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无机结构及功能材料 复习资料

无机结构及功能材料  复习资料
无机结构及功能材料  复习资料

无机功能及结构材料复习资料

名词解释:

功能材料:以特殊的电、磁、声、光、热、力、化学及生物学等性能作为主要性能指标的一类材料,是用于非结构目的的高技术材料。

结构材料:指具有抵抗外场作用而保持自己的形状、结构不变的优良力学性能,用于结构目的的材料。

智能材料:是指具有感知环境刺激,对之进行分析、处理和判断,并采取一定措施进行适度响应的智能特征的材料。

迈斯纳效应:超导状态下,外磁场的磁化使超导体表面产生感应电流,感应电流在超导体内产生的磁场正好和外磁场抵消,导致超导体内部磁场为零,即具有完全抗磁性这种想象就是迈斯纳效应。

磁功能材料:指利用材料的磁性能和磁效应实现对能量及信息进行转换、储存或改变能量状态等功能作用的材料。

形状记忆效应:是指将材料在一定条件下进行一定限度以内的变形后,再对材料施加适当的外界条件,材料的变形随之消失而回复到变形前的形状的现象。

压电效应:某些电介质当沿一定方向对其施力而变形时内部产生极化现象,同时在它的表面产生符号相反的电荷,当外力去掉后又恢复不带电的状态,这种现象称为正压电效应;在介质极化方向施加电场时电介质会产生形变,这种效应又称逆压电效应。

光生伏特效应:光照射半导体PN结时,会在PN结处产生电子-空穴对,在PN结内建电场的作用下,空穴被扫向P区,电子被扫向N区,从而在PN结两侧产生光生电动势,这一现象称为光生伏特效应,简称光伏效应。

压阻效应:对半导体施加应力时,除了产生形变外,同时也改变了半导体载流子的分布和运动状态,导致材料宏观电阻率发生变化。这种由外力作用引起材料电阻率变化的现象称为压阻效应。

磁阻效应:若给通以电流的金属或半导体材料薄片施加与电流垂直或平行的外磁场,则其电阻值就增加。这种现象称为磁滞电阻变化效应,简称磁阻效应。

光致变色:光致变色是指一个化合物A,在适当波长的光辐照下。可进行特定的化学反应或物理效应,获得产物B,由于结构的改变导致其吸收光谱(颜色)发生明显的变化,而在另一波长的光照射或热作用下,产物B又能恢复到原来的形式。

填空题:

1、介电陶瓷材料在电场作用下产生极化主要有四种,即电子极化、离子极化、

偶极子极化和空间电荷极化。

2、导电陶瓷按导电原理可分为电子导电陶瓷和离子导电陶瓷。

3、PTC热敏半导体是一类具有正温度系数的半导体陶瓷,CTR半导体陶瓷是具有

负温度系数临界电阻的半导体陶瓷。

4、制造透明陶瓷的关键是消除气孔和控制晶粒异常长大。

5、根据磁化率的大小及其变化规律,物质的磁性分为铁磁性、亚铁磁性、

顺磁性、逆磁性和反铁磁性。

6、纳米材料的基本特性包括小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和

宏观量子隧道效应。

7、约束超导现象的三大条件是临界温度、临界磁场和临界电流。

8、智能材料由基体材料、传感材料、驱动材料和信息处理四部分构成。

9、精细陶瓷又称为高性能陶瓷、高技术先进陶瓷,按其用途可分为精细结构陶瓷和

精细功能陶瓷两大类。

10、N iTi形状记忆合金的两个特性是形状记忆效应和超弹性。

11、硬磁材料具有强的抗退磁能力和高的剩余磁感应强度的强磁性材料,又称

永磁材料。

12、根据随温度变化材料形状变化不同,形状记忆效应主要可分为单程记忆效应、

双程记忆效应和全程记忆效应三大类。

判断题

(√)1、光学材料主要是指光介质材料和光功能材料,光纤材料是光介质材料,而激光材料是光功能材料。

(×)2、超导材料必须把磁场线完全排斥在体外才具有超导效应。

(×)3、与超导合金材料相比,元素超导体具有塑性好、易于大量生产、成本低等优点。(√)4、铁氧体主要应用于高频技术,例如无线电、电视、自动控制等众多领域。(√)5、压电晶体不一定具备热释电效应,但热释电晶体一定存在压电效应。

(×)6、功能材料是以力学性能为其主要指标的材料。

(×)7、纳米材料及含有颗粒尺寸在0.1~100nm范围类的材料。

(√)8、CVD为化学气相沉积技术的简称。

(×)9、隐身材料就是一种肉眼不见其身影的材料。

(√)10、金属的电阻率一般随温度升高而升高

(×)11、金属氢化物的吸氢与释氢是在同一温度和同一压力下进行。

(×)12、超导材料的唯一特性是零电阻现象。

选择题

1、晶体中大量原子集合在一起,原来相同的能级分裂为大量的与原来能级很接近的新能级,这些新能级所分布的能量范围称为:(A )

(A) 能带(B) 允带(C) 满带(D) 禁带

2、梯度功能材料属于下列材料中的哪一种:(B )

(A) 合金材料(B) 复合材料(C) 结构材料(D) 形状记忆材料

3、生物材料植入人体后,与基体组织直接接触,在生理环境作用下逐渐被腐蚀,将这种反应称为:(D )

(A) 宿主反应(B) 过敏反应(C) 失效反应(D) 生理腐蚀反应

4、制备半导体薄膜有多种方法,其中等离子体化学气相沉积法的缩写是:(A )

(A) PCVD (B) CVD (C) MCVD (D) AVD

5、功能薄膜材料属于下列哪一种材料形态:(C )

(A) 零维(B) 一维(C) 二维(D) 三维

6、下列指标不是结构材料力学性能指标的是:(C )

(A) 强度(B) 硬度(C) 切削性能(D) 疲劳强度

7、形状记忆材料不属于下列材料中的哪一种:(B )

(A) 合金材料(B) 复合材料(C) 功能材料(D) 智能材料

8、纳米尺度的物质,其熔点显著减小,这种效应属于:(B )

(A) 表面效应(B) 小尺寸效应(C) 量子尺寸效应(D) 宏观隧道效应

9、下列关于磁性材料的说明正确的是:(D )

(A) 任何条件下都具有磁性(B) 在居里温度和熔点之间具有磁性

(C) 仅在居里温度以上具有磁性(D) 仅在居里温度一线才具有磁性

10、环境材料同时具有满意的使用性能和环境协调性,环境协调性指的是(A )

(A) 对资源和能源的消耗少,对环境污染少(C) 对资源和能源的消耗少,对环境污染多(B)

