材料表征方法思考题答案

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材料表征方法思考题答案.

第一章XRD1.X射线的定义、性质、连续X射线和特征X射线的产生、特点。

答：X射线定义：高速运动的粒子与某种物质相撞击后猝然减速，且与该物质中的内层电子相互作用而产生的。

性质：看不见；能使气体电离，使照相底片感光，具有很强的穿透能力，还能使物质发出荧光；在磁场和电场中都不发生偏转；当穿过物体时只有部分被散射；能杀伤生物细胞。

连续X射线产生：经典物理学解释——由于极大数量的电子射到阳极上的时间和条件不相同，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。

量子力学解释——大量的电子在到达靶面的时间、条件均不同，而且还有多次碰撞，因而产生不同能量不同强度的光子序列，即形成连续谱。

特点：强度随波长连续变化特征X射线产生：当管电压达到或高于某一临界值时，阴极发出的电子在电场的加速下，可以将物质原子深层的电子击到能量较高的外部壳层或击出原子外，使原子电离。

此时的原子处于激发态。

处于激发态的原子有自发回到激发态的倾向，此时外层电子将填充内层空位，相应伴随着原子能量降低。

原子从高能态变为低能态时，多出的能量以X射线的形式释放出来。

因物质一定，原子结构一定，两特定能级间的能级差一定，故辐射出波长一定的特征X射线。

特点：仅在特定的波长处有特别强的强度峰。

2.X射线与物质的相互作用答：X射线与物质的相互作用，如图所示一束X射线通过物体后，其强度因散射和吸收而被衰减，并且吸收是造成强度衰减的主要原因。

散射分为两部分，即相干散射和不相干散射。

当X射线照射到物质的某个晶面时可以产生反射线，当反射线与X射线的频率、位相一致时，在相同反射方向上的各个反射波相互干涉，产生相干散射；当X射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后，产生波长比入射X射线波长长的X射线，且波长随着散射方向的不同而改变，这种现象称为不相干散射。

其中相干散射是X射线在晶体中产生衍射现象的基础。

物质对X射线的吸收是指X射线通过物质时，光子的能量变成了其它形式的能量，即产生了光电子、俄歇电子和荧光X射线。

纳米材料思考题

纳米材料思考题1【1】简述纳米材料具有的几种纳米效应。

【2】半导体纳米晶表现出随尺寸减小吸收和发射光谱蓝移的现象，解释这是由于哪种纳米效应引起的。

【3】简述扫描隧道电子显微镜（STM）是基于哪种纳米效应及工作原理。

【1】(1)小尺寸效应：当颗粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏，非晶态纳米粒子的颗粒表面层附近的原子密度减少，导致声、光、电、磁、热、力学等特性呈现新的物理性质的变化称为小尺寸效应。

(2)表面效应：指纳米晶体粒表面原子数与总原子数之比随粒径变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。

(3)量子尺寸效应：是指当粒子尺寸下降到某一数值时，费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级或者能隙变宽的现象。

当能级的变化程度大于热能、光能、电磁能的变化时，导致了纳米微粒磁、光、声、热、电及超导特性与常规材料有显著的不同。

(4)宏观量子隧道效应：当微观粒子的总能量小于势垒高度时，该粒子仍能穿越这一势垒。

近年来，人们发现一些宏观量，例如微颗粒的磁化强度，量子相干器件中的磁通量等亦有隧道效应，称为宏观的量子隧道效应。

【2】半导体纳米晶表现出随尺寸减小吸收和发射光谱蓝移的现象，是由量子尺寸效应引起的。

对于半导体纳米晶材料来说，当该纳米晶的颗粒的尺寸逐渐减小到该对应材料激子的波尔半径时，便会出现的量子尺寸效应。

根据能带理论，当某种合成的材料的尺寸已经低于某个临界值时，电子在该材料中的运动便一定会受到某种三维的限制，即电子的能量在三个不同的维度方向上的量子化。

这种三维的限制，导致该材料中的电子运输无论是在距离上还是维度上都受到了极大的限制，而该材料中的电子的平均自由程便无疑所以由于在该纳米晶材料中的载流子（即电子或者空穴）在纳米晶材料中的运动受到了很多限制，从而导致了其载流子动能的增加，进而相应的能带的结构，也从体相的连续的能带式结构，改变成为了类似于分子的准分裂的能级结构。

