材料微观结构分析方法
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几种材料微观结构分析方法简介
几种材料微观结构分析方法简介
Introduction to several materials microstructure analysis method
黑道梦境间谍 指导教师: XXX
摘要:材料的微观世界丰富多彩,处处蕴含着材料之美.然而如何分析材料的微观结构是一个很重要的问题.本文章将介绍几种分析材料微观结构的方法, 通过微观结构分析仪器来对微观材料结构进行探索
关键词 :材料微观结构 X射线 激光拉曼光谱 电子显微分析方法
1 引言
材料科学在21世纪的地位愈发重要,各种各样的材料具有许多优良的物理及化学特性以及一系列新异的力、光、声、热、电、磁及催化特性,被广泛应用于国防、电子、化工、建材、医药、航空、能源、环境及日常生活用品中,具有重大的现实与潜在的高科技应用前景。材料科技是未来高科技的基础, 而微观材料分析方法是材料科学中必不可少的实验手段。因此, 微观材料分析方法对材料科学甚至是整个科技的发展都具有重要的意义和作用.
2 X射线分析
X射线是一种波长很短的电磁波,这是1912年由劳埃M.von Laue指导下的著名的衍射实验所证实的。X射线衍射是利用X射线在晶体中的衍射现象来分析材料的晶体
常用材料微观测试方法
XRD
XRD 即X-ray diffraction 的缩写,X射线衍射,通过对材料进行X射线衍射,分析其衍射图谱,获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。 射线介绍
X射线是一种波长很短(约为20~0.06埃)的电磁波,能穿透一定厚度的物质,并能使荧光物质发光、照相乳胶感光、气体电离。在用电子束轰击金属“靶”产生的X射线中,包含与靶中各种元素对应的具有特定波长的X射线,称为特征(或标识)X射线。
工作原理
X射线是原子内层电子在高速运动电子的轰击下跃迁而产生的光辐射,主要有连续X射线和特征X射线两种。晶体可被用作X光的光栅,这些很大数目的粒子(原子、离子或分子)所产生的相干散射将会发生光的干涉作用,从而使得散射的X射线的强度增强或
布拉格衍射示意图
减弱。由于大量粒子散射波的叠加,互相干涉而产生最大强度的光束称为X射线的衍射线。
满足衍射条件,可应用布拉格公式:2dsinθ=nλ应用已知波长的X射线来测量θ角,从而计算出晶面间距d,这是用于X射线结构分析;另一个是应用已知d的晶体来测量θ角,从而计算出特征X射线的波长,进而可在已有资料查出试样中所含的元素。
样品制备
通常定量分析的样品细度应在45微米左右,即应过32
4.材料结构分析方法7-8
第七章 透射电子显微术
7.1 引言 看物体的极限
(1)人眼不能看到比0.1mm更小的特体或物质结构细节,借助光学显微镜,可以看到细菌、细胞等小物体。由于光波的衍射效应。(2)光学显微镜的分辨率极限大约是光波的半波长,可见光的短波长约为0.4μm,所以光学显微镜的极限分辨本领是0.2μm。要观察更微小的物体,必须利用更短的波作光源。
(3)100KV电压加速的电子,相应的德布罗依波的波长为3.7pm,比可见光小几十万倍,物理学家们利用“电子在磁场中运动与光在介质中传播相似的性质”,研究成功了电子透镜。并于1932-1933间制成了第一台电子显微镜,现代高性能的透射电子显微镜,点分辨本领优于0.3Anm,晶格分辨本领达到0.1-0.2nm,而且自动化程度高,具有多方面的综合分析功能,是自然科学一些领域中观察微观世界的“科学之眼”。在生物学、医学、材料科学中,在物理、化学等学科和矿物、地质部门中,电子显微分析都发挥着重要作用,电子显微镜使人们进入观察“nm粒子”结构的时代,已直接看到了某些特殊的大分子结构(氯代酞菁同),还看到了某些物质的原子像。 一、电子显微镜的光学基础及透气类型:
电子光学是电子显微镜的理论基础,主要研究电子在电磁场中的
4.材料结构分析方法7-8
第七章 透射电子显微术
7.1 引言 看物体的极限
(1)人眼不能看到比0.1mm更小的特体或物质结构细节,借助光学显微镜,可以看到细菌、细胞等小物体。由于光波的衍射效应。(2)光学显微镜的分辨率极限大约是光波的半波长,可见光的短波长约为0.4μm,所以光学显微镜的极限分辨本领是0.2μm。要观察更微小的物体,必须利用更短的波作光源。