对资源和能源的消耗少,对环境无污染(D) 对资源和能源的消耗多,对环境污染少

简述题

1、简述超导现象及超导材料的基本特性。

超导现象:材料在一定温度以下,其电阻为零的现象。)

超导材料的基本特性:

1)完全导电性:超导体进入超导态时,其电阻率实际上等于零。

2)完全抗磁性:无论开始时是否有外磁场,超导体变为超导态后,体内的磁感应强度恒为零,即超导体能把磁力线全部排斥到体外。

2、简述梯度功能材料及其主要特性。

梯度功能材料:两种或多种单相材料复合成结构和组分呈现连续梯度变化的一种新型复合材料。

梯度功能材料主要特征:

1)材料的结构和组分成连续梯度变化;

2)材料内部没有明显的界面;

3)材料的性质也相应呈连续梯度变化。

3、简述储氢材料(合金)的储氢原理及潜在应用。

储氢原理:储氢材料(合金)在室温和常压条件下能迅速吸收氢气(H2)并反应生成氢化物,使氢气以金属氢化物的形式储存起来,在需要的时候,适当加温或减小压力使这些储存着的氢释放出来以供使用。

潜在应用:可以用于氢的储存或运输、催化剂、发展镍氢电池、静态压缩机、热泵、温度传感器控制器等。

4、试说明形状记忆效应的几种主要形式。

形状记忆效应的几种主要形式:

1)单程记忆效应:将母相在高温下制成某种形状,再将母相冷却或加应力,使之发生马氏体相变,然后对马氏体任意变形,再重新加热至As点以上,马氏体发生逆转变。当温度升至Af点,马氏体完全消失,材料回复母相形状,而重新冷却时却不能恢复低温相时的形状。2)双程记忆效应:若加热时,恢复高温相形状,冷却时恢复低温相形状,即通过温度升降自发可逆地反复恢复高低温相形状的现象称之为双程记忆效应,又称可逆记忆效应。

3)全程记忆效应:这是一种加热时恢复高温形状,冷却时变为形状相同而取向相反的高温相的现象。

5、简述非晶态合金的形成条件和制备方法。

非晶态合金形成条件:原则上,冷却速度足够快,使熔体中原子来不及做规则排列就完成凝固过程,就形成非晶态金属。实际上,还要考虑材料的成分和各组元的化学性质,组元间的电负性及原子尺寸相差越大越容易形成非晶态合金。

非晶态合金制备方法:

1)由气相直接凝固聚成非晶态固体,如真空蒸发、溅射、气相沉积等;

2)由液态快速淬火获得非晶态固体,是目前应用最广泛的非晶态合金制备方法;

3)由结晶材料通过辐照、离子注入、冲击波等方法制备非晶态材料,可在金属表面产生非晶层。

6、简述超导材料的三个临界参数。

1)临界温度:由正常态转变为超导态,及电阻变为零的温度。

2)临界磁场:将可以破坏超导态所需的最小磁场强度称为临界磁场。

3)临界电流:产生临界磁场的电流,即超导态允许流动的最大电流。

7、简述正温度系数热电材料和负温度系数热电材料。

正温度系数热电材料:温度升高,材料的电导率增加,这类材料多半是具有半导特性的金属氧化物和过渡金属的复合氧化物。

负温度系数热电材料:温度升高,材料的电导率下降,这类材料主要是掺杂半导体陶瓷。

8、简述正压电效应和逆压电效应。

正压电效应:当对压电材料施加应力时,压电材料收缩变形,压电材料内部的剩余极化强度减小,材料内表面束缚电荷表少,从而在材料两个端面产生多余的自由电荷,就会产生放电现象,这种由“压”产生“电”的效应叫正压电效应。

逆压电效应:当对压电材料施加一个沿极化方向的电场时,压电材料的剩余极化强度发生变化,使压电材料发生伸缩变形,这种由“电”产生“伸缩”的效应叫逆压电效应。

9、简述铁电体与反铁电体的区别,以及反铁电体为何可以用来制作大功率储能电容器。二者区别:铁电体是单电滞回线,反铁电体是双电滞回线。当外加电场撤除时,铁电体还保持较大的剩余极化,而反铁电体的极化状态消失。

制作电容器:由于铁电体存在剩余极化,大部分输入的能量被储存在材料中,只有很小一部分释放出来,而反铁电体不存在剩余极化,输入能量的绝大部分以电能的形式释放出来。

10、简述软磁材料和硬磁材料的区别及应用。

区别:硬磁材料在去掉外加磁场后可以在较长时间内保持其强磁性,且具有较高的矫顽力

和较大面积的磁滞回线面积。而软磁材料一旦撤去外加磁场则失去大部分会全部磁性,矫顽力小,可以反复被磁化。

应用:

硬磁材料:应用普遍,可应用于录音器、电话机等电讯器件及各种仪表中的磁铁和电子电路中的记忆原件等。

软磁材料:官方应用于通讯技术和电力技术中,可用于制造变压器、继电器、电极铁芯等电感元件。

新型无机非金属材料有哪些

新型无机非金属材料有哪些 新材料全球交易网 新型无机非金属材料有哪些?“新材料全球交易网”收集整理最全新型无机非金属材料知识点。更多增值服务,请关注“新材料全球交易网”。 一、重要概念 1、新型无机非金属材料 (1)是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。 (2)包括以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。 2、陶瓷 (1)从制备上开看,陶瓷是由粉状原料成型后在高温作用下硬化而形成的制品。 (2)从组分上来看,陶瓷是多晶、多相(晶相、玻璃相和气相)的聚集体。 3、玻璃 (1)狭义:熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机非金属物质。 (2)一般:若某种材料显示出典型的经典玻璃所具有的各种特征性质,则不管其组成如何都可称为玻璃(具有玻璃转变温度 Tg)。 玻璃转变温度:玻璃态物质在玻璃态和高弹态之间相互转化的温度。 具有Tg的非晶态新型无机非金属材料都是玻璃。 4、水泥 凡细磨成粉末状,加入适量水后,可成为塑性浆体,能在空气或水中硬化,并能将砂、石、钢筋等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料,通称为水泥。 5、耐火材料 耐火度不低于1580℃的新型无机非金属材料 6、复合材料 由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观(微观)上组成具有新性能的材料。 通过复合效应获得原组分所不具备的性能。可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联,从而获得更优秀的性能。 二、陶瓷知识点 1、陶瓷制备的工艺步骤 原材料的制备→坯料的成型→坯料的干燥→制品的烧成或烧结 2、陶瓷的天然原料 (1)可塑性原料:黏土质陶瓷成瓷的基础(高岭石、伊利石、蒙脱石) (2)弱塑性原料:叶蜡石、滑石 (3)非塑性原料:减塑剂——石英;助熔剂——长石 3、坯料的成型的目的

