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* 材料现代分析方法 福州大学 材料科学与工程学院 李 强 公认的材料科学与工程四大要素： 0 导言 现代材料科学与工程在很大程度上依赖于对材料性能与其成分及显微组织关系的理解。 对材料各种性能的测试技术，对材料组织从宏观到微观不同层次的表征技术构成了材料科学与工程的一个重要组成部分，也是联系材料设计与制造工艺直接获得具有满意使用性能的材料之间的桥梁。 从新材料的研制中可以看到检测表征技术所起的作用。 在四要素中，性能检测与表征技术通过组成与结构在化学、物理学和环境科学的基础上与其它三大要素相互联系和反馈，同样构成材料科学与工程的关键技术 材料的组成和微观结构如何知道？ 传统方法： 肉眼, 分辨率0.2 mm 光学显微镜-光学技术，能达到什么程度？200nm = 0.2μm 现代技术是什么？ 如果你有一双X射线的眼睛，就能把物质的微观结构看个清清楚楚明明白白！ X射线衍射将会有助于你探究为何成份相同的材料，其性能有时会差异极大. X射线衍射将会有助于你找到获得预想性能的途径。 X射线衍射分析技术 Philips X’ Pert MPD 多功能X射线衍射仪 理学部分型号X射线衍射仪 D/max2000PC系列 小角/广角衍射仪系统 D/max Ultima III 多用途样品台Multi-purpose attachment 极图测试-Pole figure measurement 残余应力-Residual Stress measurement 薄膜测试-Thin film measurement a axis (inclination) 　　Operation range:15～120° b axis (intraplanar rotation) Operation range:360° Z axis (front and back) Operation range:10mm b axis a axis Z axis This attachment has three axes. Measurement Example using Multi-purpose attachment -Pole figure measurement Al(111) Measurement result Pole figure of Al(111) b axis a axis 电子显微分析技术 电子显微分析技术 X射线衍射仪 电子探针仪 扫描电镜 X 射 线 二次电子 韧致辐射 入射电子 背散射电子 阴极荧光 吸收电子 俄歇电子 试 样 透射电子 衍射电子 俄歇电镜 透射电子显微镜 电子衍射仪 图0-1 电子与物质相互作用产生的信息及相应仪器 透射电子显微镜（TEM） 透射电子显微镜是一种能够以原子尺度的分辨能力提供物理分析和化学分析所需全部功能的仪器。选区电子衍射技术功能能够使微区形貌与微区晶体结构分析结合起来，再配以能谱或波谱可以进行微区成份分析。 即TEM是能够进行形貌--结构--成分三位一体分析的电子分析仪器，也是当前最重要的材料测试分析仪器。 日本日立公司H－700电子显微镜，配有双倾台，并带有7010扫描附件和EDAX9100能谱。该仪器不但适合于医学、化学、微生物等方面的研究，由于加速电压高，更适合于金属材料、矿物及高分子材料的观察与结构分析，并能配合能谱进行微区成份分析。 ● ? 分 辨 率：0.34nm● ? 加速电压：75KV－200KV● ? 放大倍数：25万倍● ? 能 谱 仪：EDAX－9100● ? 扫描附件：S7010 CM200-FEG场发射枪电镜 JEM-2010透射电镜 加速电压200KVLaB6灯丝点分辨率 1.94? 加速电压20KV、40KV、80KV、 160KV、200KV可连续设置加速电压热场发射枪晶格分辨率 1.4?点分辨率 2.4?最小电子束直径1nm能量分辨率约1ev倾转角度α=±20度?? ????? β=±25度 JEM-2010透射电镜 加速电压200KVLaB6灯丝点分辨率 1.94? EM420透射电子显微镜 加速电压20KV、40KV、60KV、 80KV、10