基质孔径对Eu_MCM_41复合材料荧光强度的影响_英文_

基质孔径对Eu-MCM-41复合材料荧光强度的影响

曹渊，邹函君，袁庆华，陈华，刘柏林

(重庆大学化学化工学院，重庆 400044)

摘要：采用微波水热法合成不同孔径的介孔分子筛(mesoporous molecular sieve，MCM-41)，通过Pechini溶胶–凝胶法合成Eu-MCM-41，并将EuPO4:Zn 晶体沉积在MCM-41表面，研究介孔材料孔径对荧光强度的影响。结果表明：EuPO4:Zn无荧光，Eu-MCM-41发出很强的蓝光(468nm)和橙光(593nm)；当EuPO4:Zn颗粒的孔径小于3.1nm时，荧光强度随孔径的增大而增加，大于3.1nm时，则相反。影响铕离子(Ⅲ)的发光强度主要有量子点的密度、铕离子中心的分裂和量子点的集聚程度，并且都与MCM-41的孔径有关，在改变选择规则的同时也影响磁偶极子，尤其使得f→f转换的量子跃迁成为可能。

关键词：介孔分子筛；铕(Ⅲ)；孔径；荧光

中图分类号：O657.34；O611 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2011)12–1981–07

网络出版时间：2011–11–29 15:02:45 DOI：CNKI:11-2310/TQ.20111129.1502.017

网络出版地址：https://www.wendangku.net/doc/8e9199843.html,/kcms/detail/11.2310.TQ.20111129.1502.017.html

Effect of Matrix Pore Size on Photoluminescence of Eu-MCM-41 Composites

CAO Yuan，ZOU Hanjun，YUAN Qinghua，CHEN Hua，LIU Bolin

(Institute of Chemistry and Chemical Engineering Chongqing University, Chongqing, 400044, China)

Abstract: A series of mesoporous molecular sieves (MCM-41) with different pore sizes were synthesized through hydrothermal method under microwave irradiation. Europium-MCM-41 composites were obtained through Pechini sol–gel process. Crystals of EuPO4:Zn were deposited on MCM-41. Effects of pore sizes on photoluminescence (PL) were investigated. Investigation of PL spec-tra indicates that EuPO4:Zn particles are non-fluorescent. However, the Eu-MCM-41 possesses strong blue (468nm) and orange (593 nm) PL emission. The PL intensity of the Eu-MCM-41 increases along with the pore size until aperture≤3.1nm, and then gradually decreases as aperture continued to increase. There are three factors responsible for the PL intensity of Eu(Ⅲ) ions: density of quantum dots (QDs), splitting of centers of Eu(Ⅲ) ions, and degree of agglomeration of QDs. These factors are related to the pore size of the MCM-41, which change the selection rules and affect magnetic dipole-allowed transition probabilities of particular f→f transitions. Key words: mesoporous molecular sieves; europium; pore size; photoluminescence

Mesoporous molecular sieves (MCM-41) is a meso- porous silicate material discovered in 1992.[1–2] The MCM-41 has arrays of non-intersecting hexagonal chan-nels with pore sizes of 2–10nm, high stability framework, high specific surface area, and an easily modified inner surface. The MCM-41 has been used as an ideal carrier for many guest materials including luminescent mate- rials.[3–7] Simultaneous control of morphology and size distribution of phosphor is important in the application field, but it is also challenging. To achieve this control, phosphor can be encapsulated in nanochannel and dis-tributed onto surface of the MCM-41. Due to the im-provement of photoluminescence (PL) intensity in this manner, new composite material has potential applica-tions in various fields, such as drug delivery systems,[8] optoelectronic devices,[9–10] tunable solid-state lasers, optical amplifiers,[11] displays, phosphor devices, and luminescent material.[12]107–272

There are many reports about various guest materials encapsulated in mesoporous silicate material, such as rare earth ions,[13–14] inorganic metals[15–17] and their oxides,[18–19] and organics.[20–21] Most of the reports agree with the fact that mesoporous silicate material can improve PL inten-sity. However, there have been few reports on effect of the

收稿日期：2011–05–17。修改稿收到日期：2011–09–21。

基金项目：重庆大学研究生创新基金(201005A1A0010332)及中央高校基本科研业务费(CDJXS10221136)资助项目。

第一作者：曹渊(1963—)，男，博士，副教授。Received date:2011–05–17. Approved date: 2011–09–21. First author: CAO Yuan (1963?), male, Doctor, associate professor. E-mail: caoyuan@https://www.wendangku.net/doc/8e9199843.html,

第39卷第12期2011年12月

硅酸盐学报

JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY

Vol. 39，No. 12

December，2011

硅酸盐学报

· 1982 ·2011年

pore size of the mesoporous silicate material on the PL intensity. The PL efficiency will be improved if this effect is identified.

The goal of the present paper is to find relationships between PL intensity and pore size. Six MCM-41 sam-ples with pore sizes ranging from 2.73–6.56nm were synthesized through hydrothermal method under micro-wave irradiation. A simple Pechini sol–gel process was then used to encapsulate EuPO4:Zn in MCM-41, and the resulting material was called Eu-MCM-41. The PL emis-sion intensity of Eu-MCM-41 was investigated under different pore sizes, and the reasons for variations in in-tensity were also given. Fabrication of an innovative op-toelectronic material was proven to be simple and low cost. Thus, the composite can have potential applications in the fabrication of nanoscale optoelectronic devices.

1 Experimental

1.1 Preparation of MCM-41

Six MCM-41 samples with different pore sizes were synthesized through hydrothermal method under mi-crowave irradiation. First, x g of cetyltrimenthylammon-nium bromide was dissolved in 250mL of deionized wa-ter; y mL of 2mol/L NaOH was then added to the solu-tion. After stirring for 10min, 2.5mL of tetraethoxysilane was added with vigorous stirring for 1h. The mixture was placed in TCMC-204microwave oven and subjected to microwave irradiation for 1h at a power of 120 W. Re-sultant solids were obtained by filtering the reaction mixture and washed with deionized water. Samples were dried at 80℃ for 5h and then calcined at 550℃ for 5h. The values of x and y are given in Table 1.

