无机非金属材料测试方法复习
无机非金属材料测试方法
1无机非金属材料测试技术是研究和解决如何测定无机非金属材料的成份、结构和性能的一门学科。
它是一门技术方法课,是无机非法金属材料专业的一门重要的专业技术课2利用光学显微镜可以对材料的显微结构(100-0.2μm的结构)进行研究。
超显微(0.2~0.01μm)的结构和微观结构(<0.01μm的结构)3测试技术是材料质量检测的必要手段,研制出来的材料、生产出来的材料其成分、结构、性能是否达到使用要求,是否达到用户要求,是否达到行业标准、国家标准、国际标准,必须采用一定的测试手段进行检测后才能得出结论。
4这种射线实际上是一种与无线电波、可见光、紫外线、γ射线类似的电磁波,它具有以下几个性质: 1. 波长极短 2. 具有波粒二象性 3. 穿透力极强 4.对生物细胞有很强的破坏作用5按成因可将X-Ray分为两类谱线:1连续X射线谱:成因:高速运动的电子撞到阳极时突然减速,动能转变为光能释放出来。
特点:有一个最短波长λ0,在大于最短波长的某一范围内,其波长连续变化。
用途:劳埃法用其作光源。
2特征X射线谱;成因:原子的内层电子被激发造成电子跃迁。
特点:由若干条特定波长的X-Ray构成,波长不连续。
用途:X-Ray衍射分析的主要光源;元素成分分析。
6当外层电子往内层空位跃迁时,其多余的能量不是以X-Ray的形式释放出来,而是传给原子的外层电子使之脱离原子,变成自由电子。
这个过程称为俄歇作用。
由俄歇作用产生的自由电子称为俄歇电子。
7X射线与物质相作用有散射(相干散射、不相干散射)、光电吸收、萤光散射、俄歇电子。
8相干散射:当X光子与原子内的紧束缚电子碰撞时,X光子仅改变运动方向,能量没有损失。
这种散射线的波长与入射线的波长相同,并具有一定的相位关系,它们可以互相干涉,形成衍射图样,故称相干散射。
X-Ray衍射分析就是利用这种散射。
9非相干散射:当X光子与自由电子或束缚很弱的电子碰撞时,不仅运动方向发生变化,而且能量也发生变化。
无机非金属材料测试方法复习
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无机非金属材料研究方法重点
材料研究方法重点一、光学显微分析(一)晶体光学基础1、自然光经过某些物体的反射、折射及吸收等作用,得到只在一个固定方向振动的光波,这种光波被称为偏振光,简称偏光。
2、光性均质体:在光学性质上显示各向同性的物体。
一切非晶质体,对称性极高的立方(等轴)晶系的晶体属于光性均质体。
特点:光波在均质体中的传播速度不因传播方向的变化而变化。
3、光性非均质体:在光学性质上显示各向异性的物体。
中级晶族和低级晶族的晶体属于光性非均质体,中级晶族的晶体有一根光轴,称为一轴晶;低级晶族的晶体有两根光轴,称为二轴晶。
4、光性非均质体光率体:一轴晶光率体为以c轴为旋转轴的旋转椭球体(二轴椭球体);二轴晶光率体为三轴椭球体,三个互相垂直的轴代表了二轴晶的三个主要光学方向,称为光学主轴(简称主轴)。
(二)偏光显微镜1、物镜的分辨率是物镜重要的性能指标,是指物镜分辨物体上细微特征的本领,具体来说就是能够分开两点之间的最短距离。
显微镜的分辨率取决于物镜的分辨率,而与目镜无关。
2、提高显微镜的分辨率的措施:(1)降低波长λ值;(2)增大观察试样与物镜前透镜间介质折射率N的值;(3)增大孔径半角α以提高数值孔径。
3、利用偏光显微镜系统研究透明矿物的光学性质,一般按下面三个光学系统和程序进行:单偏光、正交偏光和聚敛偏光(锥光)。
(1)单偏光系统是指只使用下偏光镜,推出上偏光镜、勃氏镜和拉索聚光镜的光学系统,它是其它光学系统的基础。
A、根据晶体不同的形貌特征划分为自形晶、半自形晶、他形晶。
B、矿物的解理:矿物晶体在外力作用下沿一定方向裂开成光滑平面的性质。
C、矿物的糙面:P24。
D、贝克线:当缓慢提升镜筒时,贝克线移向折射率较高的矿物一边;下降镜筒时,贝克线朝向折射率较低的矿物一边移动,根据贝克线的移动规律,可以比较相邻两种矿物的折射率大小。
(2)同时使用上、下两个偏光镜,并使两者振动方向互相垂直,构成近似平行传播的正交偏光系统。
A、消光现象:在上、下偏光镜之间放置非均质体薄片时,对于垂直于光轴的切片,由于光率体的切面为圆切面。
无机非金属材料-研究方法-期末考试重点总结
X射线:波长很短的电磁波特征X射线:是具有特定波长的X射线,也称单色X射线.连续X射线:是具有连续变化波长的X射线,也称多色X射线。
荧光X射线:当入射的X射线光量子的能量足够大时,可以将原子内层电子击出,被打掉了内层的受激原子将发生外层电子向内层跃迁的过程,同时辐射出波长严格一定的特征X射线二次特征辐射:利用X射线激发作用而产生的新的特征谱线Ka辐射:电子由L层向K层跃迁辐射出的K系特征谱线相干辐射:X射线通过物质时在入射电场的作用下,物质原子中的电子将被迫围绕其平衡位置振动,同时向四周辐射出与入射X射线波长相同的散射X射线,称之为经典散射。
由于散射波与入射波的频率或波长相同,位相差恒定,在同一方向上各散射波符合相干条件,称为相干散射非相干辐射:散射位相与入射波位相之间不存在固定关系,故这种散射是不相干的俄歇电子:原子中一个K层电子被激发出以后,L层的一个电子跃迁入K层填补空白,剩下的能量不是以辐射原子散射因子:为评价原子散射本领引入系数f (f≤E),称系数f为原子散射因子。
