1.紫外分光UV

　　分析原理:吸收紫外線能量導致分子中電子能量級的過渡

　　光譜表示：相對吸收光能量隨吸收光波長的變化提供信息：吸收峰值的位置、強度和形狀，提供不同電子結(jié)構(gòu)的信息材料分子吸收一定波長的紫外線，分子電子價格從低能量水平到高能量水平，產(chǎn)生吸收光譜比紫外光譜。紫光吸收光譜主要用于確定共軛分子、成分和平衡常數(shù)。

　　2.紅外吸收光譜法IR

　　分析原理：吸收紅外光能量，引起分子振動，偶極矩變化，旋轉(zhuǎn)能量級躍遷

　　光譜表示：相對透射光能量隨透射光頻率變化提供的信息：峰值位置、強度和形狀，提供功能組或化學鍵的特征振動頻率

　　由于紅外光譜的特征吸收峰與分子基團相對應，因此可以從紅外光譜中推斷出分子結(jié)構(gòu)。

　　3.核磁共振波譜法NMR

　　分析原理:在外部磁場中，具有核磁矩的原子核吸收射頻能量，產(chǎn)生核自旋能級的躍遷

　　光譜表示：隨化學位移的變化吸收光能提供的信息：峰值化學位移、強度、裂紋分數(shù)和偶合常數(shù)，提供核數(shù)、化學環(huán)境和幾何組成的信息

　　在磁場中，當外部射頻場的頻率與原子核自旋頻率相同時，可以有效地吸收射頻場的能量。因此，對于給定的原子核，在給定的外部磁場中，只能吸收特定頻率射頻場提供的能量，從而形成核磁共振信號。

　　核磁共振和數(shù)據(jù)輸出

　　4.質(zhì)譜分析法MS

　　分析原理:分子在真空中被電子轟擊，通過電磁場形成離子，根據(jù)不同而形成離子m/e的變化

　　提供的信息:分子離子和碎片離子的質(zhì)量數(shù)及其相對峰值，提供分子量、元素組成和結(jié)構(gòu)的信息FT-ICR質(zhì)譜儀工作流程：

　　離子傳輸FT-ICR質(zhì)譜分析器是一個具有均勻（超導）磁場的空腔。離子在圓形軌道上旋轉(zhuǎn)，垂直于磁場。旋轉(zhuǎn)頻率僅與磁場強度和離子的質(zhì)荷比有關(guān)。因此，不同質(zhì)荷比的離子可以分離，并且可以獲得質(zhì)荷比的相關(guān)圖。

　　5.氣相色譜法GC

　　分析原理：由于分配系數(shù)的不同，樣品中的成分在流動相和固定相之間分離

　　光譜表示：隨著保留值的變化，柱后流出物濃度提供的信息：峰值的保留值與組分熱力學參數(shù)有關(guān)，是定性依據(jù)

　　氣相色譜儀檢測流程：氣相色譜儀，主要由載氣、色譜柱、探測器三部分組成。每個模塊的具體工作流程如下。

　　6.凝膠色譜法GPC

　　分析原理:樣品通過凝膠柱時，根據(jù)分子的不同流體力學體積進行分離，大分子先流出。

　　光譜表示：根據(jù)凝膠的性質(zhì)，提供的信息：聚合物的平均分子量和分布可分為凝膠過濾色譜法(GFC)并使用有機溶劑的凝膠滲透色譜法(GPC)。

　　僅根據(jù)尺寸和大小進行分離，大組分首先提出

　　色譜固定相是一種多孔凝膠，只有直徑小于孔徑的成分才能進入凝膠孔。大成分不能進入凝膠孔，只能通過凝膠顆粒之間的間隙，因此最大的成分首先被清洗和提取。

　　直徑小于孔徑的成分進入凝膠孔道

　　成分可以進入大多數(shù)凝膠孔，在色譜柱中停留很長時間，這將被緩慢清洗和提取。由于溶劑分子體積最小，可以進入所有凝膠孔，因此最終從色譜柱中提取。這也是與其他色譜法最大的區(qū)別。

