材料研究方法课后习题答案jd7-4

材料研究方法课后习题答案jd4-1

§4-1 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？
所谓分辨本领，是指显微镜能分辨的样品上两点间的最小距离。

通常，我们以物镜的分辨本领来定义显微镜的分辨本领。

确定光学透镜分辨本领d 0的公式为　
.
61.0sin 61.00N.A n d λαλ=⋅= 透镜的分辨本领主要取决于照明束波长λ。

电子透镜的分辨本领随加速电压的提高而提高。

透镜的实际分辨本领除了与衍射效应有关以外，还与透镜的像差有关。

对于光学透镜，已经可以采用凸透镜和凹透镜的组合等办法来矫正像差，使之对分辨本领的影响远远小于衍射效应的影响，但是电子透镜只有会聚透镜，没有发散透镜，所以至今还没有找到一种能矫正球差的办法。

这样，像差对电子透镜分辨本领的限制就不容忽略了。

像差分球差、像散、畸变等，其中，球差是限制电子透镜分辨本领最主要的因素。

材料分析方法课后习题答案

材料分析方法课后习题答案材料分析方法课后习题答案材料分析方法是现代科学研究中非常重要的一门学科，它涉及到材料的组成、结构和性质等方面的研究。

在材料分析方法课程中，我们学习了各种分析方法的原理和应用。

下面，我将根据课后习题，对其中的几个问题进行解答，并对相关的知识进行深入的探讨。

1. 什么是材料分析方法？材料分析方法是指通过一系列的实验技术和仪器设备，对材料的组成、结构和性质进行研究和分析的一门学科。

它可以帮助科学家们了解材料的内部结构和性质，从而为材料的设计、制备和应用提供科学依据。

2. 材料分析方法的分类有哪些？材料分析方法可以根据所使用的原理和技术进行分类。

常见的分类包括：光学分析方法、电子显微镜分析方法、表面分析方法、热分析方法、光谱分析方法等。

每种分类又包含了许多具体的方法和技术。

3. 光学分析方法有哪些？光学分析方法是利用光学原理对材料进行分析的方法。

其中包括：光学显微镜、红外光谱、紫外可见光谱、拉曼光谱等。

这些方法可以用于观察材料的形貌、表面结构以及分子结构等。

4. 电子显微镜分析方法有哪些？电子显微镜分析方法是利用电子束与材料相互作用来对材料进行分析的方法。

常见的电子显微镜包括：扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）。

它们可以提供高分辨率的图像，帮助研究人员观察材料的微观结构和成分。

5. 表面分析方法有哪些？表面分析方法是研究材料表面组成和性质的方法。

常见的表面分析方法包括：扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线光电子能谱（XPS）等。

这些方法可以提供关于材料表面的化学成分、形貌和结构等信息。

6. 热分析方法有哪些？热分析方法是通过对材料在不同温度下的热性质变化进行研究的方法。

常见的热分析方法包括：差热分析（DSC）、热重分析（TGA）、热膨胀分析（TMA）等。

这些方法可以用于研究材料的热稳定性、热分解行为等。

7. 光谱分析方法有哪些？光谱分析方法是利用物质与辐射相互作用产生的光谱信息来研究材料的方法。

材料现代研究方法习题加答案-考试实用

第二部分电子显微分析一、电子光学1、电子波特征，与可见光有何异同?2、电磁透镜的像差（球差；色差；像散；如何产生，如何消除和减少）球差即球面像差，是磁透镜中心区和边沿区对电子的折射能力不同引起的，其中离开透镜主轴较远的电子比主轴附近的电子折射程度过大。

