材料表征数据分析方法

A. 材料分析表征是什么意思

材料分析表征是两个概念。

1、材料分析是对材料内在的结构和特性进行揭示的过程，分析基于试验或检测得出材料结构信息和特性数据。

2、材料表征是通过对材料结构信息和特性数据的加工得出的一种描述或解释，表征是在材料分析的基础上进行的一种主观抽象思维，用文字、图示、模型等解释和说明材料中隐含的内在的结构和特性。

分析给出结果，表征给出结论。

X射线衍射、N2吸附/脱附测试、电子扫描电镜及透射电镜可以给出材料的形貌结构信息，但这些结果不能叫表征。要想表征还需要对这些结果进行主观的抽象思维再加工。

(1)材料表征数据分析方法扩展阅读：

表征的特性

1、持久性

心理表征具有持久性。认知模型在系统的内部状态中是动态的、时时刻刻变化的。

2、差异性

认知模型认为表征的成分都是一些不同的成分,不同的状态强调这些不同成分的差异性。认知的心理表征的观点认为,不同的成分就是不同的实体,它们从特征罗列的表征到语义网络,再到结构的表征与图式是变化着的。

3、成分结构

这种从原始单元形成较复杂的概念的能力是语言的特殊情况，它通过并列衔接表征物体的形态单元(主要是名词)与表征这些物体之间关系的其他单元(主要是动词)来描述许多动作，因此符号表征具有的成分结构即角色中项可以促进概念的结合。

4、抽象性

抽象的思维与认知加工密切相关，因为在一定水平上存在着抽象的中介状态。环境信息本身不进入人的大脑影响行为，感觉的信息数据都是由物理刺激通过神经传递到达感觉器官的结果，因此描述抽象水平的中介状态具有重要的意义。

5、受规则控制

认知加工模型提出了一些规则。例如,皮亚杰的阶段理论基本思想认为，发展的目标状态就是形式运算的能力。乔姆斯基的语言学认为,语法规则将深层结构转换到表层结构。人工智能理论认为,应用算子可以解决问题。

B. 材料的主要表征方法有哪些各种方法可揭示材料结构哪个方面的信息

材料成分和组织结构的检测有：
高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）
扫描电子显微镜（SEM）
扫描探针显微镜/扫描隧道显微镜（SPM/STM）
原子力显微镜（AFM）
X射线衍射（XRD）
热重/差热分析/差示扫描量热法（TG/DTA/DSC）
超导量子相干磁力测定仪（SQUID）
BET气体吸附表面积测量和孔结构分析（BET法）

C. 现代材料分析与表征技术中的微量杂质分析方法有哪些试比较其异同

区别：
一、分析的方法不同：
化学分析是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。测定时需使用化学试剂、天平和一些玻璃器皿。
仪器分析（近代分析法或物理分析法）：是基于与物质的物理或物理化学性质而建立起来的分析方法。这类方法通常是测量光、电、磁、声、热等物理量而得到分析结果，而测量这些物理量，一般要使用比较复杂或特殊的仪器设备，故称为“仪器分析”。仪器分析除了可用于定性和定量分析外，还可用于结构、价态、状态分析，微区和薄层分析，微量及超痕量分析等，是分析化学发展的方向。
二、仪器分析（与化学分析比较）的特点：
1.灵敏度高，检出限量可降低。如样品用量由化学分析的mL、mg级降低到仪器分析的mg、mL级，甚至更低。适合于微量、痕量和超痕量成分的测定。
2. 选择性好。很多的仪器分析方法可以通过选择或调整测定的条件，使共存的组分测定时，相互间不产生干扰。
3. 操作简便，分析速度快，容易实现自动化。
仪器分析的特点（与化学分析比较）
4. 相对误差较大。化学分析一般可用于常量和高含量成分分析，准确度较高，误差小于千分之几。多数仪器分析相对误差较大，一般为5%，不适用于常量和高含量成分分析。
5. 仪器分析需要价格比较昂贵的专用仪器。
三、仪器分析与分析化学的关系：
二者之间并不是孤立的，区别也不是绝对的严格的。
a. 仪器分析方法是在化学分析的基础上发展起来的。许多仪器分析方法中的式样处理涉及到化学分析方法（试样的处理、分离及干扰的掩蔽等）；同时仪器分析方法大多都是相对的分析方法，要用标准溶液来校对，而标准溶液大多需要用化学分析方法来标定等。
b. 随着科学技术的发展，化学分析方法也逐步实现仪器化和自动化以及使用复杂的仪器设备。
化学方法和仪器方法是相辅相成的。在使用时应根据具体情况，取长补短，互相配合。
四、学习掌握的目标不同：
化学分析主要的内容为：数据处理与误差分析、四大滴定分析法、重量分析法。学习化学分析要求掌握其基本的原理和测定方法，建立起严格的“量”的概念。能够运用化学平衡的理论和知识，处理和解决各种滴定分析法的基本问题，包括滴定曲线、滴定误差、滴定突跃和滴定终点的判断，掌握重量分析法分析化学中的数据处理与误差处理。正确掌握有关的科学实验技能，具备必要的分析问题和解决问题的能力。
仪器分析涉及的分析方法是根据物质的光、电、声、磁、热等物理和化学特性对物质的组成、结构、信息进行表征和测量，学习仪器分析要求掌握的现代分析技术，牢固掌握各类仪器分析方法的基本原理以及仪器的各重要组成部分，对各仪器分析方法的应用对象及分析过程要有基本的了解。可以根据样品性质、分析对象选择最为合适的分析仪器及分析方法。
定义：
一、仪器分析：
仪器分析是化学学科的一个重要分支，它是以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法。利用较特殊的仪器，对物质进行定性分析，定量分析，形态分析。 仪器分析方法所包括的分析方法很多，目前有数十种之多。每一种分析方法所依据的原理不同，所测量的物理量不同，操作过程及应用情况也不同。
二、化学分析：
化学分析又称经典分析，包括滴定分析和重量分析两部分，是根据样品的量、反应产物的量或所消耗试剂的量及反应的化学计量关系，经计算得待测组分的含量。化学分析是鉴别材料中附加成分的种类、含量，是剖析材料组成、准确定量的必要手段。

