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答案3_材料特性表征第2篇分子结构分析核磁3讲课讲稿

第二部分核磁作业：

任选20道

1. 简述核磁共振的基本原理？核磁共振波谱法中的电磁辐射在什么区域？波长大约在什

么范围？频率约为什么数量级？核磁共振波谱仪中磁铁的作用是什么？射频发生器的作用是什么？1HNMR 法中常用的有机溶剂？

核磁共振波谱是用波长在射频区（106-109 μm ）、频率为兆赫数量级、能量很低（10-6-10-9 eV ）的电磁波照射分子，这种电磁波不会引起分子振动或转动能级跃迁，更不会引起电子能级的跃迁，但是却能与磁性原子核相互作用。磁性原子核的能量在强磁场的作用下可以分裂为两个或两个以上的能级，吸收射频辐射后发生磁能级跃迁，称为核磁共振波谱。利用磁铁提供强磁场，利用射频发生器产生射频区电磁波，1HNMR 中常用的有机溶剂是氘代氯仿。

2. 请指出下列原子核中:1H 、2H 、12C 、13C 、14N 、16O 、17O ，在适当条件下能产生NMR 信

号的有哪几种？

1H 、2H 、13C 、14N 、17O

3. 自旋量子数为0的原子核的特点是什么？

质量数和原子序数都为偶数，没有自旋现象，不产生磁矩。

4. 核磁共振波谱法中, 什么是进动频率(或称Larmor 频率)? 它与外磁场强度有关吗?它有

什么特点?

具有一定磁矩的原子核放进外磁场H 0中后，原子核在自旋的同时绕H 0旋进，如同重力场中的陀螺一样，称为原子核绕H 0的进动运动。进动频率ω0为：

进动频率v 0与磁场强度H 0成正比，与核的磁旋比g 相关，而与质子原子核轴在磁场方向的倾斜角度无关

0002v H πγω=?=

5.核磁共振波谱的屏蔽作用，及化学位移是怎样产生的？化学位移的公式？

质子被电子云包围，而电子在外部磁场垂直的平面上循环，会产生与外部磁场方向相反的感应磁场。核周围的电子对抗外加磁场所起的作用叫屏蔽作用。由于受到屏蔽作用每个质子实际上受到的磁场强度并不完全与外部磁场强度相同。

由于化合物分子中各种质子受到不同程度的屏蔽效应，因而在NMR谱的不同位置上出现吸收峰。但这种屏蔽效应所造成的位置上的差异是很小的，难以精确地测出其绝对值，因而需要用一个标准来做对比，常用四甲基硅烷(CH3)4 Si作为标准物质，人为将其吸收峰出现的位置定为零。某一质子吸收峰出现的位置与标准物质质子吸收峰出现的位置之间的差异称为该质子的化学位移，常以“δ”表示。

6.核磁共振波谱法中, 什么是磁旋比?它与外加磁场强度有关吗?

原子核自旋时，产生的磁矩与角动量之比称为旋磁比，与核的特性有关，特定的原子核具有特定旋磁比，与外加磁场强度无关。

7.1HNMR法中常用四甲基硅烷Si(CH3)4(TMS)作为测定质子化学位移时用的参比物质，

它的优点？

最常用的标准物为四甲基硅烷具有如下优点：(1) 12个氢处于完全相同的化学环境，只产生一个尖峰；（2）屏蔽强烈，位移最大。与有机化合物中的质子峰不重迭；（3）化学惰性；易溶于有机溶剂；沸点低，易回收。

8.什么是自旋耦合和自旋裂分？自旋-自旋耦合常数J是什么？

在同一分子中，原子核自旋与自旋间相互作用的现象叫“自旋-自旋偶合”。

由自旋-自旋偶合产生谱线分裂的现象叫“自旋-自旋裂分”。

由自旋偶合产生的分裂的谱线间距叫偶合常数，用J表示，单位为Hz

J = △δ×所用仪器频率

9.取代基的诱导效应对化学位移的影响怎么样?

与质子相连元素的取代基电负性越强，吸电子作用越强，质子周围的电子云密度越小，屏蔽作用减弱，信号峰在低场出现，化学位移值越大。

10.什么是各向异性效应?它对化学位移值的影响怎么样?

在分子中，质子与某一基团的空间关系，有时会影响质子的化学位移。这种效应称为各向异性效应。叁键、双键、芳环等基团的化合物中，常由于各向异性效应的影响而产生不同的屏蔽效应。

（1）乙炔

炔类氢比较特殊（乙炔的化学位移δ=1.8），其化学位移介于烷烃氢和烯烃氢之间。（2）双键

烯烃氢的化学位移出现在低场，一般δ=4.5-8.0。双键上的π电子云垂直于双键平面。在外磁场的作用下，π电子云产生各向异性的感应磁场。苯氢较烯氢位于更低场（7.27ppm）随着共轭体系的增大，环电流效应增强，即环平面上、下的屏蔽效应增强，环平面内的去屏效应增强。

11.13C-NMR与1H-NMR波谱法比较, 对测定有机化合物结构有哪些优点?

(1) 对于检测无氢官能团，如羰基、氰基和季碳等，具有氢谱无法比拟的优点。

(2) 13C的化学位移范围约为200左右，分辨率高，鉴定微观结构更为有利。

(3) 13C的自旋-晶格弛豫和自旋-自旋弛豫时间比氢核慢得多，对碳原子和分子运动过程可提供重要信息。

(4) 碳谱具有多种不同的双共振和二维及多维脉冲技术，对识别碳的各种类型创造了条件。

12.核磁共振波谱法中, 将卤代甲烷: CH3F, CH3Cl, CH3Br, CH3I 质子的值按逐渐减小的顺

序排列是？

CH3F, CH3Cl, CH3Br, CH3I

13.CH3CH2CH3核磁共振波谱中共有几组峰，裂分数目分别为多少

两组峰，裂分数目分别是3和7

14.某化合物的分子式为C3H7Cl，其NMR谱图如下图所示，请推测该化合物的分子结构，

并写出推测过程。

PPM

由分子式可知，该化合物是一个饱和化合物；

由谱图可知：

(1) 有三组吸收峰，说明有三种不同类型的H 核；

(2) 由化学位移值可知：Ha 的共振信号在高场区，其屏蔽效应最大，该氢核离Cl原子最远；而Hc 的屏蔽效应最小，该氢核离Cl原子最近。

结论：该化合物的结构应为：CH3CH2CH2Cl

a b c

15.1HNMR谱图上, 60MH Z波谱仪,某化合物甲基质子的峰距TMS峰134H Z,亚甲基质子的

距离为240 H Z ,若用100MH Z 波谱仪, 甲基质子的峰距TMS 峰为___223Hz___，亚甲基为 ______400Hz__。

16. 1HNMR 谱图中,苯环质子 =7.8,该质子峰距TMS 峰间距离为1560H Z ,所使用仪器的照

射频率为__200MHz_____,若使用仪器的照射频率为90MH Z ,其与TMS 峰之间距离为_702Hz___。

17. 某一化合物中质子, 用60MHz 电磁辐射照射与用100MHz 电磁辐射照射, 其化学位移

值δ哪个大?其与TMS 之间的频率差哪个大?

