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1、材料现代测试分析方法期末作业题目：材料近代测试分析方法的应用现状和发展趋势学生姓名：石晓榴院（系）：材料科学与工程学院专业班级：材料1006学号：201012010627指导教师：胥聪敏完成时间：2013年11月28日前言现代分析测试技术和仪器的发展,对材料结构和性质的深入研究,促进了对材料本质的了解,同时,冶金学、金属学、陶瓷学、高分子科学等的发展也对材料本身的研究大大加强,从而对材料的制备、结构与性能,以及它们之间的相互关系的研究愈来愈深入,为材料科学理论体系的形成打下坚实的基础。现代科学技术的发展,促使新材料的研究日益向微观层次深入,材料的结构从宏观到微观、介观,按研究的层次,
2、包含了宏观组织结构、显微组织结构、原子或分子排列结构、原子中的电子结构等。因此,需要各有关学科包括物理、化学、数学、力学、机械、冶金、陶瓷、电子学、计算机等各领域专家的协同和努力,用新的现代化仪器和思想,集中探索研究材料中的微观现象,把宏观性能同微观现象的联系更深刻地揭示出来。材料是人类用以制成用于生活和生产的物品、器件、构件、机器及其它产品的物质，是人类赖以生存和发展的物质基础。随着现代科学技术的飞速发展,新材料的不断涌现,把各类材料分别作为独立学科或从属于某一学科进行研究的方法已不能满足当今高科技发展的需求,必须综合考虑材料的合成制备和加工技术,并且结合组织结构和性质的现代分析测
3、试技术和方法,才能满足新材料的研制和应用的需要。本文主要论述材料现代测试分析方法的应用与发展趋势。从x射线衍射，材料电子显微分析，电子能谱分析和光谱分析方法等四个方面对材料的现代测设方法的应用和发展趋势进行了介绍和展望。限于本文作者的水平，疏漏和错误之处在所难免，欢迎同行和读者批评指正。目录1X射线衍射分析方法11.1X射线衍射的基本原理11.2X射线衍射的主要应用21.2.1物相定性分析即固体由哪几种物质构成21.2.2物相定量分析21.2.3结晶度的测定31.2.4宏观应力的测定31.2.5晶粒大小的测定31.2.6 晶体点阵参数的确定31.3X射线衍射的进展41.3.1由多晶材
4、料得到类单晶衍射数据41.3.2X射线衍射分析的发展趋势42材料电子显微镜分析方法52.1扫描电镜（SEM）52.1.1简介52.1.2扫描电子显微（ＳＥＭ）分析的原理52.1.3扫描电子显微分析的应用现状62.1.4扫描电子显微分析的发展趋势82.2透射电镜（TEM）82.2.1定义82.2.2透射电子显微分析原理82.2.3透射电子显微分析的应用102.2.4透射电子显微分析的发展趋势113电子能谱分析方法123.1X射线光电子能谱123.2X射线光电子能谱分析的应用现状123.3俄歇电子能谱及其应用现状134光谱分析方法164.1红外光谱的应用与发展趋势164.1.1红外光区的
5、划分164.1.2红外光谱的特点164.1.3红外光谱的应用174.2拉曼光谱及其应用184.2.1拉曼光谱在考古上的应用194.2.2对不同细胞特征拉曼光谱的研究194.2.3拉曼光谱在金属材料中的应用19参考文献20材料现代测试分析方法1X射线衍射分析方法1.1X射线衍射的基本原理1895年,德国物理学家伦琴(W.C.Rontgen)发现X射线后,由于许多X射线工作者的努力,对其产生性质和理论已研究得相当透彻,并在许多领域获得广泛应用.X射线衍射的理论：(1)X射线衍射的基本原理1912年劳厄(Laue)等人根据理论预见,并用实验证实了X射线与晶体相遇时能产生衍射现象,并证明了X
6、射线具有电磁波的性质.当一束单色X射线入射到晶体时,由于这些规则排列的原子间距离与入射X射线波长有相同数量级,故能相互干涉,在某些特殊方向上产生X射线衍射,衍射线在空间分布的方位和强度,与晶体结构相关.衍射线空间方位与晶体结构的关系可用布拉格(Bragg)方程表示2dsinθ=nλ式中d为晶面间距,θ为掠射角,n为反射级数,λ为X射线波长。(2)X射线衍射的运动学理论达尔文(Darwin)理论称为X射线衍射运动学理论.该理论把衍射现象作为三维夫琅禾曼(Frannhofer)衍射问题来处理,认为晶体的每个体积元的散射与其他体积元的散射无关,而且散射线通过晶体时不会再被散射.虽然这样处理
7、可以得出足够精确的衍射方向,也能得出衍射强度,但运动学理论的根本性假设并不完全合理.因为散射线在晶体内一定会被再次散射,除了与原射线相结合外,散射线之间也能相互结合.Darwin不久以后就认识到这点,并在他的理论中作出了多重散射修正.(3)X射线衍射的动力学理论埃瓦尔德(Ewald)理论称为X射线衍射的动力学理论.该理论考虑到了晶体内所有波的相互作用,认为入射线与衍射线在晶体内相干地结合,而且能来回地交换能量.衍射的运动学理论是考虑了散射线之间的干涉效应,
