【文章內(nèi)容簡介】 CaO － H2O 100－ 226176。 C － CO 346－ 420176。 C － CO2 660－ 846176。 C CaC2O4 CaCO3 CaO 61 差熱分析 (DTA)是在試樣與參比物處于控制速率下進行加熱或冷卻的環(huán)境中 ， 在相同的溫度條件時 ， 記錄兩者之間的溫度差隨時間或溫度的變化 ， 差示掃描量熱分析 (DSC)記錄的則是在二者之間建立零溫度差所需的能量隨時間或溫度的變化 。 典型的 DTA曲線和 DSC曲線 62 63 100 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 700 . 800 T/℃ C a C2O4 H2O 的 TG 、 D TG 和 D SC 曲線 DSC TG DTG DS C/ m W / mg D T G / ％ /m in ex o 3 . 0 2 . 5 2 . 0 1 . 5 1 . 0 0 . 5 0 0 2 4 6 8 10 100 90 80 70 60 50 40 CaC2O4H 2O熱分解時發(fā)生了三個吸熱反應(yīng) 。 其中 ， TG曲線顯示的是試樣的質(zhì)量隨溫度的升高而發(fā)生的變化 。 DSC(或 DTA)反映的是所測試樣在不同的溫度范圍內(nèi)發(fā)生的一系列伴隨著熱現(xiàn)象的物理或化學(xué)變化 。 64 第二節(jié)、顯微技術(shù) 顯微技術(shù)是一種直觀表征材料微觀外貌的方法，顯微鏡是主要的材料分析手段之一。 最常用的顯微鏡有： 光學(xué)顯微鏡 透射電子顯微鏡 掃描電子顯微鏡 顯微鏡可以觀察某一材料的表面或斷面，有時也可以是專門的制樣，如切片等。 光學(xué)顯微鏡分辨率大于 200nm，可觀察到材料的裂紋、裂縫、氣泡、生物組織等。 電子顯微鏡具有更高的分辨率，能得到材料的立體表面形態(tài)圖像、結(jié)晶現(xiàn)象。 65 一、透射電子顯微鏡 (TEM) 透射電子顯微鏡是由電子槍發(fā)射電子束， 穿過 被研究的樣品，經(jīng)電子透鏡聚焦放大，在熒光屏上 顯示出高度放大的物像，還可作攝片記錄的電子光 學(xué)儀器。 TEM它 是材料科學(xué)研究的重要手段，能提供極微細材料的組織結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分等方面信息。 透射電鏡的 分辨率為 ～ ，放大倍數(shù) 為幾萬～幾十萬倍。 66 ?電子光學(xué)系統(tǒng) ?真空系統(tǒng) ?電器系統(tǒng) 67 1. 電子照明部分 2. 試樣室 3. 成像放大部分 4. 圖象記錄裝置 電子光學(xué)系統(tǒng)是電子顯微鏡的核心部分 （一）電子光學(xué)系統(tǒng) 68 （二）真空系統(tǒng) 空氣會使電子強烈的散射，因此，整個電子通 道從電子槍至照相底板盒都必須置于真空系統(tǒng)之內(nèi)， 一般真空度為 104107毫米汞柱。 （三）電器系統(tǒng) 透射電鏡需要兩部分電源：一是供給電子槍的 高壓部分，二是供給電磁透鏡的低壓穩(wěn)流部分。 69 介孔碳 Pt/MWCNTs催化劑的 TEM照片 TEM的應(yīng)用： 透射電子顯微鏡主要用于 材料 形貌觀察，晶體結(jié)構(gòu)分析。 