各種材料測試儀器簡介

1、X射線衍射儀:

日本島津XRD-6100型X射線衍射儀

主要用途:材料結構相關的多方面分析:金屬、陶瓷、礦物及人工合成的無機晶體;有機晶體;非晶態;聚合物、各種復合材料等。

研究和分析內容:物相鑒定,相變,非晶態晶化過程,聚合物、聚集態結構,多晶擇優取向,結晶度,晶格常數,一定范圍的長周期測定,單晶定向,外延膜晶格匹配等等。

2、金相顯微鏡

用於研究金屬的顯微組織,作金屬學與熱處理、金屬物理學、煉鋼與鑄造過程等金相試驗研究之用,能在明場、暗場和偏光下進行觀察、投影和攝影。

3、高分辨透射電子顯微鏡

JEOL/JEM-F200_TFEG

主要用於材料內部的顯微結構分析和微區成分的定量分析,主要應用如下:

物相鑒定,采用電子衍射花樣和電子顯微圖像相結合的方法,對未知物相進行研究判定。

材料顯微結構的表征,如材料的形貌、尺度、晶界、相界、孿晶、層錯、位錯、取向關系等等,在一定條件下,可獲得材料相變過程及顯微結構變化的信息。

高分辨晶格點陣像和原子結構像的獲得,可揭示材料在原子分辨尺度上的顯微結構細節,對物相鑒定,結構表征更有助益。

利用X射線能譜對材料的微小區域進行定量分析,把材料的結構研究和成分分析結合起來,有益於對材料的全面瞭解。

4、場發射掃描電子顯微鏡

ZEISS Gemini 300

主要用於觀察材料表面的微細形貌、斷口及內部組織,並對材料表面微區成分進行定性和定量分析,主要用途如下:

無機或有機固體材料斷口、表面形貌、變形層等的觀察和機理研究金屬材料的相分析、成分分析和夾雜物形態成分的鑒定。

觀察陶瓷、混凝土、生物、高分子、礦物、纖維等無機或有機固體材料表面形貌。微型加工的表征和分析集成電路圖形及斷面尺寸,PN結位置,結區缺陷。

金屬鍍層厚度及各種固體材料膜層厚度的測定。

研究晶體的生長過程、相變、缺陷、無機或有機固體材料的粒度觀察和分析。

進行材料表面微區成分的定性和定量分析,在材料表面做元素的面、線、點分佈分析。

5、熱分析儀

瑞士梅特勒-托利多TGA

瑞士梅特勒-托利多DSC

4815d461fb30c382e2a089ca2e91aa60瑞士梅特勒-托利多DMA

熱分析技術包括TG,DTA,,DSC,DMA,TMA。我們常用的有DTA和 DSC 。

熱重分析儀(TG, Thermogravimetric Analysis):可測量物質的熱分解溫度和分解速率等。

熱重分析(Thermogravimetric Analysis,TG或TGA),是指在程序控制溫度下測量待測樣品的質量與溫度變化關系的一種熱分析技術,用來研究材料的熱穩定性和組份。TGA在研發和質量控制方面都是比較常用的檢測手段。熱重分析在實際的材料分析中經常與其他分析方法連用,進行綜合熱分析,全面準確分析材料。

差示掃描量熱儀(DSC):可測定物質熔點、熔化熱、晶化、晶化熱、玻璃化轉變等。

差熱分析儀(DTA):可定性測量物質在升溫過程中熱量的變化。

差熱分析 (Differential Thermal Analysis,DTA),是一種重要的熱分析方法,是指在程序控溫下,測量物質和參比物的溫度差與溫度或者時間的關系的一種測試技術。該法廣泛應用於測定物質在熱反應時的特征溫度及吸收或放出的熱量,包括物質相變、分解、化合、凝固、脫水、蒸發等物理或化學反應。廣泛應用於無機、矽酸鹽、陶瓷、礦物金屬、航天耐溫材料等領域,是無機、有機、特別是高分子聚合物、玻璃鋼等方面熱分析的重要儀器。

6、原子力顯微鏡

ca6f26d9ad390772c129cb6bf737ae0b美國佈魯克 Dimension ICON 原子力顯微鏡

能夠反映樣品表面三維形貌和局部物理特性,表征樣品表面的高度差、粗糙度及粘彈性等。對工件表面粗糙度進行高精度測量。

7、納米壓痕

BrukerHysitron TI 980

表征材料表面微/納米尺度內的強/硬度、彈性模量,蠕變、應力松弛、斷裂韌性、屈服強度(Pillars)、殘餘應力和結合力,測量得到材料載荷—位移曲線,主要應用於生物材料、金屬材料、膜材料、聚合物材料、無機非金屬材料等領域。

8、激光拉曼光譜儀

用於測定分子的振動光譜,與紅外光譜互補,是分析物質組分、結構等的光譜分析手段之一。測量時無損樣品並幾乎不受水溶液的拉曼峰幹擾。

9、傅立葉變換紅外光譜儀

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主要用於有機物的組成及定性、定量分析,給出重要的基團信息。通常紅外光譜Infrared Spectroscopy, IR)是指波長2~25 μm的吸收光譜(即中紅外區),這段波長范圍反映出分子中原子間的振動和變角運動。紅外光譜可以應用於化合物分子結構的測定(如化學官能團,化學鍵構成,骨架結構細節等)、未知物鑒定以及混合物成分分析(單純紅外光譜難以完全確定分子結構及組成,需要結合NMR,MS,Uv-Vis,EDS等譜圖協同分析)

