同济大学材料研究方法部分练习题-
材料研究方法复习题
1.根据下图，试推导Bragg方程，并对方程中主要参数范围的确定进行讨论。
答：1）Bragg方程推导：根据题图，有：相邻两个原子面上的原子散射波光程差δ= AE + AF = ABsinθ+ ABsinθ=2 ABsinθ= 2dsinθ干涉加强条件是，晶体中任意相邻两个原子面上的原子散射波在原子面反射方向的相位差为2π的整数倍，光程差等于波长的整数倍。
因此，干涉加强的条件为：2dsinθ= nλ即Bragg方程。
2）方程中主要参数范围的讨论：a. 根据布拉格方程，sinθ不能大于1，因此：nλ/2d =sinθ< 1，对衍射而言，n的最小值为1，所以在任何可观测的衍射角下，产生衍射的条件为λ<2d，这也就是说，能够被晶体衍射的电磁波的波长必须小于参加反射的晶面中最大面间距的二倍，否则不能产生衍射现象。
b.当x射线波长一定时,晶体中存在可能参加反射的晶面族也是有限的,它们必须满足d>λ/2, 即只有那些晶面间距大于入射x射线波长一半的晶面才能发生衍射2.什么是X射线谱，连续X射线谱的产生机理是什么？答：1）X射线谱：x射线的强度随波长而变化的曲线称为X射线谱。
2）具有连续波长的X射线，构成连续X射线谱，其产生机理为：能量为eV的电子与阳极靶的原子碰撞时，电子失去自己的能量，其中部分以光子的形式辐射，碰撞一次产生一个能量为hv的光子，这样的光子流即为X射线。
单位时间内到达阳极靶面的电子数目是极大量的，绝大多数电子要经历多次碰撞，产生能量各不相同的辐射，因此出现连续X射线谱。
3.写出标识X射线谱的波长与阳极物质原子序数间的对应关系（莫塞莱定律），说明莫塞莱定律的意义。
答：1）莫塞莱定律：标识X射线谱的波长λ与原子序数Z关系为：1/λ=K/(Z-σ)22）莫塞莱定律的意义：莫塞莱定律指出了标识X射线谱的波长λ与阳极物质原子序数Z的关系，莫塞莱定律是X射线光谱分析中的重要理论基础。
用电子轰击待测试样辐射出标识X射线，并测定其波长，则可以知道试样中含有哪些元素。
材料现代研究方法习题加答案-考试实用
第二部分电子显微分析一、电子光学1、电子波特征，与可见光有何异同?2、电磁透镜的像差（球差；色差；像散；如何产生，如何消除和减少）球差即球面像差，是磁透镜中心区和边沿区对电子的折射能力不同引起的，其中离开透镜主轴较远的电子比主轴附近的电子折射程度过大。
用小孔径成像时可使球差明显减小。
像散是由于电磁透镜的轴向磁场非旋转对称引起。
透镜磁场不对称，可能是由于极靴被污染，或极靴的机械不对称性，或极靴材料各项磁导率差异引起。
象散可由附加磁场的电磁消象散器来校正。
色差是由入射电子的波长或能量的非单一性造成的。
稳定加速电压和透镜电流可减小色差。
3、电磁透镜的分辨率、景深和焦长（与可见光），影响因素电磁透镜的分辨率主要由衍射效应和像差来决定。
（1）已知衍射效应对分辨率的影响（2）像差对分辨的影响。
像差决定的分辨率主要是由球差决定的。
景深：当像平面固定时(像距不变),能维持物像清晰的范围内,允许物平面(样品)沿透镜主轴移动的最大距离。
焦长：固定样品的条件下（物距不变），象平面沿透镜主轴移动时仍能保持物像清晰的距离范围，用D L表示。
二、透射电子显微镜1、透射及扫描电镜成像系统组成及成像过程（关系）扫描电镜成像原理：在扫描电镜中，电子枪发射出来的电子束，一般经过三个电磁透镜聚焦后，形成直径为0.02~20μm的电子束。
末级透镜（也称物镜，但它不起放大作用，仍是一个会聚透镜）上部的扫描线圈能使电子束在试样表面上作光栅状扫描。
通常所用的扫描电镜图象有二次电子象和背散射电子象。
2、光阑（位置、作用）光栏控制透镜成像的分辨率、焦深和景深以及图像的衬度、电子能量损失谱的采集角度、电子衍射图的角分辨率等等。
防止照明系统中其它的辐照以保护样品等3、电子衍射与x衍射有何异同电子衍射与X射线衍射相比的优点：1.电子衍射能在同一试样上将形貌观察与结构分析结合起来。
2.电子波长短，单晶的电子衍射花样婉如晶体的倒易点阵的一个二维截面在底片上放大投影，从底片上的电子衍射花样可以直观地辨认出一些晶体的结构和有关取向关系，使晶体结构的研究比X射线简单。
同济大学材料研究方法思考题答案
第1章1、材料是如何分类的？材料的结构层次有哪些？答：材料按化学组成和结构分为：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料；按性能特征分为：结构材料、功能材料；按用途分为：建筑材料、航空材料、电子材料、半导体材料、生物材料、医用材料。
材料的结构层次有：微观结构、亚微观结构、显微结构、宏观结构。
2、材料研究的主要任务和对象是什么，有哪些相应的研究方法？答：任务：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(工艺过程)、性能和效能及其之间的相互关系，或者说找出经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与工程的轨道.研究对象和相应方法见书第三页表格。
