材料研究方法真题集
同济大学材料研究方法部分练习题-
“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。
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。
同济大学2013材料研究方法真题
2013年同济大学《材料研究方法》真题
一．名词解释
1.特征X射线
2.二次电子
3.质后衬度
4.振转光谱
5.基团频率
二．简答题
1.写出Bragg方程，解释其中个参数的物理意义，并说明该方程在材料研究中的应用。
2.阐述SEM图像的衬度原理。
3.写出四种热分析技术名称，以及它们各自主要的应用领域。
4.写出胡克定律的数学表达式，并根据该表达式举例解释IR基团频率变化规律。
5.请阐述核磁共振谱图中化学位移产生的原因。
6.对未知材料进行剖析的大致步骤。
三．谱图题
1.画出一幅X射线衍射谱示意图，指出峰位表示方法，并说明通过该谱图可以得到材料哪些信息。
2.画出某一元素的波成色散示意图，并说明该图中各峰的物理意义。
3.画出某一材料的DTA曲线，并指出曲线中各个峰或台阶代表的物理意义。
4.画出一幅核磁共振示意谱图，并指出从中能获得哪些材料的信息。
材料研究方法思考题答案重点及真题汇编
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.答：实验方法所用辐射样品照相法衍射仪法粉末法劳厄法转晶法单色辐射连续辐射单色辐射多晶或晶体粉末单晶体单晶体样品转动或固定样品固定样品转动或固定德拜照相机劳厄相机转晶-回摆照相机粉末衍射仪单晶或粉末衍射仪单晶衍射仪最基本的衍射实验方法有：粉末法，劳厄法和转晶法三种。
由于粉末法在晶体学研究中应用最广泛，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。
2012年材料研究方法考试试题
2012年材料研究方法考试试题
一．简答题（5x8’）
1.Kα射线与Kβ射线
2.热重分析原理与差热分析原理
3.二次电子象与背散射电子象
4.电子显微镜分析中的波长色散与能力散射（WDS与EDX）
5.红光谱分析与拉曼光谱分析
二．论述题。
1.分别解释下列空间点群符号代表的空间格子类型、晶系、各主要方位对称要
素、点群、对称型。
（10’）
举例：F-m3m:棉芯格子、立方晶系、c:4/m,a+b+c:-3,a+b:2/m,点群m3m，对称
型3L44L36L29PC
2.面心格子的晶体，如Fm-3m，在X射线衍射中，（100）、（120）及（111）
面网各能否产生衍射效应？为什么？（15’）
3.试论述连续X射线及特征X射线产生的原理，对Cu靶产生的K系X射线，如
何过滤Kβ射线？（15’）
4.试推导布拉格方程，并讨论方程中的反射级次n。
（10’）
5.试从倒易球理论推导电子衍射方程，并绘制立方晶系的（100）o层倒易面。
（10’）
三、附加题（二选一，全部正确得三分，若做两题，则两题要全部对，得三分）
1.给出下列仪器分析方法缩写符号的英文全称；
XRD XRF EPMA SEM TEM IR AES XPS
2.给出七个晶系的英文全称。
材料研究方法试卷A答案
材料研究方法试卷A答案The document was finally revised on 2021一、名词解释（每题5分，共20分）1、短波限各种管电压下的连续X射线谱都具有一个最短的波长值，该波长值称为短波限。
2、光电效应光电效应是入射X射线的光量子与物质原子中电子相互碰撞时产生的物理效应。
当入射光量子的能量足够大时，可以从被照射物质的原子内部（例如K壳层）击出一个电子，同时外层高能态电子要向内层的K空位跃迁，辐射出波长一定的特征X射线。
这种以光子激发原子所发生的激发和辐射过程称为光电效应。
3、相干散射当入射线与原子内受核束缚较紧的电子相遇，光量子不足以使原子电离，但电子可在X射线交变电场作用下发生受迫振动，这样的电子就成为一个电磁波的发射源，向周围辐射电磁波，这些散射波之间符合波长相等、频率相同、位相差相同的光的干涉条件，故称相干散射。