材料物理性能测试思考题答案

有用【2 】电子数：不是所有的自由电子都能参与导电,在外电场的感化下,只有能量接近费密能的少部分电子,方有可能被激发到空能级上去而参与导电.这种真正参加导电的自由电子数被称为有用电子数.K状况：一般与纯金属一样,冷加工使固溶体电阻升高,退火则降低.但对某些成分中含有过渡族金属的合金,尽管金相剖析和Ｘ射线剖析的成果以为其组织仍是单相的,但在回火中发明合金电阻有反常升高,而在冷加工时发明合金的电阻明显降低,这种合金组织消失的反常状况称为K状况.X射线剖析发明,组元原子在晶体中不平均散布,使原子间距的大小明显波动,所以也把K状况称为“不平均固溶体”.能带：晶体中大量的原子聚集在一路,并且原子之间距离很近,致使离原子核较远的壳层产生交叠,壳层交叠使电子不再局限于某个原子上,有可能转移到相邻原子的类似壳层上去,也可能从相邻原子活动到更远的原子壳层上去,从而使本来处于统一能量状况的电子产生渺小的能量差异,与此相对应的能级扩大为能带.禁带：许可被电子占领的能带称为许可带,许可带之间的规模是不许可电子占领的,此规模称为禁带.价带：原子中最外层的电子称为价电子,与价电子能级相对应的能带称为价带.导带：价带以上能量最低的许可带称为导带.金属材料的根本电阻：幻想金属的电阻只与电子散射和声子散射两种机制有关,可以算作为根本电阻,根本电阻在绝对零度时为零.残余电阻(残剩电阻)：电子在杂质和缺点上的散射产生在出缺点的晶体中,绝对零度下金属呈现残剩电阻.这个电阻反应了金属纯度和不完全性.相对电阻率：ρ (300K)／ρ (4.2K)是权衡金属纯度的重要指标.残剩电阻率ρ’：金属在绝对零度时的电阻率.实用中常把液氦温度(4.2K)下的电阻率视为残剩电阻率.相对电导率：工程顶用相对电导率( IACS%) 表征导体材料的导电机能.把国际标准软纯铜(在室温20 ℃下电阻率ρ=0 .017 24Ω·mm2/ m)的电导率作为100% , 其他导体材料的电导率与之比拟的百分数即为该导体材料的相对电导率.马基申定章(马西森定章)：ρ＝ρ’＋ρ(T)在一级近似下,不同散射机制对电阻率的进献可以加法乞降.ρ’：决议于化学缺点和物理缺点而与温度无关的残剩电阻率.ρ(T)：取决于晶格热振动的电阻率(声子电阻率),反应了电子对热振动原子的碰撞.晶格热振动：点阵中的质点(原子.离子)环绕其均衡地位邻近的渺小振动.格波：晶格振动以弹性波的情势在晶格中传播,这种波称为格波,它是多频率振动的组合波.热容：物体温度升高1K时所须要的热量(J/K)表征物体在变温进程中与外界热量交流特点的物理量,直接与物资内部原子和电子无规矩热活动相接洽.比定压热容：压力不变时求出的比热容.比定容热容：体积不变时求出的比热容.热导率：表征物资热传导才能的物理量为热导率.热阻率：界说热导率的倒数为热阻率ω,它可以分化为两部分,晶格热振动形成的热阻(ωp)和杂质缺点形成的热阻(ω0).导温系数或热集中率：它表示在单位温度梯度下.单位时光内经由过程单位横截面积的热量.热导率的单位：W/(m·K)热剖析：经由过程热效应来研讨物资内部物理和化学进程的试验技巧.道理是金属材料产生相变时,伴随热函的突变.反常膨胀：对于铁磁性金属和合金如铁.钴.镍及其某些合金,在正常的膨胀曲线上消失附加的膨胀峰,这些变化称为反常膨胀.个中镍和钴的热膨胀峰向上为正,称为正反常;而铁和铁镍合金具有负反常的膨胀特点.交流能：交流能E ex =－2A σ1σ2cos φ A —交流积分常数.当A ＞0,φ＝0时,E ex 最小,自旋磁矩自觉分列统一偏向,即产生自觉磁化.当A ＜0,φ＝180°时,E ex 也最小,自旋磁矩呈反向平行分列,即产生反铁磁性.交流能是近邻原子间静电互相感化能,各向同性,比其它各项磁自由能大102～104数目级.它使强磁性物资相邻原子磁矩有序分列,即自觉磁化.磁滞损耗：铁磁体在交变磁场感化下,磁场交变一周,B-H 曲线所描写的曲线称磁滞回线.磁滞回线所围成的面积为铁磁体所消费的能量,称为磁滞损耗,平日以热的情势而释放.磁滞损耗Q HdB =⎰ 技巧磁化：技巧磁化的本质是外加磁场对磁畴的感化进程即外加磁场把各个磁畴的磁矩偏向转到外磁场偏向(和)或近似外磁场偏向的进程.技巧磁化的两种实现方法是的磁畴壁迁徙和磁矩的迁移转变.请画出纯金属无相变时电阻率—温度关系曲线,它们分为几个阶段,各阶段电阻产生的机制是什么？为什么高温下电阻率与温度成正比？1—ρ电-声∝T( T > 2/ 3ΘD ) ;2—ρ电-声∝T 5 ( T< <ΘD );3—ρ电-电∝T 2 ( T ≈2K ) 分为三个阶段：(1)温度T > (2/ 3)ΘD 阶段, 电阻率正比于温度,即ρ(T) =αT .电阻产生的机制是电子—声子(离子)散射.(2)温度T< <ΘD 阶段,电阻率与温度成五次方关系, 即ρ∝T 5.电阻产生的机制是电子—声子(离子)散射,(3)在极低温度(T ≈2K)阶段,电阻率与温度成2 次方关系, 即ρ∝T 2 , 电阻产生的机制是电子—电子之间的散射.根据公式***2*2212ρμ==m v m v n e L n e ,1μ=L (称为散射系数).对金属来说,温度升高离子热振动的振幅愈大,电子就愈易受到散射,故可以以为μ与温度成正比,则ρ也就与温度成正比(因为式子中其他的量均与温度无关),这就是高温下电阻率与温度成正比的原因.用电阻法研讨金属冷加工时为什么要在低温？根据马西森定律, 冷加工金属的电阻率可写成ρ= ρ′+ρM式中：ρM 表示与温度有关的退火金属电阻率;ρ′是残剩电阻率.试验证实,ρ′与温度无关,换言之,dρ/ dT 与冷加工程度无关.总电阻率ρ愈小,ρ′/ ρ比值愈大,所以ρ′/ ρ的比值随温度降低而增高.显然,低温时用电阻法研讨金属冷加工更为适合. 从导体.半导体.绝缘体材料能带构造剖析其导电机能不同的原因.导体：价带与导带重叠,无禁带.或价带未被电子填满,这种价带本身即为导带.这两种情形下价电子都是自由的, 就像金属具有大量的如许的自由电子,所以具有很强的导电才能.半导体和绝缘体：满价带和空导带之间具有禁带.半导体：禁带宽度小,在热.光等外界前提感化下,价带中的部分电子有可能获得足够的能量而超出禁带到达其上面的空带,形成导带.并且价带中消失了电子留下的空穴.导带中的电子和价带中的空穴在电场的感化下沿相反的偏向定向移动,产生电流.导带中的电子导电和价带中的空穴导电同时消失的导电方法称为本征导电,其特点是参加导带的电子和空穴浓度相等,这种半导体称为本征半导体.绝缘体：禁带宽度很大,电子很难超出禁带到达其上面的空带,外电场的感化下几乎不产生电流.金属材料电阻产生的本质.当电子波经由过程一个幻想晶体点阵时(0K) , 它将不受散射;只有在晶体点阵完全性遭到损坏的地方, 电子波才受到散射(不相关散射) , 这就是金属产生电阻的根本原因.因为温度引起的离子活动(热振动) 振幅的变化(平日用振幅的均方值表示),以及晶体中异类原子.位错.点缺点等都邑使幻想晶体点阵的周期性遭到损坏.如许,电子波在这些地方产生散射而产生电阻,降低导电性.为什么金属材料的导电性随温度的升高而降低,而非金属材料的导电性随温度的升高而升高？对于金属材料：温度升高,晶格热振动加剧,声子电阻率升高,而残剩电阻率不变,故金属材料的导电性随温度的升高而降低.对于非金属材料：温度升高,材料的电子或载流子活动才能加强,数目也增长,传递电荷的才能加强,导电性加强. 金属材料受力后电阻率的变化.(1)拉力在弹性规模内单向拉伸或扭转应力能进步金属的ρ,并有(2)压力对大多半金属来说,在受压力情形下电阻率降低.0(1)p ρρϕ=+ϕ—压力系数,为负.几乎所有纯元素随温度变化电阻压力系数几乎不变.正常金属元素：电阻率随压力增大而降低;(铁.钴.镍.钯.铂.铱.铜.银.金.锆.铪等)反常金属元素：碱金属.碱土金属.稀土金属和第V 族的半金属,它们有正的电阻压力系数,但随压力升高必定值后系数变号,研讨表明,这种反常现象和压力感化下的相变有关.高压力还能导致物资的金属化,引起导电类型的变化,并且有助于从绝缘体—半导体—金属—超导体的某种改变.固溶.冷加工对金属材料电阻率的影响及原因.形成固溶体时,导电机能降低.即使是在低导电性的金属中溶入高导电性的金属溶质也是如斯,但电阻随成分持续变化而无突变.对于持续固溶体,当组元A 溶入组元B 时,电阻由B 组元的电阻值逐渐增大至极大值后再逐渐减小到A 组元的电阻值.原因：(1)引起晶体点阵畸变,增长了电子的散射,原子半径差越大,固溶体的电阻也越大;0(1)γρρασ=+(2)杂质对幻想晶体的局部损坏;(3)合金化引起能带构造变化,移动费米面(0K时电子最高能级)并改变了电子能态的密度和有用导电电子数;(4)合金化影响弹性常数,使点阵振动的声子谱改变.一般,冷加工引起电阻率增大.室温下测得经相当大的冷加工变形后纯金属(如铁.铜.银.铝)的电阻率, 比未经变形的总共只增长2%～6%.只有金属钨.钼破例, 当冷变形量很大时, 钨电阻可增长30%～60% , 钼增长15%～20%.一般单相固溶体经冷加工后, 电阻可增长10%～20%.而有序固溶体电阻增长100% , 甚至更高.也有相反的情形, 如Ni-Cr,Ni-Cu-Zn,Fe-Cr-Al 等中形成K状况, 则冷加工变形将使合金电阻率降低.原因：冷加工引起金属晶格畸变,增长电子散射几率;同时也会引起金属晶体原子联合键的改变,导致原子间距变化.固溶体的有序化对其电阻率有何影响？为什么？固溶体产生有序时,其电阻率明显降低.固溶体产生有序化时对导电性的影响：(1)使点阵纪律性加强,削减了对电子的散射而使电阻率降低(2)使组元间的互相化学感化加强,使有用电子数削减,从而引起电阻率的升高.上述两种相反的感化中,第一种感化占主导地位,是以有序化一般表现为电阻率降低.有序化程度越高,电阻率就越低.将下列物资按热导率大小排序,并解释来由：(1)铬(2)银(3)Ni-Cr合金(4)石英(5)铁(2)银＞(5)铁＞(3) Ni-Cr合金＞(1)铬＞(4)石英银在五种物资中导电机能最佳,铁次之.合金热导率平日小于纯金属.铬的性质比较接近半导体.石英是绝缘体.导电率：(2)银＞(5)铁＞(3) Ni-Cr合金＞(1)铬＞(4)石英.根据魏德曼—弗兰兹定律,热导率与电导率之间消失如下关系：/LTλσ=.所以,(2)银＞(5)铁＞(3) Ni-Cr合金＞(1)铬＞(4)石英.为什么说材料热学机能的物理本质都与晶格热振动有关?固体材料的各类热学机能就其物理本质而言,均与构成材料的质点(原子.离子)热振动有关.固体材料由晶体或非晶体构成,点阵中的质点（原子.离子）老是环绕其均衡地位作渺小振动,这种振动称为晶格热振动.