材料表界面分析检测方法

❶ 表面分析的分析方法

表面分析方法有数十种，常用的有离子探针、俄歇电子能谱分析和X射线光电子能谱分析,其次还有离子中和谱、离子散射谱、低能电子衍射、电子能量损失谱、紫外线电子能谱等技术，以及场离子显微镜分析等。
离子探针分析
离子探针分析，又称离子探针显微分析。它是利用电子光学方法将某些惰性气体或氧的离子加速并聚焦成细小的高能离子束来轰击试样表面，使之激发和溅射出二次离子，用质谱仪对具有不同质荷比(质量/电荷)的离子进行分离，以检测在几个原子深度、数微米范围内的微区的全部元素，并可确定同位素。它的检测灵敏度高于电子探针（见电子探针分析），对超轻元素特别灵敏，可检测10(克的痕量元素,其相对灵敏度达 10(～10(。分析速度快，可方便地获得元素的平面分布图像。还可利用离子溅射效应分析表面下数微米深度内的元素分布。但离子探针定量分析方法尚不成熟。
1938年就有人进行过离子与固体相互作用方面的研究，但直到60年代才开始生产实用的离子探针分析仪。离子探针分析仪的基本部件包括真空系统、离子源、一次离子聚焦光学系统、质谱仪、探测和图像显示系统、样品室等。离子探针适用于超轻元素、微量和痕量元素的分析以及同位素的鉴定。广泛应用于金属材料的氧化、腐蚀、扩散、析出等问题的研究，特别是材料氢脆现象的研究，以及表面镀层和渗层等的分析。
俄歇电子能谱分析
俄歇电子能谱分析， 用电子束 （或X射线）轰击试样表面，使其表面原子内层能级上的电子被击出而形成空穴，较高能级上的电子填补空穴并释放出能量，这一能量再传递给另一电子，使之逸出，最后这个电子称为俄歇电子。1925年法国的P.V.俄歇首先发现并解释了这种二次电子，后来被人们称为俄歇电子，但直到1967年俄歇电子能谱技术才用于研究金属问题。通过能量分析器和检测系统来检测俄歇电子能量和强度，可获得有关表面层化学成分的定性和定量信息，以及化学状态、电子态等情况。在适当的实验条件下，该方法对试样无破坏作用，可分析试样表面内几个原子层深度、数微米区域内除氢和氦以外的所有元素，对轻元素和超轻元素很灵敏。检测的相对灵敏度因元素而异，一般为万分之一到千分之一。绝对灵敏度达10(单层（1个单层相当于每平方厘米约有10(个原子）。可方便而快速地进行点、线、面元素分析以及部分元素的化学状态分析。结合离子溅射技术，可得到元素沿深度方向的分布。
俄歇电子能谱仪器的结构主要包括真空系统、激发源和电子光学系统、能量分析器和检测记录系统、试验室和样品台、离子枪等。
俄歇电子能谱分析在机械工业中主要用于金属材料的氧化、腐蚀、摩擦、磨损和润滑特性等的研究和合金元素及杂质元素的扩散或偏析、表面处理工艺及复合材料的粘结性等问题的研究。
X射线光电子能谱分析
X射线光电子能谱分析，以一定能量的X射线辐照气体分子或固体表面，发射出的光电子的动能与该电子原来所在的能级有关，记录并分析这些光电子能量可得到元素种类、化学状态和电荷分布等方面的信息。这种非破坏性分析方法，不仅可以分析导体、半导体，还可分析绝缘体。除氢以外所有元素都能检测。虽然检测灵敏度不高，仅达千分之一左右，但绝对灵敏度可达2×10(单层。
这种分析技术是由瑞典的K.瑟巴教授及其合作者建立起来的。1954年便开始了研究，起初称为化学分析用电子能谱(简称ESCA)，后普遍称为X射线光电子能谱（简称XPS）。主要包括：真空系统、X射线源、能量分析器和检测记录系统、试验室和样品台等。这种分析方法已广泛用于鉴定材料表面吸附元素种类，腐蚀初期和腐蚀进行状态时的腐蚀产物、表面沉积等；研究摩擦副之间的物质转移、粘着、磨损和润滑特性；探讨复合材料表面和界面特征；鉴定工程塑料制品等。

