表面总复习
小学科学地球的表面(习题课件)学年五年级上册科学教科版
小学科学地球的表面（习题课件）学年五年级上册科学教科版地球是我们生活的家园，我们需要了解地球的表面特征以及地球上的各种地理现象。
在五年级上册科学教科版中，我们学习了关于地球的表面的知识。
本文将回答与该课程相关的问题，让我们更深入地了解地球表面的特点。
1. 地球表面的组成有哪些？地球表面主要由陆地和水域组成。
陆地由大陆和岛屿组成，占据了地球表面总面积的29%，而水域则覆盖了地球表面的71%。
陆地的特点是高高低低，有许多大大小小的山脉、高原和平原。
水域则包括了海洋、湖泊和河流等。
2. 地球表面的最高点和最低点分别是哪里？地球表面最高的地方是珠穆朗玛峰，位于喜马拉雅山脉，高海拔达到了8848米。
而最低的地方则是位于死海与约旦河谷之间的亚海平原，地处海平面以下412米。
3. 地球表面有哪些主要的地形特征？地球表面存在许多地形特征，例如山脉、高原、平原、丘陵和峡谷等。
山脉通常指的是长而陡峭的地形，如喜马拉雅山脉和安第斯山脉。
高原是指海拔较高且相对平坦的地区，如青藏高原和美国科罗拉多高原。
平原是指相对平坦的地区，适合农业发展，例如中国的华北平原和美国的大平原。
丘陵则是介于山脉和平原之间的地形，如英国的高地和中国的丘陵地带。
峡谷则是由于地质活动形成的长而狭窄的河谷，如科罗拉多大峡谷和扬子江峡谷。
4. 地球表面的水域有哪些？地球表面的水域包括海洋、湖泊和河流等。
海洋是最大的水域，占据了地球表面的绝大部分，分为五大洋：大西洋、太平洋、印度洋、北冰洋和南冰洋。
湖泊则是相对较小的水域，通常是由于地质运动或冰川活动而形成的，如美国的休伦湖和中国的鄱阳湖。
河流是地球上重要的水系组成部分，它们起源于山区，流经平原最终注入海洋或湖泊，如中国的黄河和尼罗河。
5. 地球表面的火山和地震是如何形成的？地球表面的火山是由于地球内部的岩浆喷发而形成的。
岩浆从地壳裂缝中涌出，经过长时间的积累和冷却，形成了火山的形态。
火山喷发时，喷出的岩浆、气体和火山灰形成了火山锥和火山口。
周长面积总复习
500 dm2 =( 5 ) m2
平方分米换平方米 ，用平方分米数 ÷100 。
填一填：4000dm2=( 40 ) m2； 6500dm2=( 65 ) m2 。
平方分米换平方厘米 ，用 100×平方分米数。
填一填：8dm2=( 800 )cm2； 12m2=( 1200 )cm2 。
一张长方形纸的面积是90分米2。把它剪成面积是3厘米2 的小正方形，能剪多少个？
90分米2 =9000厘米2 9000÷3 =3000(个) 答：能剪3000个。
一张长方形纸长24分米，宽15分米。把它剪成边长是3厘 米的小正方形，能剪多少个？
240÷3 =80(个) 150÷3 =50(个) 80 × 50 =4000(个) 答：能剪4000个。
请你画一个周长是20厘米的正方形，并求出它的面积。
5厘米
20÷4 =5(厘米) 5×5 =25(厘米2) 答：它的面积是25厘米2。
一个房间用边长是4分米的方砖 来铺，要75块。这个房间的面 积是多少分米2？
如果这个房间改用面 积是8分米2的方砖来 铺，要用多少块？
4×4 =16(分米2)
1200÷8 =150(块)
600 cm2 =( 6 ) dm2
平方厘米换平方分米 ，用平方厘米数 ÷100。 填一填：700cm2=( 7 )dm2；
9000cm2=( 90 )dm2 。
米2×→100 分米2×→100 厘米2 厘米2÷→100分米2÷1→00 米2
想：1米2 =( 10000 )厘米2 3米2 =( 30000 )厘米2 50000厘米2 =( 5 ) 米2
正方形的面积=边长×边长 正方形的周长=边长×4 正方形的边长=周长÷4
表面组装技术复习题及答案
表面组装技术复习题及答案表面组装技术是一种将电子元件安装在印刷电路板(PCB)表面的方法，广泛应用于电子制造业。
以下是表面组装技术复习题及答案，供学习和参考。
一、选择题1. 表面组装技术(SMT)的主要优点是什么？A. 成本低廉B. 元件体积大C. 可靠性高D. 元件安装速度慢答案：C2. 以下哪个不是SMT元件的类型？A. 贴片电阻B. 贴片电容C. 插件二极管D. BGA封装答案：C3. 在SMT工艺中，焊膏的作用是什么？A. 清洁PCB表面B. 作为焊接的介质C. 保护元件不受损害D. 增强PCB的机械强度答案：B4. 表面组装技术中，常见的焊接方法有哪些？A. 波峰焊B. 手工焊接C. 回流焊D. 所有选项答案：D5. SMT生产线中，用于检测元件位置和方向的设备是什么？A. 波峰焊机B. 回流焊机C. AOI（自动光学检测）设备D. 锡膏印刷机答案：C二、填空题6. 表面组装技术中，________是最基本的组成部分，它决定了组装的质量和效率。
答案：PCB7. 在SMT中，________技术可以有效地提高生产效率和减少人工成本。
答案：自动化8. 表面组装技术中，________是焊接过程中温度控制的关键设备。
答案：回流焊机9. 表面组装技术中，________是用于检测焊接质量的设备。
答案：X射线检测仪10. SMT中使用的元件通常比传统插件元件小，这有助于________。
答案：提高电路板的集成度三、简答题11. 请简述表面组装技术与传统的通孔插装技术(THT)的主要区别。
答案：表面组装技术与传统的通孔插装技术的主要区别在于元件的安装方式和尺寸。
SMT使用表面贴装元件，这些元件直接贴在PCB表面，不需要穿过PCB的孔。
而THT则需要将元件插入PCB上的孔中，并通过焊接固定。
SMT元件通常更小，可以提高电路板的集成度和可靠性，同时减少电路板的体积和重量。
12. 描述SMT焊接过程中的回流焊工艺。
材料表面与界面知识复习资料题库
1.液体原子结构的主要特征。
（1）液体结构中近邻原子数一般为5~11个（呈统计分布），平均为6个，与固态晶体密排结构的12个最近邻原子数相比差别很大；（2）在液体原子的自由密堆结构中存在五种间隙，四面体间隙占了主要地位。
（3）液体原子结构在几个原子直径范围内是短程有序的，而长程是无序的。
2.液体表面能的产生原因。
液体表面层的分子，一方面受到液体内层的邻近分子的吸引，另一方面受到液面外部气体分子的吸引，而且前者的作用要比后者大。
因此在液体表面层中，每个分子都受到一个垂直于液面并指向液体内部的不平衡力。
这种吸引力使表面上的分子趋向于挤入液体内部，促成液体的最小表面积。
要使液体的表面积增大就必须要反抗液体内部分子的吸引力而做功，从而增加分子的位能，这种位能就是液体的表面能。