用小孔径成像时可使球差明显减小。

像散是由于电磁透镜的轴向磁场非旋转对称引起。

透镜磁场不对称，可能是由于极靴被污染，或极靴的机械不对称性，或极靴材料各项磁导率差异引起。

象散可由附加磁场的电磁消象散器来校正。

色差是由入射电子的波长或能量的非单一性造成的。

稳定加速电压和透镜电流可减小色差。

3、电磁透镜的分辨率、景深和焦长（与可见光），影响因素电磁透镜的分辨率主要由衍射效应和像差来决定。

（1）已知衍射效应对分辨率的影响（2）像差对分辨的影响。

像差决定的分辨率主要是由球差决定的。

景深：当像平面固定时(像距不变),能维持物像清晰的范围内,允许物平面(样品)沿透镜主轴移动的最大距离。

焦长：固定样品的条件下（物距不变），象平面沿透镜主轴移动时仍能保持物像清晰的距离范围，用D L表示。

二、透射电子显微镜1、透射及扫描电镜成像系统组成及成像过程（关系）扫描电镜成像原理：在扫描电镜中，电子枪发射出来的电子束，一般经过三个电磁透镜聚焦后，形成直径为0.02~20μm的电子束。

末级透镜（也称物镜，但它不起放大作用，仍是一个会聚透镜）上部的扫描线圈能使电子束在试样表面上作光栅状扫描。

通常所用的扫描电镜图象有二次电子象和背散射电子象。

2、光阑（位置、作用）光栏控制透镜成像的分辨率、焦深和景深以及图像的衬度、电子能量损失谱的采集角度、电子衍射图的角分辨率等等。

防止照明系统中其它的辐照以保护样品等3、电子衍射与x衍射有何异同电子衍射与X射线衍射相比的优点：1.电子衍射能在同一试样上将形貌观察与结构分析结合起来。

2.电子波长短，单晶的电子衍射花样婉如晶体的倒易点阵的一个二维截面在底片上放大投影，从底片上的电子衍射花样可以直观地辨认出一些晶体的结构和有关取向关系，使晶体结构的研究比X射线简单。

材料研究方法课后习题答案jd8-3

§8-3 试简要阐述判断出分子离子峰方法。

在判断分子离子峰时可参考以下几个方面的规律和经验方法：（1）分子离子稳定性的一般规律分子离子的稳定性与分子结构有关。

碳数较多、碳链较长（也有例外）和有支链的分子，分裂几率较高，其分子离子的稳定性低；而具有π键的芳香族化合物和共轭烯烃分子，分子离子稳定，分子离子峰大。

（2）分子离子峰质量数的规律（氮规则）由C、H、O组成的有机化合物，分子离子峰的质量一定是偶数。

由C、H、O、N组成的化合物，含奇数个N，分子离子峰的质量是奇数，含偶数个N，分子离子峰的质量则是偶数。

凡不符合氮规则者，就不是分子离子峰。

（3）分子离子峰与邻近峰的质量差是否合理如有不合理的碎片峰，就不是分子离子峰。

例如分子离子不可能裂解出两个以上的氢原子和小于一个甲基的基团，故分子离子峰的左面，不可能出现比分子离子的质量小3-14个质量单位的峰；若出现质量差15或18，这是由于裂解出-CH3或一分子水，因此这些质量差都是合理的。

（4）在判断分子离子峰时，还应注意形成 M+1 或 M-1 峰的可能性。

（5）降低电子轰击源的能量，观察质谱峰的变化：在不能确定分子离子峰时，可以逐渐降低电子流的能量；使分子离子的裂解减少。

这时所有碎片离子峰的强度都会减小，但分子高子峰的相对强度会增加。

仔细观察质荷比最大的峰是否在所有的峰中最后消失。

最后消失的峰即为分子离子峰。

有机化合物的质谱分析，最常应用电子轰击源作离子源，但在应用这种离子源时，有的化合物仅出现很弱的，有时甚至不出现分子离子分子峰，这样就使质谱失去一个很重要的作用。

为了得到分子离子峰，可以改用其它一些离子源，如场致电离源、化学电离源等。

高分子材料研究方法作业及答案

⾼分⼦材料研究⽅法作业及答案第⼀章《绪论》习题答案1. 材料的定义?答：⽤以制造有⽤的构件、器件或其它物品的物质。

也可以说是将原料通过物理或化学⽅法加⼯制成的⾦属、⽆机⾮⾦属、有机⾼分⼦和复合材料的固体物质。

它们⼀⽅⾯作为构件、器件或物品的原材料或半成品，如⾦属、有机⾼分⼦、⽊材、⼈造纤维、天然⽯材和某些玻璃等；另⼀⽅⾯可以在某些⼯艺中作为最终产品，如陶瓷和玻璃制品。