(3)100KV电压加速的电子,相应的德布罗依波的波长为3.7pm,比可见光小几十万倍,物理学家们利用“电子在磁场中运动与光在介质中传播相似的性质”,研究成功了电子透镜。并于1932-1933间制成了第一台电子显微镜,现代高性能的透射电子显微镜,点分辨本领优于0.3Anm,晶格分辨本领达到0.1-0.2nm,而且自动化程度高,具有多方面的综合分析功能,是自然科学一些领域中观察微观世界的“科学之眼”。在生物学、医学、材料科学中,在物理、化学等学科和矿物、地质部门中,电子显微分析都发挥着重要作用,电子显微镜使人们进入观察“nm粒子”结构的时代,已直接看到了某些特殊的大分子结构(氯代酞菁同),还看到了某些物质的原子像。 一、电子显微镜的光学基础及透气类型:
电子光学是电子显微镜的理论基础,主要研究电子在电磁场中的
4.材料结构分析方法7-8
第七章 透射电子显微术
7.1 引言 看物体的极限
(1)人眼不能看到比0.1mm更小的特体或物质结构细节,借助光学显微镜,可以看到细菌、细胞等小物体。由于光波的衍射效应。(2)光学显微镜的分辨率极限大约是光波的半波长,可见光的短波长约为0.4μm,所以光学显微镜的极限分辨本领是0.2μm。要观察更微小的物体,必须利用更短的波作光源。
(3)100KV电压加速的电子,相应的德布罗依波的波长为3.7pm,比可见光小几十万倍,物理学家们利用“电子在磁场中运动与光在介质中传播相似的性质”,研究成功了电子透镜。并于1932-1933间制成了第一台电子显微镜,现代高性能的透射电子显微镜,点分辨本领优于0.3Anm,晶格分辨本领达到0.1-0.2nm,而且自动化程度高,具有多方面的综合分析功能,是自然科学一些领域中观察微观世界的“科学之眼”。在生物学、医学、材料科学中,在物理、化学等学科和矿物、地质部门中,电子显微分析都发挥着重要作用,电子显微镜使人们进入观察“nm粒子”结构的时代,已直接看到了某些特殊的大分子结构(氯代酞菁同),还看到了某些物质的原子像。 一、电子显微镜的光学基础及透气类型:
电子光学是电子显微镜的理论基础,主要研究电子在电磁场中的
企业微观环境分析方法
身观环境分析
企业微观环境 分析方法1
身观环境分析
投资组合分析法1、波士顿矩阵(BCG Matrix) 、波士顿矩阵(BCG 1960年美国波士顿咨询公司 研究对象:产品或业务组合 目的:最佳资源配置
身观环境分析
波士顿矩阵(BCG) 波士顿矩阵(BCG)在产业中的相对市场分额 产 业 销 售 增 长 率 ( 百 分 比)高 1.5 高 20% 中 1.0 低 0.1
I I:明星 :
I:问题 :
中 10%
I I I:金牛 :低 0
IV:瘦狗 :
相对市场份额:定义为分部在其本产业的市场份额与该产业最大竞争 公司的市场份额之比 圆圈的大小代表该业务单位的收入占公司总业务收入的比例 圆圈中阴影部分代表该业务单位所创利润占公司总利润的比重 3
身观环境分析
用波士顿矩阵模型选择战略方案市场增长迅速 1.集中发展现有产品或服务 2.横向多样化或合并 3.放弃 4.清理 1.收缩规模 2.横向多样化 3.放弃 4.清理 1.集中发展现有产品或服 务 2.纵向一体化 3.横向一体化 企业竞争 1.收缩规模 2.横向多样化 3.非相关多样化 4.合资经营 市场增长缓慢4
企业竞争 地委较弱
地委较强
身观环境分析
通用矩阵(GE 通用矩阵(GE Matrix
企业微观环境分析方法
身观环境分析
企业微观环境 分析方法1
身观环境分析
投资组合分析法1、波士顿矩阵(BCG Matrix) 、波士顿矩阵(BCG 1960年美国波士顿咨询公司 研究对象:产品或业务组合 目的:最佳资源配置
身观环境分析
波士顿矩阵(BCG) 波士顿矩阵(BCG)在产业中的相对市场分额 产 业 销 售 增 长 率 ( 百 分 比)高 1.5 高 20% 中 1.0 低 0.1
I I:明星 :
I:问题 :
中 10%
I I I:金牛 :低 0
IV:瘦狗 :
相对市场份额:定义为分部在其本产业的市场份额与该产业最大竞争 公司的市场份额之比 圆圈的大小代表该业务单位的收入占公司总业务收入的比例 圆圈中阴影部分代表该业务单位所创利润占公司总利润的比重 3
身观环境分析