3.液体表面张力的概念和影响因素。
液体表面层的原子或分子受到内部原子或分子的吸引，趋向于挤入液体内部，使液体表面积缩小，因此在液体表面的切线方向始终存在一种使液体表面积缩小的力，其合力指向液体内部的作用力，这种力称为液体表面张力。
液体的表面张力大小受很多因素的影响。
如果不考虑液体内部其它组元向液体表面的偏聚和液体外部组元在液体表面的吸附，液体表面张力大小主要受物质本身结构、所接触的介质和温度的影响。
（1）液体的表面张力来源于液体内部原子或分子间的吸引力，因此液体内部原子或分子间的结合能的大小直接影响到液体的表面张力的大小。
一般来说，液体中原子或分子间的结合能越大，表面张力越大。
具有金属键原子结合的物质的表面张力最大；其次由大到小依次为：离子键结合的物质、极性共价键结合的物质、非极性共价键结合的物质。
(2)液体的表面张力的产生是由于处于表面层的原子或分子一方面受到液体内部原子或分子的吸引，另一方面受到液体外部原子或分子的吸引。
当液体处在不同介质环境时，液体表面的原子或分子与不同物质接触所受的作用力不同，因此导致液体表面张力的不同。
一般来说，介质物质的原子或分子与液体表面的原子或分子结合能越高，液体的表面张力越小；反之，介质物质的原子或分子与液体表面的原子或分子结合能越低，液体的表面张力越大。
《材料科学基础》期末复习
总复习
本章区别概念：
晶体与非晶体 • 空间点阵和晶体结构
相和组织
• 固溶体和中间相 间隙固溶体和置换固溶体 • 间隙固溶体和间隙化合物 间隙相和间隙化合物
• 电子化合物和正常价化合物
总复习
第三章 晶体缺陷
1、各类缺陷的认识（点、线、面缺陷定义和特征）。
2、点缺陷、Schottky空位、Frankel空位、间隙原子、置 换原子。点缺陷的特征、平衡浓度公式及应用。 3、线缺陷、位错、位错线、刃型位错、螺型位错、混合 型位错、柏氏矢量、位错运动、滑移、交滑移、双交滑移、 多滑移、攀移、交割、割价、扭折、塞积。 • 位错类型（刃型、螺型、混合型位错）的判断及其特征。 • 柏氏矢量的确定方法、特征及表示法。 • 位错线、柏氏矢量、位错运动与作用在位错上的力之间 的关系。
总复习
本章区别概念：
• 滑移、孪生 软位向，硬位向 • 几何硬化和几何软化 沉淀强化、弥散强化 • 纤维组织与带状组织 第一类残余应力 、第二类残余应力 、第三类残余应力 • 静态回复与动态回复 静态再结晶、动态再结晶 • 正常长大、异常长大 冷加工、热加工 • 重结晶、再结晶、二次再结晶
总复习
3、晶界与相界的类型、晶界的特性和作用（对材料性能的
影响）。
总复习
本章区别概念： • 刃型位错和螺型位错 交滑移和多滑移
• 滑移和攀移
割价、扭折
• 晶界、相界、孪晶界
小角度晶界、大角度晶界 • 共格相界、非共格相界、半共格相界
总复习
第四章 固体原子及分子的运动
1、固态金属扩散的条件及影响扩散的因素； 2、扩散定律（Fick第一、二定律）的方程、稳态扩散、非稳态扩散、 扩散通量。 扩散定律的内容和表达式、物理意义、适应条件。扩散定律的解及 应用，如：渗碳等； 3、迁移率、柯肯达尔效应、扩散激活能。 4、固相中原子扩散的各种机制（空位机制、间隙机制、换位机制、 晶界扩散机制。扩散的驱动力并用扩散理论分析实际问题。 5、扩散的分类、名称（区别，）；扩散、自扩散、互（异）扩散、 上坡扩散、下坡扩散；原子扩散、反应扩散；空位扩散、间隙扩散、换 位扩散、晶界扩散、表面扩散、短路扩散。 6、扩散系数及表达式（阿累尼乌斯方程）、影响扩散的因素。
平面图形的周长与面积总复习
3m 花圃 2m
金鱼池 2m
饲养角 2m 2m
六、巩固练习，体验转化 1、求下面图形的周长
4dm 4dm
六、巩固练习，体验转化 2、求下面图形的面积
七、动手操作，内化联系
每人拿出一张长方形纸。（如图）
10cm
14cm
同桌合作，探究下面问题。 1、怎样才能剪下一个最大的正方形？正方形的周 长是多少？ 2、怎样在这个正方形纸上剪下一个最大的圆？你 是怎样确定圆心的？圆的周长是多少？这个圆和 正方形的周长相比哪个大些。
S=(a+b)h ÷2 S= πr2
三、再现面积公式推导过程
长方形
通过数单位面积的小正方形得到。
三、再现面积公式推导过程
正方形的有关公式是在长方形 的基础上推导出来的。
因为：正方形是特殊的长方形。
三、再现面积公式推导过程
把平行四边形转化成长方形， 再利用长方形的面积公式导出平行 四边形的面积公式。
宽50cm
64cm
五、联系生活，综合应用
2、请你做个公正的法官： （1）三角形的面积等于平行四边形面积的一半。（×） （2）半径是2dm的圆，它的周长和面积相等。 （×） （3）等底等高的所有三角形的面积都相等。 （√ ）
五、联系生பைடு நூலகம்，综合应用
小明家有个很大的院子，小明和爸爸想美化一下， 围成一个扇形来做金鱼池，一个正方形留给小明饲养 小动物，一个长方形用来做花圃。请你帮小明算一算， 金鱼池的墙要砌多长？要围成一个长方形和一个正方 形一共要用多少篱笆？
三、再现面积公式推导过程
把三角形和梯形都转化成平行四边形
三、再现面积公式推导过程
把圆转化成一个近似的长方形。
三、平面图形面积推导网络图
高考总复习 物理11-2
高考总复习人教版·新课标
第二单元
固体、液体和气体
第五模块 选修3-3
物理
高考总复习人教版·新课标
考点梳理
1．温度(T或t) (1)两种意义：宏观上表示物体的 冷热程度 ； 微观上标志物体内分子热运动的 激烈程度． 它 是 物 体 分 子 平均动能 的标志．
第五模块 选修3-3
物理
高考总复习人教版·新课标
力产生的压强极小，可忽略不计．
(2)气体压强是由气体分子频繁碰撞器壁产生的． (3)气体压强由气体的密度和温度决定． (4)密闭容器中气体对器壁的压强处处相等．
第五模块 选修3-3
物理
高考总复习人教版·新课标
一定质量的气体，如果三个状态参量都不变，则该气
体处于一定的状态中．三个状态参量可以同时变化，也可
盖·吕萨克定律
气体在压强不变的情况下所发生的状态变化叫做等压
变化．
一定质量的气体，在压强不变的情况下，它的体积跟 热力学温度成正比，其数学表达式为 或者 (其中C是比例常数)．
第五模块 选修3-3
物理
高考总复习人教版·新课标
1．固体
第五模块 选修3-3
物理
高考总复习人教版·新课标
分类比较 外形晶体Βιβλιοθήκη 向看，分子的排列是杂乱无章的．
第五模块 选修3-3
物理
高考总复习人教版·新课标
(2)应用 ①利用液晶上加电压时，旋光特性消失，实现显示功
能，如电子手表、计算器、微电脑等．