Table 1 Values of x and y in fabrication of MCM-41 samples Sample x, w(CTAB)/g y, V(NaOH)/mL

A 0.7 3.5

B 0.5 3.5

C 0.6 3.5

D 0.6 3.0

E 0.6 2.5

F 0.6 1.5

1.2 Fabrication of Eu-MCM-41

Fabrication method of Eu-MCM-41 has been reported in literature[8]:Approximately 0.001mol EuNO3?6H2O and 0.002mol Zn (NO3)2?6H2O were dissolved in 5mL distilled water. Then, 0.002mol (NH4)2HPO4 was added into the mixture, and white sediment was observed. Ap- proximately 20mL of water–ethanol(V(water)/V(ethanol)= 15:5) solution containing 0.8406g of citric acid was added into the mixture as a chelating agent for metal ions. Polyethylene glycol was added as a cross-linking agent at a final concentration of 0.20g/mL. The solution was stirred for 1h to form a sol; the as-synthesized MCM-41 powders (sample C) were then added with stirring. The suspension was further stirred for another 3h. Final par-ticles were separated by centrifugation. Afterwards, the sample was immediately dried at 100℃ for 1h. The sample was then calcined at 800℃at a heating rate of 20℃/min and maintained at this temperature for 5h until the Eu-C was obtained. The Eu-X (X represents MCM-41 with different pore sizes, such as A, B, D, E, and F) was fabricated in the same way.

1.3 Fabrication of EuPO4:Zn

For the purpose of comparison, powder EuPO4:Zn was fabricated using a similar process to produce Eu-C pow-der. However, there was no need to add MCM-41 pow-ders to the EuPO4:Zn sol. The composite sol was an-nealed using the same process.

1.4 Characterization

A D/max-ⅢCX wide-angle X-ray diffraction (XRD) (2°–80°) data were recorded at a scan speed of 2°/min using nickel-filtered Cu Kα radiation at a wavelength of λ= 0.15406nm. Nitrogen sorption isotherms were measured at –198.938℃in relative pressure range of 0–1.0 using Micromeritics on ASAP 2020V 3.01H volumetric ad-sorption analyzer. Specific surface area was determined using Brunauer–Emmett–Teller (BET) analysis, and pore size and volume were obtained according to Barret– Joner–Halenda (BJH) model. A Jeol JEM-2010 Trans-mission electron microscopy (TEM) were performed on sample C at 200kV and were used to examine particle size and shape of the samples. A FEI SIRION100S can-ning electron microscopy (SEM) was carried out at opera- ting voltages varying from 1.0kV to 30.0kV. Elemental analysis was performed using an energy-dispersive spec-trometer (EDS) attached to TEM. Fluorescence experi-ment was carried out on an RF-5301PC spectrometer: Slit width was 5nm; excitation and emission waves were 394 nm and 593nm, respectively.

2 Results and discussion

2.1 Structural features of MCM-41, Eu-C, and

EuPO4:Zn

Low-angle XRD patterns for six MCM-41 samples are illustrated in Fig.1. Diffraction peaks at (100), (110), and (200) were clearly observed in XRD patterns of B, C, D, and E, indicating the highly ordered two-dimensional hexagonal mesostructure of the MCM-41 as stated in literature [22]. However, the (110) and (200) peaks of A and F were not obvious enough.

Figure 2 shows wide-angle (2°–80°) XRD patterns of MCM-41 (sample C) and Eu-C particles, and standard data (JCPDS 83-0656) for EuPO4:Zn as reference. The three strongest characteristic diffraction peaks of EuPO4 (200), (120), and (–112) were observed in EuPO4:Zn and Eu-C. However, none of the characteristic diffraction

曹渊等：基质孔径对Eu-MCM-41复合材料荧光强度的影响· 1983 ·第39卷第12期

Fig.1 XRD patterns of six samples of MCM-41

Fig.2 Wide-angle XRD of three samples

1—MCM-41; 2—Eu-C; 3—EuPO4:Zn.

peaks of Zn2P2O7 crystal or ZnO crystal were observed in the XRD patterns of EuPO4:Zn and Eu-C, which suggests that Zn was doped in the crystal lattice of EuPO4 as traps for Eu3+. Both of the characteristic peaks of sample C (re-gions 2θ=2.76°–5°) and EuPO4:Zn (regions 2θ=20°– 30°) were observed in the Eu-C, suggesting that the EuPO4:Zn particles were deposited onto the MCM-41.

Figure 3 shows respective isotherms for the six MCM-41 samples. All the samples showed typical IV isotherm H1-hysteresis, with p/p0 changing from 0 to 1.0. The corresponding pore sizes calculated from the absorp-tion branch of N2 adsorption/desorption isotherm distri-butions are shown in Table 2. All the MCM-41 samples had large BET surface areas (>1000m2/g). Pore sizes varied from 2.73nm to 6.56nm, and the volume changed from 0.68cm3/g to 1.93cm3/g.

Scanning electron microscopy (SEM) and transmis- sion electron microscopy (TEM) images of sample C, EuPO4:Zn, and Eu-C are illustrated in Fig.4. Carbon par- ticles were uniformly rod-shaped, with an average parti-cle diameter of 150nm. The EuPO4:Zn particles showed serious agglomeration, with particle diameters greater than 60

nm. However, the SEM image of the Eu-C com

Fig.3 N2 absorption/desorption isotherms for six samples of MCM-41

Table 2 Parameters for MCM-41obtained by N2 adsorption/ desorption analysis

Sample Pore size/nm BET surface/(m2?g–1) Pore volume/(cm3?g–1)

A 2.732 1397.774 1.018

B 2.810 1044.736 0.732

C 3.113

959.868 0.676

D 3.243 1181.374 1.140

E 4.198 1202.737 1.582

F 6.564 1004.752 1.928 posites was similar to that of sample C in shape.

Figure 4(f1) shows that EuPO4:Zn crystal particles (the black particles) were dispersed well onto surface of mesoporous silicate material, similar to Au nanoparticles deposited onto Al-MCM-41.[23] V olume of Eu-C (0.370

cm3/g) was smaller than that of sample C (0.676cm3/g), which agreed with the XRD results. Selected area electron diffraction pattern obtained from the Eu-C composite was

in good agreement with the XRD patterns and revealed a clear characterization of the EuPO4:Zn crystal.

An EDS analysis was performed on the Eu-C composite (Fig.5). Peaks of Eu, Zn, and P further demons-trated that

the dark crystal particles were EuPO4:Zn. Peaks of Si and

O were also detected. All the elements contents are pre-sented in Table 3. The EDS result shows that mole frac-tions of Eu, Zn, and P were 9.44%, 0.37%, and 9.80%, respectively, implying that 0.37% Zn2+ could be coordi-

nated with 0.36% PO

4

3–. The Zn2+ served as traps in the lattice of europium,[24] which can capture photons gene- rated by ultraviolet illumination. The electrons can finally

be transformed to an excited state, from Zn2+ to Eu3+ in

this manner: Zn2+→PO

4

3–→Eu3+.

