Characterization_(materials_science)
特性評価は、材料科学で使用される場合、材料の構造と特性を調査および測定するための広範かつ一般的なプロセスを指します。これは、材料科学の分野における基本的なプロセスであり、それなしでは工学材料の科学的理解を確認することはできませんでした。 この用語の範囲はしばしば異なります。用語の使用を材料の微視的構造と特性を研究する技術に限定する定義もあれば、機械的試験、熱分析、密度計算などの巨視的技術を含むあらゆる材料分析プロセスを指すためにこの用語を使用するものも材料の特性評価で観察される構造のスケールは、個々の原子や化学結合のイメージングなどのオングストロームから、金属の粗粒構造のイメージングなどのセンチメートルまでの範囲です。
青銅合金
のミクロンスケール
の樹枝状微細構造を示す
特性評価技術の
光学顕微鏡
基本的な光学顕微鏡法など、多くの特性評価技術が何世紀にもわたって実践されてきましたが、新しい技術や方法論が常に出現しています。特に、20 世紀における電子顕微鏡と二次イオン質量分析法の出現は、この分野に革命をもたらし、以前よりもはるかに小さなスケールでの構造と組成のイメージングと分析を可能にし、理解レベルの大幅な向上につながりました。異なる材料が異なる特性と挙動を示す理由について。最近では、原子間力顕微鏡は、過去 30 年間で特定のサンプルの分析で可能な最大解像度をさらに向上させました。
コンテンツ
1 顕微鏡検査
2 分光法
2.1 光放射 2.2 X線 2.3 質量分析 2.4 核分光法 2.5 他の
3 肉眼的試験
4 こちらもご覧ください
5 参考文献
顕微鏡検査
アルミニウムの光学顕微鏡像
STMで得られた原子レベルのグラファイト表面の画像
顕微鏡検査は、材料の表面および表面下の構造を調べてマッピングする特性評価技術のカテゴリです。これらの技術では、光子、電子、イオン、または物理的なカンチレバー プローブを使用して、さまざまな長さスケールでサンプルの構造に関するデータを収集できます。顕微鏡技術の一般的な例としては、次のようなものが
光学顕微鏡
走査型電子顕微鏡(SEM)
透過型電子顕微鏡(TEM)
電界イオン顕微鏡(FIM)
走査型プローブ顕微鏡(SPM)
原子間力顕微鏡（AFM）
走査型トンネル顕微鏡(STM)
X線回折トポグラフィー（XRT）
分光法
分光法は、さまざまな原理を使用して材料の化学組成、組成の変化、結晶構造、および光電特性を明らかにする特性評価技術のカテゴリです。分光法技術の一般的な例としては、次のようなものが
光放射
紫外可視分光法(UV-vis)
フーリエ変換赤外分光法(FTIR)
熱ルミネッセンス(TL)
フォトルミネッセンス(PL)
X線
火星の土壌の最初の X 線回折図 – CheMin分析により、長石、輝石、カンラン石などを明らかにする (「ロックネスト」でのキュリオシティ ローバー、2012 年 10 月 17 日)。
Y 2 Cu 2 O
5の X 線粉末回折と
2 相のリートベルト精密化。1% の
酸化イットリウム不純物 (赤いティッカー)
を示す
X線回折（XRD）
小角X線散乱（SAXS）
エネルギー分散型X線分光法（EDX、EDS）
波長分散型X線分光法（WDX、WDS）
電子エネルギー損失分光法(EELS)
X線光電子分光法（XPS）
オージェ電子分光法(AES)
X 線光子相関分光法(XPCS)
質量分析
詳細情報:
質量分析
質量分析のモード:
電子イオン化(EI)
熱イオン化質量分析（TI-MS） MALDI-TOF 二次イオン質量分析（SIMS）
核分光法
詳細情報:
核分光法
放射性核種を用いて局所構造を探るPAC。パターンから、相転移、欠陥、拡散を研究するために、放射性原子の周りの構造を分解する電場勾配が得られます。
核磁気共鳴分光法(NMR)
メスバウアー分光法(MBS)
摂動角相関(PAC)
他の
光子相関分光法/動的光散乱(DLS)
テラヘルツ分光法(THz)
電子常磁性/スピン共鳴(EPR、ESR)
小角中性子散乱(SANS)
ラザフォード後方散乱分光法(RBS)
肉眼的試験
材料のさまざまな巨視的特性を特徴付けるために、次のような膨大な範囲の技術が使用されています。
引張、圧縮、ねじり、クリープ、疲労、靭性、硬さなどの機械的試験
示差熱分析(DTA)
誘電熱分析（DEA、DETA）
熱重量分析（TGA）
示差走査熱量測定(DSC)
インパルス励起法(IET)
共鳴超音波分光法や時間領域超音波検査法などの超音波技術
(a) テラヘルツ分光法によって得られた集積回路の実効屈折率と (b) 吸収係数
こちらもご覧ください
分析化学
機器化学
半導体特性評価技術
ウェーハボンドの特性評価
ポリマーの特性評価
脂質二重層の特性評価
リグニンの特徴付け
ナノ粒子のキャラクタリゼーション
その場での機械的特性評価のためのMEMS
参考文献
^ Kumar、Sam Zhang、Lin Li、Ashok （2009). 材料特性評価技術。ボカラトン：CRCプレス。ISBN 978-1420042948.
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