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材料现代研究方法

材料现代研究方法
材料现代研究方法

《材料现代研究方法》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程编号:13106105

课程类别:专业必修课程

适应专业:材料科学与工程

总学时:54学时

总学分:3

课程简介:

本课程介绍材料微观形貌、结构及成分的分析与表面分析技术主要方法及基本技术,简单介绍光谱分析方法。包括晶体X射线衍射、电子显微分析、X射线光电子谱仪、原子光谱、分子光谱等分析方法及基本技术。

授课教材:《材料分析测试方法》,黄新民解挺编,国防工业出版社,2005年。

参考书目:

[1]《现代物理测试技术》,梁志德、王福编,冶金工业出版社,2003年。

[2]《X射线衍射分析原理与应用》,刘粤惠、刘平安编,化学工业出版社,2003年。

[3]《X射线衍射技术及设备》,丘利、胡玉和编,冶金工业出版社,2001年。

[4]《材料现代分析方法》,左演声、陈文哲、梁伟编,北京工业大学出版社,2001年。

[5]《材料分析测试技术》,周玉、武高辉编,哈尔滨工业大学出版社,2000年。

[6]《材料结构表征及应用》,吴刚编,化学工业出版社,2001年。

[7]《材料结构分析基础》,余鲲编,科学出版社,2001年。

二、课程教育目标

通过学习,了解X射线衍射仪及电子显微镜的结构,掌握X-射线衍射及电子显微镜的基本原理和操作方法,了解试样制备的基本要求及方法,了解材料成分的分析与表面分析技术的主要方法及基本技术,了解光谱分析方法,能够利用上述相关仪器进行材料的物相组成、显微结构、表面分析研究。学会运用以上技术的基本方法,对材料进行测试、计算和分析,得到有关微观组织结构、形貌及成分等方面的信息。

三、教学内容与要求

第一章 X射线的物理基础

教学重点:X射线的产生及其与物质作用原理

教学难点:X射线的吸收和衰减、激发限

教学时数:2学时

教学内容:X射线的性质,X射线的产生,X射线谱,X射线与物质的相互作用,X射线的衰减规律,吸收限的应用

教学方式:课堂讲授

教学要求:

(1)了解X射线的性质和产生机制,了解X射线管的结构。

(2)深刻认识X射线谱的两种不同的波谱,即连续X射线谱和特征X射线谱。(3)深刻理解X射线与物质的相互作用过程,掌握X射线的散射、吸收过程。(4)掌握X射线的衰减规律。

(5)了解吸收限的应用。

第二章 X射线衍射原理

教学重点:布拉格方程、衍射矢量方程及劳埃方程的推导

教学难点:产生X射线衍射的充要条件和多晶衍射积分强度的计算

教学时数:3学时

教学内容:倒易点阵,X射线衍射方向,X射线衍射强度

教学方式:课堂讲授

教学要求:

(1)了解倒易点阵的构建和倒易矢量。

(2)掌握布拉格方程、衍射矢量方程、厄瓦尔德图解、X射线衍射强度。

(3)了解倒易球、等同晶面、多重性因子、半高宽、厄瓦尔德图解等基本概念。(4)掌握产生衍射的充要条件和多晶衍射积分强度的计算。

(5)掌握影响衍射强度影响的五大因素。

第三章多晶体X射线衍射分析方法

教学重点:X射线衍射仪的构成、工作原理及测量方法

教学难点:德拜法

教学时数:4学时

教学内容:德拜照相法,X射线衍射仪法

教学方式:课堂讲授

教学要求:

(1)了解德拜相机德基本结构。

(2)了解德拜法试样德制备和实验参数选择。

(3)熟练掌握德拜相的指数标定。

(4)了解X射线衍射仪法的仪器结构,了解测角仪的结构。

(5)掌握X射线衍射仪的构成、工作原理及测量方法。

第四章 X射线衍射方法的应用

教学重点:物相分析基本原理

教学难点:宏观应力测定

教学时数:4学时

教学内容:点阵常数的精确测定,X射线物相分析,宏观应力测定

教学方式:课堂讲授

教学要求:

(1)掌握点阵常数的测定方法,了解误差来源及其消除方法。

(2)掌握X射线物相分析的方法和步骤,熟练掌握物相定性分析方法。

(3)了解X射线残余应力测定原理、单轴应力测定原理、平面应力测定原理。(4)掌握X射线在应力测量中的具体应用。

第五章透射电子显微镜结构

教学重点:电磁透镜的景深与焦长,透射电子显微镜的结构

教学难点:电磁透镜的像差及其对分辨率的影响

教学时数:6学时

教学内容:光学显微镜的分辨率,电子波波长,电磁透镜,电磁透镜的像差及其对分辨率的影响,电磁透镜的景深与焦长,透射电子显微镜的结构,透射电镜的主要部

件,透射电镜的功能及发展

教学方式:课堂讲授

教学要求:

(1)了解光学显微镜的分辨率,认识光学显微镜分辨率的局限性。

(2)了解电子波波长,了解电磁透镜。

(3)掌握球差、色差、像散、景深、焦长的基本概念。

(4)掌握电磁透镜的像差及其对分辨率的影响。

(5)掌握透射电子显微镜的结构,能熟练绘出5级成像系统光路图。

(6)了解透射电镜的主要部件及其功能。

(7)了解透射电镜的功能及发展。

第六章电子衍射

教学重点:电子衍射原理,单晶电子衍射花样的标定

教学难点:单晶电子衍射花样的标定,复杂电子衍射花样

教学时数:6学时

教学内容:电子衍射原理,单晶电子衍射花样的标定,多晶电子衍射图的标定,复杂电子衍射花样

教学方式:课堂讲授

教学要求:

