测试与分析技术是科学研究的必备工具。本书系统阐述了针对特种超细粉体的基本理化特性、粒度、形貌、成分、比表面积、表面能、表面电性的测试原理及测试分析方法等内容。全书力求做到概念明确、思路清晰、内容全面，易于读者理解。本书的出版为特种超细粉体研究过程中的测试表征提供了一定的参考。

本书可供从事超细粉体、复合材料高精细化工相关研究和生产的科研人员和工程技术人员参考借鉴。

前言

Preface

特种超细粉体是指具有微米或纳米级粒径、并具备特定物理与化学性能的功能材料，广泛应用于国防军工、航空航天、新能源、生物医药等高科技领域。其研发不仅是新材料技术突破与产业升级的关键，更是提升国家战略产业竞争力的重要支撑。科学研究始于对物质性质的精确测量，先进的分析表征技术为准确评估粉体的特性提供了方法和手段，成为特种超细粉体基础理论研究到工程验证应用全过程中不可或缺的工具。虽然近年来特种超细粉体制备与应用技术发展迅速，但系统全面地介绍其分析测试技术的专著仍较为缺乏。特别是在当前科技背景下，分析表征技术正跨越传统边界，呈现出显著的多学科交叉融合趋势，并不断向智能化、原位动态、多尺度贯通及高时空分辨率等方向演进。为了更加清晰、全面地掌握特种超细粉体分析表征技术现状与趋势，我们根据近年来在特种超细粉体领域教学、科研以及国内外该领域的研究进展编著了此书，以期为特种超细粉体领域相关分析表征研究提供支撑。本书系统介绍了特种超细粉体的基本特性与应用背景，重点阐述了颗粒特性分析、显微形貌观察、物理化学性能测试、结构表征、成分分析、热化学行为以及安全性能评价等先进分析方法。内容涵盖从基本原理、仪器结构到实验方案设计与数据分析的完整流程，并将我国特种粉体领域的最新研究成果融入其中，力求为读者提供一套科学、实用且面向前沿的技术参考体系。由于材料的分析表征技术涉及面广，且新的表征技术快速发展，疏漏之处在所难免，作者仅借此书抛砖引玉，期待激发更多学者参与分析表征技术的创新与共享。

本书共分为 8 章，西南科技大学及中国工程物理研究院的许多同志参与了本书的编著工作。其中，第 1、第 4、第 7 及第 8 章由郭长平、杨光成、王茜共同编写。第 2、第 3、第 5 和第 6 章由张行泉、王茜、郭长平共同编写。本书编写过程中得到了笔者的博士及硕士研究生的大力协助，他们是：叶平、杨敏、陈鑫、郭灏、罗连聪、李铮、张宝、瞿瑞、张翼鹏、李廉沛、李浩铖、谢瑞恒、甘宇琴、伍修志等。

由于学识有限，加之时间仓促，对本书中不足之处恳请读者批评指正。

作者2025 年 3 月于绵阳

郭长平，西南科技大学副教授，围绕我国含能材料在军民两用高端产业中的应用和发展目标，进行高能含能材料的降感技术攻关，对高安全、高燃速固体推进剂的关键制备技术进行了大量研究。以超声辅助乳液法制备了十余种微纳米球形CL-20单质炸药及其共晶，发挥多项降感技术的优势，大幅度降低了CL-20的撞击和摩擦感度，有望推动其广泛应用提供技术支持；通过功能材料对高氯酸铵进行改性，获得了高安全和高燃速高氯酸铵基固体推进剂，并形成了具有自主知识产权的系列成果。