2.2 Fluorescence spectra

Photoluminescence spectra for MCM-41 (sample C),

Eu-C, and EuPO4:Zn are illustrated in Fig.6. In Fig.6(a),

the strongest excitation peak of the Eu-C appeared at 394 nm. However, this did not occur in the EuPO4:Zn. As shown

硅酸盐学报

· 1984 ·2011年

Fig.4 SEM and TEM photographs of samples

in Fig.6(b), the PL emission spectrum of the Eu-C not only showed the peaks (430–490nm) that appeared in the MCM-41,[24] but also the characteristic peaks of Eu(Ⅲ). Zhang et al.[25] and Shen et al.[26] reported the PL of the MCM-41 originating from these structural defects, such as non-bridging oxygen hole centers, ≡Si—O, oxygen- de?cient centers (oxygen vacancies, divacancies), and dicoordinated silicon. Moreover, He et al.[27] believed that mesoporous channel structures might be another factor of its photoluminescence. The diversity of the PL bands results from the surface non-bridging oxygen, combining with variously placed pore wall oxygen vacancies.[28] The bands at 587.1nm and 593nm of Eu-C were ascribed to 5D0→7F1 transition of Eu(Ⅲ) ions, which was the magnetic dipole-(M1) allowed transition. The 5D0→7F1 transition of Eu(Ⅲ) ions is usually weaker than 5D0→7F2 transition, which is a forced electric-dipole (E1) transition reported by many researchers.[3,11] However, the 5D0→7F1 transition probabilities increased in the present ex-periment because Eu(Ⅲ) was on the site of Td symmetry in the hexagonal channels when the Eu(Ⅲ) ions were encapsulated in the MCM-41.[29] Compared with the Eu-C, the EuPO4:Zn did not show any detectable fluorescence. This suggests that emission of Eu(Ⅲ) ions should be ascribed to the encapsulation of EuPO4:Zn in the MCM-41. The reason for characteristic emission of Eu(Ⅲ) ions for Eu-C could be the dispersion of the MCM-41 matrix. This dispersion made the EuPO4:Zn particles on the surface

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Fig.5 EDS spectrum of Eu-C of composite

Table 3 Element analysis for Eu-C by EDS Element Peak

Area w/% x/% O 3367 30.92 62.98 Si 2958 15.01 17.41 P 1852 9.32 9.80

Zn 102 0.74 0.37

Eu 4191 44.02 9.44 less agglomerated and smaller in size, decreasing the PL quenching effect. Moreover, the EuPO4:Zn particles in the pores of the MCM-41 also contributed to the PL characteristic emission of Eu(Ⅲ) ions.

Photoluminescence spectra of Eu-X composite in Fig.7 were obtained at 800℃ for 5h. The strongest peak of MCM-41 appeared at 468nm, which appeared at the same wavelength as in the Eu-X. Relative value of I p593:I p468 was used to measure the Eu(Ⅲ) ion PL inten-sity of the Eu-X because the MCM-41content was con-stant in each Eu-X sample.

Photoluminescence emission tendency of Eu(Ⅲ) ion to be affected by pore size is illustrated in Fig.8. Emis-sion intensity at 593nm showed dependence on the pore size. When aperture D≤3.1nm, the I p593:I p468 rose rapidly with the increasing pore size of MCM-41, in accordance with the results of Morita et al.[29]. His investigation of the intensity of MCM-41/Cd x Zn1–x S:Eu3+ showed weaker emission at 593nm with a pore size of 1.9nm compared with the emission at a pore size of 2.78nm. When the pore size was larger than 3.1nm, the I p593: I p468 gradually decreased with the increasing matrix pore size. This agreed with the results of Zhan et al,[30] who found that the intensity of Eu (DBM) 3phen/APTES–MCM-41 with a pore size of about 3.8nm is much stronger than the emission intensity of Eu (DBM) 3phen/APTES–SBA-15 (EAS) with a pore size of about 10nm.

Generally, luminescent particles are observed as QDs when they are dispersed into nanosize channels.[31] Optical

properties mainly depend on distribution of particle size

Fig.6 Photoluminescence excitation spectra and emission spectra

1—EuPO4:Zn; 2—MCM-41; 3—Eu-C.

Fig.7 Photoluminescence emission spectra maintained for 5h and shape as well as on the nature of the QD surface.[32]In the present experiment, the QDs only represented EuPO4: Zn crystal, which was only synthesized in the MCM-41 channels. When D≤3.1nm, the pore size was small enough, leading to small and large splitting of the QDs of Eu(Ⅲ) ions.[29]In this case, Arrangement of the QDs was seriously affected by the MCM-41 channel. The QDs easily went along with the wall[32] and did not appear to be agglomerated. The main influencing factor of PL intensity for Eu(Ⅲ) ion was the density of the QDs per volume in

硅酸盐学报

· 1986 ·2011年

Fig.8 Relationships between I p593:I p468 and pore size

the condition. Pore volume of matrix MCM-41 in Eu-X decreased sharply with the increase of the pore size when D≤3.1nm. Thus, the density of the QDs per volume increased sharply, which also led to the sharp increase of I p593:I p468.

However, with the continued increase in pore size of MCM-41, the QDs became much bigger, leading to the general decrease in the QDs number. At the same time, volume of the MCM-41 gradually increased when D>3.1 nm, as shown in Fig.9, leading to the general decrease in the QDs density.

Fig.9 Relationships between MCM-41 pore volume and pore size

Moreover, centers of Eu(Ⅲ) ions became crowded, causing the overlapping of the Eu(Ⅲ) electron atmo- sphere, which made the splitting of the centers of the Eu(Ⅲ) ions become weaker. Both the decrease in density of QDs and the Eu(Ⅲ) centers with weak splitting were responsible for the decrease in the PL of the Eu-X. Ac-cording to this tendency, it can be inferred that the QDs become much bigger and the Eu(Ⅲ) electron atmosphere overlaps further. At the same time, the QDs began to ag-glomerate between each other when the d and volume were large enough. In fact, when the EuPO4:Zn particles were not encapsulated in the channels, there was infinite room for the QDs. The TEM image in Fig.4(d) shows that the size of EuPO4:Zn without MCM-41 can vary from 60nm to 150nm, worsening the agglomeration. In this condition, the PL emission of the Eu-X was abso-lutely quenched, which agreed with the emission spec-trum in Fig.6(b). In the present experiment, the dependence of the PL intensity on pore size was clearly illustrated by the Eu-X composite. Moreover, the confinement and the dispersion effect of MCM-41 were also proven to prevent particle aggregation.

3 Conclusions

Relationship between PL intensity of Eu(Ⅲ) ions in Eu-X and pore size of MCM-41 was studied. Crystal par-ticles of EuPO4:Zn were well dispersed by the MCM-41 matrix. Three factors are responsible for the PL intensity of the Eu(Ⅲ) ions: density of QDs, splitting of the cen-ters of the Eu(Ⅲ) ions, and degree of agglomeration of the QDs. These factors are related to the pore size. The PL intensity affected by the pore size was clearly illus-trated in the Eu-X composites. Dispersion effect of the MCM-41 was also proven. These results can be helpful in preparing materials with much stronger luminescence for further application, such as in light-emitting systems, laser generators, and optical/magnetic materials. References:

[1] BECK J S, V ARTULI J C, ROTH W J, et al. A new family of

mesoporous molecular sieves prepared with liquid crystal templates [J].