2. 材料与⼈类的关系?答：关系密切，⼈类进步的⾥程碑。

（1）当代⽂明的三⼤⽀柱：材料、信息与能源；（2）新技术⾰命的主要标志：新材料、信息技术和⽣物技术。

（3）⼈类⽂明进步的标志：⽯器、青铜器、铁器和蒸汽机时代。

3. 材料的使⽤性能、固有性质、结构组成和合成⽅法之间的关系？答：材料结构与性能的关系：材料的性能是材料内部因素在⼀定的外部因素下的综合反映：材料的固有性质⼤都取决于物质的电⼦结构、原⼦结构和化学键结构。

物质的组成与结构取决于材料的制备和使⽤条件。

4. ⾼分⼦材料研究⽅法的内容有哪些？答：材料结构研究的基本⽅法：任务有三个：成分分析、结构测定和形貌分析。

成分分析：光谱：红外：分析材料的主要基团；⾊谱：分析材料的组成特征；热谱：分析材料的热性能；质谱：分析化合物的分⼦量和元素组成。

结构测定：X-衍射：晶体结构。

举例：蒙脱⼟。

电⼦衍射：测定细微晶体的亚微⽶结构，来分析表⾯或涂层的结构。

中⼦衍射：测定材料的缺陷、空⽳等，还可研究⽣物⼤分⼦在空间的构型。

俄歇电⼦能谱：是⽤⼀束汇聚电⼦束，照射固体后在表⾯附近产⽣了⼆次电⼦。

由于俄歇电⼦在样品浅层表⾯逸出过程中没有能量的损耗，因此从特征能量可以确定样品的元素成分。

图像分析：扫描电镜：分析材料的表⾯形貌；透射电镜：分析材料的颗粒⼤⼩，晶体材料的缺陷等。

第⼆章《红外光谱》习题答案1. 红外光谱可分为哪⼏个区域，各区域的分⼦跃迁类型和适⽤范围?答：如下表格所⽰：近红外中红外远红外分⼦跃迁类型泛频，倍频分⼦振动和转动晶格振动和纯转动适⽤范围有机官能团定量分析分⼦结构分析和样品成分分析⽆机矿物和⾦属有机物2. 红外光谱吸收谱的位置和强度与相应化合物的结构有何关系?答：位置与化合物中的官能团的种类有关；强度与该官能团的数量有关。

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。

同济大学材料研究方法07真题及答案解析

同济大学材料学院材料学专业——2007年真题及解析科目一：代码：821 科目名称：材料研究方法北京万学教育科技有限公司考试年份：2007招生专业：材料学研究方向：01高性能水泥基材料02智能材料03新型建筑材料04生态环境材料05无机功能材料06高分子功能材料07高分子材料改性08生物医用材料09金属功能材料10纳米材料11材料体系分析与建模方法一、真题1．电子束轰击到固体样品表面会产生哪些主要物理信号？研究材料的表面形貌一般收集哪种物理信号？并说明其衬度原理研究材料表面元素分原布状况应收集哪些信息，并收明其衬度理。

2．简述DSC的种类和定量热分析原理，举例说明其在材料研究领域的应用。

3．请详述电子衍射和X射线衍射的异同点。

4．请说述电子探针中波谱的原理和应用，并简述波谱与能谱在应用方面的异同。

5．写出布拉格方程，分析物质产生X衍射的充要条件，简述X射线粉末衍射物相鉴定过程。

请说明样品制备对物相鉴定的影响。

6．简述特征X射线的产生，性质和应用。

7．简述红外光谱用于分子结构分析的基础，说明其应用。

8．采用何种手段可以研究高分子材料的结晶。

9．聚合物的填充改性及共混是高分子材料改的常用手段，如何研究无机填充材料在高聚物基体中的分布情况？如何研究共混物中各相的形态？第 1 页共10 页10．核磁共振谱中不同质子产生不同化学位移的根本原因是什么？化学位移的主要影响因素有哪些？核磁共振谱中的信号强度可以提供何种信息？11．请详细描述金相试样的制备过程，并画出碳马氏体和高碳马氏体的组织示意图，解释其区别。