❷ 求助材料表界面

1。光滑玻璃上的 微小汞滴会自动呈球形；
2。脱脂棉易于被水湿润；
3。谁在玻璃毛细管内会自动上升；
4。固体表面会自动吸附其他物质；
5。微小的液滴易于蒸发；
6。老好水在试管里会出现凹液面.......等等

用胶体分散性和乳化分散性者：油漆，墨水，制药，化妆品制造，食品［人造奶油，调味汁，酱油，奶酪等］，油井钻探泥浆，染料，气泡，润滑油的抗酸分散剂，农药化学等。

利用胶体现象和接口张力现象者：清洁作用，毛细现象，浮游选矿作用，人造皮革，不纯物的吸着作用，油漆的电解质沉淀作用。

界面活性济是由亲水基和拒水基组成。 它的分类方法包括握含腊：合成分类法，化学构造分类法，用途分段滑类法，性能分类法，主要原料分类法。 它的分类方法包括：合成分类法，化学构造分类法，用途分类法，性能分类法，主要原料分类法。 目前日常生活中最常使用，最简便的方法是根据离子形式的分类法。 目前日常生活中最常使用，最简便的方法是根据离子形式的分类法。 此种方法是以界面活性剂溶于水溶液内时能解离成离子或不能解离生成离子的化学变化作为基准，再依照生成的离子种类加以区别的方法。 此种方法是以界面活性剂溶于水溶液内时能解离成离子或不能解离生成离子的化学变化作为基准，再依照生成的离子种类加以区别的方法

❸ 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。

❹ 纳米材料的表征方法有哪些

纳米材料的表征方法有五部分，分别是
1.
形貌分析
2.
粒度分析
3.
成分分析
4.
结构分析
5.
表面界面分析
概念
纳米材料是指在三维链碰胡空间中至少有一维处于纳米尺寸(0.1-100
nm)或由它们作为基本吵档单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。
分类
纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟，棚拦是生产其他三类产品的基础。

❺ 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)材料表界面分析检测方法扩展阅读

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。

❻ 2020.02.03小刘科研笔记之材料的表征方法

形貌、成分和结构的表征是材料的生长、鉴别、加工、研究和应用等过程中很重要的一个步骤。材料的表征方法按照实验数据类型可以分为图像类和谱图类两类，其中图像类有SEM、FIB-SEM、AFM和TEM等；谱图类有XPS、XRD、Raman、FT-IR、UV-vis、NMR、XAS以及配合电镜使用的EELS和EDS等。

SEM、FIB-SEM和AFM主要用来表征材料的形貌特征，TEM、EELS、EDS 、XPS、XRD、Raman、FT-IR、UV-vis、NMR和XAS主要用来表征材料的晶体结构、成分和化学键信息。

1.SEM

SEM是最广泛使用的材料表征方法之一。它具备较大的景深、较宽的放大范围和纳米级甚至亚纳米级高分辨率的成像能力，可以对复杂的、粗糙的表面形貌进行成像和尺寸测量，配合背散射电子探头可以分析一些材料的成分分布。另外，结合截面样品的制备，SEM还可以对样品的截面形貌进行表征和尺寸测量。图1是将硅衬底上生长的SiNX层刻蚀为周期性光栅结构，由其截面SEM图可以测量出，光栅开口为302.3nm，刻蚀深度为414.7nm，陡直度为90.7°，光刻胶残余为49.0nm。

