目录

  • 1 绪论
    • 1.1 第一课时 材料现代研究方法包含的内容
    • 1.2 第二课时 材料显微组织结构的含义
  • 2 振动光谱与电子光谱
    • 2.1 概论
    • 2.2 红外光谱
    • 2.3 拉曼光谱
    • 2.4 紫外光谱
    • 2.5 荧光光谱
  • 3 核磁共振与顺磁共振技术
    • 3.1 核磁共振
    • 3.2 顺磁共振
  • 4 热分析
    • 4.1 概述
    • 4.2 DTA与DSC
    • 4.3 TG与DTG
    • 4.4 热分析联用技术及新进展
  • 5 XRD
    • 5.1 概述
    • 5.2 多晶衍射仪的基本构造与原理
    • 5.3 样品制备及测试技术
    • 5.4 应用
    • 5.5 技术进展
  • 6 SEM
    • 6.1 SEM基本原理与仪器结构
    • 6.2 样品制备及基本测试方法
    • 6.3 应用
    • 6.4 SEM技术进展
    • 6.5 SEM实验操作
  • 7 TEM
    • 7.1 概述
    • 7.2 TEM构造与基本原理
    • 7.3 TEM基本成像操作及像衬度
    • 7.4 选区电子衍射及衍射谱的特征与分析
    • 7.5 样品制备技术
    • 7.6 附件
    • 7.7 新进展
  • 8 AFM
    • 8.1 AFM操作讲解和实验
    • 8.2 SPM
    • 8.3 AFM
    • 8.4 其它扫描探针技术及新进展
  • 9 XPS
    • 9.1 基本原理
    • 9.2 实验技术
    • 9.3 应用
  • 10 动态热分析与介电分析
    • 10.1 动态热分析
    • 10.2 介电分析
  • 11 色谱与质谱
    • 11.1 色谱分析基础
    • 11.2 气相色谱法和高效液相色谱法
    • 11.3 应用实例
    • 11.4 质谱分析基础
    • 11.5 应用
    • 11.6 基质辅助激光解析电离串联飞行时间质谱仪
  • 12 光散射
    • 12.1 小角激光散射技术
    • 12.2 光散射
第二课时 材料显微组织结构的含义

2. 材料显微组织结构的含义

1)材料的显微组织结构

材料的组织为相的聚集体,包括单相组织和多相组织。

材料显微组织的含义为从微米尺度描述相之间的聚集状态,包括相的组成、相的形状、相的大小、相的分布以及各相之间的关系(包括晶体位向关系和界面关系等)等特征,常用显微组织形态一次来概述这些特征。

2) 材料显微组织结构包含的内容

材料的显微组织结构所涉及的内容包括:显微化学成分;晶体结构与晶体缺陷;组织组成相的形状及颗粒大小、含量与分布;界面(表面、相界与晶界);位向关系(惯习面、孪生面、新相与母相);内应力分布等。

3)材料的组织结构与性能的关系

结构决定性能是自然界永恒的规律。材料的性能(包括力学性能、物理性能和化学性能)是由其内部的组织结构所决定的。不同种类的材料固然具有不同的性能,即使是同一种材料经不同工艺处理后得到不同的组织结构时,也具有不同的性能(例如,同一种钢淬火后得到的马氏体硬,而退火后得到的珠光体软)。有机化合物中同分异构体的性能也各不相同。

认清了材料的组织结构与性能的关系、组织结构的形成条件与过程机理,则可以通过一定的控制方法形成预期的组织结构,获得所希望的性能。

4)光学显微镜与电子显微镜

光学显微镜是最常用的也是最简单的观察材料显微组织的工具。由于相的形状、相的大小与相的分布等特征的信息使用光学显微镜就可以观察到,相关分析结果还能够直接用于指导工程实际,所以显微组织一般指光学显微组织。但由于光学显微镜的分辨率低(分辨率极限大约为200nm)和放大倍率低(约1000倍),因此对于100nm尺寸级别以下的组织结构(如位错、原子排列等)则无能为力。同时由于光学显微镜只能观察表面形态而不能观察材料内部的组织结构,更不能对所观察的显微组织进行同位微区成分分析,因此光学显微镜远远满足不了当前材料研究的需要。

电子显微镜克服了光学显微镜分辨率低的缺点,能够在更精细的程度上表征相的细节,易于获得表征显微组织的亚结构状态、界面结构以及微部区域结构状态与成分分布等方面的信息,有利于认识相的精细结构与区分材料的显微组织结构。因此,通过电子显微镜观察到的显微组织一般称为精细组织。目前发展的高分辨率电子显微镜能够在接近微观层次上分析材料的组织结构。