12．举例说明透射电镜在金属材料研究方面的应用，说明其原理。

13．制备金属材料透射电子显微镜试样时一般采用双喷法制样，请详述其原理。

14．请详述多晶，非晶，纳米晶体材料在透射电子显微镜选区稍微图像中的区别。

15．拟定方案，解决玻璃体内夹杂物的鉴定。

16．采用合适的现代技术表征法分析硅酸盐水泥水化进程，请简要评述你给出的方法。

材料研究方法课后习题与答案

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。

材料研究方法（唐正霞）习题及答案

材料研究方法习题答案光学显微分析1.如何提高光学显微分析的分辨能力？①选择更短的波长,如紫外光、X射线、电子束等；②采用折射率很高的材料,如采用浸油显微镜；③增大显微镜的孔径角,如采用复合透镜以加大显微镜物镜的孔径角。

2.阐述光学显微镜分析用光片制备方法。

（1）取样：光片的取样部分应具有代表性，包含研究对象并满足特定要求；（2）镶嵌：对一些形状特殊尺寸细小而不易握持的样品需进行镶嵌；（3）磨光：去除样品表面损伤，获得光滑样品表面；（4）抛光：去除细磨痕以获得无暇镜面，并去除变形层；（5）浸蚀：使不同组织，不同相位晶粒以及晶粒内部与晶界处各受到不同程度浸蚀，形成差别，从而清晰的显示出材料的内部组织。

3.电磁波谱的主要参数波普区波长范围波数/cm-1频率/MHZ光子能量/ev 域Y射线0.5~140pm2×1010~7×1076×1014~2×1012 2.5×106~8.3×103 X射线10-3~10nm106~10103×1010~3×1014 1.2×106~1.24×102紫外光10~400nm106~2.5×1043×1010~7.5×108124~3.1可见光400~750nm 2.5×104~1.3×1047.5×108~4×108 3.1~1.65近外光730~3.1×106nm 1.4×104~3.2 4.1×108~9.7×104 1.7~4×10-4微波 3.1×106~3.1×109nm0.0032~3.2 97~9.7×1044×10-4~4×10-7射频1~1000m10-5~0.010.3~300 1.2×10-9~1.24×10-6（1）σ=1/λ=1/（0.5×10-10）=2×1010cm-1 σ=1/λ=1/（140×10-10）=7×107cm-1 （2）σ=1/λ=1/（10-3×10-7）=1×1010cm-1 σ=1/λ=1/（10×10-7）=1×106cm-1v=c/λ=(3×108) /（10-3×10-9）×106=3×1014 MHZ、v=c/λ=(3×108) /（10×10-9）×106=3×1010MHZE=1240/λ=1240/10-3=1.2×106ev E=1240/λ=1240/10=1.24×102ev（3）λ=c/v =(3×108) /（3×1010×106）=10-8m=10nmλ=c/v =(3×108) /（7.5×108×106）=4×10-6m=400nmσ=1/λ=1/(10-6)=106cm-1 σ=1/λ=1/（400×10-5)=2.5×104cm-1E=1240/λ=1240/10=124ev E=1240/λ=1240/400=3.1ev （4）σ=1/λ=1/（400×10-7）=2.5×104cm-1 σ=1/λ=1/（750×10-7）=1.3×104cm-1 v=c/λ=(3×108) /（400×10-9）=7.5×1014HZ =7.5×108MHZv=c/λ=(3×108) /（750×10-9）=4×1014HZ=4×108MHZE=1240/λ=1240/400=3.1ev E=1240/λ=1240/750=1.65ev（5）v=c/λ=(3×108) /（730×10-9）=4.1×1014HZ =4.1×108MHZv=c/λ=(3×108) /（3.1×106×10-9）=9.7×1010HZ =9.7×104MHZλ=hc/ E =1240/E=1240/1.7=730nm λ=hc/ E =1240/E=1240/4×10-4=3.1×106nmσ=1/λ=1/(730×10-7）=1.4×104cm-1 σ=1/λ=1/(3.1×106×10-7）=3.2cm-1(6)λ=hc/ E =1240/E=1240/4×10-4 =3.1×106nmλ=hc/ E =1240/E=1240/4×10-7 =3.1×109nmσ=1/λ=1/（3.1×106×10-7）=3.2cm-1 σ=1/λ=1/（3.1×109×10-7）=0.0032cm-1 v=c/λ=(3×108) /（3.1×106×10-9）=9.7×1010HZ =9.7×104MHZv=c/λ=(3×108) /（3.1×109×10-9）=9.7×107HZ =97MHZ（7）σ=1/λ=1/100=0.01cm-1 σ=1/λ=1/1000×102=10-5cm-1v=c/λ=(3×108) /1 =3×108HZ =300MHZv=c/λ=(3×108) /1000=3×105HZ =0.3MHZE=1240/λ=1240/10-6=1.24×10-6ev E=1240/λ=1240/（1000×10-6）=1.24×10-9evX射线衍射分析1.试述X射线的定义、性质，连续X射线和特征X射线的产生、特点。

