材料結(jié)構(gòu)表征及應(yīng)用-緒論-課件

12/20/20227:24AM《材料結(jié)構(gòu)表征及應(yīng)用》課程12/17/202210:02PM《材料結(jié)構(gòu)表征及應(yīng)用》12/20/20227:24AM授課教師基本情況介紹李文江辦公室：化學(xué)化工學(xué)院電話/p>

電子郵件：12/17/202210:02PM授課教師基本情況介紹12/20/20227:24AM課程教學(xué)內(nèi)容材料結(jié)構(gòu)表征緒論分子光譜分析（紅外吸收光譜）分子光譜分析（拉曼光譜）核磁共振波譜（NMR）質(zhì)譜（MS）X射線衍射分析電子顯微技術(shù)X射線光電子能譜分析熱分析12/17/202210:02PM課程教學(xué)內(nèi)容材料結(jié)構(gòu)表本課程特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法本課程特點(diǎn)：（三多一少）敘述性原理、規(guī)律多需要記憶的概念術(shù)語多課程內(nèi)容頭緒多理論計(jì)算少相關(guān)學(xué)科多（物理學(xué)、化學(xué)、熱力學(xué)、光學(xué)以及高分子學(xué)等）本課程特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法本課程特點(diǎn)：（三多一少）本課程的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)方法：作為一門應(yīng)用學(xué)科，基礎(chǔ)理論知識(shí)要掌握，在理解的基礎(chǔ)上加強(qiáng)記憶，注意理論聯(lián)系實(shí)踐要學(xué)以致用，本課程與材料的結(jié)構(gòu)和表征緊密聯(lián)系，善于歸納總結(jié)，用本學(xué)科的基本原理分析、解釋生產(chǎn)中的問題和實(shí)驗(yàn)結(jié)果重視課程的實(shí)踐性環(huán)節(jié)本課程的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)方法：12/20/20227:24AM教學(xué)參考書目《材料結(jié)構(gòu)表征及應(yīng)用》

吳剛主編，化學(xué)工業(yè)出版社《材料近代分析測試方法》

常鐵軍主編，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社《儀器分析》ChristianGD王鎮(zhèn)浦譯，北京大學(xué)出版社《儀器分析》，朱明華編，高等教育出版社，

2000年7月第3版《熱分析質(zhì)譜法》

陸昌偉等編著，上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社12/17/202210:02PM教學(xué)參考書目《材料結(jié)構(gòu)12/20/20227:24AM1.課程教學(xué)要求《材料結(jié)構(gòu)表征及應(yīng)用》是材料科學(xué)與工程學(xué)科專業(yè)學(xué)生的必修基礎(chǔ)課之一通過本課程學(xué)習(xí)：1.掌握常用材料微觀分析方法的基本原理、過程、裝備、樣品的制備和應(yīng)用；2.初步具有根據(jù)分析的目的，結(jié)合各種材料分析測試方法的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，正確選擇分析測試方法的能力；12/17/202210:03PM1.課程教學(xué)要求《材12/20/20227:24AM3.看懂或會(huì)分析一般（典型、較簡單）的測試結(jié)果（圖譜與圖象等）；4.可以與分析測試專業(yè)人員共同商討有關(guān)材料分析研究的實(shí)驗(yàn)方案和分析較復(fù)雜的測試結(jié)果；5.本課程將系統(tǒng)全面地介紹材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，是學(xué)生學(xué)習(xí)其它專業(yè)課的基礎(chǔ)，也是今后從事材料研究工作的基礎(chǔ)。1.課程教學(xué)要求12/17/202210:03PM1.課程教學(xué)要求對(duì)大家的要求√

請(qǐng)不要遲到√

請(qǐng)不要喧嘩

√

請(qǐng)關(guān)閉通訊工具

√

請(qǐng)按時(shí)交作業(yè)

對(duì)大家的要求√請(qǐng)不要遲到12/20/20227:24AM考核與成績最終成績=平時(shí)成績(20%)+期末考試成績(80%)平時(shí)成績：考勤(10%)、作業(yè)(10%)說明:若有下列情況之一者，考核成績按不及格計(jì)！

