论几种材料微观结构分析方法
超导材料微观结构表征方法及超导机制
超导材料微观结构表征方法及超导机制超导材料是一类在低温下表现出完全零电阻和完全抗磁性的特殊材料，其在电力输送、电子器件和医学影像等领域具有重要的应用价值。
为了深入理解超导材料的特性和机制，我们需要使用一系列的微观结构表征方法探究其内部结构和超导行为。
一、微观结构表征方法1. 显微镜观察：通过光学显微镜或电子显微镜观察超导材料的微观形貌和晶体结构。
这些技术可以提供材料的表面形貌、晶体形状和取向等信息，帮助我们理解超导材料的结构特征。
2. X射线衍射：X射线衍射是一种通过射线衍射图样推断晶体结构和晶格参数的方法。
通过测量超导材料的衍射斑图案，可以确定晶体结构、晶格常数和晶体取向等信息。
3. 电子能谱技术：电子能谱技术包括扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线光谱（EDX）和透射电子显微镜（TEM）等。
这些方法能够提供超导材料的元素分布、化学组成和晶体缺陷等信息。
4. 核磁共振（NMR）：核磁共振技术通过对材料中的核自旋进行操控，测量核自旋共振的频率和强度，从而获得超导材料中的结构和动力学信息。
5. 中子衍射：中子衍射技术是一种通过中子与物质的相互作用，得到物质内部结构的方法。
中子具有良好的穿透性和高散射强度，适用于研究含有重元素或氢等轻元素的材料。
二、超导机制超导机制是指解释超导现象产生的物理原理和机理。
目前，科学家们提出了多种超导机制，包括BCS理论、BEC-BCS跨界理论、高温超导机制等。
1. BCS理论（巴斯-库珀对理论）：BCS理论是最早被广泛接受的超导机制解释。
该理论认为，超导现象是由于电子和晶格振动之间的相互作用导致了电子之间的库珀配对，形成了准粒子（库珀对）。
准粒子的形成使得电阻为零。
2. BEC-BCS跨界理论：BEC-BCS跨界理论将低温超导和高温超导联系在了一起。
该理论认为，低温超导是由于库珀对的玻色子特性引起的。
而高温超导则由于电子之间的输运机制改变和电子自旋的涌现引起。
3. 高温超导机制：高温超导材料是指在较高的临界温度下表现出超导特性的材料。
现代材料分析方法
现代材料分析方法现代材料分析方法包括物理、化学、电子、光学、表面和结构等多个方面的技术手段，具有快速、准确、非破坏性的特点。
下面将针对常用的材料分析技术进行详细介绍。
一、物理分析方法1. 微观结构分析：包括金相显微镜分析、扫描电镜、透射电镜等技术。
通过观察材料的显微结构、晶粒尺寸、相组成等参数，揭示材料的内在性质和形貌特征。
2. 热分析：如热重分析、差示扫描量热仪等。
利用材料在高温下的重量、热容变化，分析材料的热行为和热稳定性。
3. 电学性能测试：包括电导率、介电常数、介电损耗等测试，用于了解材料的电导性和电介质性能。
4. 磁性测试：如霍尔效应测试、磁滞回线测试等，用于研究材料的磁性行为和磁性特性。
二、化学分析方法1. 光谱分析：包括紫外可见光谱、红外光谱、核磁共振等。
通过检测材料对不同波长的光谱的吸收、散射等现象，分析材料的组分和结构。
2. 质谱分析：如质子质谱、电喷雾质谱等。
通过挥发、电离和分离等过程，分析材料中不同元素的存在及其相对含量。
3. 电化学分析：包括电化学阻抗谱、循环伏安法等。
通过测量材料在电场作用下的电流、电压响应，研究材料的电化学性能和反应过程。
4. 色谱分析：如气相色谱、高效液相色谱等。
利用材料在色谱柱上的分离和吸附效果，分析材料中组分的种类、含量和分布。
三、电子分析方法1. 扫描电子显微镜（SEM）：通过照射电子束，利用电子和物质的相互作用，获得样品表面的详细形貌和成分信息。
2. 透射电子显微镜（TEM）：通过透射电子束，观察材料的细观结构，揭示原子尺度的微观细节。
3. 能谱分析：如能量色散X射线谱（EDX）、电子能量损失谱（EELS）等。