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。

同济大学材料研究方法07真题及答案解析

同济大学材料学院材料学专业——200７年真题及解析科目一: 代码：821 科目名称:材料研究方法北京万学教育科技有限公司----考试年份:2007 招生专业:材料学研究方向：0１高性能水泥基材料０2智能材料03新型建筑材料 ﻫ04生态环境材料 ﻫ05无机功能材料 ﻫ0６高分子功能材料ﻫ07高分子材料改性０8生物医用材料 ﻫ0９金属功能材料 10纳米材料 ﻫ1１材料体系分析与建模方法一、真题1．电子束轰击到固体样品表面会产生哪些主要物理信号？研究材料的表面形貌一般收集哪种物理信号?并说明其衬度原理研究材料表面元素分原布状况应收集哪些信息，并收明其衬度理。

２.简述DSC 的种类和定量热分析原理,举例说明其在材料研究领域的应用。

3.请详述电子衍射和X 射线衍射的异同点。

4.请说述电子探针中波谱的原理和应用，并简述波谱与能谱在应用方面的异同。

５．写出布拉格方程,分析物质产生X 衍射的充要条件，简述Ｘ射线粉末衍射物相鉴定过程。

请说明样品制备对物相鉴定的影响。

６．简述特征X 射线的产生,性质和应用。

７.简述红外光谱用于分子结构分析的基础，说明其应用。

8．采用何种手段可以研究高分子材料的结晶。

9.聚合物的填充改性及共混是高分子材料改的常用手段，如何研究无机填充材料在高聚物基体中的分布情况?如何研究共混物中各相的形态? 1０.核磁共振谱中不同质子产生不同化学位移的根本原因是什么？化学位移的主要影响因素有哪些?核磁共振谱中的信号强度可以提供何种信息？ 11.请详细描述金相试样的制备过程，并画出碳马氏体和高碳马氏体的组织示意图,解释其区别。

１２.举例说明透射电镜在金属材料研究方面的应用,说明其原理。

1３．制备金属材料透射电子显微镜试样时一般采用双喷法制样，请详述其原理。

14．请详述多晶,非晶,纳米晶体材料在透射电子显微镜选区稍微图像中的区别。

15．拟定方案，解决玻璃体内夹杂物的鉴定。

16.采用合适的现代技术表征法分析硅酸盐水泥水化进程,请简要评述你给出的方法。

材料研究方法作业题目及答案(全)-polymer-xiaoyi

材料研究方法作业题目及答案（全）此版本为老师布置的所有题目及答案。

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仅作复习参考！刘学良老师部分第3章X射线衍射分析1、X射线的波长范围大致为多少？X射线产生的基本原理及X射线管的基本结构。

1】X射线的波长范围：X射线是一种波长为10-2~102Å的电磁波，介于紫外线和γ射线之间。

2】X射线产生的基本原理：凡是高速运动的电子流或其他高能辐射流（γ射线、X射线、中子流等）被突然减速时均能产生X射线。

3】X射线管的基本结构：X射线管的本质是一个真空二极管，基本结构包括：①一个热阴极——绕成螺线形钨丝②一个阳极——铜质底座上镶以阳极靶材料，如W、Ag、Mo、Cu、Ni、Co、Fe、Cr等，产生不同特征的X射线③窗口——用对X射线吸收极少的材料，如Be、Al、轻质玻璃等制成。

