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红外线吸收光谱在材料分析中的应用 摘 要: 红外线光谱是研究材料的化学和物理结构机器表征的基本手段，红外线光谱技术可以对材料的研究提供各种信息，从而研究材料的结构和性能。本文介绍红外线吸收光谱的原理及其在材料分析中的应用，并通过红外线吸收光谱研究材料，改进材料性能开发新材料，并且做出展望。 关键词: 红外线; 吸收; 光谱; 材料分析 Infrared absorption spectrum in material analysis application Abstract : The infrared line spectrum is studies the material chemistry and the physical structure machine attribute essential method，The infrared line spectrum technology may supply each kind of information to the material research, thus research material structure and performance。This article introduced that the infrared absorption spectrum the principle and in material analysiss application, and through the infrared absorption spectrum research material, the improvement material performance develops the new material, and makes the forecast. Key Words : Infrared; Absorption; Spectrum; Material analysis 引言 20世纪60年代,采用光栅代替棱镜作为色散元件的第二代红外分光光度计投入使用,该仪器提高了仪器的分辨率,扩展了测定的波长范围,降低了测试时对波长范围的要求,使红外光谱法的分析对象由单纯的有机化合物扩展到配合物、高分子化合物和无机化合物。现在最为通用的第三代红外分光光度计,采用了傅里叶变换技术和计算机技术应用,他的分辨率高、样品需要量少、测定速度快,而且仪器中带有数据库,便于对测试样品的图谱与数据库中的图谱进行对比。近年来,由于激光技术的飞速发展,可调激光器作为红外光源代替了色散器,第四代激光红外分光光度计研制成功并开始投入使用。材料的结构和性能是材料科学研究的重心,改进材料的微结构是改进材料的性能、开发新材料的有效途径。随着科技的进步,利用红外线光谱法研究材料的结构和性能已逐渐扩展到多种学科和领域。材料学科的发展和材料分析技术的发展是密切相关的,正因为有了先进的分析技术和仪器,使研究工作者对材料的特殊性能成因有了更细微的探究,对材料的物理化学变化和显微结构有了深入的了解,从而改进材料性能开发新材料。 本文介绍红外线吸收光谱的原理及其在材料分析中的应用，并通过红外线吸收光谱研究材料，改进材料性能开发新材料，并且做出展望。 1.1 红外吸收光谱的基本原理 用红外光照射化合物时,分子吸收红外光的能量,使分子中键的振动从低能态向高能态跃迁,将这个过程记录下来就得到红外光谱图,需要注意的是这里所说的“跃迁”指的是键的振动能级,并不是电子从低能级轨道跃迁到高能级轨道。化合物中的官能团可以吸收特定波长的红外光，即使这些官能团所处的化学环境略有不同。因此，红外线吸收光谱可以用来鉴别化合物中存在的官能团[1]。 1.2红外线吸收光谱的基本概念 1.2.1红外光区域的划分 红外光区的划分红外光谱在可见光区和微波光区之间，波长范围约为 0.75 ~ 1000μm，根据仪器技术和应用不同，习惯上又将红外光区分为三个区：近红外光区（0.75 ~ 2.5μm ），中红外光区（2.5 ~ 25μm ），远红外光区（25 ~ 1000μm ）[2]。近红外光区（0.75 ~ 2.5μm ）  近红外光区的吸收带主要是由低能电子跃迁、含氢原子团（如o—h、n—h、c—h）伸缩振动的倍频吸收等产生的。该区的光谱可用来研究稀土和其它过渡金属离子的化合物，并适用于水、醇、某些高分子化合物以及含氢原子团化合物的定量分析。中红外光区（2.5 ~ 25μm ）  绝大多数有机化合物和无机离子的基频吸收带出现在该光区。由于基频振动是红外光谱中吸收最强的振动，所以该区最适于进行红外光谱的定性和定量分析。同时，由于中红外光谱仪最为成熟、简单，而且目前已积累了该区大量的数据资料