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材料研究方法综述
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1研究材料的意义
物质的组成和结构取决于材料的制备和使用条件。
在材料制备和使用过程中，物质经历了一系列物理、化学或物理化学变化，因此材料的制备工艺和使用过程，特别是前者直接决定了材料的组成和结构，从而决定了材料的性能和使用效能。
正是由于制备工艺和使用过程的这种重要性，材料研究应着重于探索制备过程前后和使用过程中的物质变化规律，也就是在此基础上探明材料的组成（结构）、合成（工艺流程）、性能和效能及其相互关系，或者说找出经过一定工艺流程获得的材料的组成（结构）对于材料性能与用途的影响规律，以达到对材料优化设计的目的，从而将经验性工艺逐步纳入材料科学和工程的轨道。
研究方法从广义上来讲，包括技术路线、实验技术、数据分析等。
具体来说，就是在充分了解研究对象所处的现状的基础上，根据具体目标，详细制定研究内容、工作步骤以及所采用的实验手段，并将试验获得的数据进行数学分析和处理，最后得出规律或建立数学模型。
从狭义上来讲，研究方法就是某一种测试方法，如X射线衍射分析、电子显微术、红外光谱分析等，包括实验数据（信息）获取和分析。
因为每一种实验方法均需要一定的仪器，所以说研究方法指测试材料组成和结构的仪器方法。
材料的组成和结构的测试方法有多种，应根据不同的应用场合进行合适的选择。
2材料的结构和层次
结构是指材料系统内各组成单元之间的相互联系和相互作用方式。
材料的结构从存在形式来讲，有晶体结构、非晶体结构、孔结构及它们不同形式且错综复杂的组合或复合；而从尺度上来讲，又分为微观结构、亚微观结构、显微结构和宏观结构等四个不同的层次。
每个层次上观察所用的结构组成单元均不相同。
结构层次大体上是按观察用具或设备的分辨率范围来划分的，如宏观与显微结构的划分以人眼的分辨率为界，显微结构和亚显微结构的划分以光学显微镜的分辨率为界，亚显微结构和微观显微结构的分解相当于普通扫描电子显微镜的分辨率。
3研究方法的种类
除了宏观结构可直接用肉眼观察外，其他层次结构的研究手段一般需借助于仪器。
仪器分析按信息形式可分为图像分析法和非图像分析法；按工作原理，前者主要是显微术，后者主要是衍射法和成分谱分析。
显微术和衍射法均基于物理方法，其工作原理是以电磁波（可见光、电子、离子和X射线等）轰击样品激发产生特征物理信息，这些信息包括电磁波的透射信息、反射信息和吸收信息，将其收集并加以分析从而确定物相组成和结构特性。
基于这种物理原理的具体仪器有光学显微镜、电子显微镜、场离子显微镜、X射线衍射仪、电子衍射仪、中子衍射仪等。
3.1图像分析法
图像分析法是材料结构分析的重要研究手段，以显微术为主题。
光学显微术是在微米尺度观察材料结构的较普及的方法，扫描电子显微镜可达到亚微观结构的尺度，透射电子显微术把观察尺度推到纳米甚至原子尺度。
图像分析法既可以根据图像的特点及有关的性质来分析和研究固体材料的相组成，也可以形象地研究其结构特性和各项结构参数的测定。
其中电子显微术还可与微区分析方法（如电子能量损失谱、波谱、能谱等）相结合，定性甚至定量研究材料微区的化学组分及其分布情况。
3.2非图像分析法
衍射法主要研究材料的结晶及晶格常数，成分谱分析主要测定材料的化学成分。