1.若有三次無故不上課者；2.作業(yè)不交者；12/17/202210:03PM考核與成績最終成績=12/20/20227:24AM第一章緒論材料與人類發(fā)展的關(guān)系材料結(jié)構(gòu)與材料性能關(guān)系1.材料測試方法的概念與分類2.材料測試方法的三個(gè)基本要素材料結(jié)構(gòu)表征的基本方法1.化學(xué)成分分析結(jié)構(gòu)測定形貌觀察主要講述內(nèi)容：12/17/202210:03PM第一章緒論材料與人類12/20/20227:24AM一、20世紀(jì)化學(xué)的回顧與化學(xué)學(xué)科發(fā)展的趨勢(shì)1、科技發(fā)展的基本考慮20世紀(jì)人類認(rèn)識(shí)和利用物質(zhì)經(jīng)歷三個(gè)歷史階段：人類生存：人類生存質(zhì)量：人類生存安全：12/17/202210:03PM一、20世紀(jì)化學(xué)的回顧12/20/20227:24AM20世紀(jì)有七大技術(shù)，第一是合成化學(xué)技術(shù)20世紀(jì)發(fā)明了六大技術(shù)（1）無線電、半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)、芯片和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；（2）基因重組、克隆和生物芯片等生物技術(shù)；（3）核科學(xué)和核武器技術(shù)；（4）航空航天和導(dǎo)彈技術(shù)；（5）激光技術(shù)；（6）納米技術(shù)。新藥物、新材料、高分子、化肥、農(nóng)藥的化學(xué)合成技術(shù)。如果沒有發(fā)明合成氨和合成尿素，合成第一、二、三代農(nóng)藥，60億人口將一半餓死；沒有發(fā)明合成抗生素和新藥物，人類壽命縮短；沒有三大合成，人類生活受很大影響，沒有合成新分子、新材料，上述六大技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)。因此，化學(xué)與材料在推動(dòng)人類進(jìn)步和科技發(fā)展中起了核心的作用12/17/202210:03PM20世紀(jì)有七大技術(shù)，第12/20/20227:24AM什么是材料？材料，是指人類能用來制作有用物件的物質(zhì)；材料有那些呢？12/17/202210:03PM什么是材料？12/20/20227:24AM新材料主要有——按照材料的物質(zhì)組成的不同，主要分為：在電子技術(shù)和微電子技術(shù)中使用的材料，包括半導(dǎo)體材料、介電材料、壓電及鐵電材料、磁性材料、某些金屬材料、高分子材料以及其他相關(guān)材料則可稱為電子和光電子材料。金屬材料，無機(jī)非金屬材料，新型的有機(jī)高分子材料，復(fù)合材料等。12/17/202210:03PM新材料主要有——按照材12/20/20227:24AM材料與材料科學(xué)材料就是用以制造有用物件的（凝聚態(tài)）物質(zhì)材料的發(fā)明與使用是人類進(jìn)步里程的重要標(biāo)志之一材料、信息與能源為當(dāng)代文明的三大支柱新材料、信息技術(shù)和生物技術(shù)是新技術(shù)革命的主要標(biāo)志材料科學(xué)，一門多學(xué)科交叉的新興學(xué)科材料科學(xué)工作者必須具有廣泛而堅(jiān)實(shí)的跨學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)12/17/202210:03PM材料與材料科學(xué)材料就是12/20/20227:24AM材料？材料發(fā)展與人類文明的關(guān)系：新材料是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志！1：遠(yuǎn)古文明：發(fā)現(xiàn)與使用自然界材料（石器）2：現(xiàn)代文明：自由地合成和設(shè)計(jì)材料（自然界不存在的各種新材料）3：未來文明：賦予材料類似生命體功能？人類文明進(jìn)步與材料發(fā)展的關(guān)系示意圖青銅器，鐵器12/17/202210:03PM材料？材料發(fā)展與人類文12/20/20227:24AM現(xiàn)代文明：蒸汽機(jī)的發(fā)明，新型人工合成材料（半導(dǎo)體硅材料為代表）的發(fā)現(xiàn)。電子時(shí)代光子時(shí)代材料？12/17/202210:03PM現(xiàn)代文明：材料？12/20/20227:24AM什么是材料測試方法？獲取有關(guān)材料的組成，結(jié)構(gòu)和性能等相關(guān)信息材料結(jié)構(gòu)與材料性能的關(guān)系材料測試材料分析材料表征＝＝

