【摘要】 面向科研人员的原位测试技术选型指南，解析原位 XPS、原位红外、原位 SEM/TEM、原位 EBSD、原位 Raman 的适用场景与组合策略。

一、为什么原位实验必须“组合测试”？

材料在真实工况下发生的结构变化通常不是单一维度的。

例如：

  • XPS 能看价态，却看不到形貌

  • Raman 能看相变，但不能看晶体取向

  • SEM/TEM 能看形貌，却不能识别键变化

因此越来越多科研人员会搜索：

  • “原位 XPS + Raman 怎么搭配？”

  • “原位测试组合有哪些常见方案？”

  • “做电池原位必选哪些技术？”

原位选型是科研规划中的关键一步。

 

 

二、五大原位技术的互补关系

1. 原位XPS：适合表面化学变化

价态变化、膜层形成等 → 强表面敏感度。

2. 原位红外（IR）：适合反应中间体识别

可补XPS无法观察的分子级细节。

3. 原位SEM/TEM：适合观察形貌演变

颗粒膨胀、界面破裂、电极粉化等。

4. 原位EBSD：适合晶体取向与应力演变

补 SEM/TEM 的二维形貌视角。

5. 原位Raman：适合相变路径、振动模式变化

 

三、常见原位组合策略

（1）电池材料研究（高频搜索领域）

  • 原位 XRD + Raman（相变 + 振动模式）

  • 原位 XPS + SEM（价态变化 + 形貌变化）

研究者常问：“做电池原位至少要哪几项？”

→ 多为 XRD/Raman + XPS 的组合。

（2）催化研究

  • 原位红外 + Raman（中间体 + 振动变化）

  • 原位 XPS（价态变化）

（3）金属材料

  • 原位 EBSD + SEM（晶体取向 + 显微形貌）

 

四、科学指南针给科研人员的原位选型建议

  • 围绕“结构变化 + 化学变化 + 形貌变化”进行多维布局

  • 选择与材料实际工况最接近的测试路线

  • 优先安排互补性强的技术组合

  • 可与电化学原位形成完整闭环研究