他是考虑了各个电子散射波的位相差之后原子中所有电子散射波合成的结果结构因子:定量表征原子排布以及原子种类对衍射强度影响规律的参数,即晶体结构对衍射强度的影响多重性因素:同一晶面族{hkl}中的等同晶面数系统消光:原子在晶体中位置不同或种类不同引起某些方向上衍射线消失的现象吸收限1 x射线的定义性质连续X射线和特征X射线的产生X射线是一种波长很短的电磁波X射线能使气体电离,使照相底片感光,能穿过不透明的物体,还能使荧光物质发出荧光。
呈直线传播,在电场和磁场中不发生偏转;当穿过物体时仅部分被散射.对动物有机体能产生巨大的生理上的影响,能杀伤生物细胞。
连续X射线根据经典物理学的理论,一个带负电荷的电子作加速运动时,电子周围的电磁场将发生急剧变化,此时必然要产生一个电磁波,或至少一个电磁脉冲。
由于极大数量的电子射到阳极上的时间和条件不可能相同,因而得到的电磁波将具有连续的各种波长,形成连续X射线谱.特征X射线处于激发状态的原子有自发回到稳定状态的倾向,此时外层电子将填充内层空位,相应伴随着原子能量的降低。
无机非金属材料测试方法
① X 射线的散射可分为想干散射和不相干散射。
射线的散射可分为想干散射和不相干散射。
② 滤波片的作用:除去和减弱K β谱线和连续光谱谱线和连续光谱 ③ X 射线衍射方法:劳厄法,转动晶体法,粉晶法,衍射仪法。
射线衍射方法:劳厄法,转动晶体法,粉晶法,衍射仪法。
④ 衍射线束的强度主要与晶体结构、晶体的完整性以及参与衍射的晶体的体积等有关衍射线束的强度主要与晶体结构、晶体的完整性以及参与衍射的晶体的体积等有关⑤ CsCl 结构是简单立方点阵,MgO 结构是面心立方点阵结构是面心立方点阵简单点阵简单点阵 无体心点阵体心点阵 h+k+l=2n+1(奇数) C 面带心点阵面带心点阵 h+k=2n+1 B 面带心点阵面带心点阵 h+l=2n+1 A 面带心点阵面带心点阵 k+l=2n+1 面心点阵面心点阵 h ,k ,l 奇偶混杂奇偶混杂三方点阵三方点阵 -h+k+l=3n ⑥ 粉末法中三种底片安装法:正装法、反装法、不对称装片法粉末法中三种底片安装法:正装法、反装法、不对称装片法⑦ 粉末衍射法是多晶体最常用的研究方法粉末衍射法是多晶体最常用的研究方法⑧ 连续扫描:是探测仪以一定的角速度在选定的范围内进行连续扫描,并将探测仪的输出通过计数仪输入到纸带计数仪,把各个角度下的衍射强度记录在纸带上,画出衍射图谱。
优点是快速而方便,但由于机械设备及计数率仪等的滞后效应和平滑效应,是记录纸上扫描出得衍射信息总是落后于探测器接收到的,造成衍射线峰位想扫描方向移动、分辨力降低、线性畸变等缺点。
当扫描速度快时,这些缺点尤为显著。
些缺点尤为显著。
⑨ 步进扫描:使探测器以一定的角度间隔逐步移动,对衍射峰强度进行逐点测量。
步进扫描无滞后及平滑效应,因此衍射线峰位正确、分辨力好。
而且由于每步停留时间是任选的,顾可选的足够长,使总计数的值也足够大,以使计数的均方偏差足够小,减少统计涨落对强度的影响使总计数的值也足够大,以使计数的均方偏差足够小,减少统计涨落对强度的影响⑩ 物相定性分析基本原理:进行定性相分析时,必须先将试样用粉晶法或衍射仪法测定个衍射线条的衍射角,将它换算为晶面间距d ,再用显微黑度计、计数管或肉眼估计等办法,测出各条衍射线的相对强度,然后与各种结晶物质的标准衍射花样惊醒比较鉴别相对强度,然后与各种结晶物质的标准衍射花样惊醒比较鉴别11 PDF 卡片使用的基本原理:每张卡片上记录着一种结晶物质的粉末衍射数据,查阅卡片,就可知道这一物质的粉末衍射数据和其它很多信息。
考点14无机非金属材料(原卷版)
测试14 无机非金属材料一、选择题1.文物是传承文化的重要载体,下列主要成分不是硅酸盐的文物是( )2.下列物品或设备主要成分中含有单质硅的是( )A.光导纤维B.水晶项链C.门窗玻璃D.太阳能电池3.我国古代在材料方面取得了突出的成就。
下列材料主要成分不是硅酸盐的是()A.陶俑B.琉璃瓦C.汉白玉D.青花瓷4.下列物质中按其成分能与玻璃、水泥、陶瓷归于一类的是()A.硅石B.碳化硅C.硅酸钠D.二氧化硅5.制取下列物质,无须用到二氧化硅的是()A.玻璃B.水泥C.粗硅D.光导纤维6.《天工开物》记载:“凡埏泥造瓦,掘地二尺余,择取无砂粘土而为之”,“凡坯既成,干燥之后,则堆积窖中燃薪举火”,“浇水转釉(主要为青色),与造砖同法”。
下列说法错误的是A.粘土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料B.“燃薪举火”使粘土发生复杂的物理化学变化C.沙子和粘土的主要成分均为硅酸盐D.烧制后自然冷却成红瓦,浇水冷却成青瓦7.工业制粗硅的反应为SiO2+2C Si+2CO↑。