D. 光催化材料常用的表征方法有哪些

1、粉末X射线衍射法，除了用于对固体样品进行物相分析外，还可用来测定晶体 结构的晶胞参数、点阵型式及简单结构的原子坐标。X射线衍射分析用于物相分析 的原理是:由各衍射峰的角度位置所确定的晶面间距d以及它们的相对强度Ilh是物 质的固有特征。

而每种物质都有特定的晶胞尺寸和晶体结构，这些又都与衍射强 度和衍射角有着对应关系，因此，可以根据衍射数据来鉴别晶体结构。此外，依 据XRD衍射图，利用Schercr公式:,K,, (2), Lcos,式中p为衍射峰的半高宽所对应的弧度值;K为形态常数，可取0.94或0.89。

为X 射线波长，当使用铜靶时，又1.54187 A; L为粒度大小或一致衍射晶畴大小;e为 布拉格衍射角。用衍射峰的半高宽FWHM和位置(2a)可以计算纳米粒子的粒径。

2、热分析表征。热分析技术应用于固体催化剂方面的研究，主要是利用热分析跟踪氧化物制 备过程中的重量变化、热变化和状态变化。本论文采用的热分析技术是在氧化物 分析中常用的示差扫描热法(Differential Scanning Calorimetry, DSC)和热重法( Thermogravimetry, TG )，简称为DSC-TG法。采用STA-449C型综合热分析仪(德,10国耐驰)进行热分析，N2保护器。升温速率为10 C.min 。

3、扫描隧道显微镜法。扫描隧道显微镜有原子量级的高分辨率，其平行和垂直于表面方向的分辨率 分别为0.1 nm和0.01nm，即能够分辨出单个原子，因此可直接观察晶体表面的近原子像;其次是能得到表面的三维图像，可用于测量具有周期性或不具备周期性的 表面结构。通过探针可以操纵和移动单个分子或原子，按照人们的意愿排布分子 和原子，以及实现对表面进行纳米尺度的微加工。

4、透射电子显微镜法。透射电镜可用于观测微粒的尺寸、形态、粒径大小、分布状况、粒径分布范 围等，并用统计平均方法计算粒径，一般的电镜观察的是产物粒子的颗粒度而不 是晶粒度。高分辨电子显微镜(HRTEM)可直接观察微晶结构，尤其是为界面原 子结构分析提供了有效手段。

它可以观察到微小颗粒的固体外观，根据晶体形貌 和相应的衍射花样、高分辨像可以研究晶体的生长方向。测试样品的制备同SEM 样品。本研究采用 JEM-3010E高分辨透射电子显微镜(日本理学)分析晶体结构， 加速电压为200 kV 。

5、X射线能量弥散谱仪法。每一种元素都有它自己的特征X射线，根据特征X射线的波长和强度就能得出定性和定量的分析结果，这是用X射线做成分分析的理论依据。EDS分析的元 素范围Be4-U9a，一般的测量限度是0.01%，最小的分析区域在5~50A，分析时间几分钟即可。X射线能谱仪是一种微区微量分析仪。