　　根據(jù)尺寸差異，樣品組分分離

　　體積排阻色譜法適用于探索和分離未知樣品。凝膠過濾色譜法適用于水溶液中多肽、蛋白質(zhì)、生物酶等生物分子的分析；凝膠滲透色譜法主要用于分子量測定聚合物（如聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯）。

　　7.熱重法TG

　　分析原理：在溫度控制環(huán)境中，樣品重量隨溫度或時間而變化

　　譜圖的表示：樣品的重量分數(shù)隨溫度或時間的變化而變化

　　提供信息:曲線陡降為樣品失重區(qū)，平臺區(qū)為樣品熱穩(wěn)定區(qū)

　　自動進樣過程

　　熱重分析過程

　　8.靜態(tài)熱-力分析TMA

　　分析原理：樣品在恒力作用下的變形隨溫度或時間的變化而變化

　　譜圖表示方法：樣品變形值隨溫度或時間的變化而變化

　　提供的信息：熱轉(zhuǎn)換溫度和機械狀態(tài)

　　TMA進樣及分析

　　9.透射電子顯微技術(shù)TEM

　　分析原理:散射、吸收、干涉和衍射發(fā)生在高能電子束穿透樣品時，使襯里在相位平面上形成，并顯示圖像

　　譜圖的表示方法:質(zhì)厚內(nèi)襯圖像、明場內(nèi)襯圖像、暗場內(nèi)襯圖像、晶格條紋圖像和分子圖像提供的信息:晶體形狀、分子量分布、微孔尺寸分布、多相結(jié)構(gòu)、晶格和缺陷等

　　TEM工作圖

　　TEM成像過程STEM與平行電子束不同的成像TEM，它是通過在樣品上掃描聚集的電子束來完成的，并與SEM不同之處在于探測器位于樣品下方，探測器接收透射電子束流或彈性散射電子束流，放大后在熒光屏上顯示明場和暗場。

　　STEM分析圖

　　彈性散射發(fā)生在入射電子束照射樣品的表面，部分電子損失的能量值是樣品中某一元素的特征值，從而獲得能量損失譜(EELS)，利用EELS可以分析試樣的微區(qū)元素組成、化學鍵和電子結(jié)構(gòu)。

　　EELS原理圖

　　10.掃描電子顯微技術(shù)SEM

　　分析原理：二次電子、背散射電子、吸收電子、X放大成像等

　　光譜表示：背部散射圖像、二次電子圖像、吸收電流圖像、元素線分布和表面分布提供的信息：斷裂形狀、表面顯微結(jié)構(gòu)、薄膜內(nèi)顯微結(jié)構(gòu)、微元素分析和定量元素分析等

　　SEM工作圖

　　入射電子和樣品中原子的價格電子在非彈性散射下失去的部分能量(30~50eV)刺激核外電子從原子中分離出來，能量大于材料逃逸的電子價格從樣品表面逃逸成為真空中的自由電子，即二次電子。

　　電子發(fā)射圖

　　二次電子檢測圖

　　二次電子樣品的表面狀態(tài)非常敏感，能有效顯示樣品表面的微觀形狀，分辨率可達5~10nm。

　　二次電子掃描成像

　　入射電子在非?？拷诵牡牡胤椒瓷?，沒有能量損失；它不僅包括由原子核形成的彈性背散射電子，還包括由樣品核外電子形成的非彈性背散射電子。

　　背部散射電子檢測圖

　　當使用背反射信號進行形態(tài)分析時，其分辨率遠低于二次電子。根據(jù)背散射電子圖像的亮度，可以確定相應區(qū)域原子序數(shù)的相對大小，從而分析金屬及其合金的微觀組織。

