材料分析测试方法.doc

材料分析测试方法
一、 课程关键性
二、 课程关键内容
三、 本课程教学目标基础要求
四、 本课程和其它课程关系
材料分析测试方法
二、 课程关键内容
材料分析基础原理（或称技术基础）是指测量信号和材料成份、 结构等特征关系。
采取多种不一样测量信号（对应地含有和材料不一样特征关系）形成了多种不一样材料分析方法。
1、 X-射线衍射分析 : 物相成份、 结晶度、 晶粒度信息
2、 电子显微镜 : 材料微观形貌观察
3、 热分析 : 分析材料随温度而发生状态改变
4、 振动光谱: 分子基团、 结构判定
5、 X-射线光电子能谱 : 一个表面分析技术, 表面元素分析
6、 色谱分析: 分析混合物中所含成份物理方法
三、 课程教学目标和基础要求
本课程是为材料专业本科生开设关键专业课。
其目标在于使学生系统地了解现代关键分析测试方法基础原理、 仪器设备、 样品制备及应用, 掌握常见测试技术所获信息解释和分析方法, 最终使学生能够独立地进行材料分析和研究工作。
四、 本课程和其它课程关系
本门课程是以高等数学、 大学物理、 无机及分析化学、 有机化学、 物理化学、 晶体学等课程为基础, 所以, 学好这些前期课程是学好材料现代分析测试方法前提。
同时, 材料现代分析测试方法又为后续专业课程如材料合成和制备方法、 陶瓷、 功效材料、 高分子材料等打下基础。
X 射线衍射分析
X射线物理基础
晶体学基础: 几何晶体学、 倒点阵
X射线衍射原理: X射线衍射线方向和强度
晶体研究方法:单晶、 多晶研究、 衍射仪法
X射线衍射分析应用
物相分析
晶胞参数确实定
晶粒尺寸计算等
X 射线衍射分析
需处理问题
科研、 生产、 商业和日常生活中, 大家常常碰到这种问题: 某种未知物成份是什么？含有哪些杂质或有害物质？用什么方法来判定？
X射线衍射分析（简称XRD）原理？仪器组成？样品要求？
XRD除物相分析外, 还能检测分析物质哪些性能？
怎样从XRD所给出数据中提取更多信息？（包含成份、 结构、 形成条件、 结晶度、 晶粒度等）
§1 X射线物理基础
一、 X射线发觉
二、 X射线性质
三、 X射线取得
四、 X射线谱
五、 X射线和物质相互作用
六、 X射线吸收及其作用
七、 X射线防护
一、 X射线发觉
1895年, 德国物理学家伦琴（Röntgen,.）发觉X射线
19, 德国物理学家劳厄（,M）等人发觉X射线
在晶体中衍射现象, 确证X射线是一个电磁波
19, 英国物理学家布·喇格父子(Bragg,;Bragg,.)
开创X射线晶体结构分析历
二、 X射线性质
X射线本质是一个电磁波, 含有波粒二象性。
X射线波动性表现在它以一定波长和频率在空间传输, ~100 Å 之间,
在真空中传输速度3×108m/s。
1、 波动性
当解释X-ray衍射、 干涉等现象时, 必需将其看成波。
在晶体作衍射光栅观察到X射线衍射现象, 证实了X射线波动性
X射线作为电磁波, 含有电场矢量和磁场矢量。 　
　它以一定波长和频率在空间传输。
　　　　　　 λ ＝Ｃ／ v
X-ray作为一个电磁波, 其传输过程中携带一定能量, 用强度表示X-ray所带能量多少。
当解释X-ray和物质相互作用所产生物理现象（如光电效应、 二次电子等）时, 须将X-ray看成一个微粒子流（光子流）。
X-ray作为一个粒子流, 它强度为光子流密度和每个光子能量乘积。
2、 粒子性
三、 X射线取得
1、 X-ray产生原理
通常高速运动电子流或其它高能辐射流（如γ射线, X射线, 中子流等）被忽然减速时均能产生X射线。
2、 X射线机
X射线管是X射线机关键部件。
封闭式热阴极X射线管
四、 X射线谱
X射线强度和波长关系曲线, 称之X射线谱。
从X-ray管中发出X射线能够分为: 连续X射线谱、 特征X射线谱
WordsFromNotePage
(1)产生原理: 在X射线管中, 从阴极发出电子在高电压作用下以很高速度撞向阳极, 电子动能降低, 降低动能中极少一部分转换为X射线放射出。 因为撞到阳极上电子数极多, 电子和阳极碰撞时间和条件各不相同, 而且绝大多数电子要经历数次碰撞, 产生能量各不相同辐射, 所以出现连续X射线谱。
1、 连续X射线谱
在管电压很低时, X射线管发出X射线, 其曲线是连续改变, 故称之为连续X射线