分析化学与社会发展

分析化学与社会发展结业报告材料科学与分析化学在材料的研究和生产中,分析化学始终起着重要作用。据考古学家的分析鉴定,证明早在三千年之前,我国在青铜器的冶炼和浇铸中,已能根据其不同的用途对合金中铜、锡、铅三项主要组分的含量控制在不同的范围内,其误差不大于5%。由此可推测,当时已具备一定的分析检测方法来配合此类青铜的冶炼加工过程,尽管这些方法可能是很原始的,或者只是凭操作者的经验。在20世纪的中叶,材料科学的发展提出了痕量分析、超纯物质分析、微区分析等新课题。处于第二次变革时期的分析化学吸收了物理学和电子学的新成果,研究和发展了许多以物理化学和物理学原理为基础的仪器分析方法,使分析化学从经典化学方法向以仪器分析方法为主的现代分析化学阶段进展。正因为分析化学已具备了新的基础,使材料科学所提出的分析新课题得到解决,促进了半导体材料、原子能材料以及激光材料的研究和发展。两门学科的关系材料分析化学材料分析化学是利用现代分析测试技术，研究材料成分、结构、微观形貌、表面界面和缺陷等确定材料特征以及相关理论基础的材料科学分支。材料分析化学是材料化学的重要组成部分，主要任务是研究和解决材料科学在理论和工程实际中的问题。它在材料科学研究中不可或缺，贯穿在材料科学的研究中。1.复杂体系样品：组分的多样性、多体系（相、界面）物质、2.无损、动态、实时在线、状态分析3.生命过程的分析、控制途径4.ComprehensiveAnalysis•常量、微量、痕量•总体结构、微区、表面、空间分布•宏观形貌、微观结构对分析化学的要求•一、材料组成的成份分析成份的定性、定量分析样品制备－根据分析目的制备样品定性分析－确定成份和种类，谱学分析法定量分析－各组分量的确定，化学分析、仪器分析、能谱分析•大量样品－常用分析方法，多次取样分析•微量样品－谱学分析法，1～2次取样材料分析化学研究方法•二、材料结构分析1.晶体结构－衍射分析方法，显微方法，热分析2.非晶材料－衍射分析方法，热分析，显微分析3.高分子材料三、表面分析X光电子能谱（XPS），俄歇电子能谱（AES），扫描隧道显微术(STM)X射线衍射方法X射线晶体学是一门利用X射线来研究晶体中原子排列的学科。更准确地说，利用电子对X射线的散射作用，X射线晶体学可以获得晶体中电子密度的分布情况，再从中分析获得原子的位置信息，即晶体结构。由于所有的原子都含有电子，并且X射线的波长范围为0.001－10纳米（即0.01－100埃），其波长与成键原子之间的距离（1－2埃附近）可比，因此X射线可用于研究各类分子的结构。但是，到目前为止还不能用X射线对单个的分子成像，因为没有X射线透镜可以聚焦X射线，而且X射线对单个分子的衍射能力非常弱，无法被探测。而晶体（一般为单晶）中含有数量巨大的方位相同的分子，X射线对这些分子的衍射叠加在一起就能够产生足以被探测的信号。从这个意义上说，晶体就是一个X射线的信号放大器。X射线晶体学将X射线与晶体学联系在一起，从而可以对各类晶体结构进行研究，特别是蛋白质晶体结构。X光电子能谱以X射线为激发光源的光电子能谱，简称XPS或ESCA[1]。处于原子内壳层的电子结合能较高，要把它打出来需要能量较高的光子,以镁或铝作为阳极材料的X射线源得到的光子能量分别为1253.6电子伏和1486.6电子伏，此范围内的光子能量足以把不太重的原子的1s电子打出来。结合能值各不相同，而且各元素之间相差很大，容易识别（从锂的55电子伏增加到氟的694电子伏），因此,通过考查1s的结合能可以鉴定样品中的化学元素。俄歇电子能谱俄歇电子能谱（Augerelectronspectroscopy，简称AES），是一种表面科学和材料科学的分析技术。因此技术主要借由俄歇效应进行分析而命名之。这种效应系产生于受激发的原子的外层电子跳至低能阶所放出的能量被其他外层电子吸收而使后者逃脱离开原子，这一连串事件称为俄歇效应，而逃脱出来的电子称为俄歇电子。1953年，俄歇电子能谱逐渐开始被实际应用于鉴定样品表面的化学性质及组成的分析。其特点在俄歇电子来自浅层表面，仅带出表面的资讯，并且其能谱的能量位置固定，容易分析。扫描隧道显微术(STM)中文名称扫描隧道显微术英文名称scanningtunnellingmicroscopy，STM定义利用量子隧道效应的表面研究技术。能实时、原位观察样品最表面层的局域结构信息，能达到原子级的高分辨率。应用学科材料科学技术（一级学科），材料科学技术基础（二级学科），材料科学基础（三级学科），材料的表征与测试（四级学科）材料分析化学对材料科学的作用一、材料成份和结构决定材料性能分析结果←→改善材料制备方法←→高性能材料材料设计需要分析、表征作为保证二、为材料分析提供理论和实际工作基础，选择适当分析方法的方法。对于实际材料样品，能够根据分析要求，作出正确的分析方法判断，撰出分析步骤。对于具体的分析方法和手段，需要更专门的知识，参考相关材料和文献。对于分析化学与社会发展这门课的感触通过这门课，了解到了分析化学不仅仅是实验室里复杂而难以理解的实验，更与我们每个人的日常生活，我们学习的学科，我们从事的职业有着巨大的关系；也更加让我了解到了，每一个学科都对社会发展起着独特且不可忽视的影响，我们新时代的大学生更应该潜心于学问，充实自己的同时以所学来回馈这个社会。