无机非金属材料测试方法复习资料
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。
无机非金属材料复习重点
一．名词解释：无机非金属材料：无机非金属材料是由某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物及硅酸盐、铝酸盐等物质组成的材料。
陶瓷的显微结构是指各类显微镜所能观察到的结构相.显微结构描述结构中所有的相区及所包含的缺陷。
显微结构应包括: 晶粒和气孔的尺寸大小及分布，相组成及分布，晶界特性、缺陷及裂纹，还包括组成均匀性、畴结构等等。
高温荷重软化温度耐火材料的高温荷重软化温度也称为高温荷重变形温度，表示材料在温度与荷重双重作用下抵抗变形的能力，即指耐火材料试样在固定压力下，不断升高温度，试样发生一定变形量和坍塌时的温度。
不定形耐火材料是由合理级配的粒状和粉状料与结合剂共同组成的不经成型和烧成而直接供使用的耐火材料。
复合材料是指把两种以上在宏观上不同的材料，合理的进行复合，在新制得的材料中，原来各材料的特性得到充分的应用，并且得到了单一材料所不具有的新特性。
桥氧和非桥氧的概念。
（1）桥氧（或公共氧、非活性氧）：有限四面体群中连接两个Si4+的氧，其电价已饱和，一般不再与其它正离子配位。
（2）非桥氧（或非公共氧、活性氧）：有限四面体群中只有一侧与Si4+相连接的氧。
热容：是质点热运动的的能量随温度变化的一个物理量，是物体温度升高1K所需要增加的热量。
温度不同，物体的热容不一定相同。
电子显微分析：是利用聚焦电子束与试样相互作用所产生的各种物理信号，分析试样物质的微区形貌、晶体结构和化学组成的分析方法，包括透射电子显微分析、扫描电子显微分析和电子探针X射线显微分析等。
玻璃的概念：一般定义：经熔融冷却基本上不结晶的无机固体物质科学定义：具有玻璃转变现象的非晶态物质无机纤维：是由矿石与焦炭按比例经高温熔融经离心而产出。
二、简答题1、简述耐火材料主晶相与基质的两种结合形态陶瓷结合（硅酸盐结合）与直接结合。
陶瓷结合又称为硅酸盐结合，其结构特征是耐火制品主晶相之间由低熔点的硅酸盐非晶质和晶质联结在一起而形成结合，如普通镁砖中硅酸盐基质与方镁石之间的结合。
第14讲无机非金属材料2024年高中化学学业水平考试必备考点归纳与测试(新教材专用)(原卷版)
第14讲无机非金属材料目录...................................................................................................................... 错误!未定义书签。
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考点一传统无机非金属材料 (1)考点二硅和二氧化硅 (2)考点三新型无机非金属材料 (3)...................................................................................................................... 错误!未定义书签。
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1．知道传统的无机非金属材料陶瓷、玻璃、水泥的制备原料、成分及其主要应用。
2．结合具体实例了解新型无机非金属材料的结构特点、性能及其主要应用。
3．了解制备高纯度硅的化学原理。
4．能从材料组成的角度对生活中常见的材料进行分类，能根据使用需求选择适当的材料能解释使用注意事项，并能科学合理使用。
考点一传统无机非金属材料1．硅酸盐的结构在硅酸盐中，Si和O构成了，每个Si结合个O，在中心，在四面体的4个顶角。
硅氧四面体结构的特殊性，决定了硅酸盐材料大多具有硬度、溶于水、耐高温、耐腐蚀等特点。
