东华大学材料结构表征及其应用作业答案
材料结构分析试题及答案
材料结构分析试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料科学中,X射线衍射分析可以用来确定材料的:A. 化学成分B. 晶体结构C. 表面形貌D. 热处理状态答案:B2. 透射电子显微镜(TEM)主要用于观察材料的:A. 宏观结构B. 微观结构C. 表面形貌D. 宏观形貌答案:B3. 扫描电子显微镜(SEM)可以提供材料的:A. 化学成分分析B. 晶体结构分析C. 表面形貌分析D. 内部结构分析答案:C4. 原子力显微镜(AFM)通常用于研究材料的:A. 宏观形貌B. 微观形貌C. 晶体结构D. 化学成分答案:B5. 利用X射线衍射可以测定材料的:A. 密度B. 弹性模量C. 晶格常数D. 电导率答案:C6. 材料的热分析技术中,差示扫描量热法(DSC)主要用于研究材料的:A. 热稳定性B. 热导率C. 热膨胀系数D. 热电效应答案:A7. 通过光学显微镜观察材料的:A. 微观结构B. 宏观结构C. 表面形貌D. 晶体结构答案:B8. 利用红外光谱分析可以确定材料的:A. 晶体结构B. 化学成分C. 表面形貌D. 热处理状态答案:B9. 核磁共振(NMR)技术通常用于研究材料的:A. 晶体结构B. 化学成分C. 表面形貌D. 微观结构答案:B10. 利用电子探针显微分析(EPMA)可以确定材料的:A. 晶体结构B. 化学成分C. 表面形貌D. 热处理状态答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 在材料科学中,_________是一种用于分析材料晶体结构的常用技术。
答案:X射线衍射2. 透射电子显微镜(TEM)的分辨率通常比_________高。
答案:光学显微镜3. 扫描电子显微镜(SEM)的成像依赖于电子束与材料相互作用产生的_________。
答案:二次电子4. 原子力显微镜(AFM)的工作原理是基于探针与样品表面的_________。
答案:原子间相互作用力5. 差示扫描量热法(DSC)可以测量材料在加热或冷却过程中的_________变化。
东华大学材料学复习
名词解释天然纤维:来自自然界,可直接用于纺织的纤维。
化学纤维:以天然或人工合成的高聚物为原料,经特定加工制成。
短纤维:是一定长度的短线未经刚果各种防沙系统把纤维捻和纺成的。
长丝纱:单根或多根长丝组成的纱线。
公定回潮率:对各种织物和其制品回潮规定的标准(相对师傅65%+2%温度20+-2)纯纺织物:由同一种纯纺织纱线织成的织物。
纯纺纱线:由一种纤维原料构成的纱线。
混纺织物:由混纺纱线组成的织物。
混纺纱线:有两种或两种以上的纤维混合纺成的纱线。
交织物:经纬纱采用不同的短纤维纱或一组用短纤维纱另一组长丝交织的纤维。
针织物:用一组或多组纱线通过线圈相互串套的方法钩连成片的织物。
机织物:用两组纱线(经纱纬纱)在织机上按一定规律相互垂直交织成片状纺织品。
非织造布:以纺织纤维的原料经过粘合,熔合或化学机械方法加工而成的薄片或毛毡状制品。
色织物:将纱线全部或部分染色,再织成各种不同色的条,格,小提花织物。
缩绒性:羊毛纤维肌和体在湿热条件和化学试剂作用下,受到机械外力的挤压,揉搓而粘合成毡绒的性质。
丝光处理:在常温或低温下将棉织物浸入浓度为18%-25%的NaOH溶液中,纤维的织锦膨胀,长度缩短,此时若施加外力,任其收缩,则可提高棉纤维的光泽度,同时强度增加,吸色能力提高,易于染色印花,这种加工过程称为丝光。
特克斯(现密度):指1000m长的纱线,在公定回潮率时的重量克数。
旦数:9000米长的纱线在公定回潮率使得重量克数。
英制支数:公定回潮率时,1磅重的纱线所具有的某标准长的的信数,该标准长度视纱线种类而不同。
公制支数:公定回潮率时,1g重的纱线所具有的长度米数。
问答题1、服装用纤维按来源可以分为哪二类化学纤维根据什么又分为两类这两类纤维分别是什么纤维天然纤维和化学纤维。
化学纤维以天然或人工的高聚物为原料,根据高聚物的来源分为人造纤维和合成纤维。
2、根据纤维的长度,服装用纤维可以分为哪二类长丝和短纤维。
P53、常用的合成纤维有哪些它们在服用性能上有什么优缺点哪种合成纤维在服装面料中用得最多P31涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、氨纶、氯纶优点:强度大、弹性好、不霉不蛀缺点:吸湿性差、摩擦易产生静电、易粘污、抗熔性差运用最多:涤纶4、常用的纤维素纤维有哪些它们在服用性能上有什么优缺点天然纤维素纤维——种子纤维:棉、木棉——韧皮纤维:亚麻、苎麻、大麻、罗布麻人造纤维素纤维:粘胶纤维、醋酯纤维、铜氨纤维优缺点:√棉纤维:染色性能良好,可染成各种颜色。
东华大学纺织材料学 模拟计算题及答案
计算题参考答案(1)1. 公制支数为5500的棉纤维,合多少分特?直径为多少?(已知棉纤维密度:1.54g/cm 3)10000dt mN N =;N dt =10000/5500≈1.82(dtex ) m d N γ≈12.265500 1.54d ≈=⨯(μm )2. 1.5旦的丙纶与2旦的涤纶哪个粗?为什么?(已知纤维密度:涤纶为1.38g/cm 3、丙纶为0.91g/cm 3)1.5 1.381.1>10.912D D d N d N γγ=⋅=⋅≈丙丙涤丙涤涤;故丙纶粗。
3. 一批腈纶重1000kg ,取50g 试样烘干后称得其干重为49.2g ,求该批腈纶的回潮率和公定重量。
(腈纶的公定回潮率为2.0%) 回潮率:05049.2100%100% 1.6%49.2G GW G --=⨯=⨯= 公定重量:049.2(1)1000(1 2.0%)1003.68()50kk GG W kg =⨯+=⨯⨯+= 4. 计算55/45棉/涤混纺纤维的公定回潮率。
10.5511.10.450.4 6.29(%)n k i i i W bW ===⨯+⨯=∑计算题参考答案(2)5. 今在标准温湿度条件下进行纤维强伸度测定,测试条件与结果如下:公制支数为5800的棉纤维单强为4.5gf ,断裂伸长为1.2mm ,夹持距离为10mm ;2旦51mm 的涤纶纤维单强为9.6gf ,断裂伸长为6.2mm ,夹持距离为20mm 。
问:这两种纤维的相对强度(cN/dtex )、断裂伸长率(%)和断裂应力(N/mm 2)各为多少?(其中棉纤维的γ=1.54g/cm 3,涤纶纤维的γ=1.38g/cm3) (1)棉纤维1kgf =9.8 N =980 cN ;4.5gf =4.5/1000×980=4.41 cN ;N dt =10000/N m =10000/5800=1.72 dtex ; P dt =P b /N dt =4.41/1.72=2.56 cN /dtex ;00 1.2100%100%12%10b b l l l ε-=⨯=⨯=; 64101m d N πγ⨯=⋅ 2622101000000111.96()0.000112()45800 1.54m d A m mm N πμγ=====⨯;σb =P b /A =0.0441/0.000112=393.75 N /mm 2;(2)涤纶纤维9.6 gf =9.6×980/1000=9.41 cN ;N dt =10/9×N D =10/9×2=2.22 dtex ; P dt =P b /N dt =9.41/2.22=4.24 cN /dtex ;00 6.2100%100%31%20b b l l l ε-=⨯=⨯=; 34109DN d πγ⨯=⋅ ; 32221010002144.30()0.000144()499 1.54D N d A m mm πμγ⨯=====⨯ σb =P b /A =0.0941/0.000144=653.47 N /mm 2;计算题参考答案(3)6. 假设一高聚物的力学模型为Maxwell 模型,试求其本构关系,并讨论在加载条件σ = k t 下的初始模量。
