【正文】 的冷端連接上溫度指示裝 置 ,檢測出物質(zhì)發(fā)生物理化學(xué)變化時所對應(yīng)的溫度． 18 不同的物質(zhì)，產(chǎn)生熱效 應(yīng)的溫度范圍不同，差熱曲 線的形狀亦不相同。差熱曲線的峰 (谷 )面積的大小與熱效應(yīng)的 大小相對應(yīng)，根據(jù)熱效應(yīng)的大小，可對試樣作定量 估計(jì)。 差熱分析儀 是將差熱分析裝置中的樣品室，溫度顯示， 差熱信號采集及記錄全部自動化的一種分 析儀器。 凡與熱現(xiàn)象有關(guān)的任何物理和化學(xué)變化都可以 采取熱分析方法進(jìn)行研究。 基本觀點(diǎn)： *材料的性質(zhì)依賴于相結(jié)構(gòu) *材料的結(jié)構(gòu)決定材料性能 因此，對材料顯微結(jié)構(gòu)的表征是研究材料性 能的主要方法，已成為材料科學(xué)的一個不可缺少 的重要環(huán)節(jié)。 電子顯微鏡在材料領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用對于研究和開發(fā)新 材料，特別是納米材料的開發(fā)具有非常重要的作用。 X射線的產(chǎn)生及 X射線的衍射和散射 X射線 : 波長 。 27 28 29 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 衍射實(shí)驗(yàn) :單色 X射線 產(chǎn)生 X射線衍射效應(yīng)的條件 : 滿足 布拉格方程 （衍射方向的條件） nλ=2dsinθ 30 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 31 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 SMART APEXCCD衍射儀 32 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 粉末法 X射線衍射分析 分析對象：研成細(xì)粉的樣品 原理： 吸收濾光片 檢測器 33 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 檢測： ? 采用環(huán)繞樣品的帶狀照相膠片 (德拜 謝樂法 ) ? 聚焦法 34 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 圖 石英的衍射儀計(jì)數(shù)器記錄圖（部分） *右上角為石英的德拜圖 ,衍射峰上方為 (hkl)值 ,β 代表 Kβ 衍射 ? 采用與圖像記錄儀相連可移動檢測儀 (衍射儀 ) 單晶硅的粉晶衍射圖譜 35 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 單晶法 X射線衍射分析 分析對象：單晶樣品 應(yīng)用：測定單胞和空間群，反射強(qiáng)度，完成 整個晶體結(jié)構(gòu)的測定 單晶材料的電子衍射特征 *明銳的衍射斑點(diǎn)，靠近透射電子束的衍射斑點(diǎn) 有較高的強(qiáng)度，外側(cè)衍射束的強(qiáng)度逐漸降低 ； *衍射斑點(diǎn)的間距與晶面距離的倒數(shù)成正比； *衍射斑點(diǎn)形成規(guī)則的幾何形狀 二維網(wǎng)格； 36 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 *衍射斑點(diǎn)的幾何形狀與二維倒易點(diǎn)陣平面上倒 易陣點(diǎn)的分布是相同的； *電子衍射圖的對稱性可以用一個二維倒易點(diǎn)陣 平面的對稱性加以解釋。 NMR 紅外光譜 紫外－可見光譜 X射線光譜 38 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 波譜技術(shù)的原理 某種特定波長、強(qiáng)度的輻射能通過特征能態(tài)間 的躍遷后而引起電磁波譜。 記錄圖紙 —— 譜圖，包括譜帶的位置 譜帶的強(qiáng)度 譜帶 的形狀 能態(tài)躍遷 —— 譜帶或譜線 39 應(yīng)用 （ 1）對材料化學(xué)組成及組成元素所處的化學(xué)環(huán)境的 檢測鑒定。 （ 3）可用于測定配位數(shù)和位置的對稱性，適合非晶 態(tài)材料（如玻璃、凝膠）及高分子材料的研究。 紫外吸收光譜 :電子躍遷光譜 ,吸收光波長范圍 200 ?400nm(近紫外區(qū) ),可用于結(jié)構(gòu)鑒 定和定量 分析。 42 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 紫外、可見分光光譜 物質(zhì)分子內(nèi)部三種運(yùn)動形式： （ 1）電子相對于原子核的運(yùn)動 （ 2）原子核在其平衡位置附近的相對振動 （ 3）分子本身繞其重心的轉(zhuǎn)動 分子具有三種不同能級 :電子能級、振動能級和轉(zhuǎn)動能級 三種能級都是量子化的，且各自具有相應(yīng)的能量 分子的內(nèi)能：電子能量 Ee 、振動能量 Ev 、轉(zhuǎn)動能量 Er 即 E＝ Ee+Ev+Er ΔΕeΔΕvΔΕr 43 — 比耳定律 布格 (Bouguer)和朗伯 (Lambert)先后于 1729年和 1760年闡明了光的吸收程度和吸收層厚度的關(guān)系。 A∝ c 朗伯 — 比耳定律數(shù)學(xué)表達(dá)式 A＝ lg(I0/It) =εb c 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 44 式中 A：吸光度 ,描述溶液對光的吸收程度； b：液層厚度 (光程長度 ),通常以 cm為單位； c：溶液的物質(zhì)的量濃度 ,單位 molmol－１ L－１ a：吸光系數(shù) ， 單位 Lcm－１ a與 ε的關(guān)系 a =ε/M （ M為摩爾質(zhì)量 ） 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 45 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 ● 朗伯 — 比耳定律是吸光光度法的理論基礎(chǔ)和定量 測定的依據(jù)。g1 46 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 混合物： 若各化學(xué)組分為化學(xué)惰性 ,則 A = A1+A2+A3+??? = ε1b c1+ ε2b c2+ ε3b c3 +??? = (ε1 c 1+ε2 c2 +ε3 c3+???) b 透光度 T ：描述入射光透過溶液的程度 T = (I t / I0)?100% 吸光度 A與透光度 T的關(guān)系 A ＝ － lg T 47 材料化學(xué) 材料結(jié)構(gòu)的表征 分子振動波譜 ? 紅外光譜：吸收光譜 波長 ~1000181。若將其透過的光用單 色器進(jìn)行色散，便得到一條譜帶。 把譜帶記錄下來