【正文】 征物理量； 拉曼位移取決于分子振動(dòng)能級(jí)的變化 ， 不同的化學(xué)鍵或基態(tài)有不同的振動(dòng)方式 ， 決定了其能級(jí)間的能量變化 。 因此， 與之對(duì)應(yīng)的拉曼位移是 定性與結(jié)構(gòu)分析的依據(jù)； Raman散射的產(chǎn)生：光電場(chǎng) E中 ， 分子產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極距? ? = ?E ? 分子極化率； ① 紅外活性振動(dòng) ⅰ 永久 偶極矩；極性基團(tuán)； ⅱ 瞬間偶極矩；非對(duì)稱分子； 紅外活性振動(dòng) —伴有 偶極矩變化的振動(dòng)可以產(chǎn)生紅外吸收譜帶 . ② 拉曼活性振動(dòng) 誘導(dǎo) 偶極矩 ? = ?E 非極性基團(tuán)，對(duì)稱分子； 拉曼活性振動(dòng) —伴隨有極化率變化的振動(dòng)。 對(duì)稱分子： 對(duì)稱振動(dòng) → 拉曼活性。 不對(duì)稱振動(dòng) → 紅外活性 4. 紅外與拉曼譜圖對(duì)比 紅外光譜：基團(tuán)； 拉曼光譜：分子骨架測(cè)定； 紅外與拉曼譜圖對(duì)比 對(duì)稱中心分子 CO2， CS2等，選律不相容。 無(wú)對(duì)稱中心分子（例如 SO2等），三種振動(dòng)既是紅外活性振動(dòng)，又是拉曼活性振動(dòng)。 S C SS C SS C S?1 ?2 ?3 ?4 拉曼活性 紅外活性 紅外活性 3N5 = 4 直線形分子 拉曼光譜 —源于極化率變化 紅外光譜 —源于偶極矩變化 3N6 = 4 振動(dòng)自由度： 6. 拉曼光譜與紅外光譜分析方法比較 拉曼光譜 紅外光譜光譜范圍 40 4 000 Cm1光譜范圍 4004 0 00 Cm1水可作為溶劑 水不能作為溶劑樣品可盛于玻璃瓶，毛細(xì)管等容器中直接測(cè)定不能用玻璃容器測(cè)定固體樣品可直接測(cè)定 需要研磨制成 K BR 壓片拉曼光譜在材料研究中的應(yīng)用 ? 無(wú)機(jī)材料（金屬 /配位體、生物無(wú)機(jī)材料 … ）。 ? 表面化學(xué)（表面增強(qiáng)拉曼散射）。 ? 高分子材料（聚合物構(gòu)象、聚合物形變、降解 … ）。 ? 生物大分子。 拉曼光譜的應(yīng)用 由拉曼光譜可以獲得有機(jī)化合物的各種結(jié)構(gòu)信息： 2）紅外光譜中，由 C ?N， C=S， SH伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的譜帶一般較弱或強(qiáng)度可變，而在拉曼光譜中則是強(qiáng)譜帶。 3）環(huán)狀化合物的對(duì)稱呼吸振動(dòng)常常是最強(qiáng)的拉曼譜帶。 1）同種分子的非極性鍵 SS， C=C， N=N， C?C產(chǎn)生強(qiáng)拉曼譜帶， 隨單鍵 ?雙鍵 ?三鍵譜帶強(qiáng)度增加。 4） 在拉曼光譜中， X=Y=Z， C=N=C， O=C=O這類鍵的對(duì)稱伸縮振動(dòng)是強(qiáng)譜帶，反對(duì)稱伸縮振動(dòng)是弱譜帶。 紅外光譜與此相反。 5） CC伸縮振動(dòng)在拉曼光譜中是強(qiáng)譜帶。 6）醇和烷烴的拉曼光譜是相似的： I. CO鍵與 CC鍵的力常數(shù)或鍵的強(qiáng)度沒有很大差別。 II. 羥基和甲基的質(zhì)量?jī)H相差 2單位。 CH和 NH譜帶比較， OH拉曼譜帶較弱。 2941， 2927cm1 ?ASCH2 2854cm1 ?SCH2 1029cm1 ?