材估中质点之间的振动消失的关系和感化.材料内能的本质.热容的物理本质.C p与C v的物理意义是什么？可否经由过程试验测量？C p与C v哪个大,为什么？若温度升高时物体的体积不变,物体接收的热量只用来知足温度升高物体内能的增长,此种前提下的热容称为定容热容(C v).若温度升高时物体的压力不变,物体接收的热量除了用来知足温度升高物体内能的增长外,还对外做功,此种前提下的热容称为定压热容(C p).对于金属,C v不能直接经由过程试验测量,需由试验测得C p,再换算得到C v.C p大于C v,这是因为定压比热容中含有体积膨胀功,2mα-=VP VV Tc cK.故在雷同质量的前提下,Cp更大.材料热容随温度的变化纪律.Ⅰ区：T：0～5K,C v∝TⅡ区： c v∝T3,T达到时,C v＝3R.Ⅲ区： c v＞3R,增长部分主如果自由电子热容的进献.热容经验定律的内容及其与现实相符的情形.若晶体有N个原子,则有3N个自由度.金属原子的热振动既具有动能,又具有位能,两者不断地互相转换,且平均动能与平均位能统计地相等(每个振动自由度平均动能和平均位能都为1/2kT) .所以一摩尔金属的总内能应为U m＝3NkT＝3RT.金属的定容摩尔热容为：热容经验定律杜隆－珀替定律(Dulong-Petit rule)的内容是所有金属的摩尔热容是一个与温度无关的常数,其数值接近于3R.与现实相符的情形是：(1)以为热容与温度无关,与事实不符.(2)以为所有元素热容雷同,构成化合物时,分子热容等于各原子热容之和,与事实不完全相符.(3)低温时.轻元素与事实差别很大.(4)除轻元素外,大部分元素与固体物资在非低温时,与事实十分接近.与现实不相符的原因：假设与前提问题,原子(各类元素.任何温度)平均动能.位能相等,模子过于简化.把原子的振动能量看作是持续的,不相符能量不持续性的量子化前提.热容爱因斯坦模子.德拜模子的前说起其与事实相符情形,不完全相符的原因.爱因斯坦模子(1)前提：晶格中每个原子(离子)都在其格点作振动,各个原子的振动是自力而互不依附,每个原子都具有雷同的四周情形,因而其振动频率v都是雷同的,原子振动的能量是不持续的.量子化的.可把原子的振动看作是谐振子的振动.(2)事实相符情形：在高温时热容和杜隆—珀替定律一致,并和热容曲线相符得较好.值一般在100～300K规模.(3)不完全相符的原因：在低温时,热容与温度之间的关系中消失指数项,不相符试验的C v=T3 关系,即跟着温度的降低,爱因斯坦热容理论值比试验值要更快地降低而趋近于零.原因在于把原子的振动算作是孤立的,并疏忽了振子振动频率的差别.德拜模子(1)前提：在爱因斯坦量子热容理论基本上加以完美的.以为：晶体中各原子间消失着弹性的斥力和吸力,这种力使原子热振动互相受连累而达到相邻原子间调和地振动.波长较长,属于声频波规模(相当于弹性振动波).因为弹性波波长弘远于晶格常数,可近似地把晶体视为持续介质,把弹性波的振动也可近似地视为持续的,其振动频率可持续散布在零到v m之间.(2)事实相符情形：在高温下原子都几乎以最大频率振动,因而使热容接近于一个常数.此时德拜热容理论与经典热容理论.爱因斯坦热容理论一致.在低温时,金属温度升高所接收的热量主如果用来加强晶格的振动,即使得具有高频振动的振子数急剧地增多,C v与T3 成正比.当T=0K时,C v=0.这也完全相符试验纪律.(3)不完全相符的原因：在很接近0K的温度规模,德拜热容理论与试验纪律消失着误差.原因在于德拜理论只斟酌了晶格振动对热容的进献,而未斟酌自由电子对热容的进献.在极低的温度下,因为晶格振动的能量已趋近于零,自由电子的动能便不可被疏忽,它成为对热容的重要进献者.材料热容与温度关系的经验公式.剖析材料热膨胀特点的工程意义.会使釉层脱材料热膨胀系数随温度的变化情形.材料热膨胀的机理.格律乃森定律的内容及原因.格律乃森(Gr üneisen)从晶格振动理论导出金属体膨胀系数与热容间消失的关系式： V r C KV β=式中：γ是格律乃森常数,是表示原子非线性振动的物理量,一般物资γ在1 .5 - 2 .5 间变化;K 是体积模量; V 是体积;C V 是等容热容.从热容理论知, 低温下C V 随温度T 3 变化, 则膨胀系数在低温下也按T 3 纪律变化, 即膨胀系数和热容随温度变化的特点根本一致.体膨胀系数与定容热容成正比,它们有类似的温度依附关系,在低温下随温度升高急剧增大,而到高温则趋势平缓. 固溶和冷加工对材料的λ(热导率)有何影响？为什么？程减小,热哪些身分会影响材料的热导率？若何影响？(1)对于纯金属,影响其电导率身分有：温度.晶粒大小.晶向.杂质.具体地来说：根据导热机制可以推论高电导率的金属就有高的热导率. ①热导率与温度关系：在低温时, 热导率随温度升高而不断增大,并达到最大值.随后,热导率在一小段温度规模内根本保持不变;当温度升高到某一温度后,热导率开端急剧降低,并在熔点处达到最低值.但像铋和锑这类金属融化时, 它们的热导率增长一倍,这可能是过渡至液态时,共价键合削弱,而金属键合加强的成果.在德拜温度以上略成直线关系,0(1)r T λλα=+.在德拜温度以下,某些金属的热导率遵守格留涅申定律而变化,-3T λα=铁磁性金属或合金的热导率与温度曲线在居里点时有转折.②晶粒大小的影响：一般情形是晶粒粗大,热导率高;晶粒愈细,热导率愈低.③立方晶系的热导率与晶向无关.非立方晶系晶体热导率表现出各向异性.④所含杂质强烈影响热导率.当参加少量杂质时,组元的热导率降低很激烈,但跟着浓度的增长对热导率的影响要小得多.(2)对于合金两种金属构成持续无序固溶体时, 溶质组元浓度愈高, 热导率降低愈多, 并且热导率最小值接近原子浓度50%处.当组元为铁及过渡族金属时,热导率最小值比50%处有较大的偏离.当为有序固溶体时,热导率进步,最大值对应于有序固溶体化学组分.(3)对于无机非金属材料比较而言, 金属材料热导率的影响身分比较单一,而无机非金属材料就庞杂一点.是以,金属材料热导率的影响身分对无机非金属材料都同样的有感化,只是因为陶瓷材料相构造庞杂一点,包括玻璃相和必定孔隙率.①化学构成的影响：对于无机非金属材料来说,材料构造的相对原子质量愈小,密度愈小,弹性模量愈大, 德拜温度愈高, 则热导率愈大, 所以轻元素的固体和联合能大的固体热导率较大,固溶体的情形与金属固溶体的变化趋势类似,和金属固溶体类似,杂质浓度很低时, 杂质降低热导率效应十分明显;杂质浓度增高时,杂质效应削弱,在低温下杂质效应将会更明显. ②晶体构造的影响：晶体构造愈庞杂,晶格振动的非线性程度愈大,其散射程度愈大,是以声子平均自由程较小,所以热导率便低了.③晶粒大小和各向异性的影响：与对金属的热导率影响雷同.同样化学构成的多晶体的热导率总比单晶小.④非晶体的热导率：非晶体的热导率在所有温度下都比晶体小.玻璃是无机的非晶体材料,其热导率变化有其特别性. ⑤疏散相的影响：常见复相陶瓷的典范微不雅构造是疏散相平均地疏散在持续相中.热导率可以按下式盘算：式中：κc .κd 分离为持续相和疏散相的热导率;φd 为疏散相的体积分数.⑥气孔率的影响：无机材料常含有气孔,气孔对热导率的影响较庞杂.假如温度不是很高,且气孔率不大,尺寸很小,散布又平均,可以以为此时的气孔是复相陶瓷的疏散相, 此时热导率可以按上式处理.只是因为与固相比拟,其热导率很小,可以近似以为零, 且κc /κd 很大,此时κ≈κs ( 1-φ气孔).式中：κs 为陶瓷固相热导率;φ气孔为气孔的体积分数.斟酌气孔的辐射传热时,按下式盘算：式中：P 为气孔面积分数;PL 是气孔的长度分数;ε为辐射面的热发射率;G 是几何因子;纵向长条气孔G=1,横向圆柱形气孔G =π/4, 球形气孔G = 2/ 3;d 是气孔最大尺寸.(5)对于本征半导体在本征半导体中,导带中电子和价带中的空穴随温度升高而增长,这导致热导率随温度升高而升高.可以采取哪些措施进步材料的磁导率？其理论根据是什么？(1)清除材估中的杂质;(2)把晶粒培养到足够大并呈等轴状;(3)形成再结晶织构;(4)采用磁场中退火.(1)的理论根据是如当杂质固溶在材估中会造成点阵扭曲,当杂质呈搀杂物消失时则使畴壁穿孔,这都邑给畴壁迁徙造成阻力,导致磁导率降低,矫顽力上升.(2)的理论根据是晶粒足够大,使得晶界削减,畴壁迁徙变得加倍轻易.(3)的理论根据是再结晶织构具有偏向性,在该偏向的磁导率会明显增大.(4)的理论根据是在沿轴向的磁场中迟缓冷却时,磁畴将在室温磁化时沿应伸长(在正磁致伸缩情形下)的偏向预先伸长,如许经由磁场中退火的样品,其磁致伸缩将不妨害磁化,样品的磁化将变得加倍轻易,从而在该偏向会有高的磁导率.铁磁性物资中的互相感化能有哪些？各有什么特色？个中哪种能量最大？铁磁性物资中的互相感化能有：磁晶各向异机能.磁弹机能.交流感化能.退磁能.磁晶各向异机能是指沿不同晶轴偏向的能量差.其特色是在易磁化轴上,磁晶各向异机能最小.物体在磁化时要伸长(或压缩),假如受到限制,不能伸长(或缩短),则在物体内部产生压应力(或拉应力),物体内部将产生的磁弹机能.其特色是物体内部缺点.杂质等都可能增长其磁弹机能.交流感化能是指近邻原子间静电互相感化能,其特色是各向同性,比其它各项磁自由能大102～104数目级.它使强磁性物资相邻原子磁矩有序分列,即自觉磁化.而其它各项磁自由能退磁能是指退磁场与铁磁体的互相感化能.其特色是退磁能与材料的退磁因子N,磁化强度M的平方成正比.N值.M2越大,退磁能越大.总的来说,磁晶各向异机能.磁弹机能.退磁能不改变其自觉磁化的本质,而仅改变其磁畴构造.个中,交流感化能的能量最大.物资抗磁性产生的本源是什么？为什么任何物资在磁场中都产生抗磁性？理论研讨证实, 抗磁性起源于电子轨道活动, 故可以说任何物资在外磁场感化下均应有抗磁性效应.但只有原子的电子壳层完全填满了电子的物资, 抗磁性才能表现出来, 不然抗磁性就被别的磁性掩饰了.无外H的时刻：电子壳层已填满的原子总磁矩为0.有外H感化时：即使总磁矩为0的原子,也会产生磁矩.不管循轨活动的偏向是绕H轴向顺时针照样逆时针,电子的循轨活动在外H感化下都邑产生抗磁矩,即产生的附加磁矩老是与外H偏向相反,这就是物资产生抗磁性的原因.物资顺磁性产生的本源是什么？物资的顺磁性是若何产生的？物资顺磁性产生的本源是：原子(离子)的固有磁矩.无外H的时刻：因为热活动的影响,固有磁矩的取向为无序的,宏不雅上无磁性.外H感化下：固有磁矩与H感化,有较高的静磁能,为降低静磁能,固有磁矩改变与H的夹角,趋于排向外H偏向,表现为正向磁化.在常平和H不是很高的情形下,M与H成正比,磁化要战胜热活动的干扰,磁矩难以有序分列,故顺磁化进行十分艰苦,磁化率较小.。