（1）衍射法：
衍射法包括X射线衍射、电子衍射和中子衍射等三种分析方法。
X射线衍射分析物相较简便、快捷，适用于多相体系的综合分析，也能在对尺寸在微米量级的单颗晶体材料进行结构分析。
由于电子与物质的相互作用比X射线强4个数量级，而且电子束又可以在电磁场作用下汇聚得很细小，所以微细晶体或材料的亚微米尺度结构测定特别适于用电子衍射来完成。
与X射线、电子受原子的电子云或势场散射的作用机理不同，中子受物质中原子核的散射，所以轻重原子对中子的散射能力差别比较小，中子衍射有利于测定材料中轻原子的分布。
（2）成分谱分析：
用于材料的化学成分分析，成分谱的种类有很多：
1.光谱，包括紫外光谱、红外光谱、荧光光谱、激光拉曼光谱等；2.色谱，包括气相色谱、液相色谱、凝胶色谱等；3.热谱，包括差热分析仪、热重分析仪、差式扫描量热计等；此外还有原子吸收光谱、质谱等。
上述谱分析的信息来源于整个样品，是统计性信息。
另有一类谱分析是基于材料受激发的发射谱与具体缺陷附近的原子排列状态密切相关的原理而设计的，如核磁共振谱、电子自旋共振谱、正电子湮灭分析等。
尽管不同方法的分析原理不同以及涉及到的具体检测操作过程和相应的检测分析仪器不同，但各种方法的分析、检测过程均可大体分为信号发生、信号检测、信号处理及信号读出等几个步骤。
相应的分析仪器则由信号发生器、检测器、信号处理器与读出装置等几部分组成。
依据检测信号与材料的特征关系，分析、处理读出信号，即可实现材料分析的目的。
材料结构表征的任务及其分析仪器的发展基本上还是围绕着成分分析、结构测定和形貌观察来发展的。
4材料研究方法的具体应用
由于材料研究的方法众多，鉴于多种原因无法全部列举出来，故而在此选择几个发展成熟并且笔者较为感兴趣的研究方法进行说明。
4.1光谱分析
光谱分析技术依赖于样品对电磁辐射的吸收或发射。
因而，光谱试验通过测定两个参数：
样品所吸收或发射的电磁辐射的频率以及吸收或发射的强度。
对于材料结构与组成的定性和定量分析方法来说，主要考虑吸收光谱。
分子吸收辐射光的能量是量子化的，只有当光子的能量恰好等于两个能级之间的能量差时，才能被分子吸收。
因此对于某一分子来说，他只是吸收某一特定频率的辐射能量。
如吸收的能量引起分子中价电子的跃迁而产生的吸收光谱叫做紫外光谱等。
紫外光谱、红外光谱、核磁共振谱都是吸收光谱。
广义的吸收光谱还包括拉曼光谱和原子吸收光谱。
4.1.1紫外吸收光谱
紫外光谱是电子吸收光谱，波长范围是4-400nm（纳米），其中100-200nm（纳米）是远紫外区，200-400nm（纳米）是近紫外区，一般的紫外光谱是指近紫外区。
波长范围在200nm以下的区域是真空紫外区，由于此区域光线的产生和其他原因目前对科研的意义不大。
波长范围在200—400nm之间的普通紫外区，对形象痕迹的显现和对有机物结构分析的用处最大。
共轭体系以及芳香族化合物在此区域内有吸收，是紫外光谱成像讨论的主要对象。
当样品分子或原子吸收光之后。
外层电子由基态跃迁到激发态，不同结构的样品分子，其电子的跃迁方式是不同的，而且吸收光的波长范围不同，吸光强度也不同，从而可根据波长范围、吸光鉴别不同物质结构方面的差异。
由于紫外光是分子中电子吸收的变化而产生的，并与共轭体系的π电子跃迁有关，这意味着这一光谱可提供化合物中多重键和芳香共轭性方面的有关信息，并包括那些使得化合物分子中某些多重键体系共轭得以扩展的氧、氮、硫原子上非键合电子的信息。