通过分析材料与电子束相互作用时，产生的X射线和能量损失，来确定样品的元素组成和化学状态。
四、光学分析方法1. X射线衍射：通过物质对入射的X射线束的衍射现象，分析材料的晶体结构和晶格参数。
2. 红外光谱：通过对材料在红外辐射下的吸收和散射特性进行分析，确定材料的分子结构和化学键。
混凝土材料的微观结构分析
混凝土材料的微观结构分析一、引言混凝土是一种广泛应用的建筑材料，其优点是便于制造、成本低廉、强度高、防火、防水和抗腐蚀等特性。
混凝土的微观结构直接关系到其力学性能和耐久性能，因此对混凝土材料的微观结构分析具有重要的理论意义和实践价值。
二、混凝土材料的组成混凝土材料是一种人造复合材料，其主要组成部分包括水泥、骨料、水和掺合料。
其中，水泥是混凝土的胶凝材料，起到粘结骨料的作用；骨料是混凝土的骨架材料，用于承受荷载；水是混凝土中的溶剂，可以在水泥颗粒中形成胶体；掺合料是混凝土中添加的一些辅助材料，如矿渣粉、石灰石粉等。
三、混凝土材料的微观结构混凝土材料的微观结构包括水泥石、骨料和孔隙三部分。
1.水泥石水泥石是混凝土中最主要的胶结材料，其微观结构是由水泥颗粒和水混合而成的胶体结构。
水泥颗粒是由三种主要化合物组成的，分别是硅酸钙(CaSiO3)、硅酸三钙(Ca3SiO5)和氢氧化钙(Ca(OH)2)。
水泥颗粒在水中会发生水化反应，形成水化硅酸钙(C-S-H)凝胶、水化硅酸三钙(C3SH2)凝胶和水化氢氧化钙(Ca(OH)2)等产物。
其中，C-S-H凝胶是水泥石中最主要的成分，其具有一定的弹性和韧性，可以形成一个连续的网状结构，使得水泥石具有一定的延性和抗裂性能。
2.骨料骨料是混凝土中的主要骨架材料，其微观结构是由坚硬的石料、石粉和砂子等颗粒组成的。
骨料的形状、大小和性质会影响混凝土的力学性能和耐久性能。
在混凝土中，骨料与水泥石相互作用，形成一个复杂的骨料-水泥石界面区域，称为过渡带。
过渡带通常是一个孔隙较多、强度较低的区域，容易成为混凝土的弱点。
3.孔隙孔隙是混凝土中最重要的微观结构之一，它直接影响混凝土的力学性能和耐久性能。
混凝土中的孔隙可以分为两种类型，一种是内部孔隙，即水泥石中的孔隙；另一种是外部孔隙，即混凝土表面和内部的孔隙。
孔隙的大小和分布对混凝土的力学性能和耐久性能有很大的影响。
孔隙越大、越多，则混凝土的强度越低，容易受到外部环境的侵蚀。
材料力学中的微观分析方法
材料力学中的微观分析方法材料力学是研究材料力学性质及其变化规律的科学，而微观分析方法则是材料力学中十分重要的一种研究方法。
微观分析方法是以分子、原子和晶体等微观结构为研究对象，通过对微观结构进行分析，揭示其中的力学性质和微观变形机制，从而更好地理解材料的宏观力学性质和性能变化。
在材料的力学性质和性能变化方面，微观分析方法可以提供更加详尽和深入的解释。
微观分析方法常用的技术包括：X射线衍射、原子力显微镜、拉曼光谱等等。
接下来我们就来看看这些方法是如何被应用于材料力学的微观分析中的。
1. X射线衍射X射线衍射技术是微观分析领域中一种应用最广泛的技术。
X射线衍射可以用于分析材料中晶体的结构和定量分析晶体的组成。
通过衍射实验，我们可以获取到关于晶体中原子间距和晶格参数的信息，从而可以确定晶体的结构类型。
此外，X射线衍射还可以被用于研究材料中的位错和晶界。
借助于X射线衍射的散射效应，我们可以观察到晶体的微观变形和微观结构的演化。
这些变形和演化可以帮助我们理解材料的力学性质和变形机制。
2. 原子力显微镜原子力显微镜是一种高分辨率的微观分析工具，可以用来观察材料表面的形貌和微观结构。
原子力显微镜的分辨率可以达到原子级别，可以帮助我们了解材料的微观结构和材料性质之间的关系。
原子力显微镜主要利用扫描探针显微镜技术，通过探测材料表面的微观形貌，进而获得材料的力学性质信息。
原子力显微镜的优点是，它可以被应用于各种不同类型的材料，从金属到高分子材料都可以用它进行检测。