目录

Contents

第 1 章 绪论

1.1 特种超细粉体的定义、特性及应用

1.1.1 特种超细粉体的定义

1.1.2 特种超细粉体的核心特性

1.1.3 特种超细粉体的战略应用

1.2 特种超细粉体分析测试的重要性与技术体系

1.2.1 特种超细粉体分析测试的重要性

1.2.2 特种超细粉体分析测试技术体系

1.3 特种超细粉体测试分析技术的发展趋势

参考文献

第 2 章 特种超细粉体颗粒特性测试分析技术

2.1 特种超细粉体尺寸表示方法

2.1.1 单一颗粒的尺寸

2.1.2 颗粒群的尺寸表征体系

2.2 粒度表征方法

2.2.1 筛分法

2.2.2 激光粒度分析法

2.2.3 图像分析法

2.2.4 沉降法

2.2.5 电阻法

2.2.6 X 射线衍射线宽法

2.3 特种超细粉体比表面积与孔径表征方法

2.3.1 粉体比表面积与孔隙基本原理

2.3.2 粉体比表面积与孔结构分析表征原理

2.3.3 粉体比表面积与孔隙结构分析测试方法

2.3.4 比表面积和孔径分析在特种超细粉体材料中的应用

参考文献

第 3 章 特种超细粉体显微分析技术

3.1 扫描电子显微镜分析

3.1.1 电子束与试样作用和产生的信号

3.1.2 扫描电子显微镜的基本结构

3.1.3 扫描电子显微镜的像衬原理

3.1.4 X 射线能谱分析

3.1.5 扫描电分析在特种超细粉体中的应用

3.2 透射电子显微镜分析

3.2.1 透射电子显微镜基本结构及工作原理

3.2.2 透射电子显微镜成像衬度原理

3.2.3 电子衍射

3.2.4 透射电子显微镜的特种超细粉体制备与显微分析

3.2.5 特殊透射电镜技术

3.3 扫描探针显微镜分析

3.3.1 扫描探针显微镜的基本构造及其工作原理

3.3.2 扫描探针显微镜的分类

3.3.3 扫描探针显微镜粉体样品制备

参考文献

第 4 章 特种超细粉体基本物理化学特性测试分析技术

4.1 粉体的颗粒密度

4.1.1 粉体真密度的测试

4.1.2 粉体有效密度的测定

4.1.3 粉体松装密度的测定

4.1.4 粉体振实密度的测定

4.1.5 粉体密度的影响因素

4.2 粉体的接触角

4.2.1 界面现象与润湿方程

4.2.2 粉体接触角的测定

4.2.3 影响接触角的因素

4.2.4 测试项目及参数解读

4.3 粉体流动性

4.3.1 流动性指数测定

4.3.2 粉体摩擦角的测定

4.4 粉末的吸湿性

4.5 粉体的熔点和溶解度

4.5.1 粉体熔点的测定

4.5.2 粉体溶解度的测定

4.6 粉体的热容

4.6.1 粉体热容的测定

4.6.2 粉体比热容的测定

4.7 粉体的传热

4.7.1 粉体的传热特性

4.7.2 粉体的热导率

4.8 粉体的线性膨胀

4.8.1 粉体线性膨胀的测试方法

参考文献

第 5 章 特种超细粉体结构表征技术

5.1 X 射线衍射法

5.1.1 X 射线衍射分析基本原理

5.1.2 粉末衍射分析

5.1.3 X 射线衍射分析应用

5.2 拉曼光谱法

5.2.1 拉曼光谱分析基本原理

5.2.2 红外及拉曼光谱法的比较

5.2.3 拉曼光谱仪及粉体样品制备

5.2.4 拉曼光谱在特种超细粉体研究中的应用

5.2.5 特殊拉曼测定技术概述

5.3 红外光谱法

5.3.1 红外光谱法的基本原理

5.3.2 分子结构与吸收带的相关性分析

5.3.3 红外光谱仪及粉体样品制备

5.3.4 红外光谱图解析及应用

参考文献

第 6 章 特种超细粉体成分分析技术

6.1 X 射线荧光光谱法

6.1.1 X 射线荧光光谱分析的基本原理

6.1.2 X 射线荧光光谱仪

6.1.3 X 射线荧光粉体样品制备及分析方法

6.2 X 射线光电子能谱法

6.2.1 X 射线光电子能谱法的基本原理

6.2.2 X 射线光电子能谱仪基本结构

6.2.3 X 射线光电子能谱分析技术扩展

6.2.4 X 射线光电子能谱测试

6.2.5 XPS 在特种超细粉体研究中的应用

6.3 紫外 - 可见吸收光谱法

6.3.1 紫外 - 可见吸收光谱概述

6.3.2 朗伯 - 比尔吸收定律

6.3.3 化合物的紫外 - 可见吸收光谱

6.3.4 紫外 - 可见分光光度计的结构原理与应用

参考文献

第 7 章 特种超细粉体热化学行为测试分析技术

7.1 热性能表征

7.1.1 热重分析法

7.1.2 差示扫描量热法和差热分析法

7.1.3 差示扫描量热法

7.1.4 热重 - 红外 - 质谱联用法

7.2 燃烧性能表征

7.2.1 燃烧速度概念

7.2.2 点火方式介绍

7.2.3 药剂燃烧速度的测试方法

7.2.4 燃烧温度测试

7.2.5 燃烧热测试

参考文献

第 8 章 特种超细粉体安全性能测试分析技术

8.1 特种超细粉体的安全性能分析概述

8.1.1 撞击感度

8.1.2 摩擦感度

8.1.3 静电感度

8.1.4 冲击波感度

8.1.5 热感度

8.2 特种超细粉体的安定性和相容性分析

参考文献