无机材料科学基础___第二章晶体结构

第 2 章结晶结构 一、名词解释 1.晶体:晶体是内部质点在三维空间内周期性重复排列,具有格子构造的固体 2.空间点阵与晶胞: 空间点阵是几何点在三维空间内周期性的重复排列 晶胞:反应晶体周期性和对称性的最小单元 3.配位数与配位多面体: 化合物中中心原子周围的配位原子个数 成配位关系的原子或离子连线所构成的几何多面体 4.离子极化: 在离子化合物中,正、负离子的电子云分布在对方离子的电场作用下,发生变形的现象5.同质多晶与类质同晶: 同一物质在不同的热力学条件下具有不同的晶体结构 化学成分相类似物质的在相同的热力学条件下具有相同的晶体结构 6.正尖晶石与反尖晶石: 正尖晶石是指2价阳离子全部填充于四面体空隙中,3价阳离子全部填充于八面体空隙中。 反尖晶石是指2价阳离子全部填充于八面体空隙中,3价阳离子一半填充于八面体空隙中,一半填充于四面体空隙。 二、填空与选择 1.晶体的基本性质有五种:对称性,异相性,均一性,自限性和稳定性(最小内能性)。 2.空间点阵是由 C 在空间作有规律的重复排列。( A 原子 B离子 C几何点 D分子)3.在等大球体的最紧密堆积中有面心立方密堆积和六方密堆积二种排列方式,前者的堆积方式是以(111)面进行堆积,后者的堆积方式是以(001)面进行堆积。 4.如晶体按立方紧密堆积,单位晶胞中原子的个数为 4 ,八面体空隙数为 4 ,四面体空隙数为 8 ;如按六方紧密堆积,单位晶胞中原子的个数为 6 ,八面体空隙数为 6 ,四面体空隙数为 12 ;如按体心立方近似密堆积,单位晶胞中原子的个数为 2 , 八面体空隙数为 12 ,四面体空隙数为 6 。 5.等径球体最紧密堆积的空隙有两种:四面体空隙和八面体空隙。一个球的周围有 8个四面体空隙、 6 个八面体空隙;n个等径球体做最紧密堆积时可形成 2n 个四面体空隙、 n 个八面体空隙。不等径球体进行堆积时,大球做最紧密堆积或近似密堆积,小球填充于空隙中。

无机非金属材料测试方法

1无机非金属材料测试技术是研究和解决如何测定无机非金属材料的成份、结 构和性能的一门学科。它是一门技术方法课,是无机非法金属材料专业的一门 重要的专业技术课 2利用光学显微镜可以对材料的显微结构(100-0.2μm的结构)进行研究。超显 微(0.2~0.01μm)的结构和微观结构(<0.01μm的结构) 3测试技术是材料质量检测的必要手段,研制出来的材料、生产出来的材料其成分、结构、性能是否达到使用要求,是否达到用户要求,是否达到行业标准、 国家标准、国际标准,必须采用一定的测试手段进行检测后才能得出结论。 4这种射线实际上是一种与无线电波、可见光、紫外线、γ射线类似的电磁波,它具有以下几个性质: 1. 波长极短 2. 具有波粒二象性 3. 穿透力极强 4. 对生物细胞有很强的破坏作用 5按成因可将X-Ray分为两类谱线:1连续X射线谱:成因:高速运动的电子 撞到阳极时突然减速,动能转变为光能释放出来。特点:有一个最短波长λ0, 在大于最短波长的某一范围内,其波长连续变化。用途:劳埃法用其作光源。 2特征X射线谱;成因:原子的内层电子被激发造成电子跃迁。特点:由若干条 特定波长的X-Ray构成,波长不连续。用途:X-Ray衍射分析的主要光源;元 素成分分析。 6当外层电子往内层空位跃迁时,其多余的能量不是以X-Ray的形式释放出来,而是传给原子的外层电子使之脱离原子,变成自由电子。这个过程称为俄歇作用。由俄歇作用产生的自由电子称为俄歇电子。 7X射线与物质相作用有散射(相干散射、不相干散射)、光电吸收、萤光散射、俄歇电子。 8相干散射:当X光子与原子内的紧束缚电子碰撞时,X光子仅改变运动方向,能量没有损失。这种散射线的波长与入射线的波长相同,并具有一定的相位关系,它们可以互相干涉,形成衍射图样,故称相干散射。X-Ray衍射分析就是 利用这种散射。 9非相干散射:当X光子与自由电子或束缚很弱的电子碰撞时,不仅运动方向 发生变化,而且能量也发生变化。不相干散射线由于波长各不相同,因此不会 互相干涉形成衍射线。 10被X射线击出壳层的电子即光电子。 9布拉格方程 2dsinθ=λ 11光电效应:X-Ray把原子中处于某一能级的电子打飞,使之脱离原子成为具 有一定能量的光电子,使原子处于激发状态,而它本身则被吸收。这个过程称 为光电吸收或光电效应。

最新无机材料工学复习题(1)

