材料研究方法：第一章 绪论

1、 材料研究方法 绪 论1.1材料结构与性能1.2材料结构和研究方法1.3仪器分析的特点1.4国内外主要测试标准及组织简介 人类的发展伴随着材料的发展合成加工性质结构成分使用性能材 料 研究的四要素 1.1材料结构与性能 1.1.1 材料的概念：材料一般是指用来制造有用的构件、器件或其他物品的物质。 材料的分类：金属、无机材料、高分子材料、复合材料和生物材料等。 金属材料：金属键大量能自由运动的电子 导电性能好 变形时不会破坏键结合 塑性好 原子排列紧密密度高 。 无机金属材料：以离子键、共价键或两种键的结合 一般不导电 键结合力强且有方向性，变形时要破坏 局部的键结合 硬度高且脆 原子排列不够

2、紧密，故而密度低 结构与制造工艺有关 结构单元的化学组成 近程结构 结构单元键接方式（顺式、反式） (一次结构) 结构单元空间立构（全同、 间同、无规） 支化与交联 结构单元键接顺序 高分子链尺寸 （分子量、均方 远程结构 半径、均方末端距） （二次结构） 高分子链的形态（高分子链 的构象、柔性与刚性） 非结晶结构 取向结构 结晶结构 多相结构 液晶结构 高聚物的结构高聚物的结构高分子的链结构高分子凝聚态结构（三次结构） 高聚物结构与性能的关系（1）结构决定了性能 例如：共扼双键链易旋转 链柔性大 玻璃化温度低橡胶的弹性好 50年代美国研究工程塑料ABS（丙烯晴/ 丁二烯/苯乙烯），HIPS(

3、丁苯橡胶) (2)_结构也决定了高分子材料加工成型条件PE 加工温度 ：160 PP加工温度 ：190200我们使用的是材料的性能，但什么决定材料的性能：材料成分、结构及组织形貌从原子结构来说，材料性能取决于化学键种类 1.2 材料结构和研究方法1.2.1 结构：是指材料系统内各组成单元之间的相互联系和相互作用方式。 晶体结构材料结构 非晶体结构 孔结构 各种不同形式的组合 微观结构 扫描电子显微镜 亚微观结构 尺度 光学 显微镜 显微结构 以人眼分辨率为界 宏观结构 表1.1材料结构层次的划分及所用观察设备 1.2.2 研究方法： 从广义上讲：技术路线，实验技术， 数据分析 从狭义上讲：某一

4、种测试方法 1.2.3 材料研究方法分类用于成份分析：光谱：红外吸收、紫外吸收、激光拉曼色谱：气相、液相色谱、凝胶渗透色谱热谱：差热分析、差示扫描量热分析、热重质谱、原子吸收光谱、核磁共振用于表面分析：能谱：射线光电子能谱、俄歇电子能谱探针：电子、原子、离子、激光、用于相结构分析：衍射图像分析法: X射线衍射、电子衍射、中子衍射直接成像观察方法：光学显微镜、偏光显微镜、电子显微镜（透射、扫描） 高聚物的结构研究方法 高聚物的近程结构：光谱、色谱、核磁共振、质谱 高聚物的远程结构：链尺寸：光散射、GPC（凝胶渗透色谱） 高聚物聚集态的研究：X射线衍射、电子射线衍射、核磁共振吸收（宽线）、热分析法

5、、激光小角散射、电子显微镜 材料研究方法 1.3.1特点：分析速度快，能满足生产控制要求；灵敏度高，样品用量少，ppm,ppb级；应用范围广1.3.2仪器分析的局限性，一般都是相对的方法，较难准确1.3.3仪器分析的发展趋势：各学科相互渗透如傅里叶红外光谱；计算机在仪器分析中的广泛应用；不同分析方法的连用如，色谱红外联用 1.3 仪器分析的特点1.4 国内外主要测试标准及组织简介 1.4.1 标准特点1.4.2 标准文献的类型 按使用范围分： 国际标准、区域标准 按成熟程度分：法定标准、推荐标准 实行标准、标准草案 国家标准、专业标准 军事标准、公司标准 按内容划分 基础标准、产品标准 工艺装备标准、原材料标 准、工艺方程标准 1.4.3 国外标准文献资料的名称 标准:Standard 规格:Specification 公报:Bulletin 建议:Recommendation 出版物:Publication 报告:Report 手册:Handbook 法规:Code 规则:Rules 工艺:Practice 1.4.4 国标标准化组织标准 检索工具:国际标准化组织标准1.4.5 美国材料与试验协会标准(American Society of Testing Materials ASTM)1.4.6 中华人民共和国国家标准局 检