全名为Fourier Transform Infrared Spectrometer，FTIR Spectrometer，是基于对干涉后的红外光进行傅里叶变换的原理而开发的红外光谱仪，主要由红外光源、光阑、干涉仪（分束器、动镜、定镜）、样品室、检测器以及各种红外反射镜、激光器、控制电路板和电源组成。
光源发出的光被分束器（类似半透半反镜）分为两束，一束经透射到达动镜，另一束经反射到达定镜。两束光分别经定镜和动镜反射再回到分束器，动镜以一恒定速度作直线运动，因而经分束器分束后的两束光形成光程差，产生干涉。干涉光在分束器会合后通过样品池，通过样品后含有样品信息的干涉光到达检测器，然后通过傅里叶变换对信号进行处理，最终得到透过率或吸光度随波数或波长的红外吸收光谱图。
傅里叶红外光谱仪不同于色散型红外分光的原理，可以对样品进行定性和定量分析，广泛应用于医药化工、地矿、石油、煤炭、环保、海关、宝石鉴定、刑侦鉴定等领域。
傅里叶一红外光谱仪可检验金属离子与非金属离子成键、金属离子的配位等化学环境情况及变化。
国产主流厂家：
天津港东生产的FTIR-650 傅里叶变换红外光谱仪、FTIR-850 傅里叶变换红外光谱仪；
北京瑞利生产的WQF-510 傅里叶变换红外光谱仪、WQF-520 傅里叶变换红外光谱仪。
进口品牌厂家：
日本SHIMADZU 生产的IRAffinity-1,IRAffinity-21 傅里叶变换红外光谱仪；
美国Thermo Fisher 生产的Nicolet 6700、IS10、IS5 傅里叶变换红外光谱仪；
德国Bruker Optics 生产的Tensor 27、Tensor 37 傅立叶变换红外光谱仪。
拉曼光谱
拉曼光谱是分子的非弹性光散射现象所产生，非弹性光散射现象是指光子与物质分析发生相互碰撞后，在光子运动方向发生改变的同时还发生能量的交换(非弹性碰撞)。拉曼光谱产生的条件是某一简谐振动对应于分子的感生极化率变化不为零时，拉曼频移与物质分子的转动和振动能级有关，不同物质有不同的振动和转动能级，同时产生不同拉曼频移‘拉曼光谱具有灵敏度高、不破坏样品、方便快速等优点。
拉曼光谱是一种研究物质结构的重要方法，特别是对于研究低维纳米材料，它已经成为首选方法之一。
实际做出的谱图：丙酮的拉曼光谱图
拉曼信号的选择：入射激光的功率，样品池厚度和光学系统的参数也对拉曼信号强度有很大的影响，故多选用能产生较强拉曼信号并且其拉曼峰不与待测拉曼峰重叠的基质或外加物质的分子作内标加以校正。其内标的选择原则和定量分析方法与其他光谱分析方法基本相同。
斯托克斯线能量减少，波长变长
反斯托克斯线能量增加，波长变短
利用拉曼光谱可以对材料进行分子结构分析、理化特性分析和定性鉴定等，可揭示材料中的空位、间隙原子、位错、晶界和相界等方面信息。
17、表征方式：材料（固液粉）元素定性定量分析
X射线荧光分析仪
效果： 确定物质中微量元素的种类和含量的一种方法。
原理： 不同元素发出的特征X射线能量和波长各不相同，因此通过对X射线的能量或者波长的测量即可知道它是何种元素发出的，进行元素的定性分析。同时样品受激发后发射某一元素的特征X射线强度跟这元素在样品中的含量有关，因此测出它的强度就能进行元素的定量分析。
应用领域： 广泛用于冶金、地质、矿物、石油、化工、生物、医疗、刑侦、考古等诸多部门和领域。
18、微观原子排布结构
仪器：3DAP/APT（三维原子探针）
效果：具有原子级空间分辨率的测量和分析设备，能够同时给出材料内部结构的三维形貌和化学成分。
原理：原子探针是基于场发射原理制成的。在超高真空及液氮冷却试样条件下，在针尖试样上施加足够的正高压，试样表面原子开始形成离子并离开针尖表面。这称为场发射。有两种物理模型(镜象势垒和电荷交换模型)描述场蒸发过程，认为针尖试样表面在电场(F)作用下使原子获得活化能(Q)，克服金属表面势垒而离开表面。这时离子便在无场管道中飞向探测器。探测器输出二维原子位置信号，另外通过飞行时间质谱仪测量离子的飞行时间以鉴别其单个原子化学成分。通过软件重构还原材料的三维原子分布信息。
