同济大学材料研究方法04真题及答案解析
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。
2004真题
二O0四年
1、概念解释
1.1 相起伏和能量起伏
1.2铁素体和铁素体魏氏组织
1.3 无序固溶体和有序固溶体
1.4 包晶、共晶和共析反应
1.5 共晶转变和伪共晶转变
1.6 塑性变形金属的临界变形度和二次再结晶
2、简答下列问题
2.1 说明晶体生长形态与温度梯度的关系。
2.2固态金属要发生扩散必须满足哪些条件。
2.3在ABC成分三角形中，画出Wa=20%，Wb=15%，其余为A组元的位置。
2.4试用多晶体的塑性变形过程说明金属晶粒越细金属的室温强度越高，塑
性越好的原因。
如果讨论金属材料的高温强度问题，还应该考虑哪些问题？
上述结论会有哪些变化？
2.5与液态金属结晶相比，金属固态相变有哪些只要特征？
3、已知面心立方晶格的晶格常数为a，试求出（110），（111），（100）晶面的晶
面间距，指出晶面间距最大的晶面，并讨论这个晶面在金属塑性变形中的作用。
4、论述金属结晶过程晶坯尺寸和体系能量变化的关系，并讨论临界晶核和临界
形核功的物理意义。
（15）
5、根据Fe-Fe3C 平衡相图分析WC=3%时铁碳合金从液态冷却至室温的平衡转变
过程；说明各阶段的组织；并分析计算室温下相组成物和组织组成物的相对含量。
（20）
6、现有一批45钢普通车床传动齿轮，其加工工艺路线为锻造——热处理——机
械加工——高频淬火——回火。
试问，锻后的热处理是什么热处理；并请说明理由和注意事项。
（20）。
2011年同济大学材料研究方法真题821
2011年同济大学材料研究方法考研真题2011年同济大学材料研究方法考研真题是根据网友提供的资料整理而来的，难免有所疏漏，仅供参考。
1.简述自然光与偏振光的区别，偏振光进入晶体和非晶态物质后分别产生什么不同的光学现象，偏光显微技术在晶体物质研究中的应用。
2.简述光学显微技术与电子显微技术的异同和原因，如何分别利用这两种分析技术鉴定样品中晶体的同质多晶现象。
3.简述差热分析方法的原理，说明为何在材料热过程中产生基线漂移，在吸放热后基线上移或下移现象。
4.为何差热分析方法只能进行定性或半定量分析？何种热分析方法可进行材料热过程的定量分析，简述材料定量热分析的重要意义。
5.在非晶态（玻璃）物质的制备和析晶研究中，如何利用仪器分析方法研究非晶态物质的玻璃转变温度、析晶温度、析出晶体的尺寸、形貌和晶型？简述光谱分析在材料分析中的应用。
6.以布拉格定律为基本原理的材料分析方法有哪些，试举一例说明其主要原理。
7.在透射显微技术中质厚衬度的物理意义。
8.在透射显微技术中9.有一水化一年的硅酸盐水泥，如何测定其中的熟料是否水化完全？10.简述吸收光谱的产生原理和几个主要吸收光谱的名称，说明吸收光谱普带产生化学位移的原因，吸收光谱在材料测试中的应用。
11.写出红外光谱的产生条件，通常将红外光谱的特征频率区划分为四个部分，试写出各部分的特征基团名称。
12.任意画出一个质子NMR谱图，指出该谱图能够得出的结构信息，以及影响谱图化学位移的主要因素。
13.简述质谱分析的主要原理，举例说明其应用。
14.利用所学物理表征和化学分析的知识，结合所学专业，阐述材料分析中物理表征和化学分析的过程。
（所用表征方法不少于两种）15.结合自己的研究领域，谈谈现代仪器分析方法如何解决材料三要素-成分、结构、性能之间关系的。
2008年同济大学考博专业课试题-材料研究方法
博士帝国
2008年同济大学考博专业课试题
课目：材料研究方法
所涉及专业：材料学院功能材料研究所的相关专业
内容
1，介绍 BRAGG方程在材料研究中的应用。
2，电子显微镜分析主要分哪几类，请介绍这几类主要电镜在材
料研究中的特点和原理
3，请描述背散射电子像的成像原理，特点以及应用。
4，热分析技术包括哪些类别，分别介绍这些热分析技术在材料
分析中的应用的。
5，核磁共振MNR是如何产生的，介绍其在材料研究中的应用。
6，IR红外光谱分析的主要原理，在材料分析中的应用及其影响
因素。
7，以某一高分子材料为例，结合IR等手段对其进行结构方面的
分析。
8，结合你自己在材料研究中的经验，谈谈各种材料研究分析方
法在材料科学研究中的作用。
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同济大学2013材料研究方法真题
2013年同济大学《材料研究方法》真题
一．名词解释
1.特征X射线
2.二次电子
3.质后衬度
4.振转光谱
5.基团频率
二．简答题
1.写出Bragg方程，解释其中个参数的物理意义，并说明该方程在材料研究中的应用。
2.阐述SEM图像的衬度原理。
3.写出四种热分析技术名称，以及它们各自主要的应用领域。
4.写出胡克定律的数学表达式，并根据该表达式举例解释IR基团频率变化规律。
5.请阐述核磁共振谱图中化学位移产生的原因。
6.对未知材料进行剖析的大致步骤。
三．谱图题
1.画出一幅X射线衍射谱示意图，指出峰位表示方法，并说明通过该谱图可以得到材料哪些信息。
2.画出某一元素的波成色散示意图，并说明该图中各峰的物理意义。
3.画出某一材料的DTA曲线，并指出曲线中各个峰或台阶代表的物理意义。
4.画出一幅核磁共振示意谱图，并指出从中能获得哪些材料的信息。
2004级硕士研究生“材料分析方法”试题
材料科学与工程学院硕士研究生课程考试试题课程：材料现代分析方法；课程性质：学位课；授课时间04 -05 学年第 2 学期 2004 年级专业考生姓名学号考试时间 2005，7，6主考教师： .第1部分：电子显微分析部分一、简答题（共10题，每题3分）1．什么是倒易点阵？其与正点阵之间的关系如何? 具有那些基本性质？画出fcc和bcc晶体对应的倒易点阵，并标出基本矢量a*, b*, c*。
2．设[uvw]是(hkl)的法线，用正、倒空间的变换矩正写出它们之间的指数互换关系。
3．给出简单立方、面心立方、体心立方以及密排六方晶体结构电子衍射发生消光的晶面指数规律。
4．假定需要衍射分析的区域属于未知相，但根据样品的条件可以分析其为可能的几种结构之一，试根据你的理解给出衍射图标定的一般步骤。
5．已知Cu3Au为面心立方结构，可以以有序和无序两种结构存在，请画出其有序和无序结构[001]晶带的电子衍射花样，并标定出其指数。
6．试述用合成电子衍射图法如何确定两相间的取向关系？7．衍射斑点出现拉长或辉纹，或卫星斑点时，反映出样品的那些结构信息。
8．请说明层错的一般衬度特征。
9．什么是双光束衍射？电子衍衬分析时，为什么要求在近似双光束条件下进行？10．完整晶体和不完整晶体运动学理论衍射振幅的表达式为:()φπξπg gzti isz d=-⎰exp 20 （完整晶体）()()⎰⋅--=t zgg dR g i isz i 02exp 2exp ππξπφ （不完整晶体）对于给定的缺陷，R (x,y,z)是确定的，g 是用于成像的操作反射。
请分析：（1）缺陷不可见时的判据；（2）各类型位错衬度消失的一个实际可行的有效判据；（3）如何用不可见判据来确定位错的布氏矢量，并分析其原因?二、分析讨论题（共 4 题，每题5分）1．什么是衍射衬度? 画图说明衍衬成像原理，并说明什么是明场像、暗场像和中心暗场像。
2．请导出电子衍射的基本公式，解释其物理意义，并阐述倒易点阵与电子衍射图之间有何对应关系? 解释为何对称入射(B//[uvw])时，即只有倒易点阵原点在爱瓦尔德球面上，也能得到除中心斑点以外的一系列衍射斑点?3．（1）为什么f.c.c.和b.c.c.结构发生二次衍射时不产生额外的衍射斑点？（2）当两相共存且具有对称取向关系时，其一幅衍射花样中常常出现许多斑点群，这时，可能怀疑其为二次衍射，请问应该如何鉴定其为二次衍射。