对某种添加剂（如稳定剂、增稠剂）或杂质（如残留单体、催化剂）的测定是一种比较有效的方法。
另外由于紫外区的吸收率高（比红外区大一个数量级）且可用较厚的样品，所以能分析材料中的微量化合物。
由于有机化合物分子中引入了助色基团或其他发色基团（凡能导致化合物在紫外及可见光区产生吸收的基团，无论是否显示颜色都称为发色基团）而产生结构的改变，或者由于溶剂的影响使得其他紫外吸收带的最大吸收波长向长波方向移动的现象称为红移。
与此相反，如果向短波方向移动则称为蓝移。
与吸收带波长红移及蓝移相似，由于有机化合物分子结构中引入了取代基或受到溶剂的影响，使得吸收带的强度，即摩尔吸光系数增大或减小的现象成为增设效应或减色效应。
紫外光谱是由于电子跃迁产生的光谱，在电子跃迁的过程中，会伴随着分子、原子的振动和转动能级的跃迁，与电子跃迁叠加在一起，使得紫外吸收谱带一般比较宽，所以在分析紫外光谱的时候，初注意谱带的数目、波长及强度外，还注意其形状、最大值和最小值。
一般单靠紫外吸收光谱无法推定官能团，但对于测定共轭结构还是很有利的。
利用紫外光谱鉴别一个有机物是否含有共扼体系或方向结构，这是紫外吸收光谱在有机化合物鉴定中最重要的应用。
有机物的红外光谱告诉我们分子中存在着哪些官能团；其紫外吸收光谱能说明这些官能团之间的相互关系。
例如几个官能团之间是否存在相互共扼，以及在共扼体系中取代基的位置、种类、数目等。
其次，通过对紫外吸收光谱的观察，可以推测出有机物可能具有哪一类结构，而且容易检验出化合物中所含的微量杂质。
再次，判断某些化合物的构型；根据不同构型的化合物在近紫外区的吸收不同判断其构型。
最后，某些有机
化合物存在互变异构平衡，在溶剂极性或pH不同的条件下随着平衡的移动，其紫外吸收光谱亦发生变化，可对这类平衡体系进行研究。
紫外吸收光谱分析可用来进行在紫外区范围有吸收峰的材料的鉴定及结构分析，其中主要是有机化合物的分析和鉴定，同分异构体的鉴定，材料结构的测定等。
但是有机化合物在紫外区中有些没有吸收谱带，有的就用较简单而宽阔的吸收谱带。
并且，如果材料组成的变化不影响生色团及助色团，就不会显著影响其吸收光谱，例如甲苯和乙苯的紫外吸收光谱其实是相同的。
因此，材料的紫外吸收光谱基本上是其分子中生色团及助色团的特性，而不是整个分子的特性。
当然，紫外光谱也有其特有的优点，例如π电子及共轭双键的化合物在紫外区有强烈的K吸收带，其摩尔吸光系数ε可达到104~105，检测灵敏度很高（红外吸收谱的ε很少超过103），因而紫外吸收光谱的λmax和εmax还是能像其他物理参数，如熔点、旋光度等一样，可提供一些有价值的定性数据。
其次，紫外吸收光谱分析所用的一起比较简单，操作方便，准确度也高，因此它的应用是很广泛的。
一般而言，紫外吸收光谱用于以下几个方面：
（1）定性分析：
以紫外吸收光谱鉴定有机化合物时，通常是在相同的测定条件下，比较未知物与已知标准物的紫外光谱图，若两者的谱图相同，则可认为待测样品与已知化合物具有相同的生色团。
如果没有标准物，也可借助于标准谱图或有关电子光谱数据进行比较。
利用紫外光谱很容易将具有特征官能团的高分子与不具有特征官能团的化合物分子区分开，比如聚二甲基硅氧烷就容易与含有苯基的硅树脂或硅橡胶区分，含有苯基的紫外区有B吸收带，不含苯基的则没有吸收。
（2）纯度检查：
