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材料研究方法.ppt

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材料研究方法.ppt

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文档介绍

文档介绍:*
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第一页,共三十九页。
Chapter 2 Light Microscope
第二章 光学显微分析
Reference:
Encyclopedia of Materials Characterization.
—物理光学显微镜
相差显微镜、偏光显微镜、干涉显微镜、相差偏振光显微镜、相差干涉显微镜、相差荧光显微镜等。
——信息转换显微镜
荧光显微镜、显微分光光度计、图像分析显微镜、声学显微镜、照相显微镜、电视显微镜等。
——特种光学显微镜
高温显微镜、近场光学显微镜等。
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第十二页,共三十九页。
光学显微镜
透射光显微镜
相位差显微镜
反射光显微镜
解剖显微镜
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第十三页,共三十九页。
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第十四页,共三十九页。
材料物相结构的显微分析
许多材料或生产材料所用的原料都是由各种各样的晶体组成的。
不同材料的晶相组成直接影响到它们的结构和性质;
对于各种材料及其原料的性能、质量的评价,除了考虑其化学组成外,还必须考虑它的晶相组成及显微结构。
所谓显微结构就是指构成材料的晶相形貌、大小、分布以及它们之间的相互关系。
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第十五页,共三十九页。
材料物相结构的显微分析
利用光学显微分析技术进行物相分析就是研究材料和其原料的物相组成及显微结构,
并以此来研究形成这些物相结构的工艺条件和产品性能间的关系。
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第十六页,共三十九页。
晶体光学基础
光的物理性质
1. 光的波动性
光的波粒二象性
波动学说解释晶体光学
横波与纵波
电磁波谱
可见光:
3900-7700埃
纵波
横波
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第十七页,共三十九页。
电磁波谱
光学显微分析
使用波段:
可见光波段
390~770nm
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第十八页,共三十九页。
2. 自然光和偏振光
——自然光:垂直于光的传播方向振动,在垂直于光的传播方向的平面内的任意方向振动。
——偏振光:垂直于光的传播方向振动,且只在垂直于光的传播方向的平面内的某一方向振动。
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第十九页,共三十九页。
1. 光的折射
光的折射定律
光与固体物质的相互作用
一束光入射到固体物质的表面,会产生光的折射、反射和吸收等现象,其折射、反射和吸收性能和光的性能、入射方法及固体物质性质有关。
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第二十页,共三十九页。
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第二十一页,共三十九页。
光的折射特点:
1)介质中光传播的速度愈大,则该介质的折射率愈小;
Vi/Vr=Nr/Ni
2)光在真空中的传播速度最大,n1
3)同一介质的折射率因所用光波波长而异(折射率色散)
对于同一介质,光波的波长与折射率成反比。
4)晶体的折射率色散能力
晶体的折射率色散能力,是指晶体在两种波长光波中测定的折射率的差值。
差值越大,色散能力越强,反之则越弱。
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第二十二页,共三十九页。

一束光线照射到物质的表面,一部分光线被反射,另一部分光线透过(透明材料),还有一部分光线要被物质所吸收。
光的吸收主要是光的波动能转换为热能等其他形式的结果。
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第二十三页,共三十九页。
J. H. Lambert 吸收指数定律
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第二十四页,共三十九页。

根据反射的基本定律,以反射表面法线为基准的入射角和反射角是相等的,入射光线、反射光线和反射表面法线处于同一平面上。
在精抛光平表面上可获得单向反射(表面不平整度小于光波长),而在粗糙表面上则呈漫反射。
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第二十五页,共三十九页。

反射光的强度和波长取决于表面的本性和反射介质的光学性质。
通常具有不定域电子的导电体或半导体材料是不透明的,并且呈现很好的反射率。
而以离子或共价键特征为主的材料是透明的,但有时是有色的。
这是由于流动的电子会吸收任何波长的光,而键合电子只与个别波长的光相互作用。
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第二十六页,共三十九页。

物质对投射在它的表面或磨光面上光线的反射能力称为反射力。表示反射力大小的数值称为反射率:
()
式中:R为反射率,Ir为反射光的强度,Ii为入射光的强度。
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第二十七页,共三十九页。
4. 光在晶体中的传播
晶体是具有格子构造的固体,拥有独特的对称性和各向异性