②利用温度改变时，液晶颜色会发生改变的性质来测 温度．
第五模块 选修3-3
物理
高考总复习人教版·新课标
1．饱和汽与未饱和汽
(1)饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽．
表面物理化学复习提纲
《表面物理化学》复习提纲2.熟悉二维晶体结构的Miller指数记法。
(1)晶面标记:Miller指数法，即fcc(lmn), bcc(lmn), hcp(lmn)...均代表一个晶面，其中l、m、n 均为正整数。
(2)(lmn)的确定：在给定的晶体中，选定某一面，将其与晶体坐标的截距的倒数进行最小公倍数通分，所得的最小整数比值分别对应l、m和n。
这个面称为(lmn)面，与其矢量正交的法线方向称为这个面的法线，记为[lmn]，这是一个矢量。
(3)几个特殊的符号：( )代表晶面，{ }代表等价面。
它的等价面记为{lmn}。
[ ]代表晶面矢量法线方向，< >代表等价矢量法线方向。
fcc和bcc的晶面和矢量法线是相互垂直的，其余的晶体则不一定。
3.熟悉fcc，bcc和hcp的几个低Miller指数晶面结构。
在fcc晶体中，(111)面的原子形成六角密堆积；(100)形成正方形；(110)形成高低不平，最上层为长方形的结构。
在bcc晶体中，(110)为六角堆积，但比fcc的(111)面的六角堆积要松散；(100)为正方形，原子间有间隙；(111)的表面结构复杂，有三层露空。
hcp晶体的表面结构远比fcc和bcc复杂，因为它不是简单Bravais格子，原子在A位的上下堆积和在B位的上下堆积不相同。
hcp中，(001)面的原子堆积是相同的。
(100)面就会有(100)A和(100)B之分，形成搓衣板结构。
在搓衣板的每个小侧面，原子可能形成长方形和三角形结构。
hcp中，(101)面就更复杂了。
一种是形成类似六方密堆积的结构，但每间隔一个原子排会在表面上稍稍隆起；另一种则形成台阶结构，较为复杂。
这可由侧面图看出来。
4.熟悉hcp结构的四Miller指数记法。
hcp晶体中(100), (010)和(001)非等价。
用四位数的Miller指数(lmkn)来标记hcp的晶面，其中k = -(l + m)。
与fcc 及bcc 晶体的等价面相类比，hcp 的(100)和(010)是等价面，这两者和(001)不是等价面。
表面化学复习资料（个人精简整理）
表⾯化学复习资料（个⼈精简整理）胶体指的是具有很⼤⽐表⾯的分散体系。
对胶体和界⾯现象的研究是物理化学基本原理的拓展和应⽤。
界⾯现象应⽤。
主要有：1、吸附如⽤活性炭脱除有机物；⽤硅胶或活性氧化铝脱除⽔蒸汽；⽤分⼦筛分离氮⽓和氧⽓；泡沫浮选等。
2、催化作⽤在多相催化中使⽤固体催化剂以加速反应。
如⽯油⼯业的催化裂化和催化加氢、胶束催化等。
3、表⾯膜如微电⼦集成电路块中有重要应⽤的LB膜；在⽣物学和医学研究中有重要意义的BL膜和⼈⼯膜；能延缓湖泊⽔库⽔分蒸发的天然糖蛋⽩膜等。
4、新相⽣成晶核⽣成或晶体⽣长是典型的新相⽣成，过冷、过热、过饱和等亚稳现象产⽣的主要原因也是由于新相⽣成。
5、泡沫乳状液如油品乳化、破乳；泡沫灭⽕等。
6、润湿作⽤如喷洒农药、感光乳液配制、电镀⼯件的润湿及利⽤润湿作⽤进⾏浮选等。
此外，在超细粉末和纳⽶材料的制备和粉末团聚的研究⽅⾯，界⾯现象都有重要的应⽤。
在⼀个⾮均匀的体系中,⾄少存在着两个性质不同的相。
两相共存必然有界⾯。
可见，界⾯是体系不均匀性的结果。
⼀般指两相接触的约⼏个分⼦厚度的过渡区，若其中⼀相为⽓体，这种界⾯通常称为表⾯。
（严格讲表⾯应是液体和固体与其饱和蒸⽓之间的界⾯，但习惯上把液体或固体与空⽓的界⾯称为液体或固体的表⾯。
）常见的界⾯有：⽓-液界⾯，⽓-固界⾯，液-液界⾯，液-固界⾯，固-固界⾯。
常⽤于处理界⾯的模型有两种：1，古根海姆（Guggenheim）模型。
其处理界⾯的出发点是：界⾯是⼀个有⼀定厚度的过渡区，它在体系中⾃成⼀相—界⾯相。
界⾯相是⼀个既占有体积⼜有物质的不均匀区域。
该模型能较客观地反映实际情况但数学处理较复杂。
2，吉布斯（Gibbs）的相界⾯模型。
该模型认为界⾯是⼏何⾯⽽⾮物理⾯，它没有厚度，不占有体积，对纯组分也没有物质存在。
该模型可使界⾯热⼒学的处理简单化。
⽐表⾯通常⽤来表⽰物质分散的程度，有两种常⽤的表⽰⽅法：⼀种是单位质量的固体所具有的表⾯积；另⼀种是单位体积固体所具有的表⾯积。
表面工程学复习
表面工程学复习名词解释表面能：材料表面的内能，包括原子的动能，原子间的势能以及原子中原子核和电子的动能和势能。
表面扩散：是指原子、离子、分子以及原子团在固体表面沿表面方向的运动。
当固体表面存在化学势梯度场，扩散物质的浓度变化或样品表面的形貌变化时，就会发生表面扩散。
洁净表面：尽管材料表面原子结构的周期性不同于体内，但其化学成分仍与体内相同的表面。
清洁表面：一般之零件经过清洗（脱脂、侵蚀）以后的表面。
滚光：将零件放入盛有磨料和化学溶液的滚筒中，借滚筒的旋转使零件与磨料、零件与零件表面相互摩擦，以达到清理零件表面的过程。
电化学抛光：电解抛光是以被抛工件为阳极，不溶性金属为阴极，两极同时浸入到电解槽中，通以直流电而产生有选择性的阳极溶解，从而达到工件表面光亮度增大的效果。
表面淬火：采用特定热源将钢铁材料表面快速加热到AC3或AC1之上，然后使其快速冷却，形成表面强化层的工艺过程。
表面形变强化：在金属的表面形变过程中当外力超过屈服强度后，要塑性变形继续进行必须不断增加外力，从而在真实的应力-应变曲线上表现为应力不断上升。
等离子体热扩渗: 利用低真空中气体辉光放电产生的离子轰击工件表面，形成热扩渗层的工艺过程。
液体热扩渗：将工件浸渍在熔融的液体中，使表面渗入一种或几种元素的热扩渗工艺方法。
化学镀:：在无外加电流的状态下，借助合适的还原剂，使镀液中的金属离子还原成金属，并沉积到零件表面的一种镀覆方法。
复合镀：在电镀或化学镀溶液中加入非溶性的固体微粒，并使其与主体金属共沉积在基体表面，或把长纤维迈入或卷缠于基体表面后沉积金属，形成一层金属基的表面复合材料的过程。
合金镀：在一种溶液中，两种或两种以上金属离子在阴极上共沉积，形成均匀细致镀层的过程。
堆焊：在零件表面熔覆一层耐磨、耐蚀、耐热等具有特殊性能合金属的技术。
热喷焊:采用热源使涂层料在机基体表面重新融化或部分熔化，实现涂层与基体之间，涂层内颗粒之间的冶金结合，消除孔隙。
表面工程复习题答案
1.洁净表面：表面化学成份和体内相同。
表面吸附物的覆盖几率很低。
2.TLK 模型：平台(Terrace) - 台阶(Ledge) -扭折(Kink)模型。