E. 纳米材料的表征方法有哪些

主要包括纳米粒子的XRD表征、纳米粒子透射电子显微镜及光谱分析、纳米粒子的扫描透射电子显微术、纳米团簇的扫描探针显微术、纳米材料光谱学和自组装纳米结构材料的核磁共振表征。

纳米技术的广义范围可包括纳米材料技术及纳米加工技术、纳米测量技术、纳米应用技术等方面。

其中纳米材料技术着重于纳米功能性材料的生产（超微粉、镀膜、纳米改性材料等），性能检测技术（化学组成、微结构、表面形态、物、化、电、磁、热及光学等性能）。纳米加工技术包含精密加工技术（能量束加工等）及扫描探针技术。

(5)材料表征数据分析方法扩展阅读

自20世纪70年代纳米颗粒材料问世以来，从研究内涵和特点大致可划分为三个阶段：

第一阶段：主要是在实验室探索用各种方法制备各种材料的纳米颗粒粉体或合成块体，研究评估表征的方法，探索纳米材料不同于普通材料的特殊性能；研究对象一般局限在单一材料和单相材料，国际上通常把这种材料称为纳米晶或纳米相材料。

第二阶段：人们关注的热点是如何利用纳米材料已发掘的物理和化学特性，设计纳米复合材料，复合材料的合成和物性探索一度成为纳米材料研究的主导方向。

第三阶段：纳米组装体系、人工组装合成的纳米结构材料体系正在成为纳米材料研究的新热点。国际上把这类材料称为纳米组装材料体系或者纳米尺度的图案材料。它的基本内涵是以纳米颗粒以及它们组成的纳米丝、管为基本单元在一维、二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系。

F. 材料微观组织表征方法有哪些

材料微观组织表征方法有哪些

先进材料表征方法有：利用电子、光子、离子、原子、强电场、热能等与固体表面的相互作用，测量从表面散射或发射的电子、光子、离子、原子、分子的能谱、光谱、质谱、

G. 固体材料测试和表征有哪些方法

固体超强酸元素结构
固体超强酸催化剂的主要表征技术有红外光谱、热分析、x射线衍射、程序升温脱附、比表面分析(推荐使用全自动f-sorb2400比表面积测试仪检测比表面积)、扫描电镜和透射电镜、俄歇电子能谱和光电子能谱等。借助上述技术，对固体超强酸催化剂的结构、比表面积(推荐使用全自动f-sorb2400比表面积测试仪检测比表面积)、表面酸类型、酸强度、酸性分布、晶型与粒径等进行定性或定量测定，并与探针反应机理、反应条件相关联，从而确定结构与固体超强酸性能的关系。
在螯合双配位ir指纹区：1240～1230cm-1，1125～1090cm-1，1035～995cm-1和960940cm-1，可分别归属为结构中的一so双键与单键；桥式配位ir指纹区：1195～1160cm-1，1110～1105cm-1，1035～1030cm-1和990960cm-1。除了各指纹区不同外，螯合双配位比桥式配位在最高频区可区别于硫酸盐。此外，利用原位ir吡啶，还可定性测定超强酸催化剂表面酸的种类，b酸位在1540cm一、l酸在1450cm有特征吸收指纹。与ir—dta结合，可以定性、定量分析固体催化剂表面的酸量。利用碱性气体程序升温脱附、tg-dta可以得到催化剂表面酸性分布的信息，特别是tpd-nh3的脱附谱图，可提供众多的固体超强酸催化剂表面的重要信息，如通过解析程序升温脱附图，可以确定固体超强酸表面的酸中心数、酸强度的分布，可对催化剂的制备及催化反应起指导作用。

H. 材料表征方法有哪些怎样才可称为对材料有较全面的表征

表征是一个心理学术语，指客观实体在人的认知环境中的描述或再现。材料表征，即通过相关的性能指标、结构形貌、组成等信息，较完整准确地描述或再现某种材料。通俗地说，你面前有一块砖，根据对这块砖的表征，任何没有见过这块砖的人，能够从众多不同材料中区分出这块砖。例如，材料的性能包括物理性能（密度、孔隙率、亲水性、吸水性、耐水性、导热性、耐热性、蓄热性、吸声性、隔声性、透光性、导电性、铁磁性等等）、力学性能（强度、刚度、硬度、塑性、韧性、耐磨性等等）、耐久性（耐候性、耐腐蚀性等等）、表面性能（表面张力、粘结、表面处理等等）等；材料的结构包括宏观结构（mm以上尺度，如密实、多孔、层片结构、纤维结构、堆聚结构等等）、细观结构（mm~微米尺度，如金相组织、木纤维、微裂缝等）、微观结构（微米以下尺度，如晶体结构、胶体、纳米材料等等）；材料的形貌包括外观、断口形貌、显微形貌等等；材料的组成包括化学组成、矿物组成、物质组成（配比）等。因为材料不止一种，某种材料也不止一种用途，所以要从多方面进行表征。

