关而与其性质、种类无关 7,基频性:分子吸收红外辐射后,由基态振动能级(v=0)跃迁至第一振动激发态(v=1)时,所产生的吸收峰 8,入口效应:聚合物熔体在流入一个直径较小的口模时,在管道入口处流线出现收敛,压力降突然增大。 二,填空 1,溶液的依数性包括沸点上升, 冰点下降, 蒸气压和渗透压。高分子溶液只有在浓度极低的情况下才近似与理想溶液的依数性相同利用依数性测得的分子量为数均分子量 2,测定链结构的方法有X射线衍射法、电子衍射法、中心散射法、裂解色谱-质谱、紫外吸收光谱、红外吸收光谱、拉曼光谱、微波分光法、核磁共振法、顺磁共振法、荧光光谱、偶极距法、旋光分光法、电子能谱等。测定聚集态结构的方法有X射线小角衍射、电子衍射法、电子显微镜、光学显微镜、原子力显微镜、固体小角激光光散射等。测定结晶度的方法有X射线衍射法、电子衍射法、核磁共振吸收、红外吸收光谱、密度法、热分析法。测定高聚物取向程度的方法有双折射法、X射线衍射法、圆二色性法、红外二色性法。相对分子质量的测定方法:溶液光散射法、凝胶渗透色谱法、粘度法、扩散法、超速离心法、溶液激光小角散射法、渗透压法、气相渗透压法、沸点升高法、端基滴定法。支化度的测定方法:化学反应法、红外光谱法、凝胶渗透色谱法、粘度法。交联度测定方法:溶胀法、力学测定法。相对分子质量分布的测定方法:凝胶渗透色谱法、熔体流变行为、分级沉淀法、超速离心法。 3,高聚物的力学性能主要是测定材料的强度和模量以及变形。材料本体粘流行为主要是测定粘度以及切变速率的关系、剪应力与切变速率的关系等。采用的仪器有旋转粘度计、熔融指数测定仪、各种毛细管流变仪。材料的热性能主要测材料的导热系数、比热容、热膨胀剂系数、耐热性、耐燃性、分解温度等。测试仪器有:高低温导热系数测定仪、差示扫描量热仪、量热计、线膨胀和体膨胀测定仪、马丁耐热仪、热失重仪、硅碳耐燃烧试验机。材料的电学性能主要测材料的电阻、介电常数、介电损耗角正切、击穿电压。采用仪器有高阻计、电容电桥介电性能测定仪、高压电击穿试验机。 测定材料的密度,采用密度计法和密度梯度管法。测定透光度采用透光度计。测定透气性采用透气性测定仪。测定吸湿性采用吸湿计。测定吸音系统采用声衰减测定仪。 三,问答 1,红外光谱如何表示?峰强、峰位、峰数受什么因素的影响? 答:横坐标:波数(υ)400~4000 cm-1;表示吸收峰的位置。 纵坐标:透过率(T%),表示吸收强度。T↓,表明吸收的越好,故曲线低谷表示是一个好的吸收带。 峰位——化学键的力常数越大,原子折合质量越小,键的振动频率越大,吸收峰将出现在高波数区;反之,出现在低波数区。

材料测试分析方法(究极版)

绪论 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 四大分析:1图像分析:光学显微分析(透射光反射光),电子(扫描,透射),隧道扫描,原子力2物象:x射线衍射,电子衍射,中子衍射3化学4分子结构:红外,拉曼,荧光,核磁 获取物质的组成含量结构形态形貌及变化过程的技术 材料结构与性能的表征包括材料性能,微观性能,成分的测试与表征 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。 9.试总结衍射花样的背底来源,并提出一些防止和减少背底的措施 衍射花样要素:衍射线的峰位、线形、强度 答:(I)花材的选用影晌背底; (2)滤波片的作用影响到背底;(3)样品的制备对背底的影响 措施:(1)选靶靶材产生的特征x射线(常用Kα射线)尽可能小的激发样品的荧光辐射,以降低衍射花样背底,使图像清晰。(2)滤波,k系特征辐射包括Ka和kβ射线,因两者波长不同,将使样品的产生两套方位不同得衍射花样;选择浪滋片材料,使λkβ靶<λk滤<λkα,Ka射线因因激发滤波片的荧光辐射而被吸收。(3)样品,样品晶粒为50μm左右,长时间研究,制样时尽量轻压,可减少背底。 11.X射线的性质; x射线是一种电磁波,波长范围:0.01~1000à X射线的波长与晶体中的原子问距同数量级,所以晶体可以用作衍射光栅。用来研究晶体结构,常用波长为0.5~2.5à 不同波长的x射线具有不同的用途。硬x射线:波长较短的硬x封线能量较高,穿透性较强,适用于金属部件的无损探伤及金属物相分析。软x射线:波长较长的软x射线的能量较低,穿透性弱,可用干分析非金属的分析。用于金属探伤的x射线波长为0.05~0.1à当x射线与物质(原子、电子作用时,显示其粒子性,具有能量E=h 。产生光电效应和康普顿效应等 当x射线与x射线相互作用时,主要表现出波动性。 x射线的探测:荧光屏(ZnS),照相底片,探测器