适合分析材料： 专门应对材料研发中纳米尺度的分析测试难题，特别适合于研究时效早期的小结构（沉淀、团簇、GP区等）以及各种内界面（晶界、相界、多层膜结构中的层间界面等），例如，元素在界面附近的偏聚行为，又比如沉淀相或团簇结构的尺寸、成份及分布等等。
应用领域： 从纯学术研究到汽车、航空发动机、核设施、半导体芯片、LED、光伏材料等等应用科学甚至直接的生产过程监控
19、表征大孔材料孔径分布
效果： 因氮气吸附测试只能局限于测中微孔分布，大孔材料一般利用压汞测试来测量。
原理： 汞对大多数固体材料具有非润湿性，需外加压力才能进入固体孔中，对于圆柱型孔模型，汞能进入的孔的大小与压力符合Washburn方程，控制不同的压力，即可测出压入孔中汞的体积，由此得到对应于不同压力的孔径大小的累积分布曲线或微分曲线。
Washburn 方程：h2= crσ cosθ·t (2η) – 1，式中c 为毛细管形状系数；r 为平均毛细管半径;指定体系的cr 为定值，称为形式半径；σ为液体的表面张力；η为液体粘度
适合分析材料： 大孔材料
应用领域：压汞仪用来测定粉末和固体重要的物理特性，如孔径分布、总孔体积、总孔表面积、中值孔径、样品的密度（真密度和堆密度）、流体导电性和机械性能。
20、X射线衍射物相分析
粉末X射线衍射法，除了用于对固体样品进行物相分析外，还可用来测定晶体结构的晶胞参数、点阵型式及简单结构的原子坐标。
X射线衍射分析用于物相分析的原理是:由各衍射峰的角度位置所确定的晶面间距d以及它们的相对强度Ilh是物质的固有特征。而每种物质都有特定的晶胞尺寸和晶体结构，这些又都与衍射强度和衍射角有着对应关系，因此，可以根据衍射数据来鉴别晶体结构。
此外，依据XRD衍射图，利用Schererr公式:
(K为Scherrer常数、D为晶粒垂直于晶面方向的平均厚度、B为实测样品衍射峰半高宽度、θ为衍射角、γ为X射线波长，为0.154056nm)
K为Scherrer常数，若B为衍射峰的半高宽,则K=0.89；若B为衍射峰的积分高宽,则K=1:；
D为晶粒垂直于晶面方向的平均厚度（nm）；
B为实测样品衍射峰半高宽度（必须进行双线校正和仪器因子校正），在计算的过程中，需转化为弧度（rad）；
θ为衍射角，也换成弧度制（rad）；
γ为X射线波长，为0.154056 nm ，
由X射线衍射法测定的是粒子的晶粒度。
21、扫描隧道显微镜(STM)
基本原理：扫描穿隧显微术是利用“穿隧效应”的原理，当探针与样品间距离很小时，在两者之间加上微小电压，则电子就会在样品与探针间形成穿隧电流。
扫描隧道显微镜有原子量级的高分辨率，其平行和垂直于表面方向的分辨率分别为0.1 nm和0.01nm，即能够分辨出单个原子，因此可直接观察晶体表面的近原子像;其次是能得到表面的三维图像，可用于测量具有周期性或不具备周期性的表面结构。通过探针可以操纵和移动单个分子或原子，按照人们的意愿排布分子和原子，以及实现对表面进行纳米尺度的微加工，同时，在测量样品表面形貌时，可以得到表面的扫描隧道谱，用以研究表面电子结构。
扫描隧道显微镜的工作原理简单得出乎意料。就如同一根唱针扫过一张唱片，一根探针慢慢地通过要被分析的材料（针尖极为尖锐，仅仅由一个原子组成）。一个小小的电荷被放置在探针上，一股电流从探针流出，通过整个材料，到底层表面。当探针通过单个的原子，流过探针的电流量便有所不同，这些变化被记录下来。电流在流过一个原子的时候有涨有落，如此便极其细致地探出它的轮廓。在许多的流通后，通过绘出电流量的波动，人们可以得到组成一个网格结构的单个原子的美丽图片。
22、透射电子显微镜（TEM）
穿透式电子显微镜分析时，通常是利用电子成像的绕射对比，作成明视野或暗视野影像，并配合绕射图样来进行观察。
明视野：即是用物镜孔径遮挡绕射电子束，仅让直射电子束通过成像。
暗视野：则是用物镜孔径遮挡直射电子束，仅让绕射电子束通过成像。
透射电镜基本结构
透射电子显微镜是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射。散射角的大小与样品的密度、厚度相关，因此可以形成明暗不同的影像，影像将在放大、聚焦后在成像器件（如荧光屏、胶片、以及感光耦合组件）上显示出来。
透射电镜成像原理