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。
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。
无机非金属复习资料
陶瓷的烧结过程：可分为初期、中期、后期三个阶段。
烧结初期只能使成形体中颗粒重排，空隙变形和缩小，但总表面积没有减小，并不能最终填满空袭；烧结中、后期则可能排出气体，使孔隙消失，得到充分致密的烧结体。
烧结方法还有热等静压、水热烧结、热挤压烧结、爆炸烧结、等离子体烧结、自蔓延高温烧结等。
自蔓延高温烧结是利用金属与硅、硼、碳、氮等互相作用的强烈放热效应，不利用外部加热源，而利用元素内部潜在的化学能将原始粉末在几秒到几十秒的极短时间内转化成化合物或致密烧结体。
优点：不需要高温炉，过程简单，几乎不消耗电能，制得的产品纯净，能获得复杂相和亚稳相等。
主要缺点：不易获得高密度材料，不易严格控制制品性能，所用原料往往易燃及有毒，存在一定的安全隐患。
陶瓷三相：晶相、玻璃相和气相。
晶相—是陶瓷的主要组成成分，一般数量较大，对性能的影响也较大。
它的结构、数量、形态和分布，决定了陶瓷的主要特点和应用。
又分为主晶相和次晶相；当陶瓷中有数种晶体时，数量最多、作用最大的为主晶相。
玻璃相—陶瓷中玻璃相的作用是：①将晶相颗粒粘结起来，填充晶相之间的空隙，提高材料的致密度；②降低烧结温度，加速烧结过程；③阻止晶体转变，抑制晶体长大；④获得一定程度的玻璃特性，如透光性及光泽等。
玻璃相对陶瓷的机械强度、介电性能、耐热性等是不利的，因此不能成为陶瓷的主导组成部分，一般含量为20%-40%.气相—气相是指陶瓷组织内部残留下来而未排除的气体，通常以气孔形式出现。
根据气孔含量情况，可讲陶瓷分为致密陶瓷、无开孔陶瓷和多孔陶瓷。
除多孔陶瓷外，气孔都是不利的，它降低了陶瓷的强度和导热性能，也常常是造成裂纹的根源，所以应尽量减少制品中的气孔含量。
陶瓷的性能1.陶瓷的机械性能1）刚度刚度用弹性模量反映结合键的强度，所以具有强结合力化学键的陶瓷都有很高的弹性模量，陶瓷的弹性模量是各类材料中最高的。
比金属高若干倍，比高聚物高2-4个数量级。
弹性模量对组织（包括晶粒大小和晶体形态等）不敏感，但受气孔率的影响很大，气孔的存在往往会降低材料的弹性模量，温度升高也会是弹性模量降低。
无机非金属材料复习大纲与答案
复习大纲
一、概念题
1.无机非金属材料
2.熔块釉
3.生料釉
4.二次烧成
5.开始烧结温度
6.示性矿物组成
7.耐火度
8.触变性
9.混凝土.
10.水泥
二、简答题
1. 简述釉的组成（按其在釉中所起的作用）。
2. 在陶瓷生产中对坯料质量有哪些基本要求？
3. 简述真空练泥的作用。
4. 简述耐火材料的使用性质。
5. 简述陈化的作用。
6. 玻璃退火和淬火的目的是什么？各包括几个阶段？
7. 粘土矿物的按照成因分类。
8. 坯料的类型有哪些？
9. 玻璃的通性是什么？
10. 石英在陶瓷生产中发挥的主要作用。
三、问答题
1.试述坯—釉中间层对坯釉适应性的影响。
2.试述陶瓷工业用二氧化硅原料主要结晶矿物—石英随温度变化发生晶型转化的情况。
3.试述我国传统细瓷生产的主要原料—瓷石的主要成分及其作用。
4.试述玻璃的两大结构学说，并比较两者的不同。
5.试述粘土在陶瓷生产中的主要作用。
6.试述轻质耐火材料的优缺点，并列举至少三个生产轻质耐火材料的方法。
7.试述陶瓷三大原料之一的长石的化学式、结构式及作用。
8.试述提高坯料可塑性的措施。
9.试述陶瓷配料的主要依据。
10.试述釉料配方常用的助熔剂并给出使用注意事项。
四、计算题
实验式的计算方法。
无机非金属材料复习
1、掌握硅酸盐晶体结构、熔体结构及无机非金属材料的性能。
