材料研究分析方法本科生

（優(yōu)選）材料研究分析方法本科生現(xiàn)在是1頁\一共有35頁\編輯于星期四一、材料研究的意義和內(nèi)容材料科學(xué)的主要任務(wù)是研究材料研究的內(nèi)容：組成 結(jié)構(gòu) 性能第一講緒論材料設(shè)計(jì)現(xiàn)在是2頁\一共有35頁\編輯于星期四材料的性能決定于：

組成

結(jié)構(gòu)材料的組成結(jié)構(gòu)又取決于：

材料的制備工藝

材料的使用條件現(xiàn)在是3頁\一共有35頁\編輯于星期四制備工藝對(duì)材料結(jié)構(gòu)性能的影響舉例：

金屬：澆鑄、軋制

無機(jī)材料：水泥漿體的養(yǎng)護(hù)。聚合物：PU橡膠、纖維、塑料、涂料等現(xiàn)在是4頁\一共有35頁\編輯于星期四性能

Property結(jié)構(gòu)

Structure工藝

Technology原材料RowMaterials重要性:材料性能與其結(jié)構(gòu)及其隨時(shí)間的變化有關(guān)

復(fù)合材料現(xiàn)在是5頁\一共有35頁\編輯于星期四重要性:材料性能與其結(jié)構(gòu)及其隨時(shí)間的變化有關(guān)

宏觀性能微觀結(jié)構(gòu)材料科學(xué)二要素關(guān)系示意圖抗壓強(qiáng)度現(xiàn)在是6頁\一共有35頁\編輯于星期四重要性:材料性能與其結(jié)構(gòu)及其隨時(shí)間的變化有關(guān)

組成與結(jié)構(gòu)性能合成與工藝制備材料科學(xué)三要素關(guān)系示意圖

韌性PVC/EVAc接枝共聚物滾壓7.5min滾壓15min滾壓20min現(xiàn)在是7頁\一共有35頁\編輯于星期四性能合成與工藝制備

使用效能組成與結(jié)構(gòu)材料科學(xué)四要素關(guān)系示意圖重要性:材料性能與其結(jié)構(gòu)及其隨時(shí)間的變化有關(guān)

現(xiàn)在是8頁\一共有35頁\編輯于星期四

使用效能環(huán)境協(xié)調(diào)性組成與結(jié)構(gòu)性能合成與工藝制備材料科學(xué)五要素關(guān)系示意圖

探明關(guān)系

指導(dǎo)工藝

（制備或生產(chǎn)）

開發(fā)材料

優(yōu)化材料重要性:材料性能與其結(jié)構(gòu)及其隨時(shí)間的變化有關(guān)

現(xiàn)在是9頁\一共有35頁\編輯于星期四材料研究方法定義廣義：包括

技術(shù)路線

實(shí)驗(yàn)技術(shù)

數(shù)據(jù)分析狹義：某一種測(cè)試方法，如： X射線衍射方法

電子顯微術(shù)

紅外光譜分析

核磁共振分析等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取和分析現(xiàn)在是10頁\一共有35頁\編輯于星期四二、材料結(jié)構(gòu)和研究方法的分類

材料的組成和結(jié)構(gòu)的測(cè)試方法有多種，應(yīng)根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合選擇。其中顯微術(shù)的選擇又與材料的結(jié)構(gòu)及層次有關(guān)。1、材料結(jié)構(gòu)及其層次所謂結(jié)構(gòu)，是指材料系統(tǒng)內(nèi)各組成單元之間的相互聯(lián)系和相互作用方式。材料的結(jié)構(gòu)從存在形式來講，無非是晶體結(jié)構(gòu)、非晶體結(jié)構(gòu)、孔結(jié)構(gòu)及它們不同形式且錯(cuò)綜復(fù)雜的組合或復(fù)合?，F(xiàn)在是11頁\一共有35頁\編輯于星期四材料結(jié)構(gòu)的層次（按照觀察用具或設(shè)備的分辨能力來劃分）