材料现代分析方法(期末复习)·思考题(6～10章)

《材料现代分析方法》期末复习
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为调制信号而得到的一种像衬度，这种像衬度表示了微区化学成分的差异。在原子序数 Z 小于40的范围内，背散射电子的产额对原子序数十分敏感。以利用背散射电子的亮暗衬度来判断相应区域原子序数的高低，对金属及其合金进行显微组织分析。（原子序数较高（重元素）的区域收集到的背散射电子较多，图像较亮；而轻元素区域图像较暗）
10. 对 p.90 例二中的单电子衍射花样进行标定。
11. 金属薄膜样品制备的基本要求有哪些？ A.薄膜对于电子束应该是“透明”的，即电子束可以穿透薄膜。一般样品厚度为50～
200nm，合适的厚度与加速电压、金属材料密度有关。加速电压越高，薄膜允许厚度越大；材料密度越大，薄膜允许厚度越小。
B.制得的薄膜应该与大块样品具有相同的组织结构，即薄膜制备过程中材料的显微组织和性能未发生变化。故薄膜的最后减薄只能采用无应力的化学或电化学抛光方法，以尽量减少机械损伤或热损伤。
c.沿晶短口：是析出相、夹杂物及S、P 等有害杂质元素在晶界上偏聚使晶界强度降低而导致的断裂。属于脆性断裂，断口无塑性变形迹象。图像特点：断裂沿晶界发生，故断口微观特征呈冰糖块状或石块状。
3. 简述背散射电子原子序数衬度原理。背散射电子原子序数衬度是利用对原子序数或化学成分变化敏感的背散射电子信号作
3、透射电镜的电子光学部分可分为哪几个系统？照明系统、样品室、成像系统、图像观察与记录系统。
3. 根据 p.76 图 7-3 说明透射电镜成像原理。遵循阿贝成像原理，可以简单地描述为两次干涉作用：
（1）平行光束（入射波）受到有周期性特征物体的散射作用在后焦面上形成衍射谱，（2）各级衍射波通过干涉重新在像平面上形成反映物的特征的像。