現(xiàn)代材料科學(xué)的發(fā)展在很大程度上依賴對(duì)材料性能和其成分結(jié)構(gòu)及微觀組織關(guān)系的理解12/17/202210:03PM什么是材料測試方法？獲12/20/20227:24AM材料測試方法的概念與分類材料測試方法如何分類？從功能上講，可分為組成測試，結(jié)構(gòu)測試和性能測試三種方法從技術(shù)上講，材料測試方法可以分成兩類：主動(dòng)式和被動(dòng)式12/17/202210:03PM材料測試方法的概念與分12/20/20227:24AM激發(fā)源（電磁波，粒子束，電場，磁場，熱，力等）主動(dòng)式（含激發(fā)源式材料測試方法）材料響應(yīng)的傳感與變換數(shù)據(jù)采集處理與組成，結(jié)構(gòu)，性能等相關(guān)的某種響應(yīng)材料測試方法的概念與分類12/17/202210:03PM激發(fā)源主動(dòng)式（含激發(fā)源12/20/20227:24AM直接獲得有關(guān)材料物理、化學(xué)性能等固有信息，如尺寸大小、狀態(tài)、重（質(zhì)）量、顏色、形狀、運(yùn)動(dòng)情況等等；亦可根據(jù)材料物理、化學(xué)性能的差異間接推斷材料的組成和結(jié)構(gòu)信息，如色譜分析法、原子力顯微分析等。被動(dòng)式（無激發(fā)源式材料測試方法）材料測試方法的概念與分類12/17/202210:03PM直接獲得有關(guān)材料物理、12/20/20227:24AM材料微觀分析技術(shù)緒論宏觀上的性能測試和微觀上的組成與結(jié)構(gòu)表征，這兩個(gè)方面構(gòu)成了材料的檢測評(píng)價(jià)技術(shù)材料設(shè)計(jì)的重要依據(jù)來源于對(duì)材料的微觀組成和結(jié)構(gòu)分析材料制備的實(shí)際效果必須通過材料微觀分析的檢驗(yàn)材料科學(xué)的進(jìn)展極大地依賴于對(duì)材料進(jìn)行微觀分析表征的技術(shù)水平材料研究與微觀分析技術(shù)12/17/202210:03PM材料微觀分析技術(shù)緒論宏12/20/20227:24AM材料研究的四大要素

現(xiàn)代材料科學(xué)的發(fā)展在很大程度上依賴對(duì)材料性能和其成分結(jié)構(gòu)及微觀組織關(guān)系的理解合成與加工固有性質(zhì)使用性能結(jié)構(gòu)和成分12/17/202210:03PM材料研究的四大要素12/20/20227:24AM材料的性質(zhì)物理性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)化學(xué)組成微觀結(jié)構(gòu)相結(jié)構(gòu)晶粒尺寸及分布耐腐蝕性雜質(zhì)含量結(jié)晶度分子量及分布立體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)空隙度熔點(diǎn)熱性質(zhì)磁性質(zhì)光學(xué)性質(zhì)電學(xué)性質(zhì)重力性質(zhì)拉伸性韌性延展性疲勞度硬度蠕變性延伸性抗沖擊性壓縮性動(dòng)態(tài)力學(xué)性質(zhì)模量12/17/202210:03PM材料的性質(zhì)物力化化學(xué)組12/20/20227:24AM結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系傳統(tǒng)的“炒菜”法電子結(jié)構(gòu)，原子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵決定了材料的固有性質(zhì)新材料開發(fā)方法材料設(shè)計(jì)發(fā)展方向所謂材料設(shè)計(jì)，就是根據(jù)對(duì)材料的組成、微結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的認(rèn)識(shí)（“炒菜”經(jīng)驗(yàn)＋材料微觀分析），按指定性能“定做”新材料，按生產(chǎn)要求“設(shè)計(jì)”最佳的制備和加工方法。12/17/202210:03PM結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系傳統(tǒng)的12/20/20227:24AM材料結(jié)構(gòu)表征的基本方法材料結(jié)構(gòu)的表征目的:成分分析,結(jié)構(gòu)測定和形貌觀察材料組成分析（化學(xué)成分分析）

