納米材料的表征與測試技術(shù)

　　第1章納米材料的粒度分析 11前言1 111粒度分析的概念1 112粒度分析的意義2 113粒度分析的種類和適用范圍3 114粒度分析的新進(jìn)展7 115納米材料粒度分析7 12激光粒度分析法8 121發(fā)展歷史8 122激光衍射光譜粒度分析法9 123激光光散射粒度分析法11 124激光相關(guān)光譜粒度分析法15 125激光粒度分析實(shí)驗(yàn)方法20 126激光光散射粒度分析應(yīng)用案例24 13電鏡觀察粒度分析30 131概述30 132電鏡法粒度分析應(yīng)用案例30 14納米材料粒度分析綜合案例分析33 參考文獻(xiàn)49 第2章納米材料的形貌分析 21前言51 211形貌分析的重要性51 212形貌分析的種類和適用范圍51 213形貌分析的新進(jìn)展52 22電鏡形貌分析基礎(chǔ)54 221電子顯微鏡發(fā)展歷史54 222電子顯微鏡的基礎(chǔ)知識55 23掃描電鏡形貌分析59 231工作原理60 232儀器裝置60 233實(shí)驗(yàn)方法63 24樣品的制備71 241樣品表面鍍金技術(shù)71 25掃描電子顯微鏡在納米材料分析應(yīng)用案例72 26透射電鏡形貌分析80 261成像原理81 262透射電子顯微鏡的構(gòu)造84 263透射電子顯微鏡的樣品制備85 27透射電鏡在納米材料分析上的應(yīng)用實(shí)例87 271碳納米管研究87 272SrCO3納米線研究89 273有機(jī)納米線研究90 274SrAlO3納米介孔球92 275高分子納米球93 276半導(dǎo)體化合物的研究93 277其他應(yīng)用95 28掃描探針顯微鏡形貌分析96 281掃描隧道顯微鏡98 29原子力顯微鏡109 291儀器結(jié)構(gòu)和工作原理110 292AFM的樣品制備113 293納米材料的AFM形貌研究114 參考文獻(xiàn)116 第3章成分分析 31前言119 311成分分析的重要性119 312成分分析類型和范圍120 32體相成分分析方法121 321原子吸收光譜法121 322電感耦合等離子體發(fā)射光譜法123 323電感耦合等離子體質(zhì)譜法126 324X射線熒光光譜分析法128 33表面與微區(qū)成分分析方法130 331電子能譜分析方法130 332電子探針分析方法131 333電鏡能譜分析方法132 334二次離子質(zhì)譜分析方法134 34納米材料成分分析舉例136 341AAS測定納米錳的純度136 342AAS測定聚丙烯酸鎳納米微球中的鎳含量137 343ICPOES研究CdSe納米粒子的組成137 344ICPOES測定納米Al2O3表面吸附的金屬離子138 345納米粒子直接引入ICPMS測定元素組成138 346ICPMS測定單個納米粒子組成140 347納米粉ZrO2CeO2La2O3主次量元素的XFS測定142 348AES研究Gd2CuO4薄膜與基底之間的界面擴(kuò)散作用143 349XPS研究納米材料表面油酸的修飾特性145 3410顯微電子探針研究MoS2納米微粒LB膜磨痕形貌與元素分布147 3411TOFSIMS研究乙硫醇與金表面的相互作用148 參考文獻(xiàn)149 第4章納米材料的結(jié)構(gòu)分析 41前言151 411納米材料的結(jié)構(gòu)特征和結(jié)構(gòu)分析的重要性 151 412納米材料結(jié)構(gòu)分析的種類和適用范圍153 413納米材料結(jié)構(gòu)分析新進(jìn)展154 42常量結(jié)構(gòu)分析156 421X射線衍射物相結(jié)構(gòu)分析156 422激光拉曼物相分析186 43電子衍射微區(qū)結(jié)構(gòu)分析200 431電子衍射分析基礎(chǔ)200 432電子衍射儀器202 433電子衍射分析方法203 434電子衍射研究納米物相結(jié)構(gòu)206 44納米材料結(jié)構(gòu)分析案例207 參考文獻(xiàn)214 第5章納米材料的表面與界面分析 51引言217 52表面與界面分析基礎(chǔ)知識218 53X射線光電子能譜分析224 531概述224 532基本原理224 533儀器結(jié)構(gòu)230 534XPS的分析方法231 535納米材料分析應(yīng)用237 54俄歇電子能譜分析241 541概述241 542俄歇電子能譜原理242 543俄歇電子能譜儀的結(jié)構(gòu)245 544俄歇電子能譜分析方法246 545俄歇電子能譜在納米材料研究上的應(yīng)用253 55其他表面分析在納米材料中的應(yīng)用267 551SIMS簡要?dú)v史267 552SIMS的基本原理267 553SIMS儀器結(jié)構(gòu)268 554SIMS分析方法270 555SIMS在納米材料研究上的應(yīng)用270 參考文獻(xiàn)271 本書系統(tǒng)介紹了納米材料分析和表征常見的方法和技術(shù)，共分5章，主要從納米材料的粒度分析、形貌分析、成分分析、結(jié)構(gòu)分析以及表面與界面分析等幾個方面進(jìn)行了系統(tǒng)的論述。