材料分析方法的应用现状与发展趋势

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1、《材料分析方法》大作业材料分析方法题目：材料现代测试分析方法的应用现状与发展趋势学生姓名：ffff院（系）：材料科学与工程学院专业班级：材料1001学号：2010xxxxxxxx任课教师：胥聪敏完成日期：2013年12月03日《材料分析方法》大作业目录前言11X射线分析方法应用现状与发展趋势21.1X射线衍射原理21.1.1运动学衍射理论21.1.2动力学衍射理论21.2X射线衍射分析的应用21.2.1物相分析21.2.2 点阵常数的精确测定31.2.3应力的测定31.2.4晶粒尺寸和点阵畸变的测定41.3x射线分析方法的发展趋势42材料电子显微分析

2、方法应用现状与发展趋势62.1材料电子显微分析方法的应用现状62.1.1 透射电子显微镜（TEM）62.1.2 扫描电子显微镜(SEM)62.2显微分析技术发展趋势62.2.1电子枪技术72.2.2提高分辨率72.2.3 网络化发展72.2.4 纳米领域应用72.2.5 低温技术和三维重构技术83电子能谱分析方法的应用现状与发展趋势93.1俄歇电子能谱的应用及发展趋势 93.1.1俄歇电子能谱的应用93.1.2  俄歇电子能谱的分析技术发展趋势 93.2 x射线光电子能谱的分析技术应用与发展趋势 103.2.1 XPS谱图分析技术的应用 10 3.3

3、.2  XPS谱图分析技术的发展     114光谱分析的应用现状与发展趋势124.1红外光谱分析法的应用现状与发展趋势124.1.1红外光谱的应用现状124.2拉曼光谱分析方法的应用与发展趋势124.2.1拉曼光谱134.2.2拉曼光谱在金属材料中的应用134.2.3拉曼光谱分析方法的发展趋势13参考文献14《材料分析方法》大作业前言材料分析方法以分析测试技术的能力培养为主线，重点介绍了x射线衍射分析测试方法和电子显微分析测试方法在物相分析、点阵常数测定、晶体结构和表面形貌分析等方面的实验方法和应用实例。13《材料分析方法》大作业1X射线分析方法应

4、用现状与发展趋势1.1X射线衍射原理1912年劳埃等人根据理论预见,并用实验证实了X射线与晶体相遇时能发生衍射现象,证明了X射线具有电磁波的性质,成为X射线衍射学的第一个里程碑。当一束单色X射线入射到晶体时,由于晶体是由原子规则排列成的晶胞组成,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,故由不同原子散射的X射线相互干涉,在某些特殊方向上产生强X射线衍射,衍射线在空间分布的方位和强度,与晶体结构密切相关。这就是X射线衍射的基本原理。衍射线空间方位与晶体结构的关系可用布拉格方程表示。2dsinθ=λn  式中d为晶面间距;n为反射级数;θ为掠

5、射角;λ为X射线的波长。布拉格方程是X射线衍射分析的根本依据。对于X射线衍射理论的研究,目前有两种理论:运动学和动力学衍射理论。1.1.1运动学衍射理论Darwin的理论称为X射线衍射运动学理论。该理论把衍射现象作为三维Frannhofer衍射问题来处理,认为晶体的每个体积元的散射与其它体积元的散射无关,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

6、他的理论中作出了多重散射修正。1.1.2动力学衍射理论Ewald的理论称为动力学理论。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。两种理论对细小的晶体粉末得到的强度公式相同,而对大块完整的晶体,则必须采用动力学理论才能得出正确的结果。1.2X射线衍射分析的应用1.2.1物相分析晶体的X射线衍射图像实质上是晶体微观结构的一种精细复杂的变换,每种晶体的结构与其X射线衍射图之间都有着—13《材料分析方法》大作业一对应的关系,其特征X射线衍射图谱不会因为它种物质混聚在一起而产生变化,这就是X射线衍射物相分

7、析方法的依据。制备各种标准单相物质的衍射花样并使之规范化,将待分析物质的衍射花样与之对照,从而确定物质的组成相,就成为物相定性分析的基本方法。鉴定出各个相后,根据各相花样的强度正比于该组分存在的量(需要做吸收校正者除外),就可对各种组分进行定量分析。目前常用衍射仪法得到衍射图谱,用“粉末衍射标准联合会(JCPDS)”负责编辑出版的“粉末衍射卡片(PDF卡片)”进行物相分析。目前,物相分析存在的问题主要有:(1)待测物图样中的最强线条可能并非某单一相的最强线,而是两个或两个以上相的某些次强或三强线叠加的结果。这时若以该线作为某相的最强线将找不到任何对应

8、的卡片。(2)在众多卡片中找出满足条件的卡片,十分复杂而繁锁。虽然可以利用计算机辅助检索,但仍难以令人满意。