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材料现代分析方法深圳大学材料学院主讲:李均钦材料现代分析方法2015 材料现代分析方法主要参考书:王晓春、张希艳主编, 材料现代分析与测试技术，国防工业出版社 (2010年版)。王富耻主编, 材料现代分析测试方法，北京理工大学出版社(2006年版)。周玉主编，材料分析方法，哈工大出版社(2007年版)。黄新民、解挺编，材料分析测试方法，国防工业出版社(2006年版)。梁敬魁编，粉末衍射法测定晶体结构，科学出版社 (2003年版)。材料现代分析方法2015 绪论人类文明的三大支柱能源信息材料｛结构材料功能材料结构材料: 耐高温、耐高压、高强度材料等功能材料: 磁性材料、半导体材料、超导体材料 材料的性能主要取决于金刚石和石墨都由碳构成，一个很硬，一个很软不锈钢：18Cr-8Ni-74Fe，FCC结构，耐腐蚀 化学成分结构组织形态｛｛一. 材料分析测试方法的地位和作用材料现代分析方法2015 为了建立材料的化学组成、物相组成、结构、组织形态与材料性能的关系，需要采用相应的分析表征方法。材料现代分析方法是一门技术性实验方法性的课程。绪论材料分析测试方法的地位和作用材料研究四要素：材料现代分析方法2015 本课程主要介绍研究材料化学组成、物相结构、组织形态的现代分析方法。绪论材料分析测试方法化学成分：化学分析、光谱、能谱、波普结构：X射线衍射、电子衍射组织形态：OM、SEM、TEM、SPM｛材料分析测试方法本课程的内容1、X射线粉末衍射分析（X-ray diffraction） 应用：晶体结构的测定；物相分析； 单晶定向；点阵参数测定； 应力分析等。材料现代分析方法2015 绪论1、X射线粉末衍射分析（XRD：X-ray diffraction） 它所获取的所有信息都基于材料的结构。 PbTe + PbSe = Pb(Te,Se)本课程的内容材料现代分析方法2015 绪论2、透射电子显微镜（TEM）（transition electron microscope）主要功能：电子束透过薄膜样品，观察样品的组织形态，通过电子衍射测定材料的结构，从而确定材料的物相。 透射电镜● 分 辨 率：0.1 nm - 0.2 nm ● 加速电压：75kV－200kV； 放大倍数：0.4 - 150万倍● 能 谱 仪：EDAX－9100； 扫描附件：S7010 高性能热电材料本课程的内容材料现代分析方法2015 绪论3）扫描电子显微镜（SEM）电子束在样品表面扫描，用于观察样品的形貌（具有立体感）；通过电子束激发样品的特征X射线获取样品的成分信息。(Pb0.97Yb0.03Te)0.15(GeTe)0.85 高性能热电材料扫描电镜本课程的内容材料现代分析方法2015 绪论4、X射线光电子技术（XPS）与俄歇能谱电子束(X射线)在样品表面扫描，用于观察样品的形貌(nm量级)；通过激发样品的俄歇能谱或光电子获得样品的成分、键态。俄歇谱仪本课程的内容材料现代分析方法2015 绪论5、扫描探针显微镜(1) 扫描隧道显微镜(2) 原子力显微镜功能：表面形貌分析分辨率：0.1 nm （横向）0.01 nm （纵向）本课程的内容材料现代分析方法2015 绪论6、热分析（DTA, DSC, TG） 热分析法的技术基础在于物质在加热或冷却的过程中，随着其物理状态或化学状态的变化高温热分析仪碳酸钡分解失水无水草酸盐分解碳酸钙分解碳酸锶分解钙、锶、钡水合草酸盐TG本课程的内容材料现代分析方法2015 第一章 X射线衍射分析原理§1.1概述 伦琴(W. C.Rontgen, 1845~1923, 德国物理学家、德国维尔茨堡大学校长、物理所所长)在研究真空管中的高压放电现象时发现了X射线。 将放电管抽空→充入各种不同的气体，就会显示各种美丽的颜色，放电管的阴极会发出射线。但是阴极射线绝不能穿过数厘米以上的空气。一.X射线的发现VH~亚铂氰化钡屏材料现代分析方法2015 一.X射线的发现VH~亚铂氰化钡屏1895年11月8日（星期五），伦琴像平时一样，正在实验室里专心做实验。他先将一支放电管用黑纸严严实实地裹起来，把房间弄黑，接通感应圈，使高压放电，黑纸并没有漏光，一切正常。却发现一米外的荧光屏闪出绿光。移远荧光屏，荧光亮度并无变化，是阴极射线引起，应是一种未知的射线产生的，叫它“X射线”。材料现代分析方法2015 一.X射线的发现 伦琴发现的Ｘ射线成为19世纪90年代的物理学上的三大发现之一，为此他于1901年获全世界首次颁发的诺贝尔物理学奖。二.X射线的特点:穿透能力很强,可以穿透2～3cm厚的木板，1.5cm的铝板,但1.5mm厚的铅板几乎把X射线完全挡住。能在晶体中产生衍射花样,对衍射花样进行分析可以确定