4、球差球差即球面像差，是由于电磁透镜的中心区域和边缘区域对电子的折射能力不符合预定的规律而造成的像差。
二、简答题（每题10分，共40分）1、实验中选择X射线管以及滤波片的原则是什么？已知一个以Fe为主要成分的样品，试选择合适的X射线管和合适的滤波片？答：实验中选择X射线管的原则是为避免或减少产生荧光辐射，应当避免使用比样品中主元素的原子序数大2~6（尤其是2）的材料作靶材的X射线管。
选择滤波片的原则是X射线分析中，在X射线管与样品之间一个滤波片，以滤掉Kβ线。
滤波片的材料依靶的材料而定，一般采用比靶材的原子序数小1或2的材料。
分析以铁为主的样品，应该选用Co或Fe靶的X射线管，它们的分别相应选择Fe和Mn为滤波片。
2、比较物相定量分析的外标法、内标法、K值法、直接比较法和全谱拟合法的优缺点？答：外标法就是待测物相的纯物质作为标样以不同的质量比例另外进行标定，并作曲线图。
外标法适合于特定两相混合物的定量分析，尤其是同质多相（同素异构体）混合物的定量分析。
内标法是在待测试样中掺入一定量试样中没有的纯物质作为标准进行定量分析，其目的是为了消除基体效应。
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。
材料研究方法历年真题
2010年同济大学材料学材料研究方法考研试题1.简述高级晶族、中级晶族、低级晶族中光的传播特点，在光学显微镜下如何区分晶体与非晶质体。
2.特征X射线的产生，性质和应用。
【不知此处特征两字是否为误】3.电子照射在物体表面产生哪些物理信号，并说明其在分析方法中的应用（至少三种）。
4.试推到BRAGG方程，说明其中各字母的意义并讨论其取值范围。
【题目中已给图】5.电子显微分析方法主要有哪些，SEM、TEM的衬度原理并扼要说明其应用。
{选做题}6.X射线粉末衍射仪的定性分析步骤，并说明其结果影响因素。
7.光谱分析的物理学基础是什么，说明不同频率光与分子的作用及相应分析方法。
8.典型高分子材料的DTA,DSC曲线并解释各个峰的含义。
9.乙醇的NMR图谱并说明表现了什么信息，说明NMR分析的步骤。
10.透射电镜制样的方法及特点。
2009年同济大学材料学材料研究方法考研试题共出了15道题，让任选10道答题，总分150分1、简述什么是非均质体光率体，哪些晶系体现了非晶系光率体，光在这些光率体中传播情况如何？2、简述特征X射线是如何产生的，以及X射线衍射实验影响因素？3、简述扫描电镜工作原理，以及举例说明在材料研究中的应用；4、写出乙醇的NMR谱图，并说明图谱显示信息，并简述影响核磁共振化学位移的主要因素；晕了，都想不起来了，一片空白，好好想想。
5、结合自己所学专业已经了解的研究方法和手段，举例说明如何使用此分析方法揭示物质的结构特征（起码要用两种研究手段）6、简述透射电镜在材料研究中的应用；7、关于X粉末衍射的原理及应用；8、驰豫的分类，（后面还有一问想不起来了）9、如何运用材料研究手段分析玻璃转化，氧化，析晶，热分解，并说明热分析在材料研究中的应用；071．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布状况应收集哪些信息，并收明其衬度原理。
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。
同济大学-材料学专业-《材料研究方法》考研真题(1)
06部分二、解析1.试阐述红外光谱分析的基础以及应用。