(1)掌握布喇格定律和电子衍射基本公式。

(2)熟练掌握单晶电子衍射花样的标定方法,学会查表标定法、d值比较法、标准花样对照法在具体实例中的应用。

(3)了解多晶电子衍射图的标定。

(4)对复杂电子衍射花样,只做一般介绍。

第七章电子显微图像

教学重点:质厚衬度原理,衍衬衬度,相位衬度

教学难点:衍衬衬度,相位衬度

教学时数:6学时

教学内容:质厚衬度原理,衍衬衬度,相位衬度,透射电子显微镜样品制备

教学要求:

(1)掌握质厚衬度原理。

(2)掌握衍衬运动学理论和衍衬图像的基本特征。

(3)掌握相位衬度基本原理,了解高分辨电子显微镜的结构特征。

(4)了解透射电子显微镜样品制备方法。

第八章扫描电子显微镜与电子探针显微分析

教学重点:电子显微镜的工作原理,电子探针X射线显微分析,表面形貌衬度原理及其应用

教学难点:表面形貌衬度原理及其应用

教学时数:7学时

教学内容:电子束与固体样品相互作用时产生的物理信号,扫描电子显微镜的结构和工作原理,表面形貌衬度原理及其应用,原子序数衬度原理及其应用,电子探针X

射线显微分析,扫描电子显微镜的发展

教学方式:课堂讲授

教学要求:

(1)了解电子束与固体样品相互作用时产生的背散射电子、二次电子、吸收电子、透射电子、特征X射线、俄歇电子等物理信号。

(2)了解扫描电子显微镜的结构,掌握其工作原理。

(3)掌握表面形貌衬度原理及其应用,了解原子序数衬度原理及其应用。

(4)掌握电子探针X射线显微分析,特别是能谱仪的结构和工作原理。

(5)了解扫描电子显微镜的发展。

第九章光谱分析简介

教学重点:光谱分析基本原理,紫外、可见光吸收光谱

教学难点:光谱分析基本原理

教学时数:6学时

教学内容:光谱分析基本原理,原子光谱,分子光谱

教学方式:课堂讲授

教学要求:

(1)要求学生充分理解光谱分析基本原理。

(2)了解分子光谱分析的基本原理。

(3)初步了解原子发射光谱、吸收光谱、原子荧光光谱的原理与应用。

(4)了解分子光谱分析原理。

(5)掌握紫外、可见光吸收光谱的原理与应用。

(6)了解红外吸收光谱和分子荧光光谱的原理与应用。

第十章其他显微分析方法简介

教学重点:扫描探针显微镜,软X射线显微术

教学难点:扫描隧道电子显微镜和原子力显微镜的原理及应用

教学内容:扫描隧道电子显微镜和原子力显微镜

教学方式:课堂讲授

教学要求:

(1)掌握扫描隧道电子显微镜和原子力显微镜的工作原理。

(2)了解扫描隧道电子显微镜和原子力显微镜的特点与应用。

(3)了解软X射线显微术基本概念及软X射线全息显微成象技术简介

第十一章电子能谱分析方法简介

教学重点:X射线光电子能谱

教学难点:X射线光电子能谱的分析与应用

教学时数:6学时

教学内容:俄歇电子能谱法,X射线光电子能谱和紫外光电子能谱

教学方式:课堂讲授

教学要求:

(1)了解俄歇电子能谱的基本原理、俄歇电子能谱仪及应用。

(2)了解紫外光电子能谱的原理

(3)了解X射线光电子能谱仪的结构,掌握X射线光电子能谱的基本原理。

(4)熟练掌握X射线光电子能谱的分析与应用。

四、作业

该课程原则上每次课都布置作业,除了教材中的习题,也可以补充一些典型习题。

五、考核方式与成绩评定

考核方式:考试。

成绩评定:总评成绩=平时成绩(30%)+期末考试(70%),其中平时成绩是平时作业与出勤情况,视具体情况而定。

执笔人:

责任人:

2013年8月

无机材料研究进展综述

无机材料最新研究进展 摘要 无机材料指由无机物单独或混合其他物质制成的材料,一般可以分为传统的和新型的无机材料两大类。本文介绍了无机材料分类、方法及最新研究进展。 关键词:无机材料、分类、方法、展望 前言 无机材料一般可以分为传统的和新型的无机材料两大类。传统的无机材料是指以二氧化硅及其硅酸盐化合物为主要成分制备的材料,因此又称硅酸盐材料。新型无机材料是用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各种非金属化合物经特殊的先进工艺制成的材料。无机材料根据不同用途其特性也不同。总体来说无机材料有耐高温、耐腐蚀、耐磨性好、强度高。有些材料导电性能好,有些材料光导性好,有些材料有自洁功能。由于无机材料的多样性并有着各色各样的性质,其应用也相当广泛并得到了人们足够的重视,尤其是近些年新型的新材料,引起了我们广大的兴趣。 新材料是发展高新技术的物质基础, 新材料及与其直接相关的研究领域, 如信息存储材料、微电子材料、生物材料、纳米材料、超导材料及高温电子学等, 在当今高新技术领域及未来技术中均占有重要地位。因此世界各国都给予高度重视, 很多国家把新材料的研究与开发列为关键技术。而在新材料中, 新型无机非金属材料又是特别活跃的领域, 在整个新材料中占据主要地位[1]。 1.无机材料分类 无机材料分为新型无机材料和传统无机材料。传统无机材料分为玻璃、水泥、陶瓷;新型无机材料分为高性能结构陶瓷、电子功能陶瓷材料、敏感功能(陶瓷)材料、光功能陶瓷材料、人工晶体、功能玻璃、催化及环保用陶瓷等。