化学位移相同，用100MHz 时与TMS 频率差大。

18. 判断以下化合物的 NMR 谱图（氢谱）。 C 3H

CH 3

出现三组峰；其中化学位移最小的，为双峰，来源于甲基上的氢；化学位移稍大的为次甲基上的氢，七重峰；化学位移最大的为苯环上的氢，单峰。

19. 判断下列化合物的核磁共振谱图（氢谱）。

C CH 2Br CH 2Br Br

出现两组峰，都是单峰，其中化学位移较小的来源于甲基上的氢，化学位移较大的来自于CH 2Br 上的氢。

20. 试推测分子式为C 8H 18O 在NMR 谱中只显示一个尖锐单峰的化合物结构.

(CH 3)3C-O-C(CH 3)3

21. 下列化合物的核磁共振谱中只有一个单峰, 试写出结构式. (1) C 5H 12 (2) C 8H 18 (3)

C2H6O (4) C4H6(5) C4H8(有问题)(6) C3H6Cl2(7) C3H6O

(1) C(CH3)4 (2) (CH3)3CC(CH3)3(3) CH3OCH3(4) CH3C≡CCH3(5) (CH2)4(6) CH3CCl2CCH3(7)CH3COCH3

22.化合物C3H6O21H-NMR谱图如下

(1) 有3种类型质子

(2) a. δ=1.2 三重峰 b. δ=2.4 四重峰 c. δ=10.2 单峰

(3) 峰面积之比a:b:c =3:2:1

请写出它的结构式, 并解释原因

CH3CH2COOH

26 试推测分子式为C3H8O且具有下列NMR数据的化合物的结构.

δ质子数信号类型

1.2 6 二重峰

1.6 1 七重峰

4.0 1 宽的单峰

(CH3)2CHOH

27 分子式为C5H11Br有下列NMR谱数据

δ质子数信号类型

0.80 6 二重峰

1.02 3 二重峰

2.05 1 多重峰

3.53 1 多重峰

该化合物结构是什么?

(CH3)2CHCHBrCH3

28 化合物(a), (b), (c)分子式均为C3H6Cl2,

它们的NMR数据如下, 试推测(a) (b), (c)的结构.

(a) (b) (c)

: 5.3 1H 三重峰 2.8 2H 五重峰 5.0 1H 多重峰

2.0 2H 多重峰 1.6 4H 三重峰

3.2 2H 二重峰

1.0 3H 三重峰 1.6 3H 二重峰

(a) CH3CH2CHCl2(b) CH2ClCH2CH2Cl (c) CH3CHClCH2Cl

核磁共振作业

第四章核磁共振作业 1、NMR法对内标物有何要求？请说出至少两个内标物的名称。 2、NMR法中的溶剂通常分为哪两类？各举两例。 3、测量信号通常采取哪两种方式？ 4、某原子核的I=3/2，在外加磁场（H0）的作用下，能产生几个能级分裂？预计有几种核自旋跃迁？ 5、在NMR法中，为什么11H的核磁共振信号在众多的原子核中独领风骚？ 6、名词解释：①σ②δ③磁各向异性④向心法则⑤磁等价⑥偶合常数 7、简述溶剂和温度对化学位移的影响。 8、氢键对δ值有何影响？ 9、人们为什么更愿意使用高磁场的NMR仪？ 10、请分别画出1~3个原子核（核自旋量子数I=1）对邻碳氢核的偶合分裂图（峰数及峰高比）。 11、如何判断两组核之间是否发生偶合分裂？ 12、同一化合物在不同型号的NMR仪器上测得的化学位移值是否相同，为什么？ 13、为什么测量NMR谱的样品必须用液体？ 14、试命名下列化合物的自旋系统。 ①CH3CH=CH–COH ②CH3O–C6H4–NH2③CH3OCH2CH2CL ④CH2CLCOCH2CH3 15、解释下列氢核(1H )的裂分图是怎样产生的？ ①② ____________________________ ____________________________ ③④ _____________________________ ______________________ _________ 16、判断正误：①磁等价一定化学等价；②化学不等价不一定磁不等价； ③磁不等价一定化学不等价；④化学等价不一定磁等价； ⑤磁等价也可能化学等价；⑥化学等价也可能磁等价 17、什么类型的原子核之间不发生偶合分裂作用？ 18、11H原子核之间在什么情况下发生偶合，产生裂分；又在什么情况下仅发生偶合，但不产生裂分？ 19、请指定下列化合物在NMR中各峰的归属，并判断化合物的结构。 ①C9H12δ1=2.2(s,9H); δ2=7.0(s,3H) ②C6H10O2δ1=1.2(t,3H); δ2=1.9(d,3H); δ3=4.0(q,2H); δ4=5.5(d,1H); δ5=6.5(p,1H) 20、某化合物的分子式为C6H10O3，IR图谱显示含有两个>C=O，其NMR图谱如下，试推断结构。 δ1=1.2(t,3H); δ2=2.2(s,3H); δ3=3.5(s,2H); δ4=4.1(q,2H);

