材料分析化学课件-中科大版

材料分析化学AnalyticalChemistryofMaterials第一章材料分析化学导论Chapter1Introduction§1-1材料科学发展概况一、材料科学和材料分析化学材料是人类生活、生产所必需的物质基础，人类的发展建立在材料发展的基础之上。人类发展史与材料(生产材料)发展同步钢铁材料：蒸汽机的广泛使用，第一次工业革命；高纯半导体：计算机和信息技术纳米材料：…….信息、材料、能源、环境和生物工程领域是二十世纪后二十年和二十一世纪初最活跃、最重要和最热门的研究领域1.材料科学：材料科学1960年代首先由美国学者提出，国内的材料学科在80后期出现材料科学是一门多学科交叉的前沿学科，是以固体物理（化学）、合成化学（无机、有机、高分子）、化学热力学和动力学为基础，综合其它应用学科如力学、冶金、化工和工程学科等多学科领域，探讨材料制备及工艺内在规律以及应用的科学。基础与应用结合，偏重应用的学科。信息技术、新材料技术和生物技术被称为新技术革命的主要标志。新材料技术的新技术革命准备必要的物质基础，是新技术革命的先导。材料科学与工程研究材料组成、结构、生产过程（工艺）、材料性能和使用效能以及它们之间的关系。performanceSynthesisprocessingComposition-structureproperties材料科学的研究涉及很宽范围，从微观的原子、电子排布，结构和缺陷规律和控制，到工程器件的大规模生产；从基础和理论研究到工程的实际应用，涵盖了现代数学、物理学、化学、生物科学、地球科学、冶金学特别是工程科学等极为广阔的领域。2.材料化学材料化学是近十几年萌发的材料科学的分支，研究对象是现代新材料。材料的化学组成、结构材料化学性质与性能关系材料化学材料合成、制备材料性能研究1)理论：现代材料化学运用化学热力学、动力学等基本原理研究材料制备中化学反应的可能性。组成元素的电子结构、晶体结构（宏观结构）、缺陷结构；并由能量和过程的观点研究材料的组织、结构和相关理化性质。2）制备：现代材料化学研究核心是材料制备原理和合成方法。制备技术的研发是新材料研发的关键3）性能：材料研究的目的是应用，性能决定材料的最终命运。材料性能学3.材料分析化学材料分析化学是利用现代分析测试技术，研究材料成分、结构、微观形貌、表面界面和缺陷等确定材料特征以及相关理论基础的材料科学分支。材料分析化学是材料化学的重要组成部分，主要任务是研究和解决材料科学在理论和工程实际中的问题。它在材料科学研究中不可或缺，贯穿在材料科学的研究中。材料分析的基本原理是采用一定的技术手段，获得测量信号与材料成分、结构等方面的特征关系，形成特定的分析测试方法，并对所获得的测量结果进行数据处理，以得到材料体系的所有信息。材料分析化学：材料组成、结构的表征；组成－性能之间的关系；组成－性能－制备方法二、复杂体系对分析化学的要求和挑战1.复杂体系样品：组分的多样性、多体系（相、界面）物质、2.无损、动态、实时在线、状态分析3.生命过程的分析、控制途径4.ComprehensiveAnalysis常量、微量、痕量总体结构、微区、表面、空间分布宏观形貌、微观结构§1-2材料分析化学研究方法一、材料组成的成份分析成份的定性、定量分析样品制备－根据分析目的制备样品定性分析－确定成份和种类，谱学分析法定量分析－各组分量的确定，化学分析、仪器分析、能谱分析大量样品－常用分析方法，多次取样分析微量样品－谱学分析法，1～2次取样二、材料结构分析晶体结构－衍射分析方法，显微方法，热分析非晶材料－衍射分析方法，热分析，显微分析高分子材料三、表面分析

X光电子能谱（XPS），俄歇电子能谱（AES），扫描隧道显微术(STM)§1-3材料分析化学对材料科学的作用一、材料成份和结构决定材料性能分析结果←→改善材料制备方法←→高性能材料材料设计需要分析、表征作为保证二、本课程的目的和要求为材料分析提供理论和实际工作基础，选择适当分析方法的方法。对于实际材料样品，能够根据分析要求，作出正确的分析方法判断，撰出分析步骤。对于具体的分析方法