用波士顿矩阵模型选择战略方案市场增长迅速 1.集中发展现有产品或服务 2.横向多样化或合并 3.放弃 4.清理 1.收缩规模 2.横向多样化 3.放弃 4.清理 1.集中发展现有产品或服 务 2.纵向一体化 3.横向一体化 企业竞争 1.收缩规模 2.横向多样化 3.非相关多样化 4.合资经营 市场增长缓慢4
企业竞争 地委较弱
地委较强
身观环境分析
通用矩阵(GE 通用矩阵(GE Matrix
材料分析方法
1球差、像散和色差是怎样造成的?如何减小这些像差?哪些是可消除的像差? 答:1.球差即球面像差,是由于电磁透镜的中心区域和边缘区域对电子的折射能力能力不符合预定规律而造成的。一个物点散射的电子束经过具有球差的电磁透镜后并不聚在一点,所以像平面上得到一个弥散圆斑,在某一位置可获得最小的弥散圆斑,成为弥散圆。还原到物平面上,则半径为rs=1/4 Cs α3rs 为半径,Cs为
透镜的球差系数,α为透镜的孔径半角。所以见效透镜的孔径半角可减少球差(决定分辨率的像差因素)。2,色差是由于入射电子的波长(能量)的非单一性所造成的。一个物点散射的具有不同波长的电子,进入透镜磁场后将沿各自的轨道运动,结果不能聚焦在一个像点上,而分别交在一定的轴向范围内,形成最小色差弥散圆斑,半径为 rc=Cc α|△E/E|,Cc为透镜色差系数,α为透镜孔径半角,△E/E为成像电子束能量变化率。所以减小△E/E(稳定加速电压)、α 可减小色差。
3,像散是由于透镜磁场的非旋转对称而引起的 (极靴内孔不圆、上下极靴不同轴、材质磁性不均及污染)。消像散器。
3什么是分辨率,影响透射电子显微镜分辨率的因素是哪些?
答:分辨率:两个物点通过透镜成像,在像平面上形成两个爱里斑,如果两
现代材料分析方法
随着科学技术的发展进步,分析材料的方法越来越多,我们不在局限于观察宏观的物质或者结构,而电子显微镜的发明足以让我们观察到更细致的微观世界。在研究材料领域中,电子显微镜起着举足轻重的作用,电子显微镜分为透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)。扫描电镜主要运用材料科学的表面结构研究,共混物的分相,各种复合材料的应力缺陷,物质晶体结构及其应力变化等。因此扫描电镜在材料性能研究与应用中扮演着的非常重要的角色。
关键词:电子显微镜;扫描电镜;材料;学科;应用
自从1965年第一台商品扫描电镜问世以来,经过40多年的不断改进,扫描电镜的分辨率从第一台的25nm提高到现在的0.01nm,而且大多数扫描电镜都能通X射线波谱仪、X射线能谱仪等组合,成为一种对表面微观世界能过经行全面分析的多功能电子显微仪器。近年来,随着现代科学技术的不断发展,相继开发了环境扫描电子显微镜、扫描隧道显微镜、原子力显微镜等其它一些新的电子显微技术。这些技术的出现,显示了电子显微技术近年来自身得到了巨大的发展,尤其是大大扩展了电子显微技术的使用范围和应用领域。在材料科学中的应用使材料科学研究得到了快速发展,取得了许多新的研究成果。
扫描电镜已成为各种科学领域和工业部门广泛应用的
材料分析方法3
§3-1 引言
X射线衍射分析的实质就是分析衍射线条的位置和衍射线条的强度。布拉格方程或厄瓦尔德图解,只能解决X射线的衍射方向,即衍射线条的位置。在利用X射线进行晶体结构测定时,不仅要看衍射线存在与否,而且还要看衍射线强度的变化情况,由此可以推算出晶体中原子或其它质点在晶胞中的排列位置,从而最后确定出晶体结构。此外,在进行物相定性分析、定量分析、固溶体有序度测定、内应力以及织构测定时,都要涉及衍射强度的准确测定。因此,X射线衍射强度的测定、计算,在X射线衍射分析中具有很重要的意义。
X射线衍射强度,在衍射仪上反映的是衍射峰的高低(或积分强度——衍射峰轮廓所包围的面积),在照相底片上则反映为黑度。严格地说X射线衍射强度就是单位时间内通过与衍射方向相垂直的单位面积上的X射线光量子数目,它的绝对值的测量既困难又无实际意义,所以,衍射强度往往用同一衍射图中各衍射线强度(积分强度或峰高)的相对比值即相对强度来表示。
§3-2 粉末法的衍射线积分强度公式
多晶体(粉末)试样在被照射体积V上所产生的衍射线积分强度公式
(3-1)
式中I0为入射X射线强度;
λ为入射X射线波长; R为与试样的观测距离;
1
V为单位晶胞体积; P为多重性因子;
|FHK