(99-05)东华大学纺织材料学历年真题及答案
中国纺织大学1999年硕士研究生招生考试试题招生专业:纺织工程考试科目:纺织材料学一、名词解释(每题3分)1.纤维的两相结构:纤维的微结构,同时存在结晶态与非晶态两种形式。
结晶态与非结晶态相互混杂的结构称为两相结构。
一般认为线型大分子上一部分链段形成晶体结构,一部分链段形成非晶态结构,一个纤维分子穿过很多微晶体,两相结构的模型有缨状微胞结构、2.:表示二级原棉,手扯长度为29cm,锯齿白棉。
3.纺织材料的耐疲劳性能:纺织材料在较小外力,长时间反复作用下,塑性变形不断积累,当积累的塑性变形值达到断裂伸长时,材料最后整体破坏的现象。
4.非织造布:由纤维层(定向或非定向铺置的纤维网或纱线)构成,也可再结合其他纺织品或非纺织品,经机械或化学加工而成的制品。
5.哈密尔顿转移指数M:衡量混纺纱中不同品种的纤维在截面上向外或向内颁布程度的指标。
6.变形丝:化纤原丝在热和机械作用下,经过变形加工使之具有卷曲、螺旋、环圈等外观特性而呈现蓬松性伸缩性的长丝纱,称为变形丝或变形纱。
包括高弹变形丝、低弹变形丝、空气变形丝、网络丝。
7.热机械性能曲线:高聚物受力变形或初始模量等随温度变化而变化的曲线。
8.织物风格:(广义)织物本身所固有的物理机械性能作用于人的感觉器官(触觉、视觉、听觉)所产生的综合效应。
(狭义)织物的某种物理机械性能通过人手的触觉所引起的综合反应(手感)。
9.合成纤维和再生纤维:合成纤维是以石油、煤、天然气及一些农副产品等低分子作为原料制成的单体后,经人工合成获得的聚合物纺制成的化学纤维,如涤纶、锦纶6、锦纶66、腈纶等。
再生纤维是以天然聚合物为原料,经过化学和机械方法制成的化学组成与原高聚物基本相同的化学纤维,如粘胶纤维、铜氨纤维等。
10.克罗(Clo)值:在室温21℃,相对温度小于50%,气流为10cm/s(无风)的条件下,一个人静坐不动,能保持舒适状态,此时所穿衣服的热阻力为1克罗值。
CLO越大,则隔热,保暖性越好。
2006-2009东华大学纺织材料学试题及答案
2006年一、名词解释1、分子间引力纤维大分子间的作用力与大分子链间的相对位臵,链的形状、大分子排列的密度及链的柔曲性等有关。
这种作用力使纤维中的大分子形成一种较稳定的相对位臵,或较牢固的结合,使纤维具有一定的物理机械性质。
有化学键,盐式键,氢键,范德华力2、高分子聚合物以石油、煤、天然气及一些农副产品等低分子化合物为原料制成单体,经化学合成制成高分子聚合物。
3、表面张力:单位长度上的作用力。
4、复合纤维由两种及两种以上聚合物,或具有不同性质的同一聚合物,经复合纺丝法纺制成的化学纤维。
分并列型、皮芯型和海岛芯等。
5、相对湿度:气体中,水气的分压除以水蒸气的百分比率。
6、极限氧系数纤维点燃后,在氧、氮大气里维持燃烧所需要的最低含氧量体积百分数。
7、拉伸弹性回复率纺织材料总变形中,急弹性恢复变形与缓弹性恢复变形所占的百分比。
弹性回复率R e(或称回弹率)R e =(l急+l缓)/(l急+l缓+l塑)8、纤维吸湿热纤维吸湿时有热量放出,由于空气中的水分子被纤维大分子上的亲水基团所吸引而与之结合,使分子的动能降低而转化成热量释放出来。
9、再生纤维素纤维用木材、棉短绒、蔗渣、麻、竹类、海藻等天然纤维素物质制成的纤维,如粘胶纤维、醋酯纤维、铜氨纤维等。
10、织物断裂功:织物在外力作用下拉伸到断裂时,外力对织物所做的功。
二、问答题与计算题(100分)1、(15分)讨论纤维的分子取向对纤维拉伸性能的影响,包括拉伸强力、初始模量、断裂伸长。
纤维的取向度大,大分子可能承受的轴向拉力也大,拉伸强度较大,伸长较小,模量较高,光泽教好,各向异性明显。
2、(15分)纤维的吸湿性是由什么因素决定的?列出三种吸湿性好和三种吸湿性差的纤维一.自身因素主要是指纤维的结果因素:(1)纤维大分子亲水基团的数量和强弱.如含有羟基、胺基、羧基、酰胺基等极性基团的纤维,由于这些基团都是亲水性的,所以若含有这种集团的数量多,吸水性就好(2)纤维的结晶度.因为纤维的吸湿作用主要发生在无定形区,所以纤维的结晶度低,吸湿性就好,而且在相同的结晶度下,晶粒小的吸湿性较好。
(98-05)东华大学纺织材料学历年真题及答案
中国纺织大学1998年硕士研究生招生考试试题招生专业:针织工程考试科目:纺织材料学一、名词解释(每题3分)1. 差别化纤维:非常规生产得到的具有特殊性能的化学纤维的总称。
如异形纤维,高吸湿纤维,抗起毛起球纤维以及仿天然纤维,易染色纤维等。
它是近年来迅速发展起来的新型化学纤维,能改善常规化纤的纺织、印染与使用性能。
2. 捻系数:结合纱线细度表示加捻程度的相对指标,无单位。
特数制捻系数为纱线公制捻度与纱线特数平方根的乘积。
3. 羊毛缩绒性:羊毛在湿热及化学试剂作用下,经机械外力反复挤压,纤维集合体逐渐收缩紧密,并相互穿插纠缠,交编毡化。
这一性能称为羊毛缩绒性。
4. 交织物:用两种不同纺织纤维的纱线或长丝交织而成的织物。
5. 极限氧指数:纤维点燃后,在氧氮大气里维持燃烧所需要的最低含氧量体积百分数。
6. 织物紧度:织物中经纬纱线所覆盖的面积与织物总面积之比,用百分数表示。
7. 复合纤维:由两种或两种以上聚合物,或具有不同性质的同一聚合物,经复合纺丝纺制成的化学纤维,分并列型、皮芯型和海岛型。
8. 网络丝:将高速气流垂直间歇地射向喂入的长丝,使单丝之间互相纠缠和缠绕从而增加丝束抱合性,这种具有周期性网络结构的丝成为网络丝。
9. 花式纱:由芯线、饰线和包线捻合而成。
10. 纤维的蠕变与松弛:一定温度下,拉伸变形保持一事实上纺织材料内的应力随时间的延续而逐渐减少的现象叫松弛;在一定温度下,纺织材料在一定外力作用下其变形随时间而变化的现象叫蠕变。
二、问答与计算题1. 何谓纤维的初始模量?其物理意义是什么?如何测量?(10分)答:纤维的初始模量E 是纤维负荷—伸长曲线上起始一段直线部分的斜率或伸长率为1%时对应的强力。
其大小表示纤维在小负荷作用下变形的难易程度,它反映了纤维的刚性。
E 越大表示纤维在小负荷作用下不易变形,刚性较好,其制品比较挺括;E 越小表示纤维在小负荷作用下容易变形,刚性较差,其制品比较软。
2. 试述棉与低强高伸涤纶混纺时,随着涤纶含量的增加,其混纺纱强力、吸湿性、耐磨性、耐污性、抗熔性有什么变化?为什么?(15分)(注:棉与低强高伸涤纶的拉伸曲线如下:)答:棉的断裂强力低,断裂伸长小,初始模量大,断裂功小。
东华大学应用化学《功能高分子及应用》课程作业(2)
48.什么是活性碳纤维?其制备工艺可归纳为哪三个主要阶段?答:活性碳纤维是以高聚物纤维为原料,经高温碳化和活化而制备的一种纤维状高效吸附分离材料。
49.什么是碳化得率?什么是活化得率?答:%100*%原料纤维的质量碳化纤维的质量)碳化得率(=%100*%原料纤维的质量活性碳纤维的质量)活化得率(=50.简述纤维素纤维碳化过程的化学结构变化。
答:通过对FTIR,XRD等一系列现代分析技术研究结果的总结,人们对纤维素纤维的碳化机理描述为四个反应阶段:第一阶段(25-1500C),吸附水分的物理脱水;第二阶段(150-2400C),纤维素化学脱水失去-OH,同时形成-C=O基团;第三阶段(240-4000C),脱离原子团反应。
纤维上的C-O-C和C-C键被破坏,析出H2O,CO,CO2 等,并进一步反应形成共轭C=C双键或芳香族核结构(四碳原子基团);第四阶段(4000C以上),芳香族化。