　　EBSD成像過程

　　11.原子力顯微鏡AFM

　　分析原理：固定一個對弱力非常敏感的微懸臂一端，另一端有一個小針尖。由于針尖原子與樣品表面原子之間的作用力非常弱，帶針尖的微懸臂在掃描過程中會在垂直于樣品的表面方向上下移動，從而獲得樣品表面的信息

　　光譜表示方法:微懸臂對應掃描各點位置變化提供的信息:樣品表面形狀信息

　　AFM原理：針尖與表面原子相互作用AFM的掃描模式有接觸模式和非接觸模式，接觸式利用原子之間的排斥力的變化而產(chǎn)生樣品表面輪廓;非接觸式利用原子之間的吸引力的變化而產(chǎn)生樣品表面輪廓。

　　12.掃描隧道顯微鏡STM

　　分析原理：隧道電流強度對針尖和樣品之間的距離有著指數(shù)依賴關(guān)系，根據(jù)隧道電流的變化，我們可以得到樣品表面微小的起伏變化信息，如果同時對x-y方向進行掃描，就可以直接得到三維的樣品表面形貌圖，這就是掃描隧道顯微鏡的工作原理。

　　譜圖的表示方法：探針隨樣品表面形貌變化而引起隧道電流的波動提供的信息：軟件處理后可輸出三維的樣品表面形貌圖

　　探針

　　隧道電流對針尖與樣品表面之間的距離極為敏感，距離減小0.1nm，隧道電流就會增加一個數(shù)量級。

　　隧道電流針尖在樣品表面掃描時，即使表面只有原子尺度的起伏，也將通過隧道電流顯示出來，再利用計算機的測量軟件和數(shù)據(jù)處理軟件將得到的信息處理成為三維圖像在屏幕上顯示出來。

　　13.原子吸收光譜AAS

　　分析原理：通過原子化器將待測試樣原子化，待測原子吸收待測元素空心陰極燈的光，從而使用檢測器檢測到的能量變低，從而得到吸光度。吸光度與待測元素的濃度成正比。

　　待測試樣原子化

　　原子吸收及鑒定

　　14.電感耦合高頻等離子體ICP

　　分析原理：利用氬等離子體產(chǎn)生的高溫使用試樣完全分解形成激發(fā)態(tài)的原子和離子，由于激發(fā)態(tài)的原子和離子不穩(wěn)定，外層電子會從激發(fā)態(tài)向低的能級躍遷，因此發(fā)射出特征的譜線。通過光柵等分光后，利用檢測器檢測特定波長的強度，光的強度與待測元素濃度成正比。

　　Icp設備構(gòu)造

　　形成激發(fā)態(tài)的原子和離子

　　檢測器檢測

　　15.X射線衍射XRD

　　分析原理：X射線是原子內(nèi)層電子在高速運動電子的轟擊下躍遷而產(chǎn)生的光輻射，主要有連續(xù)X射線和特征X射線兩種。晶體可被用作X光的光柵，這些很大數(shù)目的原子或離子/分子所產(chǎn)生的相干散射將會發(fā)生光的干涉作用，從而影響散射的X射線的強度增強或減弱。由于大量原子散射波的疊加，互相干涉而產(chǎn)生最大強度的光束稱為X射線的衍射線。

　　滿足衍射條件，可應用布拉格公式：2dsinθ=λ

　　應用已知波長的X射線來測量θ角，從而計算出晶面間距d，這是用于X射線結(jié)構(gòu)分析;另一個是應用已知d的晶體來測量θ角，從而計算出特征X射線的波長，進而可在已有資料查出試樣中所含的元素。

　　16.納米顆粒追蹤表征

　　分析原理：納米顆粒追蹤分析技術(shù)，利用光散射原理，不同粒徑顆粒的散射光成像在CCD上的亮度和光斑大小不一樣，依此來確定粒徑尺寸;合適濃度的樣品均質(zhì)分散在液體中可以得出粒徑尺寸分布和顆粒濃度信息，準確度非常高。