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

拉曼光谱在最近这些年发展是比较快的,应该来说是受益于两方面吧。

一方面是激光技术的发展,我最近参加了在英国伦敦召开的第21届国际拉曼光谱大会,感受到现在基于超快激光的非线性拉曼光谱技术已经越来越成熟了。这种高精尖和需要昂贵设备的技术,原来仅有很少几个单位可以搞。特别是激光部分都是靠自己搭建,每天还得调,很不稳定,现在这个状况已经不存在了,而且仪器的价格相对也比较低。现在国际上推出的从事非线性光谱研究的超快(飞秒或皮秒)激光器,技术上已经达到比较成熟地步,可以成套购买,也较稳定。非线性拉曼光谱技术已经在生命科学领域研究中发挥它的独特和重要作用。例如,美国哈佛大学的谢晓亮教授在开拓并运用相干反斯托克斯拉曼光谱显微学(CARS Microscopy)研究活细胞内部三维结构方面取得一系列重要成果。我觉得高质量的超快激光器还推动了另一个极具前途的表面光谱技术,就是合频(SFG)技术的发展,它作为具有独特的界面选择性的非线性光谱方法,已经在界面和表面科学、材料乃至生命领域研究中发挥着越来越重要的作用。 近两年,实现拉曼与其它多种微区分析测试仪器的联用,其中有:拉曼与扫描电镜联用(Raman—SEM);拉曼与原子力显微镜/近场光学显微镜联用(Raman—AFM/NSOM);拉曼与红外联用(Raman—iR);拉曼与激光扫描共聚焦显微镜联用(Raman— CLSM),这些联用的着眼点是微区的原位检测。通过联用可以获得更多的信息,并提高可靠度。

1、 拉曼光谱仪

拉曼光谱仪是根据拉曼效应对分子结构进行对比研究的一种方法,用拉曼光谱仪器宝石的原理是:当一束光照射到宝玉石表面时,一部分入射光透过物质,一部分在宝玉石界面上产生反射。此外,还会在宝玉石的不同方向上出现很微弱的散射光。散射光中大部分是与激发光波相同的弹性散射光(瑞利散射),还有比激发光波长的弥为“斯托克斯线”,比激发光波短的称为“反斯托克斯线”,这种现象称为拉曼散射效应。拉曼光谱仪可以提供一种无损的、不接触宝石的快速准确的方法。

2、红外光谱分析仪

红外光谱在珠宝检验中可以解决三个方面的问题,第一,可鉴定宝石的品种,如可鉴别所测之物是翡翠还是青海翠等等;第二,可以鉴别天然宝石和合成宝石,如市场中有许多水晶球,而天然的水晶内部也有很纯净的,如何准确区分天然水晶与合成水晶,是经常困扰检验人员的一个问题,而应用红外光谱仪就可以轻易地将天然品与合成品区别开来;第三,红外光谱仪可有效地对经过处理的宝玉石做出鉴别,如市场中存在的一些高档翡翠b货,用常规的方法几乎看不出来,而红外光谱对测定那些漂白后又经注胶的翡翠效果很好。

3、分光光度计

分光光度计运用可见光分光镜直接地看到各种宝石明显的光谱吸收线(带)和荧光光谱图,分光光度计有紫外-可见光分光光度计和红外分光光度计。宝玉石鉴定中应用最多的是紫外-可见光分光光度计,它是以朗伯-比尔定律为基础,通过测定宝玉石在某一特定波长处或一定波长范围内的吸光度,对宝石内部的某些成分作出定性、定量地分析及结构表征。分光光度计是宝玉石鉴定师最有用的仪器之一。另外,可见光分光光度计的波长范围为190-850nm;红外分光光度计的波长范围为400~4500负一厘米。分光光度计的检验精度较高,对人眼难以察觉那些仅部分被吸收的谱区,以及可见光以外的红外区和紫外区,使用分光光度计都能察觉到实际存在的信息。

4、 电子探针

电子探针的全称是“电子探针x射线显微分析仪”, 这是一种很精密的微区化学成分分析方法,其中的原理是利用高能电子来轰击被测样品,激发样品并使之产生特征x射线信号,这种信号的波长与样品所含元素的种类有关,信号的强度与元素的浓度有关。从而对样品所含元素做出定性、定量的分析,如表就是应用电子探针对白色翡翠、高档绿色翡翠所含化学成分的分析结果。 电子探针在宝玉石检测鉴定方面的应用主要是用其快速、无损地测定露于宝玉石表面色体的成分;测试宝石不同部分、不同方向元素含量的变化。该方法的优点在于无损快速,光束面积小,分析宝石测量部分的化学成分能量低,对宝石无任何损害。

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