由于脱氢,脱甲烷等反应的进行,芳香族核间大量结合;随之发展成类石墨片层的平面结构。
简述过程:物理脱水—化学脱水—脱离原子团反应形成共轭C=C双键或芳香族核结构—芳香族化形成石墨片层的平面结构。
51.简述聚丙烯腈纤维碳化过程中的结晶变化。
答:聚丙烯腈纤维碳化过程主要经历三个反应阶段:预氧化阶段,低温反应阶段(预氧化温度低于7000C)、高温反应阶段(7000C以上)。
简述过程:脱氢环化形成梯形高聚物—进一步环化形成类石墨平面结构—分子链交联碳网平面增大。
52.简述碳化-活化过程中的结晶结构变化。
答:采用XRD、金相显微镜等方法研究发现,粘胶纤维及粘胶接枝聚丙烯腈共聚物在升温碳化时,在250-3100C之间发生原纤维结晶的破坏和类石墨微晶生成的转变。
在活化反应过程中,纤维的结晶结构不仅没有破坏,而从XRD的结果来看,晶粒尺寸反而略有增大。
53.请从元素组成、表面化学官能团和体相结构三方面简述活性碳纤维的化学结构特点。
答:元素组成:活性碳纤维主要由碳原子组成,碳元素含量约80%以上,还含有微量氢(约0.4%-1.9%),少量氧(2%-20%),部分活性碳纤维还含有少量N、S等杂原子。
气液界面法组装的Ni_(3)(HITP)_(2)电致变色薄膜及其性能
收稿日期:2020‑10‑27。
收修改稿日期:2021‑02‑25。
国家自然科学基金(No.51972054)和中央高校基本科研业务费专项资金自由探索项目(No.18D110308)资助。
*通信联系人。
E‑mail :**************.cn第37卷第5期2021年5月Vol.37No.5798‑808无机化学学报CHINESE JOURNAL OF INORGANIC CHEMISTRY气液界面法组装的Ni 3(HITP)2电致变色薄膜及其性能李仕林1李然1陆子秋1王宏志*,1,2李策3(1东华大学材料科学与工程学院,纤维材料改性国家重点实验室,上海201620)(2东华大学材料科学与工程学院,先进玻璃制造技术教育部工程研究中心,上海201620)(3东华大学机械工程学院,上海201620)摘要:由于缺乏可控的成膜技术,三亚苯类金属有机框架(MOFs)材料的应用受到了限制。
我们在气液界面组装了不同厚度的Ni 3(HITP)2薄膜(HITP 3-=2,3,6,7,10,11‑六亚氨基三亚苯),并将制备的薄膜转移到导电玻璃表面。
利用X 射线衍射(XRD)、场发射透射电子显微镜(FETEM)、场发射扫描电镜(FESEM)、X 射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱对样品的晶体结构、微观形貌和元素组成进行表征,采用紫外可见分光光度计以及电化学工作站对Ni 3(HITP)2薄膜的电化学和电致变色性能进行了研究和表征。
结果表明,得益于Ni 3(HITP)2电致变色薄膜的多孔结构和与电解液良好的接触,所得薄膜电极N‑20具有较短的着色响应时间/褪色响应时间(0.6/0.7s),且着色效率可达530cm 2·C -1;而N‑50具有较大的光调制范围(740nm ,70%)。
关键词:金属有机框架;气液界面组装;电致变色;着色效率中图分类号:TN383;O614.81+3文献标识码:A文章编号:1001‑4861(2021)05‑0798‑11DOI :10.11862/CJIC.2021.098Electrochromic Properties of Ni 3(HITP)2Films Assembled at Gas⁃Liquid InterfaceLI Shi‑Lin 1LI Ran 1Lu Zi‑Qiu 1WANG Hong‑Zhi *,1,2LI Ce 3(1State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Materials,College of Materials Science and Engineering,Donghua University,Shanghai 201620,China )(2Engineering Research Center of Advanced Glass Manufacturing Technology,Ministry of Education,College of Materials Science and Engineering,Donghua University,Shanghai 201620,China )(3College of Mechanical Engineering,Donghua University,Shanghai 201620,China )Abstract:The lack of controllable film‑forming technology limits the further application of triphenylene‑based metal‑organic frameworks (MOFs).In this work,the gas‑liquid interface assembled Ni 3(HITP)2films (HITP 3-=2,3,6,7,10,11‑hexaiminotriphenylene)with different thicknesses were transferred on the conductive glass.X ‑ray diffraction (XRD),field emission transmission electron microscope (FETEM),field emission scanning electron microscope (FESEM),X ‑ray photoelectron spectroscopy (XPS)and Raman spectroscopy were used to characterize the crystal structure,element composition and microscopic morphology of the samples.The electrochemical and electrochromicproperties of Ni 3(HITP)2thin film were further studied and characterized.The results show that the Ni 3(HITP)2elec‑trochromic film with porous structure and large specific surface area can increase the contact area with the electro‑lyte.Thus,the obtained film N‑20had short coloring/bleaching time (0.6/0.7s)and high coloration efficiency (530cm 2·C -1),while N‑50had a large optical modulation range (70%at 740nm).Keywords:metal‑organic frameworks;gas‑liquid interface assembly;electrochromic;coloration efficiency第5期0引言电致变色(electrochromic,EC)指在电场作用下材料的光学性质发生可逆变化的现象,具有低功耗、多色彩和颜色记忆性等优点[1],已经应用于智能窗、防眩光后视镜、显示伪装等领域[2‑3]。
(整理)东华大学苏州大学江南大学纺织材料学真题试题库及答案.
