材料表征与仪器分析

材料表征与仪器分析引言一。 通用Ｘ射线粉末衍射二。 无定形结构、纤维和层状结构的衍射三。 EXAFS四。 HRTEM五。 电子衍射六. 光谱七。 结构预测引言 材料表征或结构测定是大部分材料和化学讨论工作重要的第一步。Accelrys 的软件可帮助讨论者用先进算法预测结构,模拟、解释及应用由分析仪器得到的数据。这些工具集成于 Cerius2 软件,一个支持分子结构的模型搭建、操纵和高质量三维结构显示的成熟的软件环境。 了解你制备出了什么物质以及它的物理性质怎样，是能够明智和有益地使用一种材料所必需的.基于晶体结构和原子组成的可靠的材料表征技术的使用仅有５０年历史.这些工具的存在对科学家们了解材料的结构带来了巨大变化. 计算技术的使用可以有两种方式：· 通过分析解释传统分析手段的结果来鉴别一种实验化合物;·通过模拟分析仪器来预测分子模型的性质.分析手段可分为下面三大类：· 衍射· 光谱· 显微技术 对上述分析方法计算机都可以进行模拟。衍射 衍射是电磁辐射波动性的一种表现，当辐射经过一边缘或通过一小孔时发生弯曲而形成。当电磁辐射经过一化合物时波的干涉就揭示了材料的结构信息。 辐射的种类影响所得衍射图像的分辨率，并由此推断是否适合测定该种材料.常用的有电子衍射、中子衍射和Ｘ射线衍射,而Ｘ射线衍射是用于确定晶体结构的最常用的工具。 粉末衍射是Ｘ射线在粉末状晶体物质上的衍射。粉末Ｘ射线衍射给出的信息比单晶Ｘ射线衍射少，但更简单和快捷.光谱 光谱技术根据原子或分子（或者原子和分子的离子）对电磁波的吸收、发射或散射来定性定量讨论原子、分子或物理过程。 IR（红外)光谱测定样品对中红外线的吸收波长和强度。对红外发射的吸收取决于化学键.显微技术 显微技术是利用辐射和光学来得到一物体的放大图像。电子显微学分析手段有扫描电镜（SEM）、扫描隧道电镜（STM）和透射电镜(TEM）。结构预测 用分子动力学可以对分子体系进行快速近似的能量计算，快速得到最低能量结构。量子力学技术提供精确的第一原理的原子和电子结构预测。 预测的结构可以通过与实验数据的比较得到验证，这些实验数据通常是从分析仪器中输出的.材料表征的应用 材料表征需要对分子模型运用计算分析仪器，计算技术不仅可以预测一种模拟化合物的衍射图等，还可以从衍射图外推回来预测实验化合物的结构。这些技术的使用使科学家可以计算模拟化合物的物理性质而无需经过合成新材料的费用昂贵的和费时的过程. 分...