3、材料研究方法是如何分类的？如何理解现代研究方法的重要性？答：按研究仪器测试的信息形式分为图像分析法和非图像分析法；按工作原理，前者为显微术，后者为衍射法和成分谱分析。
第2章1、简述现代材料研究的主X射线实验方法在材料研究中有那些主要应用？答：现代材料研究的主X射线实验方法在材料研究中主要有以下几种应用：（1）X射线物相定性分析：用于确定物质中的物相组成（2）X射线物相定量分析：用于测定某物相在物质中的含量（3）X射线晶体结构分析：用于推断测定晶体的结构2、试推导Bragg方程, 并对方程中的主要参数的范围确定进行讨论.答：见书第97页。
3、X射线衍射试验主要有那些方法, 他们各有哪些应用，方法及研究对象.而且实验方法及样品的制备简单，所以，在科学研究和实际生产中的应用不可缺少；而劳厄法和转晶法主要应用于单晶体的研究，特别是在晶体结构的分析中必不可少，在某种场合下是无法替代的。
第3章1、如何提高显微镜分辨本领，电子透镜的分辨本领受哪些条件的限制？答：分辨本领：指显微镜能分辨的样品上两点间的最小距离；以物镜的分辨本领来定义显微镜的分辨本领。
同济大学材料科学基础全真模拟题(一)
同济大学材料科学基础全真模拟题（一）考试时间：180分钟考试总分：150分一．名词解释（每小题6分，共30分）1、固溶体和置换固溶体2、线缺陷和面缺陷3、滑移系和滑移带4、金属间化合物5、特征X射线二．判断题（每小题2分，共20分）1、非金属和金属的原子半径比值r x/r m>0.59时，形成间隙化合物，如氢化物、氮化物。
（）2、由于均匀形核需要的过冷度很大，所以液态金属多为非均匀形核。
（）3、塑性变形会使金属的导电性升高，抗腐蚀性下降。
（）4、对同一聚合物而言，分子量对结晶速度有显著影响。
在相同条件下，一般分子量低结晶速度快。
（）5、透射电镜的两种主要功能是测量内部组织和成分价键。
（）6、宏观上，弹性模量E代表材料对弹性正应变的抗力；微观上E表征原子间的结合力。
（）7、复合材料界面的作用仅仅是把基体与增强体粘结起来。
（）8、硬度越高，材料的耐磨性能越好。
（）9、分子间作用力增大，柔顺性也变大。
（）10、在样品台转动的工作模式下，X射线衍射仪探头转动的角速度是样品转动角速度的二倍。
（）三．简答题（共8道题，从中选择6道题进行作答，多做不得分。
如果作答题目超过6道，那么选取作答的前6题进行批阅。
每道题10分，共60分）1、简述温度对金属电阻影响的一般规律及原因。
2、扩散型相变和无扩散型相变各有哪些主要特点。
3、推导布拉格方程，说明干涉面及其指数HKL的含义，衍射极限条件是什么？4、以NaCl晶胞为例，试说明面心立方紧密堆积中的八面体和四面体空隙的位置和数量。
5、简述聚合物力学三态的分子运动特点。
6、高聚物结构复杂的原因是什么。
7、在立方晶系晶胞中画出下列晶面指数和晶向指数：（001）与[]012（111）与[]211()011与[]111()223与[]123与[]121 236（257）与[]111()（102）()211()312[110] []021[]2138、扫描电镜的工作原理是什么？其结构包括哪些部分？四．论述题（每题20分，共40分）1、为什么外界温度的急剧变化可以使许多陶瓷器件开裂或破碎？从结合键的角度解释陶瓷材料所具有的特殊性能，并试述硅酸盐结构的基本特点和类型。
同济大学821专业课2020年真题
2020年821同济大学材料科学基础真题
简答题（7*10）
1、从相结构的角度分析，化合物、晶体、固溶体和混合物之间的区别
2、试分析水泥或陶瓷材料的显微组织，以及显微组织对材料和性能的影响
3、分析红外光谱影响吸收谱带的因素，为什么不用水做溶剂
4、分析X射线、红外、紫外所吸收的能级以及所能收集的微观信息
5、晶体缺陷，可以用什么仪器（研究方法）分析观察
6、聚合物高弹态中分子运动的特点，可以说熵弹性吗？为什么
7、X射线能够使物质发出什么样的物理信号，并计算面间距
分析题（4*15）
1、NACL CSCL CAF2 为例，分析结晶学定律对晶体结构的影响，各自的具体晶体结构，并画出晶体结构图
2、电子显微镜比光学显微镜的分辨率高的原因？电子束在材料上产生哪些信号？扫描电镜中那些信号可以进行形貌分析，分辨率的大小？
3、金属材料的四大强化机制及其检测方法
4、高分子的应力松弛现象，举例分析分子内部的运动怎么防止或减少
综合题（20）
金属、陶瓷、高分子、混凝土，选择分析其组成结构性能效能？对其组成结构性能的试验方法。
同济大学材料研究方法07真题及答案解析
同济大学材料学院材料学专业——2007年真题及解析科目一：代码：821 科目名称：材料研究方法北京万学教育科技有限公司考试年份：2007招生专业：材料学研究方向：01高性能水泥基材料02智能材料03新型建筑材料04生态环境材料05无机功能材料06高分子功能材料07高分子材料改性08生物医用材料09金属功能材料10纳米材料11材料体系分析与建模方法一、真题1．电子束轰击到固体样品表面会产生哪些主要物理信号？研究材料的表面形貌一般收集哪种物理信号？并说明其衬度原理研究材料表面元素分原布状况应收集哪些信息，并收明其衬度理。