1.元素組成

2.化合物組成材料亞微觀結(jié)構(gòu)分析（形貌分析）

微米或亞微米尺度，相層次結(jié)構(gòu)材料微觀結(jié)構(gòu)分析

0.1nm尺度，原子及原子組合層次結(jié)構(gòu)12/17/202210:03PM材料結(jié)構(gòu)表征的基本方法12/20/20227:24AM材料化學(xué)成分分析1元素組成分析方法傳統(tǒng)的化學(xué)分析技術(shù)電子探針X射線能譜顯微分析原子光譜（吸收、發(fā)射、熒光）質(zhì)譜與二次離子質(zhì)譜核磁共振電子自旋共振光電子與俄歇電子能譜12/17/202210:03PM材料化學(xué)成分分析1元素12/20/20227:24AM材料化學(xué)成分分析2化合物組成分析方法傳統(tǒng)的化學(xué)分析技術(shù)分子吸收光譜（紫外—可見吸收光譜）分子振動(dòng)光譜（紅外、拉曼光譜）分子發(fā)射光譜（熒光光譜）氣相、液相、凝膠色譜12/17/202210:03PM材料化學(xué)成分分析2化合12/20/20227:24AM材料形貌分析光學(xué)顯微鏡光學(xué)干涉儀激光散射譜掃描電子顯微鏡透射電子顯微鏡12/17/202210:03PM材料形貌分析光學(xué)顯微鏡12/20/20227:24AM形貌分析的圖例昆蟲標(biāo)本（500倍）螺旋形碳管（9，157倍）化學(xué)方法生長的ZnO納米陣列（100，000倍）擔(dān)載Pt金屬顆粒的納米碳粒子（400，000倍）12/17/202210:03PM形貌分析的圖例昆蟲標(biāo)本12/20/20227:24AM3.材料結(jié)構(gòu)分析高分辨透射電子顯微鏡（HTEM）場離子顯微鏡（FIM）掃描隧道顯微鏡（STM）原子力顯微鏡（SFM）12/17/202210:03PM3.材料結(jié)構(gòu)分析高分辨12/20/20227:24AM材料結(jié)構(gòu)分析—結(jié)果硅納米線的不同形貌

(a)呈直線或彎曲狀態(tài)，(b)呈螺旋結(jié)構(gòu)，(c)呈辮子結(jié)構(gòu)12/17/202210:03PM材料結(jié)構(gòu)分析—結(jié)果硅納12/20/20227:24AM材料結(jié)構(gòu)分析-直接法硅納米線的顯微結(jié)構(gòu)高分辨電子顯微像（HTEM）(a)［110］帶軸的硅納米線的單晶結(jié)構(gòu)，它的生長方向?yàn)椋?12］(b)存在高階孿晶的硅納米線(c)具有堆垛層錯(cuò)和孿晶等缺陷的硅納米線12/17/202210:03PM材料結(jié)構(gòu)分析-直接法硅12/20/20227:24AM材料結(jié)構(gòu)分析-直接法五次對(duì)稱性鎳鈦準(zhǔn)晶的高分辨電子顯微像12/17/202210:03PM材料結(jié)構(gòu)分析-直接法五12/20/20227:24AM材料結(jié)構(gòu)分析-直接法掃描隧道顯微分析拍攝的硅片上的單個(gè)原子圖像12/17/202210:03PM材料結(jié)構(gòu)分析-直接法掃12/20/20227:24AM材料結(jié)構(gòu)分析-間接法材料結(jié)構(gòu)分析X射線衍射電子衍射中子衍射γ射線衍射穆斯堡爾譜擴(kuò)展X射線吸收譜（EXAFS）熱分析（差熱、差動(dòng)、熱重）12/17/202210:03PM材料結(jié)構(gòu)分析-間接法材12/20/20227:24AM材料結(jié)構(gòu)分析-間接法五次對(duì)稱性鎳鈦準(zhǔn)晶的高分辨電子顯微像與電子衍射斑點(diǎn)12/17/202210:03PM材料結(jié)構(gòu)分析-間接法五12/20/20227:24AM材料結(jié)構(gòu)分析-間接法CVD方法制備的氧化鎵納米帶（A）與納米片（B）的透射電鏡與選區(qū)電子衍射分析電子衍射證實(shí)了這些納米相為單斜晶系的Ga2O3單晶12/17/202210:03PM材料結(jié)構(gòu)分析-間接法C12/20/20227:24AM材料微觀分析技術(shù)的選擇12/17/202210:03PM材料微觀分析技術(shù)的選擇12/20/20227:24AM3.材料微觀分析技術(shù)的選擇12/17/202210:03PM3.材料微觀分析技術(shù)的12/20/20227:24AM3.材料微觀分析技術(shù)的選擇12/17/202210:03PM3.材料微觀分析技術(shù)的12/20/20227:24AM3.材料結(jié)構(gòu)分析-電子顯微固體試樣電子束透射電子相干散射電子背散射電子二次電子俄歇電子陰極熒光特征X射線nA吸收電子12/17/202210:03PM3.材料結(jié)構(gòu)分析-電子12/20/20227:24AM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用水晶or水晶玻璃？真，假鉆石？可口可樂配方？“勇氣”號(hào)探測車的火星巖石分析？12/17/202210:03PM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/20/20227:24AM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/17/202210:03PM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/20/20227:24AM3.材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/17/202210:03PM3.材料微觀分析技術(shù)的12/20/20227:24AM3.材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/17/202210:03PM3.材料微觀分析技術(shù)的12/20/20227:24AM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/17/202210:03PM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/20/20227:24AM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/17/202210:03PM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/20/20227:24AM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/17/202210:03PM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/20/20227:24AM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/17/202210:03PM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/20/20227:24AM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/17/202210:03PM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/20/20227:24AM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用“勇氣”號(hào)機(jī)械臂上的四大法寶1.巖石磨損工具2.顯微成像儀3.穆斯堡爾分光光度計(jì)4.阿爾法粒子Ｘ射線分光計(jì)12/17/202210:03PM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/20/20227:24AM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/17/202210:03PM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/20/20227:24AM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/17/202210:03PM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/20/20227:24AM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/17/202210:03PM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/20/20227:24AM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/17/202210:03PM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/20/20227:24AM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/17/202210:03PM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/20/20227:24AM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/17/202210:03PM材料微觀分析技術(shù)的應(yīng)用12/20/20227:24AM《材料結(jié)構(gòu)表征及應(yīng)用》課程12/17/202210:02PM《材料結(jié)構(gòu)表征及應(yīng)用》12/20/20227:24AM授課教師基本情況介紹李文江辦公室：化學(xué)化工學(xué)院電話/p>