第三章-核磁共振波谱法作业

第三章、核磁共振波谱法 1. 在核磁共振波谱法中，常用 TMS(四甲基硅烷) 作内标来确定化学位移，这样做有什么好处？ 2. 某有机化合物相对分子质量为88, 元素分析结果其质量组成为: C: 54.5%; O: 36;H: 9.1% NMR 谱图表明: a 组峰是三重峰, δ≈1.2, 相对面积=3; b 组峰是四重峰, δ≈2.3, 相对面积=2; c 组峰是单重峰, δ≈3.6, 相对面积=3; (1) 试求该化合物各元素组成比 (2) 确定该化合物的最可能结构及说明各组峰所对应基团 3. 当采用90MHz 频率照射时, TMS 和化合物中某质子之间的频率差为430Hz, 这个质子吸收的化学位移是多少? 4. 在使用200MHz 的NMR 波谱仪中某试样中的质子化学位移值为6.8，试计算在300MHz 的NMR 仪中同一质子产生的信号所在位置为多少Hz ？ 5. C 4H 8Br 2 的核磁共振谱峰数如下： δ1 = 1.7 ，双峰 δ2 = 2.3 , 四重峰 δ3 = 3.5 ，三重峰 δ4 = 4.3 ，六重峰这四种峰的面积比依次为 3 : 2 : 2 : 1 . 试写出该化合物的结构式，并用数字 1、2、3、4 标明相应的碳原子, 并作简明解释。 6. 判断下列化合物的核磁共振谱图（氢谱）。 C CH 2Br 2Br Br CH 3 7. 5 分化合物C 3H 6O 21H-NMR 谱图如下 (1) 有3种类型质子 (2) a. δ=1.2 三重峰 b. δ=2.4 四重峰 c. δ=10.2 单峰 (3) 峰面积之比 a:b:c =3:2:1 请写出它的结构式, 并解释原因. 8. 分子式为C 5H 11Br 有下列NMR 谱数据 δ 质子数信号类型 0.80 6 二重峰 1.02 3 二重峰 2.05 1 多重峰 3.53 1 多重峰该化合物结构是什么? 9. 试推测分子式为C 8H 18O 在NMR 谱中只显示一个尖锐单峰的化合物结构. 10化合物(a), (b), (c)分子式均为C 3H 6Cl 2, 它们的NMR 数据如下, 试推测(a) (b), (c)的结构.

磁共振波谱分析MRS

磁共振波谱分析MRS MRS 为目前唯一能无创性观察活体组织代谢及生化变化的技术。在相同的磁场环境下，处于不同化学环境中的同一种原子核，由于受到原子核周围不同电子云的磁屏蔽作用，而具有不同的共振频率。波谱分析就是利用化学位移研究分子结构，化学位移的程度具有磁场依赖性、环境依赖性。NAA：N-乙酰天门冬氨酸，神经元活动的标志位于： 2.02ppmCreatine：Cr肌酸，脑组织能量代谢的提示物，峰度相对稳定，常作为波谱分析时的参照物，位于： 3.05ppm Choline：Cho胆碱，细胞膜合成的标志位于：3.20ppm Lipid：脂质，细胞坏死提示物位于：0.9-1.3ppm Lactate：乳酸，无氧代谢的标志位于：1.33-1.35ppm Glutamate：Glx谷氨酰氨，脑组织缺血缺氧及肝性脑病时增加位于：2.1-2.4ppmmI：肌醇代表细胞膜稳定性，判断肿瘤级别位于：3.8ppmN-乙酰基天门冬氨酸（NAA） ·正常脑组织1H MRS中的第一大峰，位于 2.02-2.05ppm ·与蛋白质和脂肪合成，维持细胞内阳离子浓度以及钾、钠、钙等阳离子通过细胞和维持神经膜的兴奋性有关·仅存在于神经元内，而不会出现于胶质细胞，是神经元密度和生存的标志·含量多少反映神经元的功能状况，降低的程度反映了其受损的大小

肌酸（Creatine） ·正常脑组织1H MRS中的第二大峰，位于3.03ppm附近，有时在3.94ppm 处可见其附加峰（PCr）·此代谢物是脑细胞能量依赖系统的标志·能量代谢的提示物，在低代谢状态下增加，在高代谢状态下减低·峰值一般较稳定，常作为其它代谢物信号强度的参照物。胆碱（Choline）·位于3.2 ppm附近，包括磷酸胆碱、磷酯酰胆碱和磷酸甘油胆碱·细胞膜磷脂代谢的成分之一，参与细胞膜的合成和蜕变，从而反映细胞膜的更新·Choline 峰是评价脑肿瘤的重要共振峰之一，快速的细胞分裂导致细胞膜转换和细胞增殖加快，使Cho峰增高·Cho峰在几乎所有的原发和继发性脑肿瘤中都升高·恶性程度高的肿瘤中，Cho/Cr比值显示增高· 同时Cho是髓鞘磷脂崩溃的标志，在急性脱髓鞘疾病，Cho水平显著升乳酸（Lac）·位于1.32ppm，由两个共振峰组成·TE=144，乳酸双峰向下；TE=288，乳酸双峰向上；·正常情况下，细胞代谢以有氧代谢为主，检测不到Lac峰，或只检测到微量·此峰出现说明细胞内有氧呼吸被抑制，糖酵解过程加强·脑肿瘤中，Lac出现提示恶性程度较高，常见于多形胶质母细胞瘤中·Lac也可以积聚于无代谢的囊肿和坏死区内，脑肿瘤、脓肿及梗塞时会出现乳酸峰。脂质（Lip）·位于1.3、0.9、1.5和6.0 ppm处，分布代表甲

材料结构与表征

基本概念集锦 1、材料（materials）：人类能用来制作有用物件的物质。 2、材料的四大家族 A. 金属材料 B. 无机非金属材料 C. 高分子材料 D. 复合材料 3、材料的结构与组成第一层次：原子结构（电子构型、化学键、原子与电子性缺陷）。第二层次：原子在空间的排列（单晶、多晶、非晶）。第三层次：材料的显微组织形貌（各种缺陷）。 4、简正振动：整个分子质心不变、整体不转动、各原子在原地作简谐振动且频率及相位相同、所有的原子都在同一瞬间通过各自的平衡位置，此时分子中的任何振动可视为所有上述简谐振动的线性组合。将振动形式分成两类： a. 伸缩振动(νs、νas） b. 变形振动（又称弯曲振动或变角振动，用符号δ表示）同一键型： ?反对称伸缩振动的频率大于对称伸缩振动的频率； ?伸缩振动频率远大于弯曲振动的频率； ?面内弯曲振动的频率大于面外弯曲振动的频率。 vas ＞ vs ＞＞δ面内＞δ面外 5、分子吸收红外光谱的条件（1）振动必须能够引起分子偶极矩的变化（2）红外辐射光的频率与分子振动的频率相当 6、红外光谱信息区 ① 4000～2500 cm-1 X—H伸缩振动区 ② 2500～2000 cm-1 叁键、累积双键伸缩振动区 ③ 2000～1500 cm-1 双键伸缩振动区 ④ 1500～ 670 cm-1 单键振动（X—Y伸缩，X—H变形振动区）及指纹区

