大家經(jīng)常說(shuō)搞機(jī)械必須先興材料，材料強(qiáng)大了，制造業(yè)也就強(qiáng)大了，今天咱們就分享搞材料必備的21種測(cè)試分析技術(shù)，它們的分析原理是什么？譜圖如何表示？能夠?yàn)槲覀兲峁┰鯓拥男畔⒛兀?/span>

01 紫外吸收光譜 UV

分析原理：吸收紫外光能量，引起分子中電子能級(jí)的躍遷

譜圖的表示方法：相對(duì)吸收光能量隨吸收光波長(zhǎng)的變化

提供的信息：吸收峰的位置、強(qiáng)度和形狀，提供分子中不同電子結(jié)構(gòu)的信息

02 熒光光譜法 FS

分析原理：被電磁輻射激發(fā)后，從最低單線激發(fā)態(tài)回到單線基態(tài)，發(fā)射熒光

譜圖的表示方法：發(fā)射的熒光能量隨光波長(zhǎng)的變化

提供的信息：熒光效率和壽命，提供分子中不同電子結(jié)構(gòu)的信息

03 紅外吸收光譜法 IR

分析原理：吸收紅外光能量，引起具有偶極矩變化的分子的振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷

譜圖的表示方法：相對(duì)透射光能量隨透射光頻率變化

提供的信息：峰的位置、強(qiáng)度和形狀，提供功能團(tuán)或化學(xué)鍵的特征振動(dòng)頻率

04 拉曼光譜法 Raman

分析原理：吸收光能后，引起具有極化率變化的分子振動(dòng)，產(chǎn)生拉曼散射

譜圖的表示方法：散射光能量隨拉曼位移的變化

提供的信息：峰的位置、強(qiáng)度和形狀，提供功能團(tuán)或化學(xué)鍵的特征振動(dòng)頻率

05 核磁共振波譜法 NMR

分析原理：在外磁場(chǎng)中，具有核磁矩的原子核，吸收射頻能量，產(chǎn)生核自旋能級(jí)的躍遷

譜圖的表示方法：吸收光能量隨化學(xué)位移的變化

提供的信息：峰的化學(xué)位移、強(qiáng)度、裂分?jǐn)?shù)和偶合常數(shù)，提供核的數(shù)目、所處化學(xué)環(huán)境和幾何構(gòu)型的信息

06 電子順磁共振波譜法 ESR

分析原理：在外磁場(chǎng)中，分子中未成對(duì)電子吸收射頻能量，產(chǎn)生電子自旋能級(jí)躍遷

譜圖的表示方法：吸收光能量或微分能量隨磁場(chǎng)強(qiáng)度變化

提供的信息：譜線位置、強(qiáng)度、裂分?jǐn)?shù)目和超精細(xì)分裂常數(shù)，提供未成對(duì)電子密度、分子鍵特性及幾何構(gòu)型信息

07 質(zhì)譜分析法 MS

分析原理：分子在真空中被電子轟擊，形成離子，通過(guò)電磁場(chǎng)按不同m/e分離

譜圖的表示方法：以棒圖形式表示離子的相對(duì)峰度隨m/e的變化

提供的信息：分子離子及碎片離子的質(zhì)量數(shù)及其相對(duì)峰度，提供分子量，元素組成及結(jié)構(gòu)的信息

08 氣相色譜法 GC

分析原理：樣品中各組分在流動(dòng)相和固定相之間，由于分配系數(shù)不同而分離

譜圖的表示方法：柱后流出物濃度隨保留值的變化

提供的信息：峰的保留值與組分熱力學(xué)參數(shù)有關(guān)，是定性依據(jù);峰面積與組分含量有關(guān)

09 反氣相色譜法 IGC

分析原理：探針?lè)肿颖Ａ糁档淖兓Q于它和作為固定相的聚合物樣品之間的相互作用力

譜圖的表示方法：探針?lè)肿颖缺Ａ趔w積的對(duì)數(shù)值隨柱溫倒數(shù)的變化曲線

提供的信息：探針?lè)肿颖Ａ糁蹬c溫度的關(guān)系提供聚合物的熱力學(xué)參數(shù)

10 裂解氣相色譜法 PGC

分析原理：高分子材料在一定條件下瞬間裂解，可獲得具有一定特征的碎片

譜圖的表示方法：柱后流出物濃度隨保留值的變化

提供的信息：譜圖的指紋性或特征碎片峰，表征聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和幾何構(gòu)型

11 凝膠色譜法 GPC

分析原理：樣品通過(guò)凝膠柱時(shí)，按分子的流體力學(xué)體積不同進(jìn)行分離，大分子先流出

譜圖的表示方法：柱后流出物濃度隨保留值的變化

提供的信息：高聚物的平均分子量及其分布

12 熱重法 TG

分析原理：在控溫環(huán)境中，樣品重量隨溫度或時(shí)間變化

譜圖的表示方法：樣品的重量分?jǐn)?shù)隨溫度或時(shí)間的變化曲線

提供的信息：曲線陡降處為樣品失重區(qū)，平臺(tái)區(qū)為樣品的熱穩(wěn)定區(qū)