2．简述DSC的种类和定量热分析原理，举例说明其在材料研究领域的应用。
3．请详述电子衍射和X射线衍射的异同点。
4．请说述电子探针中波谱的原理和应用，并简述波谱与能谱在应用方面的异同。
5．写出布拉格方程，分析物质产生X衍射的充要条件，简述X射线粉末衍射物相鉴定过程。
请说明样品制备对物相鉴定的影响。
6．简述特征X射线的产生，性质和应用。
7．简述红外光谱用于分子结构分析的基础，说明其应用。
8．采用何种手段可以研究高分子材料的结晶。
9．聚合物的填充改性及共混是高分子材料改的常用手段，如何研究无机填充材料在高聚物基体中的分布情况？如何研究共混物中各相的形态？第 1 页共10 页10．核磁共振谱中不同质子产生不同化学位移的根本原因是什么？化学位移的主要影响因素有哪些？核磁共振谱中的信号强度可以提供何种信息？11．请详细描述金相试样的制备过程，并画出碳马氏体和高碳马氏体的组织示意图，解释其区别。
12．举例说明透射电镜在金属材料研究方面的应用，说明其原理。
13．制备金属材料透射电子显微镜试样时一般采用双喷法制样，请详述其原理。
14．请详述多晶，非晶，纳米晶体材料在透射电子显微镜选区稍微图像中的区别。
15．拟定方案，解决玻璃体内夹杂物的鉴定。
16．采用合适的现代技术表征法分析硅酸盐水泥水化进程，请简要评述你给出的方法。
材料研究方法课后习题与答案
材料研究方法课后习题答案第一章绪论1. 材料时如何分类的？材料的结构层次有哪些？答：材料按化学组成和结构分：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料材料的结构层次有：微观结构、亚微观结构、显微结构、宏观结构。
2.材料研究的主要任务和对象是什么？有哪些相应的研究方法？答：任务：研究、制造和合理使用各类材料。
研究对象：材料的组成、结构和性能。
研究方法：图像分析法、非图形分析法：衍射法、成分谱分析。
成分谱分析法：光谱、色谱、热谱等；光谱包括：紫外、红外、拉曼、荧光；色谱包括：气相、液相、凝胶色谱等；热谱包括：DSC、DTA等。
3.材料研究方法是如何分类的？如何理解现代研究方法的重要性？答：按研究仪器测试的信息形式分为图像分析法和非图形分析法；按工作原理，前者为显微术，后者为衍射法和成分谱分析。
重要性：1）理论：新材料的结构鉴定分析；2）实际应用需要：配方剖析、质量控制、事故分析等。
第二章光学显微分析1.区分晶体的颜色、多色性及吸收性，为何非均质体矿物晶体具有多色性？答：颜色：晶体对白光中七色光波选择吸收的结果。
多色性：由于光波和晶体中的振动方向不同，使晶体颜色发生改变的现象。
吸收性：颜色深浅发生改变的现象称为吸收性。
光波射入非均质矿物晶体时，振动方向是不同的，折射率也是不同的，因此体现了多色性。
2.什么是贝克线？其移动规律如何？有什么作用？答：在两个折射率不同的物质接触处，可以看到比较黑暗的边缘，称为晶体的轮廓。
在轮廓附近可以看到一条比较明亮的细线，当升降镜筒时，亮线发生移动，这条较亮的细线称为贝克线。
移动规律：提升镜筒，贝克线向折射率答的介质移动。
作用：根据贝克线的移动规律，比较相邻两晶体折射率的相对大小。
3.什么是晶体的糙面、突起、闪突起？决定晶体糙面和突起等级的因素是什么？答：糙面：在单偏光镜下观察晶体表面时，可发现某些晶体表面较为光滑，某些晶体表面显得粗糙呈麻点状，好像粗糙皮革一样这种现象称为糙面。
同济研究方法思考题
第1章思考习题及解答1.材料是如何分类的？材料的结构层次有哪些？2.材料研究的主要任务和对象是什么，有哪些相应的研究方法？3.材料研究方法是如何分类的？如何理解现代研究方法的重要性？[答(pdf)]第2章思考习题及解答1.区分晶体的颜色、多色性及吸收性，为何非均质体矿物晶体具有多色性？2.什么是贝克线？其移动规律如何？有什么作用？3.什么是晶体的糙面、突起、闪突起？决定晶体糙面和突起等级的因素是什么？4.什么叫干涉色？影响晶体干涉色的因素有哪些？5.白云母的三个主折射率为N g=1.588，N m=1.582，N p=1.552，如要制造干涉色为1/4λ（147nm）的试板，在垂直于Ng切面上的切片厚度应为多少？6.平行金红石（四方）（100）晶面取一薄片，在折射率仪中测得C轴方向为2.616，垂直C轴方向为2.832；试绘出其光率体，并写出最大双折射率及其光性正负。
7.平行莫来石（斜方）斜方柱面（110）取一切面测得该晶体最大折射率为1.654，垂直斜方柱面另取一切面（001）面测得其折射率变化在1.644-1.642之间。
已知光轴面//（010），试绘出其光率体并写出最大双折射率、光性符号、光性方位。
[答(pdf)]8.普通辉石为正光性晶体，在正交偏光下其最高干涉色为二级黄（R＝880nm），⊥B xa切面具有一级亮灰干涉色（R＝210nm），设N g-N m=0.019，求薄片厚度。
[答(pdf)]9.设橄榄石晶体薄片厚度0.03mm，N g=1.689, N m=1.670, N p=1.654，问：垂直B xa切面、垂直B xo切面和平行光轴面切面上的光程差是多少？[答(pdf)]10.如何利用锥光镜鉴定晶体的光性和轴性？11.如何提高光学显微分析的分辨能力？12.阐述光学显微分析用光片制备方法。