《纺织材料学》试题一姓名班级学号成绩一、概念题(15分)1、羊毛的缩融性:2、差别化纤维3、超细纤维4、高收缩纤维5、吸湿滞后性二、填空:25分1、化学纤维“三大纶”指的是、和。
其中,耐磨性最好的是,保形性最好的是,多次拉伸后剩余伸长最大的是,耐光性最好的是,耐光性最差的是;保暖性最好的是,热稳定性最好的是;有合成羊毛之称;可做轮胎帘子线的是。
2、棉纤维的主要组成物质是。
生长期包括、和转曲期三个时期。
正常成熟的棉纤维横截面是,纵面是不规则的沿长度方向不断改变旋向的螺旋形扭曲,称为。
棉主要性能包括、、、、和。
3、羊毛的主要组成是。
其横截面由、和中腔组成;纵向有天然。
4、化学纤维的制造包括、、和纺丝后加工四个过程。
5、人造棉即,人造毛即;有人造丝之称;合成棉花指的是。
纤维有防治关节炎之功效。
6、氨纶的最大特点是。
7、中空纤维的最大特点是。
8、纺织纤维从大分子结合成纤维,大致经历、、、和纤维五个层级。
9、标准状态指的是。
公定回潮率的规定是为了计重和的需要,它与回潮率接近。
10、原棉标志329代表的含义是。
三、判断正误并改错(10分)1、吸湿使所有的纺织纤维强度下降,伸长率增加。
()2、兔毛有软黄金之称。
()3、粘胶、涤纶、晴纶和锦纶都是合成纤维。
()4、直径很细,而长度比直径大许多的细长物质称为纺织纤维。
()5、棉纤维在酸溶液中给予一定的拉伸,以改变纤维的内部结构,提高纤维的强力。
这一处理称为丝光。
()四、计算题(15分)1、某种纤维的线密度为1.45dtex,如用公制支数和特数表示,各为多少?2、一批粘胶重2000kg,取100g试样烘干后称得其干重为89.29g,求该批粘胶的实际回潮率和公定重量。
3、计算70/30涤/粘混纺纱在公定回潮率时的混纺比。
五、试述下列各题(25分)1、哪些因素影响纺织纤维的回潮率,如何影响?2、羊毛的鳞片层有什么作用?3、纤维的长度和细度对成纱质量有何影响?六、写出棉型、中长型和毛型化纤的长度和细度范围。
东华大学服装材料学试题 附加答案
《服装材料》试题一一、名词解释(每小题3分,共15分)1、特数:指1000m长的纱线,在公定回潮率时的重量克数。
2、织物风格:指人们通过视觉和触觉对织物所作出的综合评价。
3、经组织点:在经纬纱相交处,凡经纱浮于纬纱之上称为经组织点。
4、梭织物:指以经纬两系统的纱线按一定的规律相互交织而成的织物。
5、色织物:指纱线染色后而织成的各种条、格及小提花织物。
二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中有一个正确的答案,将正确答案的序号写在题干的括号内。
每小题2分,共20分)1、棉纤维的断面形态特征是(A)A、腰园形,有中腔B、多角形,有较小中腔C、三角形或半椭圆形D、锯齿形,有皮芯结构2、桑蚕丝的纵向形态特征是(B)A、表面有细沟槽B、表面平直C、表面有鳞片D、扁平带状,有天然转曲3、在公定回潮率的条件下,某种纱线长度为30米,重量为60毫克,其特数为(C)A、20B、0.5C、2D、504、右边组织图应为(B)组织。
A、平纹B、1/2左斜纹C、2/1斜纹D、1/2右斜纹5、右边组织图应为(B)组织。
A、斜纹B、缎纹C、平纹D、变化组织6、右边洗涤标记表示(B)A、可以晾晒干B、洗涤后滴干C、洗后将服装铺平晾晒干D、洗后阴干,不得晾晒7、右边熨烫标记表示(B)A、可熨烫,但要垫烫布B、可熨烫,但温度在100℃以下C、可熨烫,但熨斗温度在150℃以下D、可熨烫,熨斗温度可达200℃8、纬平针组织是由(A)A、连续的单元线圈单向相互串套而成B、正面线圈的纵行和反面线圈的纵行以一定组合配置而成C、由每根经纱在相邻两只织针上交替垫纱成圈而成的D、由两个罗纹组织交叉复合而成9、公定回潮率是(A)A、是指在相对湿度65%±2%,温度20℃±2℃条件下的回潮率B、是指在相对湿度60%±2%,温度20℃±2℃条件下的回潮率10、华达呢是属于(A)A、精纺毛织物B、粗纺毛织物C、长毛绒织物D、驼绒织物三、填空题(每空1分,共20分)1、纤维的鉴别方法很多,其中常用的有手感目测法、燃烧法和显微镜观察法、溶解法、药品着色法、红外吸收光谱鉴别法等。
材料性能与应用期末考试习题及答案
-、单选题l、材料中的间隙溶质元素含量增加,则材料的韧脆转化温度()。
A. 先降低后升高B. 降低C. 升高D. 不变正确答案:C2、顺丁橡胶的分子链上没有取代基团丁苯胶有庞大的侧苯基所以顺丁橡胶的内耗()丁苯橡胶。
A. 小于B.大于C. 不大于D. 等于正确答案:A3、顺丁橡胶的分子链上没有取代基团丁苯胶有庞大的侧苯基所以顺丁橡胶的内耗()丁苯橡胶。
A. 小于B. 大于D. 不大于正确答案:A4、真应变总是()工程应变。
A. 小于B.不大于C. 大于D. 等于正确答案:A5、对于陶瓷材料而言压缩弹性模量往往()拉伸弹性模量。
A. 小于或等于B. 等于C. 大于D.小于正确答案:C6、在颈缩开始时,真应变在数值上()应变强化指数。
A¥B. <C. >D=正确答案:D7、材料组织越不均匀,滞弹性越明显。
经滓火或塑性变形后,滞弹A. 增大B. 无规则变化C. 先增大后减小D. 减小正确答案:A8、以下材料强化手段中,能提高材料屈服强度同时不降低材料塑性的方法为()。
A. 形变强化B. 细晶强化C. 固溶强化D. 第二相强化正确答案:B9、对于冷成形用材料而言总是希望获得尽量大的均匀塑形变形量,从这个角度来说此时材料的加工硬化指数就应该()。