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。
同济研究方法思考题
第1章思考习题及解答1.材料是如何分类的？材料的结构层次有哪些？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？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(pdf)]第2章思考习题及解答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？2.什么是贝克线？其移动规律如何？有什么作用？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？4.什么叫干涉色？影响晶体干涉色的因素有哪些？5.白云母的三个主折射率为N g=1.588，N m=1.582，N p=1.552，如要制造干涉色为1/4λ（147nm）的试板，在垂直于Ng切面上的切片厚度应为多少？6.平行金红石（四方）（100）晶面取一薄片，在折射率仪中测得C轴方向为2.616，垂直C轴方向为2.832；试绘出其光率体，并写出最大双折射率及其光性正负。
7.平行莫来石（斜方）斜方柱面（110）取一切面测得该晶体最大折射率为1.654，垂直斜方柱面另取一切面（001）面测得其折射率变化在1.644-1.642之间。
已知光轴面//（010），试绘出其光率体并写出最大双折射率、光性符号、光性方位。
[答(pdf)]8.普通辉石为正光性晶体，在正交偏光下其最高干涉色为二级黄（R＝880nm），⊥B xa切面具有一级亮灰干涉色（R＝210nm），设N g-N m=0.019，求薄片厚度。
[答(pdf)]9.设橄榄石晶体薄片厚度0.03mm，N g=1.689, N m=1.670, N p=1.654，问：垂直B xa切面、垂直B xo切面和平行光轴面切面上的光程差是多少？[答(pdf)]10.如何利用锥光镜鉴定晶体的光性和轴性？11.如何提高光学显微分析的分辨能力？12.阐述光学显微分析用光片制备方法。
13.分析近场光学显微分析的原理及与传统光学显微分析技术的异同。
14.为何近场光学显微镜可突破光学显微镜分辨率极限？第3章思考习题及解答1.X射线的定义、性质。
同济大学工程材料课后习题答案（上海科学技术出版社）
同济⼤学⼯程材料课后习题答案（上海科学技术出版社）《⼯程材料》复习思考题参考答案第⼀章⾦属的晶体结构与结晶1.解释下列名词点缺陷,线缺陷,⾯缺陷,亚晶粒,亚晶界,刃型位错,单晶体,多晶体,过冷度,⾃发形核,⾮⾃发形核,变质处理,变质剂.答:点缺陷:原⼦排列不规则的区域在空间三个⽅向尺⼨都很⼩,主要指空位间隙原⼦,置换原⼦等.线缺陷:原⼦排列的不规则区域在空间⼀个⽅向上的尺⼨很⼤,⽽在其余两个⽅向上的尺⼨很⼩.如位错.⾯缺陷:原⼦排列不规则的区域在空间两个⽅向上的尺⼨很⼤,⽽另⼀⽅向上的尺⼨很⼩.如晶界和亚晶界.亚晶粒:在多晶体的每⼀个晶粒内,晶格位向也并⾮完全⼀致,⽽是存在着许多尺⼨很⼩,位向差很⼩的⼩晶块,它们相互镶嵌⽽成晶粒,称亚晶粒.亚晶界:两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界.刃型位错:位错可认为是晶格中⼀部分晶体相对于另⼀部分晶体的局部滑移⽽造成.滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线.如果相对滑移的结果上半部分多出⼀半原⼦⾯,多余半原⼦⾯的边缘好像插⼊晶体中的⼀把⼑的刃⼝,故称"刃型位错".单晶体:如果⼀块晶体,其内部的晶格位向完全⼀致,则称这块晶体为单晶体.多晶体:由多种晶粒组成的晶体结构称为"多晶体".过冷度:实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度.⾃发形核:在⼀定条件下,从液态⾦属中直接产⽣,原⼦呈规则排列的结晶核⼼.⾮⾃发形核:是液态⾦属依附在⼀些未溶颗粒表⾯所形成的晶核.变质处理:在液态⾦属结晶前,特意加⼊某些难熔固态颗粒,造成⼤量可以成为⾮⾃发晶核的固态质点,使结晶时的晶核数⽬⼤⼤增加,从⽽提⾼了形核率,细化晶粒,这种处理⽅法即为变质处理.变质剂:在浇注前所加⼊的难熔杂质称为变质剂.2.常见的⾦属晶体结构有哪⼏种α-Fe ,γ- Fe ,Al ,Cu ,Ni , Pb , Cr , V ,Mg,Zn 各属何种晶体结构答:常见⾦属晶体结构:体⼼⽴⽅晶格,⾯⼼⽴⽅晶格,密排六⽅晶格;α-Fe,Cr,V属于体⼼⽴⽅晶格;γ-Fe ,Al,Cu,Ni,Pb属于⾯⼼⽴⽅晶格;Mg,Zn属于密排六⽅晶格;3.配位数和致密度可以⽤来说明哪些问题答:⽤来说明晶体中原⼦排列的紧密程度.晶体中配位数和致密度越⼤,则晶体中原⼦排列越紧密.4.晶⾯指数和晶向指数有什么不同答:晶向是指晶格中各种原⼦列的位向,⽤晶向指数来表⽰,形式为;晶⾯是指晶格中不同⽅位上的原⼦⾯,⽤晶⾯指数来表⽰,形式为.5.实际晶体中的点缺陷,线缺陷和⾯缺陷对⾦属性能有何影响答:如果⾦属中⽆晶体缺陷时,通过理论计算具有极⾼的强度,随着晶体中缺陷的增加,⾦属的强度迅速下降,当缺陷增加到⼀定值后,⾦属的强度⼜随晶体缺陷的增加⽽增加.因此,⽆论点缺陷,线缺陷和⾯缺陷都会造成晶格崎变,从⽽使晶体强度增加.同时晶体缺陷的存在还会增加⾦属的电阻,降低⾦属的抗腐蚀性能.6.为何单晶体具有各向异性,⽽多晶体在⼀般情况下不显⽰出各向异性答:因为单晶体内各个⽅向上原⼦排列密度不同,造成原⼦间结合⼒不同,因⽽表现出各向异性;⽽多晶体是由很多个单晶体所组成,它在各个⽅向上的⼒相互抵消平衡,因⽽表现各向同性.7.过冷度与冷却速度有何关系它对⾦属结晶过程有何影响对铸件晶粒⼤⼩有何影响答:①冷却速度越⼤,则过冷度也越⼤.②随着冷却速度的增⼤,则晶体内形核率和长⼤速度都加快,加速结晶过程的进⾏,但当冷速达到⼀定值以后则结晶过程将减慢,因为这时原⼦的扩散能⼒减弱.③过冷度增⼤,ΔF⼤,结晶驱动⼒⼤,形核率和长⼤速度都⼤,且N的增加⽐G增加得快,提⾼了N与G的⽐值,晶粒变细,但过冷度过⼤,对晶粒细化不利,结晶发⽣困难.8.⾦属结晶的基本规律是什么晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响答:①⾦属结晶的基本规律是形核和核长⼤.②受到过冷度的影响,随着过冷度的增⼤,晶核的形成率和成长率都增⼤,但形成率的增长⽐成长率的增长快;同时外来难熔杂质以及振动和搅拌的⽅法也会增⼤形核率.9.在铸造⽣产中,采⽤哪些措施控制晶粒⼤⼩在⽣产中如何应⽤变质处理答:①采⽤的⽅法:变质处理,钢模铸造以及在砂模中加冷铁以加快冷却速度的⽅法来控制晶粒⼤⼩.②变质处理:在液态⾦属结晶前,特意加⼊某些难熔固态颗粒,造成⼤量可以成为⾮⾃发晶核的固态质点,使结晶时的晶核数⽬⼤⼤增加,从⽽提⾼了形核率,细化晶粒.③机械振动,搅拌.第⼆章⾦属的塑性变形与再结晶1.解释下列名词:加⼯硬化,回复,再结晶,热加⼯,冷加⼯.答:加⼯硬化:随着塑性变形的增加,⾦属的强度,硬度迅速增加;塑性,韧性迅速下降的现象.回复:为了消除⾦属的加⼯硬化现象,将变形⾦属加热到某⼀温度,以使其组织和性能发⽣变化.在加热温度较低时,原⼦的活动能⼒不⼤,这时⾦属的晶粒⼤⼩和形状没有明显的变化,只是在晶内发⽣点缺陷的消失以及位错的迁移等变化,因此,这时⾦属的强度,硬度和塑性等机械性能变化不⼤,⽽只是使内应⼒及电阻率等性能显著降低.此阶段为回复阶段.再结晶:被加热到较⾼的温度时,原⼦也具有较⼤的活动能⼒,使晶粒的外形开始变化.从破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒.和变形前的晶粒形状相似,晶格类型相同,把这⼀阶段称为"再结晶".热加⼯:将⾦属加热到再结晶温度以上⼀定温度进⾏压⼒加⼯.