基本思想是：在温度相当于0K 时，表面原子呈静态。
表面原子层可认为是理想平面，其中原子作二维周期罗列，并且不存在缺陷和杂质。
当温度从0K 升到T 时，由于原子的热运动，晶体表面将产生低晶面指数的平台、一定密度的单份子或者原子高度的台阶、单份子或者原子尺度的扭折以及表面吸附的单原子及表面空位等。
3.界面：固相之间分界面。
4.外延生长界面：在单晶体表面沿原来的结晶轴向生长成的新的单晶层的工艺过程，就称为外延生长。
形成的界面称为外延生长界面。
5.机械结合界面：指涂层和基体间的结合靠两种材料相互镶嵌在一起的机械连接形成6. 润湿：液体在固体表面上铺展的现象。
7. 边界润滑磨擦：对偶件的表面被一薄层油膜隔开，可使磨擦力减小2-10 倍，并使表面磨损减少。
但是在载荷一大的情况下，油膜就会被偶件上的微凸体穿破，磨擦系数通常在0.1 摆布。
8.喷焊层的稀释率：普通将基材熔入喷焊层中的质量分数称为喷焊层的稀释率，用公式表示为η=B/(A+B) ，η为喷焊层的稀释率，A 为喷焊的金属质量，B 为基体熔化的金属质量。
9.自熔合金：就是在常规合金成份基础上加入一定含量的硼、硅元素使材料的熔点大幅度降低，流动性增强，同时提高喷涂材料在高温液态下对基材的润湿能力而设计的。
10.激光熔凝：就是用激光把基材表面加热到熔化温度以上，然后靠基材本身的导热使熔化层表面快速冷却并结晶的热处理工艺。
11.化学转化膜：如果介质是人为选定的，而且表面金属的这种自身转化能够导致生成附着坚固、在水和给定介质中难溶的稳定化合物，金属表面上这样得到的化合物膜层称为化学转化膜。
12.老化处理：钝化膜形成以后要烘干，称为老化处理。
13.发蓝处理：是使钢铁表面生成稳定的氧化物Fe O ，可获得蓝黑色和黑色的氧化膜。
表面物理化学
第十三章表面物理化学【复习题】【1】比表面有哪几种表示方法？表面张力与Gibbs自由能有哪些异同点？m g-，还可以用单位体【解析】比表面积可以用单位质量的表面积表示，其单位通常为21m-；表面张力和表面自由能物理意义不同，单位不同，但具积的表面积来表示，单位为1有相同的数值。
【2】为什么气泡、小液滴、肥皂泡等都呈圆形？玻璃管口加热后会变得光滑并缩小（俗称圆口），这些现象的本质是什么？用同一支滴管滴出相同体积的苯、水和NaCl溶液，所得滴数是否相同？【解析】这些现象的本质是：由于表面张力的存在，液体尽可能缩小其表面积，所以气泡、小液滴、肥皂泡等都呈圆形，这样使之表面能降低以达到稳定状态。
用同一支滴管滴出相同体积的苯、水和NaCl溶液，所得滴数不相同，因为它们各自的表面张力不同。
【3】用学到的关于界面现象的知识解释下列几种做法的基本原理：①人工降雨；②有机蒸馏中加沸石；③多孔固体吸附蒸汽时的毛细凝聚；④过饱和溶液、过饱和蒸汽、过冷液体的过饱和现象；⑤重量分析中的“陈化”过程；⑥喷洒农药时为何常常要在药液中加少量表面活性剂。
【解析】这些都可以用Kelvin公式解释，因小液滴的蒸气压比大液滴大，所以凹液面上的蒸气压比平面小（因其曲率半径为负值），小颗粒的溶解度比大颗粒大等。
【4】如图13.51所示，在三同活塞的两端涂上肥皂液，关断右端通路，在左端吹一个大泡；然后关闭左端，在右端吹一个泡，最后让左右两端相通。
试问当将两管接通后，两泡的大小有何变化？到何时达到平衡？讲出变化的原因及平衡时两端的曲率半径的比值。
【解析】两气泡连通后，由于液面附加压力的作用，大气泡会变的更大，小气泡会变的更小，直到小气泡收缩至毛细管口，其液面的曲率半径与大气泡相等为止。
【5】因系统的Gbbis自由能越低，系统越稳定，所以物体总有降低本身表面Gibbs自由能的趋势。
请说说纯液体、溶液、固体是如何降低自己的表面Gibbs自由能的。
胶体表面化学 复习资料1
名词解释胶体系统：一种物质以细分状态分散在另一种物质中构成的系统成为胶体系统分散相:在分散系统中被分散的不连续的相称为分散相分散介质：分散系统中连续的相称为分散介质胶体：分散相粒子至少在一个尺度上的大小处在1~100nm范围内的分散系统称为胶体分散系统，或胶体系统，或胶体。
纳米材料;：在三维空间内至少有一维处于规定的纳米尺度范围内（1～100nm），则该种材料称为纳米材料纳米污染：由纳米微粒对环境和人类健康所带来污染和危害渗透：借半透膜将溶液（浓相）和溶剂（如水）隔开，此膜只允许溶剂分子通过，二胶粒或溶质不能通过单分散溶胶：特定条件下制取的胶粒尺寸、形状和组成皆相同的溶胶渗析：利用羊皮纸或由火棉胶制成的半透膜，将溶胶与纯分散介质隔开，这是因为这种膜的空隙很小，它不仅能让小分子或离子通过，而胶粒不能通过纳米粒子（或纳米粉体），它们在空间的三维尺度均在纳米尺度内（均小于100nm），因此称为零维纳米材料。
胶体晶体：由一种或多种单分子分散胶体粒子组装并规整排列的二维或三维类似于晶体的有序结构成为胶体晶体聚沉：溶胶中的分散相微粒互相聚结，颗粒变大，进而发生沉淀的现象。
毛细现象：由于液体表面张力的存在而引起的液体表面形态、性质变化的各种现象。
CMC:表面活性剂溶液性质发生突变的浓度反胶束：表面活性剂在非水溶剂（主要是非极性和弱极性溶剂）中形成的聚集体；囊泡也称为泡囊，两亲分子形成的封闭双层结构称为囊泡或脂质体表面活性剂的亲水亲油平衡值（HLB值）乳状液：由两种（或两种以上）不互溶或部分互溶的液体形成的分散系统，称乳状液。
气体分离：用物理或化学的方法将混合气体分离成单一组分的气体。
吸附(adsorption)：在不相混溶的两相接触时，两体相中的某种或几种组分浓度与它们在界面相中浓度不同的现象称为吸附。
吸附质(adsorbate)：发生吸附作用时已被吸附的物质称为吸附质。
吸附剂(adsorbent)：能有效在其表面上发生吸附作用的固体物质称为吸附剂吸附量：吸附平衡时单位质量或单位表面积吸附剂上吸附吸附质的量吸附热：在吸附过程中的热效应称为吸附热积分吸附热：等温条件下，一定量的固体吸附一定量的气体所放出的热，用Q表示。
现代表面技术复习重点(必考)
现代表面技术钱苗根，姚寿山，张少宗编著第一章表面技术概论1．表面技术的主要提高路径：施加各种覆盖层（电镀，化学镀，涂装，粘结，堆焊，熔结，热喷涂，塑料粉末涂覆，热浸镀，真空蒸镀，溅射镀，离子镀，化学气相沉积，分子束外延，离子束合成薄膜技术等）和表面改性技术（喷丸强化，表面热处理，化学热处理，等离子扩渗处理，激光表面处理，电子束表面处理，高密度太阳能表面处理，离子注入表面改性等）。