下列说法中正确的是( )A.硅在自然界中主要以单质形式存在B.Si是光导纤维的主要成分C.SiO2是半导体材料D.每生成1molSi理论上转移的电子数目约为4×6.02×10238.下列关于无机非金属材料的说法中,不正确的是( )A.高纯硅可用于制造半导体材料B.水泥、玻璃、陶瓷属于传统无机非金属材料C.氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料,可用于制造陶瓷发动机的受热面D.纳米材料直径1~100nm之间,能产生丁达尔现象9.下列所涉及的材料不属于无机非金属材料的是( )A.北京冬奥会滑雪大跳台“雪飞天”使用了大量首钢自主研发新型钢材B.中国第一艘深海载人潜水器“蛟龙号”使用的氨化硅陶瓷发动机C.我国具有独立知识产权的“龙芯”使用的晶体硅芯片D.“嫦娥五号”成功着陆月球时使用碳化硅作钻杆材料10.中国是瓷器的故乡,下列关于陶瓷的说法正确的是( )A.高品质的白瓷晶莹剔透,属于纯净物B.瓷器中含有大量的金属元素,因此陶瓷属于金属材料C.氮化硅陶瓷属于传统无机非金属材料D.“窑变”是高温下釉料中的金属化合物发生氧化还原反应导致颜色的变化11.下列关于硅材料的说法不正确的是()A.钢化玻璃与普通玻璃的主要成分基本相同B.制普通玻璃的原料是石灰石、纯碱和石英砂C.陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料D.水玻璃是纯净物,可用于生产黏合剂和防火剂12.我国具有独立知识产权的电脑芯片“龙芯一号”的问世,填补了我国计算机制造史上的一项空白。
无机非金属材料工学知识点总结
1. 为什么北方常采用烧氧化焰而南方烧还原焰?答:我国北方制瓷原料大多采用二次高岭土与耐火粘土,含铁较少而含氧化钛、有机物较多,坯体粘性和吸附性较强,适宜用氧化气氛烧成。
南方制瓷原料大多采用原生高岭土和瓷石,含铁量较多而含氧化钛、有机物较少,粘性和吸附性较小,适宜用还原气氛烧成。
2. 与金属材料相比,无机非金属材料在性能上有那些特点?原因是什么?答:无机非金属材料的化学组分主要由元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物、以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐和非氧化物等物质,其化学键主要为离子键或离子一共价混合键。
因此,无机非金属材料的基本属性主要体现为高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高抗压良好的抗氧化性、隔热性,优良的介电、压电、光学、电磁性能及其功能转换特性等。
但大多数无机非金属材料具有抗拉强度低、韧性差等缺点。
3. 玻璃浮法成型的原理?答:玻璃液从池窑连续流入并浮在有还原气氛保护的锡液上,由于各物相界面张力和重力的综合作用,摊成厚度均匀,上下两平面平行,平整和火抛光的玻璃带,经冷却硬化后脱离锡液,再经退火、切割而得到浮法玻璃。
4. 采用陶瓷注浆成型时坯料应满足哪些要求?为什么?答:1)流动性好。
保证泥浆浇注成形时要能充满模型的各个部位。
2)悬浮性好。
浆料中各种固体颗粒能在较长的一段时间悬浮而不沉淀的性质称为泥浆的悬浮性。
它是保证坯体组分均匀和泥浆正常输送、贮放的重要性能之一。
3)触变性适当。
受到振动和搅拌时,泥浆粘度会降低而流动性增加,静置后又恢复原状,此外,泥浆放置一段时间后,在维持原有水分的情况下也会变稠,这种性质称为触变性。
泥浆触变性过大,容易堵塞泥浆管道,且坯体脱模后易塌落变形;触变性过小,生坯强度较低,影响脱模和修坯。
4)滤过性好。
滤过性也称渗模性,是指泥浆能够在石膏模中滤水成坯的性能。
滤过性好,则成坯速率较快。
当细颗粒过多时,易堵塞石膏模表面的微孔脱水通道,不利于成坯。
熟料和瘠性原料较多时有利于泥浆的脱水成坯。
无机非金属材料测试方法复习资料
一、 名词解释 拉曼位移:拉曼散射光与入射光频率之差.. 相对强度:同一衍射图中各个衍射线的绝对强度的比值..必考 积分强度:扣除背影强度后衍射峰下的累积强度..必考 系统消光:把由于F HKL =0而使衍射线有规律消失的现象称为系统消光..重点 X 射线衍射方向:是两种相干波的光程差是波长整数倍的方向..重点 明暗场像:用物镜光栏挡去衍射束;让透射束成像;有衍射的为暗像;无衍射的为明像;这样形成的为明场像;用物镜光栏挡去透射束和及其余衍射束;让一束强衍射束成像;则无衍射的为暗像;有衍射的为明像;这样形成的为暗场像..重点 透射电镜的点线分辨率:点分辨率表示电镜所能分辨的两个点之间的最小距离;线分辨率表示电镜所能分辨的两条线之间的最小距离..重点 拉曼效应:散射光中散射强度中约有1%的光频率与入射光束的频率不同..除在入射光频率处有一强的瑞利散射线外;在它的较高和较低频率处还有比它弱得多的谱线.. 二次电子:二次电子是指在入射电子作用下被轰击出来并离开样品表面的原子的核外电子.. 背散射电子:背散射电子是指入射电子与试样的相互作用经多次散射后;重新逸出试样表面的电子.. 差热分析:是指在程序控制温度下;测量物质和参比物的温度差与温度关系的一种方法.. 差示扫描量热法:是把试样和参比物的温度差保持为零时;所需要的能量对时间关系的一种技术.. 光电效应:当具有一定能量hv 的入射光子与样品的原子互相作用时;单个光子把全部能量交换给原子某壳层上一个受束缚的电子;这个电子就获得能量..如果该能量大于该电子的结合能Eb;该电子就将脱离原来受束缚的能级;若还有多余的能量可以使电子克服功函数W;则电子就成为自由电子、并获得一定的动能Ek 并且hv=Eb+Ek+W..该过程为光电效应.. 化学位移:由于原子所处的化学环境不同而引起的原子内壳层电子结合能的变化;在谱图上表现为谱线的位移;这种现象成为化学位移.. Moseley 定律:对于一定线性系的某条谱线而言其波长与原子序数平方近似成反比关系.. 二、简答题 1.X 射线谱有哪两种类型其含义是什么 重点 两种类型:连续X 射线谱和特征X 射线谱 连续X 射线谱: 指X 射线管中发出的一部分包含各种波长的光的光谱..