1.胶凝材料的定义和分类能够将散粒材料或块状材料粘结为一个整体,并经过自身的一系列物理,化学作用后具有一定的机械强度的物质,统称为胶凝材料。 2.气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料的区别?水泥属于哪一种?不加水水泥可以水化吗? 区别:气硬性胶凝材料只能在空气中硬化,而水硬性胶凝材料既能在空气中硬化,又能更好的在水中硬化。水泥属于水硬性胶凝材料;快硬水泥ZnO + H2P =Z n P + H2O 硬化时反应释放出水分亦可以达到硬化,即不加水水泥也可以水化。 2.水泥的分类方法:按用途和性能-通用水泥,专用水泥,特性水泥。按其所含的主要水硬性矿物-硅酸盐水泥,铝酸盐水泥,硫酸盐水泥,氟铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥。 3.硅酸盐水泥的化学成分和矿物成分是什么?化学成分:Cao,SiO2,Al2O3和Fe2O3四种氧化物;矿物组成:C3S(硅酸三钙),C2S(硅酸二钙),C3A(铝酸三钙),铁相固溶体(C4AF) 4.水泥生产中的“两磨一烧”指什么?生料粉磨、大窑煅烧和水泥粉磨(熟料粉磨) 5.熟料粉化的原因?如何抑制,水泥熟料生产为什么么要急冷?原因:(1)配料不当-C3S 少,C2S过多(2)煅烧和冷却不良(3)生料混合不均匀措施:合理配置原料,均匀掺入适量外加剂,对熟料急冷、加强煅烧操作等。急冷(1)可以提高熟料的反应活性和质量,(2)改善熟料的易磨性(3)回收余热,有利于熟料的输送,储存和粉磨(4)防止硅酸三钙分解(5增强水泥的抗铝酸盐性(6)避免B-C2S转化为r-C2S 6.水泥熟料煅烧的主要过程有哪些? 干燥与脱水——碳酸盐分解——固相反应——液相和熟料的烧结——熟料的冷却 7.影响碳酸钙分解的主要因素?(1)石灰石的结构和物理性质:结构致密,质点排列整齐,结晶粗大,晶体缺陷少的石灰石,质地坚硬,分解较困难如大理石(2)生料细度:细度细,颗粒均匀,粗粒少,有利于分解反应(3)生料悬浮分散程度:分散性好,会提高分解速(4)反应条件:温度增加,反应速度加快(5)粘土质组分的性质 9.影响水泥生料煅烧过程固相反应的主要因素? (1)生料的细度和均匀性,生料细,均匀性好,加快固相反应(2)温度和时间,温度升高,固相反应加快(3)原料性质原料中含有结晶二氧化硅和结晶方解石时,减慢固相反应(4)矿化剂可加速固相反应 10.水泥熟料组成矿物的水化速率顺序?放热速率顺序? 水化速率:C3A>C3S>C4AF>C2s;放热速率:铝酸三钙>硅酸三钙> 铁铝酸四钙> 硅酸二钙11.水泥胶结硬化过程钙矾石形成期:C3A率先水化,在石膏存在的条件下,迅速形成钙矾石。(2)C3S水化期:C3S开始迅速水化,大量放热(3)结构形成和发展期:此时,放热速率很低并趋于稳定,随着各种水化产物的增多,填入原先由水所占据的空间,再逐渐连接并互相交织,发展成硬化的浆体结构。 12.石膏在水泥水化中作用石膏对哪几种矿物水化起作用?可提高水泥的早期强度有利于水化C3S颗粒之间的粘结增加了水泥石结构的致密性,石膏对C3AC3S这两种矿物起作用。 13.影响水泥水化速率的因素有哪些?1熟料矿物组成2水灰比大,水化速率快(3)养护温度,温度提高,水化加快(4)细度细,水化加快(5)外加剂,大多数外加剂对水化有延缓作用 14.硅酸盐水泥的化学侵蚀包括哪些?淡水侵蚀;酸和碱性水侵蚀;硫酸盐侵蚀;含碱溶液 15.改善抗化学侵蚀的措施有哪些? (1)调整硅酸盐水泥熟料的矿物组成(2在硅酸盐水泥中掺混合材(3)提高混凝土致密度16.水泥中掺混合材的目的掺入火山灰质混合材料能提高混凝土的致密度,减少侵蚀介质的渗入量。另外,火山灰质混合材中活性氧化硅与水泥水化时析出的氢氧化钙作用,生成低碱水化硅酸钙,从而消耗了水泥中的氢氧化钙,使其在淡水中的溶蚀速度显著降低,并使钙矾石的结晶在液相氧化钙浓度很低的条件下形成,晶体膨胀特性比较缓和,除非生成的钙矾石数量很多,否则不易引起硫铝酸钙的膨胀破坏。

无机非金属材料的主角——硅重点知识归纳及典型习题

重 点 突 破 锁定高考热点 探究规律方法 熔沸点高,硬度大,其中金刚石为硬度最大的物质。 2.一般情况,非金属元素单质为绝缘体,但硅为半导体,石墨为电的良导体。 3.一般情况,较强氧化剂+较强还原剂===较弱氧化剂+较弱 还原剂,而碳却能还原出比它更强的还原剂:SiO 2+2C===== 高温Si +2CO ↑,FeO +C===== 高温Fe +CO ↑。 4.硅为非金属,却可以和强碱溶液反应,放出氢气: Si +2NaOH +H 2O===Na 2SiO 3+2H 2↑。 5.一般情况,较活泼金属+酸===盐+氢气,然而Si 是非金属,却能与氢氟酸发生反应:Si +4HF===SiF 4↑+2H 2↑。 6.一般情况,碱性氧化物+酸===盐+水,SiO 2是酸性氧化物,却能与氢氟酸发生反应:SiO 2+4HF===SiF 4↑+2H 2O 。 7.一般情况,较强酸+弱酸盐===较弱酸+较强酸盐。虽然酸 性:H 2CO 3>H 2SiO 3,却能发生如下反应:Na 2CO 3+SiO 2===== 高温Na 2SiO 3+CO 2↑。 8.一般情况,非常活泼金属(Na 、K 等)才能够置换出水中的氢, 但C +H 2O(g)=====高温CO +H 2 。 9.一般情况,非金属氧化物与水反应生成相应的酸,如SO 3+H 2O===H 2SO 4,但SiO 2不溶于水,不与水反应。 题组训练

1.某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半,该元素() A.在自然界中只以化合态的形式存在 B.单质常用作半导体材料和光导纤维 C.最高价氧化物不与酸反应 D.气态氢化物比甲烷稳定 解析该短周期非金属元素为Si,硅在自然界中只以化合态形式存在,A项正确;单质硅可用作半导体材料,而光导纤维的主要成分是SiO2,B项错误;Si的最高价氧化物为SiO2,其可以与氢氟酸反应,C项错误;由于非金属性Si