第二章表面科学的某些基本概念和理论1．固体材料的界面有三种：表面（固体材料与气体或液体的分界面）；晶界，或亚晶界（多晶材料内部成分、结构相同而取向不同晶粒或亚晶之间的界面）；相界（固体材料中成分、结构不同的两相之间的界面）2．表面的两种对象：清洁表面（是指不存在任何污染的化学纯表面，即不存在吸附、催化反应或杂质扩散等一系列物理、化学效应的表面）、实际表面（暴露在未加控制的大气环境中的固体表面，或者经过一定加工处理保持在常温和常压下的表面）。
3．清洁表面在几个原子层范围内的偏离三维周期性结构的主要特征有：表面弛豫、表面重构和表面台阶结构。
4．实际表面的一些重要情况：①表面粗糙度，是指加工表面上具有较小间距的峰和谷所组成的微观几何形状特征；②贝尔比层和残余应力，具有较高的耐磨性和耐蚀性；③表面氧化和吸附、沾污，吸附有物理和化学吸附。
第三章电镀和化学镀1．电镀是指在含有欲镀金属的盐类溶液中，以被镀基体金属为阴极，通过电解作用使镀液中欲镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来，形成镀层的一种表面加工方法。
2．电镀液的组成及作用：主盐，提供金属离子；络合剂，形成络合物，提高阳极开始钝化电流密度；附加盐，提高电镀液的导电性；缓冲剂，稳定溶液酸碱度的物质；阳极活化剂，提高阳极开始钝化的电流密度，从而保证阳极处于活化状态而能正常的溶解；添加剂，显著改善镀层的物质。
3．电镀溶液的分散能力是指电镀液中所具有的使金属镀层厚度均匀分布的能力，也称均镀能力；镀液的分散能力越好，在不同阴极部位所沉积出的金属层厚度就越均匀。
表面结构培训复习题
一、填空题练习1．60JS9的公差为0.074mm，上偏差为+0。
037 mm,其最大实体尺寸为59.963 mm，最小实体尺寸为60.037 mm.2．Φ20的孔，上偏差为+0。
006mm，下偏差为-0。
015mm，则孔的基本偏差为+0。
006 mm，孔的公差为0。
021 mm。
3。
的公差为0。
030mm，气最大实体尺寸为。
4。
滚动轴承的精度等级中,0级轴承精度最低,应用最广。
5．测量或评价表面粗糙度时,应规定取样长度、评定长度、基准线及评定参数。
6．平键联结中，键与键槽宽度的配合应采用基轴制，为避免装配困难，应规定轴键槽对轴线、轮毂键槽对孔心线的对称度公差。
7．包容要求采用的理想边界是最大实体边界，主要用于保证孔、轴配合性质。
8．最大实体要求采用的理想边界是最大实体实效边界,主要用于保证自由装配。
9．尺寸公差带的大小由标准公差决定,位置由基本偏差决定，公差等级分为20 级，依次为IT01、IT0、IT1、IT2、…、IT18 .10．规定优先采用基孔制的目的是减少定值刀具及量具的规格和数量。
11．要求去除材料加工表面粗糙度的算术平均偏差上限值不得大于12.5μm，则在图样上标注12.5 。
12．利用同一加工方法，加工Φ50H7的孔和Φ100H7的孔，两孔加工的难易程度相当(相同）。
13．在装配图上,滚动轴承内圈与轴颈的配合应标注轴颈公差带代号。
14．某轴的实际被测轴线上,各点距基准轴线的距离最近为2μm，最远为4μm，则同轴度误差值为8μm 。
15．被测要素遵循独立原则是指其尺寸公差和几何公差各自独立，应分别满足要求。
16。
测量或评价表面粗糙度时,国家标准规定了评定长度来限制、减弱表面加工不均匀性对测量结果的影响。
17．基本偏差一般为靠近零线或位于零线的那个极限偏差。
18.孔、轴基本偏差各分为28 种。
19．配合是指基本尺寸相同，相互结合的孔、轴公差带之间的关系。
20．基孔制是指基本偏差为一定的孔的公差带,与不同基本偏差的轴的公差带形成各种配合的一种制度.21．基轴制是指基本偏差为一定的轴的公差带，与不同基本偏差的孔的公差带形成各种配合的一种制度。
表面技术复习题答案
1 材料表面工程技术为什么能得到社会的重视获得迅速发展？1）社会生产、生活的需要2）通过表面处理大幅度提高产品质量3）节约贵重材料4）实现材料表面复合化，解决单一材料无法解决的问题5）良好的节能、节材效果6）促进了新兴工业的发展2 表面工程技术的目的和作用是什么？目的：（1）提高材料抵御环境作用能力。
（2）赋予材料表面某种功能特性。
包括光、电、磁、热、声、吸附、分离等等各种物理和化学性能。
（3）实施特定的表面加工来制造构件、零部件和元器件等。
作用：改善或赋予表面各种性能3 为什么说表面工程是一个多学科的边缘学科？材料表面工程是一门很新的边缘学科，它不但涉及到诸如：表面物理学、表面化学、金属学、陶瓷学、高分子学、传热学、传质学等多个学科的理论，而且其本身也溶入了诸多学科的新技术。
4按照材料特性，可将固体材料分为哪几类:可以分为：金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料三类5固体材料的界面有那三类1）表面—固体材料与气体或液体的分界面2）晶界—多晶材料内部成分、结构相同而取向不同晶粒之间的界面3）相界—固体材料中成分、结构不同的两相之间的界面6结构材料的定义，主要用途有那些结构材料是以力学性能为主的工程材料，主要用来制造工程建筑中的构件、机械装备中的零件以及工具、模具等。
7功能材料的定义，主要用途有那些利用物质的各种物理和化学特性及其对外界环境敏感的反应，实现各种信息处理和能量转换的材料，这类材料常用来制造各种装备中具有独特功能的核心部件。
8正常的磨损可分为哪三个阶段跑合阶段；稳定磨损阶段；剧烈磨损阶段9．镀层如何分类？怎样选择使用？1）按使用性能可分为：①防护性镀层②防护-装饰性镀层③装饰性镀层④耐磨和减磨镀层⑤电性能镀层⑥磁性能镀层⑦可焊性镀层⑧耐热镀层⑨修复用镀层2）按镀层与基体金属之间的电化学性质可分为：阳极性镀层和阴极性镀层3）按镀层的组合形式，可分为：单层镀层和复合镀层4）按镀层成分分类，可分为：单一金属镀层、合金镀层及复合镀层选择使用：首先要了解镀层是否具有所要求的使用性能，然后按照零件的服役条件及使用性能要求，选用适当的镀层，还要按基材的种类和性质，选用相匹配的镀层；另外要依据零件加工工艺选用适当的镀层；此外，要考虑镀覆工艺的经济性。
小三 面积总复习
10、长方形的周长相等，面积也一定相 等。（ X ） 11、长方形的面积相等周长也一定相等 （X） 12、正方形的周长相等，面积也一定相 等。（∨ ） 13、边长4米的正方形，周长和面积相 等。 （X ） 14、一座楼占地120米。（X） 15、长方形的长扩大2倍，宽不变,面积 也扩大2倍。 ∨
1、一面镜子长50分米，宽40分米，这面镜子 面积是多少平方米？
(3)小胖的身高约140 ( 厘米 ) (4)客厅地面长6( 米 ),宽5( 米 ),面积是30( 平方米 ) (5) 东方明珠电视塔高486( 米 )