答：（1）、在晶体结构上，其原子间的结合力主要为离子键、共价键或离子-共价混合键（2）、具有高熔点、耐磨损、高硬度、耐腐蚀和抗氧化的基本属性（3）、具有宽广的导电性、导热性、透光性（4）、具有良好的铁电性、铁磁性、压电性、高温超导性2、了解玻璃原料，掌握玻璃原料的选择，玻璃组成的设计及确定。
答：主要原料：1.引入SiO2的原料：硅砂、砂岩2.引入Al2O3的原料：长石、高岭土3.引入Na2O的原料：纯碱、芒硝4.引入CaO的原料：石灰石、方解石5.引入MgO的原料：白云石6.引入B2O3的原料：硼酸、硼砂7.引入BaO的原料：硫酸钡、碳酸钡8.引入其它成分的原料：ZnO（ZnO粉、菱锌矿）PbO（铅丹、密陀僧）辅助原料：1.澄清剂氧化砷和氧化锑硫酸盐：硫酸钠氟化物2.着色剂离子着色剂胶体着色剂化合物着色剂3.脱色剂4.氧化剂和还原剂5.乳浊剂6.其它原料⏹碎玻璃⏹钽铌尾矿⏹珍珠岩⏹天然碱原料的选择与加工：1.选择原料的原则：⏹组成合格而稳定：化学（矿物）组成、粒度组成、含水量⏹易于加工处理⏹工艺性能合适⏹价廉而供应稳妥⏹不易扬尘而无害1.设计玻璃组成的原则满足预定的性能要求。
使形成玻璃析晶的倾向小。
能适应熔制、成型、加工等工序的实际要求。
原料易于获得，所设计玻璃成本低。
2.设计与确定玻璃组成的步骤列出设计玻璃的性能要求。
拟定玻璃的组成。
实验、测试、确定组成。
3、了解和掌握玻璃的熔制过程的物理和化学变化。
答：熔制过程分为五个阶段：1、硅酸盐形成2、玻璃形成3、澄清4、均化5、冷却物理过程：1.配合料加热 2.配合料脱水 3.各个组分熔化 4.晶相转化 5.个别组分的挥发。
化学过程：1.固相反应 2.各种盐分解 3.水化物分解 4.结晶水分解5.硅酸盐形成与相互作用。
物理化学过程：1.共熔体的生成 2.固态熔解、液态互熔 3.玻璃液、炉气、气泡间的相互作用4.玻璃液与耐火材料间的作用。
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）。
无机非金属材料期末考试复习资料
无机非金属材料期末考试复习资料无机非金属材料：以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物、硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐和硼酸盐等物质组成的材料。
黏土：由多种水合硅酸盐和一定量的氧化铝、碱金属氧化物和碱土金属氧化物组成的混合体塑性指数：粘土的最基本、最重要的物理指标之一，它综合地反映了粘土的物质组成，广泛应用于土的分类和评价。
触变性：物体（如涂料）受到剪切时，稠度变小，停止剪切时，稠度又增加或受到剪切时，稠度变大，停止剪切时，稠度又变小的性质耐火度：指耐火材料锥形体试样在没有荷重情况下，抵抗高温作用而不软化熔倒的摄氏温度。
平衡水分：煤在规定温度与规定相对湿度相平衡时的水分。
自由水分：自由水分也称重力水分，存在于各种大孔隙中，其运动受重力场控制。
自由水分是最容易被脱除的水分烧结：粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下的热处理，目的在于通过颗粒间的冶金结合以提高其强度胶凝材料：能将散粒材料或块状材料粘结成整体并具有一定强度的材料称胶凝材料水泥：凡细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中继续硬化，并能将砂、石等材料胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称为水泥和易性：新拌水泥混凝土易于各工序施工操作（搅拌、运输、浇灌、捣实等）并能获得质量均匀、成型密实的性能。
水灰比：指混凝土中水的用量与水泥的比值砂率：是混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分率。