宏觀結(jié)構(gòu)顯微結(jié)構(gòu)亞微觀結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)肉眼的分辨率光學(xué)顯微鏡的分辨率普通掃描電子顯微鏡的分辨率從尺度上講，又分為微觀結(jié)構(gòu)、亞微觀結(jié)構(gòu)、顯微結(jié)構(gòu)和宏觀結(jié)構(gòu)等四個(gè)不同的層次?，F(xiàn)在是12頁\一共有35頁\編輯于星期四結(jié)構(gòu)層次物體尺寸研究對(duì)象舉例研究方法宏觀結(jié)構(gòu)>100m大晶粒、顆粒集團(tuán)斷面結(jié)構(gòu)、外觀缺陷、裂紋、空洞肉眼、放大鏡、實(shí)體顯微鏡顯微結(jié)構(gòu)0.2-100m晶粒多相集團(tuán)物相的形狀、光學(xué)性質(zhì)大小、取向分布和結(jié)構(gòu)物相的光學(xué)性質(zhì)偏光顯微鏡反光顯微鏡干涉顯微鏡亞顯微結(jié)構(gòu)10-200nm微晶集團(tuán)界面形貌晶體構(gòu)造的位錯(cuò)缺陷掃描電鏡電子顯微鏡微觀結(jié)構(gòu)<10nm晶格點(diǎn)陣晶格點(diǎn)陣掃描隧道電鏡場(chǎng)離子顯微鏡高分辨電鏡材料結(jié)構(gòu)的層次

現(xiàn)在是13頁\一共有35頁\編輯于星期四材料結(jié)構(gòu)的類型：

聚集態(tài)結(jié)構(gòu)

氣、液、固。固態(tài)中有晶態(tài)和非晶態(tài)。

物相結(jié)構(gòu)：混合物、晶態(tài)、非晶態(tài)

顯微結(jié)構(gòu)：取向

空間位置分布：多組分、多相材料的均勻性

分子與晶體結(jié)構(gòu)

基團(tuán)結(jié)構(gòu)

分子結(jié)構(gòu)：相對(duì)分子量、相對(duì)分子質(zhì)量分布、

支化度、交聯(lián)度

晶體結(jié)構(gòu)

構(gòu)型與構(gòu)象電子結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是14頁\一共有35頁\編輯于星期四現(xiàn)在是15頁\一共有35頁\編輯于星期四結(jié)構(gòu)測(cè)定現(xiàn)在是16頁\一共有35頁\編輯于星期四“構(gòu)造”是用來描述構(gòu)成材料的組成礦物在空間分布排列關(guān)系；“織構(gòu)”則是指組成礦物在空間做定向排列，使物質(zhì)具有特種性能的一類特殊的顯微結(jié)構(gòu)；“細(xì)微結(jié)構(gòu)”是礦物晶體顆粒自身的各項(xiàng)結(jié)構(gòu)特征；“形貌”是指組成相的形狀、大小和分布。現(xiàn)在是17頁\一共有35頁\編輯于星期四2、研究方法的種類（1）非圖像分析法

衍射法：

中子衍射法

電子衍射法 X射線衍射法（2）圖像分析法：

顯微術(shù)：

原子力顯微術(shù)

掃描隧道顯微術(shù)

場(chǎng)離子顯微術(shù)等。現(xiàn)在是18頁\一共有35頁\編輯于星期四現(xiàn)在是19頁\一共有35頁\編輯于星期四光學(xué)顯微分析

偏光顯微鏡

熱分析差熱分析差示掃描量熱分析熱機(jī)械分析熱重分析現(xiàn)在是20頁\一共有35頁\編輯于星期四FTIRUVRaman

NMR現(xiàn)在是21頁\一共有35頁\編輯于星期四掃描電鏡電子探針透射電鏡X射線衍射分析現(xiàn)在是22頁\一共有35頁\編輯于星期四現(xiàn)在是23頁\一共有35頁\編輯于星期四材料測(cè)試研究平臺(tái)結(jié)構(gòu)形貌熱效應(yīng)成分宏觀紅外/紫外光譜凝膠滲透色譜儀X射線衍射儀激光粒度分析儀壓汞儀比表面分析儀綜合熱分析多通道量熱計(jì)原子力顯微鏡數(shù)字圖像分析儀低真空掃描電鏡環(huán)境掃描電鏡透射電鏡流變儀凍融循環(huán)儀人工氣候箱聲發(fā)射測(cè)定儀紅外熱像儀萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)