如果一化合物在紫外区没有吸收峰，而其中的杂质有较强的吸收，就可以方便地检出该化合物中的痕量杂质。
如要鉴定甲醇或乙醇中的杂质苯，可利用苯在256nm处的B吸收带，而甲醇或乙醇在此波长处就几乎没有吸收。
（3）定量检查：
紫外光谱的吸收强度比红外光谱法大得多，它的灵敏度为10-5~10-4，测量准确度高于红外光谱法。
适合于多组份材料中某些组分含量，研究共聚物的组成、微量物质（单体中的杂质、聚合物中的残留单体或少量添加剂等）和聚合反应动力学。
对于多组分混合物含量的测定，如果混合物中何种组分的吸收相互重叠，则往往仍需预先进行分离。
实际举例：
（1）对刑事影像学的影响：
刑事影像技术是由刑事照相技术发展而来的，属于物证技术学也是物证技术学其它学科的基础，包括影像成像检验、影像分析检验和影像合成技术三大部分。
紫外光谱成像技术在刑事影像技术方面的应用是光谱成像技术的进一步发展，紫外光谱成像技术不仅具有光谱成像技术的优势而且还有其自身独特的特点。
使刑事影像技术不再仅仅是对痕迹简单的显现和记录，利用紫外光谱成像技术得到的图像和数据可以直接对痕迹物质的种类结构进行认定，而且还为进一步检验提供了方便。
（2）对法化学和法医学的影响：
毒物和毒品的检测和分析是法医学和法化学基本的任务之一。
新型毒品和新型毒物几乎都是有机化合物。
因此，紫外吸收光谱成像对法化学和法医学的意义重大，在机化合物进行测定的时紫外吸收光谱可以鉴别有机物结构，尤其在确定天然有机物和新化合物的化学结构时，它可以快速检测出天然和新出现有机物质的结构从而确定它的性质从而争取时间。
紫外光谱的灵敏度很高，还可以快速检测出毒品和毒物。
我国各地公安机关和鉴定机构对巴比妥、生物碱类、吩唾嗪类药物、苯并二氮类抗精神失常类药物进行了紫外光谱测定。
紫外光谱成像技术可以帮助法医学和法化学在毒物分析中能运用光谱资料筛选鉴别毒物，提供定量分析的使用波长，从而建立数据库为各鉴定单位分析创造良好的条件。
（3）对痕迹检验学的影响：
紫外光线反射照相尤其是短波紫外反射照相在显现非渗透客体上潜在痕迹显示时已表现出极大的优势，利用紫外光谱近似连续的紫外光对潜在痕迹进行显现可以得到更好的显现效果，而且对以后显现某些特定痕迹选择使用紫外波段时具有
指导意义。
物质组分和分子结构决定物质吸收光谱或荧光光谱。
不同物质呈现的特征光谱也不同，因此可以通过分析比较物质的特征光谱对物质化学成分和进行鉴别说明这些物质结构之间的相互关系。
在物证检验领域光谱测量分析一直是鉴别物质的重要手段之一。
4.1.2红外吸收光谱
红外光谱是由于分子振动能级的跃迁（同时伴随着转动能级的跃迁）而产生的，又称为分子振动转动光谱。
物质能吸收电磁波应满足两个条件：
1.辐射应具有刚好满足物质跃迁时所需的能量，这就需要分子中的某个基团的振动频率和外界红外辐射的频率一致。
2.辐射与物质之间有相互作用，因此分子必须由偶极矩的改变。
只有发生偶极矩变化的振动才能引起可观测的红外吸收谱带，称之为红外活性，反之则称为非红外活性。
红外光谱的最大特点是具有特征性。
复杂分子中存在许多原子基团，各个原子基团（化学键）在分子被激发后，都会产生特征的振动。
分子的振动，实质上可归结为化学键的振动。
因此红外光谱的特征性与化学键振动的特征性是分不开的。
同一类型的化学键的振动频率是非常接近的，总是出现某一范围内。
同一类型的集团在不同的物质中所处的环境和不相同，这种差别常常能反映出结构上的特点。