A. 大B. 小C. 无所谓D. 适中10、桥式起重梁在使用时为避免挠度偏大,在起吊重物时引起振动应该有足够的()。
A. 屈服强度B. 抗拉强度C. 刚度D. 塑性正确答案:C11、材料在工程使用中,随着构件截面尺寸的增加,其断裂韧性逐渐(),最终趋于一个稳定值。
A. 减小B. 先增大后减小C. 先减小后增大D. 增大正确答案:A12、容器纵向裂纹在内压力下的扩展,属于哪种开裂方式()。
A. 撕开型B. 张开型C. 滑开型D. 复合型13、设计或使用机器的原则力求()磨合期()稳定磨损期,()剧烈磨损到来。
A. 缩短、推迟、延长B. 延长、缩短、推迟C. 延长、推迟、缩短D. 缩短、延长、推迟正确答案:D14、sec的宏观形貌包括:脆性断裂,时有少量塑性撕裂痕迹;裂纹)的裂纹源最为危险,是引起sec的原源有多个,其中(因A. 与外加拉应力呈45°角B. 无法判断C. 与外加拉应力方向垂直D. 与外加拉应力方向平行正确答案:C二、多选题l、交流磁场下磁损耗主要包括哪些?A. 涡流损耗B. 磁化损耗C. 磁滞损耗D.剩余损耗正确答案:A、C、D2、以下属千解理断口基本微观特征的是()和()。
东华大学应用化学《功能高分子及应用》课程作业(1)
作业:1.什么是功能高分子材料?答:利用高分子材料的某些特殊功能,如离子交换、吸附、渗透、粘度、导电、发光、对环境因素(光、电、磁、热、pH值)的敏感性、催化活性等,这些结构上差异很大的高分子材料统称为功能高分子材料。
2.什么是离子交换树脂?它的基本特性是什么?答:离子交换树脂是一类带有可离子化基团的三维网状交联聚合物。
它的两个基本特征是:骨架或载体是交联聚合物;聚合物上所带的功能基可离子化。
3.按合成方法分类,离子交换树脂可分为缩聚型和加聚型,请问什么是缩聚型离子交换树脂和加聚型离子交换树脂?并各举一实例。
答:缩聚型指离子交换树脂或其前体是通过单体逐步缩合聚合形成的,同时副产简单的小分子如水等。
例子:甲醛与苯酚或芳香胺的缩聚物加聚型指离子交换树脂或其前体是通过含烯基的单体与含双烯基或多烯基的交联剂通过自由基共聚合形成的。
例子:苯乙烯与二乙烯基苯的共聚物4.按孔结构分类,离子交换树脂可分为凝胶型离子交换树脂和大孔型离子交换树脂。
请问什么是凝胶型离子交换树脂和大孔型离子交换树脂?该两类离子交换树脂的优缺点各是什么?答:凝胶型离子交换树脂一般是指在合成离子交换树脂或其前体的聚合过程中,聚合相除单体和引发剂外不含有不参与聚合的其它物质,所得的离子交换树脂在干态和溶胀态都是透明的。
在溶胀态下存在聚合物链间的凝胶孔,小分子可以在凝胶孔内扩散。
优点:体积交换容量大,生产工艺简单、成本低缺点:耐渗透强度差、抗有机污染差大孔型离子交换树脂是指在合成离子交换树脂或其前体的聚合过程中,聚合相除单体和引发剂外还存在不参与聚合、与单体互溶的所谓致孔剂,所得的离子交换树脂内存在海绵状的多孔结构,是不透明的。
优点:耐渗透强度高、抗有机污染、可交换分子量较大的离子。
缺点:体积交换容量小,生产工艺复杂,成本高,再生费用高。
5.我国的前石油化学工业部在1977年7月1日制定了《离子交换树脂产品分类,命名及型号》的部颁标准。
该标准根据离子交换树脂功能基的性质,将其分为七类,请问有哪7类,并举例对应的功能基。
材料结构分析试题1(参考答案)
材料结构分析试题1(参考答案)一、基本概念题(共8题,每题7分)1.X射线的本质是什么?是谁首先发现了X射线,谁揭示了X射线的本质?答:X射线的本质是一种横电磁波?伦琴首先发现了X射线,劳厄揭示了X射线的本质?2.下列哪些晶面属于[111]晶带?(111)、(321)、(231)、(211)、(101)、(101)、(133),(-1-10),(1-12),(1-32),(0-11),(212),为什么?答:(-1-10)(321)、(211)、(1-12)、(-101)、(0-11)晶面属于[111]晶带,因为它们符合晶带定律:hu+kv+lw=0。
3.多重性因子的物理意义是什么?某立方晶系晶体,其{100}的多重性因子是多少?如该晶体转变为四方晶系,这个晶面族的多重性因子会发生什么变化?为什么?答:多重性因子的物理意义是等同晶面个数对衍射强度的影响因数叫作多重性因子。
某立方晶系晶体,其{100}的多重性因子是6?如该晶体转变为四方晶系多重性因子是4;这个晶面族的多重性因子会随对称性不同而改变。
4.在一块冷轧钢板中可能存在哪几种内应力?它们的衍射谱有什么特点?答:在一块冷轧钢板中可能存在三种内应力,它们是:第一类内应力是在物体较大范围内或许多晶粒范围内存在并保持平衡的应力。
称之为宏观应力。
它能使衍射线产生位移。
第二类应力是在一个或少数晶粒范围内存在并保持平衡的内应力。
它一般能使衍射峰宽化。
第三类应力是在若干原子范围存在并保持平衡的内应力。
它能使衍射线减弱。
5.透射电镜主要由几大系统构成? 各系统之间关系如何?答:四大系统:电子光学系统,真空系统,供电控制系统,附加仪器系统。
其中电子光学系统是其核心。
其他系统为辅助系统。
6.透射电镜中有哪些主要光阑? 分别安装在什么位置? 其作用如何?答:主要有三种光阑:①聚光镜光阑。
在双聚光镜系统中,该光阑装在第二聚光镜下方。
作用:限制照明孔径角。
②物镜光阑。
东华大学织物组织与结构课后答案
东华大学织物组织与结构课后答案
1、纤维内部结构层次有哪些描述?棉和麻纤维的分子结构单元是否相同?他们的超分子结构和形态结构有何异同?