单位用水量：配制混凝土拌合物所需的加水量。
混凝土强度：代表值是混凝土试块经过标准养护28天后的检查强度。
**耐久性：是材料抵抗自身和自然环境双重因素长期破坏作用的能力。
玻璃：一种较为透明的固体物质，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。
肧釉适应性：熔融性能良好的釉熔体，冷却后与坯体紧密结合成完美的整体，釉面不致龟裂和剥脱的特性。
熔融温度：二（1）原料处理1.简述无机非金属材料的共性与个性共性：1.原料都是来自储量丰富的天然非金属矿物2.粉料的制备及运输3.热处理4.成型5.干燥个性：P（粉体制备过程）H（热处理过程）F（成型过程）1.胶凝材料（水泥）2.玻璃PHF 陶瓷PFH2.黏土的矿物组成有哪些黏土的矿物组成主要是含水铝硅酸盐。
无机非金属材料复习提纲
无机非金属材料复习提纲一、无机非金属材料的分类1.氧化物：包括氧化钙、氧化铝、氧化钛等；2.硅酸盐：如石英、长石、云母等；3.碳酸盐：如方解石、大理石、白云石等；4.硫酸盐：如石膏、明矾等；5.硼酸盐：如硼酸、硼砂等；6.磷酸盐：如磷灰石、三聚磷酸钠等；7.卤化物：包括氯化钠、溴化镁、碘化钾等。
二、无机非金属材料的特性1.物理特性：无机非金属材料通常具有高熔点、高硬度、高电阻率等特性，可以耐高温、有较好的绝缘性能等；2.化学特性：无机非金属材料通常具有良好的稳定性，能抵抗酸、碱等腐蚀；3.光学特性：无机非金属材料对光的吸收、透射和反射有着独特的特性，可以应用在光电子学、光纤通信等领域；4.热特性：无机非金属材料具有较低的热传导性能，可以应用于绝缘材料、隔热材料等领域；5.机械特性：无机非金属材料通常具有高硬度、高强度等特性，可以应用在磨料、陶瓷等领域。
三、无机非金属材料的应用领域1.陶瓷工业：无机非金属材料在制作陶瓷材料中有广泛应用，包括陶瓷器皿、建筑瓷砖、陶瓷电子元件等；2.玻璃工业：无机非金属材料在制作各种玻璃产品中有重要地位，包括玻璃器皿、玻璃窗、光学玻璃等；3.电子工业：无机非金属材料在电子元件、电子陶瓷、电池等产品中有广泛应用；4.建筑工业：无机非金属材料在建筑材料中具有重要地位，包括石、砖、水泥等；5.化工工业：无机非金属材料在制作化学原料、化学试剂等领域有广泛应用。
四、无机非金属材料的制备方法1.熔融法：利用高温将材料熔化，并通过凝固制备成型材料；2.溶液法：将物质溶解于溶剂中，通过溶剂的挥发或其他方法制备材料；3.凝胶法：通过溶胶-凝胶转变的方法制备材料；4.沉淀法：通过溶液中的化学反应生成沉淀而制备材料；5.气相法：通过气相反应或化学气相沉积制备材料。
五、无机非金属材料的发展趋势1.多功能化：无机非金属材料将向多功能方向发展，不仅具有传统的功能，还具备新的功能，如光学、化学传感等；2.纳米化：无机非金属材料将越来越倾向于纳米尺寸，以实现更好的性能；3.绿色环保：无机非金属材料的制备方法将越来越注重环境保护和可持续发展，减少对环境的污染和资源的浪费；4.应用拓展：无机非金属材料将向更广泛的应用领域发展，如能源领域、生物医学领域等。
无机非金属材料复习资料
太原理工大学复习资料（你懂的）水泥的分类按其用途和性能分为通用水泥、专用水泥和特性水泥。
水泥加入适量水后可形成塑性浆体，既能在空气中硬化又能在水中硬化，并能将砂石等材料牢固的胶结在一起的细粉状水硬性胶凝材料。
硅酸盐水泥熟料由主要含氧化钙、氧化硅、氧化铝、氧化铁的原料，按适当比例磨成细粉烧至部分熔融所得到以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝材料物质称为硅酸盐水泥熟料，简称熟料。
硅酸盐水泥熟料的化学组成氧化钙、二氧化硅、氧化铝、氧化铁。
硅酸盐水泥熟料的矿物组成硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁相固溶体（铝酸四钙）、少量游离氧化钙、方镁石、含碱矿物和玻璃体。