3. 拉曼光谱拉曼光谱是一种非常有效的化学分析技术，在材料力学中也被广泛应用。
拉曼光谱可以提供关于材料光谱特性的信息，而这些光谱特性又可以与材料的力学性质和结构特征联系起来。
拉曼光谱可以被用来分析材料中的分子结构和组成成分，特别是可以检测材料中的杂质、原子和晶格缺陷。
通过分析这些信息，我们可以进一步理解材料的力学性质和性能变化规律，从而为材料设计和开发提供有力支持。
材料分析方法总结
材料分析方法总结材料分析方法是一种用于研究材料性质和品质的科学手段。
随着科技的不断进步，各种材料分析方法也不断涌现，为我们认识材料的微观结构和性能提供了强有力的工具。
本文将就几种常见的材料分析方法进行简要介绍和分析。
一、X射线衍射（XRD）X射线衍射是一种通过材料中晶体的结构信息而研究物质性质的方法。
当X射线照射到晶体上时，由于晶体的晶格结构，X射线会发生衍射现象，形成特定的衍射图样。
通过分析和解读衍射图样，我们可以获得晶体的晶胞参数、晶体结构和晶体取向等信息。
该方法非常适合用于分析晶体材料、无定形材料和薄膜等样品的结构特性。
二、扫描电子显微镜（SEM）扫描电子显微镜是一种利用电子束与物质相互作用产生的信号来观察和分析材料微观形貌和结构的仪器。
相比传统光学显微镜，SEM具有更高的分辨率和放大倍数，可以观察到更小尺寸的样品结构和表面形貌。
通过SEM的图像分析，可以得到材料表面形貌、粒径分布、表面缺陷和微观结构等信息，对于材料的微观性能研究和质量控制具有重要意义。
三、傅里叶变换红外光谱（FTIR）傅里叶变换红外光谱是一种通过检测材料在红外波段的吸收和散射谱线，来研究材料组成和化学结构的方法。
物质的分子具有特定的振动模式，当红外辐射通过样品时，根据样品对不同波长的红外辐射的吸收情况，我们可以获得样品分子的化学键、官能团和其他结构信息。
因此，FTIR可用于鉴定和分析有机物、聚合物和无机物等材料。
四、热重分析（TGA）热重分析是利用材料在升温或降温过程中质量的变化来研究材料热特性和失重行为的方法。
在TGA实验中，材料样品被加热，同时装有高精度天平的仪器记录样品质量的变化。
通过分析反应前后质量变化曲线，我们可以推断样品中的各类组分和反应过程。
TGA在材料的热稳定性、相变行为、降解特性和组分分析等方面起着重要作用。
五、原子力显微镜（AFM）原子力显微镜是利用探测器的探针扫描物体表面的力的变化来观察样品的表面形貌和研究材料的物理性质。
化学材料的微观结构分析
化学材料的微观结构分析化学材料的微观结构分析是化学科学中的重要部分，可以帮助我们深入了解材料的组成和性能。
微观结构指的是材料的原子、分子或离子在空间中的排列和组织方式，而微观结构分析则是通过一系列实验方法和技术手段来确定材料的微观结构。
本文将探讨常见的几种微观结构分析方法。
一、X射线衍射（XRD）分析X射线衍射是一种非常常见的微观结构分析方法。
它是利用材料对入射X射线的散射进行定性和定量分析的技术。
通过测量X射线衍射的强度和角度，可以得到材料的晶体结构和晶格参数。
XRD可以用于研究各类晶体材料，如金属、无机盐类、无机氧化物、无机酸等。
二、透射电子显微镜（TEM）观察透射电子显微镜是一种非常重要的材料微观结构分析技术。
它可以通过透射电子束来观察材料的微观结构，并进行成分分析和晶体学性质测量。
TEM可以观察到极高分辨率的材料结构，对观察样品的厚度也有很高的要求。
透射电子显微镜广泛应用于研究纳米材料、金属材料、半导体材料等。
三、扫描电子显微镜（SEM）表征扫描电子显微镜是一种利用材料表面反射的高能电子束来观察材料表面形貌和微观结构的技术。
SEM可以提供材料表面的高分辨率图片，并通过能谱分析确定材料的化学元素。
SEM广泛用于材料的表面形貌观察、颗粒分析和衍射图像分析。
四、红外光谱（IR）分析红外光谱是一种通过材料对特定波长的红外辐射吸收和散射来确定其分子结构和化学键的分析方法。
