拉曼光譜的物理基礎(chǔ)是拉曼散射效應(yīng)。當一束單色光(通常為激光)照射到樣品上時,絕大部分光子發(fā)生彈性散射(瑞利散射),頻率不變。約有百萬分之一的光子與樣品分子發(fā)生非彈性碰撞,交換能量,導致散射光頻率發(fā)生變化,此即拉曼散射。頻率變化量(拉曼位移,單位cm?1)對應(yīng)于樣品中分子振動或晶格振動的能級差,因此拉曼光譜是分子振動“指紋譜”,直接反映化學鍵、官能團及晶格動力學信息。其選擇定則由晶體的對稱性和極化率張量決定,不同晶體結(jié)構(gòu)具有特征拉曼峰位、峰強和峰形。
電子陶瓷是現(xiàn)代電子信息技術(shù)、新能源、航空航天等高新技術(shù)的基石材料,主要包括鐵電陶瓷、壓電陶瓷、微波介質(zhì)陶瓷、半導體陶瓷等。這些材料的性能,如介電、壓電、鐵電、導電特性等,與其微觀晶體結(jié)構(gòu)、晶格振動、缺陷、相組成及內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)密切相關(guān)。因此,開發(fā)能夠無損、快速、高空間分辨率地表征這些微觀特性的技術(shù)至關(guān)重要。拉曼光譜技術(shù)基于非彈性光散射原理,能夠靈敏地探測材料的晶格振動(聲子)信息,獲得化學鍵、分子結(jié)構(gòu)、晶體對稱性、相組成、應(yīng)力應(yīng)變等豐富信息。相較于X射線衍射(XRD,長程有序)和紅外光譜(IR,對極性鍵敏感),拉曼光譜對材料的局部結(jié)構(gòu)變化、非晶相、薄膜及微小區(qū)域分析更具優(yōu)勢,且通常無需復雜制樣。因此,它已成為電子陶瓷材料研發(fā)與質(zhì)量評估中不可或缺的分析工具。

西安郵電大學是一所以工為主,以信息科學技術(shù)為特色,工、管、理、經(jīng)、文、法、藝多學科協(xié)調(diào)發(fā)展的普通高等學校,是我國特別是西北地區(qū)信息產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代郵政業(yè)人才培養(yǎng)、科學研究的重要基地。學校始創(chuàng)于新中國成立初期,前身是1950年成立的陜西和甘肅兩省郵電人員訓練班及隨后的西安郵電學校。1959年經(jīng)國務(wù)院批準設(shè)立西安郵電學院,先后隸屬于郵電部和信息產(chǎn)業(yè)部,2000年劃轉(zhuǎn)到陜西省,2003年獲批碩士學位授權(quán)資格,2012年更名為西安郵電大學,2013年成為陜西省和工信部共建高校,2015年入選陜西省高水平大學建設(shè)高校,2018年入選陜西省國內(nèi)一流學科建設(shè)高校,2021年獲批博士學位授予單位,2025年獲批研究生推免資格。學校是國家在西北地區(qū)重點建設(shè)的唯一郵電類普通高校,是教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”實施高校、全國首批試辦邊防軍人子女預(yù)科班的高校、西北地區(qū)唯一承擔亞太電信組織和東盟培訓任務(wù)的高校。

近日,港東科技LRS-5型顯微拉曼光譜儀中標西安郵電大學,用于電子陶瓷材料及相關(guān)氧化物的檢測,在招標過程以及后續(xù)的售后服務(wù)中,港東科技顯微拉曼光譜儀的產(chǎn)品品質(zhì)和服務(wù),得到客戶的高度認可。

拉曼光譜儀具有如下優(yōu)點:
(1)無損與非接觸:對樣品幾乎無損傷,適合珍貴樣品與原位分析。
(2)高空間分辨率:共聚焦顯微拉曼的空間分辨率可達亞微米級(~1 μm),適合微區(qū)分析、相分布成像。
(3)對結(jié)構(gòu)敏感:能有效區(qū)分晶相、非晶相,探測局域結(jié)構(gòu)畸變、離子有序度、缺陷。
(4)適用性廣:可分析固體、液體、氣體,對氧化物、碳材料、聚合物等有良好響應(yīng)。
(5)可進行原位/工況分析:結(jié)合變溫、變壓、電場等附件,可研究材料在外場下的動態(tài)結(jié)構(gòu)演變。
拉曼光譜技術(shù)以其獨特的無損、微區(qū)、對結(jié)構(gòu)敏感的技術(shù)優(yōu)勢,為電子陶瓷及相關(guān)氧化物的微觀結(jié)構(gòu)解析、性能機理研究和工藝優(yōu)化提供了強有力的工具。從基礎(chǔ)的物相鑒定到復雜的離子有序度、內(nèi)應(yīng)力、疇結(jié)構(gòu)動態(tài)研究,拉曼光譜的應(yīng)用不斷深入。隨著技術(shù)本身的進步及其與其他表征方法的融合,它必將在未來先進電子陶瓷材料的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進程中發(fā)揮更加關(guān)鍵的作用。
作為擁有20多年生產(chǎn)制造分子光譜歷史的,中國自主品牌科學儀器制造廠商,港東科技旗下分子光譜產(chǎn)品(傅里葉紅外光譜儀、熒光分光光度計、顯微拉曼光譜儀)以其產(chǎn)品的高性價比,專業(yè)的售后服務(wù),穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量,優(yōu)秀的市場口碑,得到眾多客戶的青睞。