1.1水泥 水泥,粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体,能在空气中硬化或者在水中更好的硬化,并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。水泥的历史最早可追溯到5000年前的中国秦安大地湾人,他们铺设了类似现代水泥的地面。后来古罗马人在建筑中使用的石灰与火山灰的混合物,这种混合物与现代的石灰火山灰水泥很相似。用它胶结碎石制成的混凝土,硬化后不但强度较高,而且还能抵抗淡水或含盐水的侵蚀。长期以来,它作为一种重要的胶凝材料,是建筑工业三大基本材料之一[2]。水泥行业中球磨工艺应用于两个生产环节,一个环节与火电行业相同,应用于磨制煤粉,为生产提供燃煤;另一个环节应用于将烧结成块的水泥熟料磨制成粉状,这一环节对于水泥企业的生产效率与产品品质起着至关重要的作用。近几年,由于固定资产投资增加,基础设施建设、房地产业的快速发展对水泥产量的拉动作用十分明显。在巨大的需求拉动下,水泥产量仍将保持较为稳定的增长。据相关数据统计,2012年水泥行业产量已达到21亿吨。 1.2陶瓷 陶瓷是以粘土为主要原料以及各种天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品。人们把一种陶土制作成的在专门的窑炉中高温烧制的物品叫陶瓷,陶瓷是陶器和瓷器的总称。陶瓷的传统概念是指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的人工工业产品。陶瓷的主要产区为景德镇、高安、丰城、萍乡、佛山、潮州、德化、醴陵、淄博等地。新型功能陶瓷材料是以电、磁、光、声、热、力学、化学和生物等信息的检测、转换、耦合、传输、处理和存储等功能为其特征的新型材料,已成为微电子技术、激光技术、光纤技术、传感技术以及奎间技术等现代高级技术发展不可替代的重要支撑性材料,在通信电子、自动控制、集成毫路、计算槐、信息处理等方嚣的应用墨益及。功熊陶瓷材料是电予材料中最重要的一个分支,其产值约占整个新型陶瓷产业产饭的70%。随着现代新技术的发展,功能陶瓷及其应用正向着高可靠、微型化、薄膜化、精细化、多功能、智能化、集成化、高性能、高功能和复合结构方向发展[3]。 1.3 玻璃 玻璃是无机非金属材料的又一重要产品, 它和我们的生活密切相关, 几乎每一个人都要接触和使用玻璃产品. 玻璃具有良好的光学和电学性能, 有较好的化

材料研究方法期末复习资料(不错)

材料研究方法复习 X射线,SEM(扫描电子显微镜),TA,DTA,DSC,TG,红外,拉曼 1.X射线的本质是什么?是谁首先发现了X射线,谁揭示了X射线的本质? 本质是一种波长很短的电磁波,其波长介于0.01-1000A。1895年由德国物理学家伦琴首先发现了X射线,1912年由德国物理学家laue揭示了X射线本质。 2.试计算波长0.071nm(Mo-Kα)和0.154A(Cu-Kα)的X射线束,其频率和每个量子的能量? E=hν=hc/λ 3.试述连续X射线谱与特征X射线谱产生的机理 连续X射线谱:从阴极发出的电子经高压加速到达阳极靶材时,由于单位时间内到达的电子数目极大,而且达到靶材的时间和条件各不相同,并且大多数电子要经过多次碰撞,能量逐步损失掉,因而出现连续变化的波长谱。 特征X射线谱: 从阴极发出的电子在高压加速后,如果电子的能量足够大而将阳极靶原子中内层电子击出留下空位,原子中其他层电子就会跃迁以填补该空位,同时将多余的能量以X射线光子的形式释放出来,结果得到具有固定能量,频率或固定波长的特征X射线。 4. 连续X射线谱强度随管电压、管电流和阳极材料原子序数的变化规律? 发生管中的总光子数(即连续X射线的强度)与: 1 阳极原子数Z成正比; 2 与灯丝电流i成正比; 3 与电压V二次方成正比: I 正比于i Z V2 可见,连续X射线的总能量随管电流、阳极靶原子序数和管电压的增加而增大 5. Kα线和Kβ线相比,谁的波长短?谁的强度高?

Kβ线比Kα线的波长短,强度弱 6.实验中选择X射线管以及滤波片的原则是什么?已知一个以Fe为主要成分的样品,试选择合适的X射线管和合适的滤波片? 实验中选择X射线管要避免样品强烈吸收入射X射线产生荧光幅射,对分析结果产生干扰。必须根据所测样品的化学成分选用不同靶材的X射线管。 其选择原则是: Z靶≤Z样品+1 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。 滤波片材料选择规律是: Z靶<40时: Z滤=Z靶-1 Z靶>40时: Z滤=Z靶-2 例如: 铁为主的样品,选用Co或Fe靶,不选用Ni或Cu靶;对应滤波片选择Mn 7. X射线与物质的如何相互作用的,产生那些物理现象? X射线与物质的作用是通过X射线光子与物质的电子相互碰撞而实现的。 与物质作用后会产生X射线的散射(弹性散射和非弹性散射),X射线的吸收,光电效应与荧光辐射等现象 8. X射线强度衰减规律是什么?质量吸收系数的计算? X射线通过整个物质厚度的衰减规律: I/I0 = exp(-μx) 式中I/I0称为X射线穿透系数,I/I0 <1。I/I0愈小,表示x射线被衰减的程度愈大。μ为线性吸收系数 μm表示,μm=μ/ρ 如果材料中含多种元素,则μm=Σμmi w i其中w i为质量分数 9.下列哪些晶面属于[111]晶带? (111)、(3 21)、(231)、(211)、(101)、(101)、(133),(-1-10),(1-12), (1- 32),(0-11),(212),为什么?