7、振动偶合：当两个振动频率相同或相近的基团相邻并由同一原子相连时，两个振动相互作用（微扰）产生共振，谱带一分为二（高频和低频）。 8、Fermi（费米）共振：当一振动的倍频或组频与另一振动的基频接近时，由于发生相互作用而产生很强的吸收峰或裂分分裂成两个不同频率的峰。 9、 1. ＞3200：O—H（1个峰，强，宽）或N—H（H个峰，中强，锐） 2. 3000左右：C—H 3. Ω≥4：苯环（单取代双峰、邻位单峰、间位三峰、对位单峰兰移） 4. 3050、1600、1500：苯环 5. 1700：C=O 6. -CH3：4个峰（2960、2870、1460、1380） 7. -CH2-：3个峰（ 2930、2850、1460） 8. 异丙基：1385、1375等强双峰 9. C=C：单取代双峰，多取代单峰；顺式（690）、反式（970）

磁性材料的基本特性

一.磁性材料的基本特性 1.磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H作用下，必有相应的磁化强度M或磁感应强度B，它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线(M～H或B～H曲线)。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。 2.软磁材料的常用磁性能参数 ?饱和磁感应强度Bs: 其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列； ?剩余磁感应强度Br: 是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值. 矩形比: Br/Bs； ?矫顽力Hc: 是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）； ?磁导率m:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关； ?初始磁导率mi、最大磁导率mm、微分磁导率md、振幅磁导率ma、有效磁导率me、脉冲磁导率mp； ?居里温度Tc: 铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性, 该临界温度为居里温度. 它确定了磁性器件工作的上限温度； ?损耗P: 磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P=Ph+Pe=af+bf2+cPeμf2t2/,r 降低磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率r； ?在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散（亳瓦特）/表面积（平方厘米） 3.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换 ?设计软磁器件通常包括三个步骤:正确选用磁性材料；

核磁共振作业参考答案

核磁共振作业参考答案-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

磁性材料的磁性能

磁性材料的磁性能一、高导磁性磁性材料的 μr >>1，可达数百、数千、乃至数万之值。能被强烈的磁化，具有很高的导磁性能。磁性材料在外磁场作用下，磁畴转向与外磁场相同的方向，产生一个很强的与外磁场同方向的磁化磁场，磁性物质内的磁感应强度大大增加，即磁性物质被强烈的磁化。磁力线集中于磁性物质中通过。磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。在此主要介绍其磁性能。磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。实现用小的励磁电流产生较大的磁通和磁感应强度。

磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无限的增强。当外磁场增大到一定程度时，磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度达到饱和值。如图。二、磁饱和性 B J 磁场内磁性物质的磁化磁场的磁感应强度曲线； B 0 磁场内不存在磁性物质时的磁感应强度直线； B 为B J 曲线和B 0直线的纵坐标相加即磁场的 B -H 磁化曲线。 O H B B 0 B J B ? a ? b

? B -H 磁化曲线的特征 Oa 段：B 与H 几乎成正比地增加； ab 段： B 的增加缓慢下来； b 点以后：B 增加很少，达到饱和。 O H B B 0 B J B ? a ? b ? 有磁性物质存在时，B 与 H 不成正比，磁性物质的磁导率μ不是常数，随H 而变，如图。 ? 有磁性物质存在时，Φ 与I 不成正比。 ? 磁性物质的磁化曲线在磁路计算上极为重要，其为非线性曲线，实际中通过实验得出。 O H B,μ B μ

核磁共振波谱法作业题

核磁共振波谱法讲授内容第一节.概述第二节.基本原理第三节.化学位移第四节.自旋偶合和自旋系统第五节.核磁共振仪和实验方法第六节.氢谱的解析方法第七节.碳谱简介第一节.概述第二节.基本原理填空题 1.原子核是否有自旋现象是由其自旋量子数Ⅰ决定的，Ⅰ为的核才有自旋，为磁场性核。 2.进行核磁共振实验时，样品要置于磁场中，是因为。 3.对质子（ =2.675×108 T-1·s-1）来说，仪器的磁场强度如为1.4092T，则激发用的射频频率为。选择题 1.下列原子核没有自旋角动量的是哪一种？ A．14N B．28Si C．31P D．33S E.1H 2.下述核中自旋量子数I=1/2的核是 A.16O B.19F C.2H D.14N E.12C 3.1H核在外磁场中自旋取向数为 A.0 B.1 C.2 D.3 E.4 4.若外加磁场的磁场强度H逐渐增大时，则使质子从低能级E跃迁至高能级E所需的能量： A.不发生变化 B.逐渐变小 C.逐渐变大 D.不变或逐渐变小 E.不变或逐渐变大简答题 1.试述产生核磁共振的条件是什么？ 2.一个自旋量子数为1/2的核在磁场中有多少种能态？各种能态的磁量子数取值为多少？ 3.哪些类型的核具有核磁共振现象？目前的商品核磁共振仪主要测定是哪些类型核的核磁共振？ 4.为什么强射频波照射样品会使NMR信号消失？而UV与IR吸收光谱法则不消失。计算题 1.试计算在1.9406T的磁场中，1H、13C的共振频率。 2.试计算在25o C时，处在2.4T磁场中13C高能态核与低能态核数目的比例。