(完整word版)教案-材料现代分析测试方法

西南科技大学 材料科学与工程学院 教师教案 教师姓名:张宝述 课程名称:材料现代分析测试方法 课程代码:11319074 授课对象:本科专业:材料物理 授课总学时:64 其中理论:64 实验:16(单独开课) 教材:左演声等. 材料现代分析方法. 北京工业大 学出版社,2000 材料学院教学科研办公室制

2、简述X射线与固体相互作用产生的主要信息及据此建立的主要分析方法。 章节名称第三章粒子(束)与材料的相互作用 教学 时数 2 教学目的及要求1.理解概念:(电子的)最大穿入深度、连续X射线、特征X射线、溅射;掌握概念:散射角(2 )、电子吸收、二次电子、俄歇电子、背散射电子、吸收电流(电子)、透射电子、二次离子。 2.了解物质对电子散射的基元、种类及其特征。 3.掌握电子与物质相互作用产生的主要信号及据此建立的主要分析方法。 4.掌握二次电子的产额与入射角的关系。 5.掌握入射电子产生的各种信息的深度和广度范围。 6.了解离子束与材料的相互作用及据此建立的主要分析方法。 重点难点重点:电子的散射,电子与固体作用产生的信号。难点:电子与固体的相互作用,离子散射,溅射。 教学内容提要 第一节电子束与材料的相互作用 一、散射 二、电子与固体作用产生的信号 三、电子激发产生的其它现象第二节离子束与材料的相互作用 一、散射 二、二次离子 作业一、教材习题 3-1电子与固体作用产生多种粒子信号(教材图3-3),哪些对应入射电子?哪些是由电子激发产生的? 图3-3入射电子束与固体作用产生的发射现象 3-2电子“吸收”与光子吸收有何不同? 3-3入射X射线比同样能量的入射电子在固体中穿入深度大得多,而俄歇电子与X光电子的逸出深度相当,这是为什么? 3-8配合表面分析方法用离子溅射实行纵深剖析是确定样品表面层成分和化学状态的重要方法。试分析纵深剖析应注意哪些问题。 二、补充习题 1、简述电子与固体作用产生的信号及据此建立的主要分析方法。 章节第四章材料现代分析测试方法概述教学 4

材料测试方法习题与解答

第一部分X-射线衍射物相分析 一、名词解释 1、倒点阵:一种虚构的数学工具,若以a、b、c表示正点阵的基矢,则与之对应的倒格子基矢满足于a*a=b*b=c*c=1或a*b=a*c=b*a=b*c=c*a=c*b=0则(a*、b*、c*)的点阵为正点阵(a、b、c)的倒点阵。 2、:光程差为波长的整数倍即2d sinO=ny这就是布拉格公式。 3、结构因子:为了表达晶胞的散射能力,定义F=一个晶胞的相干散射振幅/ 一个电子的相干散射振幅=Eb/Ee。 4、相互作用体积:电子射入固体试样后,受到原子的弹性和非弹性散射,入射电子发生扩散或漫散射,使电子与物质的相互作用不限于电子入射方向,而是具有一定的体积范围,称为相互作用体积。 5、电磁辐射是指在空间传播的交变电磁场。电磁辐射也可称为电磁波(有时也将部分谱域的电磁波泛称为光)。 6、原子中的一个或几个电子由基态所处能级跃迁到高能级上,这时的原子状态称激发态,是高能态;而原子由基态转变为激发态的过程称为激发。 7、辐射的发射是指物质吸收能量后产生电磁辐射的现象。辐射发射的实质在于辐射跃迁,即当物质的粒子吸收能量被激发至高能态(E2)后,瞬间返回基态或低能态(E1),多余的能量以电磁辐射的形式释放出来。 8、热激发:电弧、火花等放电光源和火焰等通过热运动的粒子碰撞而使物质激发称为热激发 电(子)激发:通过被电场加速的电子轰击使物质激发则称为电(子)激发。 9、荧光:物质微粒受激后辐射跃迁发射的光子(二次光子)称为荧光或磷光。 10、若K层产生空位,其外层电子向K层跃迁产生的X射线统称为K系特征辐射。 11、入射X射线通过物质,沿透射方向强度显著下降的现象称为X射线的衰减

常用材料测试方法总结

成分分析: 成分分析按照分析对象和要求可以分为微量样品分析和痕量成分分析两种类型。 按照分析的目的不同,又分为体相元素成分分析、表面成分分析和微区成分分析等方法。 体相元素成分分析是指体相元素组成及其杂质成分的分析,其方法包括原子吸收、原子发射ICP、质谱以及X 射线荧光与X 射线衍射分析方法;其中前三种分析方法需要对样品进行溶解后再进行测定,因此属于破坏性样品分析方法;而X射线荧光与衍射分析方法可以直接对固体样品进行测定因此又称为非破坏性元素分析方法。 表面与微区成份分析: X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS);(10纳米,表面) 俄歇电子能谱(Auger electron spectroscopy,AES);(6nm,表面) 二次离子质谱(Secondary Ion Mass Spectrometry, SIMS);(微米,表面) 电子探针分析方法;(0.5微米,体相) 电镜的能谱分析;(1微米,体相) 电镜的电子能量损失谱分析;(0.5nm) 为达此目的,成分分析按照分析手段不同又分为光谱分析、质谱分析和能谱分析。 1.光谱分析:主要包括火焰和电热原子吸收光谱AAS,电感耦合等离子体原子发射光谱 ICP-OES,X-射线荧光光谱XFS 和X-射线衍射光谱分析法XRD; (1)原子吸收光谱(Atomic Absorption Spectrometry, AAS) 又称原子吸收分光光度分析。原子吸收光谱分析是基于试样蒸气相中被测元素的基态原子对由光源发出的该原子的特征性窄频辐射产生共振吸收,其吸光度在一定范围内与蒸气相中被测元素的基态原子浓度成正比,以此测定试样中该元素含量的一种仪器分析方法。 原子吸收分析特点: (a)根据蒸气相中被测元素的基态原子对其原子共振辐射的吸收强度来测定试样中被测元素的含量; (b)适合对纳米材料中痕量金属杂质离子进行定量测定,检测限低,ng/cm3,10-10—10-14g; (c)测量准确度很高,1%(3—5%); (d)选择性好,不需要进行分离检测; (e)分析元素范围广,70多种; 应该是缺点(不确定):难熔性元素,稀土元素和非金属元素,不能同时进行多元素分析;(2)电感耦合等离子体原子发射光谱(Inductively coupled plasma atomic emission spectrometry, ICP-AES)