13.分析近场光学显微分析的原理及与传统光学显微分析技术的异同。
14.为何近场光学显微镜可突破光学显微镜分辨率极限？第3章思考习题及解答1.X射线的定义、性质。
材料的现代研究方法试卷
《材料现代研究方法》2007～2008学年第一学期期末试卷标准答案（A卷）一、单项选择题（每题2分，共10分）1．成分和价键分析手段包括【 b 】（a）WDS、能谱仪（EDS）和XRD （b）WDS、EDS和XPS（c）TEM、WDS和XPS （d）XRD、FTIR和Raman2．分子结构分析手段包括【 a 】（a）拉曼光谱（Raman）、核磁共振（NMR）和傅立叶变换红外光谱（FTIR）（b）NMR、FTIR和WDS（c）SEM、TEM和STEM（扫描透射电镜） （d） XRD、FTIR和Raman3．表面形貌分析的手段包括【 d 】（a）X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM） (b) SEM和透射电镜（TEM）(c) 波谱仪（WDS）和X射线光电子谱仪（XPS） (d) 扫描隧道显微镜（STM）和SEM4．透射电镜的两种主要功能：【 b 】（a）表面形貌和晶体结构 （b）内部组织和晶体结构（c）表面形貌和成分价键 （d）内部组织和成分价键5．下列谱图所代表的化合物中含有的基团包括：【 c 】（a）–C-H、–OH和–NH2 (b) –C-H、和–NH2,O(c) –C-H、和-C=C- (d) –C-H、和C二、判断题（正确的打√，错误的打×，每题2分，共10分）1．透射电镜图像的衬度与样品成分无关。
（ × ）2．扫描电镜的二次电子像的分辨率比背散射电子像更高。
（√）3．透镜的数值孔径与折射率有关。
（ √ ）4． 放大倍数是判断显微镜性能的根本指标。
（× ）5．在样品台转动的工作模式下，X射线衍射仪探头转动的角速度是样品转动角速度的二倍。
（ √ ）三、简答题（每题5分，共25分）1.扫描电镜的分辨率和哪些因素有关？为什么?和所用的信号种类和束斑尺寸有关，因为不同信号的扩展效应不同，例如二次电子产生的区域比背散射电子小。
束斑尺寸越小，产生信号的区域也小，分辨率就高。
材料研究方法知识题库及答案
材料研究方法知识题库及答案1、【单选题】由于近轴光线和远轴光线的折射程度不同,导致平面物体经透镜后形成曲面状的像称为( )A、像差B、球差C、像场弯曲D、色差答案：像场弯曲--------------------------------2、【单选题】由于透镜的中心区域和边缘区域对光的折射能力不符合预定规律而造成的图像模糊现象称为( )。
A、像差B、球差C、像散D、色差答案：球差--------------------------------3、【单选题】因光源的( )而导致图像模糊不清的现象称为色差。
A、波长长B、波长短C、波长有差异答案：波长有差异--------------------------------4、【单选题】光学显微镜具有( )放大功能。
A、一级B、二级C、三级答案：二级--------------------------------5、【单选题】成像物体上能分辨出来的两物点间的最小距离称为( )A、分辨率B、有效放大倍数C、景深答案：分辨率--------------------------------6、【单选题】光学显微镜的极限分辨能力为( )。
A.400nmB.400μmC.200nmD.200μm答案：C--------------------------------7、【单选题】金相显微镜的物镜放大倍数为100倍时,其景深有可能是( )A、1nmB、1μmC、1cmD、1dm答案：1μm--------------------------------8、【单选题】硬度最高的磨料是( )。
A、氧化铝B、氧化镁C、氧化锆D、碳化硅答案：碳化硅--------------------------------9、【单选题】取样后,对金相磨面方向没有要求的材料是( )。
A、轧制钢板B、渗碳小工件C、薄壁铸件D、经均匀化退火后的大型工件答案：经均匀化退火后的大型工件--------------------------------10、【多选题】会导致景深变小的因素有( )。
材料分析方法试题(2)精选全文
可编辑修改精选全文完整版《材料科学研究方法》考试试卷（第一套）一、 1、基态 2、俄歇电子 3、物相分析 4、 色散 5、振动耦合 6、热重分析一．填空题（每空1分，选做20空，共20分，多答不加分）1. 对于X 射线管而言，在各种管电压下的连续X 射线谱都存在着一个最短的波长长值，称为 ，当管电压增大时，此值 。
2. 由点阵常数测量精确度与θ角的关系可知，在相同条件下，θ角越大，测量的精确度 。
3. 对称取代的S=S 、C ≡N 、C=S 等基团在红外光谱中只能产生很弱的吸收带（甚至无吸收带），而在 光谱中往往产生很强的吸收带。