④管内高真空10-7Toor2、X射线谱的基本类型及其特点。

X射线强度I随波长λ的变化曲线称为X射线谱，其基本类型有：①连续X射线（白色X射线）——特点：1】由连续的各种波长组成；2】强度随波长连续变化②特征X射线（标识X射线）——特点：1】波长一定、强度很大2】只有当管电压超过V k（激发电压）时才会产生3】与X射线管的工作条件无关，只取决于光管阳极靶材料，不同的阳极靶材料具有特定的特征谱线3、描述X射线与物质的相互作用（俄歇效应与光电效应等）X射线透过物质后会变弱，这是由于入射X射线与物质相互作用的结果，作用过程会产生物理（如X射线的散射和吸收）、化学（破坏物质的化学键、促使新键形成）和生化过程（促进物质合成，导致新陈代谢发生变化）。

具体作用如下图所示：由图可见，当一束X射线通过物质时，其能量可分为三个部分：一部分被散射，一部分被吸收，其余部分则透过物质按方向继续传播。

其中：康普顿效应——散射光中除了有原波长λ0的X光外，还产生了波长λ>λ0的X光，其波长的增量随散射角的不同而变化俄歇效应——当较外层的电子跃迁到空穴时，所释放的能量随即在原子内部被吸收而逐出较外层的另一个次级光电子，此称为俄歇效应，所逐出的次级光电子称为俄歇电子。

材料研究方法课后习题答案jd4-10

§4-10 与X射线衍射相比，（尤其透射电镜中的）电子衍射的特点是什么？
晶体对电子波的衍射现象，与X射线衍射一样，一般简单地用布喇格定律加以描述。

当波长为λ的单色平面电子波以掠射角θ照射到晶面间距为d hkl的平行晶面组(hkl)时(图4.21)，若满足布喇格(Bragg)方程
2d hkl sinθ=nλ (4.31) 则在与入射方向成2θ角的方向上，相邻平行晶面反射波之间的波程差为波长的整数倍，各层晶面的原子的散射在2θ方向上具有相同位相，它们因相互加强而产生该晶面组的衍射束。

由于入射束S0、衍射束S 与衍射晶面的法线N hkl在同一平面内，与几何光学上的反射规律相似，所以习惯上常把晶体的衍射说成是满足布喇格条件的晶面对入射束的反射。

特点：
1)透射电镜常用双聚光镜照明系统，束斑直径为1～2μm，经过双聚光镜的照明束相干
性较好。

　
2)透射电镜有三级以上透镜组成的成像系统，借助它可提高电子衍射相机长度。

普通电子衍射装置相机长度一般为500mm左右，而透射电镜相机长度可达1000～5000mm。

　
3)可以通过物镜和中间镜的密切配合，进行选区电子衍射，使成像区域和电子衍射区域统一起来，达到样品微区形貌分析和原位晶体学性质测定的目的。

　。

材料研究方法作业答案

材料研究方法第二章思考题与习题一、判断题√1．紫外—可见吸收光谱是由于分子中价电子跃迁产生的。

×2．紫外—可见吸收光谱适合于所有有机化合物的分析。

×3．摩尔吸收系数的值随着入射波光长的增加而减少。

×4．分光光度法中所用的参比溶液总是采用不含待测物质和显色剂的空白溶液。

×5．人眼能感觉到的光称为可见光，其波长范围是200~400nm。

×6．分光光度法的测量误差随透射率变化而存在极大值。

√7．引起偏离朗伯—比尔定律的因素主要有化学因素和物理因素，当测量样品的浓度极大时，偏离朗伯—比尔定律的现象较明显。

√8．分光光度法既可用于单组分，也可用于多组分同时测定。

×9．符合朗伯—比尔定律的有色溶液稀释时，其最大吸收波长的波长位置向长波方向移动。

×10．有色物质的最大吸收波长仅与溶液本身的性质有关。

×11．在分光光度法中，根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论，被测定溶液浓度越大，吸光度也越大，测定的结果也越准确。