功能陶瓷材料研究进展综述

功能陶瓷材料的应用 研究 姓名:刘军堂___________ 学号: 23122837________ 班级: 机械1201_________ 任课老师:张志坚__________

功能陶瓷材料的应用研究 1.选择一个课题进行相关检索,要求对课题作简要分析,并在分析的基础上确定检索词,准确描述检索过程。(10分)(可选择其他课程中以论文方式考核的科目,如无此类题目,可自选或用备选题目) 功能陶瓷 功能陶瓷材料是具有特殊优越性能的新型材料,各国在基础与应用研究以及工程化方面,均给予了特殊重视,特别是在信息、国防、现代交通与能源产业中均将其置于重要地位。根据功能陶瓷材料的应用前景,本文介绍了功能陶瓷新材料的性能、应用范围,市场的开发应用现状和开发应用新领域,以及正在研发的高性能陶瓷材料;同时介绍了功能陶瓷材料今后的发展趋势。 关键词:功能陶瓷材料;应用现状;趋势 检索过程 第一步:进入“中国知网”主页,网址是“https://www.wendangku.net/doc/6813626965.html, 第三步:登录成功后会进入操作界面, 第四步:选择要检索的文献数据库。在操作界面上,中国知网将其文献分成了不同的库,我们根据自己的文献范围属性进行选择。 第五步:检索参数设置。在操作界面的上部,有搜索参数设置对话框。最好逐一填写。(1)检索项,系统对文献进行了检索编码,每一个文献都有一一对应的编码,一个编码就是一种检索项。点击检索项框右边的向下箭头,就能弹出所有检索项,选中一个就好。(2)检索词,填入要求系统搜索的内容。没有明确严格要求,不一定是词语。但是需要考虑到它应当与你选中的检索项相一致。如检索项用了“关键词”,就不能用一个长句等作检索词了。(3)文献时间选择,根据文献可能出现的年代,点击对话框右边的小三角就可以选了。需要说明的是,中国知网建立时间是1994年,所以1994年及其后的数据才是最全的。现在他们在逐渐补充1994年以前的文献数据,但是,全面性可能要差些。(4)排序,提示系统将找到的文献按什么顺序呈现。(5)匹配,即要求系统按自己的检索要求进行哪种精确程度的检索。如果你确定你的文献参数,那么选择“精确”,如果不确定,就选择“模糊”。 第六步:点击“搜索”就完成了第一阶段的操作了。然后就进入检索结果呈现的界面:中国知网2.rar(点击打开查看),中国知网的结果呈现表中,对文献的基本信息:文献题目、文献的载体、发表时间及在中国知网中的收藏库名进行了说明。

材料研究方法简单总结

XRD: ●所有的衍射峰都有一定的宽度是因为:1.晶体不是严格的晶体;2.X射线不是严格的单 色光;3.仪器设计造成。 ●XRD用途:1.精确测定晶胞参数——可反映晶体内部成分、受力状态等的变化,可用 于鉴别固溶体类型、测量固溶度、测定物质的真实密度等等。 2.物相定性分析——各衍射峰的角度位置所确定的晶面间距d以及它们的相对强度I/Io 是物质的固有特性。因而呢过用于五物相分析。 3.物相的(半)定量分析——外标法(物相数=2);内标法(物相数>2);基体冲洗法(修 正了内标法由于引入参比物导致的误差) 4.纳米物质平均粒度分析——当粒度小于200nm的时候,衍射线会发生宽化(相干散射 的不完全所致),测定待测样品的衍射峰的半高宽和标准物质的衍射峰的半高宽,用公式即可以得出纳米颗粒的平均粒度。 电镜: 电镜的缺陷:其实际分辨率达不到理论值 原因:电磁透镜存在像差(几何像差和色差) 几何像差:由透镜磁场几何形状上的缺陷而造成的,包括球差和像散。 球差:由于电磁透镜中心区域和边缘区域磁场强度的差异,从而造成对电子会聚能力不 同而造成的。 像散:由于透镜的磁场轴向不对称所引起的一种像差。 色差:由于成像电子的能量或波长不同而引起的一种像差。 像差的存在使同一物点散射的具有不同能量的电子经透镜后不再会聚于一点,而是在像 面上形成一漫射圆斑。 ●透射电镜(TEM):1.观察水泥及其原料颗粒表面及聚集体的状态,揭示水泥熟料的微 细结构,研究水泥浆体的断面结构,观察其水化产物、未水化产物及孔的大小、形状和分布 2.黏土矿物的形态和结晶习性对陶瓷至关重要,可用TEM观察陶瓷的显微结构、点阵 缺陷和畸变。 3.TEM广泛应用于金相分析和金属断口分析。 4.TEM可以观察高分子粒子的形状、大小及分布。 ●扫描电镜(SEM):用于形貌分析(观察粉体表面形貌、材料断面、材料表面形貌)●电子探针(EPMA 配合波谱仪或能谱仪使用):主要用于材料表面层成分的定性和定 量分析 能谱仪(EDS) 优点:1.分析速度快;2.灵敏度高;3.谱线重复性好 缺点:1.能量分辨率低,峰背比低;2.使用条件苛刻 波谱仪(WDS) 优点:波长分辨率高 缺点:1.为了有足够的色散率,聚焦圆半径需足够大。导致X射线光子收集率低,使其对X射线利用率低 2.X光经衍射后,强度损失大,难以在低束流和低激发强度下使用 热分析 具体的研究内容有:熔化、凝固、升华、蒸发、吸附、解吸、裂解、氧化还原、相图制

