材料表徵數據分析方法

A. 材料分析表徵是什麼意思

材料分析表徵是兩個概念。

1、材料分析是對材料內在的結構和特性進行揭示的過程，分析基於試驗或檢測得出材料結構信息和特性數據。

2、材料表徵是通過對材料結構信息和特性數據的加工得出的一種描述或解釋，表徵是在材料分析的基礎上進行的一種主觀抽象思維，用文字、圖示、模型等解釋和說明材料中隱含的內在的結構和特性。

分析給出結果，表徵給出結論。

X射線衍射、N2吸附/脫附測試、電子掃描電鏡及透射電鏡可以給出材料的形貌結構信息，但這些結果不能叫表徵。要想表徵還需要對這些結果進行主觀的抽象思維再加工。

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表徵的特性

1、持久性

心理表徵具有持久性。認知模型在系統的內部狀態中是動態的、時時刻刻變化的。

2、差異性

認知模型認為表徵的成分都是一些不同的成分,不同的狀態強調這些不同成分的差異性。認知的心理表徵的觀點認為,不同的成分就是不同的實體,它們從特徵羅列的表徵到語義網路,再到結構的表徵與圖式是變化著的。

3、成分結構

這種從原始單元形成較復雜的概念的能力是語言的特殊情況，它通過並列銜接表徵物體的形態單元(主要是名詞)與表徵這些物體之間關系的其他單元(主要是動詞)來描述許多動作，因此符號表徵具有的成分結構即角色中項可以促進概念的結合。

4、抽象性

抽象的思維與認知加工密切相關，因為在一定水平上存在著抽象的中介狀態。環境信息本身不進入人的大腦影響行為，感覺的信息數據都是由物理刺激通過神經傳遞到達感覺器官的結果，因此描述抽象水平的中介狀態具有重要的意義。

5、受規則控制

認知加工模型提出了一些規則。例如,皮亞傑的階段理論基本思想認為，發展的目標狀態就是形式運算的能力。喬姆斯基的語言學認為,語法規則將深層結構轉換到表層結構。人工智慧理論認為,應用運算元可以解決問題。

B. 材料的主要表徵方法有哪些各種方法可揭示材料結構哪個方面的信息

材料成分和組織結構的檢測有：
高解析度透射電子顯微鏡（HRTEM）
掃描電子顯微鏡（SEM）
掃描探針顯微鏡/掃描隧道顯微鏡（SPM/STM）
原子力顯微鏡（AFM）
X射線衍射（XRD）
熱重/差熱分析/差示掃描量熱法（TG/DTA/DSC）
超導量子相干磁力測定儀（SQUID）
BET氣體吸附表面積測量和孔結構分析（BET法）

C. 現代材料分析與表徵技術中的微量雜質分析方法有哪些試比較其異同

區別：
一、分析的方法不同：
化學分析是指利用化學反應和它的計量關系來確定被測物質的組成和含量的一類分析方法。測定時需使用化學試劑、天平和一些玻璃器皿。
儀器分析（近代分析法或物理分析法）：是基於與物質的物理或物理化學性質而建立起來的分析方法。這類方法通常是測量光、電、磁、聲、熱等物理量而得到分析結果，而測量這些物理量，一般要使用比較復雜或特殊的儀器設備，故稱為「儀器分析」。儀器分析除了可用於定性和定量分析外，還可用於結構、價態、狀態分析，微區和薄層分析，微量及超痕量分析等，是分析化學發展的方向。
二、儀器分析（與化學分析比較）的特點：
1.靈敏度高，檢出限量可降低。如樣品用量由化學分析的mL、mg級降低到儀器分析的mg、mL級，甚至更低。適合於微量、痕量和超痕量成分的測定。
2. 選擇性好。很多的儀器分析方法可以通過選擇或調整測定的條件，使共存的組分測定時，相互間不產生干擾。
3. 操作簡便，分析速度快，容易實現自動化。
儀器分析的特點（與化學分析比較）
4. 相對誤差較大。化學分析一般可用於常量和高含量成分分析，准確度較高，誤差小於千分之幾。多數儀器分析相對誤差較大，一般為5%，不適用於常量和高含量成分分析。
5. 儀器分析需要價格比較昂貴的專用儀器。
三、儀器分析與分析化學的關系：
二者之間並不是孤立的，區別也不是絕對的嚴格的。
a. 儀器分析方法是在化學分析的基礎上發展起來的。許多儀器分析方法中的式樣處理涉及到化學分析方法（試樣的處理、分離及干擾的掩蔽等）；同時儀器分析方法大多都是相對的分析方法，要用標准溶液來校對，而標准溶液大多需要用化學分析方法來標定等。
b. 隨著科學技術的發展，化學分析方法也逐步實現儀器化和自動化以及使用復雜的儀器設備。
化學方法和儀器方法是相輔相成的。在使用時應根據具體情況，取長補短，互相配合。
四、學習掌握的目標不同：
化學分析主要的內容為：數據處理與誤差分析、四大滴定分析法、重量分析法。學習化學分析要求掌握其基本的原理和測定方法，建立起嚴格的「量」的概念。能夠運用化學平衡的理論和知識，處理和解決各種滴定分析法的基本問題，包括滴定曲線、滴定誤差、滴定突躍和滴定終點的判斷，掌握重量分析法分析化學中的數據處理與誤差處理。正確掌握有關的科學實驗技能，具備必要的分析問題和解決問題的能力。
儀器分析涉及的分析方法是根據物質的光、電、聲、磁、熱等物理和化學特性對物質的組成、結構、信息進行表徵和測量，學習儀器分析要求掌握的現代分析技術，牢固掌握各類儀器分析方法的基本原理以及儀器的各重要組成部分，對各儀器分析方法的應用對象及分析過程要有基本的了解。可以根據樣品性質、分析對象選擇最為合適的分析儀器及分析方法。
定義：
一、儀器分析：
儀器分析是化學學科的一個重要分支，它是以物質的物理和物理化學性質為基礎建立起來的一種分析方法。利用較特殊的儀器，對物質進行定性分析，定量分析，形態分析。 儀器分析方法所包括的分析方法很多，目前有數十種之多。每一種分析方法所依據的原理不同，所測量的物理量不同，操作過程及應用情況也不同。
二、化學分析：
化學分析又稱經典分析，包括滴定分析和重量分析兩部分，是根據樣品的量、反應產物的量或所消耗試劑的量及反應的化學計量關系，經計算得待測組分的含量。化學分析是鑒別材料中附加成分的種類、含量，是剖析材料組成、准確定量的必要手段。