答案:可分为纤维的超分子结构和形态结构两个层次:超分子结构是指在分子结构的基础上,有多个分子聚集在一起,尺寸在超微观尺度的结构,其层次介于纤维形态结构和分子结构之间,描述了纤维的长链分子的排列状态、排列方向、聚集程度等;形态结构是纤维的超分子结构的基础上而形成的纤维分子的聚集体结构,即超微分子聚集体的再聚集结构。
棉和麻的分子结构单元都为纤维素。
超分子结构上:都可以用缨状原纤模型说明;棉纤维的结晶度为百分之70,麻纤维的为百分之90;麻纤维的取向度很高,接近于1,强度大形态结构上:棉纤维由棉籽细胞长成,一个细胞发育成一根纤维,从里到外可分为三个层次:胞腔,次生胞壁,初生胞壁;麻纤维是茎秆韧皮层成分,单根麻纤维是壁厚,两端封闭,内有狭窄胞腔的长条细胞。
2、描述纤维发生导向溶胀的现象,并解释产生原因。
答案:天然纤维素纤维在浓碱中,由于钠离子的水合作用,在形成纤维素纳的同时,大量的水被带到纤维内部,使纤维内部发生剧烈溶胀。
棉纤维的这种现象不仅发生在无定形区,也发生在部分结晶区。
蛋白质纤维在盐水溶液如蚕丝在浓氯化钙,硝酸钙溶液中会发生急剧收缩。
原因酪氨酸侧基与盐作用,破坏了酪氨酸中的羟基与其他
基团形成的氢键,使蛋白质分子有空间热运动的自由。
东华大学材料结构表征及其应用作业答案
“材料研究方法与测试技术”课程练习题第二章红外光谱法1.为什么说红外光谱是分子振动光谱?分子吸收红外光的条件是什么?双原子基团伸缩振动产生的红外光谱吸收峰的位置主要与哪些因素有关?答案:这是由于红外光谱是由样品分子振动吸收特定频率红外光发生能级跃迁而形成的。
分子吸收红外光的条件是:(1)分子或分子中基团振动引起分子偶极矩发生变化;(2)红外光的频率与分子或分子中基团的振动频率相等或成整数倍关系。
双原子基团伸缩振动产生的红外光谱吸收峰的位置主要与双原子的折合质量(或质量)和双原子之间化学键的力常数(或键的强度;或键的离解能)有关。
2.用诱导效应、共轭效应和键应力解释以下酯类有机化合物的酯羰基吸收峰所处位置的范围与饱和脂肪酸酯的酯羰基吸收峰所处位置范围(1735~1750cm-1)之间存在的差异。
芳香酸酯:1715~1730cm-1α酮酯:1740~1755cm-1丁内酯:~1820cm-1答案:芳香酸酯:苯环与酯羰基的共轭效应使其吸收峰波数降低;α酮酯:酯羰基与其相连的酮羰基之间既存在共轭效应,也存在吸电子的诱导效应,由于诱导效应更强一些,导致酯羰基吸收峰的波数上升;丁内酯:四元环的环张力使酯羰基吸收峰的波数增大。
3.从以下FTIR谱图中的主要吸收峰分析被测样品的化学结构中可能存在哪些基团?分别对应哪些吸收峰?答案:3486cm-1吸收峰:羟基(-OH);3335cm-1吸收峰:胺基(-NH2或-NH-);2971cm-1吸收峰和2870cm-1吸收峰:甲基(-CH3)或亚甲基(-CH2-);2115cm-1吸收峰:炔基或累积双键基团(-N=C=N-);1728cm-1吸收峰:羰基;1604cm-1吸收峰、1526cm-1吸收峰和1458cm-1吸收峰:苯环;1108cm-1吸收峰和1148cm-1吸收峰:醚基(C-O-C)。
1232cm-1吸收峰和1247cm-1吸收峰:C-N。
第三章拉曼光谱法1. 影响拉曼谱峰位置(拉曼位移)和强度的因素有哪些?如果分子的同一种振动既有红外活性又有拉曼活性,为什么该振动产生的红外光谱吸收峰的波数和它产生的拉曼光谱峰的拉曼位移相等?答案:影响拉曼谱峰位置的因素主要有:样品分子的化学结构和样品的聚集态结构。
材料结构分析试题3参考答案
材料结构分析试题3(参考答案)一、基本概念题(共8题,每题7分)1.布拉格方程2dsinθ=λ中的d、θ、λ分别表示什么?布拉格方程式有何用途?答:d HKL表示HKL晶面的面网间距,θ角表示掠过角或布拉格角,即入射X射线或衍射线与面网间的夹角,λ表示入射X射线的波长。
该公式有二个方面用途:(1)已知晶体的d值。
通过测量θ,求特征X射线的λ,并通过λ判断产生特征X射线的元素。
这主要应用于X射线荧光光谱仪和电子探针中。
(2)已知入射X射线的波长,通过测量θ,求晶面间距。
并通过晶面间距,测定晶体结构或进行物相分析。
2.什么叫干涉面?当波长为λ的X射线在晶体上发生衍射时,相邻两个(hkl)晶面衍射线的波程差是多少?相邻两个HKL干涉面的波程差又是多少?答:晶面间距为d’/n、干涉指数为nh、nk、nl的假想晶面称为干涉面。
当波长为λ的X射线照射到晶体上发生衍射,相邻两个(hkl)晶面的波程差是nλ,相邻两个(HKL)晶面的波程差是λ。
3.测角仪在采集衍射图时,如果试样表面转到与入射线成300角,则计数管与入射线所成角度为多少?能产生衍射的晶面,与试样的自由表面是何种几何关系?答:当试样表面与入射X射线束成30°角时,计数管与入射X射线束的夹角是600。
能产生衍射的晶面与试样的自由表面平行。
4.宏观应力对X射线衍射花样的影响是什么?衍射仪法测定宏观应力的方法有哪些?答:宏观应力对X射线衍射花样的影响是造成衍射线位移。
衍射仪法测定宏观应力的方法有两种,一种是0°-45°法。
另一种是sin2ψ法。
5.薄膜样品的基本要求是什么? 具体工艺过程如何? 双喷减薄与离子减薄各适用于制备什么样品?答:样品的基本要求:1)薄膜样品的组织结构必须和大块样品相同,在制备过程中,组织结构不变化;2)样品相对于电子束必须有足够的透明度3)薄膜样品应有一定强度和刚度,在制备、夹持和操作过程中不会引起变形和损坏;4)在样品制备过程中不允许表面产生氧化和腐蚀。
材料结构与性能答案
材料结构与性能答案1.材料的结构层次有哪些,分别在什么尺度,⽤什么仪器进⾏分析?现在,⼈们通过⼤量的科学研究和⼯程实践,已经充分认识到物质结构的尺度和层次是有决定性意义的。
在不同的尺度下,主要的,或者说起决定性的问题现象和机理都有很⼤的差异,因此需要我们⽤不同的思路和⽅法去研究解决这些问题。
更值得注意的是空间尺度与时间尺度还紧密相关,不同空间尺度下事件发⽣及进⾏的时间尺度也很不相同。
⼀般地讲,空间尺度越⼤的,则描述事件的时间尺度也应越长。
不同的学科关注不同尺度的时空中发⽣的事件。