红外光谱可以提供关于材料中特定基团的信息，如官能团、化学键和分子等。
它广泛应用于有机物的结构表征和化学反应的研究。
五、核磁共振（NMR）分析核磁共振是一种基于原子核在外加磁场下的磁共振行为进行分析的技术，用于确定材料中不同核素的相对结构和相对数量。
核磁共振可以提供关于化学物质的分子间相互作用、分子动力学和化学键的信息。
它广泛应用于有机化合物和生物分子的结构分析。
六、质谱（MS）分析质谱是一种通过对材料中原子或分子的质量进行测定和分离来进行结构分析的技术。
无机材料的结构分析及性质分析
无机材料的结构分析及性质分析无机材料是我们日常生活和工业生产中必不可少的材料之一。
与有机材料不同，无机材料的结构和性质具有一定的独特性。
在本文中，我们将讨论无机材料的结构分析和性质分析，以便更好地了解这些材料。
一、结构分析无机材料的结构非常复杂，一般需要利用现代科技手段进行分析。
以下是几种常用的结构分析方法：1. X射线衍射分析X射线衍射分析是一种通过测量晶体衍射图案，确定晶体结构的方法。
该方法通常使用X射线或中子作为探针。
通过分析晶体衍射图样的强度和位置，可以确定晶体的晶格常数、晶体间距、晶体的对称性等信息。
该方法广泛应用于研究金属、陶瓷等无机材料的结构。
2. 电子显微镜电子显微镜是一种利用高能电子来研究材料结构的方法。
与传统光学显微镜不同，电子显微镜能够在更高的分辨率下观察材料的微观结构。
该方法在金属、半导体、陶瓷等材料的结构分析中得到了广泛应用。
3. 傅立叶变换红外光谱法傅立叶变换红外光谱法是一种通过测量材料吸收、散射、透射等红外光谱信息，来确定材料结构的方法。
该方法可以用来分析无机材料的化学键、晶体结构、表面特性等信息。
傅立叶变换红外光谱法广泛应用于分析粉末、化学品、纤维等材料。
二、性质分析无机材料的性质因种类不同而有所差异。
以下是一些常见的无机材料的性质分析方法：1. 吸附性能分析吸附性能是无机材料的常见性质之一。
通过测量材料的比表面积、孔径大小等参数，可以确定材料的吸附性能。
常用的吸附性能分析方法包括石墨烯气体吸附法、比表面积测定法等。
2. 光学性质分析光学性质是无机材料的重要性质之一，包括折射率、吸收系数、发光性等。
通过测量材料在不同波长的光照射下的光谱特性，可以确定材料的光学性质。
光学性质分析方法包括紫外可见吸收光谱法、荧光光谱法等。
3. 电学性质分析电学性质是无机材料的另一种常见性质。
通过测量材料的电导率、电容量等参数，可以确定材料的电学性质。
电学性质分析方法包括交流电阻率法、恒定应变法等。
材料微观分析
材料微观分析材料微观分析是指对材料的微观结构、性能和组织进行分析和研究的过程。
通过对材料微观结构的分析，可以更深入地了解材料的性能和特性，为材料的设计、制备和应用提供重要的参考和指导。
本文将从材料微观分析的方法、应用和发展趋势等方面进行探讨。
首先，材料微观分析的方法主要包括显微镜观察、电子显微镜观察、X射线衍射分析、原子力显微镜观察等。
显微镜观察是最常用的方法之一，可以直观地观察材料的微观结构和组织，包括晶粒的大小、形状和分布等信息。
电子显微镜观察具有更高的分辨率，可以观察到更为微小的结构和组织，对于纳米材料的研究尤为重要。
X射线衍射分析可以确定材料的晶体结构和晶体学参数，是研究材料结晶性质的重要手段。
原子力显微镜观察则可以实现对材料表面的原子尺度的观察和测量。
其次，材料微观分析在材料科学和工程领域具有广泛的应用。
在材料制备过程中，通过对材料微观结构的分析可以优化材料的制备工艺，提高材料的性能和品质。
在材料性能测试中，对材料微观结构的分析可以揭示材料的力学性能、热学性能、电学性能等方面的规律和特性。
在材料失效分析中，通过对材料微观结构的观察和分析可以找到材料的失效原因，为改进材料设计和使用提供依据。
最后，随着科学技术的不断发展，材料微观分析技术也在不断完善和发展。