4. 根据底片圆孔位置和开口位置的不同，德拜照相法的底片安装方法可以分为： 、 、 。
5. 两组相邻的不同基团上的H 核相互影响，使它们的共振峰产生了裂分，这种现象叫 。
6. 德拜法测定点阵常数，系统误差主要来源于相机的半径误差、底片的伸缩误差、样品的偏心误差和 。
7. 激发电压是指产生特征X 射线的最 电压。
8. 凡是与反射球面相交的倒易结点都满足衍射条件而产生衍射，这句话是对是错？ 。
9. 对于电子探针，检测特征X 射线的波长和强度是由X 射线谱仪来完成的。
常用的X 射线谱仪有两种：一种 ，另一种是 。
10. 对于红外吸收光谱，可将中红外区光谱大致分为两个区： 和 。
区域的谱带有比较明确的基团和频率对应关系。
11. 衍射仪的测量方法分哪两种： 和 。
12. DTA 曲线描述了样品与参比物之间的 随温度或时间的变化关系。
13. 在几大透镜中，透射电子显微镜分辨本领的高低主要取决于 。
14. 紫外吸收光谱是由分子中 跃迁引起的。
红外吸收光谱是由分子中跃迁引起的。
15. 有机化合物的价电子主要有三种，即 、 和 。
16. 核磁共振氢谱规定，标准样品四甲基硅δ TMS ＝ 。
17. 红外吸收光谱又称振-转光谱，可以分析晶体的结构，对非晶体却无能为力。
此种说法正确与否？0λ18.透射电子显微镜以 为成像信号，扫描电子显微镜主要以 为成像信号。
材料研究方法课后习题答案jd4-10
§4-10 与X射线衍射相比，（尤其透射电镜中的）电子衍射的特点是什么？
晶体对电子波的衍射现象，与X射线衍射一样，一般简单地用布喇格定律加以描述。
当波长为λ的单色平面电子波以掠射角θ照射到晶面间距为d hkl的平行晶面组(hkl)时(图4.21)，若满足布喇格(Bragg)方程
2d hkl sinθ=nλ (4.31) 则在与入射方向成2θ角的方向上，相邻平行晶面反射波之间的波程差为波长的整数倍，各层晶面的原子的散射在2θ方向上具有相同位相，它们因相互加强而产生该晶面组的衍射束。
由于入射束S0、衍射束S 与衍射晶面的法线N hkl在同一平面内，与几何光学上的反射规律相似，所以习惯上常把晶体的衍射说成是满足布喇格条件的晶面对入射束的反射。
特点：
1)透射电镜常用双聚光镜照明系统，束斑直径为1～2μm，经过双聚光镜的照明束相干
性较好。
2)透射电镜有三级以上透镜组成的成像系统，借助它可提高电子衍射相机长度。
普通电子衍射装置相机长度一般为500mm左右，而透射电镜相机长度可达1000～5000mm。
3)可以通过物镜和中间镜的密切配合，进行选区电子衍射，使成像区域和电子衍射区域统一起来，达到样品微区形貌分析和原位晶体学性质测定的目的。
。
2008年
同济大学材料学院材料学专业——2008年真题及解析1，试推导布拉格方程，分析物质产生X衍射的充要条件（必考题）。
2，红外光谱与拉曼光谱的比较。
3，电子束轰击到固体样品表面会产生那些主要物理信号？研究材料的表面形貌一般收集那种物理信号？以及这些信号有那些应用。
4，说明电子探针中波谱的原理和应用，简述波谱和能谱应用方面的异同。
5，简述红外光谱用于分子结构分析的基础，说明其应用。
6，核磁共振中不同质子产生不同化学位移的根本原因是什么？核磁共振光谱在材料分析中的应用。
7，影响红外光谱谱带频率和强度的因素是什么？举例说明其在材料分析中的应用？8，请阐述多晶、非晶、纳米晶体材料在透射电子显微镜选区稍微图像中的区别。
9，采用合适的现代技术表征法分析硅酸盐水泥水化进程，10，请简要叙述布拉格方程在材料微观结构分析和表征领域中的应用。
11，简述X衍射物相分析的过程。
12，试讨论影响差热分析结果的因素，为什么说差热分析只能进行定性或半定量分析，而示差扫描量热分析则可进行定性分析。
13，如何利用差热分析，热重分析，热膨胀分析来区分无机材料中脱水、分解、氧化、多晶转变、烧结等现象。
14，举例说明SEM和TEM在材料分析中的应用。
说明：以上是08年材料研究方法的考研试题，总共有18道。
由于时间间隔太长，只记得14题。
08年试题给我们的感觉是各种研究方法的应用考的很多，几乎每个都考了。
还有一点值得注意的是，在08的试题中，第二章光学显微分析考了一题。
以下是试题的参考答案：1.试推导布拉格方程，分析物质产生X衍射的充要条件。
X-ray作为一电磁波被投射到晶体中时，会受到晶体中原子的散射，而散射波就好像从原子中心出发，每个原子中心发出的散射波就好比一个源球面波。
由于原子在晶体中是按周期排列的，这些散射球波之间存在固定的相位关系，他们之间会在空间产生干涉，结果在某些散射方向上相互加强，某些方向上相互抵消，即衍射。
如图书图3-15所示，1、2、3代表（hkl）的一唯平行网，面网之间间距为d，入射X-rayS0波长为λ，沿与面网成θ角入射，与S1方向散射线满足光学境面反射条件。
材料研究方法习题
第二章一、选择题1.有一倒易矢量为*+*+*=*c b a g 22，与它对应的正空间晶面是（ ）。
A. （210）；B. （220）；C. （221）；D. （110）；。
3.一束X 射线照射到晶体上能否产生衍射取决于（ ）。