材料研究方法课后习题答案

材料研究方法课后习题答案第一章绪论1. 材料时如何分类的？材料的结构层次有哪些？答：材料按化学组成和结构分：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合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：研究、制造和合理使用各类材料。

研究对象：材料的组成、结构和性能。

研究方法：图像分析法、非图形分析法：衍射法、成分谱分析。

成分谱分析法：光谱、色谱、热谱等；光谱包括：紫外、红外、拉曼、荧光；色谱包括：气相、液相、凝胶色谱等；热谱包括：DSC、DTA等。

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形分析法；按工作原理，前者为显微术，后者为衍射法和成分谱分析。

重要性：1）理论：新材料的结构鉴定分析；2）实际应用需要：配方剖析、质量控制、事故分析等。

第二章光学显微分析1.区分晶体的颜色、多色性及吸收性，为何非均质体矿物晶体具有多色性？答：颜色：晶体对白光中七色光波选择吸收的结果。

多色性：由于光波和晶体中的振动方向不同，使晶体颜色发生改变的现象。

吸收性：颜色深浅发生改变的现象称为吸收性。

光波射入非均质矿物晶体时，振动方向是不同的，折射率也是不同的，因此体现了多色性。

2.什么是贝克线？其移动规律如何？有什么作用？答：在两个折射率不同的物质接触处，可以看到比较黑暗的边缘，称为晶体的轮廓。

在轮廓附近可以看到一条比较明亮的细线，当升降镜筒时，亮线发生移动，这条较亮的细线称为贝克线。

移动规律：提升镜筒，贝克线向折射率答的介质移动。

作用：根据贝克线的移动规律，比较相邻两晶体折射率的相对大小。

3.什么是晶体的糙面、突起、闪突起？决定晶体糙面和突起等级的因素是什么？答：糙面：在单偏光镜下观察晶体表面时，可发现某些晶体表面较为光滑，某些晶体表面显得粗糙呈麻点状，好像粗糙皮革一样这种现象称为糙面。

材料分析方法课后习题答案

材料分析⽅法课后习题答案第⼗四章1、波谱仪和能谱仪各有什么优缺点优点:1）能谱仪探测X射线的效率⾼。

2）在同⼀时间对分析点内所有元素X射线光⼦的能量进⾏测定和计数，在⼏分钟内可得到定性分析结果，⽽波谱仪只能逐个测量每种元素特征波长。

3）结构简单，稳定性和重现性都很好4）不必聚焦，对样品表⾯⽆特殊要求，适于粗糙表⾯分析。

缺点：1）分辨率低。

2）能谱仪只能分析原⼦序数⼤于11的元素；⽽波谱仪可测定原⼦序数从4到92间的所有元素。

3）能谱仪的Si(Li)探头必须保持在低温态，因此必须时时⽤液氮冷却。

分析钢中碳化物成分可⽤能谱仪；分析基体中碳含量可⽤波谱仪。

2、举例说明电⼦探针的三种⼯作⽅式（点、线、⾯）在显微成分分析中的应⽤。

答：(1)、定点分析：将电⼦束固定在要分析的微区上⽤波谱仪分析时，改变分光晶体和探测器的位置，即可得到分析点的X射线谱线；⽤能谱仪分析时，⼏分钟内即可直接从荧光屏（或计算机）上得到微区内全部元素的谱线。

(2)、线分析：将谱仪（波、能）固定在所要测量的某⼀元素特征X射线信号（波长或能量）的位置把电⼦束沿着指定的⽅向作直线轨迹扫描，便可得到这⼀元素沿直线的浓度分布情况。

改变位置可得到另⼀元素的浓度分布情况。

(3)、⾯分析：电⼦束在样品表⾯作光栅扫描，将谱仪（波、能）固定在所要测量的某⼀元素特征X射线信号（波长或能量）的位置，此时，在荧光屏上得到该元素的⾯分布图像。

改变位置可得到另⼀元素的浓度分布情况。

也是⽤X射线调制图像的⽅法。

3、要在观察断⼝形貌的同时，分析断⼝上粒状夹杂物的化学成分，选⽤什么仪器⽤怎样的操作⽅式进⾏具体分析答：（1）若观察断⼝形貌，⽤扫描电⼦显微镜来观察：⽽要分析夹杂物的化学成分，得选⽤能谱仪来分析其化学成分。

(2)A、⽤扫描电镜的断⼝分析观察其断⼝形貌：a、沿晶断⼝分析：靠近⼆次电⼦检测器的断裂⾯亮度⼤，背⾯则暗，故短裤呈冰糖块状或呈⽯块状。

沿晶断⼝属于脆性断裂，断⼝上午塑性变形迹象。

材料研究方法答案解析.doc

一、填空题1＞ X射线管由（阴极（Cathode））＞（阳极（Anode））和（窗口（Window））构成。

2、肖X射线管的管电压超过临界电压时就可以产生（连续X射线（Continuous X-ray））和（标识X 射线（Characteristic X-ray））3、扫描电了显微镜常用的信号是（背散射电了BE ）和（二次电了SE ）。

4、电子探针包括（波谱仪WDS ）和（能谱仪EDS ）成分分析仪器。

5、影响差热曲线的因素有（升温速度、粒度和颗粒形状）、装填密度、压力和气氛等。

6、原子力显微镜、透射电镜、X射线光电子能谱、差热分析的英文字母缩写分别是（AFM）、（TEM）＞（XPS）、（ DTA ）。

7、电磁透镜的像差包扌舌球并、色并、像散和畸变,其中，（球并）是限制电了透镜分辨木领最主要因素。

8、在X射线衍射物相分析中，粉末衍射卡组是由粉末衍射标准联合委员会编制,称为JCPDS 卡片,又称为PDF卡片。

9、X射线透过物质时产主的物理效应有：散射、光电效皿、透射X射线、和热。

10、X射线物相分析方法分：定性分析和定量分析两种:测钢中残余奥氏体的直接比较法就属于其中的定虽分析方法。

11、透射电子显微镜的分辨率主要受衍射效应和像并两因素影响。

12、X射线衍射方法有劳厄法、转品法、粉品法和衍射仪法。

二、简述题1＞简述布拉格方程及其意义。

• 2dsin9 =nX 布拉格方程描述了“选择反射（selective reflection）"的规律，产生"选择反射''的方向是各原子而反射线干涉一致加强的方向，即满足布拉格方程。

2、在研究纯铁时，为什么要选用钻靶或铁靶，而不能用鎳靶和铜靶？已知铁的A k = 0.17429nm,钻耙的心波长=0.17902nm,铜靶的心波长=0.154nm,鎳靶的Ka波长= 0.1659nm因为铁的入k= 0.17429nm，而钻和镰的心波长分别为0.17902nm. 0.1659nm,这样由钻靶产生的X射线不能激发铁的K系荧光，同样铁靶产牛的X射线不能激发铁的K系荧光。

材料分析测试方法部分课后习题答案

第一章X 射线物理学基础2、若X 射线管的额定功率为1。

5KW,在管电压为35KV 时，容许的最大电流是多少?答：1.5KW/35KV=0。

043A。

4、为使Cu 靶的Kβ线透射系数是Kα线透射系数的1/6，求滤波片的厚度。

答：因X 光管是Cu 靶，故选择Ni 为滤片材料。

查表得：μ m α＝49.03cm2／g，μ mβ＝290cm2／g，有公式，，，故：,解得：t=8.35um t6、欲用Mo 靶X 射线管激发Cu 的荧光X 射线辐射，所需施加的最低管电压是多少?激发出的荧光辐射的波长是多少？答：eVk=hc/λVk=6。