几种新型无机材料简介

专 业 论 文 学校:天水师范学院 班级:2012级应化1班姓名:汪治华 学号:20122060155

几种新型无机材料简介 材料是人类生存和发展的物质基础,也是一切工程技术的基础。现代科学技术的发展对材料的性能不断提出新的更高的要求。材料科学是当前科学研究的前沿领域之一。以材料科学中的化学问题为研究对象的材料化学成为无机化学的重要学科之一。 材料主要包括金属材料、无机非金属材料、复合材料和高分子材料等各类化学物质。这里简单介绍几种新型无机材料。 ●氮化硅陶瓷材料 氮化硅(Si3N4)陶瓷是一种高温结构陶瓷材料,属于无机非金属材料。在Si3N4中,硅原子和氮原子以共价键结合,使Si3N4具有熔点高、硬度大、机械强度高、热膨胀系数低、导热性好、化学性质稳定、绝缘性能好等特点。它在1200℃的工作温度下可以维持强度不降低。氮化硅可用于制作高温轴承、制造无冷却式陶瓷发动机汽车、燃气轮机的燃烧室和机械密封环等,广泛应用于现代高科技领域。 工业上普遍采用高硅与纯氮在较高温度下非氧化气氛中反应制取Si3N4: 3Si+2N2 Si3N4 采用化学气相沉积法也可以得到纯度较高的Si3N4: 3SiCl4 +2N2 +6H2 Si3N4 +12HCl 除Si3N4外,高温结构陶瓷还有SiC,ZrO2,Al2O3等。 ●砷化镓半导体材料 砷化镓(GaAs)是一种多用途的高技术材料。除了硅之外,GaAs已成为最重要的半导体材料。 砷化镓是亮灰色晶体,具有金属光泽,质硬而脆。GaAs的晶体结构与单质硅和金刚石相似。它在常温下比较稳定,不与空气中的氧气和水作用,也不与HCl,H2SO4等反应。 砷化镓是一种本征半导体,其禁带宽度比硅大,工作温度比硅高(50~250)℃,引入惨杂元素的GaAs可用于制作大功率电子元器件。GaAs中电子运动速度快,传递信息块,GaAs可用于制造速度更快、功能更强的计算机。GaAs中的被激发的电子回到基态是以光的形式释放能量,它具有将电能转换为光能的性能,可作为发光二极管的发光组分,也可以制成二极管激光器,用于在光纤光缆中传递红外光。 ●氧化锡气敏材料 气敏陶瓷是一类对气体敏感的陶瓷材料。早在1931年人们就发现Cu2O的电导率随水蒸气吸附而发生改变。现代社会对易燃、易爆、有毒、有害气体的检测、控制、报警提出了越来越高的要求,因此促进了气敏陶瓷的发展。1962年以后,日本、美国等首先对SnO2和ZnO半导体陶瓷气敏元件进行实用性研究,并取得突破性进展。

无机非金属材料物理化学知识点整理完整版

无机非金属材料物理化学知识点整理无机非金属材料为北航材料学院2009年考研新加科目,考试内容包括大三金属方向限选课《无机非金属材料物理化学》(60%左右)和大四金属方向限选课《特种陶瓷材料》(40%左右)。参考书:陆佩文主编《无机材料科学基础》,武汉理工大学出版社,1996年。本资料由陆晨整理录入。祝愿大家考出好成绩。 第一章无机非金属材料的晶体结构 第一节:概述 一、晶体定义:晶体是内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。 二、晶体结构=空间点阵+结构单元 三、晶体的基本性质: 1、均一性 2、各向异性 3、自限性 4、对称性 5、稳定性 四、对称性、对称元素、七大晶系、十四种布拉菲格子 结晶符号1、晶面符号——米勒指数(hkl) 2、晶棱符号[ uvw] PS:其实只要看了金属学,这些就都会了,懒得写了… 第二节:晶体化学 一、离子键、共价键、金属键、分子间力、氢键定义、特点(大家都知道的东西…) 二、离子极化: 三、鲍林规则(重点): 鲍林第一规则──配位多面体规则,其内容是:“在中,在正离子周围形成一个负离子多面体,正负离子之间的距离取决于离子半径之和,正离子的配位数取决于离子半径比”。 鲍林第二规则──电价规则指出:“在一个稳定的离子晶体结构中,每一个负离子电荷数等于或近似等于相邻正离子分配给这个负离子的静电键强度的总和,其偏差≤1/4价”。静电键强度S=正离子数Z+/正离子配位数n ,则负离子数Z

=∑Si=∑(Zi+/ni)。 鲍林第三规则──多面体共顶、共棱、共面规则,其内容是:“在一个配位结构中,共用棱,特别是共用面的存在会降低这个结构的稳定性。其中高电价,低配位的正离子的这种效应更为明显”。 鲍林第四规则──不同配位多面体连接规则,其内容是:“若晶体结构中含有一种以上的正离子,则高电价、低配位的多面体之间有尽可能彼此互不连接的趋势”。例如,在镁橄榄石结构中,有[SiO4]四面体和[MgO6]八面体两种配位多面体,但Si4+电价高、配位数低,所以[SiO4]四面体之间彼此无连接,它们之间由[MgO 6]八面体所隔开。 鲍林第五规则──节约规则,其内容是:“在同一晶体中,组成不同的结构基元的数目趋向于最少”。例如,在硅酸盐晶体中,不会同时出现[SiO4]四面体和[[Si2 O7]双四面体结构基元,尽管它们之间符合鲍林其它规则。这个规则的结晶学基础是晶体结构的周期性和对称性,如果组成不同的结构基元较多,每一种基元要形成各自的周期性、规则性,则它们之间会相互干扰,不利于形成晶体结构。 第三节:典型的晶体结构(参考课件或复印的资料) 型 型 型 和A2X5型 型 型 型 8.硅酸盐晶体结构 第二章无机非金属材料的晶体缺陷 第一节:晶体缺陷:点缺陷、线缺陷、面缺陷(参考金属学吧…) 第二节:缺陷化学反应表示法(重点) 一、点缺陷符号: 克罗格-明克(Kroger-Vink)符号 ①主符号,表明缺陷种类; ②下标,表示缺陷位置;“i”表示填隙位置 ③上标,表示缺陷有效电荷,“?”表示有效正电荷,用“'”表示有效负电荷,用“?”表示有效零电荷,零电荷可以省略 ①空位:V VM ——M 原子空位 VX ——X 原子空位 在金属材料中,只有原子空位 对于离子晶体,如果只是M2+ 离子离开了格点形成空位,而将 2 个电子留在

无机非金属材料测试方法复习

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无机非金属材料总结(完整版)