从管中释放的电子与阳极碰撞的时间和条件各不相同;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 特征X 射线谱:也称标识X 射线谱;它是由若干特定波长而强度很大的谱线构成的;这种谱线只有当管电压超过一定数值Vk 激发电压时才能产生;而这种谱线的波长与X 射线管的管电压、管电流等工作条件无关;只取决于阳极材料;不同金属制成的阳极将发出不同波长的谱线;并称为特征X 射线谱 3.何谓K α射线何谓K β射线这两种射线中哪种射线强度大哪种射线波长短X 射线衍射用的是哪种射线为什么K α射线中包含K α1和K α2重点 K α是L 壳层中的电子跳入K 层空位时发出的X 射线;K β射线是M 壳层中的电子跳入K 层空位时发出的X 射线;K α比K β强度大;因为L 层电子跳入K 层空位的几率比M 层电子跳入K 层空位的几率大;K β波长短;X 射线衍射用的是K α射线;K α射线是由K α1和K α2组成;它们分别是电子从L3和L2子能级跳入K 层空位时产生的.. 4.晶体对X 射线的散射有哪两类四种基本类型的空间点阵是什么重点 晶体对X 射线的散射有相干散射和不相干散射..简单立方、体心立方、面心立方、底心立方.. 5.结构因子的概念和影响因素..重点 结构因子的绝对值为一个晶胞的想干散射振幅与一个电子的想干散射振幅的比值..结构因子只与原子的种类和在晶胞中的位置有关;而不受晶胞形状和大小的影响.. 6.晶体使X 射线产生衍射的充分条件是什么何谓系统消光重点 充分条件是同时满足布拉格方程和F HKL ≠0.系统消光:把由于F HKL =0而使衍射线有规律消失的现象称为系统消光..7.粉晶X 射线衍射卡片JCPDS 或PDF 卡片检索手册的基本类型有哪几种 字母索引 按物质英文名称的字母顺序 哈那瓦尔特索引 8条强线按d 值相对强度递减顺序排列 芬克索引8条最强线以按d 值递减顺序排列8.对一张混合物相的X 射线衍射图进行定性分析时;应注意哪几个问题优先考虑哪些衍射线为什么衍射仪用粉末试样的粒度是多少重点 1d 值比相对强度更为重要;核对时d 值必须相当符合;一般只能在小数点后第二位有分歧;2重视小角度区域的衍射线;即低角度的d 值比高角度的d 值更重要;3强线比弱线重要;4特征线即不与其它线重叠的线重要;5结合其它信息;如成份、热处理过程等等;6借助其它分析测试方法共同表征..优先考虑小角度区域的衍射线;强线及特征线..粉末粒度是10~40μm. 9.电子束与物质相互作用可以获得哪些信息 a;透射电子b;二次电子c;背散射电子d;特征X 射线e;阴极荧光 f;俄歇电子 g;吸收电子 10.扫描电镜的放大倍数重点 扫描电镜的放大倍数:电子束在荧光屏上扫描振幅与入射电子束在样品表面的扫描振幅之比 11.简述电子透镜缺陷的种类及产生的原因. 重点 a;球差——由于电磁透镜近轴区和远轴区对电子束汇聚能力不同引起..b;色差——由于成像电子波长不同引起..c;轴上像散——由于透镜磁场不是理想旋转对称磁场引起.. d;畸变 12.透射电子显微镜的电子显微图像包括哪几种类型重点 相位衬度、质厚衬度、衍射衬度 13.散射衬度与什么因素有关这种图像主要用来观察什么 散射衬度也称为质厚衬度;它是指穿过样品且散射角度小的那些电子即弹性散射所形成的衬度; 散射衬度与样品的密度、原子序数、厚度等因素有关.. 这种图像主要用来观察非晶试样和复形膜样品所成图像.. 14.衍衬象的衬度是怎么产生的利用这种图像可观察干什么 衍射衬度是由晶体薄膜内各部分满 足衍射条件的程度不同而形成的衬度..根据衍射衬度原理形成的电子图像称为衍射衬度像.. 利用这种图像可观察晶体缺陷;如位错、层错等.. 15.何谓明场象何谓暗场象中心暗场像与偏心暗场像哪个分辨率高重点 明场象是指用物镜光栏挡去衍射束;让透射束成像;有衍射的为暗象;无衍射的为明象.. 暗场像指用物镜光栏挡去透射束及其余衍射束;让一束强衍射束成像;则无衍射的为暗像;有衍射的为明像..因为偏心暗场像衍射束偏离光轴;暗场像朝一个方向拉长;分辨率低;中心暗场像无畸变;分辨率高.. 16.何谓二次电子扫描电镜中二次电子像的衬度与什么因素有关为什么最适宜观察什么重点 二次电子是指在入射电子作用下被轰击出来并离开样品表面的原子的核外电子;二次电子的衬度与两个因素有关: 1入射电子的能量;入射电子能量在2-3KW 时;二次电子发射系数达到最大;衬度明显 2入射电子束在试样表面的倾斜角度;因为δθ=δ0/cos θ;当倾斜角度增加时;二次电子发射系数增大;衬度也明显..二次电子像也最适宜观察试样的表面形貌.. 17.何谓背散射电子扫描电镜中背散射电子衬度与什么因素有关为什么最适宜观察什么重点 背散射电子是指入射电子与试样的相互作用经多次散射后;重新逸出试样表面的电子..背散射电子衬度与试样的形貌及成分有关;因为背散射电子的产额随试样原子序数的增大而增大;其来自试样表面几百纳米的深度范围..背散射电子衬度最适宜观察试样的平均原子序数兼形貌.. 18. X 射线显微分析方法有哪三种重点 分析方法:定点分析、线扫描分析、面扫描分析 19.差热分析DTA 的定义是什么重点 差热分析DTA 是指在程序控制温度下;测量物质和参比物的温度差与温度关系的一种方法.. 20.差示扫描量热分析DSC 的定义是什么重点 差示扫描量热分析是把试样和参比物的温度差保持为零时;所需要的能量对温度或时间关系的一种技术.. 21.在差热分析曲线上一个峰谷的温度主要用什么来表征哪个受实验条件影响小 主要用外推始点温度和峰值温度来表征..