第三节.化学位移填空题 1.有A，B，C三种质子，它们的共振磁场大小顺序为B A＞B B＞B C，则其化学位移δ的大小顺序为。 2.有A，B，C三种质子，它们的屏蔽常数大小顺序为σA＞σB＞σC，试推测其共振磁场 B的大小顺序为。 3.在化合物CH3X中，随着卤原子X的电负性增加，质子共振信号将向磁场强度方向位移。选择题 1.不影响化学位移值的因素是： A.核磁共振仪的磁场强度 B.核外电子云密度 C.磁的各向异性效应 D.所采用的内标试剂 E.使用的溶剂 2.在下列化合物中，质子化学位移（ppm）最大者为： A.CH 3Br B.CH 4 C.CH 3 OH D.CH 3 I E.CH 3 F 3.CH3X中随X电负性增大，H核信号： A.向高场位移，共振频率增加 B.向高场位移，共振频率降低 C.向低场位移，共振频率增加 D.向低场位移，共振频率降低 E.变化无规律 4.在磁场中质子周围电子云起屏蔽作用，以下几种说法正确的是： A.质子周围电子云密度越大，则屏蔽作用越小 B.屏蔽作用与质子周围的电子云密度无关 C.屏蔽越小，共振磁场越高 D.屏蔽越大，共振频率越高 E.屏蔽越大，化学位移δ越小 5.抗磁屏蔽效应和顺磁屏蔽效应对化学位移有重要贡献，结果是： A.抗磁屏蔽使质子去屏蔽，顺磁屏蔽使质子屏蔽 B.抗磁屏蔽使质子的共振信号向低场位移，顺磁屏蔽使质子的共振信号向高场位移 C.抗磁屏蔽使质子的δ值增大，顺磁屏蔽使质子的δ值减小 D.抗磁屏蔽使质子的δ值减小，即产生高场位移；顺磁屏蔽使质子的δ值增大，即产生低场位移 E.抗磁屏蔽和顺磁场屏蔽均使质子去屏蔽 6.乙烯质子的化学位移值(δ)比乙炔质子的化学位移值大还是小？其原因是什么？ A．大，因为磁的各向异性效应，使乙烯质子处在屏蔽区，乙炔质子处在去屏蔽区； B．大，因为磁的各向异性效应，使乙烯质子处在去屏蔽区，乙炔质子处在屏蔽区； C．小，因为磁的各向异性效应，使乙烯质子处在去屏蔽区，乙炔质子处在屏蔽区；

东华大学材料结构表征及其应用作业答案

“材料研究方法与测试技术”课程练习题第二章红外光谱法 1.为什么说红外光谱是分子振动光谱？分子吸收红外光的条件是什么？双原子基团伸缩振动产生的红外光谱吸收峰的位置主要与哪些因素有关? 答案:这是由于红外光谱是由样品分子振动吸收特定频率红外光发生能级跃迁而形成的。分子吸收红外光的条件是：(1)分子或分子中基团振动引起分子偶极矩发生变化；(2)红外光的频率与分子或分子中基团的振动频率相等或成整数倍关系。双原子基团伸缩振动产生的红外光谱吸收峰的位置主要与双原子的折合质量（或质量)和双原子之间化学键的力常数(或键的强度；或键的离解能）有关。 2.用诱导效应、共轭效应和键应力解释以下酯类有机化合物的酯羰基吸收峰所处位置的范围与饱和脂肪酸酯的酯羰基吸收峰所处位置范围（17３５~１75０cm-１）之间存在的差异。芳香酸酯：１7１5~1730ｃm-１ α酮酯：1740～175５ｃm-1 丁内酯：～１82０cm-1 答案：芳香酸酯:苯环与酯羰基的共轭效应使其吸收峰波数降低;α酮酯：酯羰基与其相连的酮羰基之间既存在共轭效应，也存在吸电子的诱导效应，由于诱导效应更强一些，导致酯羰基吸收峰的波数上升；丁内酯：四元环的环张力使酯羰基吸收峰的波数增大。

3.从以下FTIR谱图中的主要吸收峰分析被测样品的化学结构中可能存在哪些基团？分别对应哪些吸收峰? 答案:3４８6ｃｍ－1吸收峰:羟基（－OH）；3335cｍ-1吸收峰：胺基（－NH２或-NH-)；2971cm-1吸收峰和2８７0cｍ-1吸收峰：甲基(-C Ｈ3）或亚甲基(-ＣH２-)；２115ｃm－1吸收峰:炔基或累积双键基团(-N＝C＝Ｎ-);1７28cm-1吸收峰：羰基；１604ｃm-1吸收峰、15２6cm-１吸收峰和1458cｍ-１吸收峰:苯环;1１08cｍ-１吸收峰和11４8cm-1吸收峰：醚基（C-O-C)。1２３２ｃｍ-1吸收峰和1247cｍ－１吸收峰：C-N。第三章拉曼光谱法 1. 影响拉曼谱峰位置(拉曼位移)和强度的因素有哪些？如果分子的同一种振动既有红外活性又有拉曼活性，为什么该振动产生的红外光谱吸收峰的波数和它产生的拉曼光谱峰的拉曼位移相等？

核磁共振波谱分析

核磁共振波谱分析 1.基本原理核磁共振是在电磁波的作用下，原子核在外磁场中的磁能级之间的共振跃迁现象。因此，要产生核磁共振，首先原子核必须具有磁性。自旋量子数I=0的原子核没有磁性，自旋量子数I≠0的原子核具有磁性。 I=1/2：1H，13C，15N，19F，31P，77Se，113Cd，119Sn，195Pt. I=3/2：7Li，9Be，11B，23Na，33S，35Cl，37Cl，39K，63Cu，79Br 此外还有I=5/2，7/2，9/2，1，2，3等。 I=1/2的原子核，电荷均匀分布在原子核表面，核磁共振的谱线窄，最适合核磁共振检测。1H，13C原子核是最为常见，其次是15N，19F，31P核。除了原子核具有磁性外，要产生核磁共振，还必须外加一静磁场和一交变磁场。在磁场中，通电线圈产生磁距，与外磁场之间的相互作用使线圈受到力矩的作用而发生偏转。同样在磁场中，自旋核的赤道平面也受到力矩作用而发生偏转，其结果是核磁距围绕磁场方向转动，这就是拉莫尔进动。