第一章 1. 粘土的定义:是一种颜色多样,细分散的多种含水铝硅酸盐矿物的混合体。 粘土是自然界中硅酸盐岩石(主要是长石)经过长期风化作用而形成的一种疏松的或呈胶状致密的土状或致密块状矿物,是多种微细矿物和杂质的混合体。 2. 粘土的成因:各种富含硅酸盐矿物的岩石经风化,水解,热液蚀变等作用可变为粘土。一次粘土(原生粘土)风化残积型:母岩风化后残留在原地所形成的粘土。(深层的岩浆岩(花岗岩、伟晶岩、长石岩)在原产地风化后即残留在原地,多成为优质高岭土的矿床,一般称为一次粘土)。 二次粘土(次生粘土)沉积型:风化了的粘土矿物借雨水或风力的迁移作用搬离母岩后,在低洼地方沉积而成的矿床,成为二次粘土。 一次粘土与二次粘土的区别: 分类化学组成耐火度成型性 一次粘土较纯较高塑性低 二次粘土杂质含量高较低塑性高 3. 高岭土、蒙脱土的结构特点: 高岭土晶体结构式:Al4[Si4O10](OH)8,1:1型层状结构硅酸盐,Si-O四面体层和Al-(O,OH)八面体层通过共用氧原子联系成双层结构,构成结构单元层。层间以氢键相连,结合力较小,所以晶体解理完全并缺乏膨胀性。 蒙脱土(叶蜡石)是2:1型层状结构,两端[SiO4]四面体,中间夹一个[AlO6]八面体,构成单元层。单元层间靠氧相连,结合力较小,水分子及其它极性分子易进入晶层中间形成层间水,层间水的数量是可变的。 4. 粘土的工艺特性:可塑性、结合性、离子交换性、触变性、收缩、烧结性。 1)可塑性:粘土—水系统形成泥团,在外力作用下泥团发生变形,形变过程中坯泥不开裂, 外力解除后,能维持形变,不因自重和振动再发生形变,这种现象称为可塑性。 表示方法:可塑性指数、可塑性指标 可塑性指数(w):W=W2-W1W降低——泥浆触变厚化度大,渗水性强,便于压滤榨泥。 W1塑限:粘土或(坯料)由粉末状态进入塑性状态时的含水量。 W2液限:粘土或(坯料)由粉末状态进入流动状态时的含水量。 塑限反映粘土被水润湿后,形成水化膜,使粘土颗粒能相对滑动而出现可塑性的含水量。 塑限高,表明粘土颗粒的水化膜厚,工作水分高,但干燥收缩也大。 液限反映粘土颗粒与水分子亲和力的大小。W2上升表明颗粒很细,在水中分散度大,不易干燥,湿坯强度低。 可塑性指标:在工作水分下,粘土(或坯料)受外力作用最初出现裂纹时应力与应变的乘积,也可以以这时的相应含水率表示。 反应粘土的成型性能:应力大,应变小——挤坯成型;应力小,应变大——旋坯成型根据粘土可塑指数或可塑指标分类: i.强塑性粘土:指数>15或指标>3.6 ii.中塑性粘土:指数7~15,指标2.5~3.6 iii.弱塑性粘土:指数l~7,指标<2.5 iv.非塑性粘土:指数<1。 2)结合性:粘土的结合性是指粘土能够结合非塑性原料而形成良好的可塑泥团,并且有一

无机功能材料

1.课堂上主要介绍了哪些无机功能材料? 答:纳米材料超导材料功能薄膜材料功能转换材料梯度材料生物医用材料 功能陶瓷磁性材料储氢材料 2.纳米材料有哪些基本性质? 答:物理性能:表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应 化学性能:表面活性及敏感性、催化性能 表面效应:纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着粒子尺寸的减小而显著增加,粒子的表面能及表面张力随 着增加,物理、化学性质发生变 化。 小尺寸效应:随着颗粒尺寸的量变,在一定条件下会 引起颗粒性质的质变。由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性 质的变化称为小尺寸效应。 量子尺寸效应:当粒子尺寸下降到某一值时,金属费 米能级附近的电子能级由准连续能级变为离散能级的现象和纳 米半导体微粒存在不连续的最高被占据轨道和最低被占据的分 子轨道能级,能隙变宽的现象。 宏观量子隧道效应:颗粒的一些宏观物理量,如微磁化 强度,量子相干器件中的磁通量等亦具有隧道效应,称其为宏 观量子隧道效应。 3.超导材料有哪些特性?以及超导材料的分类? 超导体主要具有三个特性: 零电阻性超导材料处于超导态时电阻为零,如果用磁场 在超导环中引发感生电流,这一电流可以毫不衰减地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中观察到。

完全抗磁性超导材料处于超导态时,只要外加磁场小于 临界磁场,磁场不能透入超导体内,超导材料内部的磁场恒为零。超导悬浮,就是利用超导体的完全抗磁性。 约瑟夫森效应当两超导体之间有一薄绝缘层(厚度约1nm)而形成低电阻连接时,会有电子对穿过绝缘层形成电流,而绝 缘层两侧没有电压,即绝缘层也成了超导体。当电流超过一定 值后,绝缘层两侧出现电压U(也可加一电压U),同时,直流 电流变成高频交流电,而且频率与电压成正比。 超导体的分类没有唯一的标准,最常用的分类如下: 由物理性质分类:可分成第一类超导体(若超导相变属于 一阶相变)和第二类超导体(若超导相变属于二阶相变)。 由超导理论来分类:可分成传统超导体(若超导机制可用BCS理论解释)和非传统超导体(若超导机制不能用BCS理论 解释)。 由超导相变温度来分类:可分成高温超导体(若可用液态 氮冷却就形成超导体)和低温超导体(若需要其他技术来冷却)。 由材料来分类:它们可以是化学元素(如汞和铅)、合金(如铌钛合金和铌锗合金)、陶瓷(如钇钡铜氧和二硼化镁) 或有机超导体(如富勒烯和碳纳米管,这可能都包括在化学元 素之内,因为它们是由碳组成)。 3.功能薄膜介绍了哪些?哪些类别?以及制造方法? 答:按化学组成分:无机膜有机膜复合膜 按相组成分为:固体薄膜液体薄膜气体薄膜胶体薄膜 按晶体形态分:单晶膜多晶膜微晶膜纳米晶膜超晶格膜 按薄膜的功能及其应用领域分:电学薄膜光学薄膜硬质 膜、耐蚀膜、润滑膜有机分子膜装饰膜、包装膜