材料现代分析方法北京工业大学

材料现代分析方法北京工业大学 篇一:13103105-材料现代分析方法 《材料现代分析方法》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程编号:13103105 课程类别:专业核心课程 适应专业:材料物理 总学时:54学时 总学分:3 课程简介: 本课程介绍材料微观形貌、结构及成分的分析与表面分析技术主要方法及基本技术,简单介绍光谱分析方法。包括晶体X射线衍射、电子显微分析、X射线光电子谱仪、原子光谱、分子光谱等分析方法及基本技术。 授课教材:《材料分析测试方法》,黄新民解挺编,国防工业出版社,20XX年。 参考书目: [1]《现代物理测试技术》,梁志德、王福编,冶金工业出版社,20XX 年。 [2]《X射线衍射分析原理与应用》,刘粤惠、刘平安编,化学工业出

版社,20XX年。 [3]《X射线衍射技术及设备》,丘利、胡玉和编,冶金工业出版社,20XX年。 [4]《材料现代分析方法》,左演声、陈文哲、梁伟编,北京工业大学出版社,20XX年。 [5]《材料分析测试技术》,周玉、武高辉编,哈尔滨工业大学出版社,2000年。 [6]《材料结构表征及应用》,吴刚编,化学工业出版社,20XX年。 [7]《材料结构分析基础》,余鲲编,科学出版社,20XX年。 二、课程教育目标 通过学习,了解X射线衍射仪及电子显微镜的结构,掌握X-射线衍射及电子显微镜的基本原理和操作方法,了解试样制备的基本要求及方法,了解材料成分的分析与表面分析技术的主要方法及基本技术,了解光谱分析方法,能够利用上述相关仪器进行材料的物相组成、显微结构、表面分析研究。学会运用以上技术的基本方法,对材料进行测试、计算和分析,得到有关微观组织结构、形貌及成分等方面的信息。 三、教学内容与要求 第一章X射线的物理基础 教学重点:X射线的产生及其与物质作用原理 教学难点:X射线的吸收和衰减、激发限 教学时数:2学时

材料分析测试技术A卷

一、选择题(每题1分,共15分) 1、X射线衍射方法中,最常用的是() A.劳厄法 B.粉末多晶法 C.转晶法 2、已知X射线定性分析中有三种索引,已知物质名称可以采用() A.哈式无机相数值索引 B.无机相字母索引 C.芬克无机数值索引 3、电子束与固体样品相互作用产生的物理信号中能用于测试1nm厚度表层成分分 析的信号是() A. 背散射电子 B.俄歇电子 C.特征X射线 4、测定钢中的奥氏体含量,若采用定量X射线物相分析,常用的方法是() A.外标法 B.内标法 C.直接比较法 D.K值法 5、下列分析方法中分辨率最高的是() A.SEM B.TEM C. 特征X射线 6、表面形貌分析的手段包括() A.SEM B.TEM C.WDS D. DSC 7、当X射线将某物质原子的K层电子打出去后,L层电子回迁K层,多余能量将 另一个L层电子打出核外,这整个过程将产生() A.光电子 B.二次电子 C.俄歇电子 D.背散射电子 8、透射电镜的两种主要功能() A.表面形貌和晶体结构 B.内部组织和晶体结构 C.表面形貌和成分价键 D.内部组织和成分价键 9、已知X射线光管是铜靶,应选择的滤波片材料是() A.Co B.Ni C.Fe D.Zn 10、采用复型技术测得材料表面组织结构的式样为() A.非晶体样品 B.金属样品 C.粉末样品 D.陶瓷样品 11、在电子探针分析方法中,把X射线谱仪固定在某一波长,使电子束在样品表面 扫描得到样品的形貌相和元素的成分分布像,这种分析方法是()

A.点分析 B.线分析 C.面分析 12、下列分析测试方法中,能够进行结构分析的测试方法是() A.XRD B.TEM C.SEM D.A+B 13、在X射线定量分析中,不需要做标准曲线的分析方法是() A.外标法 B. 内标法 C. K值法 14、热分析技术不能测试的样品是() A.固体 B.液体 C.气体 15、下列热分析技术中,()是对样品池及参比池分别加热的测试方法 A.DTA B.DSC C.TGA 二、填空题(每空1分,共20分) 1、由X射线管发射出来的X射线可以分为两种类型,即和。 2、常见的几种电子衍射谱为单晶衍射谱、、、高级劳厄带斑 点、。 3、透射电镜的电子光学系统由、、和四部分组成 4、今天复型技术主要应用方法来截取第二相微小颗粒进行分析。 5、扫描电子显微镜经常用的电子信息是、和 6、德拜照相法中的底片安装方法有、和 7、产生衍射的必要条件是 8、倒易点阵的两个基本特征是和 9、透射电镜成像遵循原理 三、名词解释(每题5分,共20分) 1、X射线强度 2、结构因子 3、差热分析

材料测试方法..