研究综述怎么写

研究综述怎么写 (2011-05-22 16:48:10) 转载 标签: 杂谈 1综述的定义和特点 综述是查阅了某一专题在一段时期内的相当数量的文献资料,经过分析研究,选取有关情报信息,进行归纳整理,作出综合性描述的文章。 综述的特点:①综合性:综述要"纵横交错",既要以某一专题的发展为纵线,反映当前课题的进展;又要从本单位、省内、国内到国外,进行横的比较。只有如此,文章才会占有大量素材,经过综合分析、归纳整理、消化鉴别,使材料更精练、更明确、更有层次和更有逻辑,进而把握本专题发展规律和预测发展趋势。 ②评述性:是指比较专门地、全面地、深入地、系统地论述某一方面的问题,对所综述的内容进行综合、分析、评价,反映作者的观点和见解,并与综述的内容构成整体。一般来说,综述应有作者的观点,否则就不成为综述,而是手册或讲座了。③先进性:综述不是写学科发展的历史,而是要搜集最新资料,获取最新内容,将最新的医学信息和科研动向及时传递给读者。 综述不应是材料的罗列,而是对亲自阅读和收集的材料,加以归纳、总结,做出评论和估价。并由提供的文献资料引出重要结论。一篇好的综述,应当是既有观点,又有事实,有骨又有肉的好文章。由于综述是三次文献,不同于原始论文(一次文献),所以在引用材料方面,也可包括作者自己的实验结果、未发表或待发表的新成果。 综述的内容和形式灵活多样,无严格的规定,篇幅大小不一,大的可以是几十万字甚至上百万字的专著,参考文献可数百篇乃至数千篇;小的可仅有千余字,参考文献数篇。一般医学期刊登载的多为3000~4000字,引文15~20篇,一般不超过20篇,外文参考文献不应少于1/3。 2 综述的内容要求 选题要新

《近代材料研究方法1》实验教学大纲

《近代材料研究方法1》实验教学大纲 课程名称:《近代材料研究方法》课程编码:050231037 课程类别:专业基础课课程性质:必修 适用专业:无机非金属材料工程、粉体工程 课程总学时:48 实验(上机)计划学时:8 开课单位:材料科学与工程学院 一、大纲编写依据 1、无机非金属材料工程2017版教学计划; 2、无机非金属材料工程专业《近代材料研究方法》理论教学大纲对实验环节的要求; 3、近年来《近代材料研究方法》实验教学经验。 二、实验课程地位及相关课程的联系 1、《近代材料研究方法》是无机非金属材料工程重要的专业基础课程; 2、本实验项目是《近代材料研究方法Ⅲ》课程综合知识的运用; 3、本实验是一门实践性很强的课程,在现代材料研究中,掌握先进的分析仪器和分析手段是非常重要的,可以提高学生分析解决问题能力,动手实验能力,增加学生就业竞争力。 4、本实验以《无机材料科学基础》、《物理化学》、《大学物理》为先修课。 5、本实验对毕业论文等工作具有指导意义。 三、本课程实验目的和任务 1、主要掌握X射线衍射仪、扫描电镜、电子探针、热分析法的基本理论, 2、掌握X射线衍射仪、扫描电镜、电子探针、热分析仪几种仪器的结构和实验方法,了解几种仪器的功能和使用范围,使学生正确选用仪器,获得必要信息。 3、培养学生观察问题、分析问题和独立解决问题的能力。 4、熟悉X射线衍射仪;进行立方晶系物质的指标化和晶格常数的计算。 5、能够对X射线衍射图谱进行标定,能够利用粉末衍射卡片对单相物质进行物相鉴定。 6、了解扫描电镜、电子探针的结构,学会观察二次电子及背反射电子像,掌握电子探针的点、线、面三种分析方法,通过设计性实验训练,使学生初步掌握根据需要选择合适的分析方法。 7、了解热分析仪的基本结构,能够对热分析曲线进行分析与标定。 8、培养正确记录实验数据和现象,正确处理实验数据和分析实验结果的能力以及正确书写实验报告的能力。 四、实验基本要求 1、实验项目的选定依据教学计划对学生工程实践能力培养的要求; 2、巩固和加深学生对X射线衍射、扫描电镜等基础知识的理解,提高学生综合运用所学知识的能力; 3、实验项目要求学生综合掌握本课程基本知识,并运用相关知识自行设计实验方案; 4、通过实验,要求学生做到: 学会根据需要选择分析检测手段; 能够预习实验,自行设计实验方案并撰写实验报告;

MOFs研究报告综述

金属-有机骨架材料的研究综述 摘要:与传统无机多孔材料相比,金属-有机骨架材料具有更大的比表面积、更高的孔隙率、结构及功能更加多样,已经被广泛应用于气体吸附、分子分离、催化反应、药物缓释等领域中。本文主要对金属-有机骨架材料的研究历史、分类,、合成和应用等方面进行了介绍。 关键词:金属有机骨架材料;合成;多孔材料;催化剂 The Review of Materials of Metal-organic Frameworks Abstract:pared with traditional porous materials,materials of metal-organic frameworks have bigger specific surface areas, higher porosity, lots of framework structures and functions. It has been applied to the gas adsorption,molecular separation catalysis,drug delievery or other domains. In this paper, we mainly introduce the research history,,the classification,the synthesis and the applacationsof materials of metal-organic frameworks. Key words:Metal-organic Frameworks;Synthesis; porous materials;catalysts 近年来,关于金属-有机骨架材料(Metal-organic Frameworks, MOFs)的研究发展迅速,MOFs材料是一种以无机金属离子与有机配体通过自组装过程形成的具有周期性网络结构的晶体材料[1],因此兼备了有机高分子和无机化合物的优点。它具有低密度、高比表面积、结构和功能可设计、孔道尺寸可调等特点,在磁性、荧光、非线性光学、吸附、分离、催化和储氢等方面显示出巨大的应用潜能。由于其优异的性能,至今为止,研究人员已合成许多种MOFs材料,MOFs 受到越来越多研究团队的关注。 1.MOFs发展简介

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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