新型的显微镜、电子显微镜和原子力显微镜不断涌现，为材料微观分析提供了更为精细和准确的工具。
同时，计算机模拟技术的发展也为材料微观分析提供了新的途径，通过建立材料的微观结构模型，可以预测材料的性能和行为，为材料设计和研发提供了新的思路和方法。
综上所述，材料微观分析是材料科学和工程领域的重要内容之一，对于材料的研究、设计和应用具有重要的意义。
随着科学技术的不断进步，材料微观分析技术也在不断发展，为材料研究和应用提供了强大的支持和保障。
相信在不久的将来，材料微观分析技术将会迎来更为广阔的发展空间，为材料领域的进步和发展做出新的贡献。
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论几种材料微观结构分析方法
摘要：决定材料性质最为本质的内在因素：组成材料各元素原子结构，原子间相互作用相互结合，原子或分子在空间排列，运动规律，以及原子集合体的形貌特征，因此探测物体内部微结构对于材料的研究有着重要的物理意义
关键词:X射线;光学显微镜;扫描电镜；透射电子显微镜；红外光谱分析
一、X射线单晶体衍射仪(X-ray single crystal diffractometer,简写为XRD)
基本原理：根据布拉格公式：2dsinθ=λ可知，对于一定的晶体，面间距d一定，有两种途径可以使晶体面满足衍射条件，即改变波长λ或改变掠射角θ。
X射线照射到某矿物晶体的相邻网面上，发生衍射现象。
两网面的衍射产生光程差ΔL=2dsinθ，当ΔL等于X射线波长的整数倍nλ(n为1、2、3….，λ为波长)时，即当2dsinθ=nλ时，干涉现象增强，从而反映在矿物的衍射图谱上。
不同矿物具有不同的d值。
X射线分析法就是利用布拉格公式并根据x射线分析仪器的一些常数和它所照出的晶体结构衍射图谱数据，求出d，再根据d值来鉴定被测物。
主要功能：收集晶体衍射数据以及进一步确定晶体结构，过程主要包
括：挑选样品，上机，确定晶胞参数，设定参数进行数据收集，数据还原，结构解析。
二、光学显微镜（Optical Microscopy ，简写为OM）
基本原理：显微镜是利用凸透镜的放大成像原理，将人眼不能分辨的微小物体放大到人眼能分辨的尺寸，其主要是增大近处微小物体对眼睛的张角（视角大的物体在视网膜上成像大），用角放大率M表示它们的放大本领。
因同一件物体对眼睛的张角与物体离眼睛的距离有关，所以一般规定像离眼睛距离为25厘米（明视距离）处的放大率为仪器的放大率。
显微镜观察物体时通常视角甚小，因此视角之比可用其正切之比代替。
显微镜放大原理光路图
显微镜由两个会聚透镜组成，光路图如图所示。
物体AB经物镜成放大倒立的实像A1B1，A1B1位于目镜的物方焦距的内侧，经目镜后成放大的虚像A2B2于明视距离处。
主要功能：把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息。
三、扫描式电子显微镜（scanning electron microscope，简写SEM）工作原理：SEM的工作原理是用一束极细的电子束扫描样品，在样品表面激发出次级电子，次级电子的多少与电子束入射角有关，也就是说与样品的表面结构有关，次级电子由探测体收集，并在那里被闪
烁器转变为光信号，再经光电倍增管和放大器转变为电信号来控制荧光屏上电子束的强度，显示出与电子束同步的扫描图像。
图像为立体形象，反映了标本的表面结构。
为了使标本表面发射出次级电子，标本在固定、脱水后，要喷涂上一层重金属微粒，重金属在电子束的轰击下发出次级电子信号。
主要功能：获取被测样品本身的各种物理、化学性质的信息，如形貌、组成、晶体结构、电子结构和内部电场或磁场等等。
采用不同的信息检测器，使选择检测得以实现。
如对二次电子、背散射电子的采集，可得到有关物质微观形貌的信息；对x射线的采集，可得到物质化学成分的信息。