吸收峰的位置和强度取决于分子中各基团（化学键）的振动形式和所处的化学环境。
红外光谱在化学领域中的应用，大体上可分为两个方面：
分子结构的基础研究和化学组成的分析。
应用红外光谱可以测定分子的键长、键角，依此推断出分子的立体构型；根据所得的力场数可以知道化学键的强弱；由简正频率来计算热力学函数。
红外光谱最广泛的应用还在于对物质的化学组成进行分析。
用红外光谱法可以根据光谱中吸收峰的位置和形状来推断未知物结构，依照特征吸收峰的强度来测定混合物中各组分的含量，加上此法具有快速、高灵敏度、试样用量少、能分析各种状态的试样等特点，成为现代结构化学、分析化学最常用和不可缺少的工具。
实际举例：
（1）生物医学中：
红外显微成像技术能够在分子水平上反映组织中生物大分子结构组成及官能用振动方式的改变。
分子水平上的变化一般早于细胞形态学方而的变化和机体症状的出现，所以这种变化可提供非常有意义的信息。
但红外显微成像技术在生物医学上的鉴别诊断研究还处于探索阶段，主要是通过各吸收峰的峰形、峰位和峰强的比较来实现的，尚缺少更客观的量化标准。
随着研究的逐步深人，病例及研究数据的不断积累完善，计算机辅助解析方法的进一步发展，化学计量学方法的合理应用，该方法有望成为医学早期诊断的辅助方法。
（2）微生物学中的应用：
Vitaly等用红外显微成像技术区分了与人类和动物感染有关的各种不同的细菌与真菌，得到了具有显著差异的细菌、真菌以及细菌、真菌混合物的特征谱带。
细菌在1450cm-1处有一个明显的尖峰，而真菌的特征谱带则在1377cm-1处，细菌与真菌混合物分别在1377和1400cm-1处各有一个特征峰。
由此可见红外显微成像技术可用于细菌和真菌感染物或污染物的快速鉴定。
（3）法庭科学上的应用：
Ricci等用BVDA明胶提取犯罪现场指纹，通过红外显微成像深度剖析了指纹信息，脂质特征峰的指认．指纹形
状特征清晰可见，这对刑侦的证据的快速采集与准确判断给予很大的帮助。
同样的，红外显微成像还可以用于对古代油画的成分分析，将油画艺术品的横断面进行红外成像，依据不同区域的特征官能团的分布，定性的判断每层油画颜料成分，这一方法为艺术品真迹和赝品的鉴定开辟了一条新的道路。
4.1.3激光拉曼散射光谱法
当一束频率为V0的入射光照射到气体、液体或透明晶体样品上，绝大部分可以透过，大约有0.1％的入射光与样品分子之间发生非弹性碰撞，即在碰撞时候有能量的交换，这种光散射叫做拉曼散射；反之，若发生弹性碰撞，两者之间没有能量的交换，这种光散射称为瑞利散射。
受益于激光器、单色仪和弱光信号探测技术的不断进步，如今的拉曼光谱不仅能够借助于特征拉曼频率分辨微量的混和物之中的各种化学成分信息，而且可以给出其中各种成分的空间分布信息，其空间分辨率已经接近光的衍射极限，这就是拉曼成像技术。
拉曼图像能够揭示样品中主要有哪些化学成分以及各成分的空间位置分布；给出样品中颗粒（聚集体）的尺寸和数目；显示出半导体材料上的应力分布以及微米尺度上的分子取向。
在各种分子振动方式中，强力吸收红外光的振动能产生高强度的红外吸收峰，但只能产生强度较弱的拉曼谱峰；反之，能产生强的拉曼谱峰的分子振动却产生较弱的红外吸收峰。
因此，拉曼光谱与红外光谱相互补充，才能得到分子振动光谱的完整数据，更好地解决分子结构的分析问题。
拉曼效应产生于入射光子与分子振动能级的能量交换。
许多情况下，拉曼频率位移的程度正好相当于红外吸收频率。
