简述利用SEM、TEM、FTIR、Raman、CV、EIS、BET、XRD和质谱可获得什么信息?

简述利用SEM、TEM、FTIR、Raman、CV、EIS、BET、XRD和质谱可获得什么信息?,第1张

SEM:材料的表面形貌,形貌特征。配合EDX可以获得材料的元素组成信息

TEM:材料的表面形貌,结晶性。配合EDX可以获得材料的元素组成

FTIR:主要用于测试高分子有机材料,确定不同高分子键的存在,确定材料的结构。如单键,双键等等

Raman:通过测定转动能及和振动能及,用来测定材料的结构。

CV:CV曲线可以测试得到很多信息,比如所需电沉积电压,电流,以及半导体行业可以得到直流偏压

EIS:EIS就是电化学交流阻抗谱测试可以得到电极电位,阻抗信息,从而模拟出系统内在串联电阻,并联电阻和电容相关信息

BET:主要是测试材料比表面积的,可以得到材料的比表面积信息。

XRD:主要是测试材料的物性,晶型的。高级的XRD还可以测试材料不同晶型的组分。

质谱:主要用于鉴定材料的化学成分,包括液相质谱,气象质谱

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SEM工作时,电子枪发射的入射电子束打在试样表面上,向内部穿透一定的深度,由于弹性和非弹性散射形成一个呈梨状的电子作用体积。电子与试样作用产生的物理信息,均由体积内产生。

二次电子是入射电子在试样内部穿透和散射过程中,将原子的电子轰击出原子系统而射出试样表面的电子,其中大部分属于价子激发,所以能量很小,一般小于50eV。因此二次电子探测体积较小。二次电子发射区的直径仅比束斑直径稍大一些,因而可获得较高的分辨率。

二次电子像的衬度取决于试样上某一点发射出来的二次电子数量。电子发射区越接近表面,发射出的二次电子就越多,这与入射电子束与试样表面法线的夹角有关。试样的棱边、尖峰等处产生的二次电子较多,相应的二次电子像较亮;而平台、凹坑处射出的二次电子较少,相应的二次电子像较暗。根据二次电子像的明暗衬度,即可知道试样表面凹凸不平的状况,二次电子像是试样表面的形貌放大像。

SEM内在试样的斜上方放置有探测器来接受这些电子。接受二次电子的装置简称为检测器,它是由聚焦极、加速极、闪烁体、光导管和光电倍增管组成。在闪烁体前面装一筒装电极,称为聚焦极,又称收集极。在其前端加一栅网,在聚焦极上加250-300V的正电压。二次电子被此电压吸引,然后又被带有10kV正电压的加速极加速,穿过网眼打在加速极的闪烁体上,产生光信号,经光导管输送到光电倍增管,光信号转变为电子信号。最后输送到显示系统,显示出二次电子像。

复电阻率(CR)法测得的频谱包含了由导电性引起的近场区电磁谱(SEM)和由电极化性引起的激电谱(SIP),两种谱在频带上占据不同的位置。可用数学物理模型Cole-Cole模型和Cole-Brown模型反演拟合分离,求取多个SEM和SIP谱参数[1,2]。

在复电阻率法中观测到的电磁场(SEM)主要是近区场,场的区间划分依据感应数p的大小进行[3,4]:

电法勘探成果文集

均匀半空间上偶极-偶极排列的电磁相位谱研究表明:当p<2时为近区场,p=2~7.6时为中区场,p>7.6为远区场。其中近区场只与距离(r)有关,中区场与距离(r)和频率(f)两个因子有关,远区场仅与频率(f)有关。电偶源的各类电磁法,大多选用远区场工作(如MT法等),只要改变频率就能改变探测深度。复电阻率(CR)法主要为近区场,只有改变极距才能改变探测深度,是一种几何测深。由于近区场电磁谱(SEM)的强度大,并在频带上与SIP谱有部分重叠,在SIP法发展的前期一直把它作为干扰进行消除,SEM谱中包含的地下导电性变化的信息未被利用。通过对SEM谱进行的系统研究与开发,引入了多个重要的SEM参数———电磁电阻率ρω、相位极值比、视电磁充电率比,解决了近区场SEM谱的应用问题,并在实践中获得了较好的地质效果。

正演计算研究和实际应用表明:SEM参数具有明确的物理意义和量纲,与地下导电性结构的量值有关,对导电性目标体的异常响应灵敏度比视几何电阻率(ρS)高2~4倍,几何分辨率小于四分之一偶极距。由于近场区电磁参数主要与极距有关,用它们构成的拟断面是几何测深断面,便于与SIP参数所构成的几何测深断面对比;SEM参数的探测深度趋近于r/2,且受地表导电性不均匀的影响很小。


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