材料研究方法资料

1.定性理解差热分析（DTA）、差示扫描量热法（DSC）、热重法（TG）和动态力学热分析(DMTA)等热分析技术的基本原理及影响因素；

2. 掌握热分析曲线解析方法和热分析技术在材料研究领域中的具体应用；

3.定性地理解在红外光谱（IR）中分子结构对吸收峰位置的影响；

4.学会利用解析红外光谱图谱并辨别未知物分子结构中的官能团；

5.定性地理解核磁共振（NMR）的物理原理及影响化学位移和自旋-自旋裂分的因素；

6.学会解析核磁共振氢谱（1H-NMR），并学习综合利用IR和NMR等分析推断有机分子和聚合物的结构。

三、思考题节选

X射线衍射

解释名词：1.特征X射线2.相干散射3.倒易矢量 4.倒易球5.光电效应6.吸收限7.俄歇效应

8.X射线的激发电压9.X射线的工作电压10.非相干散射11.晶带12.晶带定律13.倒易点阵

简答题

1. X射线产生的条件是什么？

2. 空间点阵与晶体结构是什么关系？

3. 干涉指数与晶面指数是什么关系?

4. X射线在晶体中产生衍射的极限条件是什么？

5. 倒易矢量的基本性质？

6. X射线分析中工作电压如何选择?

7. X射线衍射仪中测角仪其什么作用？

8. 写出X射线定性物相分析的程序？

9. X射线衍射仪有什么用途？

10.什么是厄瓦尔德作图法？

11.正点阵中，同一晶带的面在倒易空间中与什么相对应？

12.四种类型点阵的系统消光规律？

13.用厄瓦尔德图法解释劳厄法的成像原理和劳厄斑点的分布规律？

14.什么是X射线粉末法衍射花样指数化方法？

15.什么是X射线谱中，波长最短的短波限对应的X射线光子能量应是最大，但为什么最大强度出现在中央、

16.说明标识X射线谱产生的机理。

17.用CuKαX射线摄得某物质的10条衍射峰，其θ角为21.89。，25.55。, 37.59。，45.66。, 48.37。，59.46。, 69.64。，74.05。, 74.61。,求其晶体结构、标定指数和晶格常数。

透射电镜

1.透射电子显微镜电子光学系统由哪几部分构成，各组成部分的主要功能有哪些？

2.透射电镜像差有哪些？产生的原因和影响因素是什么？

3.什么是微栅膜？如果有一平均粒度为20nm且分散性很好的纳米材料，如何选择载网支撑膜并制备合格的透射电镜样品？

4.衍射谱形成过程的物理本质是什么？如何利用布拉格公式或厄瓦尔德作图法来理解衍射谱的形成过程？

5、什么是倒易点阵？试说明倒易点阵与电子衍射谱之间的关系。

6.如图所示为某晶体的衍射谱，其中r1=r2，φ=60。。试分别按体心立方、面心立方、密排六方结构标定各斑点指数并确定晶带轴。

7．什么是衬度？透射电镜显微图像中有哪几种可能的衬度，产生的原因是什么？

8．衍衬运动学理论和动力学理论有什么联系和区别？试利用这两种理论分别解释等倾消光条纹的特点。

9、什么是双光束条件？如何获得中心明场像和中心暗场像？

10.缺陷衬度的来源是什么？如何通过透射电镜确定缺陷的位移矢量？

11.如果图4-66中所有位错均为全位错，根据此图是否可以确定位错A、B、D和E的柏格斯矢量？

12.什么是相位衬度和Scherzer欠焦条件？晶格条纹像与结构像有什么区别？

扫描电子显微镜和电子探针分析

1.电子束入射固体样品表面会激发哪些信号？它们有哪些特点和用途？

2.试比较透射电镜和扫描电镜的结构原理和成像特点。

3.扫描电镜的分辨率受哪些因素影响？所谓扫描电镜的分辨率是指用何种信号成像时的分辨率？

4.简述扫描电镜的特点。

5.扫描电镜在材料研究中有哪些应用？

6.要分析钢中碳化物成分和基体中碳含量，应选用哪种电子探针仪？为什么？

7.说明背散射电子像和吸收电子像的原子序数衬度形成原理，并举例说明在分析样品中元素分布的应用。

8.简述电子探针的基本工作方法及其应用。

扫描隧道显微镜和原子力显微分析

1.扫描隧道显微镜的工作原理是什么？什么是量子隧道效应？

2.扫描隧道显微镜主要常用的有哪几种扫描模式？各有什么特点、

3.隧道电流设定的大小意味着什么？

4.原子力显微镜有哪些工作模式？

5.STM、AFM、TEM、SEM各有什么特点？

第11章

1. 简述差热分析的原理及应用范围。

2. 试述差热分析中放热峰和吸热峰产生的原因有哪些？

3. 试解释差热分析的自动补偿作用。

4. 差热曲线包括哪些特征参数？结合实际应如何选取和应用？

5. 影响差热分析的仪器、试样和操作因素是什么？

6. 试推导定量DTA的曲线方程。

7. 为何差热分析只能进行定性和半定量分析？

第12章

1. 简述差示扫描量热法的原理和特点。

2. 差示扫描量热法是如何实现定量分析的？

3. 试述差热分析中放热峰和吸热峰产生的原因？

4. 请比较差热分析和差示扫描量热法的优缺点。

5. 试推导差示扫描量热法的曲线方程，并分析影响其曲线的因素。

第13章

1. 简述热重法的测试原理。

2. 简述热重法的影响因素。

3. 热重法与微商热重法相比各有何特点？

4. 举例说明热重法在材料研究中的应用。

第14章

1. 简述静态力学热分析中温度的校正方法。

2. 简述动态力学热分析的测试原理。

3. 请简述动态力学热分析的试验方法。

4. 举例说明动态力学热分析在材料研究中的应用。

5. 如何采用热分析方法测定高分子材料的玻璃化转变温度？

第15章

1. 产生红外吸收的条件是什么?是否所有的分子振动都会产生红外吸收光谱?为什么?

2. 红外光谱定性分析的基本依据是什么？简要叙述红外定性分析的过程。

3. 何谓基团频率?它有什么重要用途?

4. 何谓指纹区？它有什么特点和用途？

5. 计算乙酰氯中C=O和C-Cl键伸缩振动的基本振动频率(波数)各是多少? 已知化学键力常数分别为12.1 N/cm和3.4N/cm。

6. 化合物C2H5ON的红外光谱图如图15.18所示，试推断其结构。

图15.18化合物C2H5ON的红外光谱图

第16章

1. 简述核磁共振产生的条件。

2. 何谓化学位移？影响质子化学位移值的因素有哪些？

3. 何谓自旋偶合?何谓自旋分裂?它们在NMR分析中有何重要作用？

4. 在测定固体试样的核磁共振谱时，为何一般要配成溶液？

5. 某一化学式为C8H10的化合物，由其1H-NMR可知δH分别为1.2 ( t ,3H )，2.6 ( q ,2H ) ，7.1 ( b ,5H ) ppm，试推测该化合物的结构。