13 熱重分析 DTA

分析原理：樣品與參比物處于同一控溫環(huán)境中，由于二者導(dǎo)熱系數(shù)不同產(chǎn)生溫差，記錄溫度隨環(huán)境溫度或時(shí)間的變化

譜圖的表示方法：溫差隨環(huán)境溫度或時(shí)間的變化曲線

提供的信息：提供聚合物熱轉(zhuǎn)變溫度及各種熱效應(yīng)的信息

14 差示掃描量熱分析 DSC

分析原理：樣品與參比物處于同一控溫環(huán)境中，記錄維持溫差為零時(shí)，所需能量隨環(huán)境溫度或時(shí)間的變化

譜圖的表示方法：熱量或其變化率隨環(huán)境溫度或時(shí)間的變化曲線

提供的信息：提供聚合物熱轉(zhuǎn)變溫度及各種熱效應(yīng)的信息

15 靜態(tài)熱-力分析 TMA

分析原理：樣品在恒力作用下產(chǎn)生的形變隨溫度或時(shí)間變化

譜圖的表示方法：樣品形變值隨溫度或時(shí)間變化曲線

提供的信息：熱轉(zhuǎn)變溫度和力學(xué)狀態(tài)

16 動(dòng)態(tài)熱-力分析 DMA

分析原理：樣品在周期性變化的外力作用下產(chǎn)生的形變隨溫度的變化

譜圖的表示方法：模量或tgδ隨溫度變化曲線

提供的信息：熱轉(zhuǎn)變溫度模量和tgδ

17 透射電子顯微術(shù) TEM

分析原理：高能電子束穿透試樣時(shí)發(fā)生散射、吸收、干涉和衍射，使得在相平面形成襯度，顯示出圖象

譜圖的表示方法：質(zhì)厚襯度、明場(chǎng)衍襯、暗場(chǎng)衍襯、晶格條紋

提供的信息：晶體形貌、分子量分布、微孔尺寸分布、多相結(jié)構(gòu)和晶格與缺陷等

18 掃描電子顯微術(shù) SEM

分析原理：用電子技術(shù)檢測(cè)高能電子束與樣品作用時(shí)產(chǎn)生二次電子、背散射電子、吸收電子、X射線等并放大成象

譜圖的表示方法：背散射象、二次電子象、吸收電流象、元素的線分布和面分布等

提供的信息：斷口形貌、表面顯微結(jié)構(gòu)、薄膜內(nèi)部的顯微結(jié)構(gòu)、微區(qū)元素分析與定量元素分析等

19 原子吸收 AAS

原理：通過(guò)原子化器將待測(cè)試樣原子化，待測(cè)原子吸收待測(cè)元素空心陰極燈的光，從而使用檢測(cè)器檢測(cè)到的能量變低，從而得到吸光度。吸光度與待測(cè)元素的濃度成正比。

20 電感耦合高頻等離子體 ICP

原理：利用氬等離子體產(chǎn)生的高溫使用試樣完全分解形成激發(fā)態(tài)的原子和離子，由于激發(fā)態(tài)的原子和離子不穩(wěn)定，外層電子會(huì)從激發(fā)態(tài)向低的能級(jí)躍遷，因此發(fā)射出特征的譜線。通過(guò)光柵等分光后，利用檢測(cè)器檢測(cè)特定波長(zhǎng)的強(qiáng)度，光的強(qiáng)度與待測(cè)元素濃度成正比。

21 X射線衍射 XRD

原理：X射線是原子內(nèi)層電子在高速運(yùn)動(dòng)電子的轟擊下躍遷而產(chǎn)生的光輻射，主要有連續(xù)X射線和特征X射線兩種。晶體可被用作X光的光柵，這些很大數(shù)目的原子或離子/分子所產(chǎn)生的相干散射將會(huì)發(fā)生光的干涉作用，從而影響散射的X射線的強(qiáng)度增強(qiáng)或減弱。由于大量原子散射波的疊加，互相干涉而產(chǎn)生最大強(qiáng)度的光束稱為X射線的衍射線。

滿足衍射條件，可應(yīng)用布拉格公式：2dsinθ=λ

應(yīng)用已知波長(zhǎng)的X射線來(lái)測(cè)量θ角，從而計(jì)算出晶面間距d，這是用于X射線結(jié)構(gòu)分析;另一個(gè)是應(yīng)用已知d的晶體來(lái)測(cè)量θ角，從而計(jì)算出特征X射線的波長(zhǎng)，進(jìn)而可在已有資料查出試樣中所含的元素。