现代科学则按⼈眼能否直接观察到,且是否涉及分⼦、原⼦、电⼦等的内部结构或机制,⽽将世界粗略地划分为宏观(Macro-scopic)世界和微观(Microscopic)世界。
之后,⼜有⼈将可以⽤光学显微镜观察到的尺度范围单独分出,特别地称作/显微结构(世界)。
随着近年来材料科学的迅速发展,材料科学家中有⼈将微观世界作了更细致地划分。
⽽研究基本粒⼦的物理学家可能还会把尺度向更⼩的⽅向收缩,并给出另外的命名。
对于宏观世界,根据尺度的不同,或许还可以细分为/宇宙尺度/太阳系尺度/地球尺度和/⼯程及⼈体尺度等。
⼈类的研究尺度已⼩⾄基本粒⼦,⼤⾄全宇宙。
但到⽬前为⽌,关于/世界的认识还在不断深化,因⽽对其划分也就还处于变动之中。
即使是按以上的层次划分,其各界之间的边界也⽐较模糊,有许多现象会在⼏个尺度层次中发⽣。
在材料科学与⼯程领域中,对于材料结构层次的划分尚不统⼀,可以列举出许多种划分⽅法,例如:有的材料设计科学家按研究对象的空间尺度划分为三个层次:(1)⼯程设计层次:尺度对应于宏观材料,涉及⼤块材料的加⼯和使⽤性能的设计研究。
(2)连续模型尺度:典型尺度在1Lm量级,这时材料被看作连续介质,不考虑其中单个原⼦、分⼦的⾏为。
(3)微观设计层次:空间尺度在1nm量级,是原⼦、分⼦层次的设计。
国外有的计算材料学家,按空间和时间尺度划分四个层次〔1〕,即(1)宏观这是⼈类⽇常活动的主要范围,即⼈通过⾃⾝的体⼒,或借助于器械、机械等所能通达的时空。
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“材料研究方法与测试技术”课程练习题第二章红外光谱法1.为什么说红外光谱是分子振动光谱?分子吸收红外光的条件是什么?双原子基团伸缩振动产生的红外光谱吸收峰的位置主要与哪些因素有关?答案:这是由于红外光谱是由样品分子振动吸收特定频率红外光发生能级跃迁而形成的。
分子吸收红外光的条件是:(1)分子或分子中基团振动引起分子偶极矩发生变化;(2)红外光的频率与分子或分子中基团的振动频率相等或成整数倍关系。
双原子基团伸缩振动产生的红外光谱吸收峰的位置主要与双原子的折合质量(或质量)和双原子之间化学键的力常数(或键的强度;或键的离解能)有关。
2.用诱导效应、共轭效应和键应力解释以下酯类有机化合物的酯羰基吸收峰所处位置的范围与饱和脂肪酸酯的酯羰基吸收峰所处位置范围(1735~1750cm-1)之间存在的差异。
芳香酸酯: 1715~1730cm-1α酮酯: 1740~1755cm-1丁内酯:~1820cm-1答案:芳香酸酯:苯环与酯羰基的共轭效应使其吸收峰波数降低;α酮酯:酯羰基与其相连的酮羰基之间既存在共轭效应,也存在吸电子的诱导效应,由于诱导效应更强一些,导致酯羰基吸收峰的波数上升;丁内酯:四元环的环张力使酯羰基吸收峰的波数增大。
3.从以下FTIR谱图中的主要吸收峰分析被测样品的化学结构中可能存在哪些基团?分别对应哪些吸收峰?答案:3486cm-1吸收峰:羟基(-OH);3335cm-1吸收峰:胺基(-NH2或-NH-);2971cm-1吸收峰和2870cm-1吸收峰:甲基(-CH3)或亚甲基(-CH2-);2115cm-1吸收峰:炔基或累积双键基团(-N=C=N-);1728cm-1吸收峰:羰基;1604cm-1吸收峰、1526cm-1吸收峰和1458cm-1吸收峰:苯环;1108cm-1吸收峰和1148cm-1吸收峰:醚基(C-O-C)。
1232cm-1吸收峰和1247cm-1吸收峰:C-N。
第三章拉曼光谱法1. 影响拉曼谱峰位置(拉曼位移)和强度的因素有哪些?如果分子的同一种振动既有红外活性又有拉曼活性,为什么该振动产生的红外光谱吸收峰的波数和它产生的拉曼光谱峰的拉曼位移相等?答案:影响拉曼谱峰位置的因素主要有:样品分子的化学结构和样品的聚集态结构。
影响拉曼谱峰强度的因素有:入射光的强度,入射光的频率,分子结构,分子数量或浓度,温度。
由于分子振动发生能级跃迁吸收红外光的频率与分子振动频率相等,而该分子振动形成的拉曼散射光的频率与入射光的频率之差即拉曼位移也与其振动频率相等,因此反映在谱图上就是同一种分子振动的红外光谱吸收峰的波数与其拉曼光谱峰的拉曼位移相等。
2. 从全方位角度(包括原理、谱图、仪器构造、谱图、制样和应用等)比较红外光谱法和拉曼光谱法的相同点和不同点答案:相同点:(1)红外光谱和拉曼光谱的产生都与分子振动有关;(2)红外光谱图和拉曼光谱图的横坐标都是以波数为单位;(3)影响红外光谱峰位置和拉曼光谱峰位置的因素相同。
不同点:(1)红外光谱是吸收光谱,而拉曼光谱是散射光谱;(2)红外光谱与分子振动引起的偶极矩变化有关,而拉曼光谱与分子振动引起的极化度变化有关;(3)红外光谱图的纵坐标是透光率或吸光度,而拉曼光谱图的纵坐标是光强度;(4)红外光谱图的横坐标是入射的红外光的频率,而拉曼光谱图的横坐标是入射光和拉曼散射光的频率之差,即拉曼位移;(5)红外光谱仪使用的光源是具有连续波长的中红外光,而拉曼光谱仪使用的是具有单一波长的可见光或近红外光;(6)红外光谱仪检测的是入射光方向透过样品的光,而拉曼光谱检测的是与入射光方向垂直的散射光;(7)红外光谱分析要求样品是厚度小于50μm的透明或半透明薄片,不含水,不能是黑色,不能装在玻璃容器中,而拉曼光谱分析对样品的尺寸、形状、颜色和透明度没有任何要求,可分析含水或黑色样品,样品可装在玻璃容器内;(8)红外光谱主要分析分子中的极性基团,而拉曼光谱主要分析分子中的非极性基团;(9)红外光谱主要分析高分子链中的特征基团,而拉曼光谱主要分析高分子的骨架链结构。
3. 为什么说与红外光谱法相比,拉曼光谱法研究碳材料结构有明显的优势?碳材料拉曼光谱图中常见的D峰和G峰对应的拉曼位移大致是多少?各归属于碳材料化学结构中的何种基团?G峰变强变窄意味着碳材料的结构发生了什么变化?答案:拉曼光谱法研究碳材料结构有以下优势:(1)由于碳材料多为黑色,对红外光产生强吸收,不适合做红外光谱分析,而拉曼光谱检测的是散射光,与样品颜色无关,因此适合做拉曼光谱分析;(2)碳材料的化学结构中主要含极性非常弱的C-C、C=C基团,这些基团的红外活性很弱,而拉曼活性较强,因此也适合做拉曼光谱分析。