電子郵件：12/17/202210:02PM授課教師基本情況介紹12/20/20227:24AM課程教學(xué)內(nèi)容材料結(jié)構(gòu)表征緒論分子光譜分析（紅外吸收光譜）分子光譜分析（拉曼光譜）核磁共振波譜（NMR）質(zhì)譜（MS）X射線衍射分析電子顯微技術(shù)X射線光電子能譜分析熱分析12/17/202210:02PM課程教學(xué)內(nèi)容材料結(jié)構(gòu)表本課程特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法本課程特點(diǎn)：（三多一少）敘述性原理、規(guī)律多需要記憶的概念術(shù)語多課程內(nèi)容頭緒多理論計(jì)算少相關(guān)學(xué)科多（物理學(xué)、化學(xué)、熱力學(xué)、光學(xué)以及高分子學(xué)等）本課程特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法本課程特點(diǎn)：（三多一少）本課程的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)方法：作為一門應(yīng)用學(xué)科，基礎(chǔ)理論知識(shí)要掌握，在理解的基礎(chǔ)上加強(qiáng)記憶，注意理論聯(lián)系實(shí)踐要學(xué)以致用，本課程與材料的結(jié)構(gòu)和表征緊密聯(lián)系，善于歸納總結(jié)，用本學(xué)科的基本原理分析、解釋生產(chǎn)中的問題和實(shí)驗(yàn)結(jié)果重視課程的實(shí)踐性環(huán)節(jié)本課程的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)方法：12/20/20227:24AM教學(xué)參考書目《材料結(jié)構(gòu)表征及應(yīng)用》

吳剛主編，化學(xué)工業(yè)出版社《材料近代分析測試方法》

常鐵軍主編，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社《儀器分析》ChristianGD王鎮(zhèn)浦譯，北京大學(xué)出版社《儀器分析》，朱明華編，高等教育出版社，

2000年7月第3版《熱分析質(zhì)譜法》

陸昌偉等編著，上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社12/17/202210:02PM教學(xué)參考書目《材料結(jié)構(gòu)12/20/20227:24AM1.課程教學(xué)要求《材料結(jié)構(gòu)表征及應(yīng)用》是材料科學(xué)與工程學(xué)科專業(yè)學(xué)生的必修基礎(chǔ)課之一通過本課程學(xué)習(xí)：1.掌握常用材料微觀分析方法的基本原理、過程、裝備、樣品的制備和應(yīng)用；2.初步具有根據(jù)分析的目的，結(jié)合各種材料分析測試方法的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，正確選擇分析測試方法的能力；12/17/202210:03PM1.課程教學(xué)要求《材12/20/20227:24AM3.看懂或會(huì)分析一般（典型、較簡單）的測試結(jié)果（圖譜與圖象等）；4.可以與分析測試專業(yè)人員共同商討有關(guān)材料分析研究的實(shí)驗(yàn)方案和分析較復(fù)雜的測試結(jié)果；5.本課程將系統(tǒng)全面地介紹材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，是學(xué)生學(xué)習(xí)其它專業(yè)課的基礎(chǔ)，也是今后從事材料研究工作的基礎(chǔ)。1.課程教學(xué)要求12/17/202210:03PM1.課程教學(xué)要求對(duì)大家的要求√