测试方法分章思考题(答案版) 第一章 1.X射线的产生P3 答:实验室中用的X射线通常由X射线机产生,阴极灯丝产生电子,经过加速轰击阳极靶,一部分能量转化为X射线,大部分能量转化为热能。 2.X射线谱有哪两种类型?何谓Kα射线?何谓Kβ射线?为什么Kα射线中包含 Kα1 和Kα2?P7-P8 答:X射线谱有连续X射线和特征X射线两种。 按照原子结构的壳层模型,原子中的电子分布在以原子核为核心的若干壳层中,光谱学依次称为K、L、M、N...壳层。L→K的跃迁产生的射线称为Kα射线。M→K 的跃迁产生的射线称为Kβ射线。L壳层能级实际上由三个子能级构成,由L3和L2子能级向K能级跃迁产生的射线分别为Kα1 和Kα2。 3.晶体对X射线的散射有哪两类?X射线衍射用的是哪一类?P10 答:X射线的散射分为相干散射和不相干散射两类。 X射线衍射用的是相干散射。 4.布拉格方程的表达式、阐明的问题以及所讨论的问题.P23 答:布拉格方程:2dsinθ=nλ d为晶面间距,θ为入射束与反射面的夹角,λ为X射线的波长,n为衍射级数。讨论:1、sinθ=nλ/2d 由sinθ≤1,得到nλ≤2d,n最小值为1,因而λ≤2d。说明X 射线的波长必须小于晶面间距的二倍,才能产生衍射现象; 2、由nλ≤2d,得到d≥λ/2,因而只有那些晶面间距大于入射X射线波长一半的晶面才能发生衍射;(d hkl/n)*sinθ=λ,令d hkl/n=d HKL,则2d HKL sinθ=λ,得到d HKL=d hkl/n,因而把(hkl)晶面的n级反射看成为与(hkl)晶面平行,面间距为 d HKL=d hkl/n的晶面的一级反射。 3、原子面对X射线的衍射并不是任意的,而是具有选择性的。 4、一种晶体结构对应独特的衍射花样。 5.粉晶X射线衍射卡片检索手册的基本类型有哪几种?每种手册的编排特点是什么?P66-P67 答:索引共有三种:字顺索引(Alphabetical Index);哈那瓦特法(Hanawalt Method);

材料分析测试方法

材料分析测试方法 一、课程重要性 二、课程主要内容 三、本课程教学目的基本要求 四、本课程与其他课程的关系 材料分析测试方法 二、课程的主要内容 材料分析的基本原理(或称技术基础)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。 1、X-射线衍射分析:物相成分、结晶度、晶粒度信息 2、电子显微镜:材料微观形貌观察 3、热分析:分析材料随温度而发生的状态变化 4、振动光谱:分子基团、结构的判定 5、X-射线光电子能谱:一种表面分析技术,表面元素分析 6、色谱分析:分析混合物中所含成分的物理方法 三、课程教学目的和基本要求 本课程是为材料专业本科生开设的重要的专业课。 其目的在于使学生系统地了解现代主要分析测试方法的基本原理、仪器设备、样品制备及应用,掌握常见测试技术所获信息的解释和分析方法,最终使学生能够独立地进行材料的分析和研究工作。 四、本课程与其他课程的关系 本门课程是以高等数学、大学物理、无机及分析化学、有机化学、物理化学、晶体学等课程为基础的,因此,学好这些前期课程是学好材料现代分析测试方法的前提。 同时,材料现代分析测试方法又为后续专业课程如材料合成与制备方法、陶瓷、功能材料、高分子材料等打下基础。 X 射线衍射分析 X射线物理基础 晶体学基础:几何晶体学、倒点阵 X射线衍射原理:X射线衍射线的方向和强度 晶体的研究方法:单晶、多晶的研究、衍射仪法 X射线衍射分析的应用 物相分析 晶胞参数的确定 晶粒尺寸的计算等 X 射线衍射分析 需解决的问题 科研、生产、商业以及日常生活中,人们经常遇到这种问题:某种未知物的成分是什么?含有哪些杂质或有害物质?用什么方法来鉴定? X射线衍射分析(简称XRD)的原理?仪器组成?样品要求? XRD除物相分析外,还能检测分析物质的哪些性能? 如何从XRD所给出的数据中提取更多的信息?(包括成分、结构、形成条件、结晶度、晶粒度等)