A ．是否满足布拉格条件；B ．是否衍射强度I ≠0；C ．A+B ；D ．晶体形状。
1. 倒易矢量的方向是对应正空间晶面的 ；倒易矢量的长度等于对应 。
2. 只要倒易阵点落在厄瓦尔德球面上，就表示该 满足 条件，能产生 。
二、选择题1.若H-800电镜的最高分辨率是0.5nm ，那么这台电镜的有效放大倍数是（ ）。
A. 1000；B. 10000；C. 40000；D.600000。
2. 可以消除的像差是（ ）。
A. 球差；B. 像散；C. 色差；D. A+B 。
3. 可以提高TEM 的衬度的光栏是（ ）。
A. 第二聚光镜光栏；B. 物镜光栏；C. 选区光栏；D. 其它光栏。
4. 电子衍射成像时是将（ ）。
A. 中间镜的物平面与与物镜的背焦面重合；B. 中间镜的物平面与与物镜的像平面重合；C. 关闭中间镜；D. 关闭物镜。
5.选区光栏在TEM 镜筒中的位置是（ ）。
A. 物镜的物平面；B. 物镜的像平面C. 物镜的背焦面；D. 物镜的前焦面。
1.TEM 的分辨率既受衍射效应影响，也受透镜的像差影响。
（ ）2.孔径半角α是影响分辨率的重要因素，TEM 中的α角越小越好。
（ ）3.有效放大倍数与仪器可以达到的放大倍数不同，前者取决于仪器分辨率和人眼分辨率，后者仅仅是仪器的制造水平。
（ ）4.TEM 中主要是电磁透镜，由于电磁透镜不存在凹透镜，所以不能象光学显微镜那样通过凹凸镜的组合设计来减小或消除像差，故TEM 中的像差都是不可消除的。
（ ）5.TEM 的景深和焦长随分辨率Δr 0的数值减小而减小；随孔径半角α的减小而增加；随放大倍数的提高而减小。
（ ）1. TEM 中的透镜有两种，分别是 和 。
材料研究方法作业题目及答案(全)-polymer-xiaoyi
材料研究方法作业题目及答案（全）此版本为老师布置的所有题目及答案。
答案内容参考了PPT、书以及其他版本的答案，并对某些部分做出了较大改动。
仅作复习参考！刘学良老师部分第3章X射线衍射分析1、X射线的波长范围大致为多少？X射线产生的基本原理及X射线管的基本结构。
1】X射线的波长范围：X射线是一种波长为10-2~102Å的电磁波，介于紫外线和γ射线之间。
2】X射线产生的基本原理：凡是高速运动的电子流或其他高能辐射流（γ射线、X射线、中子流等）被突然减速时均能产生X射线。
3】X射线管的基本结构：X射线管的本质是一个真空二极管，基本结构包括：①一个热阴极——绕成螺线形钨丝②一个阳极——铜质底座上镶以阳极靶材料，如W、Ag、Mo、Cu、Ni、Co、Fe、Cr等，产生不同特征的X射线③窗口——用对X射线吸收极少的材料，如Be、Al、轻质玻璃等制成。
④管内高真空10-7Toor2、X射线谱的基本类型及其特点。
X射线强度I随波长λ的变化曲线称为X射线谱，其基本类型有：①连续X射线（白色X射线）——特点：1】由连续的各种波长组成；2】强度随波长连续变化②特征X射线（标识X射线）——特点：1】波长一定、强度很大2】只有当管电压超过V k（激发电压）时才会产生3】与X射线管的工作条件无关，只取决于光管阳极靶材料，不同的阳极靶材料具有特定的特征谱线3、描述X射线与物质的相互作用（俄歇效应与光电效应等）X射线透过物质后会变弱，这是由于入射X射线与物质相互作用的结果，作用过程会产生物理（如X射线的散射和吸收）、化学（破坏物质的化学键、促使新键形成）和生化过程（促进物质合成，导致新陈代谢发生变化）。
具体作用如下图所示：由图可见，当一束X射线通过物质时，其能量可分为三个部分：一部分被散射，一部分被吸收，其余部分则透过物质按方向继续传播。
其中：康普顿效应——散射光中除了有原波长λ0的X光外，还产生了波长λ>λ0的X光，其波长的增量随散射角的不同而变化俄歇效应——当较外层的电子跃迁到空穴时，所释放的能量随即在原子内部被吸收而逐出较外层的另一个次级光电子，此称为俄歇效应，所逐出的次级光电子称为俄歇电子。
材料研究方法试题库
第一章一、选择题1.用来进行晶体结构分析的X射线学分支是（）A.X射线透射学；B.X射线衍射学；C.X射线光谱学；D.其它2. M层电子回迁到K层后，多余的能量放出的特征X射线称（）A.Kα；B. Kβ；C. Kγ；D. Lα。
3. 当X射线发生装置是Cu靶，滤波片应选（）A．Cu；B. Fe；C. Ni；D. Mo。
4. 当电子把所有能量都转换为X射线时，该X射线波长称（）A.短波限λ0；B. 激发限λk；C. 吸收限；D. 特征X射线5.当X射线将某物质原子的K层电子打出去后，L层电子回迁K层，多余能量将另一个L层电子打出核外，这整个过程将产生（）（多选题）A.光电子；B. 二次荧光；C. 俄歇电子；D. （A+C）二、正误题1. 随X射线管的电压升高，λ0和λk都随之减小。
（）2. 激发限与吸收限是一回事，只是从不同角度看问题。
（）3. 经滤波后的X射线是相对的单色光。
（）4. 产生特征X射线的前提是原子内层电子被打出核外，原子处于激发状态。
（）5. 选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料，而不需要考虑厚度。