626×10—34×2.998×108/(1。

602×10-19×0。

71×10-10)=17。

46(kv）λ 0=1.24/v（nm）=1。

24/17.46(nm)=0。

071（nm）其中h为普郎克常数，其值等于6.626×10—34e为电子电荷，等于1。

602×10-19c故需加的最低管电压应≥17.46（kv)，所发射的荧光辐射波长是0。

071纳米。

7、名词解释：相干散射、不相干散射、荧光辐射、吸收限、俄歇效应答:⑴当χ射线通过物质时，物质原子的电子在电磁场的作用下将产生受迫振动，受迫振动产生交变电磁场，其频率与入射线的频率相同，这种由于散射线与入射线的波长和频率一致,位相固定，在相同方向上各散射波符合相干条件,故称为相干散射。

⑵当χ射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后，可以得到波长比入射χ射线长的χ射线,且波长随散射方向不同而改变，这种散射现象称为非相干散射。

⑶一个具有足够能量的χ射线光子从原子内部打出一个K 电子,当外层电子来填充K 空位时，将向外辐射K 系χ射线，这种由χ射线光子激发原子所发生的辐射过程，称荧光辐射.或二次荧光。

⑷指χ射线通过物质时光子的能量大于或等于使物质原子激发的能量，如入射光子的能量必须等于或大于将K 电子从无穷远移至K 层时所作的功W,称此时的光子波长λ称为K 系的吸收限。

材料分析方法课后答案更新至

第一章 X 射线物理学基础3.讨论下列各组概念的关系答案之一(1）同一物质的吸收谱和发射谱；答：λk 吸收〈λk β发射〈λk α发射(2）X射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。

答：λk β发射（靶）〈λk 吸收(滤波片)〈λk α发射（靶）。

任何材料对X 射线的吸收都有一个K α线和K β线。

如 Ni 的吸收限为 nm 。

也就是说它对波长及稍短波长的X 射线有强烈的吸收。

而对比稍长的X 射线吸收很小。

Cu 靶X 射线:K α= K β=。

(3）X 射线管靶材的发射谱与被照射试样的吸收谱。

答：Z 靶≤Z 样品+1 或 Z 靶>>Z 样品X 射线管靶材的发射谱稍大于被照射试样的吸收谱，或X 射线管靶材的发射谱大大小于被照射试样的吸收谱。

在进行衍射分析时，总希望试样对X 射线应尽可能少被吸收，获得高的衍射强度和低的背底。

材料分析方法综合教育类 2015-1-4 BY ：二专业の学渣材料科学与工程学院答案之二1）同一物质的吸收谱和发射谱；答：当构成物质的分子或原子受到激发而发光，产生的光谱称为发射光谱，发射光谱的谱线与组成物质的元素及其外围电子的结构有关。

吸收光谱是指光通过物质被吸收后的光谱，吸收光谱则决定于物质的化学结构，与分子中的双键有关。

2）X射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。

答：可以选择λK刚好位于辐射源的Kα和Kβ之间的金属薄片作为滤光片，放在X射线源和试样之间。

这时滤光片对Kβ射线强烈吸收，而对Kα吸收却少。

6、欲用Mo 靶X 射线管激发Cu 的荧光X 射线辐射，所需施加的最低管电压是多少激发出的荧光辐射的波长是多少答：eVk=hc/λVk=×10-34××108/×10-19××10-10)=(kv)λ 0=v(nm)=(nm)=(nm)其中 h为普郎克常数，其值等于×10-34e为电子电荷，等于×10-19c故需加的最低管电压应≥(kv)，所发射的荧光辐射波长是纳米。

《材料结构表征及应用》思考题

第二章1、什么是贝克线？其移动规律如何？有什么作用？在两个折射率不同的物质接触处，可以看到比较黑暗的边缘，在这轮廓附近可以看到一条比较明亮的线细线，当升降镜筒时，亮线发生移动，这条明亮的细线称为贝克线。

贝克线的移动规律：提升镜筒，贝克线向折射率大的介质移动。

根据贝克线的移动，可以比较相邻两晶体折射率的相对大小。

2、单偏光镜和正交偏光镜有什么区别？单偏光下和正交偏光下分别可以观察哪些现象？单偏光（仅使用下偏光）下可以观察晶体的形态、结晶习性、解理、颜色以及突起、糙面、多色性和吸收性，比较晶体的折光率（贝克线移动），用油浸法测定折光率等，对矿物鉴定十分重要。

正交偏光镜：联合使用上、下偏光镜，且两偏光镜的振动面处于互相垂直位置。

可看到消光现象、球晶。

第三章1.电子透镜的分辨率受哪些条件的限制？透镜的分辨率主要取决于照明束波长儿其次还有透镜孔径半角和物方介质折射率。

2.透射电镜主要分为哪几部分？电子光线系统（镜筒）、电源系统、真空系统和操作控制系统。

3.透射电镜的成像原理是什么？透射电镜，通常采用热阴极电子枪来获得电子束作为照明源。

热阴极发射的电子，在阳极加速电压的作用下，高速穿过阳极孔，然后被聚光镜会聚成具有一定直径的束斑照到样品上。

具有一定能量的电子束与样品发生作用，产生反映样品微区厚度、平均原子序数、晶体结构或位向差别的多种信息。

透过样品的电子束强度，其取决于这些信息，经过物镜聚焦放大在其平面上形成一幅反映这些信息的透射电子像，经过中间镜和投影镜进一步放大，在荧光屏上得到三级放大的最终电子图像，还可将其记录在电子感光板或胶卷上。

4.请概述透射电镜的制样方法。

支持膜法，复型法、晶体薄膜法和超薄切片法。

高分子材料必要时还需染色、刻蚀。

5.扫描电镜的工作原理是什么？由三极电子枪发射出来的电子束，在加速电压作用下，经过2〜3个电子透镜聚焦后，在样品表面按顺序逐行进行扫描，激发样品产生各种物理信号，如二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线、俄歇电子等。

材料研究方法课后题答案.docx

第］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；按川途分为：建筑材料、航空材料、电子材料、半导体材料、生物材料、医川材料。

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：材料研究应着垂于探索制备过程前后和使川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Z 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）对于材料性能与川途的影响规律，以达到对材料优化设计的口的，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屮有那些主要应川？答：现代材料研究的主X 射线实验方法在材料研究中主要佇以下儿种应丿山（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。

1 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:方法及样晶的制备简单，所以，在科学研究和实际生产中的应川不可缺少；而劳厄法和转晶法主要应川于单晶体的研究，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。

第3章1、如何提高显微镜分辨本领，电子透镜的分辨本领受哪些条件的限制？答：分辨木领：指显微镜能分辨的样需上两点间的最小距离；以物镜的分辨木领来定义显微镜的分辨木领。

材料分析方法课后答案周玉

材料分析方法课后答案周玉【篇一：材料分析方法考试重点】纹衍射的图样，条纹间距随小孔尺寸的变大，衍射的图样的中心有最大的亮斑，称为埃利斑。

2、差热分析是在程序的控制条件下，测量在升温、降温或恒温过程中样品和参比物之间的温差。

3、差示扫描量热法（dsc）是在程序控制条件下，直接测量样品在升温、降温或恒温过程中所吸收的或放出的热量。

4、倒易点阵是由晶体点阵按照一定的对应关系建立的空间点阵，此对应关系可称为倒易变换。

5、干涉指数在（hkl）晶面组（其晶面间距记为dhkl）同一空间方位，设若有晶面间距为dhkl/n（n为任意整数）的晶面组（nh，nk，nl）即（h,k,l）记为干涉指数。

6、干涉面简化布拉格方程所引入的反射面（不需加工且要参与计算的面）。

7、景深当像平面固定时（像距不变）能在像清晰地范围内，允许物体平面沿透镜轴移动的最大距离。

8、焦长固定样品的条件下，像平面沿透镜主轴移动时能保持物象清晰的距离范围。

9、晶带晶体中，与某一晶向【uvw】平行的所有（hkl）晶面属于同一晶带，称为晶带11、数值孔径子午光线能进入或离开纤芯（光学系统或挂光学器件）的最大圆锥的半顶角之余弦，乘以圆锥顶所在介质的折射率。