材料分析测试方法复习重点

《材料分析测试方法》期末复习要点 0909273版权所有 2012610 第一部分X射线衍射分析 1、X射线的发展历史: 1895年,德国物理学家伦琴发现X射线;1912年,德国物理学家劳埃发现X射线在晶体中的衍射现象,X射线晶体学诞生。 2、X射线的本质 X射线本质上是一种电磁波,波长在10-cm作用,具有波粒二象性,遵循爱因斯坦关系式e =h v =hc/ , p=h/ 入 3、X射线产生条件 (1) 产生自由电子;(2)使自由电子作定向高速运动;(3)在电子运动的路径上设置 使其突然减速的障碍物。 4、X射线谱:X射线强度与波长的关系曲线,称之为X射线谱。分为连续X射线谱和特征X 射线谱。 5、对连续X射线谱的解释 (1)根据经典物理学的理论,一个带负电荷的电子作加速运动时,电子周围的电磁场 将发生急剧变化,此时必然要产生一个电磁波,或至少一个电磁脉冲。由于极大数量的电子 射到阳极上的时间和条件不可能相同,因而得到的电磁波将具有连续的各种波长,形成连续 X射线谱。 (2)量子力学概念,当能量为eV的电子与靶的原子整体碰撞时,电子失去自己的能 量,其中一部分以光子的形式辐射出去,每碰撞一次,产生一个能量为h v的光子,即“韧 致辐射”。大量的电子到达靶面的时间、条件均不同,而且还有多次碰撞,因而产生不同能 量不同强度的光子序列,即形成连续谱。 6、短波限的概念 短波限的定义:极限情况下,能量为eV的电子在碰撞中一下子把能量全部转给光子, 那么该光子获得最咼能量和具有最短波长,即短波限加。强度的最大值在X)的1.5倍处。即eV = h v max = hc/ 0 入 短波限与激发电压的关系X = 1.24/V (n m)

(完整版)材料现代分析方法考试试卷

班级学号姓名考试科目现代材料测试技术A 卷开卷一、填空题(每空1 分,共计20 分;答案写在下面对应的空格处,否则不得分) 1. 原子中电子受激向高能级跃迁或由高能级向低能级跃迁均称为_辐射跃迁__ 跃迁或_无辐射跃迁__跃迁。 2. 多原子分子振动可分为__伸缩振动_振动与_变形振动__振动两类。 3. 晶体中的电子散射包括_弹性、__与非弹性___两种。 4. 电磁辐射与物质(材料)相互作用,产生辐射的_吸收_、_发射__、_散射/光电离__等,是光谱分析方法的主要技术基础。 5. 常见的三种电子显微分析是_透射电子显微分析、扫描电子显微分析___和_电子探针__。 6. 透射电子显微镜(TEM)由_照明__系统、_成像__系统、_记录__系统、_真空__系统和__电器系统_系统组成。 7. 电子探针分析主要有三种工作方式,分别是_定点_分析、_线扫描_分析和__ 面扫描_分析。 二、名词解释(每小题3 分,共计15 分;答案写在下面对应的空格处,否则不得分) 1. 二次电子二次电子:在单电子激发过程中被入射电子轰击出来的核外电子. 2. 电磁辐射:在空间传播的交变电磁场。在空间的传播遵循波动方程,其波动性表现为反射、折射、干涉、衍射、偏振等。 3. 干涉指数:对晶面空间方位与晶面间距的标识。 4. 主共振线:电子在基态与最低激发态之间跃迁所产生的谱线则称为主共振线 5. 特征X 射线:迭加于连续谱上,具有特定波长的X 射线谱,又称单色X 射线谱。 三、判断题(每小题2 分,共计20 分;对的用“√”标识,错的用“×”标识) 1.当有外磁场时,只用量子数n、l 与m 表征的原子能级失去意义。(√) 2.干涉指数表示的晶面并不一定是晶体中的真实原子面,即干涉指数表示的晶面上不一定有原子分布。(√) 3.晶面间距为d101/2 的晶面,其干涉指数为(202)。(×) 4.X 射线衍射是光谱法。(×) 5.根据特征X 射线的产生机理,λKβ<λK α。 (√ ) 6.物质的原子序数越高,对电子产生弹性散射的比例就越大。(√ ) 7.透射电镜分辨率的高低主要取决于物镜。(√ )8.通常所谓的扫描电子显微镜的分辨率是指二次电子像的分辨率。(√)9.背散射电子像与二次电子像比较,其分辨率高,景深大。(× )10.二次电子像的衬度来源于形貌衬度。(× ) 四、简答题(共计30 分;答案写在下面对应的空格处,否则不得分) 1. 简述电磁波谱的种类及其形成原因?(6 分)答:按照波长的顺序,可分为:(1)长波部分,包括射频波与微波。长波辐射光子能量低,与物质间隔很小的能级跃迁能量相适应,主要通过分子转动能级跃迁或电子自旋或核自旋形成;(2)中间部分,包括紫外线、可见光核红外线,统称为光学光谱,此部分辐射光子能量与原子或分子的外层电子的能级跃迁相适应;(3)短波部分,包括X 射线和γ射线,此部分可称射线谱。X 射线产生于原子内层电子能级跃迁,而γ射线产生于核反应。

