资源描述：
《表面分析技术综述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、表面分析技术综述学校：武汉纺织大学班级：应化0921姓名：简仕琪学号：0914811008表面分析技术综述武汉纺织大学外经贸学院简仕琪湖北武汉430200摘要：主要介绍了表面分析技术在材料、纤维表面、以及制浆造纸工业中的应用和它的发展趋势。关键词：表面分析材料纤维造纸发展趋势引言：表面分析技术是一种统称，指利用电子、光子、离子、原子、强电场、热能等与固体表面的相互作用，测量从表面散射或发射的电子、光子、离子、原子、分子的能谱、光谱、质谱、空间分布或衍射图像，得到表面成分、表面结构、表面电子态及表面物理化学过程等信息的各种技术。表面科学是上世
2、纪60年代后期发展起来的一门学科。表面是指固体表面几个原子的薄层。这层原子既受体内原子的束缚,又受到表面特殊环境的影响。表面成分、结构、化学状态等与体内不同,而表面特性对材料的物理、化学等性能影响很大。表面分析就是对固体最外层数个纳米内表面及薄层的组分、结构和能态的分析。随着人们对表面分析的需要以及真空、电了技术的发展,现代表面分析技术有扫锚电镜（SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、俄歇能谱(AES)、离子探针(IMA)、电子探针(EPMA)等。1.1表面分析技术在材料科学中的应用⑴界面脆裂亚单分子层浓度的杂质出现于界面时,如晶界(面)、
3、相界(面),将导致工程材料的灾难。典型的例子是发电厂蒸汽轮机转子在工作过程中的脆裂。研究证明,脆裂是沿着晶界的。表面分析技术已探明铁中如下的杂质将在晶界偏析并导致脆裂,它们是Si,P,S,Cu,Zn,Ge,As,Se,Sn,Sb,Te,Bi等,这种现象在含铁的合金中也很可能发生。可以认为工业用的材料发生偏析是普遍的规律而不是特殊情况。⑵表面偏析表面能总是正的,因此一个系统的表面会由表面能较低的组分(或杂质)所覆盖,使该系统的表面组成和体内的组成不同,这就是表面偏析。合金表面的重要性已在催化、腐蚀、以及材料的其他性能方面得到确认。表面偏析的应
4、用研究是要了解外部可控因素(如组成、结构、温度、环境等等)和表面性能之间的关系。⑶腐蚀和钝化腐蚀过程始于非常薄(如几个单分子层)的范围,中止腐蚀过程也只需非常薄(与腐蚀范围相当)的钝化层。既然腐蚀和钝化发生在极薄的范围,表面分析便是十分理想的手段。值得指出的是,腐蚀是个微观过程,用具有微分析能力的表面分析方法对了解有机和无机的钝化层作用,裂隙腐蚀和点状腐蚀的机理,具有特别重要的意义。大多数腐蚀和氧化层其外层部分的组分明显和基底不同,它们有时是少有意义的,如腐蚀环境下的析出杂质;但在另一种情况下,它们可能是基底的一种前趋态,包含有腐蚀机理在内
5、。对这种腐蚀层和氧化膜的厚度和形状(岛状或层状)均可能以表面分析方法加以判断。1.2表面分析技术在制浆造纸工业中的应用在制浆造纸过程中，要想全面描述纸浆或纸张的表面信息和性质，需要从宏观到微观按不同层次对纸张表面进行分析研究。表面分析方法的基本原理是用各种入射激发粒子或场（入射粒子或激发源主要有电子、离子、光子、中性粒子、热、电场、磁场和声波等8种），使之与被分析的表面相互作用，然后分析出射粒子或场，用分析谱仪检测出射粒子的能量、动量、荷质比、束流强度等就可以获得表面的信息。⑴纤维表面形貌分析技术电子显微镜是最常用的表面形貌研究方法，它利用
6、电子与物质相互作用所产生的透射电子、弹性散射电子、能量损失电子、二次电子、背反射电子、吸收电子、X射线、俄歇电子等信息来对样品进行形貌观察。电子显微镜一般可分为扫描电子显微镜(Scanningelectronmicroscope,简称SEM)和透射电子显微镜（Transmissionelectronmicroscope,简称TEM）。两者均可用于分析导体、半导体及绝缘样品，对样品的形状也没有限制。扫描电镜利用二次电子和背散射电子成像，放大倍数在20到20万倍之间，对凹凸不平的表面显示得很清楚，立体感很强，样品制备也很简单。⑵纤维表面化学分析
7、技术化学分析电子能谱（ElectronSpectroscopyforChemicalAnalysis,简称ESCA），目前被认为是表面化学分析最有效的方法之一，它在所有表面化学分析能谱中获得的化学信息最多，它具有元素定性、定量分析能力，也可以测定元素在化合物中存在的价态，同时还能感受元素周围其它元素、官能团、原子团对其内壳电子的影响所产生的化学位移。该方法已经在日常表面化学分析工作中得到广泛地应用，是一种最主要的表面化学分析工具。在对纤维表面分析的工具中，ESCA分析能谱技术已经被用于鉴定木材表面的化学组成。利用ESCA对木材表面的化学结构
8、进行研究，可以根据各特征峰的位置决定木材表面的化学组成，这对于了解木材材种间的表面化学性质差异和化学处理对木材表面化学特征的变化是一种极为有效的方法。而利用ESCA技术进行纸浆纤