MOFs研究综述资料

M O F s研究综述

金属-有机骨架材料的研究综述 摘要:与传统无机多孔材料相比,金属-有机骨架材料具有更大的比表面积、更高的孔隙率、结构及功能更加多样,已经被广泛应用于气体吸附、分子分离、催化反应、药物缓释等领域中。本文主要对金属-有机骨架材料的研究历史、分类,、合成和应用等方面进行了介绍。 关键词:金属有机骨架材料;合成;多孔材料;催化剂 The Review of Materials of Metal-organic Frameworks Abstract: Compared with traditional porous materials,materials of metal-organic frameworks have bigger specific surface areas, higher porosity, lots of framework structures and functions. It has been applied to the gas adsorption,molecular separation catalysis,drug delievery or other domains. In this paper, we mainly introduce the research history,,the classification, the synthesis and the applacations of materials of metal-organic frameworks. Key words: Metal-organic Frameworks;Synthesis; porous materials;catalysts 近年来,关于金属-有机骨架材料(Metal-organic Frameworks, MOFs)的研究发展迅速,MOFs材料是一种以无机金属离子与有机配体通过自组装过程形成的具有周期性网络结构的晶体材料[1],因此兼备了有机高分子和无机化合物的优点。它具有低密度、高比表面积、结构和功能可设计、孔道尺寸可调等特点,在磁性、荧光、非线性光学、吸附、分离、催化和储氢等方面显示出巨大的应用潜能。由于其优异的性能,至今为止,研究人员已合成许多种MOFs材料,MOFs 受到越来越多研究团队的关注。 1.MOFs发展简介 在20世纪末之前,多孔材料一般分为两种类型:无机材料和碳质材料。无机材料中以沸石分子筛为代表,而活性炭是在1900和1901年之后才发现的,

最新材料现代研究方法

习题集-材料现代研究方法 第一章 X射线衍射分析 1、什么是X射线?什么是特征X射线(标识X射线)谱?特征X射线可用于对材料进行哪两方面的分析? X射线与可见光一样,也是电磁波,其波长范围在0.001nm~100nm之间; 在X射线谱中,有若干条特定波长的谱线,这些谱线只有当管电压超过一定的数值时才会产生,而这种谱线的波长与管电压、管电流等工作条件无关,只决定于阳极材料,不同元素制成的阳极材料发出不同波长的谱线,因此称之为特征X射线谱或标识X射线谱。特征X射线谱—元素分析——电子探针X射线显微分析的依据。 2、根据波尔的原子结构壳层模型,阐述K系特征X射线的产生(画图说明)。 3、推导莫塞来定律。 4、什么是X射线强度? X射线作为一种电磁波,在其传播过程中是携带着一定的能量的,多带能量的多少,即表示其强弱的程度。IcE02 8 5、X射线衍射分析在无机非金属材料研究中有哪些应用? (1)物相分析:定性、定量(2)结构分析:a、b、c、α、β、γ、d(3)单晶分析:对称性、晶面取向—晶体加工、籽晶加工(4)测定相图、固溶度(5)测定晶粒大小、应力、应变等情况 6、X射线管中焦点的形状分为哪两种各适用于什么分析方法? 点焦点,照相法;线焦点,衍射仪法。 7、目前常用的X射线管有哪两种? 封闭式X射线管,旋转阳极X射线管。 8、元素对X射线的吸收限?简述元素X射线吸收限的形成机理。 9、单色X射线采用的阳极靶材料的哪种特征X射线、滤波片材料的原子序数与阳极靶材料的原子序数关系如何?滤波片吸收限λk与阳极靶材料的特征X 射线波长是什么关系?采用Kα射线;滤波片材料的原子序数一般比X射线管把材料的原子序数小1或2

材料研究方法

核磁共振在分子筛催化剂表征中的研究应用 摘要 核磁共振己经发展成为一种不可取代的工具,它常被用来作为化学分析、结构确定和研究有机、无机以及生物体系的动力学的一种手段。核磁共振通常被用来表征合成产物的结构,是研究催化剂的强有力手段之一。介绍了固体核磁共振的基本原理及魔角旋转、高功率质子去耦、交叉极化、多脉冲同核去耦以及四级核的信号增强等一系列相关操作技术,综述了核磁共振在催化剂表征中的一些研究进展。 关键词:核磁共振;原理;催化剂;谱图表征

Application of NMR in Characterization of Molecular Sieve Catalysts Abstract NMR has evolved into an irreplaceable tool for chemical analysis, structural determination, and study of the dynamics of organic, inorganic, and biological systems. Nuclear magnetic resonance is often used to characterize the structure of synthetic products and is one of the powerful means of studying catalysts. The basic principles of solid-state NMR and the related operating techniques such as magic angle rotation, high power proton decoupling, cross polarization, multi-pulse homonuclear decoupling and four-stage nuclear signal enhancement are introduced. The characterization of NMR in catalysts is reviewed. Some of the research progress. Key words:Nuclear magnetic resonance;Principle;Catalyst;Spectral representation