冷加⼯:在再结晶温度以下进⾏的压⼒加⼯.2.产⽣加⼯硬化的原因是什么加⼯硬化在⾦属加⼯中有什么利弊答:①随着变形的增加,晶粒逐渐被拉长,直⾄破碎,这样使各晶粒都破碎成细碎的亚晶粒,变形愈⼤,晶粒破碎的程度愈⼤,这样使位错密度显著增加;同时细碎的亚晶粒也随着晶粒的拉长⽽被拉长.因此,随着变形量的增加,由于晶粒破碎和位错密度的增加,⾦属的塑性变形抗⼒将迅速增⼤,即强度和硬度显著提⾼,⽽塑性和韧性下降产⽣所谓"加⼯硬化"现象.②⾦属的加⼯硬化现象会给⾦属的进⼀步加⼯带来困难,如钢板在冷轧过程中会越轧越硬,以致最后轧不动.另⼀⽅⾯⼈们可以利⽤加⼯硬化现象,来提⾼⾦属强度和硬度,如冷拔⾼强度钢丝就是利⽤冷加⼯变形产⽣的加⼯硬化来提⾼钢丝的强度的.加⼯硬化也是某些压⼒加⼯⼯艺能够实现的重要因素.如冷拉钢丝拉过模孔的部分,由于发⽣了加⼯硬化,不再继续变形⽽使变形转移到尚未拉过模孔的部分,这样钢丝才可以继续通过模孔⽽成形.3.划分冷加⼯和热加⼯的主要条件是什么答:主要是再结晶温度.在再结晶温度以下进⾏的压⼒加⼯为冷加⼯,产⽣加⼯硬化现象;反之为热加⼯,产⽣的加⼯硬化现象被再结晶所消除.4.与冷加⼯⽐较,热加⼯给⾦属件带来的益处有哪些答:(1)通过热加⼯,可使铸态⾦属中的⽓孔焊合,从⽽使其致密度得以提⾼.(2)通过热加⼯,可使铸态⾦属中的枝晶和柱状晶破碎,从⽽使晶粒细化,机械性能提⾼.(3)通过热加⼯,可使铸态⾦属中的枝晶偏析和⾮⾦属夹杂分布发⽣改变,使它们沿着变形的⽅向细碎拉长,形成热压⼒加⼯"纤维组织"(流线),使纵向的强度,塑性和韧性显著⼤于横向.如果合理利⽤热加⼯流线,尽量使流线与零件⼯作时承受的最⼤拉应⼒⽅向⼀致,⽽与外加切应⼒或冲击⼒相垂直,可提⾼零件使⽤寿命.5.为什么细晶粒钢强度⾼,塑性,韧性也好答:晶界是阻碍位错运动的,⽽各晶粒位向不同,互相约束,也阻碍晶粒的变形.因此,⾦属的晶粒愈细,其晶界总⾯积愈⼤,每个晶粒周围不同取向的晶粒数便愈多,对塑性变形的抗⼒也愈⼤.因此,⾦属的晶粒愈细强度愈⾼.同时晶粒愈细,⾦属单位体积中的晶粒数便越多,变形时同样的变形量便可分散在更多的晶粒中发⽣,产⽣较均匀的变形,⽽不致造成局部的应⼒集中,引起裂纹的过早产⽣和发展.因此,塑性,韧性也越好.6.⾦属经冷塑性变形后,组织和性能发⽣什么变化答:①晶粒沿变形⽅向拉长,性能趋于各向异性,如纵向的强度和塑性远⼤于横向等;②晶粒破碎,位错密度增加,产⽣加⼯硬化,即随着变形量的增加,强度和硬度显著提⾼,⽽塑性和韧性下降;③织构现象的产⽣,即随着变形的发⽣,不仅⾦属中的晶粒会被破碎拉长,⽽且各晶粒的晶格位向也会沿着变形的⽅向同时发⽣转动,转动结果⾦属中每个晶粒的晶格位向趋于⼤体⼀致,产⽣织构现象;④冷压⼒加⼯过程中由于材料各部分的变形不均匀或晶粒内各部分和各晶粒间的变形不均匀,⾦属内部会形成残余的内应⼒,这在⼀般情况下都是不利的,会引起零件尺⼨不稳定.7.分析加⼯硬化对⾦属材料的强化作⽤答:随着塑性变形的进⾏,位错密度不断增加,因此位错在运动时的相互交割,位错缠结加剧,使位错运动的阻⼒增⼤,引起变形抗⼒的增加.这样,⾦属的塑性变形就变得困难,要继续变形就必须增⼤外⼒,因此提⾼了⾦属的强度.8.已知⾦属钨,铁,铅,锡的熔点分别为3380℃,1538℃,327℃,232℃,试计算这些⾦属的最低再结晶温度,并分析钨和铁在1100℃下的加⼯,铅和锡在室温(20℃)下的加⼯各为何种加⼯答:T再=0.4T熔;钨T再=[0.4*(3380+273)]-273=1188.2℃; 铁T再=[0.4*(1538+273)]-273=451.4℃; 铅T再=[0.4*(327+273)]-273=-33℃; 锡T再=[0.4*(232+273)]-273=-71℃.由于钨T再为1188.2℃>1100℃,因此属于热加⼯;铁T再为451.4℃<1100℃,因此属于冷加⼯;铅T再为-33℃<20℃,属于冷加⼯;锡T再为-710.6%C(2)按质量分类:即含有杂质元素S,P的多少分类:普通碳素钢:S≤0.055% P≤0.045%优质碳素钢:S,P≤0.035~0.040%⾼级优质碳素钢:S≤0.02~0.03%;P≤ 0.03~0.035%(3)按⽤途分类碳素结构钢:⽤于制造各种⼯程构件,如桥梁,船舶,建筑构件等,及机器零件,如齿轮,轴,连杆,螺钉,螺母等.碳素⼯具钢:⽤于制造各种⼑具,量具,模具等,⼀般为⾼碳钢,在质量上都是优质钢或⾼级优质钢.牌号的表⽰⽅法:(1)普通碳素结构钢:⽤Q+数字表⽰,"Q"为屈服点,"屈"汉语拼⾳,数字表⽰屈服点数值.若牌号后⾯标注字母A,B,C,D,则表⽰钢材质量等级不同,A,B,C,D质量依次提⾼,"F"表⽰沸腾钢,"b"为半镇静钢,不标"F"和"b"的为镇静钢.(2)优质碳素结构钢:牌号是采⽤两位数字表⽰的,表⽰钢中平均含碳量的万分之⼏.若钢中含锰量较⾼,须将锰元素标出,(3)碳素⼯具钢:这类钢的牌号是⽤"碳"或"T"字后附数字表⽰.数字表⽰钢中平均含碳量的千分之⼏.若为⾼级优质碳素⼯具钢,则在钢号最后附以"A"字.19.低碳钢,中碳钢及⾼碳钢是如何根据含碳量划分的分别举例说明他们的⽤途答:低碳钢:含碳量⼩于或等于0.25%的钢;08,10,钢,塑性,韧性好,具有优良的冷成型性能和焊接性能,常冷轧成薄板,⽤于制作仪表外壳,汽车和拖拉机上的冷冲压件,如汽车车⾝,拖拉机驾驶室等;15,20,25钢⽤于制作尺⼨较⼩,负荷较轻,表⾯要求耐磨,⼼部强度要求不⾼的渗碳零件,如活塞钢,样板等.中碳钢:含碳量为0.30~0.55%的钢;30,35,40,45,50钢经热处理(淬⽕+⾼温回⽕)后具有良好的综合机械性能,即具有较⾼的强度和较⾼的塑性,韧性,⽤于制作轴类零件;⾼碳钢:含碳量⼤于0.6%的钢;60,65钢热处理(淬⽕+⾼温回⽕)后具有⾼的弹性极限,常⽤作弹簧.T7,T8,⽤于制造要求较⾼韧性,承受冲击负荷的⼯具,如⼩型冲头,凿⼦,锤⼦等.T9,T10,T11,⽤于制造要求中韧性的⼯具,如钻头,丝锥,车⼑,冲模,拉丝模,锯条.T12,T13,钢具有⾼硬度,⾼耐磨性,但韧性低,⽤于制造不受冲击的⼯具如量规,塞规,样板,锉⼑,刮⼑,精车⼑等.20.下列零件或⼯具⽤何种碳钢制造:⼿锯锯条,普通螺钉,车床主轴.答:⼿锯锯条:它要求有较⾼的硬度和耐磨性,因此⽤碳素⼯具钢制造,如T9,T9A,T10,T10A,T11,T11A.普通螺钉:它要保证有⼀定的机械性能,⽤普通碳素结构钢制造,如Q195,Q215,Q235.车床主轴:它要求有较⾼的综合机械性能,⽤优质碳素结构钢,如30,35,40,45,50.21.指出下列各种钢的类别,符号,数字的含义,主要特点及⽤途:Q235-AF,Q235-C,Q195-B,Q255-D,40,45,08,20,20R,20G,T8,T10A,T12A答:Q235-AF:普通碳素结构钢,屈服强度为235MPa的A级沸腾钢.Q235-C:屈服强度为235MPa的C级普通碳素结构钢,Q195-B: 屈服强度为195MPa的B级普通碳素结构钢,Q255-D: 屈服强度为255MPa的D级普通碳素结构钢,Q195,Q235含碳量低,有⼀定强度,常扎制成薄板,钢筋,焊接钢管等,⽤于桥梁,建筑等钢结构,也可制造普通的铆钉,螺钉,螺母,垫圈,地脚螺栓,轴套,销轴等等,Q255钢强度较⾼,塑性,韧性较好,可进⾏焊接.通常扎制成型钢,条钢和钢板作结构件以及制造连杆,键,销,简单机械上的齿轮,轴节等.40:含碳量为0.4%的优质碳素结构钢.45含碳量为0.45%的优质碳素结构钢.40,45钢经热处理(淬⽕+⾼温回⽕)后具有良好的综合机械性能,即具有较⾼的强度和较⾼的塑性,韧性,⽤于制作轴类零件.08:含碳量为0.08%的优质碳素结构钢.塑性,韧性好,具有优良的冷成型性能和焊接性能,常冷轧成薄板,⽤于制作仪表外壳,汽车和拖拉机上的冷冲压件,如汽车车⾝,拖拉机驾驶室等.20:含碳量为0.2%的优质碳素结构钢.