溶剂矿物在水泥熟料煅烧过程中，铝酸三钙和铁铝酸四钙以及氧化镁、碱等在1250到1280℃会逐渐熔融形成液相，促进硅酸三钙的形成，故称溶剂矿物。
硅酸三钙是硅酸盐水泥熟料的主要矿物。
硅酸三钙凝结时间正常，水化较快，放热较多，早期强度高且后期强度增进率较大。
28天强度可达1年强度的70-80％，其28天强度和1年强度在四种矿物中均最高。
但硅酸三钙的水化热较高，抗水性较差。
硅酸二钙水化反应较慢，28天仅水化20％左右，凝结硬化缓慢，早期强度较低，但后期强度增长率较高，在一年以后可赶上阿利特，贝利特的水化热较小，抗水性较好。
中间相填充在阿利特和贝利特之间的物质统称中间相铝酸三钙水化迅速，放热多，凝结很快，如不加石膏等缓凝剂，易使水泥急凝、硬化快，强度3d内就发挥出来，但绝对值不高，以后几乎不增长，甚至倒缩，干缩变形大，抗硫酸盐性能差。
硅酸盐水泥中加入适量石膏可以调节水泥的凝结时间和提高水泥强度，但石膏掺量过多，不仅会降低水泥强度，还会产生水泥安定性不良。
避免闪凝的有效途径之一是加入石膏。
石膏的存在可略加速硅酸三钙和硅酸二钙的水化，并有一部分硫酸盐进入C-S-H凝胶；石膏的存在改变了铝酸三钙的反应历程，使之形成钙矾石；石膏也可与铁铝酸四钙作用生成三硫型水化硫铝（铁）酸钙固溶体。
济南大学无机非金属材料工艺性能与测试期末复习重点
材料工艺性能与实验期末复习重点1.火山灰反应：材料本身不具备水硬性，但是在碱性条件下，其水硬性能够被激发，发生水化反应产生强度。
2.当硅酸盐水泥混凝土建筑工程遇到硫酸盐侵蚀的条件，应如何调整？答：⑴减少熟料中的C 3A 的含量；⑵增加活性混合才掺量，减少水化产物中Ca(OH)2的含量；⑶增加水泥细度，提高水泥混凝土的致密度；⑷使用抗硫酸盐水泥或硫铝酸盐水泥。
3.水泥的三个率值：石灰石饱和系数、硅率、铝率。
IM 铝率又称铁率，其数学表达式为： IM = Al 2O 3/Fe 2O 3 铝率表示熟料中氧化铝与氧化铁含量的质量比，也表示熟料熔剂矿物中铝酸三钙与铁铝 酸四钙的比例。
硅率表示熟料中氧化硅含量氧化铝、氧化铁之和的质量比。
（表示熟料中硅酸盐矿物与熔剂矿物的比例。
）32322O Fe O Al SiO SM += 232328.235.065.1SiO O Fe O Al CaO KH --=石灰饱和系数KH 是熟料中全部氧化硅生成硅酸钙（S C S C 23+）所需的氧化钙量与全部二氧化硅理论上全部生成硅酸三钙所需的氧化钙含量的比值。
（即KH 表熟料中二氧化硅被氧化钙饱和形成硅酸三钙的程度.4.碳酸钙滴定值的测定意义及测定原理：⑴测定原理：水泥生料中所有的碳酸盐（包括碳酸钙、碳酸镁）均能与标准盐酸溶液作用，生成相应的盐与碳酸（又分解为CO 2与H 2O ），然后用NaOH 标准溶液滴定过剩的盐酸，根据消耗NaOH 标准溶液的体积毫升数与浓度、计算生料中的碳酸钙的滴定值。
⑵测定意义：○1水泥生料的主要成分是石灰石，提供所需的CaO 量，以确保熟料中形成足够的C 3S ；○2控制生料中CaO 含量，亦即控制KH ；○3控制生料成分的均匀性；○4是对生料质量控制的主要项目之一,可以很好地控制水泥的连续化生产。
5.游离氧化钙：游离氧化钙是指熟料中没有以化合状态存在而是以游离状态存在的氧化钙，又称游离石灰（f-CaO ）。
无机非金属材料复习提纲
1.什么是无机非金属材料：由硅酸盐、铝酸盐、硼酸盐、等原料和〔或〕氧化物、氮化物、碳化物等原料经一定的工艺制备而成的材料，是除金属材料、高分子材料以外所有材料的总称，与广义的陶瓷材料有等同的含义。
陶瓷，玻璃，水泥，耐火材料2.无机非金属材料构造中，主要含有离子键、共价键和既含离子键又含共价键的混合价键。
离子键：由正、负离子依靠静电库仑力而产生的键合无方向性无饱和性共价键：原子之间通过共用电子对或通过电子云有饱和性有方向性3．NaCl型构造：阴、阳离子以离子键结合，为离子晶体。