J Am Chem Soc, 1992, 114(27): 10834–10843.

[2] KRESGE C T, LEONOWICZ M E, ROTH W J, et al. Ordered

mesoporous molecular sieves synthesized by a liquid-crystal template mechanism [J]. Nature, 1992, 359(22): 710–712.

[3] YAN B, ZHOU B. Two photoactive lanthanide (Eu3+, Tb3+) hybrid

materials of modified β-diketone bridge directly covalently bonded mesoporous host (MCM-41)[J]. J Photochem Photobiol A, 2008, 195(2/3): 314–322.

[4] SUN L N, YU J B, ZHANG H J, et al. Near-infrared luminescent

mesoporous materials covalently bonded with ternary lanthanide [Er(Ⅲ), Nd(Ⅲ), Yb(Ⅲ), Sm(Ⅲ), Pr(Ⅲ)] complexes [J]. Micropor Mesopor Mater, 2007, 98(1–3): 156–165.

[5] BRUNO S M, FERREIRA R A S, CARLOS L D, et al. Synthesis,

characterisation and luminescence properties of MCM-41 impregnated with an Eu3+β-diketonate complex [J]. Micropor Mesopor Mater, 2008, 113(1–3): 453–462.

[6] LI Y, YAN B. Hybrid materials of MCM-41 functionalized by lantha-

nide (Tb3+, Eu3+) complexes of modified meta-methylbenzoic acid: Covalently bonded assembly and photoluminescence [J]. J Solid State Chem, 2008, 181(5): 1032–1039.

[7] GARCIA F A C, SILV A J C, MACEDO J L D, et al. Synthesis and

characterization of CuO/NB2O5/MCM-41 for the catalytic atalytic oxidation of diesel soot [J]. Micropor Mesopor Mater, 2008, 113(1–3): 562–574.

[8] YANG P P, QUAN Z W, LI C X, et al. Fabrication, characterization of

spherical CaWO4:Ln @MCM-41(Ln=Eu3+, Dy3+, Sm3+, Er3+) compo-

曹渊等：基质孔径对Eu-MCM-41复合材料荧光强度的影响· 1987 ·第39卷第12期

sites and their applications as drug release systems [J]. Micropor Mesopor Mater, 2008, 116(1–3): 524–531.

[9] XIONG Y, ZHANG L Z, TANG G Q, et al. ZnO nanoparticles included

within all-silica MCM-41: Preparation and spectroscopic studies [J]. J

Lumin, 2004, 110(1/2): 17–22.

[10] CASTRO F L D, SANTOS J G, FEMANDES G J T, et al. Solid state

fluorescence of a 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic diimide derivative

encapsulated in the pores of mesoporous silica MCM-41 [J]. Micropor

Mesopor Mater, 2007, 102(1–3): 258–264.

[11] YANG P P, QUAN Z W, LU L L, et al. Luminescence functionalization

of mesoporous silica with different morphologies and applications as

drug delivery systems [J]. Biomaterials, 2008, 29(6): 692–702.

[12] THALMEIER P, ZWICKNAGEL G. In Handbook on the Physics and

Chemistry of Rare Earths [M]. Amsterdam: Elsevier, 2005: 107–272. [13] AQUION J M F B, ARAUJO A S, MELO D M A, et al. Synthesis,

characterization, and luminescent properties of MCM-41 and AlMCM-41 mesoporous materials containing Eu(Ⅲ) ions [J]. J Alloy

Compd, 2004, 374(1/2): 101–104.

[14] TISEANUA C, GESSNER A, KUMKE M, et al. Photoluminescence

spectra and dynamics of lanthanide-doped microporous–mesoporous

materials [J]. J Lumin, 2008, 128(5/6): 751–753.

[15] CHANDRA D, BHAUMIK A. Photoluminescence behavior of new

mesoporous titanium-composites synthesized by using bidentate struc-

ture directing agents [J]. Micropor Mesopor Mater, 2007, 101(3): 348–354.

[16] SILV A J P D, MACHADO I F, LOURENCO J P, et al. Photochemistry

of benzophenone on Ti-MCM-41 surfaces [J]. Mesopor Mater, 2006,

89(1–3): 143–149.

[17] GIANOTTI E, FRACHE A, COLUCCIA S, et al. The identity of

titanium centres in microporous aluminophosphates compared with Ti-MCM-41 mesoporous catalyst and titanosilsesquioxane dimer mo-

lecular complex: A spectroscopy study [J]. J Mol Catal A: Chem, 2003,

204/205: 483–489.

[18] GAO F F, CHINO N T, NAIK S P, et al. Photoelectric properties of

nano-ZnO fabricated in mesoporous silica film [J]. Mater Lett, 2007,

61(14/15): 3179–3184.

[19] LIHITKAR N B, ABYANEH M K, SAMUEL V, et al. Titaniananopar-

ticles synthesis in mesoporous molecular sieve MCM-41 [J]. J Colloid

Interf Sci, 2007, 314(1): 310–316.

[20] ZHANG L Z, CHENG P, TANG G, Q, et al. Electronic properties of an

organic molecule within MCM-41 host: A spectroscopic and theoretical

study toward elucidating the variation in band gaps of the guest species

[J]. J Lumin, 2003, 104(1/2): 123–129.

[21] LI N, LI X T, WANG W, et al. Blue-shifting photoluminescence of Tris

(8-hydroxyquinoline) aluminium encapsulated in the channel of func-

tionalized mesoporous silica SBA-15 [J]. Mater Chem Phys, 2006, 100(1): 128–131.

[22] HSIEH Y P, CHEN J W, LIANG C T, et al. Influence of the incorpora-

tion of metals on the optical properties of MCM-41 [J]. J Lumin, 2008,

128(3): 553–558.

[23] LI X X, TANG Y H, LIN L W, et al. Blue light emission in mesoporous

SiO x nano-structure [J]. Micropor Mesopor Mater, 2008, 111(1–3): 591–595.

[24] RYU H, BARTWAL K S. Operation by Eu luminescence in CaAl2O4:

Eu2+ alloys by Zn substitution [J]. J Alloys Compd, 2008, 461(1/2): 395–398.

[25] ZHANG J, LIN J. Comparative study on the photoluminescent proper-

ties of siliceous MCM-41 with silica particles and xerogels [J]. Mi-

cropor Mesopor Mater, 2004, 75(1/2): 115–120.

[26] SHEN J L, CHENG C F. Photoluminescence of MCM meso-porous

materials [J]. Curr Opin Solid State Mater Sci, 2003, 7(6): 427–433. [27] HE N Y, GE S X, YANG C, et al. Investigation on the mechanism of

the photoluminescence of MCM-41 [J]. Mater Res Bull, 2004, 39: 1931–1937.

