物理在纳米材料测试表征中的应用讲解

物理在纳米材料测试表征中的应用摘要：介绍了纳米材料的特性及一般的测试表征技术，主要从纳米材料的形貌分析，成分分析以及结构分析入手，介绍了扫描电子显微镜，透射电子显微镜，X射线衍射， X射线荧光光谱分析，能谱分析等分析测试技术的工作原理及其在纳米粒子结构和性能分析上的应用和进展。关键词： 纳米材料；测试技术；表征方法Abstract：The characterization and testing of nano-materials was described. Depend on the morphology, component and structure of nano-materials, the mechanism and applications of scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence spectroscopy, energy dispersive x-ray spectroscope (EDS) technology was presented. Further, the application and development of those technologies were described. Keyword: nano-materials; testing technology; characterization 0. 前言分析科学是人类知识宝库中最重要、最活跃的领域之一， 它不仅是研究的对象，而且又是观察和探索世界特别是微观世界的重要手段[ 1 ]。随着纳米材料科学技术的发展， 要求改进和发展新分析方法、新分析技术和新概念， 提高其灵敏度、准确度和可靠性，从中提取更多信息，提高测试质量、效率和经济性[ 2 ]。纳米科学和技术是在纳米尺度上（0. 1～100nm）研究物质（包括原子、分子）的特性及其相互作用 , 并且对这些特性加以利用的多学科的高科技。纳米科技是未来高技的基础， 而适合纳米科技研究的仪器分析方法是纳米科技中必不可少的实验手段。 因此，纳米材料的分析和表征对纳米材料和纳米科技发展具有重要的意义和作用[ 3 ]。1. 纳米材料的形貌分析1.1 形貌分析的重要性材料的形貌尤其是纳米材料的形貌是材料分析的重要组成部分，材料的很多物理化学性能是由其形貌特征所决定的。对于纳米材料， 其性能不仅与材料颗粒大小还与材料的形貌有重要关系。因此，纳米材料的形貌分析是纳米材料的重要研究内容。形貌分析主要内容是，分析材料的几何形貌、材料的颗粒度、颗粒的分布以及形貌微区的成分和物相结构等方面。1.2 形貌分析的主要方法纳米材料常用的形貌分析方法主要有扫描电子显微镜(SEM )、透射电子显微镜(TEM ) 、扫描隧道显微镜 (STM )、原子力显微...