⽤于制作尺⼨较⼩,负荷较轻,表⾯要求耐磨,⼼部强度要求不⾼的渗碳零件,如活塞钢,样板等.20R:含碳量为0.2%的优质碳素结构钢,容器专⽤钢.20G:含碳量为0.2%的优质碳素结构钢,锅炉专⽤钢.T8:含碳量为0.8%的碳素⼯具钢.⽤于制造要求较⾼韧性,承受冲击负荷的⼯具,如⼩型冲头,凿⼦,锤⼦等.T10A:含碳量为1.0%的⾼级优质碳素⼯具钢.⽤于制造要求中韧性的⼯具,如钻头,丝锥,车⼑,冲模,拉丝模,锯条.T12A:含碳量为1.2%的⾼级优质碳素⼯具钢.具有⾼硬度,⾼耐磨性,但韧性低,⽤于制造不受冲击的⼯具如量规,塞规,样板,锉⼑,刮⼑,精车⼑.第五章钢的热处理1.何谓钢的热处理钢的热处理操作有哪些基本类型试说明热处理同其它⼯艺过程的关系及其在机械制造中的地位和作⽤.答:(1)为了改变钢材内部的组织结构,以满⾜对零件的加⼯性能和使⽤性能的要求所施加的⼀种综合的热加⼯⼯艺过程.(2)热处理包括普通热处理和表⾯热处理;普通热处理⾥⾯包括退⽕,正⽕,淬⽕和回⽕,表⾯热处理包括表⾯淬⽕和化学热处理,表⾯淬⽕包括⽕焰加热表⾯淬⽕和感应加热表⾯淬⽕,化学热处理包括渗碳,渗氮和碳氮共渗等.(3)热处理是机器零件加⼯⼯艺过程中的重要⼯序.⼀个⽑坯件经过预备热处理,然后进⾏切削加⼯,再经过最终热处理,经过精加⼯,最后装配成为零件.热处理在机械制造中具有重要的地位和作⽤,适当的热处理可以显著提⾼钢的机械性能,延长机器零件的使⽤寿命.热处理⼯艺不但可以强化⾦属材料,充分挖掘材料潜⼒,降低结构重量,节省材料和能源,⽽且能够提⾼机械产品质量,⼤幅度延长机器零件的使⽤寿命,做到⼀个顶⼏个,顶⼗⼏个.此外,通过热处理还可使⼯件表⾯具有抗磨损,耐腐蚀等特殊物理化学性能.2.解释下列名词:1)奥⽒体的起始晶粒度,实际晶粒度,本质晶粒度;答:(1)起始晶粒度:是指在临界温度以上,奥⽒体形成刚刚完成,其晶粒边界刚刚接触时的晶粒⼤⼩.(2)实际晶粒度:是指在某⼀具体的热处理加热条件下所得到的晶粒尺⼨.(3)本质晶粒度:根据标准试验⽅法,在930±10℃保温⾜够时间(3-8⼩时)后测定的钢中晶粒的⼤⼩.2)珠光体,索⽒体,屈⽒体,贝⽒体,马⽒体;答:珠光体:铁素体和渗碳体的机械混合物.索⽒体:在650～600℃温度范围内形成层⽚较细的珠光体.屈⽒体:在600～550℃温度范围内形成⽚层极细的珠光体.贝⽒体:过饱和的铁素体和渗碳体组成的混合物.马⽒体:碳在α-Fe中的过饱和固溶体.3)奥⽒体,过冷奥⽒体,残余奥⽒体;答:奥⽒体: 碳在中形成的间隙固溶体.过冷奥⽒体: 处于临界点以下的不稳定的将要发⽣分解的奥⽒体称为过冷奥⽒体.残余奥⽒体:M转变结束后剩余的奥⽒体.4)退⽕,正⽕,淬⽕,回⽕,冷处理,时效处理(尺⼨稳定处理);答:退⽕:将⼯件加热到临界点以上或在临界点以下某⼀温度保温⼀定时间后,以⼗分缓慢的冷却速度(炉冷,坑冷,灰冷)进⾏冷却的⼀种操作.正⽕:将⼯件加热到Ac3或Accm以上30～80℃,保温后从炉中取出在空⽓中冷却.淬⽕:将钢件加热到Ac3或Ac1以上30～50℃,保温⼀定时间,然后快速冷却(⼀般为油冷或⽔冷),从⽽得马⽒体的⼀种操作. 回⽕:将淬⽕钢重新加热到A1点以下的某⼀温度,保温⼀定时间后,冷却到室温的⼀种操作.冷处理:把冷到室温的淬⽕钢继续放到深冷剂中冷却,以减少残余奥⽒体的操作.时效处理:为使⼆次淬⽕层的组织稳定,在110~150℃经过6~36⼩时的⼈⼯时效处理,以使组织稳定.5)淬⽕临界冷却速度(Vk),淬透性,淬硬性;答:淬⽕临界冷却速度(Vk):淬⽕时获得全部马⽒体组织的最⼩冷却速度.淬透性:钢在淬⽕后获得淬硬层深度⼤⼩的能⼒.淬硬性:钢在淬⽕后获得马⽒体的最⾼硬度.6)再结晶,重结晶;答:再结晶:⾦属材料加热到较⾼的温度时,原⼦具有较⼤的活动能⼒,使晶粒的外形开始变化.从破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒.和变形前的晶粒形状相似,晶格类型相同,把这⼀阶段称为"再结晶".重结晶:由于温度变化,引起晶体重新形核,长⼤,发⽣晶体结构的改变,称为重结晶.7)调质处理,变质处理.答:调质处理:淬⽕后的⾼温回⽕.变质处理:在液态⾦属结晶前,特意加⼊某些难熔固态颗粒,造成⼤量可以成为⾮⾃发晶核的固态质点,使结晶时的晶核数⽬⼤⼤增加,从⽽提⾼了形核率,细化晶粒.3.指出A1,A3,Acm; AC1,AC3, Accm ; Ar1,Ar3,Arcm 各临界点的意义.答:A1:共析转变线,含碳量在0.02～6.69%的铁碳合⾦冷却到727℃时都有共析转变发⽣,形成P.A3:奥⽒体析出铁素体的开始线.Acm:碳在奥⽒体中的溶解度曲线.AC1:实际加热时的共析转变线.AC3:实际加热时奥⽒体析出铁素体的开始线.Acm:实际加热时碳在奥⽒体中的溶解度曲线.Ar1:实际冷却时的共析转变线.Ar3:实际冷却时奥⽒体析出铁素体的开始线.Arcm:实际冷却时碳在奥⽒体中的溶解度曲线.4.何谓本质细晶粒钢本质细晶粒钢的奥⽒体晶粒是否⼀定⽐本质粗晶粒钢的细答:(1)本质细晶粒钢:加热到临界点以上直到930℃,随温度升⾼,晶粒长⼤速度很缓慢,称本质细晶粒钢.(2)不⼀定.本质晶粒度只代表钢在加热时奥⽒体晶粒长⼤倾向的⼤⼩.本质粗晶粒钢在较低加热温度下可获得细晶粒,⽽本质细晶粒钢若在较⾼温度下加热也会得到粗晶粒.5.珠光体类型组织有哪⼏种它们在形成条件,组织形态和性能⽅⾯有何特点答:(1)三种.分别是珠光体,索⽒体和屈⽒体.(2)珠光体是过冷奥⽒体在550℃以上等温停留时发⽣转变,它是由铁素体和渗碳体组成的⽚层相间的组织.索⽒体是在650～600℃温度范围内形成层⽚较细的珠光体.屈⽒体是在600～550℃温度范围内形成⽚层极细的珠光体.珠光体⽚间距愈⼩,相界⾯积愈⼤,强化作⽤愈⼤,因⽽强度和硬度升⾼,同时,由于此时渗碳体⽚较薄,易随铁素体⼀起变形⽽不脆断,因此细⽚珠光体⼜具有较好的韧性和塑性.6.贝⽒体类型组织有哪⼏种它们在形成条件,组织形态和性能⽅⾯有何特点答:(1)两种.上贝⽒体和下贝⽒体.(2)上贝⽒体的形成温度在600～350℃.在显微镜下呈⽻⽑状,它是由许多互相平⾏的过饱和铁素体⽚和分布在⽚间的断续细⼩的渗碳体组成的混合物.其硬度较⾼,可达HRC40～45,但由于其铁素体⽚较粗,因此塑性和韧性较差.下贝⽒体的形成温度在350℃～Ms,下贝⽒体在光学显微镜下呈⿊⾊针叶状,在电镜下观察是由针叶状的铁素体和分布在其上的极为细⼩的渗碳体粒⼦组成的.下贝⽒体具有⾼强度,⾼硬度,⾼塑性,⾼韧性,即具有良好的综合机械性能.7.马⽒体组织有哪⼏种基本类型它们在形成条件,晶体结构,组织形态,性能有何特点马⽒体的硬度与含碳量关系如何答:(1)两种,板条马⽒体和⽚状马⽒体.(2)奥⽒体转变后,所产⽣的M的形态取决于奥⽒体中的含碳量,含碳量2.5%)以外的所有合⾦元素,都增⼤过冷奥⽒体稳定性,使C 曲线右移,则Vk减⼩.(2)⼀定尺⼨的⼯件在某介质中淬⽕,其淬透层的深度与⼯件截⾯各点的冷却速度有关.如果⼯件截⾯中⼼的冷速⾼于Vk,⼯件就会淬透.然⽽⼯件淬⽕时表⾯冷速最⼤,⼼部冷速最⼩,由表⾯⾄⼼部冷速逐渐降低.只有冷速⼤于Vk的⼯件外层部分才能得到马⽒体.因此,Vk越⼩,钢的淬透层越深,淬透性越好.12.将5mm的T8钢加热⾄760℃并保温⾜够时间,问采⽤什么样的冷却⼯艺可得到如下组织:珠光体,索⽒体,屈⽒体,上贝⽒体,下贝⽒体,屈⽒体+马⽒体,马⽒体+少量残余奥⽒体;在C曲线上描出⼯艺曲线⽰意图.答:(1)珠光体:冷却⾄线~550℃范围内等温停留⼀段时间,再冷却下来得到珠光体组织.索⽒体:冷却⾄650～600℃温度范围内等温停留⼀段时间,再冷却下来得到索光体组织.屈⽒体:冷却⾄600～550℃温度范围内等温停留⼀段时间,再冷却下来得到屈⽒体组织.上贝⽒体:冷却⾄600～350℃温度范围内等温停留⼀段时间,再冷却下来得到上贝⽒体组织.