无机非金属材料测试方法复习资料

一、名 词解释 拉曼位移:拉曼散射光与入射光频率之差。 相对强度:同一衍射图中各个衍射线的绝对强度的比值。(必考) 积分强度:扣除背影强度后衍射峰下的累积强度。(必考) 系统消光:把由于F HKL=0而使衍射线有规律消失的现象称为系统消光。(重点) X射线衍射方向:是两种相干波的光程差是波长整数倍的方向。(重点) 明暗场像:用物镜光栏挡去衍射束,让透射束成像,有衍射的为暗像,无衍射的为明像,这样形成的为明场像;用物镜光栏挡去透射束和及其余衍射束,让一束强衍射束成像,则无衍射的为暗像,有衍射的为明像,这样形成的为暗场像。(重点)透射电镜的点线分辨率:点分辨率表示电镜所能分辨的两个点之间的最小距离;线分辨率表示电镜所能分辨的两条线之间的最小距离。(重点) 拉曼效应:散射光中散射强度中约有1%的光频率与入射光束的频率不同。除在入射光频率处有一强的瑞利散射线外,在它的较高和较低频率处还有比它弱得多的谱线。 二次电子:二次电子是指在入射电子作用下被轰击出来并离开样品表面的原子的核外电子。 背散射电子:背散射电子是指入射电子与试样的相互作用经多次散射后,重新逸出试样表面的电子。 差热分析:是指在程序控制温度下,测量物质和参比物的温度差与温度关系的一种方法。 差示扫描量热法:是把试样和参比物的温度差保持为零时,所需要的能量对时间关系的一种技术。 光电效应:当具有一定能量hv的入射光子与样品的原子互相作用时,单个光子把全部能量交换给原子某壳层上一个受束缚的电子,这个电子就获得能量。如果该能量大于该电子的结合能Eb,该电子就将脱离原来受束缚的能级;若还有多余的能量可以使电子克服功函数W,则电子就成为自由电子、并获得一定的动能Ek并且hv=Eb+Ek+W。该过程为光电效应。 化学位移:由于原子所处的化学环境不同而引起的原子内壳层电子结合能的变化,在谱图上表现为谱线的位移,这种现象成为化学位移。 Moseley定律:对于一定线性系的某条谱线而言其波长与原子序数平方近似成反比关系。 二、简答题 1.X射线谱有哪两种类型?其含义是什么?(重点) 两种类型:连续X射线谱和特征X射线谱连续X射线谱:指X射线管中发出的一部分包含各种波长的光的光谱。从管中释放的电子与阳极碰撞的时间和条件各不相同,绝大多数电子要经历多次碰撞,产生能量各不相同的辐射,因此出现连续X射线谱 特征X射线谱:也称标识X射线谱,它是由若干特定波长而强度很大的谱线构成的,这种谱线只有当管电压超过一定数值Vk(激发电压)时才能产生,而这种谱线的波长与X射线管的管电压、管电流等工作条件无关,只取决于阳极材料,不同金属制成的阳极将发出不同波长的谱线,并称为特征X射线谱 3.何谓Kα射线?何谓Kβ射线?这两种射线中哪种射线强度大?哪种射线波长短?X射线衍射用的是哪种射线?为什么Kα射线中包含Kα1和Kα2?(重点) Kα是L壳层中的电子跳入K层空位时发出的X射线,Kβ射线是M壳层中的电子跳入K层空位时发出的X射线;Kα比Kβ强度大,因为L层电子跳入K层空位的几率比M层电子跳入K层空位的几率大;Kβ波长短;X射线衍射用的是Kα射线;Kα射线是由Kα1和Kα2组成,它们分别是电子从L3和L2子能级跳入K层空位时产生的。 4.晶体对X射线的散射有哪两类?四种基本类型的空间点阵是什么?(重点) 晶体对X射线的散射有相干散射和不相干散射。简单立方、体心立方、面心立方、底心立方。 5.结构因子的概念和影响因素。(重点) 结构因子的绝对值为一个晶胞的想干散射振幅与一个电子的想干散射振幅的比值。结构因子只与原子的种类和在晶胞中的位置有关,而不受晶胞形状和大小的影响。 6.晶体使X射线产生衍射的充分条件是什么?何谓系统消光?(重点) 充分条件是同时满足布拉格方程和F HKL≠0.系统消光:把由于F HKL=0而使衍射线有规律消失的现象称为系统消光。 7.粉晶X射线衍射卡片(JCPDS或PDF卡片)检索手册的基本类型有哪几种? 字母索引按物质英文名称的字母顺序 哈那瓦尔特索引8条强线按d值相对强度递减顺序排列 芬克索引8条最强线以按d值递减顺序排列 8.对一张混合物相的X射线衍射图进行定性分析时,应注意哪几个问题?优先考虑哪些衍射线?为什么?衍射仪用粉末试样的粒度是多少?(重点) (1)d值比相对强度更为重要,核对时d值必须相当符合,一般只能在小数点后第二位有分歧;(2)重视小角度区域的衍射线,即低角度的d值比高角度的d值更重要;(3)强线比弱线重要;(4)特征线(即不与其它线重叠的线)重要;(5)结合其它信息,如成份、热处理过程等等;(6)借助其它分析测试方法共同表征。优先考虑小角度区域的衍射线,强线及特征线。粉末粒度是10~40μm. 9.电子束与物质相互作用可以获得哪些信息? a,透射电子b,二次电子c,背散射电子d,特征X射线e,阴极荧光f,俄歇电子g,吸收电子 10.扫描电镜的放大倍数?(重点) 扫描电镜的放大倍数:电子束在荧光屏上扫描振幅与入射电子束在样品表面的扫描振幅之比 11.简述电子透镜缺陷的种类及产生的原因.(重点)

无机非金属材料知识点

无机非金属材料知识点 一、重要概念 1、无机非金属材料 ①以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。 ②是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。 2、陶瓷 ①从制备上开看,陶瓷是由粉状原料成型后在高温作用下硬化而形成的制品。 ②从组分上来看,陶瓷是多晶、多相(晶相、玻璃相和气相)的聚集体。 3、玻璃 ①狭义:熔融物在冷却过程中不发生结晶的无机物质 ②一般:若某种材料显示出典型的经典玻璃所具有的各种特征性质,则不管其组成如何都可称为玻璃(具有玻璃转变温度 Tg)。 玻璃转变温度:热膨胀系数和比热等物理性质的突变温度。 具有Tg的非晶态材料都是玻璃。 4、水泥 凡细磨成粉末状,加入适量水后,可成为塑性浆体,既能在空气中硬化,又能在水中硬化,并能将砂、石、钢筋等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料,通称为水泥。 5、耐火材料 耐火度不低于1580℃的无机非金属材料 6、复合材料 复合材料是两种或两种以上物理、化学性质不同的物质组合而成的一种新的多相固体材料。 通过复合效应获得原组分所不具备的性能。可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联,从而获得更优秀的性能。 二、陶瓷知识点 1、陶瓷制备的工艺步骤 原材料的制备→坯料的成型→坯料的干燥→制品的烧成或烧结 2、陶瓷的天然原料 ①可塑性原料:黏土质陶瓷成瓷的基础(高岭石、伊利石、蒙脱石) ②弱塑性原料:叶蜡石、滑石 ③非塑性原料:减塑剂:石英助熔剂:长石