（）三、填空题1. 当X射线管电压超过临界电压就可以产生X射线和X射线。
2. X射线与物质相互作用可以产生、、、、、、、。
3. 经过厚度为H的物质后，X射线的强度为。
4. X射线的本质既是也是，具有性。
5. 短波长的X射线称，常用于；长波长的X射线称，常用于。
习题1.X射线学有几个分支？每个分支的研究对象是什么？2. 分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？（1）用CuK αX 射线激发CuK α荧光辐射；（2）用CuK βX 射线激发CuK α荧光辐射；（3）用CuK αX 射线激发CuL α荧光辐射。
3. 什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”、“发射谱”、“吸收谱”？4. X 射线的本质是什么？它与可见光、紫外线等电磁波的主要区别何在？用哪些物理量描述它？5. 产生X 射线需具备什么条件？6. Ⅹ射线具有波粒二象性，其微粒性和波动性分别表现在哪些现象中？7. 计算当管电压为50 kv 时，电子在与靶碰撞时的速度与动能以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大动能。
最新同济大学 材料力学 习题解答2(练习册P65-P70)
满足强度条件
WP
FC1 FC1 ∵ FC = 2FC1
t ＜ 2t1
d
3
3 挤压
∴剪切校核主板
t1 t
2 1
b
2
1
FC
FC =
F 4
AC = dt
FS =
FC 2
=
F 8
AS =
pd2 4
F
F
FsC =
FC AC
≤
[sC
]
t = FS ≤ [t ]
AS
主板： 拉压
F ≤ 100 kN
F ≤ 62.83 kN
1-1截面：FN1 2-2截面：FN2
= =
F
3 4
A1 F
=( b–d )t
A2=( b–2d F ≤ 224 kN
s1
)t
=
FN1 A1
s2 =
则
≤[s ] F≤180kN FN2 ≤[s ]
A2 [ F ]= 62.83 kN
P69 38-1
T4
T3
A
B
T2
T1
C
D
1.0kN·m
0.2kN·m 基线
0.2kN·m
0.4kN·m
Mn图
A pd2
a
C
FCx
a
FCy
B
D
a
F
(2) 令 s = sb
F=
pd2 8
sb
= 62.8 kN
(1) 令 s = sS
F=
pd2 8
sS
=
37.7
kN
若 s = sP ( ≈ se )
F=
pd2 8
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“将参考书中的概念、原理要注意理解记忆,书中的例题要做一遍（非常重要*）”
04年
1．X射线与物质相互作用时会产生那些效应？利用其中那些效应可以进行晶体结构的分析鉴定？如何利用X射线衍射分析法鉴定晶态与非晶态？
2．画出晶体对X射线衍射的示意图，写出布拉格方程，并说明该方程中各参数的意义。
3．X射线衍射方法在材料研究中有哪些应用？请具体阐述。
4．请阐述电子与固体物质相互作用时产生的各种电子信号，并介绍这些电子信号在材料分析研究中的各种用途。
5．试讨论加热速度、试样颗粒度、炉内压力和气氛对差热分析结果的影响，为什么说差热分析只能进行定性或半定量分析，而示差扫描量热分析法则可以进行定量分析？
6．通常在一张NMR谱图中可以得到哪些基本信息？并举例说明NMR在材料结构分析中的应用。
7．影响热重曲线的因素有哪些？如何保证热重分析的精确度？举例说明热重分析在材料研究中的应用
8．请介绍透射电镜分析时的块状样品表面复型种类和复型方法。
为何电子显微分析可以获得较光学显微分析高得多的分辨。
9．请阐述电子探针X射线显微分析的基本原理和应用，并比较两种常用的X射线谱仪——波谱仪和能谱仪的特点。
10．如何利用差热分析、热重分析和热膨胀分析来区分无机材料中的脱水分解、氧化、多晶转变、烧结等过程？
11．微晶玻璃是一种在玻璃基体中均匀析出所需微晶相的新材料，在微晶玻璃材料研究过程中，需要掌握玻璃转变温度Tg、析晶温度、析出晶体的晶相种类、以及析出晶体尺寸形貌等物性数据。
通过哪些测试方法可以方便地获得这些数据？并请介绍在这些测试图谱中获取所需数据的具体过程。
12．有机高分子材料的TEM和SEM的试样有哪些特点。
13．试画出有机高分子材料DSC的特征曲线，并说出相应的焓变峰或转变区的物理化学含义。
14. 试推断下图所示二张IR谱图所代表聚合物的类别，并写出解析过程。
（红外的谱图）
06年
1．试阐述红外光谱分析的基础以及应用。
2．什么是斯托克斯线、反斯托克斯线，试说明拉曼光谱与红外光谱是互补的。
3. 请说明下列图谱所代表聚合物的性质特征。
还有两长图在教材中的P3-52中的（f）和(k)
4. 请阐述电子与固体物质相互作用时产生的各种电子信号那些信号可以用于晶体研究？
5. DTA曲线用什么作为反应起始温度，为什么？
6. 何谓自旋偶合? 何谓自旋分裂? 它们在NMR分析中有何重要作用?
7.下列化合物中OH的氢核，何者处于较低场? 为什么?
