材料与化学分析测试方法.pptVIP

材料现代测试分析技术;第一章　材料现代测试分析技术概述;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;检测过程 信号发生 信号检测 信号处理 信号读出 分析仪器 信号发生器 检测器 信号处理器 读出装置;第二节　衍射分析方法概述;一、X射线衍射分析; 分析方法;X射线衍射仪;二、电子衍射分析;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 衍射线方向由二维劳埃方程描述 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。）照射样品表面，使弹性散射发生在样品的近表面层;衍射分析方法;第三节 光谱分析方法概述;一、辐射的吸收与吸收光谱;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.发射的电磁辐射的频率: 辐射发射的前提是使物质吸收能量即激发. 非电磁辐射激发(非光激发) 热激发 - 热运动的粒子(电弧、火焰) 激发 电激发 – 电子 电磁辐射激发(光激发) – 光致发光 激发源—— 一次光子; 受激后辐射发射——二次光子、荧光、磷??? 物质粒子发射辐射的强度(能量)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. 不同物质粒子具有各自的特征发射光谱。;三、辐射的散射与拉曼散射谱;在光谱上斯托克斯线和反斯托克斯线出现在入射光谱线附近,称为拉曼散射谱.斯托克斯线或反斯托克斯线与入射光频率之差称为拉曼位移. 拉曼散射产生的实质在于入射光子与分子作用时分子的振动能级或转动能级跃迁.拉曼位移的大小和分子的跃迁能级差一样. 拉曼散射谱谱线的多少、强度与波长等均与分子的能级结构、性质等密切相关. 拉曼散射谱是含有物质特征信息的光谱.;四、光谱的分类;按强度对波长的分布特点;光谱分类名称;五、光谱分析方法的大致应用;分析方法(缩写);第四节　电子能谱分析方法概述;一、光电子能谱;2 光电子发射过程及其能量关系 光电子发射过程 光电子的产生(入射光子与物质相互作用,光致电离产生光电子) 输运 (光电子自产生之处输运至物质表面) 逸出 (克服表面势垒而发射至物质外,物质外环境为真空) 发射过程的能量关系 - 光电子发射方程 hν- 入射光子能量 Eb – 电子结合能或电离能,即使物质产生光电子所需能量 A – 光电子输运过程中因非弹性碰撞而损失的能量 φs – 逸出功(功函数); Ek – 光电子动能 对于自由原子发射光电子,A =0, φs=0, 则光电子发射方程为 对于自由分子发射光电子,光电子发射方程为 Ev – 分子振动能; Er – 分子转动能;实测固体样品与谱仪能量关系　;３光电子能谱图 光电子产额（光电子强度）对光电子动能或结合能的分布称为物质的光电子能谱图． 光电子能谱与物质状态、能级或能带结构及光电子来自原子内层或外层等密切相关；是含有物质成分、结构等信息的特征谱。;４光电子能谱按激发能源分类 Ｘ射线光电子能谱(XPS) 以单色Ｘ射线为光源，激发样品中原子内层电子，产生光电子发射，