3、坯料的成型的目的 将坯料加工成一定形状和尺寸的半成品,使坯料具有必要的机械强度和一定的致密度 4、陶瓷的成型方法 ①可塑成型:在坯料中加入水或塑化剂,制成塑性泥料,然后通过手工、挤压或机加工成型;(传统陶瓷) ②注浆成型:将浆料浇注到石膏模中成型 ③压制成型:在金属模具中加较高压力成型;(特种陶瓷) 5、烧结 将初步定型密集的粉块(生坯)高温烧成具有一定机械强度的致密体。 固相烧结:烧结发生在单纯的固体之间 液相烧结:有液相参与,加助溶剂产生液相 好处:降低烧结温度,促进烧结 6、陶瓷的组织结构:晶相、玻璃相、气相 ①晶相:陶瓷的主要组成;分为主晶相和次晶相 ②玻璃相:玻璃相对陶瓷的机械强度、介电性能、耐热性等不利,不能成为陶瓷的主导组成部分。 玻璃相在陶瓷中的作用:粘结:粘结晶粒,填充空隙,提高致密度 降低烧成温度,促进烧结 ③气相:气孔;降低强度,造成裂纹。 7、陶瓷力学性能的特点 ①硬度:高②强度:抗拉强度很低、抗压强度非常高 ③塑性:塑性极差④韧性:韧性差、脆性大 8、陶瓷热学性能的特点 ①导热性:差,良好的绝热材料 ②热稳定性(抗热震性):概念:材料承受温度的急剧变化而不至于被破坏的能力。陶瓷抗热震性一般较差 9、结构陶瓷 ①概念:能作为工程结构材料使用的陶瓷,一般具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐磨损、耐高温、耐腐蚀、抗氧化等优异性能,可以承受金属材料和高分子材料难以胜任的严酷工作环境。 ②常见种类:Al2O3、ZrO2、SiC、Si3N4…陶瓷 ③应用:…… 10、陶瓷增韧技术:【机理:阻碍裂纹的扩展】 ①相变增韧:相变可吸收能量;体积膨胀可松弛裂纹尖端的拉应力,甚至产生

无机材料的性能特点分类

无机非金属材料性能 一、绪论(2学时) 1、无机非金属材料的特点 (1)化学组成上为无机化合物或非金属元素单质,包括传统的氧化物、硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐等含氧酸盐、氮化物、碳化物、硅化物、硼化物、氟化物、硫系化合物、硅、锗及碳材料等。 (2)形态与形状上包括多晶、单晶、非晶、薄膜、纤维、复合材料等。 (3)晶体结构复杂。单个晶格可能包含多种元素的原子,晶格缺陷种类多。 (4)原子间结合力丰要为离子键、共价键或者离了—共价混合键,具有高的键能、大的极性。 (5)制备上通常要求高纯度、高细度原料,并在化学组成、添加物的数量和分布、晶体结构和材料微观结构上能精确控制。 (6)性能多样。具有高熔点高强度、耐磨损、高硬度、耐腐蚀及抗氧化,宽广的导电性能、导热性、透光件以及良好的铁电性、铁磁性和压电性等待殊性能;但大多数无机材料拉伸强度低,韧性差,脆性大。 (7)应用极其广泛。几乎在所有的领域都有无机材料的应用,尤其新型无机材料更是现代技术的发展基础、在电子信息技术、激光技术、光纤技术、光电子技术、传感技术、超导技术以及空间技术的发展中占有十分重要的地位。 2、传统无机非金属材料与新型无机非金属材料 传统无机材料一般是指以天然的硅酸盐矿物(粘土、石英、长石等)为主要原料,经高温窑烧制而成的一大类材料。故又称窑业材料,主要有陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料四种,其化学组成均为硅酸盐,因此也称为硅酸盐材料。新型无机材料则是指应用于高科技领域的用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各种无机非属化合物经持殊的先进工艺制成的具有优异性能的无机新材料,包括特种陶瓷、特种玻璃、特性水泥、新型耐火材料、人工晶体、增导体材料等。 3、无机非金属材料的分类 无机材料种类繁多、性能各异。从传统硅酸盐材料到新型无机材料,众多门类的无机材料已经渗透到人类生活、生产的各个领域,需从多个角度对无机材料进行分类。无机材料按成分特点、可分为单质和化合物两大类;按结构特征,可

2013年无机材料测试技术A卷

2011~2012学年第二学期《无机材料测试技术》 考试试卷A 班级 学号 姓名 景德镇陶瓷学院科技艺术学院教务部专用 …………………………………………………装…………………………… 订………………………… 线…………………………………………………………………………………… 一、填空题(共25分,每空1分) 1、第一个发现X射线的科学家是伦琴,第一个进行X射线衍射实验的 科 学家是布拉格。 2、莫塞来定律反映了材料产生的波长与其原子序数的关系。 3、同一元素的入Kα1、入Kα2、入Kβ的相对大小依次为_入Kα2>入Kα1>入 __;能量从小到大的顺序是___E Kα2<E Kα1<E Kβ___。(注:用不等式Kβ 标出) 4、X射线分析技术的方法有: 直接对比法,内标准法,K值法,任意 内标法、绝热法。 5、扫描电子显微镜的电子成像主要有 二次电子像 和 背散射电子像 。 6、像差分为几何像差和色差两类。 7、XRD、TEM、SEM、DTA分别代表:X射线衍射分析、透射电 子显微镜、电子探针X射线显微分析、差热分析。 8、按激磁方式的不同,磁透镜分为恒磁透镜和电磁透镜 9、电子探针X射线显微分析中常用X射线谱仪有能谱仪、波谱仪 10、测角仪在采集衍射图时,如果试样表面转到与入射线成30°角,则 计数管与 入射线所成角度为 60° ;能产生衍射的晶面,与试样的自由表面呈

平行关系。 二、名词解释(共15分,每小题3分) K系辐射:K系辐射:原子最内层的K层电子由于被激发,由其他高层电子跃迁填补,而产生的光电辐射称为K系辐射。 2、洛伦兹因数:由于衍射的几何特征而引入的对衍射强度的影响因子。 3、热重分析热重分析:热重分析就是在程序控制温度下,测量物质的 质量与温度关系的一种技术 景深和焦深景深和焦深:景深深是指在保持象清晰的前提下,试样在物平面上下沿镜轴可移动的距离,或者说试样超越物平面所 允许的厚度。焦深是指在保持象清晰的前提下,象平面沿 镜轴可移动的距离,或者说观察屏或照相底版沿镜轴所允 许的移动距离。 5、激发电压:X射线管中将原子K层的电子激发所需要的工作电压。 三、问答题与计算题(共40分,每题8分) 1、如何选用滤波片材料和X射线管? 答:对滤波片材料的选择要利用K吸收限的特征。这种材料其K吸收限应刚好卫浴Kα和Kβ之间,并且尽量靠近Kα。滤波片的材料是根据阳极靶元素而确定的因此,滤波片的材料依靶的材料而定,一般采用比靶材的原子序数小1或2的材料。(4分) 当Z靶〈40时, Z滤=Z靶-1 当Z靶〈40时, Z滤=Z靶-2 为了避免或减少产生荧光幅射,应当避免使用比样品中的主元素的原子序数大2~6(尤其是2)的材料作靶材的X射线管。例如,以分析以铁为主的样品,应该选用Co或Fe靶的X射线管,而不能选用Ni或Cu靶。实际工作中最常用的X射线管是Cu靶的管。其次是Fe和Co。Cu靶适用于除Co、Fe、Mn、Cr等元素为主的样品。而以这些元素为主的样品用Fe 或Co靶。(4分)

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