請通過視頻進行直觀了解 70 二、掃描電子顯微鏡 （ SEM） ： SEM的工作原理是用一束極細的電子束在樣 品表面按順序逐行掃描，在樣品表面激發(fā)出二級電 子、背散射電子、特征 x射線 和連續(xù)譜 X射線、俄歇 電子、透射電子，以及在可見、紫外、紅外光區(qū)域 產(chǎn)生的電磁輻射。 二次電子 ：用于觀察 物質(zhì) 表面微觀 形貌。 背散射電子 ：可以 反映成份 信息。 EDS：進行 元素成份 分析。 71 ? 電子光學(xué)系統(tǒng)（電子槍、 電磁透鏡、掃描線圈和 樣品室） ? 信號收集處理、圖像顯示和記錄系統(tǒng) （二次電子采用閃爍計 數(shù)器） ? 真空系統(tǒng) （ 102 103Pa） 72 ①分辨率比較高，二次電子成像 510nm ②放大倍數(shù)連續(xù)可調(diào)，幾十倍到二十萬倍 ③景深大，立體感強 ④試樣制備簡單 ⑤一機多用 73 掃描電子顯微鏡可以進行如下基本分析： （ 1）三維形貌的觀察和分析； （ 2）在觀察形貌的同時，進行微區(qū)的成分分析。 ① 觀察納米材料 具有納米孔陣列結(jié)構(gòu)的氧化鋁薄膜 74 ② 材料斷口的分析 注射針頭的掃描電鏡照片 75 ③ 直接觀察大試樣的原始表面 （ a）陶瓷燒結(jié)體的表面圖像（ b）多孔硅的剖面圖 76 ④ 觀察厚試樣并能得到最真實的形貌。 多孔氧化鋁模板制備的金納米線的形貌 （ a）低倍像（ b）高倍像 77 ⑤ 觀察生物試樣 果蠅： 不同倍率的掃描電鏡照片 78 巨噬細胞吞噬細菌的電子顯微鏡圖像 人體寄生蟲 79 第三節(jié) X射線衍射技術(shù) X射線衍射分析 (Xray diffraction，簡稱 XRD)，是利用 X射線在晶體中所產(chǎn)生的 衍射 現(xiàn)象來分析材料的晶體結(jié)構(gòu)、晶格參數(shù)、晶體缺陷、不同結(jié)構(gòu)相的含量及內(nèi)應(yīng)力的方法。 X射線衍射分析分為：粉末法 X射線衍射分析 單晶法 X射線衍射分析 80 一、原理 當一束 X射線照到晶體上時， 原子或離子中的電子受迫振動，振動頻率與入射 X射線的頻率相同。并向四周各方向發(fā)射與入射 X射線相同頻率的電磁波，稱為 X射線 散射波 。 在一個原子系統(tǒng)中所有電子的散射波都可以近似地看作是由原子中心發(fā)出的，因此，可以把晶體中每個原子都看成是一個新波源。 81 這些散射波之間可以相互干涉，并在空間某些 方向上波的相位相同，始終保持相互疊加，于是在 這個方向上可以觀察到散射波干涉產(chǎn)生的衍射線。 面中點陣散射波干涉 散射波干涉包括 面間點陣散射波干涉 82 入射 X射線 鏡面反射方向 平面法線 掠射角 入射角 任一平面上的點陣 在 X射線照射到的原子面中，所有原子的散射波在原子面的反射方向的相位是相同的，是干涉加強的方向。 83 由于 X射線的波長短，穿透能力強，所以它不僅可 以使晶體表面的原子成為散射波源，而且還能使晶體 內(nèi)部的原子成為散射波源。在這種情況下，衍射線應(yīng) 被看成是許多平行原子面散射波振幅疊加的結(jié)果。原 子面間干涉加強的條件是必須滿足 布喇格定律： 2dsinθ =nλ d— 相鄰晶面的垂直距離 θ — 入射 X射線與晶面的夾角 （布喇格角） n— 正整數(shù) λ — 波長 只有 θ滿足此方程時，才能在相應(yīng)的反射角方向上產(chǎn)生衍射。 間點陣散射波的干涉 84 入射角 掠射角 求出相鄰晶面距離為 d 的兩反