（）√12．有机化合物在紫外—可见区的吸收特性，取决于分子可能发生的电子跃迁类型，以及分子结构对这种跃迁的影响。

（）×13．不同波长的电磁波，具有不同的能量，其大小顺序为：微波＞红外光＞可见光＞紫外光＞X射线。

（）×14．在紫外光谱中，生色团指的是有颜色并在近紫外和可见区域有特征吸收的基团。

（）×15．区分一化合物究竟是醛还是酮的最好方法是紫外光谱分析。

（）×16．有色化合物溶液的摩尔吸光系数随其浓度的变化而改变。

（）×17．由共轭体系π→π*跃迁产生的吸收带称为K吸收带。

（）√18．红外光谱不仅包括振动能级的跃迁，也包括转动能级的跃迁，故又称为振转光谱。

（）√19．由于振动能级受分子中其他振动的影响，因此红外光谱中出现振动偶合谱带。

（）×20．确定某一化合物骨架结构的合理方法是红外光谱分析法。

材料研究方法作业答案

材料研究方法作业答案材料研究方法×11．在分光光度法中，根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论，被测定溶液浓度越大，吸光度也越大，测定的结果也越准确。

（）√12．有机化合物在紫外—可见区的吸收特性，取决于分子可能发生的电子跃迁类型，以及分子结构对这种跃迁的影响。

（）×13．不同波长的电磁波，具有不同的能量，其大小顺序为：微波＞红外光＞可见光＞紫外光＞X射线。

（）×14．在紫外光谱中，生色团指的是有颜色并在近紫外和可见区域有特征吸收的基团。

（）×15．区分一化合物究竟是醛还是酮的最好方法是紫外光谱分析。

（）×16．有色化合物溶液的摩尔吸光系数随其浓度的变化而改变。

（）×17．由共轭体系π→π*跃迁产生的吸收带称为K吸收带。

（）√18．红外光谱不仅包括振动能级的跃迁，也包括转动能级的跃迁，故又称为振转光谱。

（）√19．由于振动能级受分子中其他振动的影响，因此红外光谱中出现振动偶合谱带。

（）×20．确定某一化合物骨架结构的合理方法是红外光谱分析法。

（）×21．对称分子结构，如H2O分子，没有红外活性。

（）√22．分子中必须具有红外活性振动是分子产生红外吸收的必备条件之一。

（）√23．红外光谱中，不同化合物中相同基团的特征频率总是在特定波长范围内出现，故可以根据红外光谱中的特征频率峰来确定化合物中该基团的存在。

（）×24．不考虑其他因素的影响，下列羰基化合物的大小顺序为：酰卤＞酰胺＞酸＞醛＞酯。

（）√25．傅里叶变换型红外光谱仪与色散型红外光谱仪的主要差别在于它有干涉仪和计算机部件。

（）√26．当分子受到红外光激发，其振动能级发生跃迁时，化学键越强吸收的光子数目越多。

（）×27．游离有机酸C=O伸缩振动v C=O频率一般出现在1760cm-1，但形成多聚体时，吸收频率会向高波数移动。

（）二、选择题1．在一定波长处，用2.0 cm吸收池测得某试液的百分透光度为71%，若改用3.0 cm吸收池时，该试液的吸光度A为（B）（A）0.10 （B）0.22 （C）0.452．某化合物浓度为c1，在波长λ1处，用厚度为1 cm的吸收池测量，求得摩尔吸收系数为ε1，在浓度为3 c1时，在波长λ1处，用厚度为3 cm的吸收池测量，求得摩尔吸收系数为ε2。