材料分析测试方法

《材料分析测试方法》作者:黄新民。该书主要介绍材料的X 射线衍射分析、透射电子显微分析、扫描电子显微镜分析和电子探针微区分析,同时简要介绍了光谱分析、扫描探针显微镜和X射线光电子能谱。 内容简介该书主要介绍材料的X射线衍射分析、透射电子显微分析、扫描电子显微镜分析和电子探针微区分析,同时简要介绍了光谱分析、扫描探针显微镜和X射线光电子能谱。 X射线衍射分析内容包括X射线物理学基础、X射线衍射原理、多晶材料X射线衍射分析方法和部分X射线衍射的实际应用。透射电子显微分析内容包括电子光学基础和电镜结构、电子衍射和电子显微图像衬度原理。扫描电子显微镜分析和电子探针微区分析内容包括仪器的工作原理和分析方法。光谱分析内容包括光谱学基础、原子光谱和分子光谱的简介。扫描探针显微镜内容包括扫描隧道显微镜和原子力显微镜的工作原理、工作模式及应用,介绍了X射线光电子能谱的原理与应用。 本书可以作为材料科学与工程学科的本科生教材,也可以作为研究生和从事材料科学研究与分析测试的工程技术人员的参考书。 该书主要介绍材料的X射线衍射分析、透射电子显微分析、扫描电子显微镜分析和电子探针微区分析,同时简要介绍了光谱分析、扫描探针显微镜和X射线光电子能谱。X射线衍射分析内容包括X射线物理学基础、X射线衍射原理、多晶材料X射线衍射分析方法和部

分X射线衍射的实际应用。透射电子显微分析内容包括电子光学基础和电镜结构、电子衍射和电子显微图像衬度原理。扫描电子显微镜分析和电子探针微区分析内容包括仪器的工作原理和分析方法。光谱分析内容包括光谱学基础、原子光谱和分子光谱的简介。扫描探针显微镜内容包括扫描隧道显微镜和原子力显微镜的工作原理、工作模式及应用,介绍了X射线光电子能谱的原理与应用。本书可以作为材料科学与工程学科的本科生教材,也可以作为研究生和从事材料科学研究与分析测试的工程技术人员的参考书。

材料现代分析测试方法复习

XRD X 射线衍射 TEM 透射电镜—ED 电子衍射 SEM 扫描电子显微镜—EPMA 电子探针(EDS 能谱仪 WPS 波谱仪) XPS X 射线光电子能谱分析 AES 原子发射光谱或俄歇电子能谱 IR —FT —IR 傅里叶变换红外光谱 RAMAN 拉曼光谱 DTA 差热分析法 DSC 差示扫描 量热法 TG 热重分析 STM 扫描隧道显微镜 AFM 原子力显微镜 测微观形貌:TEM 、SEM 、EPMA 、STM 、AFM 化学元素分析:EPMA 、XPS 、AES (原子和俄歇) 物质结构:远程结构(XRD 、ED )、近程结构(RAMAN 、IR )分子结构:RAMAN 官能团:IR 表面结构:AES (俄歇)、XPS 、STM 、AFM X 射线的产生:高速运动着额电子突然受阻时,随着电子能量的消失和转化,就会产生X 射 线。产生条件:1.产生并发射自由电子;2.在真空中迫使电子朝一定方向加速运动,以获得 尽可能高的速度;3.在高速电子流的运动路线上设置一障碍物(阳极靶),使高速运动的电 子突然受阻而停止下来。 X 射线荧光:入射的X 射线光量子的能量足够大将原子内层电子击出,外层电子向内层跃迁, 辐射出波长严格一定的X 射线 俄歇电子产生:原子K 层电子被击出,L 层电子如L2电子像K 层跃迁能量差不是以产生一 个K 系X 射线光量子的形式释放,而是被临近的电子所吸收,使这个电子受激发而成为自由 电子,即俄歇电子 14种布拉菲格子特征:立方晶系(等轴)a=b=c α=β=γ=90°;正方晶系(四方)a=b ≠c α=β=γ=90°;斜方晶系(正交)a ≠b ≠c α=β=γ=90°;菱方晶系(三方)a=b=c α=β=γ≠90°;六方晶系a=b ≠c α=β=90°γ=120°;单斜晶系a ≠b ≠c α=β=90°≠ γ;三斜晶系a ≠b ≠c α≠β≠γ≠90° 布拉格方程的推导 含义:线照射晶体时,只有相邻面网之间散 射的X 射线光程差为波长的整数倍时,才能 产生干涉加强,形成衍射线,反之不能形成 衍射线。λθn d hkl =sin 2 讨论 1.当λ一定,d 相同的晶面,必然在θ相 同的情况下才能获得反射。 2.当λ一定,d 减小,θ就要增大,这说 明间距小的晶面,其掠过角必须是较大的,否则它们的反射线无法加强,在考察多晶体衍射 时,这点由为重要。 3.在任何可观测的衍射角下,产生衍射的条件为:d 2≤λ,但波长过短导致衍射角过 小,使衍射现象难以观测,常用X 射线的波长范围是0.25~0.05nm 。 4.波长一定时,只有2/λ≥d 的晶面才能发生衍射—衍射的极限条件。 X 射线衍射方法:1.劳埃法,采用连续的X 射线照射不动的单晶体,用垂直入射的平板底片 记录衍射得到的劳埃斑点,多用于单晶取向测定及晶体对称性研究。2.转晶法:采用单色X 射线照射转动的单晶体,并用一张以旋转轴为轴的圆筒形底片来记录,特点是入射线波长不 变,靠旋转单晶体以连续改变个晶体与入射X 射线的θ角来满足布拉格方程。转晶法可以确 定晶体在旋转轴方向的点阵周期,确定晶体结构。3.粉末法,采用单色X 射线照射多晶试样, 利用多晶试样中各个微晶不同取向来改变θ角来满足布拉格方程。用于测定晶体结构,进行 物相定性、定量分析,精确测量警惕的点阵参数以及材料的应力、织构、晶粒大小。 谢乐公式:30.890.89cos cos N d L λ βθθ==说明了衍射线宽度与晶块在反射晶面法线方向上尺度