Cl-按立方最严密堆积方式堆积，Na＋充填于全部八面体空隙中，八面体之间共棱〔共用两个顶点〕连接，阴、阳离子配位数均为6。
4．CsCl型构造.：立方晶系，Z＝1，立方原始格子，Cl-处于立方原始格子的八个角顶上，Cs＋位于立方体中心〔立方体空隙〕， Cl-和Cs+的均为8。
CsBr、CsI、NH4Cl等5．CaF2〔萤石〕型构造：Ca2+作立方严密堆积，F-充填于全部四面体空隙，八面体空隙全部空着，因此在八个F-之间存在有较大的空洞，为F-的扩散提供条件。
BaF2、PbF2等6．硅酸盐表示法：氧化物方法：即把构成硅酸盐晶体的所有氧化物按一定的比例和顺序全部写出来，先是1价的碱金属氧化物，其次是2价、3价的金属氧化物，最后是SiO2。
例如，钾长石的化学式写为 K2O·Al2O3·6SiO2；无机络盐表示法：把构成硅酸盐晶体的所有离子按照一定比例和顺序全部写出来，再把相关的络阴离子用 [ ]括起来。
先是1价、2价的金属离子，其次是Al3+和Si4+，最后是O2-或OH—。
如钾长石为 K[AlSi3O8]。
7．硅酸盐构造根本特点：〔1〕构成硅酸盐晶体的根本构造单元[SiO4]四面体。
Si-O-Si键是一条夹角不等的折线，一般在145o左右。
〔2〕[SiO4]四面体的每个顶点，即O2-离子最多只能为两个[SiO4]四面体所共用。
无机非金属材料 复习资料
玻璃共性（必考）：1 各向同性玻璃太无知因其致电排列的不规则和宏观的均匀性，所以，在任何方向上都具有相同的性质 2 介稳性玻璃态物质比相应的晶态物质含较大的内能，它不是处于能量最低的稳定状态，二十处于介稳状态 3 固态和熔融态间转化的架变形和可塑性当熔体向固态玻璃转化时，是在较宽的温度范围内完成的，随温度下降熔体年度剧增，最后形成固态玻璃，不会有新的晶相出现 4 性质随成分变化的连续性和渐变性。
综上，玻璃的物理化学性质除了随成分变化外，很大程度取决于它的热历史。
玻璃的结构学说（无规则网络学说与晶子学说）：异同点：（必考）无规则网络学说着重于玻璃的结构的无序、连续、均匀和统计学；晶子学说则强调玻璃结构的微不均匀性和有序性。
无规则网络学说将离子配位方式和相应的晶体比较指出了近程范围离子堆积的有序性。
晶子学说也注意到了晶子之间中间过渡层在玻璃中的作用。
两者比较一致的看法是，玻璃具有近程有序，远程无序的结构特点。
无规则网络学说（查哈里阿生）四个条件：1 阳离子的配位数要小为3-4 2一个氧离子不能与多于2个阳离子相连 3 氧多面体之间只能共角，不能共边或共面 4 每个氧多面体必须最少有三个角与另一个多面体共有分类：网络形成体网络外体和网络中间体着色方式：离子着色，金属胶体粒子着色，化合物着色脱色方式：化学脱色，物理脱色无机非金属材料研究内容：组成、合成、性质和效能（是指材料在使用条件下的表现，包括环境影响、受力状态、材料特征曲线，乃至寿命估计等）特点：1比金属的晶体机构复杂2没有自由电子3具有比金属键和纯共价键稳定的离子键和混合键4结晶化合物的熔点比许多金属和有机高分子高5硬度高，抗化学腐蚀能力强6绝大多数是绝缘体，高温导电能力比金属强7一般比金属的导热性低8光化学性能优良，制成薄膜时大多是透明的8在大多数情况下观察不到变形结构的定义：是指材料系统内各组成单元之间的相互联系和相互作用方式。
微观结构：是指高分辨电子显微镜所能分辨的结构范围，结构组成单元主要是原子、分子、离子或原子团等质点。
无机非金属材料复习资料(必考点摘抄)
无机非金属材料复习资料1. 自蔓延高温合成（P53） 自蔓延高温合成是利用金属与硅、硼、碳、氮等互相作用的强烈放热效应，不采用外部加热源，而利用元素内部潜在的化学能源将原始粉末在几秒到几十秒的极短时间内转化成化合物或致密烧结体。
优点：不需要高温炉，过程简单，几乎不消耗电能，制得的产品纯净，能获得复杂相和亚稳相等。