本書的主要特點(diǎn)是引用了大量實(shí)例，說明現(xiàn)代分析方法和技術(shù)在納米材料的分析和表征中的具體應(yīng)用。 本書可供化學(xué)專業(yè)、材料專業(yè)及其他相關(guān)專業(yè)的大學(xué)生及研究生作為參考讀物，也可供從事該領(lǐng)域研究的工作人員使用。21前言/50 211形貌分析的重要性/50 22電鏡形貌分析基礎(chǔ)/53 23掃描電鏡形貌分析/58 231工作原理/59 24樣品的制備/70 241樣品表面鍍金技術(shù)/70 25掃描電子顯微鏡在納米材料分析 應(yīng)用案例/71 26透射電鏡形貌分析/79 261成像原理/80 262透射電子顯微鏡的 構(gòu)造/82 27透射電鏡在納米材料分析上的 應(yīng)用實(shí)例/86 271碳納米管研究/86 272SrCO3納米線研究［17］/88 273有機(jī)納米線研究/89 274SrAlO3納米介孔球/91 275高分子納米球/92 276半導(dǎo)體化合物的研究/92 277其他應(yīng)用/94 28掃描探針顯微鏡形貌分析/95 281掃描隧道顯微鏡/97 29原子力顯微鏡/108 291儀器結(jié)構(gòu)和工作原理/109 292AFM的樣品制備/112 293納米材料的AFM形貌 研究/113 參考文獻(xiàn)/115第3章成分分析 31前言/117 311成分分析的重要性/117 312成分分析類型和范圍/118 32體相成分分析方法/119 321原子吸收光譜法/119 322電感耦合等離子體發(fā)射 光譜法/121 323電感耦合等離子體質(zhì) 譜法/124 324X射線熒光光譜分 析法/126 33表面與微區(qū)成分分析 方法/128 331電子能譜分析方法/128 332電子探針分析方法/129 333電鏡能譜分析方法/130 334二次離子質(zhì)譜分析 方法/132 34納米材料成分分析舉例/134 341AAS測定納米錳的 純度/134 342AAS測定聚丙烯酸鎳納米 微球中的鎳含量/135 343ICPOES研究CdSe納米 粒子的組成/135 344ICPOES測定納米Al2O3表 面吸附的金屬離子/136 345納米粒子直接引入ICPMS 測定元素組成/136 346ICPMS測定單個納米 粒子組成/138 347納米粉ZrO2CeO2La2O3 主次量元素的XFS 測定/140 348AES研究Gd2CuO4薄膜 與基底之間的界面擴(kuò)散 作用/141 349XPS研究納米材料表面油 酸的修飾特性/143 3410顯微電子探針研究MoS2 納米微粒LB膜磨痕形貌與 元素分布/145 3411TOFSIMS研究乙硫醇與金 表面的相互作用/146第4章納米材料的結(jié)構(gòu)分析 41前言/149 411納米材料的結(jié)構(gòu)特征和結(jié)構(gòu) 分析的重要性 /149 412納米材料結(jié)構(gòu)分析的種類和 適用范圍/151 413納米材料結(jié)構(gòu)分析新 進(jìn)展/152 42常量結(jié)構(gòu)分析/154 421X射線衍射物相結(jié)構(gòu) 分析/154 422激光拉曼物相分析/184 43電子衍射微區(qū)結(jié)構(gòu)分析/199 431電子衍射分析基礎(chǔ)/199 432電子衍射儀器/201 433電子衍射分析方法/201 434電子衍射研究納米物相 結(jié)構(gòu)/204 44納米材料結(jié)構(gòu)分析案例/206 參考文獻(xiàn)/213第5章納米材料的表面與界面分析 51引言/214 52表面與界面分析基礎(chǔ)知識/215 53X射線光電子能譜分析/221 531概述/221 532基本原理/221 533儀器結(jié)構(gòu)/227 534XPS的分析方法/228 