8.按化学位移值的大小，将下列每个化合物的核磁共振信号排列程序。
(1) CH3CH2OCH2CH3 (2) CH3CHO (3) Cl2CHCH2Cl
07年
一、真题
1．电子束轰击到固体样品表面会产生哪些主要物理信号？研究材料的表面形貌一般收集哪种物理信号？并说明其衬度原理研究材料表面元素分原布状况应收集哪些信息，并收明其衬度理。
2．简述DSC的种类和定量热分析原理，举例说明其在材料研究领域的应用。
3．请详述电子衍射和X射线衍射的异同点。
4．请说述电子探针中波谱的原理和应用，并简述波谱与能谱在应用方面的异同。
5．写出布拉格方程，分析物质产生X衍射的充要条件，简述X射线粉末衍射物相鉴定过程。
请说明样品制备对物相鉴定的影响。
6．简述特征X射线的产生，性质和应用。
7．简述红外光谱用于分子结构分析的基础，说明其应用。
8．采用何种手段可以研究高分子材料的结晶。
9．聚合物的填充改性及共混是高分子材料改的常用手段，如何研究无机填充材料在高聚物基体中的分布情况？如何研究共混物中各相的形态？
10．核磁共振谱中不同质子产生不同化学位移的根本原因是什么？化学位移的主要影响因素有哪些？核磁共振谱中的信号强度可以提供何种信息？
11．请详细描述金相试样的制备过程，并画出碳马氏体和高碳马氏体的组织示意图，解释其区别。
12．举例说明透射电镜在金属材料研究方面的应用，说明其原理。
13．制备金属材料透射电子显微镜试样时一般采用双喷法制样，请详述其原理。
14．请详述多晶，非晶，纳米晶体材料在透射电子显微镜选区稍微图像中的区别。
15．拟定方案，解决玻璃体内夹杂物的鉴定。
16．采用合适的现代技术表征法分析硅酸盐水泥水化进程，请简要评述你给出的方法。
17．叙述X射线粉末衍射分析无机材料的方法有哪几种，并加以评述。
18．请简要叙述布拉格方程在材料微观结构分析和表征领域中的应用。
1.红外光谱与拉曼光谱的比较。
2.电子束轰击到固体样品表面会产生那些主要物理信号？研究材料的表面形貌一般收集那种物理信号？以及这些信号有那些应用。
3.说明电子探针中波谱的原理和应用，简述波谱和能谱应用方面的异同。
4.简述红外光谱用于分子结构分析的基础，说明其应用。
5.核磁共振中不同质子产生不同化学位移的根本原因是什么？核磁共振光谱在材料分析中的应用。
6.影响红外光谱谱带频率和强度的因素是什么？举例说明其在材料分析中的应用？
7.请阐述多晶、非晶、纳米晶体材料在透射电子显微镜选区稍微图像中的区别。
8.采用合适的现代技术表征法分析硅酸盐水泥水化进程，
9.请简要叙述布拉格方程在材料微观结构分析和表征领域中的应用。
10.简述X衍射物相分析的过程。
11.试讨论影响差热分析结果的因素，为什么说差热分析只能进行定性或半定量分析，而示差扫描量热分析则可进行定性分析。
13，如何利用差热分析，热重分析，热膨胀分析来区分无机材料中脱水、分解、氧化、多晶转变、烧结等现象。
14，举例说明SEM和TEM在材料分析中的应用。
15.试推导布拉格方程，分析物质产生X衍射的充要条件（必考题）。
说明：以上是08年材料研究方法的考研试题，总共有18道。
由于时间间隔太长，只记得14题。
08年试题给我们的感觉是各种研究方法的应用考的很多，几乎每个都考了。
还有一点值得注意的是，在08的试题中，第二章光学显微分析考了一题。
一、真题（15选10，每题15分）
1.什么是晶体光性非均质体？转晶率？
2.X射线性质及应用。
说明物质产生X衍射的充要条件，写出布拉格方程，并说明参数意义。
3.阐述透射电镜在金属材料研究方面的应用。
4.电子束轰击到物质表面会产生哪些物理信号（至少4种）？并说明这些信号的应用。
5.如何利用差热分析，热重分析、热膨胀分析来区分无机材料中热分解、氧化、玻璃化转化、多晶转变及陶瓷烧结等现象。
6.简述二次电子、背散射电子、特征X射线三种成像差异，并举例说明其应用。
7.简述虎克定律，以及影响IR基团频率的因素。
8.弛豫的类型。
为什么NMR分析中固体样品要先配成溶液？
9.画出乙醇的NMR示意图，并说明NMR谱图上有哪些信号？化学位移的主要影响因素是什么？
10.FTIR的特征频率及应用。
11.金属脱溶分解和spinodal分解。
12.简述功率补偿型DSC是如何实现定量分析吸热、放热效应的。
影响DSC的试样方面的因素是什么？
13.扫描电子显微镜的成像原理是什么？其分辨本领受哪些因素影响？
14.结合你所学专业，举例说明现代材料微观分析方法的应用（至少两种），进行材料的微观分析。
简述分析过程。
11部分
1.简述自然光与偏振光的区别，偏振光进入晶体和非晶态物质后分别产生什么不同的光学现象，偏光显微技术在晶体物质研究中的应用。
2.简述光学显微技术与电子显微技术的异同和原因，如何分别利用这两种分析技术鉴定样品中晶体的同质多晶现象。
3.简述差热分析方法的原理，说明为何在材料热过程中产生基线漂移，在吸放热后基线上移或下移现象。
4.为何差热分析方法只能进行定性或半定量分析？何种热分析方法可进行材料热过程的定量分析，简述材料定量热分析的重要意义。
5.在非晶态（玻璃）物质的制备和析晶研究中，如何利用仪器分析方法研究非晶态物质的玻璃转变温度、析晶温度、析出晶体的尺寸、形貌和晶型？简述光谱分析在材料分析中的应用。
6.以布拉格定律为基本原理的材料分析方法有哪些，试举一例说明其主要原理。
7.在透射显微技术中质厚衬度的物理意义。
8.在透射显微技术中
9.有一水化一年的硅酸盐水泥，如何测定其中的熟料是否水化完全？
10.简述吸收光谱的产生原理和几个主要吸收光谱的名称，说明吸收光谱普带产生化学位移的原因，吸收光谱在材料测试中的应用。
11.写出红外光谱的产生条件，通常将红外光谱的特征频率区划分为四个部分，试写出各部分的特征基团名称。
12.任意画出一个质子NMR谱图，指出该谱图能够得出的结构信息，以及影响谱图化学位移的主要因素。
13.简述质谱分析的主要原理，举例说明其应用。
14.利用所学物理表征和化学分析的知识，结合所学专业，阐述材料分析中物理表征和化学分析的过程。
（所用表征方法不少于两种）
15.结合自己的研究领域，谈谈现代仪器分析方法如何解决材料三要素-成分、结构、性能之间关系的。