参考答案：红外光谱是由于分子振动能级的跃迁（同时伴随转动能级跃迁）而产生的物质能吸收红外光谱应满足两个条件：1.辐射应具有刚好恩那个满足物质跃迁时所需的能量；2.辐射与物质之间有相互作用（2）辐射与物质之间有相互作用，分子的偶极距必须发生变化的振动，分子振动的形式：1．伸缩振动ａ．对称伸缩振动ｂ．反对称伸缩振动2．变形和弯曲伸缩振动ａ．面内变形剪式振动面内摇摆振动ｂ．面外变形面外摇摆振动扭曲变形掘动红外光谱振动吸收带的类型：（１）Ｘ－Ｈ伸缩振动区（２）叁键和累积双键区（３）双键伸缩振动区（４）Ｘ－Ｙ伸缩振动区和Ｘ－Ｈ变形振动区红外光谱的应用：定性分析 1 试样的分离与精制 2. 了解与试样性质有关的其他方面的因素 3. 图谱的解析定量分析试题解析：1）知识点：红外光谱的基础与应用2）答题思路：综合两方面信息进行解答3）历年考频：此考点在近五年中共出现3次，分别为：04.06，07年.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。
参考答案：在拉曼散射中，若光子把一部分能量传递给样品分子，得到的散射光能量减少，在垂直方向测量到的散射光中，可检测一定频率的线，称为斯托克斯线。
反之，如果分子处于激发态，与光子发生非弹性碰撞就会释放能量而回到基态，得到反斯托克斯线。
1.拉曼光谱是一个散射过程，因此任何尺寸、形状、透明度的样品，只要能被激光照到，就可以直接进行测量，极微量的样品都可以照射到。
2. 水是极性很强的分子，因而其红外吸收非常强烈。
但水的拉曼反射却极微弱。
3.对于聚合物及其他分子，拉曼散射的选择定则限制较小，因而可以得到更丰富的谱带。
试题解析：1）知识点：拉曼光谱的基本知识2）答题思路：简述概念知识3）历年考频：此考点在近五年中共出现1次，分别为：06年。
3. 请说明下列图谱所代表聚合物的性质特征。
参考答案：谱带分析在新大纲中取消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？参考答案：1.背散射电子2. 二次电子3. 吸收电子4. 透射电子5. 特征X射线6.俄歇电子1.背散射电子2. 二次电子5. 特征X射线 6.俄歇电子均可进行晶体结构的研究试题解析：1）知识点：电子与固体物质相互作用2）答题思路：简述基本概念3）历年考频：此考点在近五年中共出现3次，分别为：04，06，07年.5. DTA曲线用什么作为反应起始温度，为什么？参考答案：使用外延始点作为反应起始温度。
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。
同济大学材料研究方法2009真题
2009同济大学材料学，材料研究方法考研试题
同济大学。
材料学，材料研究方法
共出了15道题，让任选10道答题，总分150分
1、简述什么是非均质体光率体，哪些晶系体现了非晶系光率体，光在这些光率体中传播情况如何？
2、简述特征X射线是如何产生的，以及X射线衍射实验影响因素？
3、简述扫描电镜工作原理，以及举例说明在材料研究中的应用；
4、写出乙醇的NMR谱图，并说明图谱显示信息，并简述影响核磁共振化学位移的主要因素；
晕了，都想不起来了，一片空白，好好想想。
5、结合自己所学专业已经了解的研究方法和手段，举例说明如何使用此分析方法揭示物质的结构特征（起码要用两种研究手段）
6、简述透射电镜在材料研究中的应用；
7、关于X粉末衍射的原理及应用；
8、驰豫的分类，（后面还有一问想不起来了）
9、如何运用材料研究手段分析玻璃转化，氧化，析晶，热分解，并说明热分析在材料研究中的应用；。
材料研发考试题库及答案
材料研发考试题库及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学中，下列哪一项不是材料的基本性能？A. 力学性能B. 热学性能C. 光学性能D. 化学稳定性答案：D2. 金属材料的强度和硬度通常与下列哪个因素有关？A. 晶粒尺寸B. 合金元素含量C. 冷却速率D. 所有以上选项答案：D3. 陶瓷材料的主要特性是什么？A. 良好的导电性B. 高熔点C. 良好的延展性D. 良好的弹性答案：B4. 聚合物材料的玻璃化转变温度（Tg）是指？A. 聚合物从固态转变为液态的温度B. 聚合物从液态转变为固态的温度C. 聚合物从高弹性状态转变为玻璃态的温度D. 聚合物从玻璃态转变为高弹性状态的温度答案：C5. 