下贝⽒体:冷却⾄350℃～Ms温度范围内等温停留⼀段时间,再冷却下来得到下贝⽒体组织.屈⽒体+马⽒体:以⼤于获得马⽒体组织的最⼩冷却速度并⼩于获得珠光体组织的最⼤冷却速度连续冷却,获得屈⽒体+马⽒体.马⽒体+少量残余奥⽒体:以⼤于获得马⽒体组织的最⼩冷却速度冷却获得马⽒体+少量残余奥⽒体.(2)13.退⽕的主要⽬的是什么⽣产上常⽤的退⽕操作有哪⼏种指出退⽕操作的应⽤范围.答:(1)均匀钢的化学成分及组织,细化晶粒,调整硬度,并消除内应⼒和加⼯硬化,改善钢的切削加⼯性能并为随后的淬⽕作好组织准备.(2)⽣产上常⽤的退⽕操作有完全退⽕,等温退⽕,球化退⽕,去应⼒退⽕等.(3)完全退⽕和等温退⽕⽤于亚共析钢成分的碳钢和合⾦钢的铸件,锻件及热轧型材.有时也⽤于焊接结构.球化退⽕主要⽤于共析或过共析成分的碳钢及合⾦钢.去应⼒退⽕主要⽤于消除铸件,锻件,焊接件,冷冲压件(或冷拔件)及机加⼯的残余内应⼒.14.何谓球化退⽕为什么过共析钢必须采⽤球化退⽕⽽不采⽤完全退⽕答:(1)将钢件加热到Ac1以上30～50℃,保温⼀定时间后随炉缓慢冷却⾄600℃后出炉空冷.(2)过共析钢组织若为层状渗碳体和⽹状⼆次渗碳体时,不仅硬度⾼,难以切削加⼯,⽽且增⼤钢的脆性,容易产⽣淬⽕变形及开裂.通过球化退⽕,使层状渗碳体和⽹状渗碳体变为球状渗碳体,以降低硬度,均匀组织,改善切削加⼯性.15.确定下列钢件的退⽕⽅法,并指出退⽕⽬的及退⽕后的组织:1)经冷轧后的15钢钢板,要求降低硬度;答:再结晶退⽕.⽬的:使变形晶粒重新转变为等轴晶粒,以消除加⼯硬化现象,降低了硬度,消除内应⼒.细化晶粒,均匀组织,消除内应⼒,降低硬度以消除加⼯硬化现象.组织:等轴晶的⼤量铁素体和少量珠光体.2)ZG35的铸造齿轮答:完全退⽕.经铸造后的齿轮存在晶粒粗⼤并不均匀现象,且存在残余内应⼒.因此退⽕⽬的:细化晶粒,均匀组织,消除内应⼒,降低硬度,改善切削加⼯性.组织:晶粒均匀细⼩的铁素体和珠光体.3)锻造过热后的60钢锻坯;答:完全退⽕.由于锻造过热后组织晶粒剧烈粗化并分布不均匀,且存在残余内应⼒.因此退⽕⽬的:细化晶粒,均匀组织,消除内应⼒,降低硬度,改善切削加⼯性.组织:晶粒均匀细⼩的少量铁素体和⼤量珠光体.4)具有⽚状渗碳体的T12钢坯;答:球化退⽕.由于T12钢坯⾥的渗碳体呈⽚状,因此不仅硬度⾼,难以切削加⼯,⽽且增⼤钢的脆性,容易产⽣淬⽕变形及开裂.通过球化退⽕,使层状渗碳体和⽹状渗碳体变为球状渗碳体,以降低硬度,均匀组织,改善切削加⼯性.组织:粒状珠光体和球状渗碳体.16.正⽕与退⽕的主要区别是什么⽣产中应如何选择正⽕及退⽕答:与退⽕的区别是①加热温度不同,对于过共析钢退⽕加热温度在Ac1以上30～50℃⽽正⽕加热温度在Accm以上30～50℃.②冷速快,组织细,强度和硬度有所提⾼.当钢件尺⼨较⼩时,正⽕后组织:S,⽽退⽕后组织:P.选择:(1)从切削加⼯性上考虑切削加⼯性⼜包括硬度,切削脆性,表⾯粗糙度及对⼑具的磨损等.⼀般⾦属的硬度在HB170～230范围内,切削性能较好.⾼于它过硬,难以加⼯,且⼑具磨损快;过低则切屑不易断,造成⼑具发热和磨损,加⼯后的零件表⾯粗糙度很⼤.对于低,中碳结构钢以正⽕作为预先热处理⽐较合适,⾼碳结构钢和⼯具钢则以退⽕为宜.⾄于合⾦钢,由于合⾦元素的加⼊,使钢的硬度有所提⾼,故中碳以上的合⾦钢⼀般都采⽤退⽕以改善切削性.(2)从使⽤性能上考虑如⼯件性能要求不太⾼,随后不再进⾏淬⽕和回⽕,那么往往⽤正⽕来提⾼其机械性能,但若零件的形状⽐较复杂,正⽕的冷却速度有形成裂纹的危险,应采⽤退⽕.(3)从经济上考虑正⽕⽐退⽕的⽣产周期短,耗能少,且操作简便,故在可能的条件下,应优先考虑以正⽕代替退⽕.17.指出下列零件的锻造⽑坯进⾏正⽕的主要⽬的及正⽕后的显微组织:(1)20钢齿轮(2)45钢⼩轴(3)T12钢锉⼑答:(1)⽬的:细化晶粒,均匀组织,消除内应⼒,提⾼硬度,改善切削加⼯性.组织:晶粒均匀细⼩的⼤量铁素体和少量索⽒体.(2)⽬的:细化晶粒,均匀组织,消除内应⼒.组织:晶粒均匀细⼩的铁素体和索⽒体.(3)⽬的:细化晶粒,均匀组织,消除⽹状Fe3CⅡ,为球化退⽕做组织准备,消除内应⼒.组织:索⽒体和球状渗碳体.18.⼀批45钢试样(尺⼨Φ15*10mm),因其组织,晶粒⼤⼩不均匀,需采⽤退⽕处理.拟采⽤以下⼏种退⽕⼯艺;(1)缓慢加热⾄700℃,保温⾜够时间,随炉冷却⾄室温;(2)缓慢加热⾄840℃,保温⾜够时间,随炉冷却⾄室温;。
材料研究方法历年真题
2010年同济大学材料学材料研究方法考研试题1.简述高级晶族、中级晶族、低级晶族中光的传播特点，在光学显微镜下如何区分晶体与非晶质体。
2.特征X射线的产生，性质和应用。
【不知此处特征两字是否为误】3.电子照射在物体表面产生哪些物理信号，并说明其在分析方法中的应用（至少三种）。
4.试推到BRAGG方程，说明其中各字母的意义并讨论其取值范围。
【题目中已给图】5.电子显微分析方法主要有哪些，SEM、TEM的衬度原理并扼要说明其应用。
{选做题}6.X射线粉末衍射仪的定性分析步骤，并说明其结果影响因素。
7.光谱分析的物理学基础是什么，说明不同频率光与分子的作用及相应分析方法。
8.典型高分子材料的DTA,DSC曲线并解释各个峰的含义。
9.乙醇的NMR图谱并说明表现了什么信息，说明NMR分析的步骤。
10.透射电镜制样的方法及特点。
2009年同济大学材料学材料研究方法考研试题共出了15道题，让任选10道答题，总分150分1、简述什么是非均质体光率体，哪些晶系体现了非晶系光率体，光在这些光率体中传播情况如何？2、简述特征X射线是如何产生的，以及X射线衍射实验影响因素？3、简述扫描电镜工作原理，以及举例说明在材料研究中的应用；4、写出乙醇的NMR谱图，并说明图谱显示信息，并简述影响核磁共振化学位移的主要因素；晕了，都想不起来了，一片空白，好好想想。
5、结合自己所学专业已经了解的研究方法和手段，举例说明如何使用此分析方法揭示物质的结构特征（起码要用两种研究手段）6、简述透射电镜在材料研究中的应用；7、关于X粉末衍射的原理及应用；8、驰豫的分类，（后面还有一问想不起来了）9、如何运用材料研究手段分析玻璃转化，氧化，析晶，热分解，并说明热分析在材料研究中的应用；071．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布状况应收集哪些信息，并收明其衬度原理。
同济大学-材料学专业-《材料研究方法》考研真题(1)
06部分二、解析1.试阐述红外光谱分析的基础以及应用。
参考答案：红外光谱是由于分子振动能级的跃迁（同时伴随转动能级跃迁）而产生的物质能吸收红外光谱应满足两个条件：1.辐射应具有刚好恩那个满足物质跃迁时所需的能量；2.辐射与物质之间有相互作用（2）辐射与物质之间有相互作用，分子的偶极距必须发生变化的振动，分子振动的形式：1．伸缩振动ａ．对称伸缩振动ｂ．反对称伸缩振动2．变形和弯曲伸缩振动ａ．面内变形剪式振动面内摇摆振动ｂ．面外变形面外摇摆振动扭曲变形掘动红外光谱振动吸收带的类型：（１）Ｘ－Ｈ伸缩振动区（２）叁键和累积双键区（３）双键伸缩振动区（４）Ｘ－Ｙ伸缩振动区和Ｘ－Ｈ变形振动区红外光谱的应用：定性分析 1 试样的分离与精制 2. 了解与试样性质有关的其他方面的因素 3. 图谱的解析定量分析试题解析：1）知识点：红外光谱的基础与应用2）答题思路：综合两方面信息进行解答3）历年考频：此考点在近五年中共出现3次，分别为：04.06，07年.2.什么是斯托克斯线、反斯托克斯线，试说明拉曼光谱与红外光谱是互补的。
参考答案：在拉曼散射中，若光子把一部分能量传递给样品分子，得到的散射光能量减少，在垂直方向测量到的散射光中，可检测一定频率的线，称为斯托克斯线。
反之，如果分子处于激发态，与光子发生非弹性碰撞就会释放能量而回到基态，得到反斯托克斯线。