[28] GLINKA Y D, ZYUBIN A S, MEBEL A M, et al. Photoluminescence

from mesoporous silica akin to that from nanoscale silicon: the nature

of light-emitters [J]. Chem Phys Lett, 2002, 358(3/4): 180–186. [29] MORITA M, ISHII T, BABA M, et al. Photoluminescence and ul-

tra-fast decay profiles of rare-earth (Ⅲ) ion-doped semiconductor nanocrystals encapsulated in silica nanotube AMCM-41/Cd x Zn1?x S:

Eu3+, Tb3+ [J]. J Lumin, 2004, 108(1–4): 389–393.

[30] ZHAN C X, CHEN W, WU C, et al. Study of the structure and photo-

luminescnce of Eu(DBM)3phen/APTES-MCM-41 [J]. Nanoscience, 2006, 11(4): 249–253

[31] CHANG J Y, WANG S R, YANG C H. Synthesis and characterization

of CdTe/CdS and CdTe/CdSe core/shell type-Ⅱquantum dots in a noncoordinating solvent [J]. Nanotechnology, 2007, 18(34): 345602– 345608.

[32] OJEDA M L, CAMPERO A, LOPEZ-CORTES J G, et al. Covalent

binding of a Fischer-type metal carbene in ordered mesoporous MCM-

41-functionalized silica [J]. J Mol Catal A: Chem, 2008, 281(1/2): 137–145.

简述影响荧光效率的主要因素

1．简述影响荧光效率的主要因素。 答：（1）分子结构的影响：发荧光的物质中都含有共轭双键的强吸收基团，共轭体系越大，荧光效率越高；分子的刚性平面结构利于荧光的产生；取代基对荧光物质的荧光特征和强度有很大影响，给电子取代基可使荧光增强，吸电子取代基使荧光减弱；重原子效应使荧光减弱。（2）环境因素的影响：溶剂的极性对荧光物质的荧光强度产生影响，溶剂的极性越强，荧光强度越大；温度对溶液荧光强度影响明显，对于大多数荧光物质，升高温度会使非辐射跃迁引起的荧光的效率降低；溶液pH值对含有酸性或碱性取代基团的芳香族化合物的荧光性质有影响；表面活性剂的存在会使荧光效率增强；顺磁性物质如溶液中溶解氧的存在会使荧光效率降低。 2．试从原理和仪器两方面比较荧光分析法、磷光分析法和化学发光分析法。 答：（1）在原理方面：荧光分析法和磷光分析法测定的荧光和磷光是光致发光，均是物质的基态分子吸收一定波长范围的光辐射激发至单重激发态，测量的是由激发态回到基态产生的二次辐射，不同的是荧光分析法测定的是从单重激发态向基态跃迁产生的辐射，磷光分析法测定的是单重激发态先过渡到三重激发态，再由三重激发态向基态跃迁产生的辐射，二者所需的激发能是光辐射能。而化学发光分析法测定的是化学反应物或反应产物受反应释放的化学能激发而产生的光辐射，所需的激发能是化学能。 （2）在仪器方面：荧光分析和磷光分析所用仪器相似，都由光源、激发单色器、液槽、发射单色器、检测器和放大显示器组成。由于在分析原理上的差别，磷光分析仪器有些特殊部件，如试样室、磷光镜等。而化学发光分析法所用仪器不同，它不需要光源，但有反应器和反应池及化学反应需要的恒温装置，还有与荧光和磷光分析仪器相同的液槽、单色器、检测器等。 3．如何区别荧光和磷光？其依据是什么？ 答：为了区别磷光和荧光，常采用一种叫磷光镜的机械切光装置，利用荧光和磷光寿命的差异消除荧光干扰或将磷光和荧光分辨开。 4．采取哪些措施可使磷光物质在室温下有较大的磷光效率？ 答：（1）在试液中加入表面活性剂，；（2）将被分析物吸附在固体的表面。 5．化学发光反应要满足哪些条件？ 答：（1）能快速地释放出足够的能量；（2）反应途径有利于激发态产物的形成；（3）激发态分子能够以辐射跃迁的方式返回基态，或能够将其能量转移给可以产生辐射跃迁的其它分子。 6．简述流动注射式化学发光分析法及其特点。 答：流动注射分析是一种自动化溶液分析技术，它是基于把一定体积的液体试样注射到一个连续流动着的载流中，试样在流动过程中分散、反应，并被载流带到检测器中，再连续记录其光强、吸光度、电极电位等物理参数。其特点是，具有很高的灵敏度和很好的精密度。1．谱线自吸对光谱定量分析有何影响？ 答：在光谱定量分析中，自吸现象的出现，将严重影响谱线的强度，限制可分析的含量范围。2．激发光源的作用是什么？对其性能有何具体要求？ 答：激发光源的作用是提供试样蒸发、解离和激发所需要的能量，并产生辐射信号；对激发光源的要求是：激发能力强，灵敏度高，稳定性好，结构简单，操作方便，使用安全。

金属材料屈服强度的影响因素

材料屈服强度及其影响因素 1. 屈服标准 工程上常用的屈服标准有三种： (1)比例极限应力-应变曲线上符合线性关系的最高应力，国际上常采用σp表示，超过σp时即认为材料开始屈服。 (2)弹性极限试样加载后再卸载，以不出现残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力。国际上通常以σel表示。应力超过σel时即认为材料开始屈服。 (3)屈服强度以规定发生一定的残留变形为标准，如通常以0.2%残留变形的应力作为屈服强度，符号为σ0.2或σys。 2. 影响屈服强度的因素 影响屈服强度的内在因素有： 结合键、组织、结构、原子本性。如将金属的屈服强度与陶瓷、高分子材料比较可看出结合键的影响是根本性的。从组织结构的影响来看，可以有四种强化机制影响金属材料的屈服强度，这就是：(1)固溶强化； (2)形变强化； (3)沉淀强化和弥散强化； (4)晶界和亚晶强化。 沉淀强化和细晶强化是工业合金中提高材料屈服强度的最常用的手段。在这几种强化机制中，前三种机制在提高材料强度的同时，也降低了塑性，只有细化晶粒和亚晶，既能提高强度又能增加塑性。 影响屈服强度的外在因素有： 温度、应变速率、应力状态。随着温度的降低与应变速率的增高,材料的屈服强度升高，尤其是体心立方金属对温度和应变速率特别敏感，这导致了钢的低温脆化。应力状态的影响也很重要。虽然屈服强度是反映材料的内在性能的一个本质指标，但应力状态不同，屈服强度值也不同。我们通常所说的材料的屈服强度一般是指在单向拉伸时的屈服强度。 3.屈服强度的工程意义 传统的强度设计方法，对塑性材料，以屈服强度为标准，规定许用应力[σ]=σys/n，安全系数n一般取2或更大，对脆性材料，以抗拉强度为标准，规定许用应力[σ]=σb/n，安全系数n一般取6。 需要注意的是，按照传统的强度设计方法，必然会导致片面追求材料的高屈服强度，但是随着材料屈服强度的提高，材料的抗脆断强度在降低，材料的脆断危险性增加了。 屈服强度不仅有直接的使用意义，在工程上也是材料的某些力学行为和工艺性能的大致度量。例如材料屈服强度增高，对应力腐蚀和氢脆就敏感；材料屈服强度低，冷加工成型性能和焊接性能就好等等。因此，屈服强度是材料性能中不可缺少的重要指标。 材料开始屈服以后，继续变形将产生加工硬化。 4.加工硬化指数n的实际意义 加工硬化指数n反应了材料开始屈服以后，继续变形时材料的应变硬化情况，它决定了材料开始发生颈缩时的最大应力。n还决定了材料能够产生的最大均匀应变量，这一数值在冷加工成型工艺中是很重要的。 对于工作中的零件，也要求材料有一定的加工硬化能力，否则，在偶然过载的情况下，会产生过量的塑性变形，甚至有局部的不均匀变形或断裂，因此材料的加工硬化能力是零件安全使用的可靠保证。 形变硬化是提高材料强度的重要手段。不锈钢有很大的加工硬化指数n=0.5，因而也有很高的均匀变形量。不锈钢的屈服强度不高，但如用冷变形可以成倍地提高。高碳钢丝经过