535納米材料分析應(yīng)用/234 54俄歇電子能譜分析/238 541概述/238 542俄歇電子能譜原理/239 543俄歇電子能譜儀的 結(jié)構(gòu)/242 544俄歇電子能譜分析 方法/243 545俄歇電子能譜在納米材料研 究上的應(yīng)用/250 55其他表面分析在納米材料 中的應(yīng)用/264 551SIMS簡要?dú)v史/264 552SIMS的基本原理/264 553SIMS儀器結(jié)構(gòu)/265 554SIMS分析方法/267 555SIMS在納米材料研究上 的應(yīng)用/267 參考文獻(xiàn)/268 納米材料是納米科學(xué)與技術(shù)的基礎(chǔ)和主要研究內(nèi)容，也是20世紀(jì)末在材料科學(xué)領(lǐng)域中發(fā)展起來的一個新興的研究方向。由于納米材料具有許多優(yōu)良的物理化學(xué)特性諸如高比表面、高電導(dǎo)、高硬度、高磁化率、高的催化活性和化學(xué)活性等，不僅備受材料工作者的青睞，在自然科學(xué)的其他領(lǐng)域也受到了極大的關(guān)注。 納米科學(xué)和技術(shù)是在納米尺度上（01～100nm之間）研究物質(zhì)（包括原子、分子）的特性和相互作用，并且利用這些特性的多學(xué)科的高科技。其最終目的是直接以物質(zhì)在納米尺度上表現(xiàn)出來的特性，制造具有特定功能的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)方式的飛躍。納米科學(xué)大體包括納米電子學(xué)、納米機(jī)械學(xué)、納米材料學(xué)、納米生物學(xué)、納米光學(xué)、納米化學(xué)等領(lǐng)域，其中納米材料學(xué)是其物質(zhì)基礎(chǔ)，而納米材料的分析方法是其研究手段。納米科技是未來高科技的基礎(chǔ)，而適合于納米科技研究的儀器分析方法是納米科技中必不可少的實(shí)驗(yàn)手段。因此，納米材料的分析和表征對納米材料和納米科技發(fā)展具有重要的意義和作用。 隨著納米科技的迅猛發(fā)展，納米研究、納米工程、納米產(chǎn)品等的范圍正在擴(kuò)大。雖然納米科技主流技術(shù)全面進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化可能還需要相當(dāng)長的時間，但是在納米材料等領(lǐng)域已經(jīng)有一些技術(shù)正在進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化時代，特別是在一些傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和升級中，納米科技已經(jīng)發(fā)揮出了獨(dú)特的優(yōu)勢。納米技術(shù)和納米產(chǎn)品也開始不斷地滲透進(jìn)人們生活的方方面面，如納米抗菌材料、納米光催化劑等。各種產(chǎn)品的指標(biāo)與計(jì)量、科研成果的測量與評定、各學(xué)科和各領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)、測量儀器和測量方法等都要與國際接軌，納米材料的分析與表征測量技術(shù)已成為突出的重要的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。 納米技術(shù)與納米材料是一個典型的新興高技術(shù)領(lǐng)域。雖然許多科研人員已經(jīng)涉足了該領(lǐng)域的研究，但還有很多研究人員以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的從業(yè)人員對納米材料還不是很熟悉，尤其是如何分析和表征納米材料、如何獲得納米材料的一些特征信息。為了滿足納米科技工作者的需要，本書對納米材料的一些常用分析和表征技術(shù)進(jìn)行了歸納和總結(jié)，主要從納米材料的成分分析、形貌分析、粒度分析、結(jié)構(gòu)分析以及表面界面分析等幾個方面進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹，并在本書中力圖通過納米材料的研究案例來說明這些現(xiàn)代技術(shù)和分析方法在納米材料分析和表征上的具體應(yīng)用。

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