透射电镜可用于观测微粒的尺寸、形态、粒径大小、分布状况、粒径分布范围等，并用统计平均方法计算粒径，一般的电镜观察的是产物粒子的颗粒度而不是晶粒度。高分辨电子显微镜(HRTEM)可直接观察微晶结构，尤其是为界面原子结构分析提供了有效手段，它可以观察到微小颗粒的固体外观，根据晶体形貌和相应的衍射花样、高分辨像可以研究晶体的生长方向。
23、X射线光电子能谱（XPS）
X射线光电子能谱简称XPS或ESCA，就是用X射线照射样品表面，使其原子或分子的电子受激而发射出来，测量这些光电子的能量分布，从而获得所需的信息。随着微电子技术的发展，XPS也在不断完善，目前，已开发出的小面积X射线光电子能谱，大大提高了XPS的空间分辨能力。通过对样品进行全扫描，在一次测定中即可检测出全部或大部分元素。因此，XPS已发展成为具有表面元素分析、化学态和能带结构分析以及微区化学态成像分析等功能强大的表面分析仪器。
X射线光电子能谱仪
X射线光电子能谱的理论依据就是爱因斯坦的光电子发散公式。根据Einstein的能量关系式有:
by=Eb+Ek
式中，入射光子能量by是已知的，借助光电子能谱仪可以测出光电过程中被入射光子所激发出的光电子能量Ek，从而可求出内层电子的轨道结合能Eb。由于各种原子都有一定结构，所以知道Eb值后，即能够对样品进行元素分析鉴定。
XPS作为研究材料表面和界面电子及原子结构的最重要手段之一，原则上可以测定元素周期表上除氢、氦以外的所有元素。
其主要功能及应用有三方面:
第一，可提供物质表面几个原子层的元素定性、定量信息和化学状态信息;
第二，可对非均相覆盖层进行深度分布分析，了解元素随深度分布的情况;
第三，可对元素及其化学态进行成像，给出不同化学态的不同元素在表面的分布图像等。
24、扫描电子显微镜（SEM）
扫描电子显微镜（scanning electron microscope），简称SEM，是1965年发明的较现代的细胞生物学研究工具，主要是利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态，即用极狭窄的电子束去扫描样品，通过电子束与样品的相互作用产生各种效应，其中主要是样品的二次电子发射。二次电子能够产生样品表面放大的形貌像，这个像是在样品被扫描时按时序建立起来的，即使用逐点成像的方法获得放大像。
SEM的主要工作原理：电子枪透过热游离或是场发射原理产生高能电子束，经过电磁透镜组后，可以将电子束聚焦至试片上，利用扫描线圈偏折电子束，在试片表面上做二度空间的扫描。当电子束与试片作用时，会产生各种不同的讯号，如二次电子、背向散射电子、吸收电子、欧杰电子、特微X光等。在一般扫描式电子显微镜侦测系统上，主要为侦测二次电子及背向散射电子成像，这些讯号经过放大处理后即可成像观察。
扫描电子显微镜是一种多功能的仪器、具有很多优越的性能、是用途最为广泛的一种仪器．它可以进行如下基本分析：
（1）三维形貌的观察和分析；
（2）在观察形貌的同时，进行微区的成分分析。
① 、观察纳米材料，所谓纳米材料就是指组成材料的颗粒或微晶尺寸在0.1-100nm范围内，在保持表面洁净的条件下加压成型而得到的固体材料。
②、材料断口的分析：扫描电子显微镜的另一个重要特点是景深大，图象富立体感。扫描电子显微镜的焦深比透射电子显微镜大10倍，比光学显微镜大几百倍。由于图象景深大，故所得扫描电子象富有立体感，具有三维形态，能够提供比其他显微镜多得多的信息，这个特点对使用者很有价值。
③、直接观察大试样的原始表面，它能够直接观察直径100mm，高50mm，或更大尺寸的试样，对试样的形状没有任何限制，粗糙表面也能观察，这便免除了制备样品的麻烦
④、观察厚试样，其在观察厚试样时，能得到高的分辨率和最真实的形貌。
⑤、观察试样的各个区域的细节。试样在样品室中可动的范围非常大，其他方式显微镜的工作距离通常只有2-3cm，故实际上只许可试样在两度空间内运动，但在扫描电子显微镜中则不同。试样在三度空间内有6个自由度运动（即三度空间平移、三度空间旋转）。且可控范围大，这对观察不规则形状试样的各个区域带来极大的方便。
扫描电镜仪器外观
扫描电镜下的多种植物花粉
扫描电镜下的静电纺丝