請(qǐng)不要遲到√

請(qǐng)不要喧嘩

√

請(qǐng)關(guān)閉通訊工具

√

請(qǐng)按時(shí)交作業(yè)

對(duì)大家的要求√請(qǐng)不要遲到12/20/20227:24AM考核與成績最終成績=平時(shí)成績(20%)+期末考試成績(80%)平時(shí)成績：考勤(10%)、作業(yè)(10%)說明:若有下列情況之一者，考核成績按不及格計(jì)！

1.若有三次無故不上課者；2.作業(yè)不交者；12/17/202210:03PM考核與成績最終成績=12/20/20227:24AM第一章緒論材料與人類發(fā)展的關(guān)系材料結(jié)構(gòu)與材料性能關(guān)系1.材料測試方法的概念與分類2.材料測試方法的三個(gè)基本要素材料結(jié)構(gòu)表征的基本方法1.化學(xué)成分分析結(jié)構(gòu)測定形貌觀察主要講述內(nèi)容：12/17/202210:03PM第一章緒論材料與人類12/20/20227:24AM一、20世紀(jì)化學(xué)的回顧與化學(xué)學(xué)科發(fā)展的趨勢(shì)1、科技發(fā)展的基本考慮20世紀(jì)人類認(rèn)識(shí)和利用物質(zhì)經(jīng)歷三個(gè)歷史階段：人類生存：人類生存質(zhì)量：人類生存安全：12/17/202210:03PM一、20世紀(jì)化學(xué)的回顧12/20/20227:24AM20世紀(jì)有七大技術(shù)，第一是合成化學(xué)技術(shù)20世紀(jì)發(fā)明了六大技術(shù)（1）無線電、半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)、芯片和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；（2）基因重組、克隆和生物芯片等生物技術(shù)；（3）核科學(xué)和核武器技術(shù)；（4）航空航天和導(dǎo)彈技術(shù)；（5）激光技術(shù)；（6）納米技術(shù)。新藥物、新材料、高分子、化肥、農(nóng)藥的化學(xué)合成技術(shù)。如果沒有發(fā)明合成氨和合成尿素，合成第一、二、三代農(nóng)藥，60億人口將一半餓死；沒有發(fā)明合成抗生素和新藥物，人類壽命縮短；沒有三大合成，人類生活受很大影響，沒有合成新分子、新材料，上述六大技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)。因此，化學(xué)與材料在推動(dòng)人類進(jìn)步和科技發(fā)展中起了核心的作用12/17/202210:03PM20世紀(jì)有七大技術(shù)，第12/20/20227:24AM什么是材料？材料，是指人類能用來制作有用物件的物質(zhì)；材料有那些呢？12/17/202210:03PM什么是材料？12/20/20227:24AM新材料主要有——按照材料的物質(zhì)組成的不同，主要分為：在電子技術(shù)和微電子技術(shù)中使用的材料，包括半導(dǎo)體材料、介電材料、壓電及鐵電材料、磁性材料、某些金屬材料、高分子材料以及其他相關(guān)材料則可稱為電子和光電子材料。金屬材料，無機(jī)非金屬材料，新型的有機(jī)高分子材料，復(fù)合材料等。12/17/202210:03PM新材料主要有——按照材12/20/20227:24AM材料與材料科學(xué)材料就是用以制造有用物件的（凝聚態(tài)）物質(zhì)材料的發(fā)明與使用是人類進(jìn)步里程的重要標(biāo)志之一材料、信息與能源為當(dāng)代文明的三大支柱新材料、信息技術(shù)和生物技術(shù)是新技術(shù)革命的主要標(biāo)志材料科學(xué)，一門多學(xué)科交叉的新興學(xué)科材料科學(xué)工作者必須具有廣泛而堅(jiān)實(shí)的跨學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)12/17/202210:03PM材料與材料科學(xué)材料就是12/20/20227:24AM材料？材料發(fā)展與人類文明的關(guān)系：新材料是人類文明進(jìn)步的標(biāo)志！1：遠(yuǎn)古文明：發(fā)現(xiàn)與使用自然界材料（石器）2：現(xiàn)代文明：自由地合成和設(shè)計(jì)材料（自然界不存在的各種新材料）3：未來文明：賦予材料類似生命體功能？人類文明進(jìn)步與材料發(fā)展的關(guān)系示意圖青銅器，鐵器12/17/202210:03PM材料？材料發(fā)展與人類文12/20/20227:24AM現(xiàn)代文明：蒸汽機(jī)的發(fā)明，新型人工合成材料（半導(dǎo)體硅材料為代表）的發(fā)現(xiàn)。電子時(shí)代光子時(shí)代材料？12/17/202210:03PM現(xiàn)代文明：材料？12/20/20227:24AM什么是材料測試方法？獲取有關(guān)材料的組成，結(jié)構(gòu)和性能等相關(guān)信息材料結(jié)構(gòu)與材料性能的關(guān)系材料測試材料分析材料表征＝＝