(2021年整理)材料分析方法之课后习题答案

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材料结构显微分析内部资料姓名:编号：绝密文版权所有翻版必究目录第一章材料X射线衍射分析—--—--—---—-——-——-———---————--————--———--—----——--—-——---————-—--—---——--———1第二章X射线衍射方向-—--—--——-——-—---—---—---——-———--——--—-—---—-—----———---—--—-———-———-——-——-——-—-—-1第三章X射线衍射强度-———-———--—-—--———-—-——-——-—-—--—————————-----—-———-—————-—-——--———-—----———---———2第四章多晶体分析方法-———-————---———-——--—----—-—---—-———--—---—-----——--————--———----——-—-—-—-—-——----3第八章电子光学基础---——————-———-—---——————-—-—-——---——----————-——-—-—————--—-—-—————————---——-—------—-4第九章透射电子显微镜—-—-—-——--—-----—------—-—————-—-—-——————-—-—-—-————-—-—---————---———-—---—---———-5第十章电子衍射--——-—---—---—-———--——--—-———-—---—-----—-————————-—————-—--——--——-—--—————-—--——-———-—-—--7第十一章晶体薄膜衍衬成像分析-———-—-——-—-—-—---——-——————---——---——-——--———--———----—--————----—----8第十三章扫描电子显微镜—---—----——-————-—---—--—————--—-———-—-——--——-———--—-—-—--—--—-———-——-———-———--10第十五章电子探针显微分析———---———---—-—————--——-———-—-—----——-—---——-——-——-—————--——-—--——--------—-10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。

材料研究方法课后习题答案jd7-2

§7-2 什么是弛豫？为什么NMR分析中固体试样应先配成溶液？
答：核磁共振中氢核由高能态回复到低能态而不发射原来所吸收的能量的过程称为弛豫。

自旋—自旋弛豫时间以t2表示，一般气体、液体的t2也是1s左右。

固体及高粘度试样中由于各个核的相互位置比较固定，有利于相互间能量的转移，故t2极小。

即在固体中各个磁性核在单位时间内迅速往返于高能态与低能态之间。

其结果是使共振吸收峰的宽度增大，分辨率降低。

因此在核磁共振分析中固体试样应先配成溶液。

北航材料测试方法课后习题解答

【北航材料研究方法课后习题解答】 2013年2月24日 1
北航材料测试方法课后习题解答第一章习题解答
1.X 射线透射学、X 射线衍射学、X 射线光谱分析、X 射线荧光分析。

2.21E mv eU 2
==，U=50KV ，19e 1.610C -=⨯，15E 810J -=⨯，31m 9.110Kg -=⨯， 5v 1.3310m/s
=⨯348
150k 901.24hc 6.63103100.0248nm E 8.0210J 500.024810
λλ---⨯⨯⨯=====⨯⨯， 3.k E k M k L E E E E 〉-〉- ，k k
hc E λ=，k k M hc E E βλ=-，k K L hc E E αλ=-， K K K βαλλλ∴〈〈
4.K K αβ和都被过滤掉了。

5.特征X 射线：当管压达到某一临界值U K 时，电子打击阳极靶产生的X 射线。

荧光X 射线：当入射的X 射线光量子能量足够大时，将原子内层电子击出，处于激发态的原子外层向内层跃迁时，辐射X 射线。

K 系荧光X 射线波长不等于K 系特征X 射线波长。

6.不同的电子，损耗不同，白色X 射线中，有各种不同波长的X 射线，强度随波长变化。

0λ为电子将电场中获得的能量全部转换为光量子时的波长，即最小波长。

k λ为入射X 射线击发出K 层电子的最大波长。

7.k 1.24U 20KV U λ=
=，，
8.
应用：无损检测，成分分析。

材料研究方法课后习题答案jd6-11

§6-11 分子式C 6H 14，红外光谱如下，推导其结构。

解：分子式C 6H 14，化合物的不饱和度为0，为饱和烃类化合物。

3000~2800cm -1(s)为饱和C-H 伸缩振动。

第二、三峰区无特征吸收带。

1461cm -1为2CH δ，3asCH δ。

1380cm -1为3sCH δ，该谱带无裂分，表明无同碳二甲基或同碳三甲基存在。

775cm -1(w)为2CH 平面摇摆振动，该振动吸收频率随()−−n CH 2中n 值的改变而改变，n 值增大，波数降低。

775cm -1(n ＝1)表明该化合物无n ＞1的长链烷基存在，只有23CH CH 基存在(乙基中2CH 平面摇摆振动780cm -1)。

综合以上分析，因分子中既无异丙基、异丁基存在，又无n ＞1的长链烷基存在，所以化合物的结构只能是3-甲基戊烷：。