材料现代分析测试方法绪论.pptVIP

材料现代分析测试技术 主要实验方法：衍射法、显微法、谱学法等。 衍射法：主要包括X射线衍射、电子衍射、 中子衍射、?射线衍射等； 显微法：主要包括光学显微镜、透射电子显微镜、 扫描电子显微镜、扫描隧道显微镜、 原子力显微镜、场离子显微镜等； 谱学法：主要有电子探针、俄歇电子能谱、 光电子能谱、光谱等。 不同的实验方法和仪器可以获得不同方面的结构和成分信息。 化学成分分析 平均化学成分分析方法(常规方法)有： 湿化学法和光谱分析法等。 更先进的分析方法有： X射线荧光光谱、电子探针、 光电子能谱和俄歇电子能谱等， 利用这些方法可以得到元素的种类、 浓度、价态和分布特征。 晶体结构分析 X射线衍射和电子衍射等方法 显微结构 要通过显微术来研究，主要包括： 光学显微镜、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、扫描隧道显微镜、原子力显微镜、场离子显微镜等。 光谱分析：电磁波强度——波长谱图 能谱分析：电子（波）强度——动能谱图 衍射分析：电磁波（X）/电子（波）衍射谱图 TEM分析：电子（波）衍射/衍衬图象 第一章 光谱分析第一节 光谱分析法及其分类 光谱分析方法：是基于电磁辐射与材料相互作用产生的特征光谱波长 与强度进行材料分析的方法。 按辐射与物质相互作用性质分为：吸收光谱分析、发射光谱分析法、 散射光谱分析法。 按发生作用的物质微粒不同可分为：原子光谱和分子光谱等。 原子光谱：是由原子外层或内层电子能级的变化产生的，它的表现形式为线光谱。属于这类分析方法的有原子发射光谱法（AES）、原子吸收光谱法（AAS）、原子荧光谱法（AFS）以及X射线荧光光谱法（XFS）等。 * * 绪 论 材料研究的三个方面：材料的设计、制备和表征。 材料表征：材料性能、微观结构和成分的测试与表征。 分析的三个层次：化学成分分析、晶体结构分析 和显微结 构分析。 分析电子结构 — 原子、分子或晶体中的电子 分析声子结构 — 分子或晶体中的声子 分析晶体结构 分析缺陷结构 分子光谱：是由分子中电子能级、振动和转动能级的变化产生的，表现形式为带光谱。属于这类分析方法的有紫外-可见分光光度法（UV-Vis）、红外光谱法（IR）、分子荧光光谱法（MFS）和分子磷光光谱法（MPS）等。 吸收光谱或发射光谱按波长分为：红外光谱、可见光谱、紫外光谱、X射线光谱等。 表6-1 吸收与发射光谱分类 定性、定量分析 紫外、可见光 分子能级 分子 分子磷光光谱 定性、定量分析 紫外、可见光 分子能级 分子 分子荧光光谱 定性、定量分析 紫外、可见光 价电子能 原子（外层电子） 原子荧光光谱 元素的定性、定量分析 紫外、可见光 价电子能 原子（外层电子） 原子发射光谱 元素的定性、定量分析 二次X射线（荧光） 电子能级 原子中电子 X射线荧光光谱 定性、定量分析 γ射线 原子核能级 原子核 γ射线光谱 发射光谱 结构鉴定，分子的动态效应、 氢键的形成、互变异构反应等 射频 原子核磁能级 原子核 核磁共振波谱 定性分析、结构分析 微波 电子自旋能级（磁能级） 原子（未成对电子） 顺磁共振波谱 定性鉴定、结构分析、定量分析 红外线 分子振动能级 分子（振动） 红外吸收光谱 物质定性、结构分析、定量分析 紫外、可见光 分子电子能级 分子（外层电子） 紫外、可见吸收光谱 元素的定量分析 紫外、可见光 价电子能级 原子（外层电子） 原子吸收光谱 分析原子的氧化态、化学键、 核周围电子云分布及核有效磁场 γ射线 原子核能级 原子核 莫斯堡尔谱 吸收光谱 应用 吸收或发射辐射种类 能级跃迁类型 作用物质 光谱（分类）名称 第二节 原子、分子结构与光谱 一、 原子能态与光谱 （一）原子能态及其表征 1．原子结构与电子量子数 电子的运动状态可用四个量子数来描述：