试试你的眼力
清晨,我从面积为2平方分米 的床上起来,走出面积为12平方 分米的房间.早饭后,我去上学, 走进面积为48平方米的教室,坐 在面积为12平方厘米的椅子上开 始学习.
9厘米
计算下面土地的面积
50米 20米 50米
90米
熊叔叔也种了一块地，你能求出地的面积吗 50米 20米 50米 30 米 20米
90米
计算下面土地的面积
50米
20米
50米 30米 50米 90米 40米
下图是小胖家客厅的平面图。爸爸想要给客厅的 地面铺上地毯，请计算一下，需要多少平方米的 地毯？ 客厅周长是多少？
1、小明的卧室用了48块边长6分米的正方形地
砖铺地，这间卧室的地面有多少平方分米？
6×6=36（平方分米） 48×36=1728（平方分米） 答：这间卧室的地面有1728平方分米。
2、一间房间长6米，宽3米，面积是 多少？ 用面积是9平方分米的瓷砖铺地， 需要多少块这样的瓷砖？
3、小芳家整修客厅，客厅长9米， 宽3米。用边长3分米的方砖铺 地，至少要准备多少块方砖？
小马虎的日记
2021最新教科版科学(2017)五年级上册全册全单元知识点总结 总复习
2021最新教科版科学（2017）五年级上册全册全单元知识点总结总复习第一单元光1、通常我们把那些自身能发光的的物体称为光源。
太阳、电灯、萤火虫等都是光源，月亮不是光源。
2、像这样，从不同侧面照射得到的物体的影子叫投影。
3、影子的形成必须有光源、遮挡物和屏幕。
4、影子的长短、方向与光源的位置、方向有关。
5、影子的大小与遮挡物和光源之间的距离有关。
6、影子的形状和光源所照射的物体侧面的形状有关。
7、古代的人利用日影观测仪（日晷）计时。
8、阳光下物体影子的长短随太阳在天空中的位置变化而变化，太阳位置最高时影子最短。
影子的方向总是和太阳的方向相反。
9、光以直线的形式传播，速度约每秒30万千米。
挡光的物体会有影子，是因为光是直线传播造成的。
10、光碰到镜面改变了传播方向，被反射回去，这种现象叫做光的反射，反射也是以直线形式传播的。
与镜面反射相同，任何物体都能反射光，只不过是光在物体表面的反射情况有所不同。
我们能够看到物体就是因为它们反射的光进入了我们的眼睛。
11、运用光的反射的有额镜、反光镜、潜望镜。
12、光由空气斜射入水中时，光的路线发生的变化，叫作光的折射现象。
当白光进入三棱镜时，由于不同颜色的光发生折射的程度不一样，就出现了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种颜色的光。
13、人眼睛中的瞳孔可以控制入射光线。
光弱时瞳孔放大，光强时瞳孔缩小。
14、许多光源在发光时也在发热。
光强温度就高，光弱温度就低。
15、汇聚太阳光的方法有用凹面镜、凸透镜。
16、人们对太阳能的利用有：太阳灶、点燃奥运圣火、太阳能热水器、太阳能电池板。
17、太阳表面温度达6千多摄氏度，内部温度高达2千万多摄氏度。
18、吸热本领最强的是黑色的粗糙物体。
深色物体比浅色物体吸热快。
表面粗糙的比光滑的吸热快。
19、物体和太阳光垂直时升温快。
第二单元地球表面的变化1、地形及地形的特点：2山，东部多平原。
3、影响地形变化的因素有哪些？内力作用和外力作用①内力作用主要是地壳运动,以构造运动为主,还会有地震、火山等比较剧烈的运动.会让地形变得高低不平.②外力作用主要是太阳、水、风等的风化、侵蚀、搬运、沉积作用,使得地形削高填低趋向平坦.”4、我们现在看到的地球表面与地球的构造有关。
表面与界面物理复习思考题
第4章练习1. 什么是表面吸附与偏析？气体分子碰到固体表面时，受到固体表面的不饱和力场的作用，停留在固体表面上，使气体分子在表面上的浓度增大，称为气体分子在固体表面的吸附；偏析是指液相或固溶体中原子（分子）在固-固、固-液界面上富集，即液相或固溶体中溶质原子在界面上的浓度大于其基相。
2. 比较化学吸附与物理吸附，并画出它们的吸附能曲线；什么是快化学吸附和慢化学吸附？吸附性能物理吸附 化学吸附 作用力吸附热（能）选择性吸附速度形成吸附层 范德华力 小 无选择性 快；几乎不要活化能 单分子或多分子吸附层 剩余价键力 大 有选择性 较慢，大多需要活化能 只能形成单分子吸附层慢化学吸附：EB>0，需要激活，是一种活化化学吸附；快化学吸附：EB<=0，不需要激活，非活化化学吸附。
3. 请解释第IV 型吸附等温线。
低压下上凸表明吸附物质和吸附剂有相当强的亲和力，并且也易确定，像在II 类等温线B 点的位置（相当于盖满单分子层时的饱和吸附量）。
压力增加，多层吸附逐渐产生毛细管凝结，吸附量剧增。
最后毛细孔中均装满吸附物，吸附量不再增加，等温线又平缓起来。
4. N 型半导体表面吸附氧后，它的表面电导和表面能带如何变化？N 型半导体表面，随温度升高，先是导致电子浓度增加，电阻下降；后来晶粒表面吸附氧，使得物理吸附变为化学吸附，电阻上升（电导下降），表面由于多子堆积，变成耗尽层。
5. 水在N 型半导体表面吸附后对电导和能带会发生哪些影响？N 型半导体吸附水气之后，氢从导带中抽出电子，表面形成耗尽层，故材料的电阻率增加。
N 型半导体吸附水气后，势垒增高，电阻增大，直到成为强反型层。
由于强反型层内有自由载流子空穴的存在，所以材料的电阻率将随水气的吸附而减小。
期末复习题6. 原子间的键合方式及性能特点。
化学吸附热物理吸附热离子键与离子晶体：电子转移，结合力大，无方向性和饱和性。
其特点是硬度高，脆性大，熔点高导电性差；共价键与原子晶体：电子共用，结合力大，有方向性和饱和性。
材料表面与界面复习题
材料表面与界面复习题第一章1.试述表面力（表面能）产生的原因。
怎样测试液体的表面力？（1）原因液体表面层的分子所受的力不均匀而产生的。
液体表面层即气液界面中的分子受到指向液体部的液体分子的吸引力，也受到指向气相的气体分子的吸引力，由于气相吸引力太小，这样，气液界面的分子净受到指向液体部并垂直于表面的引力作用，即为表面力。
这里的分子间作用力为德华力。
（2）测试①毛细管上升法测定原理将一支毛细管插入液体中, 液体将沿毛细管上升, 升到一定高度后, 毛细管外液体将达到平衡状态, 液体就不再上升了。
此时, 液面对液体所施加的向上的拉力与液体总向下的力相等。
则γ=1 /2(ρl-ρg)ghrcosθ (1)(1)式中γ为表面力, r为毛细管的半径, h为毛细管中液面上升的高度,ρl为测量液体的密度,ρg为气体的密度( 空气和蒸气) , g为当地的重力加速度, θ为液体与管壁的接触角。