聚氨酯相变材料研究综述

《材料结构与性能》 课程论文 题目:聚氨酯弹性相变材料研究进展 学号:xxx 姓名:xx 学院:材料科学与工程学院 专业:化学

聚氨酯弹性相变材料研究进展 摘要:综述了相变储热材料的研究进展及应用,简要介绍了相变材料的分类以及各类相变材料的特性。综述了聚氨酯弹性相变材料的结晶原理及研究现状,包括材料的合成,软、硬段种类及含量对结晶性能的影响;介绍了影响相变材料结晶、储热、形状稳定性和导热等性能的因素,论述了对其各性能的改性方法。 关键词:聚氨酯;相变材料;储热;弹性 Progress of Polyurethane Elastic Phase Change Materials Ze Ding ( Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China) Abstract: This paper introduces research progress and application of phase change materials. The classification of phase change materials and the characteristics of phase change materials are introduced. The crystallization principle and research status of polyurethane elastic phase change materials are reviewed, including the synthesis of materials, the types and contents of soft and hard segments, and the influence on crystallization properties.The factors that influence the properties of phase change materials such as crystallization, heat storage, shape stability and thermal conductivity are introduced. Key words: polyurethane; phase change material; heat storage; elasticity 0 引言 随着人类社会经济的不断发展及能源的大量消耗,节能环保已成为全球关注的话题,新能源的开发利用以及提高能源利用效率已经成为各国研究开发的重点。利用储热材料实现能量供应与需求的平衡,能有效提高能源利用效率,达到节能环保的目的,在能源、航天、建筑、农业、化工等诸多领域具有广阔的应用前景,已成为世界范围内研究的热点。 材料储热的本质是将一定形式的能量在特定的条件下储存起来,并在特定的条件下加以释放和利用。热能存储有3种形式:显热储热、潜热储热和化学反应储热。显热储热是利用材料自身的温度变化来存储和释放热能,而不发生任何其它的变化[1],这种储热方式简单,成本低,在工作过程中温度会随储存或释放的能量大小发生持续性变化。潜热储存是利用储热材料在发生相变时吸收或放出热量来储热与放热[2],也称为相变储热。化学反应储热是利用储热材料相接触时发

现代材料研究方法习题

第一章 1.什么是连续X射线谱?为什么存在短波限λ0? 答:对X射线管施加不同的电压,再用适当的方法去测量由X射线管发出的X射线的波长和强度,便会得到X射线强度与波长的关系曲线,称之为X射线谱。在管电压很低,小于20kv时的曲线是连续的,称之为连续谱。 大量能量为eV的自由电子与靶的原子整体碰撞时,由于到达靶的时间和条件不同,绝大多数电子要经过多次碰撞,于是产生一系列能量为hv的光子序列,形成连续的X射线谱,按照量子理论观点,当能量为eV的电子与靶的原子整体碰撞时,电子失去自己的能量,其中一部分以光子的形式辐射出去,在极限情况下,极少数的电子在一次碰撞中将全部的能量一次性转化为一个光量子,这个光量子具有最高的能量和最短的波长,即λ0。 2.什么是特征X射线?它产生的机理是什么?为什么存在激发电压Vk? 答:当X射线管电压超过某个临界值时,在连续谱的某个波长处出现强度峰,峰窄而尖锐,这些谱线之改变强度,而峰位置所对应的波长不便,即波长只与靶的原子序数有关,与电压无关,因为这种强度峰的波长反映了物质的原子序数特征,故称为特征X射线,由特征X射线构成的X射线谱叫做特征X射线谱。 它的产生是与阳极靶物质的原子结构紧密相关当外来的高速粒子(电子或光子)的动能足够大时,可以将壳层中的某个电子击出,或击到原子系统之外,击出原子内部的电子形成逸出电子,或使这个电子填补到未满的高能级上。于是在原来位置出现空位,原子系统处于激发态,高能级的电子越迁到该空位处,同时将多余的能量e=hv=hc/λ释放出来,变成光电子而成为德特征X射线。 由于阴极射来的电子欲击出靶材的原子内层电子,比如k层电子,必须使其动能大于k 层电子与原子核的结合能Ek或k层的逸出功Wk。即有eV k=1/2mv2〉-Ek=Wk,故存在阴极电子击出靶材原子k电子所需要的临界激发电压Vk。 3、X射线与物质有哪些互相作用? 答;X射线的散射:相干散射,非相干散射 X射线的吸收:二次特征辐射(当入射X射线的能量足够大时,会产生二次荧光辐射); 光电效应:这种以光子激发原子所产生的激发和辐射过程;俄歇效应:当内层电子被击出成为光电子,高能级电子越迁进入低能级空位,同时产生能量激发高层点成为光电子。 4、线吸收系数μl和质量吸收系数μm的含义 答:线吸收系数μl:在X射线的传播方向上,单位长度的X射线强度衰减程度[cm-1](强度为I的入射X射线在均匀物质内部通过时,强度的衰减率与在物质内通过的距离x成正步-dI/I=μdx,强度的衰减与物质内通过的距离x成正比)。与物质种类、密度、波长有关。质量吸收系数μm:他的物理意义是单位重量物质对X射线的衰减量,μ/P= μm[cm2/g]与物质密度和物质状态无关,而与物质原子序数Z和μm=kλ3Z3,X射线波长有关。 5、什么是吸收限?为什么存在吸收限? 答:1)当入射光子能量hv刚好击出吸收体的k层电子,其对应的λk为击出电子所需要的入射光的最长波长,在光电效应产生的条件时,λk称为k系激发限,若讨论X射线的被物质吸收时,λk又称为吸收限。 当入射X射线,刚好λ=λk时,入射X射线被强烈的吸收。当能量增加,即入射λ〉λk时,吸收程度小。

材料研究方法课后习题答案

目录 第一章绪论 (2) 第二章光学显微分析 (2) 第3章X射线衍射分析 (5) 第4章电子显微分析 (8) 第5章热分析 (12) 第6章光谱分析 (16) 第7章核磁共振分析 (19) 第8章质谱分析 (21) 第9章材料测试方法的综合应用 (22)

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

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。() ×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)0.45 2.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。则它们的关系是(A)(A)ε1=ε2(B)ε2=3ε1(C)ε2>ε1

纸基摩擦材料研究综述

北京科技大学 材料科学与工程选论 姓名:张欣悦 学号:B20130195 专业:材料科学与工程 班级:2013级博3班 二零一四年九月

纸基摩擦材料研究综述 1 纸基摩擦材料的发展概况 随着机电液一体化技术的飞速发展,各类新型液力驱动的湿式离合器和制动器得到广泛应用,在这种湿式离合器和制动器中是靠多对摩擦片传递扭矩,其中摩擦片大部分是采用纸基摩擦片,摩擦片既是关键零件又是易损件。图1所示是捷达宝来轿车M01自动变速低速档离合器K1的分解图,其摩擦片全部是纸基摩擦片。纸基摩擦片的外观如图2所示。 图1 捷达宝来轿车M01自动变速器离合器K1部件分解示意图 1. 弹性挡圈 2. 压盘 3. 内片 4. 外片 5. 压板 6. 波形弹簧垫圈 7. 弹性挡圈 8. 活塞盖 9. 弹簧 10. 活塞11. 带涡轮轴的离合器壳12. 圆形密封圈13. 活塞环