12、透镜分辨率用物理学方法(如光学仪器)能分清两个密切相邻物体的程度 13 衍射衬度由样品各处衍射束强度的差异形成的衬度成为衍射衬度。

15质厚衬度由于样品不同区间存在原子序数或厚度的差异而形成的非晶体样品投射电子显微图像衬度，即质量衬度，简称质厚衬度。

制造水平。

（√）二、填空题6）按入射电子能量的大小，电子衍射可分为（高能电子衍射）、（低能电子衍射）及（反射式高能电子衍射）。

18）阿贝成像原理可以简单地描述为两次（干涉）：平行光束受到有周期性特征物体的衍射作用形成（衍射波），各级衍射波通过（物镜）重新在像平面上形成反映物的特征的像。

12）按照出射信号的不同，成分分析手段可以分为两类：x光谱和电子能谱），出射信号分别是（x射线，电子）。

材料分析思考题3

材料分析习题五1、物相定性分析的原理是什么？对食盐进行化学分析与物相定性分析，所得信息有何不同？答：物相定性分析的原理是根据每一种结晶物质都有自己独特的晶体结构，即特定点阵类型、晶胞大小、原子的数目和原子在晶胞中的排列等。

因此，从布拉格公式和强度公式知道，当X射线通过晶体时，每一种结晶物质都有自己独特的衍射花样，它们的特征可以用各个反射晶面的晶面间距值d和反射线的强度来表征。

其中晶面网间距值d与晶胞的形状和大小有关，相对强度I则与质点的种类及其在晶胞中的位置有关。

任何一种结晶物质的衍射数据d和I是其晶体结构的必然反映，因而可以根据它们来鉴别结晶物质的物相。

对食盐进行化学分析与物相定性分析，化学分析获得食盐化学组成，如获得Na+、Cl-的含量。

物相定性分析能获得物相组成NaCl及晶体结构等信息。

2．试述X射线衍射单物相定性分析基本原理与分析步骤？答：X射线物相分析的基本原理是每一种结晶物质都有自己独特的晶体结构，即特定点阵类型、晶胞大小、原子的数目和原子在晶胞中的排列等。

因此，从布拉格公式和强度公式知道，当X射线通过晶体时，每一种结晶物质都有自己独特的衍射花样，衍射花样的特征可以用各个反射晶面的晶面间距值d和反射线的强度I来表征。

其中晶面网间距值d 与晶胞的形状和大小有关，相对强度I则与质点的种类及其在晶胞中的位置有关。

通过与标准物质的物相衍射数据比较鉴定物相。

单相物质定性分析的基本步骤是：（1）计算或查找出衍射图谱上每根峰的d值与I值；（2）利用I值最大的三根强线的对应d值查找索引，找出基本符合的物相名称及卡片号；（3）将实测的d、I值与卡片上的数据一一对照，若基本符合，就可定为该物相。

2．物相定量分析的原理是什么？试述用K值法进行物相定量分析的过程。

答：X射线定量分析的任务是：在定性分析的基础上，测定多相混合物中各相的含量。

定量分析的基本原理是物质的衍射强度与参与衍射的该物质的体积成正比。

K值法是内标法延伸。

材料分析方法思考题解答

复习的重点及思考题第一章 X 射线的性质X 射线产生的基本原理。

● X 射线的本质―――电磁波、高能粒子、物质● X 射线谱――管电压、电流对谱的影响、短波限的意义等● 高能电子与物质相互作用可产生哪两种X 射线？产生的机理？连续X 射线：当高速运动的电子(带电粒子)与原子核内电场作用而减速时会产生电磁辐射,这种辐射所产生的X 射线波长是连续的,故称之为～特征(标识)X 射线：由原子内层电子跃迁所产生的X 射线叫做特征X 射线。

X 射线与物质的相互作用● 两类散射的性质● 吸收与吸收系数意义及基本计算● 二次特征辐射（X 射线荧光）、饿歇效应产生的机理与条件二次特征辐射（X 射线荧光）：由X 射线所激发出的二次特征X 射线叫X 射线荧光。

俄歇电子：俄歇电子的产生过程是当原子内层的一个电子被电离后，处于激发态的电子将产生跃迁，多余的能量以无辐射的形式传给另一层的电子，并将它激发出来。

这种效应称为俄歇效应。

● 选靶的意义与作用第二章 X 射线的方向晶体几何学基础● 晶体的定义、空间点阵的构建、七大晶系尤其是立方晶系的点阵几种类型在自然界中，其结构有一定的规律性的物质通常称之为晶体● 晶向指数、晶面指数（密勒指数）定义、表示方法，在空间点阵中的互对应 ● 晶带、晶带轴、晶带定律，立方晶系的晶面间距表达式● 倒易点阵定义、倒易矢量的性质● 厄瓦尔德作图法及其表述，它与布拉格方程的等同性证明(a) 以λ1= 为半径作一球； (b) 将球心置于衍射晶面与入射线的交点。

(d) 落在球面上的倒易点即是可能产生反射的晶面。

(e) 由球心到该倒易点的矢量即为衍射矢量。

布拉格方程● 布拉格方程的导出、各项参数的意义，作为产生衍射的必要条件的含义。

布拉格方程只是确定了衍射的方向,在复杂点阵晶脆中不同位置原子的相同方向衍射线,因彼此间有确定的位相关系而相互干涉,使得某些晶面的布拉格反射消失即出现结构消光,因此产生衍射的充要条件是满足布拉格方程的同时结构因子不为零● 干涉指数引入的意义，与晶面指数（密勒指数）的关系干涉指数 HKL 与 Miller 指数 hkl 之间的关系有：H= nh , K = nk , L = nl 不同点：（1）密勒指数是实际晶面的指数，而干涉晶面指数不一定；（2）干涉指数HKL 与晶面指数( Miller 指数) hkl 之间的明显差别是：干涉指数中有公约数，而晶面指数只能是互质的整数。

