材料分析方法绪论复习课程.ppt

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1、材料现代研究方法天津大学材料科学与工程学院杜希文国家级精品课程绪论1.为什么要学习材料分析方法？2.构建合理的知识体系3.材料分析的理论依据3.1组织形貌分析3.2相结构分析3.3成分和价键分析3.4分子结构分析4.本课程的教学模式1.为什么要学习材料分析方法？成分加工结构性能分析方法工欲善其事，必先利其器红外光谱核磁共振X-射线衍射扫描电子显微镜透射电子显微镜能谱光学显微镜原子力显微镜对于一个未知的材料，如何分析？对材料研究的思考与分类这是真正的宝石吗？？？宝剑如何实现削铁如泥？？？对材料研究的思考与分类表面和内部组织形貌。晶体的相结构。化学成分和价键（电子）结构。有机物的分子结构

2、和官能团。2.以往的知识体系包括X射线衍射分析、电子显微分析和物理性能分析三部分,其中前两部分主要都是物相分析的方法。1.主要介绍各种分析测试仪器的原理和使用方法2.知识零散、各种分析手段自成一家，缺乏联系。3.以学习仪器为主，使知识停留在技术层面，达不到运用知识进行材料研究的高度。按照仪器的类型，将分析方法分为：衍射分析、电子显微分析、光谱电子能谱分析和其他分析方法(色谱分析、质谱分析、电化学分析和热分析)。关注材料研究，而不是仅仅关注技术教材被采用情况被广东工业大学、吉林大学、电子科技大学、长春理工大学、内蒙古农业大学、燕山大学等学校选为教材。3.材料分析的共同理论依据利用入射波

3、与材料作用，产生携带样品信息的各种出射波，探测这些出射的信号，进行分析处理，即可获得材料的组织、结构、成分、价键信息。3.1组织形貌分析钢的断口形貌C管微米环量子围栏Ni-Cr合金的铸造组织借助各种显微技术，认识材料的微观结构三种组织分析手段的比较0.1110100100010000ｎｍ10.10.010.0010.000110μｍ×10×100×1000×10000×100000×1000000×10000000观察倍率扫描探针显微镜扫描电子显微镜光学显微镜分辨率表面形貌分析技术经历了光学显微镜(OM)、电子显微镜(SEM)、扫描探针显微镜(SPM)的发展过程，现在已经可以直接观测

4、到原子的图像。3.2物相分析主要的物相分析的手段有三种：x射线衍射(XRD)、电子衍射(ED)及中子衍射(ND)。利用周期性结构能发生衍射的特点，使用电磁波或物质波与晶格作用产生相干散射，获得材料内部原子排列的信息，重组出物质的结构XRD理学D/max2000自动X射线仪CdS空心结构和PbS纳米颗粒的XRD图谱TEM3.3成分和价键分析核外电子的能级分布反应了原子的特征信息成分分析手段可以分为两类：X光谱：XFS，EPMA电子能谱：XPS、AES、EELS)。EDS应用举例渗碳不充分区域次品正品ＣＳｉ次品正品齿轮疲劳失效，是由于渗碳处理不均匀，根本原因在于硅的偏聚。3.4分子结构分

5、析C2H4O1730cm-11165cm-12720cm-1HHHHOCC红外光谱利用电磁波与分子键作用时的吸收或发射效应核磁共振（NMR）利用原子核与电磁波的作用来获得分子结构信息利用电磁波与分子键和原子核的作用，获得分子结构信息。CO红外原子核对这种材料的分析涉及几种手段？4.本课程的结构本课程分为四大部分，分别为组织形貌分析、晶体物相分析、成分和价键（电子）结构分析和分子结构分析，每一部分中的材料分析方法具有共同的原理。在每一部分的开始，专门设一章概论来介绍该类分析的含义意义、介绍共同的理论基础、对各种技术手段作分析对比。在随后的章节，选择重要的分析手段进行介绍。基本实验和项目

6、实践（Project）相结合。运用多种手段进行材料分析