X射線熒光光譜儀現(xiàn)在是24頁\一共有35頁\編輯于星期四材料測(cè)試研究平臺(tái)宏觀流變儀凍融循環(huán)儀人工氣候箱聲發(fā)射測(cè)定儀紅外熱像儀萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)

現(xiàn)在是25頁\一共有35頁\編輯于星期四材料測(cè)試研究平臺(tái)結(jié)構(gòu)形貌熱效應(yīng)成分綜合熱分析多通道量熱計(jì)原子力顯微鏡數(shù)字圖像分析儀低真空掃描電鏡環(huán)境掃描電鏡透射電鏡X射線熒光光譜儀X射線光電子能譜儀

等離子體發(fā)射光譜

現(xiàn)在是26頁\一共有35頁\編輯于星期四材料測(cè)試研究平臺(tái)結(jié)構(gòu)形貌熱效應(yīng)成分宏觀紅外/紫外光譜凝膠滲透色譜儀X射線衍射儀激光粒度分析儀壓汞儀比表面分析儀核磁共振激光拉曼光譜儀

綜合熱分析多通道量熱計(jì)原子力顯微鏡數(shù)字圖像分析儀低真空掃描電鏡環(huán)境掃描電鏡透射電鏡流變儀凍融循環(huán)儀人工氣候箱聲發(fā)射測(cè)定儀紅外熱像儀萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)

現(xiàn)在是27頁\一共有35頁\編輯于星期四材料測(cè)試研究平臺(tái)結(jié)構(gòu)形貌熱效應(yīng)成分宏觀紅外/紫外光譜凝膠滲透色譜儀X射線衍射儀激光粒度分析儀壓汞儀比表面分析儀核磁共振激光拉曼光譜儀

綜合熱分析多通道量熱計(jì)原子力顯微鏡數(shù)字圖像分析儀低真空掃描電鏡環(huán)境掃描電鏡透射電鏡流變儀凍融循環(huán)儀人工氣候箱聲發(fā)射測(cè)定儀紅外熱像儀萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)

X射線熒光光譜儀X射線光電子能譜儀等離子體發(fā)射光譜

現(xiàn)在是28頁\一共有35頁\編輯于星期四聚氯乙烯分子結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)水泥漿體顯微結(jié)構(gòu)內(nèi)容:現(xiàn)在是29頁\一共有35頁\編輯于星期四內(nèi)容:研究材料的(亞)顯微結(jié)構(gòu):物相的種類、大小、形狀和分布聚氯乙烯分子結(jié)構(gòu)水泥漿體顯微結(jié)構(gòu)化學(xué)組成晶體結(jié)構(gòu)形狀現(xiàn)在是30頁\一共有35頁\編輯于星期四內(nèi)容:研究材料的(亞)顯微結(jié)構(gòu):物相的種類、大小、形狀和分布骨料水泥漿體宏觀結(jié)構(gòu)顯微結(jié)構(gòu)水泥混凝土化學(xué)組成晶體結(jié)構(gòu)形狀現(xiàn)在是31頁\一共有35頁\編輯于星期四內(nèi)容:研究材料的(亞)顯微結(jié)構(gòu):物相的種類、大小、形狀和分布骨料水泥漿體宏觀結(jié)構(gòu)水泥混凝土化學(xué)組成晶體結(jié)構(gòu)形狀現(xiàn)在是32頁\一共有35頁\編輯于星期四內(nèi)容:研究材料的(亞)顯微結(jié)構(gòu):物相的種類、大小、形狀和分布骨料水泥漿體宏觀結(jié)構(gòu)水泥混凝土化學(xué)組成晶體結(jié)構(gòu)形狀現(xiàn)在是33頁\