四川大学仪器分析第八章-分子发光分析法答案讲课教案

四川大学仪器分析第八章-分子发光分析法 答案

第八章分子发光分析法 基本要求：了解荧光的产生和影响荧光强度的因素， 掌握分子荧光光谱法的定量关系和应用特点， 重点：荧光光谱法的定量关系、应用特点。 难点：荧光的产生和影响荧光强度的因素。 参考学时：3学时 作业参考答案 1.简述荧光法产生的基本原理。具有什么样结构的物质最容易发荧光？ 答：物质受电磁辐射激发后，被激发的分子从第一电子激发单重态的最低振动能级回到基态而发射荧光，基于测量化合物的荧光而建立起来的分析方法即为荧光分析法。 芳香族化合物、带有平面刚性结构的化合物、带稠环结构的化合物容易发荧光。 2.解释下列名词：单重态、三重态、荧光、振动弛豫、内转换、外转换、失 活、系间窜跃、荧光量子产率、激发光谱、荧光光谱 答：单重态：电子自旋都配对的分子的电子状态称为单重态。 三重态：有两个电子自旋不配对而同方向的状态。 荧光：受光激发的分子从第一激发单重态(S1)的最低振动能级回到基态(S0)所发出的辐射； 振动弛豫：由于分子间的碰撞，振动激发态分子由同一电子能级中的较高振动能级失活至较低振动能级，多余的振动能以热的形式失去的过程。 内转换：在相同激发多重态的两个电子能级间，电子由高能级以无辐射跃迁方式进到较低能级的分子内过程。 外转换：激发态分子与溶剂或其他溶质间的相互作用和能量转换而使荧光或磷光强度减弱甚至消失的过程。 失活：激发态分子不稳定，他要以辐射跃迁或无辐射跃迁的方式回到基态，这就是激发态分子的失活。 系间窜跃：激发态分子的电子自旋发生倒转而使分子的多重态发生变化的无辐射跃迁过程。 荧光量子产率：表示物质分子发射荧光的能力。荧光量子产率＝发射荧光的分子数/激发态的分子数＝发射的光子数/吸收的光子数 激发光谱：在荧光最强的波长处测量随激发光波长的改变而变化的荧光强度，将荧光强度对激发光波长作图，即得到激发光谱，实际为荧光物质的吸收光谱。 荧光光谱：如果将激发光的波长固定在最大激发波长处，测量不同荧光波长处荧光的强度，将荧光强度对荧光波长作图便得到荧光光谱（或称发射光谱）。

304不锈钢抗拉强度试验影响因素分析

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/8e9199843.html, 304不锈钢抗拉强度试验影响因素分析 作者：林剑峰 来源：《科学与财富》2016年第25期 摘要：文章通过试验，对比分析了不同试验速率与温度对奥氏体304不锈钢拉伸性能测试结果的影响规律，总体上的试验结果表明，试验速率对测定结果的影响较小，环境的温度变化才是测定结果波动的主要影响因素，以期本试验研究分析可指导生产检测与产品验收。 关键词：奥氏体304不锈钢；拉伸试验；马氏体；环境温度；试验速率 拉伸试验是力学性能试验中最基础、最常用的试验，拉伸试验中给出的性能指标也是在工业上应用最广泛的材料性能指标。304不锈钢是一种通用型奥氏体不锈钢，它的金属制品耐高温，韧性高，加工性能好，广泛使用于工业和家具装饰行业和食品医疗行业。拉伸性能是其力学性能测试中最基本、最通用的检验指标，也是304不锈钢产品的最基本交货依据。由于304不锈钢属于非稳态奥氏体不锈钢，在拉伸试验变形过程中会发生应变诱发相变产生马氏体，但金属材料本身材质的不均匀性以及在应变强化过程中温度、速率、应变量等均可影响应变诱发马氏体的转变量、转变速率等方面的情况，使得抗拉强度测定结果存在差异，不利于测试的进行。因此，有必要对拉伸试验检测结果波动的影响因素进行分析，掌握不同测试条件下拉伸性能测试结果的变化规律，从而对所检验的材料做出科学的评价。 1试验材料与试验方法 1.1试验材料 试验材料选用厚度为20mm、共3个炉号的热轧固溶态304不锈钢板，不同炉号钢板的化学成分略有不同。 1.2 试验方法 采用不同试验温度（在GB/T228.1-2010规定的温度范围内10～35℃）和不同拉伸试验速率（上、下限分别略大于和略小于GB/T228.1-2010规定的拉伸速率范围0.005～0.008s-1）对 上述304不锈钢板进行拉伸试验。拉伸试验用试样为螺纹头棒状试样，试样形状及尺寸如图1所示。拉伸试验前后分别测试试样均匀变形段的马氏体含量。拉伸试验采用德国产Z300高低温电子拉伸试验机完成，马氏体含量测定用瑞士产FeritscopeFMP30铁素体含量测定仪完成。 2 试验结果与讨论 2.1 304不锈钢加工硬化分析

