1、噫吁嚱 !危乎高哉 !蜀道 之难 ,难于上青天。 蚕丛及鱼凫蚕丛及鱼凫 ,开国何茫然 !.四川广汉市三星堆 2号祭祀坑出土的。 “纵目铜人面 ” 蜀国始祖蚕丛的形象沧海桑田岁月在青铜面具的容颜镌刻了什么? 如何能区分面具 表面 和内部的化学成分? 面具 表面 有哪些化学元素? 面具 表面 的铜、锡等金属元素以什么价态存在?是否已经氧化? 面具 表面 的金属元素是否还和其他非金属元素(如硫)反应? -化学环境一站式解决方案: XPS( X射线光电子能谱) !!青铜器表面被腐蚀成什么样了?第三章 光电子能谱法光电子能谱分析法是:采用 单色 光源 (如 X射 线、紫外光)或 电子束去照射样品, 使
2、样品中 电子 受到激发而 发射 出来,然后测量这些 电子的产额(强度)对其能量的分布 ,从中获得有关信息的一类分析方法。光电子能谱法是什么?能干什么?光电子能谱的主要作用是进行 表面分析 3.1概述3.1概述表面?表面 指固 /气(真空)的界面或液 /气(真空)的界面仪器分析里:通常研究固体表面表面厚度?表面厚度 定义为 5倍于原子或分子的直径对于原子结构的固体物质,铁、硅,表面约为 1 nm;对于分子结构的固体物质,如聚合物,其表面是 5倍单体的厚度,约为 5 10 nm;实际测样中,有时指 1个或几个原子层,有时指厚度达微米级的表层3.1概述为什么要对表面进行分析? 对很多合金,某些元素会
3、在表面富集,称为表面偏析或分凝,掺杂生长的晶体也有这种现象。 Cu Ni合金中,在表面 20个原子层中 Cu的含量是体内的 5倍。 表面还可以吸附外界的原子,而这些外来原子与体内不同,不仅能在表面形成吸附层,还可以在表面生成化合物。 (1)组成不同大多数固体表面,在组分上或结构上都是和体内不一样的。晶体中的原子处于有规律的周期性排列状态,而在表面这种周期突然中断,表面出现 重构和驰豫 现象。重构 :表面最外层原子的排列与体内不同。驰豫 :表面原子所处的力场与体内原子不同,因此表面原子会发生相对于正常位置的上移或下移,以此来降低体系能量的现象。晶体表面原子周期性的突然中断还会使表面出现各种缺陷,
4、例如 台阶、弯折、重位、凸沿 等等,而这些缺陷往往是吸附活性点,对催化等非常重要。3.1概述为什么要对表面进行分析?(2)表面的排列与体内不同每个原子 /离子在体内的都是有规律地排布,从空间上讲是电子处于一种平衡状态,而表面原子从空间分布上至少是缺一个方向的平衡(面、棱、角),电子云的分布也不相同。因此,表面的原子比体内原子活性更大。3.1概述为什么要对表面进行分析?(3)表面的电子结构与体内原子结构不同3.1概述为什么要对表面进行分析?由于表面和体内具有上述不同之点,使得表面许多物理、化学性质,如光学、电学、磁学、热学、机械、化学活动性等性质与体内不同。对于表面的这些性质的研究能揭露一些表面现象的本质。例如催化与表面吸附层和表面原子结构的关系等。其他还有表面钝化、活化、腐蚀、脆性、发光等现象,因此对 “ 表面 ”的研究,不仅是一种基础理论工作,而且对国民经济建设也有很大作用。3.1概述表面分析的难点由于被分析的深度和侧向范围是如此浅薄和细微,被检测信号来自极小的采样体积,信息强度十分微弱,重复性差,对分析系统的灵敏度要求也很高。所以,直到六十年代前后,随着超高真空和电子技术的突破,才使表面分析技术迅速发展起来 。