纸基摩擦材料是20世纪50年代出现的一种多孔的、高弹性的湿式摩擦材料,主要由纤维、粘结剂、摩擦性能调节剂、填料等组成,通常采用类似造纸的工艺生产,因而被称为“纸基”。纸基摩擦材料是一种在油介质中工作的新型摩擦材料,与其他摩擦材料相比,具有摩擦系数高、动/静摩擦系数接近、传送扭矩能力强、结合柔和、噪音小、不伤对偶等一系列优点,因而被广泛采用。纸基摩擦材料主要用于各类车辆和工程机械、机床、船舶、矿山机械等行业湿式离合器和制动器中,特别是作为汽车自动变速器中湿式离合器的摩擦材料,更具有广阔的应用前景。 图2 纸基摩擦材料摩擦片 国外纸基摩擦材料出现于五十年代末,其经历了从石棉纸基片到无石棉纸基材料,从轻载工况到重载工况,从低能量、低功率吸收到高能量、高功率吸收的发展过程,该种材料已广泛应用于汽车、船舶、工程机械、矿山机械等领域的离合器、制动器中。目前,世界上较大的机械传动制造商,在其湿式制动器和离合

材料研究方法

紫外光谱、荧光光谱在材料研究中的应用 1、分子内的电子跃迁有哪几种,分别属于什么吸收带,吸收最强的跃迁是什么跃 迁? 答:电子类型:形成单键的σ电子;形成双键的π电子;未成对的孤对电子n电子。 轨道类型:成键轨道σ、π;反键轨道σ*、π* ;非键轨道n。 σ-σ* 跃迁k max3104强吸收带 n-σ*跃迁实现这类跃迁所需要的能量较高 n →π*跃迁k max<100 平均寿命10-5~10-7sec R吸收带 π→π*跃迁k max≥104 平均寿命10-7~10-9sec k S → T小K吸收带 PS:R、K、B、E四带 1)R 吸收带:n→π*跃迁,弱吸收,k <102 2)K 吸收带:π→π*跃迁,强吸收,共轭分子的特征吸收带,k > 104 3)B吸收带:π→π*跃迁,中吸收,苯环及杂环的特征谱带; 4)E 吸收带:π→π*跃迁,强吸收,芳香族化合物的特征谱带 π-π*迁移跃迁产生的谱带强度最大,n-σ*跃迁产生的谱带强度次之,配位跃迁的谱带强度最小。 2、紫外可见吸收光谱在胶体的研究中有重要作用,请举出三个例子来说明,结合 散射现象来讨论二氧化钛胶体和粉末漫反射光谱的差异。 答:

1)、胶体具有稳定性,尤其是稀释后稳定性; 2)、胶粒对可见光的散射; 3)、测定消光(包括吸收、散射、漫反射等对光强度造成的损失) 4)、稀释条件下,胶粒尺寸小于光波长的1/20,瑞利散射可忽略。 4)、估算晶粒的大小。 例1:二氧化硅在紫外区也是透明的,为何其胶体在紫外区有吸收? SiO2直径387nm,在300nm下被吸收因而发生了消光呈现透明的,而起溶胶颗粒会发生散射,因而使得在紫外区有吸收。 例2:TiO2溶胶从a-d进行稀释,我们可以看到起吸光度逐渐减少,这是由于稀释后散射减小所致,而由于溶胶的胶粒的散射使得其吸光度增大。 例3:CdSe, CdS等量子点不做TEM和HRTEM,依靠吸收光谱中尺寸效应的规律来判断晶粒尺寸大小。反应时间越长,颗粒尺寸越大。 差异:当测定二氧化钛的溶胶时,按晶粒尺寸的不同,分为两种情况: 1)当胶体很小,d<λ/20时,瑞利散射可以忽略,吸收光谱与粉末的漫反射光谱接近。 2)当胶体较大,d>λ/20时,散射就会十分明显,在可见光区有吸收,这样获得是一个消光光谱,而不是吸收光谱,无法测得λonset。 用积分球测试粉末漫反射光谱可以克服上述缺点,得到一个较好的吸收光谱。

同济大学材料研究方法07真题及答案解析.doc

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。 17.叙述X射线粉末衍射分析无机材料的方法有哪几种,并加以评述。 18.请简要叙述布拉格方程在材料微观结构分析和表征领域中的应用。 二、解析 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。 1.参考答案: 主要物理信号: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 研究表面形貌的信号: 1.背散射电子 2. 二次电子6.俄歇电子 研究表面元素分布应选择背散射电子,应为其对元素的变化比较敏感。 试题解析: 2.知识点:电子与物体的相互作用 3.答题思路:简述个知识点 历年考频:此考点在近五年中共出现3分别为:04,06,07年。 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。 1.参考答案: DSC分为两种。分别为功率补偿型和热流型 原理::DSC技术是在程序控制温度下,测量输入到试样和参比物的能量差随温度或时间变化的一种技术。 差示扫描量热分析法就是为克服差热分析在定量测定上存在的这些不足而发展起来的一种新的热分析技术。该法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。因此在灵敏度和精度方面都大有提高。 DSC技术的特点:由于试样用量少,试样内的温度梯度较小且气体的扩散阻力下降,对于功率补偿型DSC有热阻影响小的特点。 应用:1.纯度分析 2.定量分析 3.纯度分析 4.比热容测定 第 2 页共10 页

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