材料分析测试方法

材料分析测试方法 一、课程重要性二、课程主要内容三、本课程教学目的基本要求 四、本课程与其他课程的关系材料分析测试方法二、课程的 主要内容材料分析的基本原理(或称技术基础)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。1、X-射线衍射分析:物相成分、结晶度、晶粒度信息 2、电子显微镜:材料微观形貌观察 3、热分析:分析材料随 温度而发生的状态变化4、振动光谱:分子基团、结构的判定 5、X-射线光电子能谱:一种表面分析技术,表面元素分析 6、 色谱分析:分析混合物中所含成分的物理方法三、课程教学目的和基本要求本课程是为材料专业本科生开设的重要的专业课。其目的在于使学生系统地了解现代主要分析测试方法的基本原理、仪器设备、样品制备及应用,掌握常见测试技术所获信息的解释和分析方法,最终使学生能够独立地进行材料的分析和研究工作。四、本课程与其他课程的关系本门课程是以高等数学、大学物理、无机及分析化学、有机化学、物理化学、晶体学等课程为基础的,因此,学好这些前期课程是学好材料现代分析测试方法的前提。同时,材料现代分析测试方法又为后续专业课程如材料合成与制备方法、陶瓷、功能材料、高分子材料等打下基础。X 射线衍射分析X 射线物理基础晶体学基础:几何晶体学、倒点阵X 射线衍射原理:X 射线衍射线

的方向和强度晶体的研究方法:单晶、多晶的研究、衍射仪法X 射线衍射分析的应用物相分析晶胞参数的确定晶粒尺寸的 计算等X 射线衍射分析需解决的问题科研、生产、商业以及 日常生活中,人们经常遇到这种问题:某种未知物的成分是什 么?含有哪些杂质或有害物质?用什么方法来鉴定? §1X 射线物理基础一、X 射线的发现二、X 射线的性质三、X 射线的获得四、X 射线谱五、X 射线与物质的相互作用六、X 射线的吸收及其作用七、X 射线的防护一、X 射线的发现1895 年,德国物理学家伦琴(R?ntgen,W.C.)发现X 射线1912 年,德国物理学家劳厄(https://www.360docs.net/doc/e516527275.html,ue,M)等人发现X 射线在晶体中的衍射现象,确证X 射线是一种电磁波1912 年,英国物理学家布·喇格父子(Bragg,W.H;Bragg,V.L.) 开创X 射线晶体结构分析的历二、X 射线的性质X 射线的本质是一种电磁波,具有波粒二象性。X 射线的波动性表现在它以一定的波长和频率在空间传播,其波长范围在0.01~100 ? 之间,在真空中的传播速度3×108m/s。1、波动性当解释X-ray 的衍射、干涉等现象时,必须将其看成波。在晶体作衍射光栅观察到的X 射线的衍射现象,证明了X 射线的波动性X 射线作为电磁波,具有电场矢量和磁场矢量。它以一定的波长和频率在空间传播。λ =C/v X-ray 作为一种电磁波,其传播过程中携带一定的能量,用强度表示X-ray 所带能量的多少。当解释X-ray 与物质相互作用所产生的物理现象(如光电效应、二次电子等)时,须将X-ray 看成一种微粒子流(光子流)。X-ray 作为一种粒

《材料现代分析测试方法》复习题

《近代材料测试方法》复习题 1.材料微观结构和成分分析可以分为哪几个层次?分别可以用什么方法分析? 答:化学成分分析、晶体结构分析和显微结构分析 化学成分分析——常规方法(平均成分):湿化学法、光谱分析法 ——先进方法(种类、浓度、价态、分布):X射线荧光光谱、电子探针、 光电子能谱、俄歇电子能谱 晶体结构分析:X射线衍射、电子衍射 显微结构分析:光学显微镜、透射电子显微镜、扫面电子显微镜、扫面隧道显微镜、原 子力显微镜、场离子显微镜 2.X射线与物质相互作用有哪些现象和规律?利用这些现象和规律可以进行哪些科学研究工作,有哪些实际应用? 答:除贯穿部分的光束外,射线能量损失在与物质作用过程之中,基本上可以归为两大类:一部 分可能变成次级或更高次的X射线,即所谓荧光X射线,同时,激发出光电子或俄歇电子。另一部分消耗在X射线的散射之中,包括相干散射和非相干散射。此外,它还能变成热量逸出。 (1)现象/现象:散射X射线(想干、非相干)、荧光X射线、透射X射线、俄歇效 应、光电子、热能 (2)①光电效应:当入射X射线光子能量等于某一阈值,可击出原子内层电子,产 生光电效应。