乙氧亚甲基丙二酸二乙酯的合成与表征思考题

乙氧亚甲基丙二酸二乙酯的合成与表征思考题在有机化学领域中，乙氧亚甲基丙二酸二乙酯是一种重要的化合物，广泛应用于化学合成和医药领域。

它不仅具有较高的化学稳定性，还具有一定的生物活性，因此备受研究者的关注。

在本篇文章中，我们将对乙氧亚甲基丙二酸二乙酯的合成与表征进行深入探讨。

一、乙氧亚甲基丙二酸二乙酯的合成乙氧亚甲基丙二酸二乙酯的合成方法多种多样，其中最常用的是酯化反应。

酯化反应通常采用醇和羧酸在酸性条件下发生缩合，生成酯类产物。

具体合成过程如下：1. 将丙二酸与乙醇混合，并加入硫酸等酸性催化剂，使得反应物在酸性条件下进行缩合反应。

2. 随着反应的进行，酸性催化剂能够有效地促进酯化反应，生成乙氧亚甲基丙二酸二乙酯。

3. 利用蒸馏或萃取等分离技术，将产物从反应混合物中提取出来，得到纯净的乙氧亚甲基丙二酸二乙酯。

二、乙氧亚甲基丙二酸二乙酯的表征乙氧亚甲基丙二酸二乙酯的表征方法主要包括物理性质测试和分析化学方法。

1. 物理性质测试：物理性质测试是最直观的一种表征方法，包括颜色、溶解性、熔点、沸点等参数的测试。

这些参数的测试结果能够为化合物的鉴定和应用提供重要参考。

2. 分析化学方法：分析化学方法主要包括红外光谱、质谱、核磁共振等技术。

通过这些技术的应用，能够准确地确定化合物的结构、组成和功能基团信息，为进一步的研究和开发提供有力支持。

总结回顾：通过以上对乙氧亚甲基丙二酸二乙酯的合成与表征的讨论，我们可以清楚地了解到这一化合物的重要性和研究方法。

乙氧亚甲基丙二酸二乙酯的合成方法多样，可以根据具体需求选择适合的合成路线。

在表征过程中，物理性质测试和分析化学方法的综合应用能够为化合物的研究和应用提供全面的信息支持。

个人观点：乙氧亚甲基丙二酸二乙酯作为一种重要的有机化合物，具有广泛的应用前景。

在今后的研究中，应该进一步深入探讨其合成方法和表征技术，为其在化学合成和医药领域的应用提供更多可能性。

在我看来，乙氧亚甲基丙二酸二乙酯是一种具有潜力的化合物，其合成与表征的研究将会为有机化学领域的发展提供新的动力和方向。

材料结构分析思考题及答案

XRD & BET1.X 射线多晶衍射的基本原理（了解布拉格方程）答：结构：X射线管、处理台、测角仪、检测器、计算机X射线衍射仪主要由X射线发生器(X射线管)、测角仪、X射线探测器、计算机控制处理系统等组成。

工作原理：利用晶体形成的X射线衍射，对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法。

将具有一定波长的X射线照射到结晶性物质上时，X射线因在结晶内遇到规则排列的原子或离子而发生散射，散射的X射线在某些方向上相位得到加强，从而显示与结晶结构相对应的特有的衍射现象。

衍射X射线满足布拉格方程：2dsinθ=nλ式中：λ是X射线的波长；θ是衍射角；d是结晶面间隔；n 是整数。

波长λ可用已知的X射线衍射角测定，进而求得面间隔，即结晶内原子或离子的规则排列状态。

将求出的衍射X射线强度和面间隔与已知的表对照，即可确定试样结晶的物质结构，此即定性分析。

从衍射X射线强度的比较，可进行定量分析。

当能量很高的X射线射到晶体各层面的原子时，原子中的电子将发生强迫振荡，从而向周围发射同频率的电磁波，即产生了电磁波的散射，而每个原子则是散射的子波波源；劳厄斑正是散射的电磁波的叠加。

2d sinθ=nλd为晶面间距，θ为入射X射线与相应晶面的夹角，λ为X射线的波长，正整数n为衍射级数。

即：只有照射到相邻两晶面的光程差是X射线波长的n倍时才产生衍射。

2.X射线物相定性分析原理及步骤答：X射线物相分析是以晶体结构为基础，通过比较晶体衍射花样来进行分析的。

对于晶体物质中来说，各种物质都有自己特定的结构参数（点阵类型、晶胞大小、晶胞中原子或分子的数目、位置等），结构参数不同则X射线衍射花样也就各不相同，所以通过比较X射线衍射花样可区分出不同的物质。

定性分析是把对材料测得的点阵平面间距及衍射强度与标准物相的衍射数据相比较，确定材料中存在的物相。

根据晶体对X射线的衍射特征—衍射线的方向及强度来鉴定结晶物质。

定性分析法：图谱直接对比法、数据对比法、计算机自动检索法。

材料力学思考题答案

材料力学复习思考题1. 材料力学中涉及到的内力有哪些？通常用什么方法求解内力？轴力，剪力，弯矩，扭矩。

用截面法求解内力2. 什么叫构件的强度、刚度与稳定性？保证构件正常或安全工作的基本要求是什么？杆件的基本变形形式有哪些？构件抵抗破坏的能力称为强度。

构件抵抗变形的能力称为刚度。

构件保持原有平衡状态的能力称为稳定性。

基本要求是：强度要求，刚度要求，稳定性要求。

基本变形形式有：拉伸或压缩，剪切，扭转，弯曲。

3. 试说出材料力学的基本假设。

连续性假设：物质密实地充满物体所在空间，毫无空隙。

均匀性假设：物体内，各处的力学性质完全相同。

各向同性假设：组成物体的材料沿各方向的力学性质完全相同。

小变形假设：材料力学所研究的构件在载荷作用下的变形或位移,其大小远小于其原始尺寸。

4. 什么叫原始尺寸原理？什么叫小变形？在什么情况下可以使用原始尺寸原理？可按结构的变形前的几何形状与尺寸计算支反力与内力叫原始尺寸原理。

可以认为是小到不至于影响内力分布的变形叫小变形。

绝大多数工程构件的变形都极其微小，比构件本身尺寸要小得多，以至在分析构件所受外力（写出静力平衡方程）时可以使用原始尺寸原理。

5. 轴向拉伸或压缩有什么受力特点和变形特点。

受力特点：外力的合力作用线与杆的轴线重合。

变形特点：沿轴向伸长或缩短6. 低碳钢在拉伸过程中表现为几个阶段？各有什么特点？画出低碳钢拉伸时的应力－应变曲线图，各对应什么应力极限。

弹性阶段：试样的变形完全弹性的，此阶段内的直线段材料满足胡克定律εσE =。

p σ --比例极限。

e σ—弹性极限。

屈服阶段：当应力超过b 点后，试样的荷载基本不变而变形却急剧增加，这种现象称为屈服。

s σ--屈服极限。

强化阶段：过屈服阶段后，材料又恢复了抵抗变形的能力，要使它继续变形必须增加拉力.这种现象称为材料的强化。

b σ——强度极限局部变形阶段：过e 点后，试样在某一段内的横截面面积显箸地收缩，出现颈缩 (necking)现象，一直到试样被拉断。

建筑材料复习思考题有答案

建筑材料复习思考题（适用于土地资源管理08本科）一、判断题（对的打√，错的打×）1. 密度是材料在自然状态下单位体积的质量。

( × )2. 材料孔隙率提高，则密度降低，表观密度也降低。

（×）3. 软化系数越小的材料，其耐水性能越好。

( × )4. 大尺寸试件的强度测定值较小尺寸试件强度的测定值偏大。

( × )5. 石灰“陈伏”，是为了降低石灰熟化时的发热量。

（× ）6. 建筑石膏可用于潮湿部位，但不能用于水中。

（× ）7. 生产普通硅酸盐水泥时掺入石膏的目的是为了提高水泥的强度。

( × )8. 硅酸盐水泥中C2S早期强度低，后期强度高，而C3S正好相反。

( × )9. 硅酸盐水泥熟料中C3A的强度最高，放热量最多。

( × )10. 标准稠度用水量是水泥的主要技术指标之一。

( × )11. 水泥安定性不合格可以降级使用。

( × )12. 硅酸盐水泥中含氧化钙、氧化镁和过多的硫酸盐，都会造成水泥体积安定性不良。

( × )13. 决定水泥石强度的主要因素是熟料矿物组成及含量、水泥的细度而与加水量(即W／C)无关。

( × )14. 水泥水化过程中产生有Ca(OH)2和C3AH6水化物是引起水泥石腐蚀的主要内在原因。

( √ )15. 由于火山灰水泥耐热性差，所以不宜用于蒸气养护。

( × )16. 配制高强混凝土应优先选用火山灰水泥。

( × )17. 水泥是水硬性胶凝材料，因此只能在水中凝结硬化产生强度。

（× ）18. 抗渗要求高的工程，可以选用普通水泥或矿渣水泥。

( × )19. 两种砂子的细度模数相同，它们的级配也一定相同。

( × )20. 选用砼粗骨料时，应在满足施工要求的前提下，粒径愈大愈好。

( √ )21. 砼用砂的细度模数越大，则该砂的级配越好。

材料表征方法思考题答案