缺点：不易获得高密度材料，不易严格控制制品性能，所用原料往往易燃及有毒，存在一定的安全隐患。
2. 陶瓷的组成（P54） ①晶相：晶相是陶瓷的主要组成成分，一般数量较大，对性能的影响也较大。
它的结构、数量、形态和分布，决定了陶瓷的主要特点和应用。
包括主晶相和次晶相（硅酸盐、氧化物和非氧化物）。
②玻璃相：陶瓷中玻璃相的作用：a.将晶粒粘结起来，填充晶相之间的空隙，提高材料的致密度。
b.降低烧成温度，加速烧结过程。
c.阻止晶体转变，抑制晶体长大d.获得一定程度的玻璃特性，如透光性及光泽等。
③气相：气相是指陶瓷组织内部残留下来而未排除的气体，通常以气孔形式出现。
根据气孔情况，可将陶瓷分为致密陶瓷、无开孔陶瓷和多孔陶瓷。
3. 陶瓷的性能（P55） ⑴ 力学性能 ① 刚度：陶瓷的弹性模量是各类材料中最高的。
② 硬度：陶瓷的硬度也是各类材料中最高的，硬度随温度的升高而降低，但在高 温下仍有较高的数值。
③ 强度：陶瓷的强度高，但是没有理论值高。
其原因：一是组织中存在着晶界，二是陶瓷的实际强度受致密度、杂质和各种缺陷的影响很大。
抗拉强度很低，抗弯强度较高，抗压强度则非常高。
④ 塑性：陶瓷的塑性极差，且随温度变化小，高温强度高 ⑤ 韧性或脆性：韧性极低或脆性很高。
⑵ 热学性能 ① 热膨胀：键强度高的材料其热膨胀系数很低，对于氧离子紧密堆积结构的氧化物，一般线膨胀系数较大。
② 导热性：比金属的导热性差，为较好的绝热材料。
③ 热稳定性：比金属的热稳定性低得多。
⑶其他性能 ① 导电性 良好的绝缘体，也有离子导体、半导体材料，导电性较差。
无机非金属复试资料
1.热膨胀系数的定义，热膨胀系数与抗热震性的关系？①热膨胀系数：物体由于温度的改变而有胀缩现象，其变化能力在等压下，单位温度变化所导致的长度（体积）量值的变化，即热膨胀系数。
②热膨胀系数与抗热震性的关系：热膨胀系数越大，抗热震稳定性越低。
由于热膨胀会使材料内部产生热应力，从而使材料内部结构发生变化，在材料成型的过程中，易于膨胀而开裂，从而导致材料的抗热震性能差。
2.体积密度对气孔率，材料烧成的影响？①体积密度对气孔率的影响：材料的体积密度越大，材料的气孔率越小。
因为体积密度越大，材料的结构越致密，在生成过程中，由于间隙较小，从而不易产生气孔。
因此材料的体积密度越大，材料的气孔率越小。
②体积密度对材料烧成的影响：材料的烧成与材料内部所含气孔有着很大的关系，在烧结的过程中，由于气孔的存在使得坯体的致密度下降。
同时由于晶粒晶界上存在应力，使其内部容易出现隐裂纹，继续烧结将会使坯体膨胀而开裂，使材料的性能下降，因此体积密度对烧结同样存在一定的影响。
3.提高材料强度的方法与措施？材料常用的强化方式：固溶强化、沉淀强化、弥散强化、细晶强化、加工强化、相变强化。
○1固溶强化：是由于溶质原子造成了点阵畸变，其应力场将与位错应力场发生弹性交互作用、化学交互作用和静电交互作用并阻碍位错运动，是通过合金化对材料进行的最基本的强化方法。
○2沉淀强化：是通过过饱和固溶体的时效处理而沉淀析出的细小弥散均匀分布的第二相微粒与位错相互作用。
○3弥散强化：是通过粉末冶金方法加入细小弥散均匀分布的硬质第二相微粒形成复相，第二相与位错相互作用，阻碍位错运动，使材料得以强化。
○4细晶强化：位错密度增殖霍尔佩奇公式；细晶强化是唯一的使材料的强度和塑性同时提高的强化方法。
○5加工强化：塑性形变过程中，位错发生增殖，位错密度升高导致形变胞体的不断形成和细化，对位错的滑移产生巨大的阻碍作用，可使金属的变形抵抗能力显著提高。
○6相变强化：相变时新相和母相具有不同组织结构，在相变过程中形成大量缺陷。
无机非金属材料测试方法
无机非金属材料测试方法无机非金属材料是一类广泛应用于各个领域的材料，如陶瓷、玻璃、陶瓷纤维等。
为了保证这些材料的质量和性能，需要进行一系列的测试和评估。
本文将介绍无机非金属材料的测试方法，并详细说明每种方法的应用范围和步骤。