D. 光催化材料常用的表徵方法有哪些

1、粉末X射線衍射法，除了用於對固體樣品進行物相分析外，還可用來測定晶體 結構的晶胞參數、點陣型式及簡單結構的原子坐標。X射線衍射分析用於物相分析 的原理是:由各衍射峰的角度位置所確定的晶面間距d以及它們的相對強度Ilh是物 質的固有特徵。

而每種物質都有特定的晶胞尺寸和晶體結構，這些又都與衍射強 度和衍射角有著對應關系，因此，可以根據衍射數據來鑒別晶體結構。此外，依 據XRD衍射圖，利用Schercr公式:,K,, (2), Lcos,式中p為衍射峰的半高寬所對應的弧度值;K為形態常數，可取0.94或0.89。

為X 射線波長，當使用銅靶時，又1.54187 A; L為粒度大小或一致衍射晶疇大小;e為 布拉格衍射角。用衍射峰的半高寬FWHM和位置(2a)可以計算納米粒子的粒徑。

2、熱分析表徵。熱分析技術應用於固體催化劑方面的研究，主要是利用熱分析跟蹤氧化物制 備過程中的重量變化、熱變化和狀態變化。本論文採用的熱分析技術是在氧化物 分析中常用的示差掃描熱法(Differential Scanning Calorimetry, DSC)和熱重法( Thermogravimetry, TG )，簡稱為DSC-TG法。採用STA-449C型綜合熱分析儀(德,10國耐馳)進行熱分析，N2保護器。升溫速率為10 C.min 。

3、掃描隧道顯微鏡法。掃描隧道顯微鏡有原子量級的高解析度，其平行和垂直於表面方向的解析度 分別為0.1 nm和0.01nm，即能夠分辨出單個原子，因此可直接觀察晶體表面的近原子像;其次是能得到表面的三維圖像，可用於測量具有周期性或不具備周期性的 表面結構。通過探針可以操縱和移動單個分子或原子，按照人們的意願排布分子 和原子，以及實現對表面進行納米尺度的微加工。

4、透射電子顯微鏡法。透射電鏡可用於觀測微粒的尺寸、形態、粒徑大小、分布狀況、粒徑分布范 圍等，並用統計平均方法計算粒徑，一般的電鏡觀察的是產物粒子的顆粒度而不 是晶粒度。高分辨電子顯微鏡(HRTEM)可直接觀察微晶結構，尤其是為界面原 子結構分析提供了有效手段。

它可以觀察到微小顆粒的固體外觀，根據晶體形貌 和相應的衍射花樣、高分辨像可以研究晶體的生長方向。測試樣品的制備同SEM 樣品。本研究採用 JEM-3010E高分辨透射電子顯微鏡(日本理學)分析晶體結構， 加速電壓為200 kV 。

