材料现代分析方法-绪论

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1、TECHNOLOGIESOFMATERIALSCHARACTERIZATION主讲人：刘施峰liusf06@cqu.edu.cn;13883433048COLLEGEOFMATERIALSCIENCEANDENGINEERINGCHONGQINGUNIVERSITY材料现代分析方法绪论绪论1.材料现代分析方法的基本内涵2.材料现代分析方法课程的任务和性质3.材料现代分析方法与其它课程的关系4.本课程的教学内容和教学计划5.教材及主要参考书Dept.ofMSE,CQU2材料现代分析方法绪论1.材料现代分析方法的基本内涵∑材料科学与

2、工程就是研究有关材料组成、结构、制备工艺流程与材料性能和用途的关系的知识。∑材料成分与结构（composition-structure）、合成与生产过程（synthesis-processing）、性质（properties）及使用效能（performance）称之为材料科学与工程的四个基本要素（basicelements）。Dept.ofMSE,CQU3材料现代分析方法绪论效能合成/制备性质结构/成分材料科学与工程四要素∑成分和结构从根本上决定了材料的性能。总的来说一种材料或一种物质其性能取决于它本身的二个属性。一个是它的化学

3、成分，另一个是它内部的组织结构。Dept.ofMSE,CQU4材料现代分析方法绪论∑材料现代分析方法是关于材料成分、结构、微观形貌与缺陷等的现代分析、测试技术及其有关理论基础的科学。©不仅包括材料（整体的）成分、结构分析，也包括材料表面与界面分析、微区分析、形貌分析等诸多内容。©创立新的理论，发明新的技术和方法科科科学技术上的重大成就和科学研究究新领领域的开辟，往往是以测试方法和仪器的突破为先导，“在诺贝尔物理和化学奖中，大约有四分之一是属于测试方法和仪器创新的”∑材料分析是通过对表征材料的物理性质参数及其变化（称为测量信号或特

4、征信息）的检测实现的。Dept.ofMSE,CQU5材料现代分析方法绪论材料现代测试的主要内容∑组织形貌分析微观结构的观察和分析对于理解材料的本质至关重要，组织形貌分析借助各种显微技术，认识材料的微观结构。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到原子的图像。Dept.ofMSE,CQU6材料现代分析方法绪论观察倍率扫描探针显微镜×10000000扫描电子显微镜×1000000×100000×10000光学显微镜×1000×100×10分辨率1000

5、10001001010.1ｎｍ01010.10.010.0010.0001μｍ三种组织分析手段的比较Dept.ofMSE,CQU7材料现代分析方法绪论A356合金铸态组织A356合金热处理后组织A356合金热处理后组织（OM）（OM）（SEM）250oC550oC600oC形变Al-Zr-Sc合金在不同温度热处理后微观组织（OM）Dept.ofMSE,CQU8材料现代分析方法绪论SPM获得的图片HRTEM图Dept.ofMSE,CQU9材料现代分析方法绪论∑晶体结构分析X利用衍射分析的方法探测晶格类型和晶胞常数，确定物质的相结构

6、。X主要的晶体结构分析的手段有三种：X射线衍射(XRD)、电子衍(ED)及中子衍射(ND)。X其共同的原理是：利用电磁波或运动电子束、中子束等与材料内部规则排列的原子作用产生相干散射，获得材料内部原子排列的信息，从而重组出物质的结构。X根据衍射分析结果一方面可以进行物相鉴定，同时还可以分析材料的内应力、晶体取向、晶体缺陷等方面的信息。Dept.ofMSE,CQU10材料现代分析方法绪论332-2-12TEMimageandselectedareadiffractionpatternoftheprecipitatesintheMg

7、intheMg-Y-Ndalloypeakhardenedat250Ndalloypeakhardenedat250oCThediffractionC.Thediffractionpatternin(a)confirmsaflake-likeβprecipitateandin(b)confirmsaglobular-likeβ1precipitate.Dept.ofMSE,CQU11材料现代分析方法绪论纳米带析出相的鉴定(Al,Si,Fe):(Hf,Zr)=44.06:21.61~2:1HRTEMJCPDSa=0.374nma=

8、0.371nmc=0.365nmc=0.367nmSiHfwithorthorhombic2structure.Dept.ofMSE,CQU12材料现代分析方法绪论∑成分和价键分析X大部分成分和价键分析手段都是基于同一个原理，即核外电子的能级分布反应了原子的特征