若毛细管管径很小, 而且θ=0 时, 则上式(1)可简化为γ=1/2ρghr (2）②Wilhelmy 盘法测定原理用铂片、云母片或显微镜盖玻片挂在扭力天平或链式天平上, 测定当片的底边平行面刚好接触液面时的压力, 由此得表面力, 公式为: W总-W片=2γlcosφ式中,W总为薄片与液面拉脱时的最大拉力,W片为薄片的重力, l为薄片的宽度, 薄片与液体的接触的周长近似为2l, φ为薄片与液体的接触角。
③悬滴法测定原理悬滴法是根据在水平面上自然形成的液滴形状计算表面力。
在一定平面上, 液滴形状与液体表面力和密度有直接关系。
由Laplace 公式, 描述在任意的一点P 曲面外压差为式中R1, R2 为液滴的主曲率半径; z 为以液滴顶点O为原点, 液滴表面上P 的垂直坐标; P0 为顶点O处的静压力。
定义S= ds/de式中de为悬滴的最大直径, ds为离顶点距离为de 处悬滴截面的直径再定义H=β(de/b)2 则得γ= (ρl-ρg)gde2/H 式中b为液滴顶点O处的曲率半径。
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波谱仪
• 由布拉格定律，从试样中发出的特征X射线，经一 定晶面间距的晶体分光，波长不同的特征X射线将 有不同的衍射角。 • 连续改变，在与X射线入射方向呈2 的位置上测到 不同波长的特征X射线信号。 • 由莫塞莱定律可确定被测物质所含元素 。
特征X射线的波长决定于初态和 终态的能量差. 波谱仪：利用单晶对X射线的衍 射来测量激发X射线的波长，作 为所含元素的依据。
• 处于表面的原子的 周围（晶场）环境 和结合能与大块固 体内部原子有很大 的不同：表面原子 周围缺少相邻的原 子，有许多悬空 键，具有不饱和性 质，易与其它原子 相结合，故具有很 大的化学活性。
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1.2表面分析技术
• 表面形貌分析技术 • 表面成分分析技术 • 表面结构分析技术
• 基本原理：利用入射电磁波或物质波与物质作用， 产生携带样品信息的各种出射电磁波或物质波，探 测这些出射的信号，进行分析处理，即可获得固体 的形貌、结构、成分、价键信息。
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光电子的能量
• 用X射线照射固体时，由于光电效应，原子的某一能 级的电子被击出物体之外，此电子称为光电子。 • 如果X射线光子的能量为hν，电子在该能级上的结合 能为Eb，射出固体后的动能为Ek，则它们之间的关系 为： hν=Eb+Ek+s +A • 式中s为功函数，它表示固体中的束缚电子除克服各 别原子核对它的吸引外，还必须克服整个晶体对它的 吸引才能逸出样品表面，即电子逸出表面所做的功。 上式可另表示为： Eb＝hν-Ek-s-A • 可见，当入射X射线能量一定后，若测出功函数和电 子的动能，即可求出电子的结合能。由于只有表面处 的光电子才能从固体中逸出，因而测得的电子结合能 必然反应了表面化学成份的情况。这正是光电子能谱 29 仪的基本测试原理。
• 特点：
• 对样品表面形貌敏感 • 空间分辨率高 • 信号收集效率高
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背散射电子(BE)
• 在弹性和非弹性散射过程中，有些入射电子累计 散射角超过90°，这些电子将重新从样品表面逸 出，称为背散射电子。即被固体样品中的原子核 反弹回来的一部分入射电子。 • 背散射电子来自样品表层几百纳米的深度范围。 • 在电子显微分析仪器中利用背散射电子信号通常 是指那些能量较高的电子，其中主要是能量等于 或接近E0的电子。 • 特点： • 对样品物质的原于序数敏感 • 分辨率及信号收集率较低 8
扫描电镜的工作原理及构造
• SEM是利用聚焦电子束在样品上 扫描时激发的某种物理信号来调 制一个同步扫描的显象管在相应 位置的亮度而成象的一个电子光 学仪器（显微镜）。 • 由于高能电子束与样品物质的相 互作用，产生各种电子信息：二 次电子，反射电子，吸收电子等。 这些信息被收集后经过放大送到 成像系统，用于调制像点的亮 度，信号越强，像点越亮。 • 光栅扫描，逐点成像
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二次电子
• 当入射电子与原子核外电子发生相互作用时，会使原子失掉 电子而变成离子，这个脱离原子的电子称为二次电子。 • 二次电子的能量较低，不超过50eV。二次电子只能从样品 表面层5-nm深度范围内被入射电子束激发出来。 • 当样品表面不平时，入射束相对于样品表面的入射角发生变 化，使二次电子的强度相应改变，如果用检测器收集样品上 方的二次电子并使其形成反映样品上各照射点信息强度的图 像，则可将样品表面形貌特征反映出来，形成所谓“形貌衬 度”图像。
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电子探针分析模式
• 以点、线、面的方式测定样品的成份和平均含量。 • 定点分析 • 测定样品在某一线长度上的元素分布分析模式。 电子束沿样品表面选定的直线轨迹进行所含元素 质量分数的定性或半定量分析。（线扫描分析） • 测定元素在样品指定区域内的面分布分析模式。 电子束在样品表面作光栅式面扫描，以特定元素 的X射线的信号强度调制阴极射线管荧光屏的亮 度，获得该元素质量分数分布的扫描图像．（面 扫描分析）
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第三章 扫描电子显微分析
电子束与固体样品作用时产生的信号
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• 二次电子：外层价电子激发(SEM) • 背散射电子：被反弹回来的一部分入射 电子 (SEM) • 吸收电子(SEM) • 透射电子（TEM） • 俄歇电子：内层电子激发(AES，表面层 成分分析) • 特征X射线：内层电子激发(EPMA，成分 分析)
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第五章 X射线光谱分析
• • • • 成分和价键分析概论 X射线的产生 X射线与物质的相互作用 X射线光谱分析
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5.1 成分和价键分析概论
