北京化工大学：《大学化学实验》课程教学资源（学习资源）培养学生科学研究综合能力——物质的性质分析方法

物质的物性分析及测定方法 北京化工大学化学教学实验中心

北京化工大学化学教学实验中心 物质的物性分析及测定方法

一、扫描电子显微镜SEM分析 北京化工大学 化学实验教学中心 D编车问 Fig.1扫描电子显微镜

一、扫描电子显微镜SEM分析 北京化工大学 化学实验教学中心 Fig1 扫描电子显微镜

北京化王大学 化学实验教学中心 用细聚焦的电子束轰击样品表面，通过电子与 样品相互作用产生的二次电子、背散射电子等对样 品表面或断口形貌进行观察和分析。原则上讲，利 用电子和物质的相互作用，可以获取被测样品本身 的各种物理、化学性质的信息，如形貌、组成、晶 体结构、电子结构和内部电场或磁场等等

北京化工大学 化学实验教学中心 用细聚焦的电子束轰击样品表面，通过电子与 样品相互作用产生的二次电子、背散射电子等对样 品表面或断口形貌进行观察和分析。原则上讲，利 用电子和物质的相互作用，可以获取被测样品本身 的各种物理、化学性质的信息，如形貌、组成、晶 体结构、电子结构和内部电场或磁场等等

二、透射电镜TEM分析 北京化工大学 化学实验教学中心 母智y Fg.2透射电子显微镜

北京化工大学 二、透射电镜TEM分析 化学实验教学中心 Fig2 透射电子显微镜

北条化工大学 化学实验教学中心 在真空条件下，电子束经高压加速后，穿 透样品时形成散射电子和透射电子，它们在电 磁透镜的作用下在荧光屏上成像，利用电子的 波动性来观察固体材料内部的各种缺陷和直接 观察原子结构

北京化工大学 化学实验教学中心 在真空条件下，电子束经高压加速后，穿 透样品时形成散射电子和透射电子，它们在电 磁透镜的作用下在荧光屏上成像，利用电子的 波动性来观察固体材料内部的各种缺陷和直接 观察原子结构

三、EDS能谱分析 北亲化工大学 化学实验教学中心 Fig.3EDS能谱仪

北京化工大学 三、EDS能谱分析 化学实验教学中心 Fig3 EDS能谱仪

北章化工大学 化学实验教学中心 能谱仪(EDS,Energy Dispersive Spectrometer)是 用来对材料微区成分元素种类与含量分析，配合扫描 电子显微镜与透射电子显微镜的使用。 各种元素具有自己的X射线特征波长，特征波 长的大小则取决于能级跃迁过程中释放出的特征能 量△E,能谱仪就是利用不同元素X射线光子特征能 量不同这一特点来进行成分分析的

北京化工大学 化学实验教学中心 能谱仪(EDS, Energy Dispersive Spectrometer)是 用来对材料微区成分元素种类与含量分析，配合扫描 电子显微镜与透射电子显微镜的使用。 各种元素具有自己的X射线特征波长，特征波 长的大小则取决于能级跃迁过程中释放出的特征能 量△E，能谱仪就是利用不同元素X射线光子特征能 量不同这一特点来进行成分分析的

北京化工大学 化学实验教学中心 当光子进入检测器后，在S（Li)晶体内激发出 一定数目的电子空穴对。产生一个空穴对的最低平均 能量ε是一定的（在低温下平均为3.8ev),因此由一 个X射线光子造成的空穴对的数目N=△E/:。入射X射 线光子的能量越高，N就越大。利用加在晶体两端的 偏压收集电子空穴对，经过前置放大器转换成电流脉 冲，电流脉冲的高度取决于N的大小。电流脉冲经过 主放大器转换成电压脉冲进入多道脉冲高度分析器， 脉冲高度分析器按高度把脉冲分类进行计数，这样就 可以描出一张X射线按能量大小分布的图谱

北京化工大学 化学实验教学中心 当光子进入检测器后，在Si（Li）晶体内激发出 一定数目的电子空穴对。产生一个空穴对的最低平均 能量ε是一定的（在低温下平均为3.8ev），因此由一 个X射线光子造成的空穴对的数目N=△E/ε。入射X射 线光子的能量越高，N就越大。利用加在晶体两端的 偏压收集电子空穴对，经过前置放大器转换成电流脉 冲，电流脉冲的高度取决于N的大小。电流脉冲经过 主放大器转换成电压脉冲进入多道脉冲高度分析器， 脉冲高度分析器按高度把脉冲分类进行计数，这样就 可以描出一张X射线按能量大小分布的图谱

应用： 北章化工大学 化学实验教学中心 1、高分子、陶瓷、混凝土、生物、矿物、纤维等无 机或有机固体材料分析； 2、金属材料的相分析、成分分析和夹杂物形态成分 的鉴定； 3、可对固体材料的表面涂层、镀层进行分析，如： 金属化膜表面镀层的检测； 4、金银饰品、宝石首饰的鉴别，考古和文物鉴定， 以及刑侦鉴定等领域； 5、进行材料表面微区成分的定性和定量分析，在材 料表面做元素的面、线、点分布分析

北京化工大学 应用： 化学实验教学中心 1、高分子、陶瓷、混凝土、生物、矿物、纤维等无 机或有机固体材料分析； 2、金属材料的相分析、成分分析和夹杂物形态成分 的鉴定； 3、可对固体材料的表面涂层、镀层进行分析，如： 金属化膜表面镀层的检测； 4、金银饰品、宝石首饰的鉴别，考古和文物鉴定， 以及刑侦鉴定等领域； 5、进行材料表面微区成分的定性和定量分析，在材 料表面做元素的面、线、点分布分析

四、XRD物相分析 北京化工大学 化学实验教学中心 Fig.4XRD衍射仪

北京化工大学 四、 化学实验教学中心 XRD物相分析 Fig4 XRD衍射仪