一、物理性能测试方法1. 密度测试：通过测量材料的质量和体积来计算密度，常用方法有水密度法、气体比重法和浮力法等。
密度是无机非金属材料的重要物理性能之一，可以反映材料的致密程度和质量分布情况。
2. 硬度测试：硬度是材料抵抗外力的能力，常用方法有洛氏硬度测试、维氏硬度测试和布氏硬度测试等。
硬度测试可以评估无机非金属材料的耐磨性和抗压性能，对于材料的选择和应用有重要的指导作用。
3. 热膨胀系数测试：热膨胀系数是材料在温度变化时长度变化的比例关系，可以通过热膨胀系数仪进行测试。
热膨胀系数的大小对于材料的热稳定性和热应力有重要影响，尤其在高温环境下的应用中更为关键。
4. 热导率测试：热导率是材料传导热量的能力，可以通过热导率测定仪进行测试。
热导率的大小对于材料的热传导性能和散热能力有重要影响，特别在电子器件和高温工艺中的应用中更为关键。
二、化学性能测试方法1. 硅含量测试：对于含有硅元素的无机非金属材料，可以通过化学分析方法，如光谱分析法和质谱分析法，测定其硅含量。
硅含量是评估材料纯度和成分的重要指标，对于材料的制备和应用有重要影响。
2. 酸碱性测试：通过将材料与酸、碱反应，观察其溶解性和反应性来评估材料的酸碱性。
酸碱性测试可以判断材料对不同环境的耐腐蚀性能，对于材料在化学工程和环境保护中的应用具有重要意义。
3. 溶解度测试：通过将材料置于溶剂中，观察其溶解程度来评估材料的溶解性。
溶解度测试可以判断材料在不同溶剂中的溶解性能，对于材料的溶解过程和溶解热有重要影响。
4. 稳定性测试：通过将材料置于不同的环境条件下，观察其性能和结构的变化来评估材料的稳定性。
稳定性测试可以判断材料在不同温度、湿度和光照条件下的稳定性，对于材料在极端环境中的应用具有重要意义。
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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Kα射线？何谓Kβ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Kα射线中包含Kα1和Kα2？（重点）Kα是L壳层中的电子跳入K层空位时发出的X射线，Kβ射线是M壳层中的电子跳入K层空位时发出的X射线；Kα比Kβ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；Kβ波长短；X射线衍射用的是Kα射线；Kα射线是由Kα1和Kα2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）（1）d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δ（θ）=δ0/cosθ,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.H2O和CO2分子有几种振动形式？H2O:对称伸缩振动、非对称伸缩振动、剪式弯曲振动CO2: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？（1）O2(2)H2(3)H2O的对称振动、非对阵振动和弯曲振动（4）CO2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。
（1）O2 和H2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。
（2）H2O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。
（3）CO2为中心对称分子，CO2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。