• 基本原理：核外电子的能级分布反应了原子的特征信息。 利用不同的入射波激发核外电子，使之发生层间跃迁，在 此过程中产生元素的特征信息。 • 根据出射信号的不同，成分分析手段分为两类：X光谱和电 子能谱，出射信号分别是X射线和电子。 • • • • X光谱： 表面＋内部信息 空间分辨率不高 无法探测元素的化学环境
• 电子能谱： • 表面元素分析 • 表面元素价态分析
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基本原理
• 入射电磁波或物质波与样品原子作用，导致原 子的总能量升高处于激发状态。 • 激发态不稳定，原子较外层电子将跃迁入内层 填补空位，使总能量降低趋于稳定。 • 跃迁的始态和终态的能量差∆E为原子的特征 能量，由元素种类决定，并受原子所处环境的 影响。 • 可以根据一系列的∆E确定样品中的原子种类 和价键结构。
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第六章 X射线光电子能谱分析
光电过程机理
光线与物质的相互作用
• 反射（能量不损失） • 吸收（能量转化为热能） • 光电离（转化为电子） M+hV－－》M+ ＋ e 一般为单电子过程 只要光子能量足够，可以激发出所有轨道电子。
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• 光电子的产生 — 光电效应 –在高真空系统中，采用单色光源去照射固体 样品，使样品中的电子受到激发而发射出来 • 光电子发射过程 –光电子的产生（入射光子与物质作用，光致 电离产生光子） –光电子的运输（光电子自产生处运输到物质 表面） –光电子的逸出（克服表面势垒而发射到物质 外的真空中去）
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第四章 扫描探针显微分析
• 扫描隧道显微镜STM • 原子力显微镜AFM
主要用途是测量原子级的表面形貌。
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扫描探针显微镜SPM
SPM是指在STM基础上发展起来的一大类显微镜， 通过探测极小探针与表面之间的物理作用量如光、 电、磁、力等的大小而获得表面信息。
• SPM是用来探测表面性质的仪器。 • 代表是扫描隧道显微镜和原子力显微镜。 • SPM具有原子级表面形状分辨率，并可检测多种纳米 级表面特性如力学特性、电性、磁性、热性等等。 • 优点为仪器体积小，样品无需特殊处理，可在任何 环境下进行测量；缺点为缺乏成份分析功能。
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能谱仪
• 利用X光量子的能量不同进行元素分析。 • 对于某一种元素的X光量子有特定的能量，利用 半导体探测器和多道脉冲高度分析器，将X光量 子按能量展谱。
标准样品 : Sn Sn 1-Jun-1999 12:00 AM Pb PbF2 1-Jun-1999 12:00 AM 元素 Sn Pb 总量 重量百分比 原子百分比 *** 62.88 74.73 37.12 25.27 100.00
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5.2 X射线的产生
• X射线由高速电子与靶碰撞，与该物质中的原子相 互作用发生能量转移所产生。 • 产生条件：快速电子、空间运动、靶子 • 内层电子逸出，外层电子跃迁 • 能量差释放产生特征X射线 • Moseley定律决定特征X射线的波长： (1/λ)1/2=K(Z-σ) • 电子与原子核作用，能量损失产生连续X射线
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5.3 X射线光谱分析
• 当用X射线、高速电子和其它高能粒子轰击样品 时，试样中各元素的原子若受到激发，将处于 高能量状态，当它们向低能量状态转变时，产 生特征X射线。 • 分析特征X射线的波长（或特征能量）和强度， 可确定组成样品的元素种类及其含量。 • 电子探针采用聚集电子束激发样品，用来测定 特征波长的谱仪叫做波谱仪；用来测定X射线特 征能量的谱仪叫能谱仪。 • 能方便地分析从4Be到92U之间的所有元素。
利用了原子间的力 关键技术：微悬臂及其位移检测
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AFM的工作
• 将一个对微弱力极敏感的微悬臂一端固定，另一端有一微 小的针尖，针尖与样品表面轻轻接触。由于针尖尖端原子 与样品表面原子间存在极微弱的排斥力（10-8～10-6N）， 通过在扫描时控制这种力的恒定，带有针尖的微悬臂将对 应于针尖与样品表面原子间作用力的等位面而在垂直于样 品的表面方向起伏运动； • 利用光学检测法或隧道电流检测法，可测得微悬臂对应于 扫描各点的位置变化，从而可以获得样品表面形貌的信息。
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STM的结构与工作过程
压电管控制电压 带电极的压电管（根据隧道 电流的的大小随时调整针尖 和样品的距离，以保持隧道 电流的恒定）
距离控制和扫 描单元
隧道电流放大 器
隧道电压（用以产 生隧道效应）
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STM的重要器件
• 压电陶瓷: 当在压电陶瓷对称的两个端面加上电压时，压电 陶瓷会按特定的方向伸长或缩短。而伸长或缩短的尺寸与所 加的电压的大小呈线形关系。 • 通过改变电压来控制压电陶瓷的微小伸缩。 • 把三个分别代表X，Y，Z方向的压电陶瓷块组成三角架的形 状。通过控制X，Y方向伸缩达到驱动探针在样品表面扫描的 目的；通过控制 Z 方向压电陶瓷的伸缩达到控制探针与样 品之间距离的目的。 • 扫描用探针: STM探针的最尖端非常尖锐的，通常只有一两 个原子。隧道电流强度对针尖与样品表面之间距S非常敏 感，S减小 0.1nm，隧道电流I将增加一个量级。利用电子反 馈线路控制隧道电流恒定，用压电陶瓷材料控制针尖在样品 表面的扫描，探针在垂直于样品方向上高低的变化就反映出 了样品表面的起伏。 • 将针尖在样品表面扫描运动的轨迹用计算机记录下来，就得 14 到了样品表面态密度的分布或原子排列的图象。
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AFM设计思想