其进动频率与外加磁场成正比，即：v=（?/2π）*H0。 V—进动频率； H0—外磁场强度； ?—旋磁比。在相同的外磁场强度作用下，不同的原子核以不同的频率进动。如果在垂直于外磁场方向加一交变磁场H1，其频率v1等于原子核的进动频率v。此时，就产生共振吸收现象。即使原子核在外磁场中的磁能级之间产生共振跃迁现象，也即核磁共振。 2.核磁共振波普在化学中的应用 2.1 基本原则从核磁共振波谱得到的信息主要有化学位移、偶合常数、峰面积、弛豫时间等。化学位移在有机化合物中，各种氢核周围的电子云密度不同（结构中不同位置）共振频率有差异，即引起共振吸收峰的位移，这种现象称为化学位移。化学位移的标准：相对标准TMS（四甲基硅烷）位移常数δ =0。与裸露的氢核相比，TMS的化学位移最大，但规定 TMS TMS=0，其他种类氢核的位移为负值，负号不加。采用此标准的原因：（1）12个氢处于完全相同的化学环境，只产生一个尖峰；（2）屏蔽强烈，位移最大；只在图谱中远离其他大多数待研究峰的高磁场区有一个尖峰；（3）易溶于有机溶剂，沸点低，易回收。影响因素：（1）诱导效应：吸电子，电子云降低，屏蔽下降，低场出现，图左侧；（2）共轭效应；（3）磁各相异性效应；（4）范得华效应；（5）氢键去屏蔽效应：电子云密度降低，产生去屏蔽作用，化学位移向低场；（6）溶剂效应。弛豫过程：大量（而不是单个）原子核的运动规律。高能态原子核通过非辐射形式放出能量而回到低能态的过程叫弛豫过程。屏蔽效应：核受周围不断运动着的电子影响，使氢核实际受到的外磁场作用减小, 这种对抗外磁场的作用为屏蔽效应，通过屏蔽效应可分析核周围情况。δ小，屏蔽强，σ大，共振需要的磁场强度大，在高场出现，图右侧；δ大，屏蔽弱，σ小，共振需要的磁场强度小，在低场出现，图左侧。自选耦合和自旋裂分：分峰是由于分子内部邻近氢核自旋的相互干扰引起的，这种邻近氢核自旋之间的相互干扰作用称为自旋偶合，由自旋偶合引起的谱线增多现象称为自旋裂分。 n+1规律：当某基团上的氢有n个相邻氢时，它将裂分为n+1个峰。若这些相邻氢核处于不同的化学环境中，如一种环境为n个，另一种为n’个，则将裂分为（n+1)(n’+1)个峰。

实验八磁共振成像实验

实验八磁共振成像实验引言 1973年，美国科学家Paul Lauterbur发现，把物体放置在一个稳定的磁场中，然后再加上一个不均匀的磁场（即有梯度的磁场），再用适当的电磁波照射这一物体，这样根据物体释放出的电磁波就可以绘制成物体某个截面的内部图像。随后，英国科学家Peter Mansfield 又进一步验证和改进了这种方法，并发现不均匀磁场的快速变化可以使上述方法能更快地绘制成物体内部结构图像。此外，他还证明了可以用数学方法分析这种方法获得的数据，为利用计算机快速绘制图像奠定了基础。从此核磁共振成像得到了空前的发展。核磁共振成像的全称是：核磁共振电子计算机断层扫描术，为了避免人们把这种技术误解为核技术，一些科学家把核磁共振成像技术的“核”字去掉，称为其为“磁共振成像技术”（Magnetic Resonance Imaging），英文缩写即MRI。磁共振成像是根据生物磁性核（如氢核）在磁场中表现的共振特性进行成像的新技术。随着磁体技术、超导技术、低温技术、电子技术和计算机技术等相关技术的不断进步，MRI技术得到了飞速发展，已成为现代医学影像领域中的重要一员。通过本实验可以掌握MRI基本原理，了解几种成像参数对图像的影响。原理把某些物质放入磁场中时，这些物质就具备了共振的持性。意思是说这些物质可以吸收然后再发射具有一个特定频率的电磁辐射，如图1所示。辐射是以典型的射频(RF)信号形图1 磁共振成像的基本原理

式进行。物质所发射的RF信号的特性决定于该物质的某些物理和化学持性。在磁共振成像(MRl)过程中，这种RF信号也携带着人体内组织空间定位的信息。磁共振(MR)图像就是一个显示来自人体层面内每个组织体素的RF信号强度大小的像素的阵列。图像中每个像素的亮度取决于相应组织体素所发射的RF信号的强度。而每个体素的信号强度又由图l所列的组织的四种性质所决定。其中任何一个性质对图像亮度及对比度所引起的作用的范围都决定于操作者所选择的某些成原因素，例如，可以对一个图像“加权”，因此首先要依靠核密度(或浓度)或纵向弛豫率(T1)或横向弛豫率(T2)的大小来决定RF信号。与磁场和RF能量相互作用的组织构成成分都是单个原子核。所以这种现象统称为核磁共振(NMR)。 1.几个基本概念 1）磁性核参与MR过程的物质必须含具有持定磁性的原子核。为了与磁场产生相互作用，原子核本身必须是小磁体并具有磁矩。单个原子核的磁性是由原子核内的中子—质子组成情况来决定的。只有某些具有奇数中子和(或)质子的原子核才带磁性。即使多数化学元素都具有一种或多种是磁性核的同位素，但可用于成像或活体光谱学分析的只是有限的几种。在具有磁性并能参与NMR过程的核素中，每种核素图2具有磁性核的同位素所产生的信号的量值都有很大的不同。原子核磁性的特定取向称为磁矩。在图2中，磁矩的方向由一个通过原子核的箭头来表示。 2）射频能量在成像过程中，RF能量在成像系统和患者身体之间进行交换。这种交换通过—套相当靠近患者身体的线圈进行。RF线圈就是天线，它既向组织发射能量，也从组织接收能量。在每个成像周期内，RF能量在几个短脉冲期间加于人体上。脉冲的强度用它们旋转组织的磁化强度的角度来描述。大多数成像方法在每个周期中既使用90?的脉冲也使用180?的脉冲。在每个成像周期的特定时刻，组织被激励而发射一个RF信号。这个信号被线圈接收、分析，并用来形成图像。自旋回波技术一般用于激励信号的发射。因此，来自患者身体的信号统称为回波。 3）核磁的相互作用 NMR过程涉及到磁性核、磁场、RF能量脉冲和信号的一系列的相互作用。这些作用有校直、共振、激发和弛豫。我们记得一个磁性核是以一个磁矩为特征的。磁矩的方向是用通过原子核的一个小箭头来表示的。如果我们把核看作普通的一个小磁铁．那么．磁铁箭头的方向就相当于磁铁的南极到北极的指向，如果没有强磁场，原子核的磁矩在空间是随机取向的，组织中的许多原子核并非在固定结构中，而是可以自由地改变方向的。事实上，出于物质内部的热运动，原子核不断地翻来倒去地改变方向。如果把一块含有磁性核的物质放在磁场中时，原子核就要经受一个转矩的作用，这个转矩的作用促使原子核的磁矩方向校直到磁场方向上。当一个磁性核与一个磁场校直后，它也并不是固定不动的，核磁矩要在磁场轴周围进动或者摆动，如图3所示。进动是由于原子核的自旋角动量和磁场相互作用而引起的一种物理现象。进动的重要性在于它能使原子核对于RF能量特别敏感，或者调谐到RF能量具有的频率和进动频率相等，满足此条件就称为共振。它是所有MR过程的基础。NMR实际上就是核处于磁场中时，核共振或“调谐”的过程。

