材料分析实用技术小结.docx

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1、1.xrd:x射线衍射分析，它可以用来分析晶体结构的物相，也就是晶体的各成分的存在的形态，价态和状态。此处用的是一定频率的x射线，也即特征x射线。x射线与晶体相互作用时，发生衍射，用布拉格公式描述。2dsin(a)=nr.常用的有三种方法，劳埃法，旋转晶体法，粉末法。劳埃法适合于单晶，用于对称性测量以及晶体定向；旋转晶体法用于测量晶体的结构；粉末法则用于物相分析，和点阵测定。什么是物相分析？Ｘ射线晶体照射到晶体所产生的衍射具有一定的特征，可用衍射线的方向及强度表征，根据衍射特征来鉴定晶体物相的方法称为物相分析法。材料性能不是简单地由其元素或离子团的成分所决定，而是由这些成分所组成的物

2、相、各物相的相对含量、晶体结构、结构缺陷及分布情况情况等因素所决定的。为了研究材料的相组成，相结构、相变及结构对性能的影响，确定最佳的配方与生产工艺，必须进行物相分析任何结晶物质都有其特定的化学组成和结构参数（包括点阵类型、晶胞大小、晶胞中质点的数目及坐标等）。当X射线通过晶体时，产生特定的衍射图形，对应一系列特定的面间距d和相对强度I/I1值。其中d与晶胞形状及大小有关，I/I1与质点的种类及位置有关。所以，任何一种结晶物质的衍射数据d和I/I1是其晶体结构的必然反映。XRD图谱的三个最重要信息：·峰位晶面间距·峰强晶面数量→相对含量与取向·峰形晶粒尺寸等2.紫外分光光度计：朗伯-

3、比尔定律是紫外-可见分光光度法的理论基础。它是利用物质的分子或离子对某一波长范围的光的吸收作用，对物质进行定性分析、定量分析及结构分析,所依据的光谱是分子或离子吸收入射光中特定波长的光而产生的吸收光谱。朗伯-比尔定律：当一束平行单色光通过含有吸光物质的稀溶液时，溶液的吸光度与吸光物质浓度、液层厚度乘积成正比，即A=κcl式中比例常数κ与吸光物质的本性，入射光波长及温度等因素有关。c为吸光物质浓度，l为透光液层厚度。透光度：透光度为透过光的强度It与入射光强度I0之比，用T表示：即T=It/I0吸光度:为透光度倒数的对数，用A表示，即A=lg1/T=lgI0/It3.正电子湮没技术(P

4、AT)通过测量正电子与材料中电子湮没时所发射出的g射线的角度、能量以及正电子与电子湮没前的寿命，来研究材料的电子结构和缺陷结构量子电动力学证明，p-Ps寿命较短，只有125ps，但o-Ps寿命较长，在真空中为142ns正电子和电子的湮没特性不仅与介质中电子浓度有关，还和电子动量分布有关湮没辐射的线形反映了物质中电子的动量分布。而物质结构的变化将引起电子动量分布的变化。所以测量正电子湮没角关联曲线和多普勒展宽谱可以研究物质微观结构的变化。线形参数法的基本思想是用能谱的各种线形参数来表示实测谱的形状特征，根据线形参数的变化来对样品材料中与缺陷有关的各种问题进行研究。各种半导体材料中的空位

5、型缺陷是可能的正电子捕获中心，因而可以用PAT研究各种情况下半导体中空位型缺陷的产生、迁移、合并、消失的过程4.量子超导探测器(SQUID):把待测物品放在射频场中,从而物体内部便产生了涡流,而涡流的产生又会产生一个相应的磁场.如果前面的射频场我们清楚的话,那么后面的磁场我们也就可以计算出来,如果周围介质分布均匀.但是如果介质中出现缺陷的话,这个相应的磁场就会改变.也就是不同的介质结构会产生不同的磁场.我们通过检测磁场的变化研究介质内部的结构,必去缺陷等.5.EXAFS(延伸x射线精细结构)在x射线的吸收限能区以上40-1000个eV左右，这一部分的谱线的形成主要是因为此区的能量的射

6、线与电子相互作用时，会激发出光电子，这个光电子的能量比较低，不能使其他的散射的原子发生电离，那么电子就会散射回来（弹性碰撞），那么出射的电子和散射回来的电子会形成干扰。若二电子同相，则会形成建设性干扰，此时对x射线的吸收系数会增大。若异相，则会形成破坏性干扰，那么吸收系数会减少。而形成干扰的同异相则会和入射的x射线的能量，某个原子和其周围原子的种类和数目和距离有关。那么，通过分析光谱，我们就可以捕捉关于物质内部的结构信息：原子种类，原子数目，原子间间距等，那么物质的结构信息就可以被探究出来。6.震动样品磁强计（VSM）：如果将一个开路磁体置于磁场中，则此样品外一定距离的探测线圈感应到

7、的磁通可被视作外磁化场及由该样品带来的扰动之和。多数情况下测量者更关心的是这个扰动量。在磁测领域，区分这种扰动与环境磁场的方法有很多种。例如，可以让被测样品以一定方式振动，探测线圈感应到的样品磁通信号因此不断快速的交变，保持环境磁场等其他量不做任何变化，即可实现这一目的。这是一种用交流信号完成对磁性材料直流磁特性测量的方法。因为在测试过程中，恒定的环境磁场可以直接扣除，而有用信号则可以通过控制线圈位置，振动频率、振幅等得以优化。振动样品磁强计（VSM）正是