本文介绍了采用X射线荧光光谱法测定以TiO2为主要基体的金红石等矿物的分析方法。以氧化钛为主体配以其他矿物标样，采用玻璃熔片法，合成配制出一系列标准样品，制作多元素工作曲线。玻璃熔片法消除和减小了矿物结构、样品粒度等对分析结果的影响，可以采用配制标样的方法获得系列标准样品，方法不受实物标准样品限制，并且可用于分析元素含量在工作曲线范围内的不同类别的矿物。

采用X射线荧光光谱仪熔融玻璃片法测定镁质耐火材料中元素，以镁砂及镁石标样建立工作曲线，可用于分析多种镁质耐火材料。玻璃熔片法消除和减小了矿物结构、样品粒度等对分析结果的影响，不同类别的镁质耐火材料可以采用统一的分析方法；考虑到烧失量对分析结果的影响，对制样方法进行了优化，提高了分析结果的准确度；不同类别的镁质样品采用了有差异的样品前处理方法，使得所有此类样品可以共用一套工作曲线。本方法适用于镁砂、镁石、镁砖等多种镁质耐火材料及其原料的分析。

通过XPS可以了解材料表面10nm厚度的元素化学态信息，而通过ARXPS可以将分析深度进一步降低到1~3nm。但是ARXPS数据的解析是困难的，本文说明了如何通过MEM软件来对ARXPS数据进行重构得到深度剖析曲线。同时通过Minibeam VI团簇离子枪对表面污染进行去除，研究了表面污染对MEM结果的影响。

X射线光电子能谱（XPS）技术结合氩离子刻蚀技术可以有效对材料表面以及沿深度方向进行测试，以得到材料结构相关信息，不同的刻蚀模式的选择对结果有较大的影响。本文选用非贵金属Ni桥连NiS / g-C₃N₄复合材料，采用XPS技术对材料表面进行表征，结合团簇氩离子刻蚀技术对材料进行深度剖析，判断不同元素的化学状态信息。

磁透镜是现代X射线光电子能谱仪（XPS）的关键部件，但在对磁性样品进行分析时，样品的磁性可能会干扰光电子的运动轨迹。本文选用了两种不同性状的磁性材料，提出了在对磁性材料进行分析时的注意事项，并对磁性材料表面的元素及化学态组成进行了分析。

多组分材料可实现不同功能的集成，但如何有效地表征其内部组分的分布及相互作用，对进一步提升其性能并解析内在机制具有重要意义。本文以生物双螺旋分子和高分子构成的多组分样品为例，采用扫描探针显微镜（SPM）的相位模式，对二者的形貌和组分分布同时进行观测，为后续的研究提供数据支持。

方解石是一种在常温干燥条件下稳定存在的碳酸钙矿物，但易在水环境中发生溶解，对其溶解过程进行表征，对监测水体、土壤变化具有重要意义。本文采用扫描探针显微镜（SPM）对方解石在水溶液中的溶解过程进行原位表征，为解析其溶解机理提供数据支持。

方解石是一种广泛存在的碳酸钙矿物，与自然界中的生物矿化过程息息相关，在分子水平对其进行表征，对解析生物矿化的内在机理具有重大意义。本文采用岛津SPM-8100FM调频模式在分子水平表征方解石（104）晶面的晶格结构；同时采用其独特的Z-X扫描技术，清晰地观察到方解石与水介质之间的界面结构。

参考国标《GB/T 13748.21-2009 镁及镁合金化学分析方法 第21部分：光电直读原子发射光谱分析方法测定元素含量》，利用岛津PDA-7000直读光谱仪建立了镁合金常规元素的分析方法，并评价了该方法的短期精度和准确度。

参考国家标准《GB/T11170-2008 不锈钢 多元素含量的测定 火花放电原子发射光谱法(常规法)》，利用岛津PDA-8000直读光谱仪建立了不锈钢常规元素的分析方法，并评价了该方法的短期精度、重复性和再现性。