1.拉曼光谱是一个散射过程，因此任何尺寸、形状、透明度的样品，只要能被激光照到，就可以直接进行测量，极微量的样品都可以照射到。
2. 水是极性很强的分子，因而其红外吸收非常强烈。
但水的拉曼反射却极微弱。
3.对于聚合物及其他分子，拉曼散射的选择定则限制较小，因而可以得到更丰富的谱带。
试题解析：1）知识点：拉曼光谱的基本知识2）答题思路：简述概念知识3）历年考频：此考点在近五年中共出现1次，分别为：06年。
3. 请说明下列图谱所代表聚合物的性质特征。
参考答案：谱带分析在新大纲中取消4. 请阐述电子与固体物质相互作用时产生的各种电子信号那些信号可以用于晶体研究？参考答案：1.背散射电子2. 二次电子3. 吸收电子4. 透射电子5. 特征X射线6.俄歇电子1.背散射电子2. 二次电子5. 特征X射线 6.俄歇电子均可进行晶体结构的研究试题解析：1）知识点：电子与固体物质相互作用2）答题思路：简述基本概念3）历年考频：此考点在近五年中共出现3次，分别为：04，06，07年.5. DTA曲线用什么作为反应起始温度，为什么？参考答案：使用外延始点作为反应起始温度。
2004年材料科学研究方法考试试题与答案
北京化工大学2004——2005学年第 1 学期《材料科学研究方法》期末考试试卷(A卷) 班级：姓名：学号：分数：一、名词解释（每题2分，共10分）X射线的标识谱：当加于X射线管两端的电压增高到与阳极靶材相应的某一特定值U k时，在连续谱的某些特定的波长位置上，会出现一系列强度很高、波长范围很窄的线状光谱，它们的波长对一定材料的阳极靶材有严格恒定的数值，此波长可作为阳极靶材的标志或特征。
空间点阵：晶体是由原子在三维空间中规则排列而成的。
在研究晶体结构时，一般只抽象出其重复规律。
这种抽象的图形即为空间点阵。
残余应力：指产生应力的各种因素不复存在时，由于形变和体积变化不均匀而存留在物体内部并自身保持平衡的应力。
分辨本领：是指成像物体(试样)上能分辨出来的两个物点间的最小距离。
热分析法：利用热效应来研究材料的转变和反应等。
二、选择题（每题只选一个答案，每题1.5分，共30分）1.当一个K层电子被激发而形成空位时，一个M层电子填补K空位，产生的特征X射线称②射线。
①Kα②Kβ③Mα④Mβ2.电子束与固体相互作用一般不会产生④。
①二次电子与俄歇电子②二次电子与透射电子③特征X射线与俄歇电子④二次电子与二次离子。
3.电子探针微区分析的区域大小为②。
①mm级②μm级③nm级④原子级4.扫描电镜的放大倍数取决于③。
①电磁透镜的放大率②电磁透镜的磁场强度③电子束扫描区域与荧光屏显示区域的比值④二次电子产生效率5.扫描电镜与透射电镜相比具有①的优点。
①景深大，放大倍数高②样品无须导电③景深大，样品制备方便④对晶体缺陷分辨率高6.X射线光电子能谱仪的工作原理是②。
①用X射线照射样品，分析产生的电子强度②用X射线照射样品，分析产生的电子能力③用电子束射样品，分析产生的特征X线强度④用电子束射样品，分析产生的特征X线能力7.X射线光电子能谱适用于进行③分析。
①材料化学成分的精确定量②材料内部原子结构与排列③材料的化学组成与化学状态④材料的表面微观形貌8.透射电镜一般不具备②的功能。
同济大学材料研究方法思考题答案.doc
同济大学材料研究方法思考题答案第1章2、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；按用途分为：建筑材料、航空材料、电子材料、半导体材料、生物材料、医用材料。
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，冇哪些相应的研究方法？答：任务：材料研究应着重于探索制备过程前后和使用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）、性能和效能及其之间的相互关系，或者说找出经…定工艺流程获得的材料的组成（结构）对于材料性能与用途的影响规律，以达到对材料优化设计的冃的，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中有那些主要应用？答：现代材料研究的主X射线实验方法在材料研究屮主耍有以下几种应用：（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屮的含量（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Brag呂方程，并对方程中的主要参数的范围确定进行讨论.答：见书。
3、X射线衍射试验主要冇那些方法，他们各冇哪些应用，方法及研究对象.而且实验方法及样品的制备简单，所以，在科学研究和实际生产中的应用不可缺少；而劳厄法和转晶法主要应用于单晶体的研究，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2、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：分辨本领：指显微镜能分辨的样品上两点间的最小距离；以物镜的分辨本领来定义显微镜的分辨1本领。
同济大学材料研究方法复习重点
材料研究方法复习重点第三章XRDXRD这一章中布拉格方程必出一道题,布拉格方程是XRD的基本原理,是理解XRD的关键,所以怎么强调都不过分。
应用分析题也必出题,而且可以不止一道,极有可能出两道题,还可能以分析题的形式存在。
3.1X射线的物理基础这个内容去年考过。
考X射线的物理性质确实挺出乎我的意料。
因为这个知识点太简单了。
历年考过的题有:1.X射线与物质相互作用时会产生那些效应?利用其中那些效应可以进行晶体结构的分析鉴定?如何利用X射线衍射分析法鉴定晶态与非晶态?(04)2.画出晶体对X射线衍射的示意图(04)6.简述特征X射线的产生,性质和应用。
(07)在解答这些题的时候只要把书上X射线的基本定义、性质用自己的语言叙述出来就可以了。
这些都是送分题。
并且这里很受出题老师的青睐的,基本上每个知识点都出过题,还有出下去的趋势。
3.2X射线衍射原理在上面已经介绍过了衍射原理布拉格方程比出题。
这方面在我的研究生复习题中阐述的非常详细。
再加上真题应该是足够了。
真题如下:1.画出晶体对X射线衍射的示意图,写出布拉格方程,并说明该方程中各参数的意义。
(04) 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。
(07)从这两道题也可以大概的看出这些年命题的基本趋势。
其中04的这道题综合性不大,而且考的也比较简单,把布拉格方程写出来,并说明个参数的意义就可以了。
而07的这道题要求对布拉格方程的认识要更加深刻,还和X射线粉末衍射物相鉴定过程相综合。
但只要复习到位,并理解重要内容的意义,也是没什么难度的。
劳厄方程和厄瓦尔德图解是不做要求的,劳厄方程很好理解,可以掌握它以拓宽知识面,但厄瓦尔德图解很不好理解,需要点阵的知识,只作阅读内容就可以了。
考试和学知识就是差距大,其实如果不能熟练的掌握倒易点阵的知识,就什么也干不了,XRD就算白学,中国教育体制的悲哀啊!3.3 X射线衍射束的强度这一小节考纲上写的很含糊。
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。
。
同济土木材料复习题4
土木材料复习题4第8章一、填空题1 根据分子的排列不同，聚合物可分为＿＿聚合物，＿＿聚合物和＿＿聚合物。
2 塑料的主要组成包括合成树脂，＿＿，＿＿和＿＿等。
1 线型支链网状2 填充料增塑剂固化剂二、选择题1 下列＿＿属于热塑性塑料。
①聚乙烯塑料②酚醛塑料③聚苯乙烯塑料④有机硅塑料A ①②B ①③C ③④D ②③2 填充料在塑料中的主要作用是。
A 提高强度B 降低树脂含量C 提高耐热性D A＋B＋C3 按热性能分，以下哪项属于热塑性树脂。