（ CC） 803 cm1環(huán)呼吸 1444， 1267 cm1 ?CH2 3060cm1???rH) 1600,1587cm1 ??c=c)苯環(huán) 1000 cm1環(huán)呼吸 787 cm1環(huán)變形 1039, 1022cm1單取代 激光 Raman光譜儀 激光光源： HeNe激光器 ， 波長(zhǎng) ； Ar激光器 ， 波長(zhǎng) ， ； 散射強(qiáng)度 ?1/?4 單色器： 光柵 ， 多單色器； 檢測(cè)器： 光電倍增管 ， 光子計(jì)數(shù)器； 傅立葉變換 拉曼光譜儀 FTRaman spectroscopy 光源： NdYAG釔鋁石榴石激光器（ ）； 檢測(cè)器：高靈敏度的銦鎵砷探頭； 特點(diǎn)： （ 1）避免了熒光干擾； （ 2）精度高； （ 3）消除了瑞利譜線； （ 4）測(cè)量速度快。 材料的主要性能 ? 熱學(xué) ? 力學(xué) ? 電學(xué) ? 光學(xué) ? 磁學(xué) ? 化學(xué) ? …… ? 材料晶格熱運(yùn)動(dòng)所引起的熱變化或材料組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)伴隨熱效應(yīng)。 ? 包含熱容 (thermal content) 、熱膨脹 (thermal expansion )、熱傳導(dǎo) (heat conductivity )、熱輻射 (thermal radiation )、熱穩(wěn)定性 (thermal stability )、熱電勢(shì) (thermal potential)等。 材料熱學(xué)性能 材料的熱容 熱容：分子熱運(yùn)動(dòng)的能量隨溫度而變化的物理量 。 是物體溫度升高 1K所需要增加的能量 。 （ J/K） 顯然，質(zhì)量不同熱容不同，溫度不同熱容也不同。比熱容單位 — , 摩爾熱容單位 — 。 另外，平均熱容 ， 范圍愈大，精度愈差。 恒壓熱容 恒容熱容 式中： Q＝熱量， E＝內(nèi)能， H＝熱焓。由于恒壓加 熱物體除溫度升高外，還要對(duì)外界做功，所以 根據(jù)熱力學(xué)第二定律可以導(dǎo)出： 式中： V0＝摩爾容積， ＝體膨脹系數(shù) （ expansion coefficient）， ＝壓縮系數(shù)（ pression coefficient）。 對(duì)于固體材料 CP與 CV差異很小 ? 量熱計(jì)法。 ? 熱分析測(cè)定法。 熱容與比熱容測(cè)定 ? 相變時(shí)的熱容變化（熔化、凝固、相變、亞穩(wěn)態(tài)組織變化） 熱膨脹系數(shù) （ Thermal expansion coefficient） 物體的體積或長(zhǎng)度隨溫度升高而增大的現(xiàn)象叫做熱膨脹 。 式中 ， αl＝線膨脹系數(shù) ， 即溫度升高 1K時(shí) ， 物體的 相對(duì)伸長(zhǎng) 。 物體在溫度 T 時(shí)的長(zhǎng)度 lT為： 材料的熱膨脹 無(wú)機(jī)材料的 ,αl通常隨 T升高而加大。同理，物體體積隨溫度的增加可表示為： 式中， αV體膨脹系數(shù)，相當(dāng)于溫度升高 1k時(shí)物體體積相對(duì)增長(zhǎng)值。 對(duì)于物體是立方體（ cube） 由于 αl 值很小，可略 以上的高次項(xiàng)，則： 一般耐火材料線膨脹系數(shù)，常指在 20～ 1000℃ 范圍內(nèi)的 αl平均值。一般 αl愈小，材料熱穩(wěn)定性愈好。例如 Si3N4的 αl= 106/K。 一 、 固體材料熱傳導(dǎo)的宏觀規(guī)律 當(dāng)固體材料一端的溫度比另一端高時(shí)，熱量會(huì)從熱端自動(dòng)地傳向冷端，這個(gè)現(xiàn)象稱為熱傳導(dǎo)。 二、固體材料熱傳導(dǎo)的微觀機(jī)理（ micromechanism） 氣體導(dǎo)熱 ——質(zhì)點(diǎn)間直接碰撞；金屬導(dǎo)熱 ——自由電子間碰撞；固體導(dǎo)熱 ——晶格振動(dòng)（格波）＝聲子碰撞，并且格波分為聲頻支和光頻支兩類。 材料的熱傳導(dǎo) 材料的熱穩(wěn)定性（ thermal stability） 熱穩(wěn)定性是指材料承受溫度的急劇變化而不致破壞的能力。熱沖擊損壞類型： ?1．一種是在熱沖擊循環(huán)作用下，材料表面開裂、剝落，并不斷發(fā)展，最終碎裂或變