5、X射線能量彌散譜儀法。每一種元素都有它自己的特徵X射線，根據特徵X射線的波長和強度就能得出定性和定量的分析結果，這是用X射線做成分分析的理論依據。EDS分析的元 素范圍Be4-U9a，一般的測量限度是0.01%，最小的分析區域在5~50A，分析時間幾分鍾即可。X射線能譜儀是一種微區微量分析儀。

E. 納米材料的表徵方法有哪些

主要包括納米粒子的XRD表徵、納米粒子透射電子顯微鏡及光譜分析、納米粒子的掃描透射電子顯微術、納米團簇的掃描探針顯微術、納米材料光譜學和自組裝納米結構材料的核磁共振表徵。

納米技術的廣義范圍可包括納米材料技術及納米加工技術、納米測量技術、納米應用技術等方面。

其中納米材料技術著重於納米功能性材料的生產（超微粉、鍍膜、納米改性材料等），性能檢測技術（化學組成、微結構、表面形態、物、化、電、磁、熱及光學等性能）。納米加工技術包含精密加工技術（能量束加工等）及掃描探針技術。

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自20世紀70年代納米顆粒材料問世以來，從研究內涵和特點大致可劃分為三個階段：

第一階段：主要是在實驗室探索用各種方法制備各種材料的納米顆粒粉體或合成塊體，研究評估表徵的方法，探索納米材料不同於普通材料的特殊性能；研究對象一般局限在單一材料和單相材料，國際上通常把這種材料稱為納米晶或納米相材料。

第二階段：人們關注的熱點是如何利用納米材料已發掘的物理和化學特性，設計納米復合材料，復合材料的合成和物性探索一度成為納米材料研究的主導方向。

第三階段：納米組裝體系、人工組裝合成的納米結構材料體系正在成為納米材料研究的新熱點。國際上把這類材料稱為納米組裝材料體系或者納米尺度的圖案材料。它的基本內涵是以納米顆粒以及它們組成的納米絲、管為基本單元在一維、二維和三維空間組裝排列成具有納米結構的體系。

F. 材料微觀組織表徵方法有哪些

材料微觀組織表徵方法有哪些

先進材料表徵方法有：利用電子、光子、離子、原子、強電場、熱能等與固體表面的相互作用，測量從表面散射或發射的電子、光子、離子、原子、分子的能譜、光譜、質譜、

G. 固體材料測試和表徵有哪些方法

固體超強酸元素結構
固體超強酸催化劑的主要表徵技術有紅外光譜、熱分析、x射線衍射、程序升溫脫附、比表面分析(推薦使用全自動f-sorb2400比表面積測試儀檢測比表面積)、掃描電鏡和透射電鏡、俄歇電子能譜和光電子能譜等。藉助上述技術，對固體超強酸催化劑的結構、比表面積(推薦使用全自動f-sorb2400比表面積測試儀檢測比表面積)、表面酸類型、酸強度、酸性分布、晶型與粒徑等進行定性或定量測定，並與探針反應機理、反應條件相關聯，從而確定結構與固體超強酸性能的關系。
在螯合雙配位ir指紋區：1240～1230cm-1，1125～1090cm-1，1035～995cm-1和960940cm-1，可分別歸屬為結構中的一so雙鍵與單鍵；橋式配位ir指紋區：1195～1160cm-1，1110～1105cm-1，1035～1030cm-1和990960cm-1。除了各指紋區不同外，螯合雙配位比橋式配位在最高頻區可區別於硫酸鹽。此外，利用原位ir吡啶，還可定性測定超強酸催化劑表面酸的種類，b酸位在1540cm一、l酸在1450cm有特徵吸收指紋。與ir—dta結合，可以定性、定量分析固體催化劑表面的酸量。利用鹼性氣體程序升溫脫附、tg-dta可以得到催化劑表面酸性分布的信息，特別是tpd-nh3的脫附譜圖，可提供眾多的固體超強酸催化劑表面的重要信息，如通過解析程序升溫脫附圖，可以確定固體超強酸表面的酸中心數、酸強度的分布，可對催化劑的制備及催化反應起指導作用。

H. 材料表徵方法有哪些怎樣才可稱為對材料有較全面的表徵

表徵是一個心理學術語，指客觀實體在人的認知環境中的描述或再現。材料表徵，即通過相關的性能指標、結構形貌、組成等信息，較完整准確地描述或再現某種材料。通俗地說，你面前有一塊磚，根據對這塊磚的表徵，任何沒有見過這塊磚的人，能夠從眾多不同材料中區分出這塊磚。例如，材料的性能包括物理性能（密度、孔隙率、親水性、吸水性、耐水性、導熱性、耐熱性、蓄熱性、吸聲性、隔聲性、透光性、導電性、鐵磁性等等）、力學性能（強度、剛度、硬度、塑性、韌性、耐磨性等等）、耐久性（耐候性、耐腐蝕性等等）、表面性能（表面張力、粘結、表面處理等等）等；材料的結構包括宏觀結構（mm以上尺度，如密實、多孔、層片結構、纖維結構、堆聚結構等等）、細觀結構（mm~微米尺度，如金相組織、木纖維、微裂縫等）、微觀結構（微米以下尺度，如晶體結構、膠體、納米材料等等）；材料的形貌包括外觀、斷口形貌、顯微形貌等等；材料的組成包括化學組成、礦物組成、物質組成（配比）等。因為材料不止一種，某種材料也不止一種用途，所以要從多方面進行表徵。

