现代分析测试技术物相分析概论幻灯片.ppt

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1、现代分析测试技术物相分析概论1第1页，共10页，编辑于2022年，星期日5.1 材料的相组成及其对性能的影响材料的相组成及其对性能的影响 在材料科学领域，相是指具有特定的结构和性能的物质在材料科学领域，相是指具有特定的结构和性能的物质状态。材料中原子的排列方式决定了晶体的相结构，原子状态。材料中原子的排列方式决定了晶体的相结构，原子排列方式的变化导致了相结构的变化。排列方式的变化导致了相结构的变化。2第2页，共10页，编辑于2022年，星期日材料的物理、化学性能与材料中相结构有直接的对应关系。材料的物理、化学性能与材料中相结构有直接的对应关系。如如：由由于于体体心心立立方方结结构构的的滑滑移移

2、系系较较少少，无无法法提提供供足足够够的的交交滑滑移移机机会会，因因此此 相相材材料料常常常常出出现现脆脆性性断断裂裂；与与之之相相反反，相相的的面面心心立立方方结结构构使使之之容容易易发发生生塑塑性性变形，断裂变形，断裂 方式通常为韧性断裂。方式通常为韧性断裂。3第3页，共10页，编辑于2022年，星期日5.2 物相分析的含义物相分析的含义 材料的相结构对于性能起着决定性作用。材料的相结构对于性能起着决定性作用。物相分析是指物相分析是指利用衍射分析的方法探测晶格类型和晶胞常数，确定物质的利用衍射分析的方法探测晶格类型和晶胞常数，确定物质的相结构。相结构。物相分析不仅包括对材料物相的定性分析，

3、还包括定物相分析不仅包括对材料物相的定性分析，还包括定量分析，和各种不同的物相在组织中的分布情况。量分析，和各种不同的物相在组织中的分布情况。4第4页，共10页，编辑于2022年，星期日 如如：通通过过电电子子衍衍射射（TEM）和和图图像像观观察察，可可以以确确定定其其中中硅硅纳纳米米晶晶的的结结构构为为面面心心立立方方结结构构，偏偏离离了了正正常常的的金金刚刚石石结结构构，还还可可以以测测量量出出硅硅纳纳米米晶晶的的尺尺寸寸为为5-7 nm，而而且且分分散散得得比比较较均均匀匀，这这样样细细小小弥弥散散的且具有奇异结构的硅纳米晶对于获得良好的发光很有益处。的且具有奇异结构的硅纳米晶对于获得良

4、好的发光很有益处。5第5页，共10页，编辑于2022年，星期日5.3 物相分析的手段物相分析的手段 主要的物相分析手段有三种：X射线衍射、电子衍射及中子衍射。其共同的原理是：利用电磁波、运动电子束或中子束等与材料内部规则排列的原子作用产生相干散射，获得材料内部原子排列的信息，从而重组出物质的结构。6第6页，共10页，编辑于2022年，星期日 优点：简便快捷，适用于多相体系的综合分析，也能对尺寸在微米量级的单颗晶体材料进行结构分析。缺缺点点：无法实现对X射线的有效聚焦，所以不能在更为微观的层次对材料进行结构分析。5.3.1 X射线衍射射线衍射 7第7页，共10页，编辑于2022年，星期日 由于电

5、子与物质的相互作用比X射线枪4个数量级，而电子束又可以在电磁场作用下汇聚的很细小，所以特别适合测定微细晶体或亚微米尺度的晶体结构。高高能能电电子子衍衍射射：相比较于X设下，电子穿透能力差，因而透射式高能电子衍射只适用于对薄膜样品的分析。可实现样品选定区域电子衍射（选取电子衍射）并可实现微区样品结构（衍射）分析与形貌观察相对应的特点。低低能能电电子子衍衍射射：样品表面1-5个原子层的结构信息，故低能电子衍射是分析晶体表面结构的重要方法。5.3.2 电子衍射电子衍射 8第8页，共10页，编辑于2022年，星期日5.3.3 中子衍射中子衍射 中子受物质中原子核的散射，所以轻重原子对中子的散射能力差别比较小，中子衍射有利于测定材料中轻原子的分布。中子衍射仪价格较高。9第9页，共10页，编辑于2022年，星期日X射线衍射射线衍射电子衍射电子衍射中子衍射中子衍射应视分析材料的具体情况作选择应视分析材料的具体情况作选择X射线衍射法；高能电子衍射法（透射电镜）射线衍射法；高能电子衍射法（透射电镜）学习重点学习重点 第六章第六章 晶体结构；第七章晶体结构；第七章 衍射原理衍射原理 知识储备知识储备End 10第10页，共10页，编辑于2022年，星期日