現(xiàn)代材料科學(xué)的發(fā)展在很大程度上依賴對(duì)材料性能和其成分結(jié)構(gòu)及微觀組織關(guān)系的理解12/17/202210:03PM什么是材料測試方法？獲12/20/20227:24AM材料測試方法的概念與分類材料測試方法如何分類？從功能上講，可分為組成測試，結(jié)構(gòu)測試和性能測試三種方法從技術(shù)上講，材料測試方法可以分成兩類：主動(dòng)式和被動(dòng)式12/17/202210:03PM材料測試方法的概念與分12/20/20227:24AM激發(fā)源（電磁波，粒子束，電場，磁場，熱，力等）主動(dòng)式（含激發(fā)源式材料測試方法）材料響應(yīng)的傳感與變換數(shù)據(jù)采集處理與組成，結(jié)構(gòu)，性能等相關(guān)的某種響應(yīng)材料測試方法的概念與分類12/17/202210:03PM激發(fā)源主動(dòng)式（含激發(fā)源12/20/20227:24AM直接獲得有關(guān)材料物理、化學(xué)性能等固有信息，如尺寸大小、狀態(tài)、重（質(zhì)）量、顏色、形狀、運(yùn)動(dòng)情況等等；亦可根據(jù)材料物理、化學(xué)性能的差異間接推斷材料的組成和結(jié)構(gòu)信息，如色譜分析法、原子力顯微分析等。被動(dòng)式（無激發(fā)源式材料測試方法）材料測試方法的概念與分類12/17/202210:03PM直接獲得有關(guān)材料物理、12/20/20227:24AM材料微觀分析技術(shù)緒論宏觀上的性能測試和微觀上的組成與結(jié)構(gòu)表征，這兩個(gè)方面構(gòu)成了材料的檢測評(píng)價(jià)技術(shù)材料設(shè)計(jì)的重要依據(jù)來源于對(duì)材料的微觀組成和結(jié)構(gòu)分析材料制備的實(shí)際效果必須通過材料微觀分析的檢驗(yàn)材料科學(xué)的進(jìn)展極大地依賴于對(duì)材料進(jìn)行微觀分析表征的技術(shù)水平材料研究與微觀分析技術(shù)12/17/202210:03PM材料微觀分析技術(shù)緒論宏12/20/20227:24AM材料研究的四大要素

現(xiàn)代材料科學(xué)的發(fā)展在很大程度上依賴對(duì)材料性能和其成分結(jié)構(gòu)及微觀組織關(guān)系的理解合成與加工固有性質(zhì)使用性能結(jié)構(gòu)和成分12/17/202210:03PM材料研究的四大要素12/20/20227:24AM材料的性質(zhì)物理性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)化學(xué)組成微觀結(jié)構(gòu)相結(jié)構(gòu)晶粒尺寸及分布耐腐蝕性雜質(zhì)含量結(jié)晶度分子量及分布立體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)空隙度熔點(diǎn)熱性質(zhì)磁性質(zhì)光學(xué)性質(zhì)電學(xué)性質(zhì)重力性質(zhì)拉伸性韌性延展性疲勞度硬度蠕變性延伸性抗沖擊性壓縮性動(dòng)態(tài)力學(xué)性質(zhì)模量12/17/202210:03PM材料的性質(zhì)物力化化學(xué)組12/20/20227:24AM結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系傳統(tǒng)的“炒菜”法電子結(jié)構(gòu)，原子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵決定了材料的固有性質(zhì)新材料開發(fā)方法材料設(shè)計(jì)發(fā)展方向所謂材料設(shè)計(jì)，就是根據(jù)對(duì)材料的組成、微結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的認(rèn)識(shí)（“炒菜”經(jīng)驗(yàn)＋材料微觀分析），按指定性能“定做”新材料，按生產(chǎn)要求“設(shè)計(jì)”最佳的制備和加工方法。12/17/202210:03PM結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系傳統(tǒng)的12/20/20227:24AM材料結(jié)構(gòu)表征的基本方法材料結(jié)構(gòu)的表征目的:成分分析,結(jié)構(gòu)測定和形貌觀察材料組成分析（化學(xué)成分分析）

