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激光粒度分析實驗方法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實驗方法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簡要歷史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。本書的主要特點是引用了大量實例，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簡要歷史/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驗手段。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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