I. 光催化材料常用的表征方法有哪些

1、粉末X射线衍射法，除了用于对固体样品进行物相分析外，还可用来测定晶体 结构的晶胞参数、点阵型式及简单结构的原子坐标。X射线衍射分析用于物相分析 的原理是:由各衍射峰的角度位置所确定的晶面间距d以及它们的相对强度Ilh是物 质的固有特征。

而每种物质都有特定的晶胞尺寸和晶体结构，这些又都与衍射强 度和衍射角有着对应关系，因此，可以根据衍射数据来鉴别晶体结构。此外，依据XRD衍射图，利用Schercr公式:,K,, (2), Lcos,式中p为衍射峰的半高宽所对应的弧度值;K为形态常数，可取0.94或0.89。

为X 射线波长，当使用铜靶时，又1.54187 A; L为粒度大小或一致衍射晶畴大小;e为 布拉格衍射角。用衍射峰的半高宽FWHM和位置(2a)可以计算纳米粒子的粒径。

2、热分析表征。热分析技术应用于固体催化剂方面的研究，主要是利用热分析跟踪氧化物制 备过程中的重量变化、热变化和状态变化。

采用的热分析技术是在氧化物分析中常用的示差扫描热法和热重法，简称为DSC-TG法。采用STA-449C型综合热分析仪(德,10国耐驰)进行热分析，N2保护器。升温速率为10 C.min 。

3、扫描隧道显微镜法。扫描隧道显微镜有原子量级的高分辨率，其平行和垂直于表面方向的分辨率 分别为0.1 nm和0.01nm，即能够分辨出单个原子，因此可直接观察晶体表面的近原子像;其次是能得到表面的三维图像，可用于测量具有周期性或不具备周期性的 表面结构。

通过探针可以操纵和移动单个分子或原子，按照人们的意愿排布分子 和原子，以及实现对表面进行纳米尺度的微加工。

4、透射电子显微镜法。透射电镜可用于观测微粒的尺寸、形态、粒径大小、分布状况、粒径分布范 围等，并用统计平均方法计算粒径，一般的电镜观察的是产物粒子的颗粒度而不 是晶粒度。高分辨电子显微镜(HRTEM)可直接观察微晶结构，尤其是为界面原 子结构分析提供了有效手段。

它可以观察到微小颗粒的固体外观，根据晶体形貌 和相应的衍射花样、高分辨像可以研究晶体的生长方向。测试样品的制备同SEM 样品。本研究采用 JEM-3010E高分辨透射电子显微镜(日本理学)分析晶体结构， 加速电压为200 kV 。

5、X射线能量弥散谱仪法。每一种元素都有它自己的特征X射线，根据特征X射线的波长和强度就能得出定性和定量的分析结果，这是用X射线做成分分析的理论依据。

EDS分析的元 素范围Be4-U9a，一般的测量限度是0.01%，最小的分析区域在5~50A，分析时间几分钟即可。X射线能谱仪是一种微区微量分析仪。

(9)材料表征数据分析方法扩展阅读：

世界上能作为光催化材料的有很多，包括二氧化钛、氧化锌、氧化锡、二氧化锆、硫化镉等多种氧化物硫化物半导体，其中二氧化钛因其氧化能力强，化学性质稳定无毒，成为世界上最当红的纳米光触媒材料。

在早期，也曾经较多使用硫化镉(CdS)和氧化锌(ZnO)作为光触媒材料，但是由于这两者的化学性质不稳定，会在光催化的同时发生光溶解，溶出有害的金属离子具有一定的生物毒性，故发达国家目前已经很少将它们用作为民用光催化材料，部分工业光催化领域还在使用[1]。

性能：由CeO2（70%-90%） ZrO2（30%-10%）组成，形成ZrO2稳定CeO2的均匀复合物，外观呈浅黄色，具有纳米层状结构，在 1000℃ 经4小时老化后，比表面仍较大（>15M# G），因此高温下也能保持较高的活性。

用途：适用于高温催化材料,如汽车尾气催化剂。