综述材料结构分析方法的具体应用

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材料科学中的结构分析方法

为了了解材料科学中结构分析方法的重要性，把学科基础与应用对象都包括在内的材料科学与工程学，所涉及的范围及相互关系用另一种图表示如下：

生产工艺学该图说明：通过基础学科已有的知识指导材料成分、结构和性能的研究，也指导了工艺流程的发展。通过工艺流程生产出可供使用的工程材料；而工程材料在使用过程中所暴露的问题，再反馈到成分、结构和性能的研究，进而改进工艺过程，得到更为合适的工程材料（结构材料和功能材料），如此反复，材料不断改进，而更加成熟，同时，新材料也不断出现，这就是材料科学和工程学科的内容和任务。

1.材料结构分析的重要性

1.1 材料结构分析是认识材料具有某种特性的内容原因和改进材料合成工艺的基础。材料科学的最终目的：是材料的应用，而有特殊用途的材料必定具有特殊的性质，而特殊的性质是由特殊的微观结构决定的，因此可获应用材料的结构分析以及应用过程中该材料的结构分析，就会对材料具有某种特性及其在使用过程中性能变化的原因有正确的认识，从而对材料合成和制备方法以及应用条件提供科学依据

1.2 材料的结构分析也是分子组装的基础之一——超分子化学因为材料的性质是由材料的成分和结构决定的，因而二者关系资料的大量积累，为我们合成特殊用途的新材料提供了可能性，这是正在兴起的“材料设计”工程学的内容。

2.材料结构分析方法的特点

2.1 材料结构分析是与化学分析不同的一类分析方法

(1)传统的各种化学分析方法都是解决材料（或样品）的组成或成分，即元素或基团的定性、定量分析，而结构分析则是通过物质微观结构对光、电、磁、热、微粒、波产生的效应来了解材料微观结构及表面或微区组成的分析法：

(2)同时结构分析多是不破坏样品的分析方法，而化学分析常靠破坏样品以了解成分；（3）和化学分析相比结构分析多为样品用量少、快速，具有高选择性和高灵敏度，便于自动记录和自动控制的分析方法。高技术、新材料的一个特点就是将已熟悉的成分，相同的材料制成具有特异功能的材料。

2.2 结构分析所用仪器设备多较贵重甚至昂贵，仪器原理简单，结构复杂，数据处理需经过训练。此特点决定了结构分析仪器常配备专业人员管理、使用、维修，进行数据处理，费用较高。