铁磁材料的磁性能

铁磁材料的磁性能 1、铁磁性物质的磁化当把一根铁棒插入通有电流的线圈时，可以发现铁棒能够吸引铁屑，这是由于铁棒被磁化的缘故。所谓磁化是指使原来没有磁性的物质具有磁性的过程。只有铁磁性物质能够被磁化，非铁磁性物质不能被磁化。铁磁性物质能够被磁化的主要原因是其内部存在大量的磁性小区域，即磁畴。在无外磁场作用时，铁磁物质中磁畴的排列杂乱无章，磁性相互抵消，物质对外界并不显磁性。但是，在外磁场作用下，磁畴将沿着磁场的方向排列，从而产生附加磁场，如图 4.1所示。附加磁场与外磁场叠加在一起，使得总磁场增强。有些铁磁性物质在去掉外磁场后对外仍显磁性，于是它们变成了永久磁铁。（a）（b）图4.1铁磁性物质的磁畴 2、磁化曲线铁磁性物质在外磁场作用下，其内部将产生磁场。表征铁磁性物质内磁感应强度B随外磁场强度H变化的曲线，称为磁化曲线，也称为B-H曲线。如果铁磁性物质从完全无磁的状态进行磁化所得到的磁化曲线称为起始磁化曲线。磁化曲线是非线性的。起始磁化曲线应经过坐标原点，如图4.2所示。

图4.2铁磁性物质的磁化曲线在磁化曲线起始的Oa段，曲线上升缓慢，这是由于铁磁物质内部磁畴的惯性造成的，这个阶段称为起始磁化阶段。随着H的增大，B也增大，磁化曲线中ab段的变化接近于直线，这是由于大量的磁畴在外磁场作用下沿着磁场的方向排列，附加磁场增强。然后，在bc段，随着H的增大，B也增大，但增大的速度变慢，这是由于铁磁性物质内部只剩下了少数的磁畴。最后，在cd段，由于铁磁性物质几乎全部被磁化，继续增大H，B几乎没有变化，即B达到了饱和值。不同的铁磁性物质具有不同的磁化曲线。 3、磁滞回线上面介绍的磁化曲线只反映了铁磁性物质在外磁场由零逐渐增强时的磁化过程。但是，在实际使用中，许多铁磁性材料往往工作在大小和方向交替变化的磁场中，这时由于铁磁性物质具有滞后效应和粘滞性，使得B的值不仅与相应的H有关，还与物质之前的磁化状态有关。实验表明，如果B达到饱和值后，逐渐减小H，这时B并不是沿着图4.2中的磁化曲线减小，而是沿着另一条曲线下降，如图4.3所示的de段。当H减小至零时，B的值不是零，而是Br，Br称为剩磁。图4.3磁滞回线为了消除剩磁，必须施加反向的磁场。当反向磁场由零增大到Hc时，B的值为零。Hc 称为矫顽力，它反映了铁磁性物质保持剩磁的能力。继续增大反向磁场，B的值将从零变为负值，即B的方向发生改变，铁磁性物质被反向磁化。反向磁化使B达到饱和值后，减小反向磁场，磁化曲线将沿gk段变化，在k点处H为零。继续增大正向磁场，磁化曲线将沿khd变化。从磁化的整个过程可以看出，B的变化总是落后于H的变化，这种现象称为磁滞现象。磁化过程所形成的闭合的、对称于原点的曲线defgkhd，称为磁滞回线。

核磁共振波谱分析报告

核磁共振波谱分析 1946年美国科学家布洛赫(Bloch)和珀塞尔（Purcell）两位物理学家分别发现在射频*（无线电波*0.1～100MHZ,106～109μm）的电磁波能与暴露在强磁场中的磁性原子核相互作用,引起磁性原子核在外磁场中发生磁能级的共振跃迁,从而产生吸收信号,他们把这种原子对射频辐射的吸收称为核磁共振(NMR)。NMR 和红外光谱，可见—紫外光谱相同之处是微观粒子吸收电磁波后在不同能级上跃迁。引起核磁共振的电磁波能量很低,不会引起振动或转动能级跃迁,更不会引起电子能级跃迁。.根据核磁共振图谱上吸收峰位置、强度和精细结构可以研究分子的结构。化学家们发现分子的环境会影响磁场中核的吸收，而且此效应与分子结构密切相关。1950年应用于化学领域，发现CH 3CH 2 OH中三个基团H吸收不同。从此核磁共振光谱作为一种对物质结构（特别是有机物结构）分析的确良非常有效的手段得到了迅速发展。1966年出现了高分辨核共振仪，七十年代发明了脉冲傅立叶变换核磁共振仪，以及后来的二维核磁共振光谱（2D-NMR），从测量1H 到13C、31P、15N，从常温的1～2.37到超导的5T以上，新技术和这些性能优异的新仪器都核磁共振应用范围大大扩展，从有机物结构分析到化学反应动力学，高分子化学到医学、药学、生物学等都有重要的应用价值。 §4-1核磁共振原理一、原子核自旋现象我们知道原子核是由带正电荷的原子和中子组成，它有自旋现象原子核大都围绕着某个轴作旋转运动，各种不同的原子核，自旋情况不同。原子核的自旋情况在量子力学上用自旋量子数I表示，有三种情况： ①I=0,这种原子核没有自旋现象,不产生共振吸收(质量数为偶数(M),电子数,原子数为偶数(z)为12G,16O,32S) ②I=1、2、3、…、n，有核自旋现象，但共振吸收复杂，不便于研究。 ③I=n/2（n=1、2、3、5、…）有自旋现象，n〉1时，情况复杂，n=1时，I=1/2，

第二章第三节磁性材料的磁性能

第二章第三节： 1、铁磁材料被磁化时，当磁化电流越大，铁磁材料所呈现的磁性______。 A．越弱 B．强度不变 C．越强 D．增强但趋于饱和 2、交流电机、电气设备中所用的硅钢片铁芯，属于______磁材料；其剩磁及矫顽力都______。 A．硬/小 B．硬/大 C．软/小 D．软/大 3、在铁芯线圈通电后，线圈内产生的磁感应强度与线圈电流（或磁势）的关系 ______。 A．成正比 B．成反比 C．无关 D．呈磁滞性、磁饱和性 4、铁磁材料在磁化时，其磁通密度随励磁电流的增加的量越来越少时称之为磁化过程的______。 A．线性段 B．半饱和段 C．饱和段 D．反比段 5、对于各种电机、电气设备要求其线圈电流小而产生的磁通大，通常在线圈中要放有铁芯，这是基于铁磁材料的______特性。 A．磁饱和性 B．良导电性 C．高导磁性 D．磁滞性 6、磁滞损耗与铁芯材料的磁滞回线所包围的面积______。 A．成正比

