특성화(재료과학)

Characterization (materials science)
A micrograph of bronze revealing a cast dendritic structure
청동합금의 미량 수지상 미세구조를 나타내는 특성화 기법 광학현미경법

특성화란 재료과학에서 사용될 때 재료의 구조와 특성이 조사되고 측정되는 광범위하고 일반적인 과정을 말한다.재료 과학 분야의 기초 과정으로, 공학적 재료에 대한 과학적 이해는 확인할 [1][2]수 없습니다.용어의 범위는 종종 다릅니다.어떤 정의에서는 [2]재료의 미시적 구조와 특성을 연구하는 기술로 용어의 사용을 제한하는 반면, 다른 정의에서는 기계적 시험, 열 분석 및 밀도 [3]계산과 같은 거시적 기술을 포함한 재료 분석 프로세스를 지칭하는 용어를 사용합니다.재료 특성화에서 관찰된 구조의 규모는 개별 원자 및 화학 결합의 이미징과 같은 앙스트롬에서 금속의 거친 입자 구조의 이미징과 같은 센티미터까지 다양하다.

기본적인 광학 현미경 검사와 같은 많은 특성화 기법들이 수세기 동안 실천되어 왔지만, 새로운 기술과 방법론들이 끊임없이 등장하고 있다.특히, 20세기 전자 현미경과 이차 이온 질량 분석의 등장은 이전에 가능했던 것보다 훨씬 작은 규모의 구조와 조성의 이미징과 분석을 가능하게 하면서, 왜 다른 물질들이 d를 보여주는지에 대한 이해의 큰 수준을 이끌었다.다른 특성 및 행동.[4]최근 원자력 현미경은 최근 30년 [5]동안 특정 샘플의 분석에서 가능한 최대 분해능을 더욱 높였다.

현미경 검사

알루미늄 광학 현미경 이미지
STM에 의해 얻은 원자 수준의 흑연 표면 이미지

현미경은 물질의 표면 및 표면 아래 구조를 탐색하고 매핑하는 특성화 기술의 범주입니다.이러한 기술은 광자, 전자, 이온 또는 물리적 캔틸레버 프로브를 사용하여 다양한 길이 척도의 표본 구조에 대한 데이터를 수집할 수 있습니다.현미경 검사 기술의 일반적인 예는 다음과 같습니다.

분광학

분광학은 물질의 화학 성분, 조성 변화, 결정 구조 및 광전 특성을 밝히기 위해 다양한 원리를 사용하는 특성 기술 범주입니다.분광기법의 일반적인 예는 다음과 같다.

광학 복사

엑스레이

화성 토양에 대한 첫 번째 X선 회절 뷰 - CheMin 분석 결과 장석, 화석, 감람석 등이 밝혀졌다("Rocknest"의 큐리오시티 탐사선,[6] 2012년 10월 17일).
YCuO225 및 Rietveld 정제 X선 분말 회절 2상, 산화 이트륨 불순물 1%(레드 티커)

질량 분석

상세 정보:질량 분석

핵분광학

상세 정보:핵분광학
방사성 핵을 사용하여 국부 구조를 조사하는 PAC.이 패턴으로부터 방사성 원자 주위의 구조를 분해하는 전계 구배를 얻어 상전이, 결함, 확산을 연구한다.

다른.

거시적 테스트

재료의 다양한 거시적 특성을 특징짓기 위해 다음과 같은 다양한 기술이 사용됩니다.

(a) 테라헤르츠 분광법으로[9] 얻은 집적회로의 유효굴절률 및 흡수계수

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Kumar, Sam Zhang, Lin Li, Ashok (2009). Materials characterization techniques. Boca Raton: CRC Press. ISBN 978-1420042948.
  2. ^ a b Leng, Yang (2009). Materials Characterization: Introduction to Microscopic and Spectroscopic Methods. Wiley. ISBN 978-0-470-82299-9.
  3. ^ Zhang, Sam (2008). Materials Characterization Techniques. CRC Press. ISBN 978-1420042948.
  4. ^ Mathys, Daniel, Zentrum für Mikroskopie, 바젤 대학교: Die Entwicklung der Elektronenmikroskopie vom Bild, die 분석 줌 Nanolabor, 페이지 8
  5. ^ 특허 US4724318 –원자력 현미경 및 원자 분해능 표면 이미징 방법 – Google 특허
  6. ^ Brown, Dwayne (October 30, 2012). "NASA Rover's First Soil Studies Help Fingerprint Martian Minerals". NASA. Retrieved October 31, 2012.
  7. ^ "What is X-ray Photon Correlation Spectroscopy (XPCS)?". sector7.xray.aps.anl.gov. Archived from the original on 2018-08-22. Retrieved 2016-10-29.
  8. ^ R. Truell, C. Elbaum 및 C.B.Chick., 고체 물리학에서의 초음파 방법 뉴욕, Academic Press Inc., 1969.
  9. ^ Ahi, Kiarash; Shahbazmohamadi, Sina; Asadizanjani, Navid (2018). "Quality control and authentication of packaged integrated circuits using enhanced-spatial-resolution terahertz time-domain spectroscopy and imaging". Optics and Lasers in Engineering. 104: 274–284. Bibcode:2018OptLE.104..274A. doi:10.1016/j.optlaseng.2017.07.007.