2.FIB-SEM

FIB-SEM是在SEM的基础上增加了聚焦离历配子束镜筒的双束系统，同时具备微纳加工和成像的功能，在材料的表征分析中具有重要的作用。首先，FIB-SEM可以准确定点制备材料的截面样品，并对其进行形貌表征和尺寸测量，广泛应用于芯片失效分析和材料研究；另外FIB-SEM可以对材料进行切片式的形貌和成分三维重构，揭示材料的内部三维结构。图2是页岩内部5×8×7微米范围的三维重构结果，其分辩率可达纳米级，展示了页岩中孔隙、有机质、黄铁矿等的三维空间分布，并可以计算出孔隙的半径大小、体积及比例。FIB-SEM还有纯烂丛很多其他的强大功能，例如复杂微纳结构加工、TEM制样、三维原子探针制样和芯片线路修改等。

3.AFM

AFM是另一种用来表征材料形貌的常用技术。和SEM相比，AFM的优势是可以对空气和液体中的材料进行成像，另外它测量材料表面粗糙度和二维材料及准二维材料厚度的精度非常高。图3是在石墨炔的边缘得到的AFM图，可以得出石墨炔的厚度约为2.23nm，大约是6层石墨炔原子层。

4.TEM透射电镜

TEM以及它的附件（电子衍射、EDS、EELS、各种样品杆）是用来表征材料的形貌、晶格结构和成分最有效的方法之一。比较经常用到的基于TEM的技术有以下几种。

4.1 LMTEM

LMTEM（低倍TEM）可以用来观察材料的整体形貌和尺寸做樱，辨别材料的不同形态。与扫描电镜相比，LMTEM分辨率更高一些，制样复杂一些，是三维结构的二维投影。图4a和b分别是石墨炔纳米线和薄膜的LMTEM图，可以很明显的揭示出石墨炔的不同形态。LMTEM图也可以分别展示出石墨炔纳米线和薄膜的直径和面积等尺寸信息。

4.2 SAED

SAED（选区电子衍射）经常用来表征材料的晶体结构、结晶性，以及辅助样品杆转正带轴，得到高质量HRTEM像。图5是一个利用SAED判断ZnO/Ga2O3异质结微米线优先生长晶向的例子。首先沿如图5a插图所示微米线的长轴方向提取薄片制成TEM样品（图5a），然后在ZnO处做选区电子衍射（图5b），并标定出沿微米线长轴方向的衍射斑间距，算出其对应的晶面间距为0.26nm；最后与ZnO的标准PDF卡片对比，得出微米线优先生长的晶向为[001]，即c轴。

4.3 HRTEM

HRTEM是一种比SAED更快、更直观的表征材料晶面间距和结晶程度的技术。图6a是GDY(石墨炔)/CuO复合物的HRTEM像。从图中测量出的0.365nm和0.252nm分别与GDY层间距和CuO的（-111）晶面间距的理论值一致，从而确定该复合物是GDY和CuO的复合物。另外，从GDY和CuO界面处的HRTEM可以很直观的看出GDY和CuO之间有很好的结合。

4.4 EDS

EDS做为TEM和SEM的附件，可以用来分析材料的成分的组成和分布。而对于TEM，需要在其STEM成像模式下，才可以进行EDS mapping，揭示材料的成分分布。GDY/CuO复合物的STEM像和对应的EDS 元素mapping如图7所示。EDS mapping图表明该材料由C、Cu、O三种元素组成，还可以直观的看出复合物中的CuO被GDY成功的包裹在里面。

4.5 EELS

EELS（电子能量损失谱）是另一种类似于EDS的用于分析材料的成分组成和分布的技术。EELS和EDS之间的区别有：EELS和EDS分别更适用于轻和重元素；EELS还可以分析材料中元素的成键态；

另外，EELS还可以用来测量材料的厚度，其简单原理是收集记录样品的具有zero-loss peak的EELS谱，然后将zero-loss peak的面积积分I0与整个光谱的面积积分It比较，即可得出样品的厚度t=ln(It/I0)* λ，其中λ是所有非弹性散射电子的总平均自由程{参考文献6}。

参考文献

[1] 马勇，钟宁宁*，黄小艳，郭州平，姚立鹏．聚集离子束扫描电镜( FIB-SEM) 在页岩纳米级孔隙结构研究中的应用［J］． 电子显微学报，2014，33(3) : 251-256．

[2] Chao Li, Xiuli Lu, Yingying Han, Shangfeng Tang, Yi Ding, Ruirui Liu, Haihong Bao, Yuliang Li, Jun Luo*, Tongbu Lu*. Direct Imaging and Determination of The Crystal Structure of Six-layered Graphdiyne. Nano Res. 2018, 11, 1714−1721.