B．成反比 C．无关 D．不成比例 7、对硬磁材料的下列说法，错误的是______。 A．碳钢、钴钢是硬磁材料 B．磁滞回线较宽 C．矫顽力较大 D．是制造电机铁芯的材料 8、软磁材料的特点是______。 A．磁滞回线面积较大，剩磁较小 B．磁滞回线面积较大，剩磁较大 C．磁滞回线面积较小，剩磁较大 D．磁滞回线面积较小，剩磁较小 9、关于铁磁材料的下列说法错误的是______。 A．具有磁滞特征 B．具有磁饱和特征 C．磁导率非常数 D．具有高磁阻特征 10、铁芯线圈通以交变电流后，与线圈绝缘的铁芯会发热，这是由于______。A．电流的磁效应 B．电流的力效应 C．线圈中的电流产生热效应 D．线圈中的电流产生热效应及铁损引起的热效应 11、一般船用电机铁芯材料用______。 A．软磁材料 B．永磁材料 C．矩磁材料 D．有色金属 12、铁磁性材料不具有的特性是______。 A．剩磁性和磁滞性 B．磁饱和性 C．高导电性

核磁共振波谱法作业题

核磁共振波谱法讲授容第一节.概述第二节.基本原理第三节.化学位移第四节.自旋偶合和自旋系统第五节.核磁共振仪和实验方法第六节.氢谱的解析方法第七节.碳谱简介第一节.概述第二节.基本原理填空题 1.原子核是否有自旋现象是由其自旋量子数Ⅰ决定的，Ⅰ为的核才有自旋，为磁场性核。 2.进行核磁共振实验时，样品要置于磁场中，是因为。 3.对质子（=2.675×108 T-1·s-1）来说，仪器的磁场强度如为1.4092T，则激发用的射频频率为。选择题 1.下列原子核没有自旋角动量的是哪一种？

A．14N B．28Si C．31P D．33S E.1H 2.下述核中自旋量子数I=1/2的核是 A.16O B.19F C.2H D.14N E.12C 3.1H核在外磁场中自旋取向数为 A.0 B.1 C.2 D.3 E.4 4.若外加磁场的磁场强度H逐渐增大时，则使质子从低能级E跃迁至高能级E所需的能量： A.不发生变化 B.逐渐变小 C.逐渐变大 D.不变或逐渐变小 E.不变或逐渐变大简答题 1.试述产生核磁共振的条件是什么？ 2.一个自旋量子数为1/2的核在磁场中有多少种能态？各种能态的磁量子数取值为多少？ 3.哪些类型的核具有核磁共振现象？目前的商品核磁共振仪主要测定是哪些类型核的核磁共振？ 4.为什么强射频波照射样品会使NMR信号消失？而UV与IR吸收光谱法则不消失。计算题 1.试计算在1.9406T的磁场中，1H、13C的共振频率。 2.试计算在25o C时，处在2.4T磁场中13C高能态核与低能态核数目的比例。

材料结构与表征复习整理(周玉第三版)

材料结构与表征 2017-2018复习整理 2018-1-4 暨南大学 ——D.S

2017-2018材料结构与表征重点整理目录绪论 (1) 第一章 X射线物理学基础 (2) 第二章 X射线衍射方向 (3) 第三章 X射线衍射强度 (3) 第四章多晶体分析方法 (4) 第五章物相分析及点阵参数精确测定 (5) 第六章（不考） (5) 第七章（不考） (5) 第八章电子光学基础 (5) 第九章透射电子显微镜 (6) 第十章电子衍射 (7) 第十一章晶体薄膜衍衬成像分析 (7) 第十二章（不考） (8) 第十三章扫描电子显微镜 (8) 第十四章（不考） (8) 第十五章电子探针显微镜分析 (8) 第十六章 (9) 参考文献 (10)

2017-2018材料结构与表征重点整理绪论 1.组织结构与性能本书主要介绍X射线衍射和电子显微镜分析材料的微观结构。材料的组织结构与性能：a.结构决定性能；b.通过一定方法控制其显微组织形成条件。加工齿轮实例： a.预先将钢材进行退火处理，使其硬度降低，以满足容易铣等加工工艺性能要求； b.加工好后再进行渗碳处理，使其强度、硬度提高，以满足耐磨损等使用性能的要求。 2. 显微组织结构分析表征： a.表面形貌观察（形态、大小、分布和界面状态等——光学显微镜、电子显微镜、原子力显微镜等； b.晶体结构分析（物相，晶体缺陷，组织结构等）——X射线衍射、电子衍射、热谱分析； c.化学成分分析（元素与含量、化学价态、分子量、分子式等）——光谱分析，能谱分析等。 3.传统测试方式 a.光学显微镜——分辨率200nm——只能观察表面形态而不能观察材料内部的组织结构，更不能进行对所观察的显微组织进行同位微区分析； b.化学分析——能给出试样的平均成分，不能给出元素分布，和光谱分析相同。 4.X射线衍射与电子显微镜 1.XRD——分辨率mm级——是利用X射线在晶体中的衍射现象来分析材料的晶体结构、晶格参数、晶体缺陷（位错等）、不同结构相的含量及内应力的方法，可以计算样品晶体晶体结构与晶格参数。 2.电子显微镜透射电子显微镜——分辨率0.1nm——通过透过样品的电子束成像，可以观察微观组织形态并对观察区域进行晶体结构鉴定；扫描电子显微镜——分辨率1nm——利用电子束在样品表面扫描激发出的代表样品表面特征的信号成像，观察表面形貌（断口）和成分分布；电子探针显微分析——利用聚焦很细的电子束打在样品微观区域，激发出特征X射线，可以确定样品微观区域的化学成分，可与扫描电镜同时使用进行化学成分同位分析。

答案3_材料特性表征第2篇分子结构分析核磁3讲课讲稿

核磁共振作业

最新核磁共振作业参考答案

第三章-核磁共振波谱法作业

磁共振波谱分析MRS

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