以下哪种材料不属于复合材料？A. 碳纤维增强塑料B. 金属基复合材料C. 陶瓷基复合材料D. 纯金属答案：D6. 金属的腐蚀通常与哪种因素有关？A. 温度B. 湿度C. 氧气D. 所有以上选项答案：D7. 材料的疲劳寿命与以下哪个因素无关？A. 材料的强度B. 材料的硬度C. 材料的韧性D. 材料的导电性答案：D8. 以下哪种方法不用于材料的微观结构分析？A. 扫描电子显微镜（SEM）B. 透射电子显微镜（TEM）C. X射线衍射（XRD）D. 光谱分析答案：D9. 材料的断裂韧性是指材料在受到冲击或断裂时的哪种能力？A. 抗拉强度B. 抗弯强度C. 抗冲击能力D. 抗压缩能力答案：C10. 以下哪种材料不是通过熔融法制备的？A. 玻璃B. 金属C. 陶瓷D. 聚合物答案：C二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述材料的疲劳现象及其影响因素。
答案：材料的疲劳现象是指在反复加载和卸载过程中，材料在远低于其静态强度的情况下发生断裂。
影响因素包括加载频率、应力幅度、材料的微观结构、环境条件等。
2. 描述金属腐蚀的基本原理及其防护措施。
答案：金属腐蚀是金属与周围环境发生化学反应，导致材料性能下降的过程。
基本原理包括电化学腐蚀和化学腐蚀。
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。
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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．试阐述红外光谱分析的基础以及应用。
15．什么是斯托克斯线、反斯托克斯线，试说明拉曼光谱与红外光谱是互补的。
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) Cl2CHCH2Cl1．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，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。
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1,材料研究中，XRD可进行多种分析，叙述利用XRD对粉末多晶体材料进行物相定义分析的过程2，光谱分析的物理基础是什么？简述各种波长的电磁波对原子（集团）的作用及其相应的光谱分析方法3.试画出一张典型的高分子材料的DTA\DSC热分析示意谱图，并指出图中各个峰代表物理意义4如何利用差热分析，热重分析与热膨胀分析技术区分碳酸盐热分解，金属氧化，玻璃析晶，多晶转变等过程5在无机非金属材料的红外光谱分析中，影响红外吸收光谱带位置的因素有哪些？为何说红外光谱与拉曼光谱可互为补充6请分析扫描电子显微镜中二次电子像，背散射电子像,X射线（面）扫描像的差异。
并叙述这三种方法在材料中的应用7以乙醇C2H6O为例，说明以NMR图谱中可得到的信息和谱图解析步骤8请扼要叙述透射电子显微镜的主要制样方法，并说明其主要特点9请阐述材料化学组成与结构和微观形貌的分析方法和大致步骤10采用合适的现代技术表征方法，分析碳酸盐水泥水化过程，并简要评述你给出的方法1阐述光在高级晶族，中级和低级晶体中的传播特点，如何利用光学显微分析方法鉴别晶体和非晶质体2简述特征X射线产生，性质和应用3简述高能电子束和物质作用后的物理信号，简述这些物理信号在材料微观形貌表征中主要用途（至少三种）4试推导Bragg方程，试讨论该方程各参数的物理意义和限定范围5电子显微分析主要包括哪些实验方法？扼要介绍电子显微分析在材料研究中的应用。
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。
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。