其中外推始点温度受实验条件影响小.. 22.如何确定外推始点温度重点 曲线开始偏离基线那点的切线与曲线最大斜率的切线的交点.. 23.影响差热曲线主要因素有哪些重点 内因:晶体结构、阳离子电负性、离子半径及电价、氢氧离子浓度.. 外因:加热速度、试样形状、称量及装填、气氛和压力、试样粒度.. 24.分子振动吸收红外辐射必须满足哪些条件 1振动频率与红外光谱段某频率相等;2振动分子有偶极矩变化.. 25.红外吸收光谱的产生;主要由于分子中什么能级的跃迁重点 是振动或转动能级.. 26.H 2O 和CO 2分子有几种振动形式 H 2O:对称伸缩振动、非对称伸缩振动、剪式弯曲振动 CO 2:对称伸缩振动、非对称伸缩振动、弯曲振动必考 27.X 射线光能谱是一种什么分析方法 利用X 射线光子激发原子的内层电子;产生光电子:不同元素的内层能级的电子结合能具有特定的值;通过测定这些特定的值可定性鉴定除H 和He 之外的全部元素;对峰的强度采用灵敏度因子法进行定量分析.. 28.何谓化学位移 由于原子所处化学环境不同而引起原子内壳层电子结合能的变化;在谱图上表现为谱线的位移;该现象称为化学位移.. 29.XPS 伴线有哪些重点 俄歇线、X 射线卫星线、多重劈裂线、振激振离线、能量损失线、鬼线30.红外与拉曼活性判断规律指出下列分子的振动方式哪些具有红外活性;哪些具有拉曼活性..为什么 1O 2 2H 2 3H 2O 的对称振动、非对阵振动和弯曲振动 4CO 2的对称振动、非对称振动和弯曲振动 活性判断规律:偶极矩变有红外活性;反之没有..极化率变有拉曼活性;反之没有..有对称中心的分子其分子振动对红外和拉曼之一有活性;则另一非话性..无对称中心的分子其分子振动对红外和拉曼都是有活性的.. 1O 2 和H 2分子的振动具有拉曼活性;因为其振动中并没有偶极矩的变化;有极化率的变化.. 2H 2O 的对称振动、非对阵振动和弯曲振动对红外和拉曼都具有活性;因为水分子为无对称中心的分子;其振动同时使偶极矩和极化率产生变化.. 3CO 2为中心对称分子;CO 2的对称振动不伴随偶极矩的变化;但有极化率的变化;所以这种振动无红外活性;有拉曼活性..对于非对称振动和弯曲振动有偶极矩的变化;所以这两种振动有红外活性;无拉曼活性..二、 综合题 1;尺寸小于5μm 的矿物的形貌观察分析——扫描电镜 扫描电镜的试样为块状或粉末颗粒;具有相当的分辨率;一般为3~6nm;最高可达2nm..2, 有机材料中化学键的分析鉴定——红外光谱分析 红外光谱法主要可以用作分子结构的基础研究和物质化学组成物相的分析..其中;红外光谱法作分子结构的研究可以测定分子的键长、键角大小;并判断分子的立体结构 3;多晶材料的物相分析——X 射线物相分析XRD 粉末照相法粉末法或粉晶法和衍射仪法可用来进行物相定性、定量分析;测定晶体结构;晶粒大小及应力状态;还可以用来精密测定晶格常熟等..4, 相变温度的测定——差热分析DTA 差热分析方法能教精确地测定和记录一些物质在加热过程中发生地失水、分解、相变、氧化还原、升华、熔融、晶格破坏、和重建;以及物质间的相互作用等一系列的物理化学现象;并借以判定物质的组成及反应机理..5, 矿物中包裹体或玻璃气泡中物质的鉴定——电子探针X 射线显微分析/拉曼光谱 拉曼光谱可以用很低的频率进行测量;特别是可以测定水溶液样品;固体粉末样品不必要特殊制样处理.. 电子探针X 射线显微分析EPMA 特别适用于分析试样中微小区域的化学成分;是研究材料组织结构和元素分布状态的极为有用的分析方法..6, 表面或界面元素化学状态分析——X 射线光电子能谱分析XPS 光电子能谱可以测定固液、气体样本;它测定的主要是物质表面的信息0.5~5nm;光电子能谱仪在元素的定性分析上有特殊优点;它可以测定除氢以外的全部元素;对物质的状态没有选择;样品需要量很少;可少至10-8g;而灵敏度可高达10-18g;相对精度有1%7, 晶界上增强相得成分——电子探针 电子探针X 射线显微分析EPMA 特别适用于分析试样中微小区域的化学成分;是研究材料组织结构和元素分布状态的极为有用的分析方法..8, 晶界条纹或晶体缺陷的观察分析——透射电镜9, 材料的微结构分析——透射电镜 透射电镜TEM 是一种高分辨率、高放大倍数的显微镜;是观察和分析材料的形貌、组织和结构的有效工具..透射电镜可以透过物质;根据电子强度分布与所观察试样区的形貌、组织和结构来对应来显示试样的形貌、组织和结构10, 材料的断口形貌观察——扫描电镜 扫描电镜场深大;三百倍于光学显微镜;适用于粗糙表面和断口的分析观察11, 材料的晶格条纹像的观察——透射电镜; 参考89说明 四、计算题 某立方晶系晶体的某一面网的二级衍射对应的d 200=0.1760nm;对应的衍射角为60°;求该晶体的一级衍射面网能产生几条衍射线以及该晶体的晶胞参数 解:对应的衍射角为60°;则θ=30° 对于二级衍射;2d 100sin θ=2λ d 100=2d 200 求得:λ=0.1760nm 对于一级衍射;2d 100sin θ=n λ 即n ≤2d 100/λ=4 即该晶体一级衍射网面能产生4条衍射线.. 对立方晶系;a=b=c;d 100=a/12+02+02 1/2;a=d 100=2d 200=0.3520nm。
【技能】必收藏!60种非金属材料性能测试方法大汇总
