礦物材料現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)-講義

1、1礦物材料現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)礦物材料現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)礦物材料現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)講講義義ModernModernModernTestingTestingTestingTechniqueTechniqueTechnique（（MainlyMainlyMainlyinininmineralmineralmineralmaterialmaterialmaterialanalysis)analysis)analysis)資源與環(huán)境工程學(xué)院礦物加工系管俊芳編200

2、5123前前言言現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)有別于傳統(tǒng)的化學(xué)分析及光學(xué)顯微鏡鑒定方法，它是在19世紀(jì)末20世紀(jì)初物理學(xué)多項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)（電子、X射線、放射性等）及相關(guān)應(yīng)用研究的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，世界各主要國(guó)家的分析儀器行業(yè)于20世紀(jì)40年代末、50年代初逐步形成(日本、美國(guó)、德國(guó)等)。70年代以后，由于真空技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)等的飛速發(fā)展及新能源、新材料、新元器件的不斷引入，一些基礎(chǔ)理論問(wèn)題的突破，生產(chǎn)和應(yīng)用研究范圍的不斷擴(kuò)大，使得各種

3、測(cè)試分析儀器逐漸完善，新的測(cè)試儀器不斷涌現(xiàn)，從而極大地推動(dòng)了各學(xué)科研究及生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展?，F(xiàn)代測(cè)試技術(shù)具有如下六大特征：⑴以“三微”技術(shù)為主流：“三微”指微量、微束、微區(qū)。。微量：指極少的分析樣品用量及對(duì)微量元素的較低檢測(cè)極限(109)；微束：指極細(xì)的激發(fā)束（如電子束、離子束、激光束等），通常1nm。微區(qū)：指極小的分析區(qū)域，如微米納米范圍以電子探針為例，其檢測(cè)極限為100ppm，分析區(qū)域?yàn)閹讉€(gè)nm3，所以其絕對(duì)感應(yīng)量為1014～1016g

4、，這比以往任何分析手段的靈敏度都高。⑵以高度自動(dòng)化控制為主要趨勢(shì):自動(dòng)化程度的提高可以最大程度地減少人為分析的誤差，如X射線結(jié)構(gòu)分析中衍射強(qiáng)度數(shù)據(jù)的獲得，最早是采用多重膠片照相方法，對(duì)衍射點(diǎn)強(qiáng)度進(jìn)行目估，而現(xiàn)在則采用計(jì)數(shù)器直接自動(dòng)探測(cè)，極大地提高了精度及效率。⑶分析數(shù)據(jù)處理的高度計(jì)算機(jī)化計(jì)算機(jī)對(duì)大批量數(shù)據(jù)的復(fù)雜運(yùn)算具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。⑷分析手段綜合化如電子探針配合掃描電鏡、電子能譜、圖形分析系統(tǒng)等，不但可以進(jìn)行微區(qū)成分分析，還可進(jìn)行微形貌及

5、元素分布等的綜合研究；掃描電鏡和透射電鏡中也不僅可分析物質(zhì)的微觀形貌，同時(shí)也可進(jìn)行對(duì)觀察對(duì)象的實(shí)時(shí)成分測(cè)定。⑸分析功能多樣化在常規(guī)分析設(shè)備中增加其它附件，可以進(jìn)行特殊條件下的測(cè)試分析。如在四園單晶衍射儀中增加高壓附件，就可進(jìn)行高壓物相研究；在透射電鏡中裝上冷熱臺(tái)，則可進(jìn)行生物或無(wú)機(jī)相變研究；掃描電鏡與一動(dòng)態(tài)拉伸系統(tǒng)連接，便可觀察到材料在應(yīng)力作用過(guò)程中的結(jié)構(gòu)變化。⑹測(cè)試分析網(wǎng)絡(luò)化許多大型測(cè)試分析儀器由于造價(jià)高昂，為達(dá)到資源共享的目的，將分