i元素分析.PDF

8章在材料科学中的应用 1. 在聚合物材料中的应用 2. 在催化科学中的应用 3. 在冶金学中的应用 4. 在材料物理学中的应用 5. 在腐蚀科学中的应用 8.0 XPS应用领域 l 由于XPS能谱中包含着样品有关表面电子结构的 重要信息，用它可直接研究表面及体相的元素组 成、电子组态和分子结构。 l XPS可进行表面元素的定性和定量分析，元素组 成的选区和微区分析，非均相样品中元素组成的 表面分布分析和深度剖析，原子和分子的价带结 构分析，在某些情况下还可对元素的化学状态、 分子结构等进行研究。 l XPS的表面灵敏特性，样品处理的简单性和广泛 的 应性，非结构破坏性测试能力，以及可获得 丰富的化学信息的能力，是一种用途广泛的现代 分析实验技术和表面分析的有力工具。广泛应用 于科学研究和工程技术的诸多领域中。 XPS可提供 l 原子浓度0.1%的所有元素（除H, He外）的鉴别； l 表面元素组成的半定量测定（误差±10%）； l 亚单层灵敏度；探测深度1～10 nm，依赖材料和实验参 数； l 优异的化学信息(化学位移和各种终态效应，以及完善的 标准化合物数据库)；关于分子环境的信息（氧化态、成 键状态、分子结构等）； * l 来自震激跃迁（p→p ）的关于芳香的或不饱和烃的结构信 息； l 使用价带谱的材料 “指纹”和成键轨道的鉴别； l 详细的电子结构和某些几何信息； l 样品内的元素深度分布剖析。 l 由于XPS谱能提供材料表面丰富的物理、化学信 息，所以它在凝聚态物理学、电子结构的基本研 究、薄膜分析、半导体研究和技术、分凝和表面 迁移研究、分子吸附和脱附研究、化学研究 （化 学态分析）、电子结构和化学键（分子结构）研 究、异相催化、腐蚀和钝化研究、分子生物学、 材料科学、环境生态学等学科领域都有广泛应用。 l 可提供的信息有样品的组分、化学态、表面吸附、 表面态、表面价电子结构、原子和分子的化学结 构、化学键合情况等。 基础应用研究领域 1. 材料物理 键结构、表面电子态、固体的能带结构、合金的 构成与分凝、粘附(adhesion)、迁移(migration)与扩散； 2. 基础化学 元素和分子分析、化学键、分子结构分析、氧化 还原、光化学； 3. 催化科学 元素组成、活性、表面化学反应、催化剂中毒； 4. 腐蚀科学 吸附、分凝、气体 表面反应、氧化、钝化； 5. 材料化学 XPS是研究各种镀层、涂层和表面处理层(钝化 层、保护层等)的最有效手段，广泛应用于金属、高分子等材 料的表面处理、金属或聚合物的淀积、防腐蚀、抗磨、断裂等 方面的分析。 6. 微电子技术 电子能谱可对材料和工艺过程进行有效的质量 控制和分析，注入和扩散分析，因为表面和界面的性质对器件 性能有很大影响。 7. 薄膜研究 如光学膜、磁性膜、超导膜、钝化膜、太阳能电 池薄膜等。层间扩散，离子注入。 应用XPS的工业 l 粘合Adhesion、农业Agriculture、汽车制造 Automotive 、电池Battery、生物材料Biomaterials、 生物医学Biomedical、生物技术Biotechnology、罐装 食品Canning、催化剂Catalyst、陶瓷Ceramic、化学 制品Chemical、计算机Computer、化妆品Cosmetics 、电子工业Electronics、能源Energy、环境 Environmental、纤维织物Fabrics、食品Food、燃料 电池Fuel cells、地质Geology、玻璃Glass、激光 Laser、照明Lighting、润滑Lubrication、磁存储 Magnetic storage、矿物学Mineralogy、采矿Mining 、纳米