1.透射電子顯微鏡 (TEM)
效果:穿透式電子顯微鏡分析時(shí),通常是利用電子成像的繞射對(duì)比,作成明視野或暗視野影像,并配合繞射圖樣來(lái)進(jìn)行觀察
原理:透射電子顯微鏡是把經(jīng)加速和聚集的電子束投射到非常薄的樣品上,電子與樣品中的原子碰撞而改變方向,從而產(chǎn)生立體角散射
優(yōu)點(diǎn):透射電鏡可用于觀測(cè)微粒的尺寸、形態(tài)、粒徑大小分布狀況、粒徑分布范圍等,并用統(tǒng)計(jì)平均方法計(jì)算粒徑一般的電鏡觀察的是產(chǎn)物粒子的顆粒度而不是晶粒度
2.X射線衍射儀 (XRD)
效果:樣品的成分,尤其是晶體結(jié)構(gòu)的材料,可以測(cè)得晶體的點(diǎn)陣常數(shù),組成以及定量計(jì)算和模擬等
原理:XRD(X射線衍射)是一種材料分析技術(shù),其原理是將X光線照射到材料上,產(chǎn)生散射,觀察被散射的X光線的衍射圖案,從中確定材料晶格結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分等信息
優(yōu)勢(shì):精確測(cè)定物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu),織構(gòu)及應(yīng)力,精確的進(jìn)行物相分析,定性分析,定量分析
3.電感耦合等離子體質(zhì)譜儀 (ICP-MS)
電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀 (ICP-OES) 等
效果:可以精確得到樣品中某種無(wú)機(jī)金屬元素含量特別是微量金屬元素含量
適合分析材料:高純有色金屬及其合金;金屬材料電源材料、貴金屬,電子、通訊材料及其包裝材料醫(yī)療器械及其包裝材料
應(yīng)用領(lǐng)域:冶金、地礦、建材、機(jī)械、化工、農(nóng)業(yè)環(huán)保、食品和醫(yī)藥等多種領(lǐng)域
4.掃描電子顯微鏡 (SEM)
效果:穿透式電子顯微鏡分析時(shí),通常是利用電子成像的繞射對(duì)比,作成明視野或暗視野影像,并配合繞射圖樣來(lái)進(jìn)行觀察
原理:電子槍透過(guò)熱游離或是場(chǎng)發(fā)射原理產(chǎn)生高能電子束經(jīng)過(guò)電磁透鏡組后,可以將電子束聚焦至試片上,利用掃描線圈偏折電子束,在試片表面上做二度空間的掃描
優(yōu)點(diǎn):掃描電子顯微鏡是一種多功能的儀器、具有很多優(yōu)越的性能、是用途最為廣泛的一種儀器。它可以進(jìn)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(shí),進(jìn)行微區(qū)的成分分析。
5.拉曼光譜
拉曼光譜是一種研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要方法,特別是對(duì)于研究低維納米材料,它已經(jīng)成為首選
方法之一。
利用拉曼光譜可以對(duì)材料進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)分析理化特性分析和定性鑒定等,可揭示材料中的空位、間隙原子、位錯(cuò)、晶界和相界等方面信息。
6.有機(jī)元素分析儀
效果:定量分析C、H、0、N、S等幾種有機(jī)樣品中常見(jiàn)元素,是分析常用手段
適合分析材料:在研究有機(jī)材料及有機(jī)化合物的元素組成等方面具有重要作用
應(yīng)用領(lǐng)域:廣泛應(yīng)用于土壤、化工、環(huán)境、食品行業(yè)
7.原子力顯微鏡 (AFM) 原子力顯微鏡-紅外聯(lián)用 (AFM-IR聯(lián)用)
效果:AFM可以對(duì)樣品表面形貌進(jìn)行真正意義上的3維分析,AFM和紅外聯(lián)用可以同時(shí)對(duì)AFM圖上任意一個(gè)區(qū)域進(jìn)行紅外官能團(tuán)分析,做官能團(tuán)的mapping,對(duì)復(fù)合材料多層材料、微觀相分離物質(zhì)非常有效
原理:將一個(gè)對(duì)微弱力極敏感的微懸臂一端固定,另一端有一微小的針尖,針尖與樣品表面輕輕接觸,由于針尖尖端原子與樣品表面原子間存在極微弱的排斥力,通過(guò)在掃描時(shí)控制這種力的恒定,帶有針尖的微懸臂將對(duì)應(yīng)于針尖與樣品表面原子間作用力的等位面而在垂直于樣品的表面方向起伏運(yùn)動(dòng)。利用光學(xué)檢測(cè)法或隧道電流檢測(cè)法,可測(cè)得微懸臂對(duì)應(yīng)于掃描各點(diǎn)的位置變化,從而可以獲得樣品表面形貌的信息
8.傅里葉一紅外光譜儀
優(yōu)勢(shì):紅外光譜儀是基于對(duì)干涉后的紅外光進(jìn)行傅里葉變換的原理而開(kāi)發(fā)的紅外光譜儀,主要由紅外光源、光闌、干涉儀(分束器、動(dòng)鏡、定鏡)、樣品室、檢測(cè)器以及各種紅外反射鏡、激光器、控制電路板和電源組成。
光源發(fā)出的光被分束器(類似半透半反鏡)分為兩束,一束經(jīng)透射到達(dá)動(dòng)鏡,另一束經(jīng)反射到達(dá)定鏡。兩束光分別經(jīng)定鏡和動(dòng)鏡反射再回到分束器,動(dòng)鏡以一恒定速度作直線運(yùn)動(dòng)因而經(jīng)分束器分束后的兩束光形成光程差,產(chǎn)生干涉。干涉光在分束器會(huì)合后通過(guò)樣品池,通過(guò)樣品后含有樣品信息的干涉光到達(dá)檢測(cè)器,然后通過(guò)傅里葉變換對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理最終得到透過(guò)率或吸光度隨波數(shù)或波長(zhǎng)的紅外吸收光譜圖
9.X射線光電子能譜 (XPS)
效果:XPS已發(fā)展成為具有表面元素分析、化學(xué)態(tài)和能帶結(jié)構(gòu)分析以及微區(qū)化學(xué)態(tài)成像分析等功能強(qiáng)大的表面分析儀器
原理:X射線光電子能譜簡(jiǎn)稱XPS或ESCA,就是用X射線照射樣品表面,使其原子或分子的電子受激而發(fā)射出來(lái)測(cè)量這些光電子的能量分布,從而獲得所需的信息
優(yōu)點(diǎn):XPS作為研究材料表面和界面電子及原子結(jié)構(gòu)的最重要手段之一,原則上可以測(cè)定元素周期表上除氫、氦以外的所有元素
10.比表面積測(cè)試儀 (BET)
效果:分析多孔材料比表面積,孔型,孔徑,孔分布等催化、粉體制備等領(lǐng)域常用儀器
原理:氣體吸附法是依據(jù)氣體在固體表面的吸附特性,在一定壓力下,被測(cè)樣品(吸附劑》表面在超低溫下對(duì)氣體分子(吸附質(zhì))的可逆物理吸附作用,并對(duì)應(yīng)一定壓力存在確定的平衡吸附量。通過(guò)測(cè)定平衡吸附量,利用理論模型等效求出被測(cè)樣品的比表面積
優(yōu)勢(shì):比表面測(cè)試儀廣泛應(yīng)用于石墨、電池、稀土、陶瓷、氧化鋁、化工等行業(yè)及高校粉體材料的研發(fā)、生產(chǎn)、分析、監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)