1.元素組成

2.化合物組成材料亞微觀結(jié)構(gòu)分析（形貌分析）

微米或亞微米尺度，相層次結(jié)構(gòu)材料微觀結(jié)構(gòu)分析

0.1nm尺度，原子及原子組合層次結(jié)構(gòu)12/17/202210:03PM材料結(jié)構(gòu)表征的基本方法12/20/20227:24AM材料化學(xué)成分分析1元素組成分析方法傳統(tǒng)的化學(xué)分析技術(shù)電子探針X射線能譜顯微分析原子光譜（吸收、發(fā)射、熒光）質(zhì)譜與二次離子質(zhì)譜核磁共振電子自旋共振光電子與俄歇電子能譜12/17/202210:03PM材料化學(xué)成分分析1元素12/20/20227:24AM材料化學(xué)成分分析2化合物組成分析方法傳統(tǒng)的化學(xué)分析技術(shù)分子吸收光譜（紫外—可見吸收光譜）分子振動(dòng)光譜（紅外、拉曼光譜）分子發(fā)射光譜（熒光光譜）氣相、液相、凝膠色譜12/17/202210:03PM材料化學(xué)成分分析2化合12/20/20227:24AM材料形貌分析光學(xué)顯微鏡光學(xué)干涉儀激光散射譜掃描電子顯微鏡透射電子顯微鏡12/17/202210:03PM材料形貌分析光學(xué)顯微鏡12/20/20227:24AM形貌分析的圖例昆蟲標(biāo)本（500倍）螺旋形碳管（9，157倍）化學(xué)方法生長的ZnO納米陣列（100，000倍）擔(dān)載Pt金屬顆粒的納米碳粒子（400，000倍）12/17/202210:03PM形貌分析的圖例昆蟲標(biāo)本12/20/20227:24AM3.材料結(jié)構(gòu)分析高分辨透射電子顯微鏡（HTEM）場離子顯微鏡（FIM）掃描隧道顯微鏡（STM）原子力顯微鏡（SFM）12/17/202210:03PM3.材料結(jié)構(gòu)分析高分辨12/20/20227:24AM材料結(jié)構(gòu)分析—結(jié)果硅納米線的不同形貌

(a)呈直線或彎曲狀態(tài)，(b)呈螺旋結(jié)構(gòu)，(c)呈辮子結(jié)構(gòu)12/17/202210:03PM材料結(jié)構(gòu)分析—結(jié)果硅納12/20/20227:24AM材料結(jié)構(gòu)分析-直接法硅納米線的顯微結(jié)構(gòu)高分辨電子顯微像（HTEM）(a)［110］帶軸的硅納米線的單晶結(jié)構(gòu)，它的生長方向?yàn)椋?12］(b)存在高階孿晶的硅納米線(c)具有堆垛層錯(cuò)和孿晶等缺陷的硅納米線12/17/202210:03PM材料結(jié)構(gòu)分析-直接法硅12/20/20227:24AM材料結(jié)構(gòu)分析-直接法五次對(duì)稱性鎳鈦準(zhǔn)晶的高分辨電子顯微像12/17/202210:03PM材料結(jié)構(gòu)分析-直接法五12/20/20227:24AM材料結(jié)構(gòu)分析-直接法掃描隧道顯微分析拍攝的硅片上的單個(gè)原子圖像12/17/202210:03PM材料結(jié)構(gòu)分析-直接法掃12/20/20227:24AM材料結(jié)構(gòu)分析-間接法材料結(jié)構(gòu)分析X射線衍射電子衍射中子衍射γ射線衍射穆斯堡爾譜擴(kuò)展X射線吸收譜（EXAFS）熱分析（差熱、差動(dòng)、熱重）12/17/202210:03PM材料結(jié)構(gòu)分析-間接法材12/20/20227:24AM材料結(jié)構(gòu)分析-間接法五次對(duì)稱性鎳鈦準(zhǔn)晶的高分辨電子顯微像與電子衍射斑點(diǎn)12/17/202210:03PM材料結(jié)構(gòu)分析-間接法五12/20/20227:24AM材料結(jié)構(gòu)分析-間接法CVD方法制備的氧化鎵納米帶（A）與納米片（B）的透射電鏡與選