A 聚氯乙烯B 聚丙稀C 聚酯D A＋B1 B2 D3 D三、是非判断题1 由单体自备聚合物的基本方法有加聚反应和缩聚反应。
2 热塑性树脂与热固性树脂相比具有强度大，粘结力强，变形小等特点，可用于结构材料。
3 聚合物的老化主要是由于高分子发生裂解这一类不可逆的化学反应造成的。
4 塑料和橡胶的最高使用温度称为玻璃化温度。
1 对2 错3 错4 错四、名词解释1 热塑性树脂2 热固性树脂1 热塑性树脂指可反复加热软化，冷却硬化的树脂。
2 仅在第一次加热时软化，并且分子间产生化学交联而固化，以后再加热不会软化的树脂。
五、问答题1 某装修公司要承包一间歌舞厅的内外装修，欲采用塑料地板，妥否？答: 不好。
歌舞厅是公共娱乐场所,进行室内装修时选用饰板除了要达到高雅的装饰效果外,必须注意消防安全,所以须选用有阻燃效果的饰板,2000年6月河南XX市一卡拉OK厅,由于火灾,造成150人死亡的悲剧,其中装饰材料的可燃性是本次事故的重要原因。
2 在粘结结构材料或修补建筑结构（如混凝土、混凝土结构）时，一般宜选用哪类合成树脂胶粘剂？为什么？答: 粘结结构材料时，一般宜选用结构胶粘剂,就是热固性胶粘剂,因为结构材料通常是要承受较大的作用力,非结构胶粘剂与被粘物没有化学键的结合,所能提供的粘接力有限,而结构胶粘剂在粘合的同时还产生化学反应,能给粘合面提供较大的作用力.常用结构胶粘剂有:环氧树脂,不饱和聚酯树脂,α－氰基丙烯酸酯胶等.修补建筑结构（如混凝土、混凝土结构）时，同样宜选用结构胶粘剂,同样也是因为建筑结构也要承受较大的作用力的缘故。
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。
同济大学材料研究方法专业课复习重点归纳
考试重点：1-2章一般不会考1.2图表从总体上把握一下就可以了第三章图3.1 大致了解①X射线的性质；②可见光。
图3.2 X射线的产生3.1.2.2 同步辐射X射线的特点图3.6 特征X射线的产生（重点）3.15 X射线与物质的相互作用（重点）图3.8要熟记3.2 X射线的衍射（相干散射）劳厄方程布拉格方程（重点计算题可能出）厄瓦尔德不考影响衍射强度的因素的条件（重点）3.4实验方法以及样品的制备德拜—谢东照相法、聚焦法、单晶法均不考3.4.2粉末衍射仪法第一句话图3.30中a图的夹角的由来弄清粉末衍射仪中连续扫描和步进扫描的区别3.4.2.3不是重点3.4.2.4 不考3.4.2.5样品的制备（重点）3.4.2.6 不考3.5 X射线粉末衍射物相的定向分析（重点）PDF卡片中字母索引、哈那瓦尔特索引、芬克索引排列方法结合图形怎么看定性分析过程（不是重点）X射线物相定量分析两个公式（3.53与3.54）外标法与内标法不考3.7.7X射线衍射结构分析中的应用高分子、无机、玻璃中的应用总结出来（细节不必太在意）在其余方面的应用也要整理出来第四章电镜分析引言部分也要注意一下工作原理、特点（重点）图4.3能够画出来以及记住上面两句话表格4.2 光学显微镜与透射电镜的比较（重点）4.2.2 作用原理（看4.8图）透射电镜样品的制备（重点）质厚衬度（重点）定义原理（公式不需要记）小孔径角成像(有用)4.2.5.2透射电镜中电子衍射的特点（三句话）（3）选区电子衍射基本原理4.2.6衍射衬度成像原理明场成像、暗场成像（重点）4.2.6.2 衍射衬度图像分析不考4.2.7投射电镜应用举例（重点）4.3 扫描电镜工作原理扫描电镜成像的物理信号扫描电镜的主要性能：放大倍数M和分辨本领（重点）、景深（重点）、焦长（重点）。
4.3.5扫描电镜的样品的制备4.3.6 像衬度4.3.6.1 形貌衬度4.3.6.2 （重点）原子序数衬度背散射电子像衬度与吸收电子像衬度应用举例电子探针特点和工作原理检测特征X射线的波长和强度是X射线谱仪（波谱仪或能谱仪来完成的）4.4.2不考波谱能谱的8个优缺点实验方法不考样品制备（三句话）4.4.3.3分析方法（大标题说说，内容了解一下）定量分析（看一下）目的是要求出试样中某元素的浓度（重量百分数）它的依据是某元素的X射线强度在试样中的浓度成比例4.4.5 应用举例第四章一定记着每个分析方法的原理、样品制备、应用等，并且自己最好能总结一下每个方法的异同第五章热分析（概念）四大热分析技术DTA装置图（重点）差热分析曲线图（必考）结合所给文字影响因素基本上背标题DSC （热流型与功率补偿型）定义图5.9（重点）5.4.4.2不考5.5（重点）热天平、弹簧秤看看5.5.2 需要看看5.5.3 因素5.5.3.1 基线漂移（重要）以下的各个因素需要看看5.6.1 热膨胀分析法膨胀系数机械不考分析应用第5-22页放、吸热对应图谱分析相对的各个峰5.7.1.2 分析理解应用（重点）5.7.1.4 应用图5.27 （重点）热重分析（TG）、DTA、DSC应用紫外（重点）红外产生条件：两个6.10最后一句话红外活性和非红外活性6.3.4 分子振动的形式（重点）6.3.7 外部内部（重点）6.3.11 试样制备（重点）（紫外和红外）固、气、液材料应用6.3.12.2（重点）6.4（重点）什么叫拉曼，定义、特点。
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同济大学材料学院材料学专业——2004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一、真题考试年份：2004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1．X射线与物质相互作用时会产生那些效应？利用其中那些效应可以进行晶体结构的分析鉴定？如何利用X射线衍射分析法鉴定晶态与非晶态？2．画出晶体对X射线衍射的示意图，写出布拉格方程，并说明该方程中各参数的意义。
3．X射线衍射方法在材料研究中有哪些应用？请具体阐述。
4．请阐述电子与固体物质相互作用时产生的各种电子信号，并介绍这些电子信号在材料分析研究中的各种用途。
5．试讨论加热速度、试样颗粒度、炉内压力和气氛对差热分析结果的影响，为什么说差热分析只能进行定性或半定量分析，而示差扫描量热分析法则可以进行定量分析？6．通常在一张NMR谱图中可以得到哪些基本信息？并举例说明NMR在材料结构分析中的应用。
7．影响热重曲线的因素有哪些？如何保证热重分析的精确度？举例说明热重分析在材料研究中的应用8．请介绍透射电镜分析时的块状样品表面复型种类和复型方法。
为何电子显微分析可以获得较光学显微分析高得多的分辨。
9．请阐述电子探针X射线显微分析的基本原理和应用，并比较两种常用的X射线谱仪——波谱仪和能谱仪的特点。
10．如何利用差热分析、热重分析和热膨胀分析来区分无机材料中的脱水分解、氧化、多晶转变、烧结等过程？11．微晶玻璃是一种在玻璃基体中均匀析出所需微晶相的新材料，在微晶玻璃材料研究过程中，需要掌握玻璃转变温度Tg、析晶温度、析出晶体的第 1 页共11 页晶相种类、以及析出晶体尺寸形貌等物性数据。
通过哪些测试方法可以方便地获得这些数据？并请介绍在这些测试图谱中获取所需数据的具体过程。
12．有机高分子材料的TEM和SEM的试样有哪些特点。
13．试画出有机高分子材料DSC的特征曲线，并说出相应的焓变峰或转变区的物理化学含义。
14．试推断下图所示二张IR谱图所代表聚合物的类别，并写出解析过程。
第 2 页共11 页二、解析1. X射线与物质相互作用时会产生那些效应？利用其中那些效应可以进行晶体结构的分析鉴定？如何利用X射线衍射分析法鉴定晶态与非晶态？参考答案：X射线可使一些物质发出可见的荧光，使离子固体发出黄褐色或紫色的光，破坏物质的化学键，促使新键形成，促使物质的合成，引起生物效应，导致新陈代谢发生变化。
但就X射线与物质之间的物理作用，可分为X射线散射与吸收。
利用X射线的散射效应可以进行晶体结构的分析鉴定。