10、激光粒度分析儀

堀場HORIBA LA-960S激光粒度儀

用物理方法測試固體顆粒的大小和分佈的一種儀器。采用激光衍射技術測量粒度。當激光束穿過分散的顆粒樣品時,通過測量散射光的強度來完成粒度測量。適用於幹濕樣品的測定,以米氏理論或弗朗霍夫近似理論為基礎,進行體積等效圓球模型分析,反應樣品D(10)、D(50)、D(90)、D[3,2]、D[4,3]等特征信息。提供粒度分佈,適於分析各種有機物、無機物、金屬粉體,塗料,催化劑,陶瓷原料,各種乳液等。

11、電感耦合等離子體原子發射光譜儀(ICP-OES/MS)

型號:ICP-MS: Agilent 7700s ICP- OES:Agilent 720

適用於元素定性、半定量和精確定量分析,同時測定很高濃度的元素含量和較痕量元素含量,廣泛應用於環境、冶金、地質、農林、石化、礦物、材料生物、食品等領域未知樣品中的微量元素的定性、半定量和精確定量分析。能分析除氧、氯、硫、氟和惰性氣體元素外的絕大多數金屬元素和非金屬元素。

12.XPS(X射線光電子能譜儀)

型號:Thermo Scientific K-Alpha 軟件:Avantage

測試樣品表面1-5nm厚度范圍的元素全譜、元素窄譜(除H、He外)、元素價態及其占比,檢出限為0.5%-1%;配有中和槍消除電荷積累(校準一般用C1s軌道的284.8eV結合能)和Ar Iron離子束刻蝕附件,通過控制Ar離子刻蝕時間可對樣品進行逐層刻蝕得到某一深度元素與價態分佈(Depth Profile)。

13.氣相色譜儀

Agilent 7820A 氣相色譜儀

適用於有機化合物的定量和定性分析,其進樣口和檢測器采用電子氣路控制 (EPC),能夠確保優異的重現性以及可靠的準確度和精密度。操作溫度:10℃-400℃。

14.激光導熱分析儀

德國耐馳LFA467

激光閃射法作為最為廣泛使用的導熱測量技術,用於測量不同種類的固體、粉末與液體樣品的熱擴散系數與導熱系數。德國耐馳LFA467采用非接觸式與非破壞式的測量技術,配置全過程校正系統, 測量速度快、精度高,制樣簡單。針對不同材料配備標準和特殊支架,尤其適合金屬、碳材料的高溫測量。

15.微孔物理吸附分析儀

麥克ASAP2460比表面積分析儀

借助於氣體吸附原理可進行等溫吸附,用於確定BET比表面積、t-plot、Langmuir表面積,BJH孔徑分佈,總孔體積,平均孔徑,微孔孔徑分佈等信息。可以同時進行兩個樣品的分析,配備獨立的六站脫氣站。

16.氬離子拋光機

JEOL/IB-19530 CP

利用氬離子束對樣品表面進行定點轟擊,獲得定點位置處無變形、無損傷的光滑截面。切割後可通過掃描電鏡對材料切割截面進行結構分析,得到截面的組織結構。對於多層復合材料,利用該設備可準確得到其界面結構特點。

17.掃描電子顯微鏡

JEOL/JSM-IT500A

可實現金屬、陶瓷、半導體、聚合物、復合材料等幾乎所有固體材料的表面形貌、斷口形貌、界面形貌等顯微結構分析,借助EDS還可進行微區元素含量分析,主要用途包括:

1)形貌分析:觀察材料物質的表面微觀形貌;

2)結構分析:觀察樣品的相分佈、顆粒尺寸、晶界等結構信息;

3)斷口分析:通過分析斷口結構確定材料的斷裂性質;

4)粒度分析:確定顆粒樣品的粒徑范圍及分佈;

5)元素含量分析:接入能譜(EDS)探測器後,能對樣品中指定微區范圍內4Be-92U元素進行定性分析以及初步定量分析。

17.臺階儀

佈魯克DEKTAK XT

美國佈魯克DEKTAK XT適用於納米尺度的表面輪廓測量、薄膜厚度測量、表面形貌測量、應力測量和平整度等精密測量,應用於微電子、半導體、太陽能、高亮度LED、觸摸屏、醫療、科學研究和材料科學領域。

18.XRF(能量色散X射線熒光光譜儀)

Epsilon 3能夠處理固體、壓制和松散粉末、液體和濾膜樣品,樣品重量可以從幾克重的小樣品到大體積的樣品。可以提供從氟(F)到鈾(U)系列元素的準確、精密、非常可靠的分析。先進的光譜處理和高水準的修正和量化運算方法確保瞭數據的準確性和精確性,可分析濃度范圍ppm-100%。

19.飛行時間-二次離子質譜儀(TOF-SIMS)

無機元素、有機物 成分分析;線掃描,面掃描,深度分析,檢測樣品極淺 表面~2 nm的 成分分析,檢測限:ppm,檢測元素H(氫)~U(鈾)。

20.俄歇電子能譜(AES)

無機元素;線掃描,面掃描,深度分析,測限:0.1%;檢測元素Li(鋰)~U(鈾),檢測樣品極淺表面 4~50Ǻ

的成分分析;深度分辨率高達 20~200Ǻ。

21.X射線成像檢查 (CT)

工業CT是工業用計算機斷層成像技術的簡稱,它能在對檢測物體無損傷條件下,以二維斷層圖像或三維立體圖像的形式,清晰、準確、直觀地展示被檢測物體的內部結構、組成、材質及缺損狀況,被譽為當今最佳無損檢測和無損評估技術。工業CT技術涉及瞭核物理學、微電子學、光電子技術、儀器儀表、精密機械與控制、計算機圖像處理與模式識別等多學科領域,是一個技術密集型的高科技產品。

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