【正文】 汽，被蒸汽中待測元素的基態(tài)原子所吸 收，由輻射光強(qiáng)度的減弱來測定該元素 存在的方法。 檢測對象： 元素，原子 層次： 定性分析，定量分析 理論依據(jù)：朗伯 — 比爾定律 68 原子吸收光譜的產(chǎn)生 ? 基態(tài) ?第一激發(fā)態(tài) ,吸收一定頻率的輻射能量 。 產(chǎn)生共振吸收線 （ 簡稱共振線 ） 吸收光譜 ? 激發(fā)態(tài) ?基態(tài) 發(fā)射出一定頻率的輻射 。 產(chǎn)生共振吸收線 （ 也簡稱共振線 ） 發(fā)射光譜 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 69 2. 元素的特征譜線 （ 1） 各種元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排布不同 基態(tài) ?第一激發(fā)態(tài) : 躍遷吸收能量不同 —— 具有特征性 。 （ 2） 各種元素的基態(tài) ?第一激發(fā)態(tài) 最易發(fā)生 ， 吸收最強(qiáng) ， 最靈敏線 。 特征譜線 。 （ 3） 利用原子蒸氣對特征譜線的吸收可以進(jìn)行定 量分析 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 70 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 原子吸收測量裝置 ? 空心陰極燈光源 ? 原子化器 ? 分光系統(tǒng) ? 檢測系統(tǒng) 71 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 原子發(fā)射光譜分析法 （ atomic emission spectroscopy ， AES） 在正常狀態(tài)下，元素處于基態(tài)，元素在受到熱（火焰）或電（電火花）激發(fā)時(shí)，由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，返回到基態(tài)時(shí)，發(fā)射出特征光譜（線狀光譜），依據(jù)特征光譜進(jìn)行定性、定量的分析方法。 72 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 特征輻射 基態(tài)元素 M 激發(fā)態(tài) M* 熱能、電能 ?E 73 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 原子發(fā)射光譜儀通常由三部分構(gòu)成： 光源、分光、檢測 ； 74 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 利用火焰作為激發(fā)光源，儀器裝置簡單，穩(wěn)定性高。 該儀器通常采用 濾光片、光電池檢測 器等元件，價(jià)格低廉， 又稱火焰光度計(jì)。 火焰分光光度計(jì) (flame spectrometer) 75 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 X射線光譜 X射線熒光分析 X射線吸收光譜 X射線衍射分析 X射線熒光分析 熒光 X射線：以 X射線為激發(fā)源而產(chǎn)生的二次 X 射線 利用元素內(nèi)層電子躍遷產(chǎn)生的熒光光譜， 應(yīng)用于元素的定性、定量分析； 固體表面薄層成分分析； 76 特點(diǎn) (1)屬原子發(fā)射光譜的 范疇； (2)涉及到元素內(nèi)層電 子； (3)以 X射線為激發(fā)源； (4)可用于固體表層或薄 層分析 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 77 熒光分析法 某些物質(zhì)在紫外光（激發(fā)光）照射下，吸收了一定波長 的光能后產(chǎn)生電子能級躍遷，成為電子激發(fā)分子。就是說， 其原子中的某些電子從基態(tài)中的最低振動(dòng)能階躍遷到較高電 子能階的某些振動(dòng)能階之后，由于電子在同類分子或其他分 子中碰撞，以熱的形式消耗了相當(dāng)?shù)哪芰亢?，下降到第一? 子激發(fā)態(tài)中的最低振動(dòng)能階。這種能量的轉(zhuǎn)移形式，稱為無 輻射躍遷。由最低振動(dòng)能階下降到基態(tài)中的某些不同振動(dòng)能 階時(shí)，會(huì)發(fā)射出比原來所吸收的頻率更低、波長更長的光 —— 熒光。 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 78 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 79 產(chǎn)生熒光的物質(zhì)必須具備兩個(gè)條件： （ 1）物質(zhì)的分子必須具有能吸收激發(fā)光的結(jié)構(gòu)（即含有能吸收紫外光的生色基團(tuán)）。 （ 2）分子必須具有一定的熒光效率（即熒光物質(zhì)吸光后所發(fā)射的熒光量子數(shù)與吸收的激發(fā)光的量子數(shù)的比值）。 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 80 若將激發(fā)熒光的光源通過單色器，使其分光后， 測定每一波長的激發(fā)光所發(fā)射的熒光，且以熒光強(qiáng) 度對激發(fā)光波長作圖，得到的熒光物質(zhì)激發(fā)光譜即 是熒光物質(zhì)的吸收光譜。如果使激發(fā)光的波長和強(qiáng) 度保持不變，讓熒光物質(zhì)所發(fā)生的熒光通過單色器 色散，依次將不同波長的熒光照射在接受器上，并 依次檢測其熒光強(qiáng)度，然后以熒光強(qiáng)度對相應(yīng)的熒 光波長作圖，即得到 熒光發(fā)射光譜 （熒光光譜）。 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 81 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 電子能譜表面分析 大多情況下，材料是通過它的表面與外界（環(huán)境或材料）發(fā)生聯(lián)系，傳遞它的性能和作用。 另一方面，固體材料由于其制備方法的不同或與外界接觸方式不同，使表面結(jié)構(gòu)、組成與材料的內(nèi)部存在著較大的差異，這賦予材料表面特殊的性能和作用，這些都是值得深入研究的內(nèi)容 。 82 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 材料表面分析技術(shù)是一種綜合性的分析技 術(shù)，它可以是前面所述的各項(xiàng)現(xiàn)代材料分析方 法在材料表面研究中的應(yīng)用。各種表面分析方 法中，由于應(yīng)用原理或測定條件的不同，無論 分析深度 或分析部位的大?。ǘS方向的空間 分辨率），都有相應(yīng)的范圍。 83 電子能譜分析 當(dāng)一定能量的電子、紫外光或 射線作用于 樣品時(shí)，可將樣品及表面原子中不同能級的電 子激發(fā)成自由電子，這些電子帶有樣品表面的 信息，并具有特征能量，收集這類電子并研究 它們的能量分布，這就是電子能譜分析。 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 84 按激發(fā)方式 光電子：以紫外光或光作激發(fā)源而產(chǎn)生的具有 特征能量的電子； 俄歇電子：以電子束作激發(fā)源產(chǎn)生的具有特征 能量的電子。 不同電子所組成的能譜即為電子能譜。 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 85 電子能譜分析 紫外光電子能譜 X射線光電子能譜 Auger電子能譜 電子能譜分析： 進(jìn)行元素的定性 、 定量分析； 固體表面薄層成分分析 。 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 化學(xué)用電子能譜 86 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 87 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征