正因如此，根据不同需求，可制造出功能配置不同的扫描电子显。
四、透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope，简称 TEM）
工作原理：由电子枪发射出来的电子束，在真空通道中沿着镜体光轴穿越聚光镜，通过聚光镜将之会聚成一束尖细、明亮而又均匀的光斑，照射在样品室内的样品上；透过样品后的电子束携带有样品内部的结构信息，样品内致密处透过的电子量少，稀疏处透过的电子量多；经过物镜的会聚调焦和初级放大后，电子束进入下级的中间透镜和第1、第2投影镜进行综合放大成像，最终被放大了的电子影像投射在观察室内的荧光屏板上；荧光屏将电子影像转化为可见光影像以供使用者观察。
主要功能：透射电镜是一种高分辨率、高放大倍数的显微镜，是材料
科学研究的重要手段，能提供极微细材料的组织结构、晶体结构和化学成分等方面的信息。
透射电镜的分辨率为0.1～0.2nm，放大倍数为几万～几十万倍。
五、X射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectrometer ,简称XPS) 工作原理:X射线光子的能量在1000～1500ev之间，不仅可使分子的价电子电离而且也可以把内层电子激发出来，内层电子的能级受分子环境的影响很小同一原子的内层电子结合能在不同分子中相差很大，故它是特征的。
光子入射到固体表面激发出光电子，利用能量分析器对光电子进行分析的实验技术称为光电子能谱。
XPS的原理是用X 射线去辐射样品，使原子或分子的内层电子或价电子受激发射出来。
被光子激发出来的电子称为光电子。
可以测量光电子的能量，以光电子的动能/束缚能(binding energy),(Eb=hv光能量-Ek动能-w功函数)为横坐标，相对强度（脉冲/s）为纵坐标可做出光电子能谱图。
从而获得试样有关信息。
X射线光电子能谱因对化学分析最有用，因此被称为化学分析用电子能谱（Electron Spectroscopy for Chemical Analysis）。
主要功能：1.固体样品的表面组成分析，化学状态分析，取样深度为0～3nm 2.元素成分的深度分析（角分辨方式和氩离子刻蚀方式） 3.可进行样品的原位处理。
六、红外光谱仪（ Infrared Spectrometer，简称IR）
工作原理：将一束不同波长的红外射线照射到物质的分子上，某些特定波长的红外射线被吸收，形成这一分子的红外吸收光谱。
每种分子
都有由其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱，据此可以对分子进行结构分析和鉴定。
红外吸收光谱是由分子不停地作振动和转动运动而产生的，分子振动是指分子中各原子在平衡位置附近作相对运动，多原子分子可组成多种振动图形。
当分子中各原子以同一频率、同一相位在平衡位置附近作简谐振动时，这种振动方式称简正振动（例如伸缩振动和变角振动）。
分子振动的能量与红外射线的光量子能量正好对应，因此当分子的振动状态改变时，就可以发射红外光谱，也可以因红外辐射激发分子而振动而产生红外吸收光谱。
分子的振动和转动的能量不是连续而是量子化的。
但由于在分子的振动跃迁过程中也常常伴随转动跃迁，使振动光谱呈带状。
所以分子的红外光谱属带状光谱。
分子越大，红外谱带也越多。
主要功能：红外光谱分析可用于研究分子的结构和化学键，也可以作为表征和鉴别化学物种的方法。
红外光谱具有高度特征性，可以采用与标准化合物的红外光谱对比的方法来做分析鉴定。
已有几种汇集成册的标准红外光谱集出版，可将这些图谱贮存在计算机中，用以对比和检索，进行分析鉴定。
利用化学键的特征波数来鉴别化合物的类型，并可用于定量测定。
由于分子中邻近基团的相互作用，使同一基团在不同分子中的特征波数有一定变化范围。
此外，在高聚物的构型、构象、力学性质的研究，以及物理、天文、气象、遥感、生物、医学等领域，。