現(xiàn)代分析測試技術(shù)物相分析概論

現(xiàn)代分析測試技術(shù)物相分析概論1第一頁，共十頁，編輯于2023年，星期三5.1材料的相組成及其對性能的影響在材料科學領(lǐng)域，相是指具有特定的結(jié)構(gòu)和性能的物質(zhì)狀態(tài)。材料中原子的排列方式?jīng)Q定了晶體的相結(jié)構(gòu)，原子排列方式的變化導致了相結(jié)構(gòu)的變化。2第二頁，共十頁，編輯于2023年，星期三材料的物理、化學性能與材料中相結(jié)構(gòu)有直接的對應關(guān)系。如：由于體心立方結(jié)構(gòu)的滑移系較少，無法提供足夠的交滑移機會，因此相材料常常出現(xiàn)脆性斷裂；與之相反，相的面心立方結(jié)構(gòu)使之容易發(fā)生塑性變形，斷裂方式通常為韌性斷裂。3第三頁，共十頁，編輯于2023年，星期三5.2物相分析的含義材料的相結(jié)構(gòu)對于性能起著決定性作用。物相分析是指利用衍射分析的方法探測晶格類型和晶胞常數(shù)，確定物質(zhì)的相結(jié)構(gòu)。物相分析不僅包括對材料物相的定性分析，還包括定量分析，和各種不同的物相在組織中的分布情況。4第四頁，共十頁，編輯于2023年，星期三如：通過電子衍射（TEM）和圖像觀察，可以確定其中硅納米晶的結(jié)構(gòu)為面心立方結(jié)構(gòu)，偏離了正常的金剛石結(jié)構(gòu)，還可以測量出硅納米晶的尺寸為5-7nm，而且分散得比較均勻，這樣細小彌散的且具有奇異結(jié)構(gòu)的硅納米晶對于獲得良好的發(fā)光很有益處。5第五頁，共十頁，編輯于2023年，星期三5.3物相分析的手段

主要的物相分析手段有三種：X射線衍射、電子衍射及中子衍射。其共同的原理是：利用電磁波、運動電子束或中子束等與材料內(nèi)部規(guī)則排列的原子作用產(chǎn)生相干散射，獲得材料內(nèi)部原子排列的信息，從而重組出物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。6第六頁，共十頁，編輯于2023年，星期三優(yōu)點：簡便快捷，適用于多相體系的綜合分析，也能對尺寸在微米量級的單顆晶體材料進行結(jié)構(gòu)分析。缺點：無法實現(xiàn)對X射線的有效聚焦，所以不能在更為微觀的層次對材料進行結(jié)構(gòu)分析。5.3.1X射線衍射7第七頁，共十頁，編輯于2023年，星期三由于電子與物質(zhì)的相互作用比X射線槍4個數(shù)量級，而電子束又可以在電磁場作用下匯聚的很細小，所以特別適合測定微細晶體或亞微米尺度的晶體結(jié)構(gòu)。高能電子衍射：相比較于X設下，電子穿透能力差，因而透射式高能電子衍射只適用于對薄膜樣品的分析。可實現(xiàn)樣品選定區(qū)域電子衍射（選取電子衍射）并可實現(xiàn)微區(qū)樣品結(jié)構(gòu)（衍射）分析與形貌觀察相對應的特點。低能電子衍射：樣品表面1-5個原子層的結(jié)構(gòu)信息，故低能電子衍射是分析晶體表面結(jié)構(gòu)的重要方法。5.3.2電子衍射8第八頁，共十頁，編輯于2023年，星期三5.3.3中子衍射中子受物質(zhì)中原子核的散射，所以輕重原子對中子的散射能力差別比較小，中子衍射有利于測定材料中輕原子的分布。中子衍射儀價格較高。9第九頁，共十頁，編輯于2023年，星期三X射線衍射電子衍射中子衍射應視分析材料的具體情況作選擇X射線衍射法；高能電子衍射法