因此红外测量能够得到的信息同样也出现在拉曼光谱中，红外光谱解析中的定性三要素（即吸收频率、强度和峰形）对拉曼光谱也适用。
非极性官能团的拉曼散射带谱较为强烈，极性官能团的红外谱带较为强烈。
与红外光谱相比，拉曼散射具有下面的几个特点：
（1）拉曼光谱是一个散射的过程，任何尺寸、形状、透明度的样品，只要能被激光照射到，就可直接用来测量。
由于激光束的直径很小，并且可以进一步聚焦，所以极微量样品都可测量。
（2）水是极性很强的分子，因而其红外吸收非常强烈。
但是水的拉曼散射却极微弱，因而水溶液样品可直接进行测量。
同样，玻璃的拉曼散射也较弱，可以作为理想的窗口材料，如液体或固体粉末样品可放于玻璃毛细管中测量。
（3）对于聚合物及其他分子，拉曼散射的选择定则的限制较小，可得到更丰富的谱带。
拉曼光谱研究高分子样品最大的缺点是荧光散射，多半与样品的杂志有关，但采用傅里叶变换拉曼光谱仪，可以克服这一缺点。
实际举例：
（1）拉曼光谱鉴定人体组织：
早期研究集中在测量人离体组织的拉曼光谱，并通过比较峰值强弱、谱峰偏移等方法，分析判断正常、良性、恶性肿瘤组织之间拉曼光谱的区别与联系。
正常组织和病变组织拉曼光谱的区别主要反映在核酸、蛋白质和脂类等物质谱峰的相对波数、相对强度的变化上，如正常组织1445cm-1，与1657cm-1的峰值强度比值大于良性肿瘤的峰值强度比值，而小于恶性肿瘤的峰值强度比值，依此可区分正常组织和恶性肿瘤组织。
Gniadecka、Sigurdsson等
研究了拉曼光谱诊断皮肤癌，结果显示皮肤癌样品中蛋白质和脂肪的结构发生了改变。
对1220~1360cm-1，900~990cm-1和830~900cm-1区域的强度分析可以将基底细胞癌和正常皮肤的光谱区分开来。
（2）拉曼光谱鉴定中药产地：
中药的地道性直接影响到药物的疗效，所以一直是其研究的重点。
但是不同产地、不同栽培技术的同种药物的疗效去相差甚远。
目前市场上普遍存在着药物以次充好的现象，因此加强药物地道性的检验是十分重要的。
就比方说正品枸杞产于宁夏，许多地区用同属植物北方枸杞代替宁夏枸杞药用，但是由于北方枸杞质量较差、含铅量而被高禁止药用。
利用拉曼光谱可以快速、无损地鉴别了宁夏枸杞和北方枸杞样品圈。
结果显示在波数为500cm-1~3600cm-1。
宁夏枸杞可观察到4个特征峰；北方枸杞可观察到3个特征峰。
宁夏枸杞在波数为1445cm-1处多了一个散射峰。
并且宁夏枸杞的拉曼谱峰的峰高明显高于北方枸杞。
根据拉曼谱图的峰强与峰位的差异可作为枸杞产地鉴别的依据。
根据拉曼光谱的谱峰特点（峰强或峰位）以及荧光背景的强弱可以清楚、准确的鉴别出中药的产地，为中医药鉴别提供了一个有用的手段。
4.2X射线衍射分析方法
X射线是波长在0.01A°~100A°之间的一种电磁辐射。
伦琴发现X射线之后，1912年德国物理学家劳厄首先根据X射线的波长和晶体空间点阵的各共振体间距的量级，理论预见到X射线与晶体相遇会产生衍射现象。
此后，X射线衍射技术发展到今天，已经成为最基本、最重要的一种结构测试手段。
X射线衍射线的位置取决于晶胞形状、大小，也决定于各晶面间距，而衍射线的相对强度则取决于晶胞内原子的种类、数目及排列方式。
每种晶体物质都有其特定的结构，因而它们也就具有各自特有的衍射花样。
当物质中包括有两种或以上的晶体物质时候，它们的衍射花样也不会相互干涉。
根据这些特征各自晶体的衍射花样，我们就能来确定物质中的晶体。