【技能】必收藏!60种非金属材料性能测试方法大汇总本文涉及的非金属材料测试指标如下:1 密度与相对密度(Density andrelative density)密度是指物质单位体积内所含的质量,单位是百万克/米3 (Mg /m3)或千克/米3(kg/m3)或克/厘米3(g/cm3)。
相对密度是指物质的密度与参考物质的密度在各自规定的条件下之比。
符号为d,无量纲量。
一般参考物质为空气或水:当以空气作为参考物质时,在标准状态(0℃和101.325kPa)下干燥空气的密度为1.293kg/m3(或1.293g/L)。
测试方法:浮力法、水中置换法、比重瓶法、gamma球浸渍法、饱和水法、表面涂抹法等测试仪器:2 凝固点(Freezingpoint)凝固点是晶体物质凝固时的温度,是液体的蒸气压与其固体的蒸气压相等时的温度,不同晶体具有不同的凝固点。
在一定压强下,任何晶体的凝固点,与其熔点相同。
非晶体物质则无凝固点。
测试方法:过冷法测试仪器:3 熔点与熔点范围(Melting point and Melting range)熔点是在一定压力下,纯物质的固态和液态呈平衡时的温度。
熔点范围是指用毛细管法所测定的从该物质开始熔化至全部熔化的温度范围。
测试方法:毛细管法测试仪器:4 结晶点(Crystalpoint)系指液体在冷却过程中,由液态转变为固态的相变温度。
测试方法:双套管法测试仪器:5 倾点(Pourpoint)表示液体石油产品性质的指标之一。
系指样品在标准条件下冷却至开始停止流动的温度,也就是样品冷却时还能倾注时的最低温度。
测试方法:倾斜试管法、旋转测试法、自动气压脉冲测试法测试仪器:6 沸点(Boilingpoint)液体受热发生沸腾而变成气体时的温度。
或者说是液体和它的蒸气处于平衡状态时的温度。
一般来说,沸点越低,挥发性越大。
测试方法:常量法、微量法测试仪器:7 沸程(Boilingrange)在标准状态下(1013.25hPa,0℃),在产品标准规定的温度范围内的馏出体积。
无机非金属测试方法
第一章XRD1.X光与可见光的区别是什么?答:①、X光不折射,因为所有物质对X光的折射指数都接近1,因此无X光透镜或X 光显微镜。
②、X光无反射。
③、X光可为重元素所吸收,故可用于医学造影。
2.X射线产生的基本条件答:①产生自由电子;②使电子做定向高速运动;③在电子运动的路径上设置使其突然减速的障碍物。
3. 连续X射线产生实质答:假设管电流为10mA,则每秒到达阳极靶上的电子数可达6.25x1016个,如此之多的电子到达靶上的时间和条件不会相同,并且绝大多数达到靶上的电子要经过多次碰撞,逐步把能量释放到零,同时产生一系列能量为hv(i)的光子序列,这样就形成了连续X射线。
4. X射线管转靶和非转靶有什么区别?答:X射线管非转靶工作时,当高速电子打到靶上以后,一部分能量转化为X射线,而大部分能量切变为热能,使靶的温度急剧升高,因此为了防止X射线管损坏,必须对阳极进行冷却,而X射线管转靶以高速作旋转运动,受电子束轰击的点不断的改变,热量有充分的时间散发出去,故不需要冷却,但由于有转动机构,需要维修保养。
5. 特征X射线产生的物理机制答:原子系统中的电子遵从刨利不相容原理不连续的分布在K、L、M、N等不同能级的壳层上,而且按能量最低原理从里到外逐层填充。
当外来的高速度的粒子动能足够大时,可以将壳层中某个电子击出去,于是在原来的位置出现空位,原子系统的能量升高,处于激发态,这时原子系统就要向低能态转化,即向低能级上的空位跃迁,在跃迁时会有一能量产生,这一能量以光子的形式辐射出来,即特征X射线。
6. X射线相干散射与非相干散射现象答:相干散射:当X射线与原子中束缚较紧的内层电子相撞时,电子振动时向四周发射电磁波的散射过程。
非相干散射:当X射线光子与束缚不大的外层电子或价电子或金属晶体中的自由电子相撞时的散射过程。
7. 光电子、荧光X射线以及俄歇电子的含义答:光电子:光电效应中由光子激发所产生的电子(或入射光量子与物质原子中电子相互碰撞时被激发的电子)。
无机非金属材料测试方法练习题
无机非金属材料测试方法一、填空题:1.试样由原子序数分别为Z1、Z2(Z1›Z2)的纯元素区域1、2构成时,电子束扫描到这两个区域时产生的背散射电子数nB1、nB2二次电子数ns1、ns2之间的关系为:、2.扫描电镜上配备的主要用于探测感兴趣的微区的。
3.扫描电子显微镜常用的信号是和。
4.球差是由于电子透镜中心区域和边缘区域()而造成的;像散是由于()引起的;色差是()造成的。
二、选择题:1.X射线衍射方法以分析()为主。
扫描电子显微镜以分析()为主。
A.化学成分;B.物质相;C.物质的化学键;D.表面微形貌;E.有机化学组成2.在电子显微分析中,加速电压越高,得到的电子束的波长()。
A.越长;B.越短;C.没有影响3.电子束与固体样品相互作用产生的物理信号中可用于分析1nm厚表层成分的信号是()。
a.背散射电子;b.俄歇电子;c. 特征X射线。
4.电子与固体相互作用可以产生各种粒子信号,下列信号对应入射电子的是( )。
A二次电子B背散射电子 C X-射线荧光 D 表面元素电离三、简答题1.(1)试说明电子束入射固体样品表面激发的主要信号、主要特点和用途。
(2)扫描电镜的分辨率受哪些因素影响? 给出典型信号成像的分辨率,并说明原因。
(3)二次电子(SE)信号主要用于分析样品表面形貌,说明其衬度形成原理。
