材料分析化學AnalyticalChemistryofMaterials第一章材料分析化學導論Chapter1Introduction§1-1材料科學發展概況一、材料科學和材料分析化學材料是人類生活、生產所必需的物質基礎，人類的發展建立在材料發展的基礎之上。人類發展史與材料(生產材料)發展同步鋼鐵材料：蒸汽機的廣泛使用，第一次工業革命；高純半導體：計算機和信息技術納米材料：…….信息、材料、能源、環境和生物工程領域是二十世紀后二十年和二十一世紀初最活躍、最重要和最熱門的研究領域1.材料科學：材料科學1960年代首先由美國學者提出，國內的材料學科在80后期出現材料科學是一門多學科交叉的前沿學科，是以固體物理（化學）、合成化學（無機、有機、高分子）、化學熱力學和動力學為基礎，綜合其它應用學科如力學、冶金、化工和工程學科等多學科領域，探討材料制備及工藝內在規律以及應用的科學。基礎與應用結合，偏重應用的學科。信息技術、新材料技術和生物技術被稱為新技術革命的主要標志。新材料技術的新技術革命準備必要的物質基礎，是新技術革命的先導。材料科學與工程研究材料組成、結構、生產過程（工藝）、材料性能和使用效能以及它們之間的關系。performanceSynthesisprocessingComposition-structureproperties材料科學的研究涉及很寬范圍，從微觀的原子、電子排布，結構和缺陷規律和控制，到工程器件的大規模生產；從基礎和理論研究到工程的實際應用，涵蓋了現代數學、物理學、化學、生物科學、地球科學、冶金學特別是工程科學等極為廣闊的領域。2.材料化學材料化學是近十幾年萌發的材料科學的分支，研究對象是現代新材料。材料的化學組成、結構材料化學性質與性能關系材料化學材料合成、制備材料性能研究1)理論：現代材料化學運用化學熱力學、動力學等基本原理研究材料制備中化學反應的可能性。組成元素的電子結構、晶體結構（宏觀結構）、缺陷結構；并由能量和過程的觀點研究材料的組織、結構和相關理化性質。2）制備：現代材料化學研究核心是材料制備原理和合成方法。制備技術的研發是新材料研發的關鍵3）性能：材料研究的目的是應用，性能決定材料的最終命運。材料性能學3.材料分析化學材料分析化學是利用現代分析測試技術，研究材料成分、結構、微觀形貌、表面界面和缺陷等確定材料特征以及相關理論基礎的材料科學分支。材料分析化學是材料化學的重要組成部分，主要任務是研究和解決材料科學在理論和工程實際中的問題。它在材料科學研究中不可或缺，貫穿在材料科學的研究中。材料分析的基本原理是采用一定的技術手段，獲得測量信號與材料成分、結構等方面的特征關系，形成特定的分析測試方法，并對所獲得的測量結果進行數據處理，以得到材料體系的所有信息。材料分析化學：材料組成、結構的表征；組成－性能之間的關系；組成－性能－制備方法二、復雜體系對分析化學的要求和挑戰1.復雜體系樣品：組分的多樣性、多體系（相、界面）物質、2.無損、動態、實時在線、狀態分析3.生命過程的分析、控制途徑4.ComprehensiveAnalysis常量、微量、痕量總體結構、微區、表面、空間分布宏觀形貌、微觀結構§1-2材料分析化學研究方法一、材料組成的成份分析成份的定性、定量分析樣品制備－根據分析目的制備樣品定性分析－確定成份和種類，譜學分析法定量分析－各組分量的確定，化學分析、儀器分析、能譜分析大量樣品－常用分析方法，多次取樣分析微量樣品－譜學分析法，1～2次取樣二、材料結構分析晶體結構－衍射分析方法，顯微方法，熱分析非晶材料－衍射分析方法，熱分析，顯微分析高分子材料三、表面分析

X光電子能譜（XPS），俄歇電子能譜（AES），掃描隧道顯微術(STM)§1-3材料分析化學對材料科學的作用一、材料成份和結構決定材料性能分析結果←→改善材料制備方法←→高性能材料材料設計需要分析、表征作為保證二、本課程的目的和要求為材料分析提供理論和實際工作基礎，選擇適當分析方法的方法。對于實際材料樣品，能夠根據分析要求，作出正確的分析方法判斷，撰出分析步驟。對于具體的分析方法