拉曼光谱的分析与应用PDF电子书下载

第1章 应用拉曼光谱学基础 1

1.1拉曼光谱和拉曼光谱术 1

1.2拉曼效应及其经典理论 3

1.2.1拉曼效应 3

1.2.2光散射 5

1.3拉曼散射的偏振 7

1.4拉曼峰的强度 9

1.5振动频率和转动频率 11

1.6温度和压力对拉曼峰的影响 13

1.7定量分析和定性分析 16

1.7.1定量分析 16

1.7.2定性分析 18

1.8拉曼光谱的噪声及其减除方法 19

1.8.1发射噪声 20

1.8.2荧光和磷光 20

1.8.3黑体辐射 23

1.8.4其它背景光 25

1.9增强拉曼光谱术 26

1.9.1表面增强拉曼光谱术（SERS） 26

1.9.2共振增强拉曼光谱术（RRS） 29

参考文献 30

第2章 拉曼光谱仪器学 32

2.1概述 32

2.2拉曼光谱仪 33

2.2.1滤光器型拉曼光谱仪 33

2.2.2分光仪型拉曼光谱仪 34

2.2.3迈克尔逊干涉仪型拉曼光谱仪 36

2.3拉曼探针——显微拉曼光谱术 38

2.3.1横向分辨率——显微镜系统 38

2.3.2轴向分辨率——共焦显微拉曼光谱术 39

2.3.3成像拉曼光谱术 41

2.4拉曼探针——纤维光学拉曼光谱术 42

2.4.1不成像纤维光学探针 42

2.4.2聚焦纤维光学探针 44

2.4.3不成像探针和聚焦探针的适用场合 46

2.5激光器 46

2.6探测器 49

2.7试样准备和安置 51

参考文献 53

第3章 聚合物的拉曼光谱及其应用 54

3.1概述 54

3.2聚合物的拉曼光谱鉴别 55

3.2.1参照光谱法 56

3.2.2光谱剥离法 58

3.2.3拉曼光谱与红外光谱的联合应用 60

3.3聚合物成分的定量分析 61

3.4聚合物的分子结构 65

3.5聚合物的结晶结构 68

3.5.1与聚合物结晶态相关的拉曼峰 69

3.5.2PET纤维结晶度的测定 70

3.5.3全同立构聚丙烯（iPP）结晶度的定量测定 71

3.6聚合物的取向结构 75

3.7共混聚合物的相结构 78

3.8聚合反应动力学 84

3.9聚合物加工的在线测试 91

3.9.1固态聚合物 91

3.9.2熔融态聚合物 92

3.9.3在线测试的困难和解决方法 94

3.10聚合物形变的拉曼光谱行为 99

参考文献 103

第4章 复合材料微观力学的拉曼光谱分析 107

4.1复合材料界面微观力学的主要实验方法 107

4.1.1单纤维拉出（pull-out）试验 108

4.1.2微滴结合（micro-bonding）拉出试验 109

4.1.3单纤维断裂（fragmentation）试验 111

4.1.4纤维压出（push-out or push-in）试验 112

4.1.5四支点弯曲试验 113

4.2陶瓷纤维的微观结构和形变微观力学 114

4.2.1碳化硅纤维 114

4.2.2氧化铝—氧化锆纤维 118

4.2.3纯氧化铝纤维 120

4.3高性能合成纤维的形变微观力学 120

4.3.1PPTA纤维 120

4.3.2PBO纤维 122

4.3.3UHMWPE纤维 125

4.3.4高性能合成纤维分子形变的共性 129

4.4碳纤维的形变微观力学 129

4.5陶瓷纤维增强复合材料的界面行为 132

4.5.1碳化硅纤维／玻璃复合材料的单纤维拉出试验 132

4.5.2压负荷下的SiC／SiC复合材料 138

4.5.3陶瓷基复合材料界面微观结构的拉曼测定 141

4.6高性能合成纤维增强复合材料的界面行为 144

4.6.1单纤维断裂试验 145

4.6.2单纤维拉出试验 149

4.6.3微滴结合拉出试验 152

4.7碳纤维增强复合材料的界面行为 153

4.7.1碳纤维／聚合物复合材料 153

4.7.2碳纤维／碳（C／C）复合材料 160

4.8高模量天然纤维的形变微观力学 161

4.8.1高模量纤维素纤维 162

4.8.2蜘蛛网丝纤维 165

4.9复合材料的残余应变／应力 170

4.9.1玻璃基复合材料 171

4.9.2金属基复合材料 175

4.9.3陶瓷基复合材料和陶瓷材料 176

4.9.4Al-Si共晶体 182

4.10荧光光谱术——基本原理和R线的性质 184

4.11荧光光谱术——纤维增强复合材料中的应用 190

4.11.1陶瓷纤维／玻璃复合材料的热残余应变和界面行为 190

4.11.2玻璃基复合材料的四点弯曲试验 197

4.11.3金属基复合材料的纤维压出试验 201

4.11.4聚合物基复合材料的纤维断裂试验 204

参考文献 204

第5章 碳、矿物质和半导体的拉曼光谱 210

5.1石墨类碳和无定形碳 211

5.1.1石墨类碳和无定形碳的拉曼光谱 211

5.1.2碳纤维的拉曼光谱 214

5.1.3碳纤维和碳／碳复合材料的微观结构 217

5.1.4石墨插层碳化合物 220

5.2金刚石类碳 220

5.2.1单晶金刚石 221

5.2.2微米晶金刚石 221

5.2.3纳米晶金刚石 223

5.2.4金刚石型碳氢化合物 224

5.3球碳 225

5.4碳纳米管 225

5.4.1碳纳米管的拉曼光谱 225

5.4.2碳纳米管形变的拉曼光谱行为 229

5.4.3碳纳米管／聚合物复合材料 234

5.4.4碳纳米管取向的拉曼测定 239

5.5矿物质的拉曼光谱鉴别 244

5.5.1宝石 244

5.5.2珍珠 246

5.6半导体的拉曼光谱表征 250

5.6.1半导体材料的成分 250

5.6.2结晶结构和晶体取向 252

5.6.3界面和界相结构 255

5.6.4局部温度的检测 258

5.6.5应力和应变 260

参考文献 263

第6章 拉曼光谱在生物医学和药物学中的应用 267

6.1拉曼光谱的生物医学应用概述 267

6.2基本生物体组成物的拉曼光谱特性 269

6.2.1核酸 269

6.2.2多肽和蛋白质 271

6.2.3类脂和生物膜 273

6.3拉曼光谱的生物医学应用 274

6.3.1血管学 274

6.3.2结石 277

6.3.3骨科学和牙科学 279

6.3.4眼科学 285

6.3.5病理学 287

6.4拉曼光谱的药物学应用概述 291

6.5拉曼光谱的药物学应用实例 293

6.5.1药物原材料和成品药物的鉴别 293

6.5.2药物物质的分子结构和聚集态结构 297

6.5.3药物的反应动力学监测 298

6.5.4药物成分和结构分布的拉曼成像 300

6.6拉曼光谱的生物医学和药物学应用前景 302

参考文献 303