应用:光电效应产生光电子,是X射线光电子能谱分析的技术基础。光电效应 使原子产生空位后的退激发过程产生俄歇电子或X射线荧光辐射是 X射线激发俄歇能谱分析和X射线荧光分析方法的技术基础。 ②二次特征辐射(X射线荧光辐射):当高能X射线光子击出被照射物质原子的 内层电子后,较外层电子填其空位而产生了次生特征X射线(称二次特征辐射)。 应用:X射线被物质散射时,产生两种现象:相干散射和非相干散射。相干散射 是X射线衍射分析方法的基础。 3.电子与物质相互作用有哪些现象和规律?利用这些现象和规律可以进行哪些科学研究工作,有哪些实际应用? 答:当电子束入射到固体样品时,入射电子和样品物质将发生强烈的相互作用,发生弹性散射和非弹性散射。伴随着散射过程,相互作用的区域中将产生多种与样品性质有关的物理信息。 (1)现象/规律:二次电子、背散射电子、吸收电子、透射电子、俄歇电子、特征X射 线 (2)获得不同的显微图像或有关试样化学成分和电子结构的谱学信息 4.光电效应、荧光辐射、特征辐射、俄歇效应,荧光产率与俄歇电子产率。 特征X射线产生机理。 光电效应:当入射X射线光子能量等于某一阈值,可击出原子内层电子,产生光电效应。 荧光辐射:被打掉了内层电子的受激原子,将发生外层电子向内层跃迁的过程,同时辐射出波长严格一定的特征X射线。这种利用X射线激发而产生的特征辐射为二次特

材料现代测试分析方法

材料现代测试分析方法的应用现状与发展趋势 1. 前言 (2) 2. ...................................................................................................................................................... X 射线衍射的现状与发展趋势. (3) 2.1 X 射线衍射方法 (3) 2.2. X 射线衍射的应用和发展趋势 (3) 2.2.1 X 射线衍射分析的应用 (3) 2.2.2 X 射线衍射仪的应用 (4) 2.3 X 射线衍射的发展趋势 (5) 3. 材料电子显微分析方法应用现状与发展趋势 (6) 3.1 扫描电子显微镜(SEM) (6) 3.2 透射电子显微镜(TEM) (8) 4. 电子能谱分析方法应用现状与发展趋势 (9) 4.1 俄歇电子能谱分析方法及其应用 (9) 4.1.1 AES 谱仪的基本结构 (9) 4.1.2 俄歇电子能谱技术的应用 (10) 4.2 X 射线光电子能谱分析及其应用 (13) 4.2.1 XPS 谱仪的基本结构 (13) 4.2.2 XPS 谱图分析技术的应用 (13) 5. 光谱分析方法应用现状与发展趋势 (15) 5.1 傅立叶变换红外光谱仪的应用 (15) 2. 在表面化学研究中的应用 (17) 3. 在催化化学研究中的应用 (17) 4. 在石油化学研究中的应用 (17) 5. 在环境分析中的应用 (18) 6. 在半导体和超导材料等方面的应用 (18) 5.2 拉曼光谱的应用 (19) 6. 致谢 (22) 参考文献 (22)

材料现代分析测试方法知识总结

名词解释: 分子振动:分子中原子(或原子团)以平衡位置为中心的相对(往复)运动。伸缩振动:原子沿键轴方向的周期性(往复)运动;振动时键长变化而键角不变。(双原子振动即为伸缩振动) 变形振动又称变角振动或弯曲振动:基团键角发生周期性变化而键长不变的振动。 晶带:晶体中,与某一晶向[uvw]平行的所有(HKL)晶面属于同一晶带,称为[uvw]晶带。 辐射的吸收:辐射通过物质时,其中某些频率的辐射被组成物质的粒子(原子、离子或分子等)选择性地吸收,从而使辐射强度减弱的现象。 辐射被吸收程度对ν或λ的分布称为吸收光谱。 辐射的发射:物质吸收能量后产生电磁辐射的现象。 作为激发源的辐射光子称一次光子,而物质微粒受激后辐射跃迁发射的光子(二次光子)称为荧光或磷光。吸收一次光子与发射二次光子之间延误时间很短(10-8~10-4s)则称为荧光;延误时间较长(10-4~10s)则称为磷光。 发射光谱:物质粒子发射辐射的强度对ν或λ的分布称为发射光谱。光致发光者,则称为荧光或磷光光谱 辐射的散射:电磁辐射与物质发生相互作用,部分偏离原入射方向而分散传播的现象 散射基元:物质中与入射的辐射相互作用而致其散射的基本单元 瑞利散射(弹性散射):入射线光子与分子发生弹性碰撞作用,仅光子运动方向改变而没有能量变化的散射。 拉曼散射(非弹性散射):入射线(单色光)光子与分子发生非弹性碰撞作用,在光子运动方向改变的同时有能量增加或损失的散射。 拉曼散射线与入射线波长稍有不同,波长短于入射线者称为反斯托克斯线,反之则称为斯托克斯线 光电离:入射光子能量(hν)足够大时,使原子或分子产生电离的现象。 光电效应:物质在光照射下释放电子(称光电子)的现象又称(外)光电效应。 光电子能谱:光电子产额随入射光子能量的变化关系称为物质的光电子能谱 分子光谱:由分子能级跃迁而产生的光谱。

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