D峰的拉曼位移大约为1330cm-1,G峰的拉曼位移大约为1580cm-1。
D峰归属于碳材料化学结构中的C-C基团,而G峰归属于碳材料化学结构中的C=C基团。
G峰变强变窄意味着碳材料的结构中C=C基团增多,而且逐渐形成了更多的石墨结构,分子链排列更加规整,由此形成的微晶尺寸更大。
第四章核磁共振波谱法1. 分子结构中处于不同化学环境的氢原子或碳原子产生核磁共振吸收的电磁波频率为何不同?为什么氢谱(1H NMR)和碳谱(13CNMR)中绝大部分谱峰都出现在参比物四甲基硅烷(TMS)谱峰的左边?导致1H NMR谱峰发生分裂的原因是什么?答:分子结构中处于不同化学环境的氢原子或碳原子的核外电子云密度不一样,导致它们的核外电子云对外加磁场H0产生的屏蔽效应即屏蔽常数σ不同,根据公式ω=γ(1-σ)H0,因此它们产生核磁共振吸收电磁波的频率ω也不同。
由于硅(Si)的电负性比有机物中常见元素如C、O、N、H等的都要小,因此TMS中Si原子对直接相连的碳原子核外电子云及其碳原子连接的氢原子核外电子云的影响很小,因此TMS中氢原子或碳原子核外电子云的屏蔽常数σ比绝大部分有机物中相应原子的σ都要大,这样有机物中氢原子或碳原子的化学位移一般都比TMS中碳原子或氢原子的化学位移大,结果造成氢谱和碳谱中绝大部分谱峰都出现在TMS 谱峰的左边。
导致1H NMR谱峰发生分裂的原因是相邻碳上氢原子之间的自旋偶合作用。
2. 用教材中公式(3-21)、(3-22)和(3-23)和表3-4、表3-5和表3-6计算对氯甲基苯乙烯分子中所有H原子的化学位移(以氘代氯仿为溶剂),计算结果标在它的分子式上。
如何用1H NMR来研究该单体产生聚合反应的动力学?对氯甲基苯乙烯产生聚合反应过程中,连在双键碳上氢原子的1HNMR 谱峰面积逐渐减小,其它氢原子的谱峰面积应该不变,因此可用连在双键碳上3个氢原子的谱峰面积与苯环上四个氢原子的谱峰面积之比,或用连在双键碳上3个氢原子的谱峰面积与氯甲基中两个氢原子的谱峰面积之比来计算聚合反应的转化率,从而研究该单体的聚合反应动力学。
3. 以下是某种聚合物以氘代氯仿为溶剂测得的宽带去偶碳谱(13C NMR )、DEPT90碳谱和DEPT135碳谱(注:同一种碳在三个谱图中的化学位移略有差别),根据这三张谱图首先判断1-9谱峰中哪个是溶剂的碳峰,再判断余下8个谱峰分别代表聚合物结构中的哪种碳原子以及它们分别可能处于哪种化学环境或基团中?宽带去偶碳谱DEPT90碳谱DEPT135碳谱 答案:谱峰6:溶剂碳峰 谱峰1:季碳,可能处于碳化二亚胺(-N=C=N-)或甲亚胺基团中。
谱峰2:季碳,可能处于苯环中 谱峰3-5:叔碳,可能处于苯环中谱峰7:仲碳,可能处于-CH 2O-化学环境中谱峰8:季碳,可能处于-C -N =化学环境中谱峰9:伯碳,可能处于CH 3-C 化学环境中第五章 裂解气相色谱-质谱联用分析法1. 简述用裂解气相色谱-质谱联用分析法分析高分子链结构的原理。
为什么说选择合适的裂解温度对准确分析高分子链结构很重要? 答案:高分子材料样品首先在一定温度的裂解器中裂解形成分子量较小的碎片,然后通过气相色谱进行分离,分离后的小分子碎片再进入51 2 3 4 6 789质谱中分析它的化学结构,最后根据所有小分子碎片的化学结构推断高分子的链结构。
裂解温度太低,形成的裂解产物中有的分子量大,沸点高,难以通过气相色谱进入质谱,由于质谱检测到的裂解产物种类少,不利于推断高分子材料的链结构;若裂解温度太高,形成的大多是分子量很小的裂解产物,种类偏少且不具有特征性,也难以推断高分子材料的链结构。
因此选择合适的裂解温度对准确分析高分子链结构很重要。
2. 用学过的高分子化学知识解释为什么聚甲基丙烯酸甲酯在高温下裂解形成的是单体,而聚氯乙烯形成的不是单体而是苯。
答案:根据高分子热降解机理,影响高分子热降解产物的主要因素是热解过程中自由基的反应能力(即稳定性),及参与链转移反应的氢原子的活泼性。
如高分子链裂解后生成的自由基被取代基所稳定,一般按解聚机理进行裂解,形成的产物就是单体。
如聚甲基丙烯酸甲酯就是按照解聚机理进行裂解,因为它的分子链末端受热断裂后形成的自由基被取代的甲基和酯基所稳定。
而对侧基以杂原子与主链碳原子相连的高分子,由于碳原子与杂原子之间的键能较弱,因此在受热的情况下易发生侧基脱除的消除反应,在主链上形成碳碳不饱和键。
如聚氯乙烯,受热发生脱除HCl的消除反应,形成碳碳双键。
当相邻的三个碳碳双键形成共轭结构后,主链发生断裂形成稳定性较高的产物苯。
4.用红外光谱法、拉曼光谱法、核磁共振波谱法和裂解气相色谱-质谱联用分析法分析高分子链结构各得到哪些信息?答案:红外光谱法主要获得高分子链中含有哪些极性基团的信息;拉曼光谱法主要获得高分子链的骨架结构信息;核磁共振波谱法主要获得高分子链中碳原子和氢原子的化学环境信息,进而可推断高分子链的重复单元结构和序列结构;裂解气相色谱-质谱法可获得高分子链的重复单元结构信息以及序列结构信息。
第六章扫描电子显微镜-X射线能谱法1. 二次电子和背散射电子是如何产生的?它们的产率主要与什么因素有关?二次电子像和背散射电子像分别反映样品什么信息?答案:二次电子是被入射电子轰击出来的样品核外电子,背散射电子是被样品中原子反射出来的一部分入射电子;二次电子产率主要与入射电子束和样品表面法线方向所形成的夹角有关,背散射电子产率主要与样品中原子的原子序数有关。
二次电子像反映样品的表面形貌信息,而背散射电子像反映样品表面化学组成分布的信息。
2.特征X射线是如何产生的?利用特征X射线能得到样品哪些信息?答案:样品中原子的内层电子被入射电子轰击出来后,相邻外层能量较高的电子会迅速发生跃迁,填补内层电子空位。
由于原子内外层电子存在能量差,因此外层电子跃迁到内层的过程中会释放具有特定能量或波长的X射线。
利用特征X射线可判断样品表面含何种元素及其相对含量。
3. 为何用SEM分析非导电样品前要对它进行喷金或喷碳处理?如何利用SEM分析材料内部结构?答案:由于进入和离开样品的电子数量不平衡,电子在样品表面积聚产生放电现象,影响二次电子成像和背散射电子成像的效果,因此在SEM分析样品前需要对它的表面喷涂导电的涂层,如喷涂金或碳等。