屈服强度

概览 屈服强度：大于此极限的外力作用，将会是零件永久失效，没法恢复。这个压强叫做屈服强度。如低碳钢的屈服极限为207MPa，当大于此极限的外力作用之下，零件将会产生永久变形，小于这个的，零件还会恢复原来的样子。 （1）对于屈服现象明显的材料，屈服强度就是屈服点的应力（屈服值）； （2）对于屈服现象不明显的材料，与应力-应变的直线关系的极限偏差达到规定值（通常为0.2%的原始标距）时的应力。通常用作固体材料力学机械性质的评价指标，是材料的实际使用极限。因为在应力超过材料屈服极限后产生颈缩，应变增大，使材料破坏，不能正常使用。 当应力超过弹性极限后，进入屈服阶段后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到B点后，塑性应变急剧增加，应力应变出现微小波动，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度(ReL或Rp0.2)。 有些钢材(如高碳钢)无明显的屈服现象，通常以发生微量的塑性变形(0.2%)时的应力作为该钢材的屈服强度，称为条件屈服强度（yield strength）。 首先解释一下材料受力变形。材料的变形分为弹性变形（外力撤销后可以恢复原来形状）和塑性变形（外力撤销后不能恢复原来形状，形状发生变化，伸长或缩短）。 建筑钢材以屈服强度作为设计应力的依据。 屈服强度标准 建设工程上常用的屈服标准有三种：

1、比例极限应力-应变曲线上符合线性关系的最高应力，国际上常采用σp表示，超过σp时即认为材料开始屈服。 2、弹性极限试样加载后再卸载，以不出现残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力。国际上通常以Rel表示。应力超过Rel时即认为材料开始屈服。 3、屈服强度以规定发生一定的残留变形为标准，如通常以0.2%残留变形的应力作为屈服强度，符号为Rp0.2。 影响屈服强度的因素 影响屈服强度的内在因素有：结合键、组织、结构、原子本性。 如将金属的屈服强度与陶瓷、高分子材料比较可看出结合键的影响是根本性的。从组织结构的影响来看，可以有四种强化机制影响金属材料的屈服强度，这就是：(1)固溶强化；(2)形变强化；(3)沉淀强化和弥散强化；(4)晶界和亚晶强化。沉淀强化和细晶强化是工业合金中提高材料屈服强度的最常用的手段。在这几种强化机制中，前三种机制在提高材料强度的同时，也降低了塑性，只有细化晶粒和亚晶，既能提高强度又能增加塑性。 影响屈服强度的外在因素有：温度、应变速率、应力状态。 随着温度的降低与应变速率的增高,材料的屈服强度升高，尤其是体心立方金属对温度和应变速率特别敏感，这导致了钢的低温脆化。应力状态的影响也很重要。虽然屈服强度是反映材料的内在性能的一个本质指标，但应力状态不同，屈服强度值也不同。我们通常所说的材料的屈服强度一般是指在单向拉伸时的屈服强度。 屈服强度的工程意义

影响金属材料疲劳强度的八大因素

影响金属材料疲劳强度的八大因素 Via 常州精密钢管博客 影响金属材料疲劳强度的八大因素 材料的疲劳强度对各种外在因素和内在因素都极为敏感。外在因素包括零件的形状和尺寸、表面光洁度及使用条件等，内在因素包括材料本身的成分，组织状态、纯净度和残余应力等。这些因素的细微变化，均会造成材料疲劳性能的波动甚至大幅度变化。 各种因素对疲劳强度的影响是疲劳研究的重要方面，这种研究将为零件合理的结构设计、以及正确选择材料和合理制订各种冷热加工工艺提供依据，以保证零件具有高的疲劳性能。 应力集中的影响 常规所讲的疲劳强度，都是用精心加工的光滑试样测得的，然而，实际机械零件都不可避免地存在着不同形式的缺口，如台阶、键槽、螺纹和油孔等。这些缺口的存在造成应力集中，使缺口根部的最大实际应力远大于零件所承受的名义应力，零件的疲劳破坏往往从这里开始。 理论应力集中系数Kt ：在理想的弹性条件下，由弹性理论求得的，缺口根部的最大实际应力与名义应力的比值。 有效应力集中系数（或疲劳应力集中系数）Kf：光滑试样的疲劳极限σ-1与缺口试样疲劳极限σ-1n的比值。 有效应力集中系数不仅受构件尺寸和形状的影响，而且受材料的物理性质、加工、热处理等多种因素的影响。 有效应力集中系数随着缺口尖锐程度的增加而增加，但通常小于理论应力集中系数。 疲劳缺口敏感度系数q：疲劳缺口敏感度系数表示材料对疲劳缺口的敏感程度，由下式计算。 q的数据范围是0-1，q值越小，表征材料对缺口越不敏感。试验表明，q并非纯粹是材料常数，它仍然和缺口尺寸有关，只有当缺口半径大于一定值后，q值才基本与缺口无关，而且对于不同材料或处理状态，此半径值也不同。 尺寸因素的影响

屈服强度概述

屈服强度概述 屈服强度是材料开始发生明显塑性变形时的最低应力值。 1.概念解释 屈服强度：是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，亦即抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服的金属材料，规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限，称为条件屈服极限或屈服强度。大于此极限的外力作用，将会使零件永久失效，无法恢复。如低碳钢的屈服极限为207MPa，当大于此极限的外力作用之下，零件将会产生永久变形，小于这个的，零件还会恢复原来的样子。 （1）对于屈服现象明显的材料，屈服强度就是屈服点的应力（屈服值）； （2）对于屈服现象不明显的材料，和应力-应变的直线关系的极限偏差达到规定值（通常为0.2%的原始标距）时的应力。通常用作固体材料力学机械性质的评价指标，是材料的实际使用极限。因为在应力超过材料屈服极限后产生颈缩，应变增大，使材料破坏，不能正常使用。 当应力超过弹性极限后，进入屈服阶段后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到B点后，塑性应变急剧增加，应力应变出现微小波动，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度(ReL或Rp0.2)。

有些钢材(如高碳钢)无明显的屈服现象，通常以发生微量的塑性变形(0.2%)时的应力作为该钢材的屈服强度，称为条件屈服强度。 首先解释一下材料受力变形。材料的变形分为弹性变形（外力撤销后可以恢复原来形状）和塑性变形（外力撤销后不能恢复原来形状，形状发生变化，伸长或缩短）。 建筑钢材以屈服强度作为设计应力的依据。 2.屈服极限，常用符号δs，是材料屈服的临界应力值。 （1）对于屈服现象明显的材料，屈服强度就是屈服点的应力（屈服值）； （2）对于屈服现象不明显的材料，和应力-应变的直线关系的极限偏差达到规定值（通常为材料发生0.2%延伸率）时的应力。通常用作固体材料力学机械性质的评价指标，是材料的实际使用极限。因为在应力超过材料屈服极限后产生塑性变形，应变增大，使材料失效，不能正常使用。 当应力超过弹性极限后，进入屈服阶段后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到B点后，塑性应变急剧增加，应力应变出现微小波动，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为下屈服点和上屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度(ReL或Rp0.2)。 a．屈服点yield point（σs） 试样在试验过程中力不增加（保持恒定）仍能继续伸长（变形）