X射线一般用于以下几个方面：
（1）物相定性分析：
不同的多晶体物质的结构和组成元素各不相同，它们的衍射花样在线条数目、角度位置、强度上就呈现出差异。
我们可以通过测定试样的复合衍射谱，并对复合衍射谱进行分析分解，从而确定试样由哪几种物质构成。
（2）物相定量分析：
准确测定混合物中各相的衍射强度，从而求出多相物质中各相的含量。
其理论基础是物质参与衍射的体积或者重量与其所产生的衍射强度成正比。
可通过衍射强度的大小求出混合物中某相参与衍射的体积分数或者重量分数，从而确定混合物中某相的含量。
（3）结晶度的测定：
结晶度定义为结晶部分重量与总的试样重量之比的百分数。
非晶态合金应用非常广泛，如软磁材料等，而结晶度直接影响材料的性能。
测定结晶度的方法很多，但不论哪种方法都是根据结晶相的衍射图谱面积与非晶相图谱面积来决定。
（4）宏观应力的测定：
在材料部件宏观尺度范围内存在的内应力分布在它的各个部分，相互间保持平衡，这种内应力称为宏观应力。
宏观应力的存在使部件内部的晶面间距发生改变，可以借助X射线衍射方法来测定材料部件中的应力。
（5）晶粒大小的测定：
多晶体材料的晶粒尺寸是影响其物理、化学等性能的一个重要因素。
用X射线衍射法测量小晶粒尺寸是基于衍射线剖面宽度随晶粒尺寸减小而增宽这一实验现象。
（6）晶体点阵参数的确定：
点阵参数是晶态材料的重要物理参数之一，精确测定点阵参数有助于研究该物质的键合能和键强度，计算理论密度、各向异性热膨胀系数和压缩系数、固溶体的组分和固溶度、宏观残余应力大小等，确定点阵参数的主要方法是多晶X射线衍射法。
实际应用：
（1）物证鉴定中的应用：
要检查证实的对象如骨骼、刀具、弹头、枪支等，密度大，藏匿在小密度介质的里面。
用一定能量的X射线穿透成像时，外层的小密度介质能被X射线穿透，遇到里面的高密度对象时，X射线不能穿越，该部位的X射线底片不感光，经冲洗后形成透明或白色调影像。
基于穿透力和密度差，X射线成像技术可用于金属、陶瓷、漆木器等物证以及细微痕迹的无损检验，如枪管裂缝检测、寻弹、瓷器修补痕迹、漆木器的虫蛀孔洞和衔接插孔等信息的检测。
软X射线成像技术可以用于书写和印制文字中强烈吸收红外线的部分墨料的检验，也可以对被污染或裱糊粘贴的字画、文书、票证等进行检验，以无损探测被覆盖的印章印文、图文颜料等内层信息。
（2）X射线荧光分析技术：
文件检验中需要的对纸张、油墨、印泥
等所含的微量元素进行比对检验或定量分析，珍贵文物、书画、票证等的无损检验，对火灾、爆炸、交通事故等现场提取物进行常量或微量物证的比对检验或定量分析，可进行X射线频谱分析或X射线成像分析。
（3）医疗技术（数字减影血管造影）：
通过导管将造影剂注入到感兴趣区的血管中，采集注射前后的两组射线信息，把这两组信息处理成相反的影像后再相减，消除不需要的软组织而保留血管影像。
其克服了常规X射线透视中其他部位对血管的重叠干扰使感兴趣的血管更加清晰并且具有数字影像的许多优点。
5结语
材料研究方法的最终目的还是要利用这些手段技能进行实际操作，故而理论与实践的紧密结合统一才是真正掌握这诸多方法的最有效的路径。
鉴于篇幅时间等因素，便止笔于此，笔者还要不断在这条路上努力探究，真正做到融会贯通！
6参考文献
[1]X射线成像技术在物证鉴
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