[3] Haihong Bao, Lei Wang, Chao Li*, and Jun Luo*. Structural Characterization and Identification of Graphdiyne and Graphdiyne-Based Materials. ACS Appl. Mater. Interfaces. DOI: 10.1021/acsami.8b05051

[4] M. Chen, B. Zhao, G. Hu, X. Fang,* H. Wang,* L. Wang, J. Luo, X. Han, X. Wang, C. Pan,* and Z. L. Wang*,Piezo-Phototronic Effect Molated Deep UV Photodetector Based on ZnO-Ga2O3 Heterojuction Microwire,  Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1706379.

[5] Gao, X.; Ren, H. Y.; Zhou, J. Y.; Du, R.; Yin, C.; Liu, R.; Peng, H. L.; Tong, L. M.; Liu, Z. F.; Zhang, J. Synthesis of Hierarchical Graphdiyne-Based Architecture for Efficient Solar Steam Generation. Chem. Mater. 2017, 29, 5777−5781.

[6] Egerton, R. F. Electron Energy-Loss Spectros in the Electron Microscope; Springer: New York, 1995.

❼ 材料分析检测技术的介绍

《材料分析检测技术》阐述了主要的材料分析检测技术的基本原理、探测过程和处理技术。包括：材料分析检测技术概述、X射线衍射分析、扩展X射线吸收精细结构谱分析、透射电子显微分析、扫描电子显微镜和电子探针分析、扫描隧道显微分析和原子力显微分析、光电子能谱分析、俄歇电子能谱分析、原子光谱分析、分子光谱分析、拉曼光谱分析、核磁共振谱分析、电子自旋共振波谱分析、穆斯堡尔谱分析、热分析等。

❽ 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。

❾ excel材料表怎么做数据分析

其实利用excel制作数据分析的方式方法丰富多样，你可以通过excel制作表格，然后将数据代入进去，通过公式和函数分析出你需要的数据；

也可以通过插入图表的形式直观地展示数据的表现状雀搜族态，进而分析我们需要的数据；

也可以通过数据透视表的方法进行数据分析；水平高一点的还可以excel里的vb进行数据分析，反正方法非常多，前提是你要熟练的掌握Excel技巧，最后提醒你哦，利用Excel是可以制作出非常精美的数据分析图的，特别是财务数据分析含金量更高，如果你懂了制作数据分析将不再是难题。

下载安装Excel2010，最好是Excel最新版本，功能更全。

双击打开Excel，点标题栏-数据-数据分析。如果你的电脑没有安装数据分析工具包，需要先加载数据分析工具包。

加载数据分析工具包，在导航栏点击开发工具-加载项-分析工具顷弊库。

如果数据分析工具安装好了，那么现在就可以做些基本的数据分析了，比如：相关分析、方差分析等。

这里，我们以做相关系数分析为例，在输入区域里输入你的数据，在输出选项里，选择结果的位置。

最后，点击【确定】按钮，结果就出来了

方法/步骤以office07版为例；新建并打开excel表格，首先添加数据分析插件，点击左上角按钮，出现菜单页面，选中右下角“EXCEL选项”按钮，点击，然后点击“加载项”选项，选中“分析工具库”，点击下方"转到"按钮，然后出现excel加载宏界面，在”分析工具库“前方框内打勾，点击确定。

5经过上一步已经成功添加”数据分析插件“，在”数据“-”数据分析“下可以找到，6然后点击”数据分析“，可以找到相关的分析漏则方法，如回归分析，方差分析，相关分析等。