I. 光催化材料常用的表徵方法有哪些

1、粉末X射線衍射法，除了用於對固體樣品進行物相分析外，還可用來測定晶體 結構的晶胞參數、點陣型式及簡單結構的原子坐標。X射線衍射分析用於物相分析 的原理是:由各衍射峰的角度位置所確定的晶面間距d以及它們的相對強度Ilh是物 質的固有特徵。

而每種物質都有特定的晶胞尺寸和晶體結構，這些又都與衍射強 度和衍射角有著對應關系，因此，可以根據衍射數據來鑒別晶體結構。此外，依據XRD衍射圖，利用Schercr公式:,K,, (2), Lcos,式中p為衍射峰的半高寬所對應的弧度值;K為形態常數，可取0.94或0.89。

為X 射線波長，當使用銅靶時，又1.54187 A; L為粒度大小或一致衍射晶疇大小;e為 布拉格衍射角。用衍射峰的半高寬FWHM和位置(2a)可以計算納米粒子的粒徑。

2、熱分析表徵。熱分析技術應用於固體催化劑方面的研究，主要是利用熱分析跟蹤氧化物制 備過程中的重量變化、熱變化和狀態變化。

採用的熱分析技術是在氧化物分析中常用的示差掃描熱法和熱重法，簡稱為DSC-TG法。採用STA-449C型綜合熱分析儀(德,10國耐馳)進行熱分析，N2保護器。升溫速率為10 C.min 。

3、掃描隧道顯微鏡法。掃描隧道顯微鏡有原子量級的高解析度，其平行和垂直於表面方向的解析度 分別為0.1 nm和0.01nm，即能夠分辨出單個原子，因此可直接觀察晶體表面的近原子像;其次是能得到表面的三維圖像，可用於測量具有周期性或不具備周期性的 表面結構。

通過探針可以操縱和移動單個分子或原子，按照人們的意願排布分子 和原子，以及實現對表面進行納米尺度的微加工。

4、透射電子顯微鏡法。透射電鏡可用於觀測微粒的尺寸、形態、粒徑大小、分布狀況、粒徑分布范 圍等，並用統計平均方法計算粒徑，一般的電鏡觀察的是產物粒子的顆粒度而不 是晶粒度。高分辨電子顯微鏡(HRTEM)可直接觀察微晶結構，尤其是為界面原 子結構分析提供了有效手段。

它可以觀察到微小顆粒的固體外觀，根據晶體形貌 和相應的衍射花樣、高分辨像可以研究晶體的生長方向。測試樣品的制備同SEM 樣品。本研究採用 JEM-3010E高分辨透射電子顯微鏡(日本理學)分析晶體結構， 加速電壓為200 kV 。

5、X射線能量彌散譜儀法。每一種元素都有它自己的特徵X射線，根據特徵X射線的波長和強度就能得出定性和定量的分析結果，這是用X射線做成分分析的理論依據。

EDS分析的元 素范圍Be4-U9a，一般的測量限度是0.01%，最小的分析區域在5~50A，分析時間幾分鍾即可。X射線能譜儀是一種微區微量分析儀。

(9)材料表徵數據分析方法擴展閱讀：

世界上能作為光催化材料的有很多，包括二氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、二氧化鋯、硫化鎘等多種氧化物硫化物半導體，其中二氧化鈦因其氧化能力強，化學性質穩定無毒，成為世界上最當紅的納米光觸媒材料。

在早期，也曾經較多使用硫化鎘(CdS)和氧化鋅(ZnO)作為光觸媒材料，但是由於這兩者的化學性質不穩定，會在光催化的同時發生光溶解，溶出有害的金屬離子具有一定的生物毒性，故發達國家目前已經很少將它們用作為民用光催化材料，部分工業光催化領域還在使用[1]。

性能：由CeO2（70%-90%） ZrO2（30%-10%）組成，形成ZrO2穩定CeO2的均勻復合物，外觀呈淺黃色，具有納米層狀結構，在 1000℃ 經4小時老化後，比表面仍較大（>15M# G），因此高溫下也能保持較高的活性。

用途：適用於高溫催化材料,如汽車尾氣催化劑。