利用X射线衍射分析法鉴定晶态与非晶态观察得到的衍射图谱即可，如被分析材料为晶态，则图谱为明显的衍射峰；若为非晶态，则为“馒头峰”。
试题解析：第 3 页共11 页1）知识点：3.1.5 X射线与物质的作用2）答题思路：叙述基本概念即可，送分题。
3）历年考频：此考点在近五年中共出现3次，分别为：04，06，07年。
2. 画出晶体对X射线衍射的示意图，写出布拉格方程，并说明该方程中各参数的意义。
参考答案：1.见书71页图3.15 面网“反射”X射线的条件2. 布拉格方程为 2dsinθ=nλ式中 n为整数；θ角称为布拉格角或掠射角，又称半衍射角，λ为入射线波长； d为晶面间距。
试题解析：1）知识点：3.2.2 劳厄方程和布拉格方程2）答题思路：叙述基本概念即可。
3）历年考频：此考点在近五年中共出现5次，每年都会出题，应引起高度重视。
3.X射线衍射方法在材料研究中有哪些应用？请具体阐述。
参考答案：现代材料研究的主X射线实验方法在材料研究中主要有以下几种应用：（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试题解析：1）知识点：X射线物相分析2）答题思路：综合性概念知识3）历年考频：此考点在近五年中共出现3次，分别为：04，06，07年。
4.请阐述电子与固体物质相互作用时产生的各种电子信号，并介绍这些电子信号在材料分析研究中的各种用途。
参考答案：1.背散射电子2. 二次电子3. 吸收电子4. 透射电子5. 特征X射线6.俄歇电子这些电子信号在材料分析中有很广泛的应用，利用这些电子信号而发明了扫描电子显微镜和电子探针等仪器，其中背散射电子和二次电子常用作扫描电镜的电子源；利用俄歇电子可以制成俄歇电子显微分析仪；利用特征X射线发明了电子探针。
吸收电子和透射电子由于分辨率较差，所以应用较少。
试题解析1）知识点：扫描电镜成像成像的物理信号等内容第 4 页共11 页2）答题思路：综合所学知识点3）历年考频：此考点在近五年中共出现2次，分别为：04，07年.5.试讨论加热速度、试样颗粒度、炉内压力和气氛对差热分析结果的影响，为什么说差热分析只能进行定性或半定量分析，而示差扫描量热分析法则可以进行定量分析？参考答案：答：P2161.升温速度在差热分析中，升温速度的快慢对差热曲线的基线、峰型和温度都明显的影响。
升温越快，更多的反应将发生在相同的时间间隔内，峰的高度、峰顶或温差将会变大，因此出现尖锐而狭窄的峰。
同时，不同的升温速度还会明显影响峰顶温度。
2.颗粒的大小会对差热曲线有显著的影响。
对于有气相反应来说都要经过式样颗粒表面进行，因此粒度越小其表面积越大，反应速度越快，峰温向低温方向移动；另外，又因细粒度装填妨碍了气体扩散，使粒间分压变化，峰型扩张，峰温又要向高温方向移动。
3.压力对反应中体积变化很小的试样影响不大，而对于体积变化明显的试样则影响显著。
对于气氛控制通常有两种形式，静态气氛和动态气氛。
只要控制好气体流量就能获得好的实验结果。
在差热分析中当试样发生热效应时，试样本身的升温速度是非线性的，而且在发生热效应时，试样与参比物及试样周围的环境有较大的温差，它们之间会进行热传递，降低了热效应测量的灵敏度和精确度，所以DTA仅能进行定性和半定量分析。
而DSC克服这些不足，通过对试样因发生热效应而发生的能量变化进行及时的应有的补偿，保持试样与参比物之间温度始终保持相同，无温差、无热传递，使热损失小检测信号大，可进行实现定量分析。
试题解析：1）知识点：5.3.2 差热曲线的影响因素2）答题思路：综合差热曲线的影响因素进行分析3）历年考频：此考点在近五年中共出现2次，分别为：04，07年。
6.通常在一张NMR谱图中可以得到哪些基本信息？并举例说明NMR在材料结构分析中的应用。
参考答案：答：通常，在一张核磁共振图谱上可以获得三方面的信息，即化学位移、耦偶合裂分和积分线。
核磁共振谱在材料分析研究中的应用很广泛，主要有：1.材料的定性鉴别2.化合物数均相对分子质量的测定3. 共聚物组成的测定4.分子结构的测定和聚合反应历程研究试题解析：第 5 页共11 页1知识点：核磁共振谱的分析与核磁共振技术的应用2答题思路：综合两方面信息进行解答3历年考频：此考点在近五年中共出现1次，分别为：04年。
7.影响热重曲线的因素有哪些？如何保证热重分析的精确度？举例说明热重分析在材料研究中的应用。
参考答案：热重分析的特点：热重分析就是在程序控制温度下测量获得物质的质量与温度关系的一种技术。
其特点是定量性强，能准确地测量物质的质量变化及变化的速率。
影响因素：1）热重曲线的基线漂移：基线漂移是指试样没有变化而记录曲线却指示出有质量变化的现象，它造成试样失重或增重的假象。
这种漂移主要与加热炉内气体的浮力效应和对流影响、Knudsen力及温度与静电对天平机构等的作用紧密相关。
2）升温速率：升温速率直接影响炉壁与试样、外层试样与内部试样间的传热和温度梯度。
但一般地说升温速率并不影响失重量。
对于单步吸热反应，升温速率慢，起始分解温度和终止温度通常均向低温移动，且反应区间缩小，但失重百分比一般并不改变。
3）炉内气氛。
4）记录纸走纸速度：记录纸走纸速度对热重曲线的清晰度和形状有很大影响。
5）坩埚形式：坩埚的结构及几何形状都会影响热重分析的结果。
6）热电偶位置。
7）试样因素：试样量从两个方面影响热重曲线：a、试样的吸热或放热反应会引起试样温度发生偏差，用量越大，偏差越大；试样用量对逸出气体扩散和传热梯度都有影响，用量大则不利于热扩散和热传递。
b、试样粒度对热传导和气体的扩散同样有较大的影响：试样粒度越细，反应速率越快，将导致热重曲线上的反应起始温度和终止温度降低，反应区间变窄；粗颗粒的试样反应较慢。
c、试样装填方式对热重曲线的影响，一般地说，装填越紧密，试样颗粒间接触就越好，也就越利于热传导，但不利于气氛气体向试样内的扩散或分解的气体产物的扩散和逸出。
通常试样装填得薄而均匀，可以得到重复性好的实验结果。
d、试样的反应热、导热性和比热容对热重曲线也有影响，而且彼此还相互联系。
e、试样的热反应性，历史和前处理、杂质、气体产物性质、生成速率及质量，固体试样对气体有无吸附作用等试样因素也会对热重曲线产生影响。
精度问题：1.减小热重曲线曲线的漂移，理想的方法是采用对称加热的方式，从而影响热重基线。
2.降低升温速率。
3.提高气氛压力。
4.选取合理坩埚形式。
5.热电偶位置正确。
应用：可用来研究含水矿物的结构及热反应过程、测定强磁性物质的居里点温度、测定计算反应的反应级数和化学能等。
在测定在玻璃、陶瓷和水泥材料的研究方面也有着较好的应用价值。
试题解析：第 6 页共11 页1知识点：热重分析的基本影响因素及应用2答题思路：归纳两方面的内容即可3历年考频：此考点在近五年中共出现1次，分别为：04年。
8.影响红外光谱谱带频率和强度的因素有哪些？并举例说明红外光谱在材料分析中的应用。
参考答案：（1）外部因素。
与试样状态、测定条件、溶剂极性等有关。
（2）内部因素。
A. 电效应，包括(a)诱导效应，某些电负性大的元素的加入，会引起键强变化，导致其振动频率向高频或低频移动；(b)共轭效应，共轭效应使共轭体系中的电子云密度平均化，使原来的双键电子云密度降低，振动频率降低；(c)偶极场效应，分子内空间中的电子、键分布会导致键性变化，使振动频率偏移；B. 氢键。
氢键使电子云密度平均化，羰基的键性减弱，振动频率降低。
C. 振动的偶合。
如果两个基团的振动频率相近，其相互作用会使谱带裂分成两个，一个低于正常频率，一个高于正常频率，称振动偶合。
D. 费米共振。
当一振动的倍频与另一振动的基频接近时，因相互作用而产生很强的吸收峰或发生裂分，称为费米共振现象。
E. 其他因素。
如立体障碍、环的张力等。
应用：定性分析 1 试样的分离与精制 2. 了解与试样性质有关的其他方面的因素 3. 图谱的解析定量分析试题解析：1知识点：6.3.7 影响基团频率位移的因素 6。