(4)用二次电子像和背散射电子像在显示表面形貌衬度时有何相同与不同之处?2.磁透镜的像差是怎样产生的? 如何来消除和减少像差?3.说明影响光学显微镜和电磁透镜分辨率的关键因素是什么?如何提高电磁透镜的分辨率?期中测试一、填空题:(19分,每空1分)1.与衍射仪法相比,劳埃法使用X射线,样品为,应用劳埃方程可以从衍射图上得到晶胞参数和晶胞内原子分布,进行晶体结构分析。
2.试样由原子序数分别为Z1、Z2(Z1›Z2)的纯元素区域1、2构成时,电子束扫描到这两个区域时产生的背散射电子数nB1、nB2二次电子数ns1、ns2之间的关系为:、。
非金属材料试验检测含答案
《非金属材料试验检测技术》考试模拟题一、单选题(共90题)1.GB/T 1346-2011中,测定水泥标准稠度用水量时,当按固定用水量法测得试锥沉入(A )时,应使用调整水量法测定。
A.<13mmB.≤13mmC.≥13mmD.<14mm解析:《非金属材料试验检测技术培训教材》P20:代用法—试锥法。
2.GB/T 1346-2011中,代用法中的调整水量法测水泥标准稠度用水量时,以试锥下沉深度为(D)时的净浆为标准稠度净浆,其用水量为标准稠度用水量,以水泥质量百分比计。
A.28mm±1mmB.30mm±2mmC.28mm±2mmD.30mm±1mm解析:《非金属材料试验检测技术培训教材》P20:代用法—试锥法。
3.用固定用水量法测定水泥标准稠度用水量时,水泥用量为500g,而拌和用水量固定采用(C)mLA.140B.142C.142.5D.145解析:《非金属材料试验检测技术培训教材》P20:代用法—试锥法。
4.代用法操作又可分为调整水量法和固定水量法两种方式,下列描述正确的是(B)A.调整水量法就是采用经验方法每次调整水泥和水的用量。
B.固定水量法是试验操作之后通过计算得到水泥浆的标准稠度。
C.当采用调整水量法测得试锥沉入水泥浆低于13mm时,不适合用调整水量法。
D.当采用固定水量法测得的试锥沉入水泥浆是32mm时,要减水后再次进行试验。
解析:《非金属材料试验检测技术培训教材》P20:代用法—试锥法。
A:调整水的用量。
B:(试锥下沉大于13mm):P=33.4-0.185S。
C:试锥沉入水泥浆低于13mm时,改用调整水量法测定。
D:固定水量法,拌和水量为142.5ml。
5.下列确定标准稠度描述正确的是(B)A.当加水135mL采用标准方法测得的试杆沉入深度是5mm时,则水泥浆的标准稠度是27%。
B.当加水140mL采用标准方法测得的试杆沉入深度符合要求,此时水泥浆的标准稠度是28%。
无机非金属材料测试方法练习题
1、什么是X 射线的特征谱?当管电压超过某一临界值V 激后,由若干相互分离且具有特定波长的谱线组成,其强度大大超过连续谱线的强度并可叠加于连续谱线上称为特征X 射线谱。
2、什么是相干散射与非相干散射?由于入射线与散射线的波长与频率一致,位相固定,各散射波之间以及与入射波可以发生干涉,故称相干散射(弹性散射)。
3、什么是结构因子?X 射线衍射中,单位晶胞中各个原子散射波的合波,用F 表示。
也可用原子散射波振幅与电子散射波振幅比值定义:一个单位晶胞中全部原子散射波振幅与一个电子散射波振幅之比4、何谓差热分析?在程序控制温度下,测量物质和参比物之间的温度差与温度关系的一种技术。
5、如何确定外推始点温度?其物理意义是什么?外推起始点(出峰点):峰前沿最大斜率点切线与基线延长线的交点(G)6、影响差热曲线的主要因素是什么?1.内因的影响:1)晶体结构2)阳离子电负性、离子半径和电价 3)氢氧离子浓度2.外因的影响:1)加热速度 2)试样的形状、称量及装填3)压力和气氛4)试样粒度7、红外光谱与拉曼光谱的主要区别是什么?同属分子振(转)动光谱 红外:适用于研究不同原子的极性键振动 拉曼:适用于研究同原子的非极性键振动8,注意:标准数据中的衍射值在实测中并不一定都能测出,但是,实测值必须与标准值对应! 9,化学键键强越强(即键的力常数K 越大)原子折合质量越小,化学键的振动频率越大,吸收峰将出现在高波数区。
例题: 由表中查知C=C 键的K= ~ ,令其为, 计算波数值。
变形振动的力常数小于伸缩振动的力常数,所以,同一基团的变形振动往往都在伸缩的低频端出现。
对于线性分子来说,其振动数目=3N-5,而非线性的振动数目=3N-6红外光谱产生的实质是外界光辐射的能量通过偶极矩的变化转移到了分子内部、使其吸收了光能产生了红外光谱。
可见,只有发生偶极变化的振动才能引起可观的红外吸收峰。
吸收峰增加的原因 倍频:组合频: 振动偶合:弗米共振指纹区 在该区域中各种官能团的特征频率缺乏鲜明的特征性。
1-绪论-无机非金属材料测试方法-杨南如
绪论
(3) 20世纪30年代以前,人们对材料显微结构的研究
还只能依靠光学显微镜,由于光学显微镜的分辨率有
限,对于超显微(0.2~0.01μm)的结构和微观结构(< 0.01μm的结构)不可能进行研究,也不可能对材料中 的某个微小区域的成分进行分析。 20世纪30年代发展起来的电子显微技术,为人类进行 超显微结构、微观结构研究和微区成分分析创造了良 好的条件。
P12
绪论
现在,透射电子显微镜的分辨率已达0.2~0.1nm,比 光学显微镜的分辨率提高了1000多倍。 利用透射电子显微镜可以直接观察原子在晶格中的排 列情况,
利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜可以对材料的 超显微结构和微观结构进行研究,
利用电子探针X射线显微分析可以对材料中1μm3的微 小区域进行化学成分分析。 这又使材料科学的研究水平产生了一次新的飞跃
