文档介绍：第一章 引言
1．2 材料科学研究方法
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第一章 引言 1．2 材料科学研究方法
性能检测
显微组织分析原理
显微结构表征
从材料出发的综合分析
子排列的过程可以自动由电子透镜完成，将晶体沿电子束投影方向的原子排列成像于像平面。
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第一章 引言 1．2 材料科学研究方法 显微结构表征
下面以新型高温结构陶瓷Ti3SiC2的高分辨结构像为例作一说明。碳化物陶瓷熔点、硬度都很高，碳化钛、碳化硅是两种典型的高温结构材料和耐磨材料。但它们的可加工性很差，要将它们成型为合用的部件要较长的工艺过程。它们的复相陶瓷对韧性有所改善。近年发现碳硅钛三元陶瓷有室温可切削性，而且其电子结构也很有特点，有望用于功能性材料。
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Ti3SiC2的结构可描述为三类原子分别以平面六角密堆排布，面与面之间按密堆积结构的三个球形成的凹陷堆垛。由于一个六角密堆面上的凹陷有两种，如果将形成凹陷的原子平面记为A的话，则两种凹陷位置分别记为B，C。图1-4(a)、(b)的结构模型图给出了三类原子的分布，而且标注了各原子平面在密堆垛中的记号。
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图1-4 Ti-Si-C三元系化合物晶体结构的高分辨像
(a)Ti3SiC2单胞原子排列；(b)沿[110]取向的结构投影图，旁边A、B、C标注密堆积平面的位置；(c)[110]取向高分辨像，元素符号标注原子种类，折线表示原子面堆积顺序
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从图可以盾出，Ti-C之间是ABCABC堆垛，即原来TiC面心立方结构。Ti-Si之间则是ACA堆垛，相当于原来SiC的六角密堆垛，不过这里的C原子由Ti原子置换了。由于沿[110]方向投影看过去，Ti-，，加上碳原子的散射能力弱，故碳原子在图1-4(c)的高分辨像中不能单独成像。在高分辨像中钛、硅原子均可单独成像，在图中与白亮像点对应。
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如以Si原子面为A位置，则Ti原子在Si原子面上下两侧的排布分别为BCA，呈镜面对称，在图中已用线条勾勒出来。高分辨原子像对研究晶体结构而言不仅有直观性的优点，而且对于局域的结构变异或缺陷的揭示，更显示它的长处。
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中子衍射也是结构分析的手段之一。中子受物质中原子核散射，轻重原子核对中子的散射能力差别不大。中子衍射有利于测定轻原子的位置，是上述两种主要结构分析方法的有力补充。
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C 化学组分分析
材料的化学成分分析除传统的分析化学技术外，还包括质谱、紫外、可见光、红外光谱分析，气、液相色谱，光发射与吸收谱，X射线荧光分析谱，俄歇与X射线光电子谱，二次离子质谱，拉曼谱，电子探针，原子探针(与场离子显微镜联用)，激光探针等等。适用于各种不同情况的分析方法，在这里不能一一叙述。
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另有一类谱仪是基于材料受激发的发射谱，专为研究晶体缺陷附近的原子排列状态而设计的，如核磁共振谱仪、电子自旋共振谱仪、穆斯堡尔谱仪、正电子湮没等等。
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扫描探针显微镜的主要功能虽然是形貌观察，但控制探针的隧道电流、近程力等，除与探针跟试样之间的距离有关外，还与试样表面的化学元素、电子态、自旋态等有关。所以这类仪器从原理上说，也有探测表面化学状态的潜力。有些扫描探针显微镜也已开发出这种功能。
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就各种方法的适用层次而言，一方面要知道需探测组织的尺度，另方面需要知道各种分析方法自身具备的能力。图22—4是几种典型的显微组织表征设备分析空间分辨极限和灵敏度的综合示意图，图中各分析技术英文缩写含意如下：
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RM 拉曼谱；
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