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绪论
一、本课程的任务和性质 任务
无机非金属材料测试技术是研究和解决如何测定无机 非金属材料的成份、结构和性能的一门学科。它是一 门技术方法课,是无机非法金属材料专业的一门重要 的专业技术课。 性质
近几十年来,随着我国科学技术的发展,高等院校、 研究单位和一些厂矿企业拥有越来越多的常规和特殊 的测试设备,这就要求我们高等院校尤其是理工科专 业的毕业生了解并学会应用这些测试方法,以适应材 料科学不断发展的要求。
围,能根据实际需要合理选择测试方法。
(2) 掌握这些测试方法对试样的要求及样品制备方
法,能按要求制备、发送合格的样品。
(3) 掌握测试结果的分析处理方法,能对测试结果
进行正确的分析处理,并据此解决材料研究和材料
生产中的实际问题。
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绪论
三、测试技术在材料科学与工程中的地位和 作用
无机非金属材料测试方法-第三章
第一节 热分析技术的概述
1.1 热分析的定义 1977 年在日本京都召开的国际热分析协会 ( ICTA, Analysis)第七次会 International Conference on Thermal Analysis) 第七次会 议所下的定义:热分析是在程序控制温度下 , 测量物质的物 议所下的定义 : 热分析是在程序控制温度下, 理性质与温度之间关系的一类技术。这里所说的“ 理性质与温度之间关系的一类技术 。 这里所说的 “ 程序控制 温度” 一般指线性升温或线性降温,也包括恒温 恒温、 温度 ” 一般指线性升温或线性降温 , 也包括 恒温 、 循环或非
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洛阳理工学院
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1.2 热分析的主要优点
可在宽广的温度范围内对样品进行研究; 1. 可在宽广的温度范围内对样品进行研究; 可使用各种温度程序(不同的升降温速率) 2. 可使用各种温度程序(不同的升降温速率); 对样品的物理状态无特殊要求; 3. 对样品的物理状态无特殊要求; 所需样品量可以很少( 10mg mg) 4. 所需样品量可以很少(0.1µg - 10mg); 仪器灵敏度高(质量变化的精确度达10 5. 仪器灵敏度高(质量变化的精确度达10-5);
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第二节 物质的热效应
一 晶体中水的存在形式 吸附水: 1 吸附水:H2O;不参加晶格;存在于表面或毛细管内, ;不参加晶格;存在于表面或毛细管内, 失水温度100-130oC。 失水温度 。 2结晶水 2结晶水: H2O参加晶格;存在于结构中, 不与其他单元形 结晶水: O参加晶格 存在于结构中, 参加晶格; 成化学键;失水物相变化;温度 成化学键;失水物相变化;温度100-300oC。 。 3 结构水:OH-形式参加晶格;存在于结构中,与其他单元 结构水: 形式参加晶格;存在于结构中,
无机非金属材料测试方法实验报告
实验一热分析实验一、实验目的1.了解TG/DTA/DSC 综合热分析仪的原理及仪器装置。
2.学习使用热分析方法鉴定矿物。
二、实验仪器综合分析仪三、实验原理热分析是指在程序温度的控制下测量物质的物理性能与温度关系的一类技术。
在热分析法中,物质在一定温度范围内发生变化,包括与周围环境作用而经历的物理变化和化学变化,如释放出结晶水和挥发性物质的碎片、热量的吸收或释放,某些变化还涉及到物质的质量增加或质量损失,发生热化学变化和热物理性质及电学性质变化等。
热分析法的核心就是研究物质在受热或冷却时产生的物理和化学的变迁速率和温度以及所涉及的能量和质量变化。
总之,热分析技术是建立在物质热行为上的一类分析方法。
就固体物质而言受热后物理性质将发生变化。
如导热系数、热膨胀系数、热辐射性质、热容等都会发生变化。
当金属材料从一个相转变为另一个相的过程中会吸收或放出热量,如固态相变潜热、固液熔融相变潜热,发生相变所对应的温度称为临界点。
热分析方法就是测出发生相变的临界点温度。
对于金属合金材料,可以通过测出一系列不同成份配比的合金的临界点,并将同一物性的点连起来而得到合金的相图,这也是测定相图的最常用的方法。
常用的热分析方法有三种:差热分析法(DTA)、差示扫描量热分析法(DSC)和热重分析法(TG)。
1.热重分析法(TG)热重分析法就是在程序温度的控制下,借助于热天平,获得试样的质量随温度变化关系的信息。
它的适用范围很广,研究的对象包括金属、陶瓷、橡胶、塑料、玻璃以及其它一些有机和无机材料。
它可以进行吸附、裂解、氧化还原的研究,耐热性、热稳定性、热分解及其产物的分析,汽化、升华及反应动力学的研究。
由热重法测得的记录为热重曲线或称TG曲线,其横坐标表示温度或时间,纵坐标表示质量。
曲线的起伏表示的质量的增加或减少。
平台部分表示试样的质量在此温度区间的稳定的。
热重法仅能反映物质在受热条件下的质量变化,由它获得的信息有一定的局限性。
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