简述哪些因素对钢材性能有影响

三、简答题 1．简述哪些因素对钢材性能有影响？ 化学成分；冶金缺陷；钢材硬化；温度影响；应力集中；反复荷载作用。2．钢结构用钢材机械性能指标有哪几些？承重结构的钢材至少应保证哪几项指标满足要求？ 钢材机械性能指标有：抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯性能、冲击韧性； 承重结构的钢材应保证下列三项指标合格：抗拉强度、伸长率、屈服点。3．钢材两种破坏现象和后果是什么？ 钢材有脆性破坏和塑性破坏。塑性破坏前，结构有明显的变形，并有较长的变形持续时间，可便于发现和补救。钢材的脆性破坏，由于变形小并突然破坏，危险性大。 4．选择钢材屈服强度作为静力强度规范值以及将钢材看作是理想弹性一塑性材料的依据是什么？ 选择屈服强度f y 作为钢材静力强度的规范值的依据是：①他是钢材弹性及塑性工作的分界点，且钢材屈服后，塑性变开很大（2%~3%），极易为人们察觉，可以及时处理，避免突然破坏；②从屈服开始到断裂，塑性工作区域很大，比弹性工作区域约大200倍，是钢材极大的后备强度，且抗拉强度和屈服强度的比例又较 大（Q235的f u /f y ≈1.6~1.9）,这二点一起赋予构件以f y 作为强度极限的可靠安 全储备。 将钢材看作是理想弹性—塑性材料的依据是：①对于没有缺陷和残余应力影响的 试件，比较极限和屈服强度是比较接近（f p =(0.7~0.8)f y ），又因为钢材开始屈服 时应变小（ε y ≈0.15%）因此近似地认为在屈服点以前钢材为完全弹性的，即将屈服点以前的б-ε图简化为一条斜线；②因为钢材流幅相当长（即ε从0.15%到2%~3%），而强化阶段的强度在计算中又不用，从而将屈服点后的б-ε图简化为一条水平线。 5．什么叫做冲击韧性？什么情况下需要保证该项指标？ 韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力，它用材料在断裂时所吸收的总能量(包括弹性和非弹性能)来度量，韧性是钢材强度和塑性的综合指标。在寒冷地区建造的结构不但要求钢材具有常温(℃ 20)冲击韧性指标，还要求具有负温(℃ 0、℃ 20 -或℃ 40 -)冲击韧性指标。

水泥抗折与抗压强度的影响因素

水泥抗折与抗压强度的影响因素 任何混凝土结构物主要都是用于承受荷载或抵抗各种作用力的，强度是混凝土最重要的力学性能。工程上对混凝土的其它性能要求，如不透水性、抗冻性等，而这些性能与混凝土强度往往存在着密切的联系。一般说来，混凝土的强度愈高，其刚性、不透水性、抵抗风化和某些侵蚀介质的能力也愈高；而强度愈高，往往其干缩也较大，同时较脆、易裂。因此，通常用强度来评定和控制混凝土的质量以及评价各种因素影响程度的指标。 1水灰比 水泥混凝土强度主要取决于毛细管孔隙率或胶空比，但这些指标都难于测定或估计。而充分密实的混凝土在任何水灰比程度下的毛细管孔隙率由水灰比所确定。 毛细孔隙率Pc=W/C –0.36α 胶空比x=0.68α/(0.32α+W/C) 其中：W/C—水灰比 α—水化程度 Duff Abrams的混凝土强度水灰比定则指出：―对于一定材料，强度取决于一个因素，即水灰比。‖由此看来，水灰比—孔隙率关系无疑是最重要的因素。它影响着水泥浆基体和粗骨料间过渡区这两者的孔隙率，水泥石在水化过程中的孔隙率取决于水灰比，水灰比和混凝土的振捣密实程度两者都对混凝土体积有影响，当混凝土混合料能被充分捣实时，混凝土的强度随水灰比的降低而提高。然而，形成水化物需要一个最小的水量。 （W/C）min =0.42α 即完成水化（α=1.0）的W/C不应低于0.42。显然在低W/C时预期残留的未水化水泥能够在浆体内继续长期存在，亦即W/C低于0.42，浆体将自我干燥。为避免这种现象，有效的最低W/C比要高于0.42。在实际中，我们可以通过规定的W/C来保证充分密实的混凝土在规定龄期的强度，保证混凝土的性能。 2 水泥 水泥混凝土的影响取决于水泥的化学成分及细度。水泥强度主要来自于早期强度（C3S）及后期强度（C2S），而且这些影响贯穿于混凝土中。用C3S含量较高的水泥来制作混凝土，其强度增长较快，但在后期可能以较低的强度而告终。而无论通过改变成分、养护条件或者利用外加剂而比较缓慢地水化，都可使水泥产生较高的最终强度。 水泥细度对混凝土强度的影响也很大。随着细度增加，水化速率增大，就导致较高的强度增长率。但应避免细磨粉的含量。因为当颗粒很细时，间隙水可引起一些高W/C区域。另外，研究表明，直径大于60pm的颗粒对强度是没什么贡献的。 而水泥质量的波动对混凝土强度的影响,应引起注意。水泥厂生产的同一品种同一标号的水泥，不可避免地会在质量上有波动。水泥质量的波动，毫无疑问

(完整版)荧光法习题

荧光分析法 一、选择题 1.为了提高分子荧光光度法的灵敏度，合适的办法是 A. 增加待测溶液的浓度 B. 增加激发光的强度 C. 增加待测液的体积 D. 另找能与待测物质形成荧光效率大的荧光化合物 2. 下列结构中能产生荧光的物质是 A. 苯酚 B. 苯 C. 硝基苯 D. 碘苯 3. 荧光分析中，溶剂对荧光强度的影响是 A. 对有π→π*跃迁者，溶剂极性增加，荧光强度增大 B. 对有π→π*跃迁者，溶剂极性增加，荧光强度减小 C. 溶剂粘度增大，荧光强度减弱 D. 溶剂粘度降低，荧光强度减弱 4. 荧光分析中，当被测物质的浓度较大时，荧光强度与浓度不成正比，其原因可能是 A. 自熄灭 B. 自吸收 C. 散射光的影响 D. 溶剂极性增大 5. 在下列哪个pH值时苯胺能产生荧光（苯胺以分子形式产生荧光）？ A. 1 B. 2 C. 7 D. 14 6. 硫酸奎宁在0.05mol/L H2SO4中，分别用320nm和350nm波长的光激发，所制得的荧光光谱 A. 形状和荧光强度都相同 B. 形状和荧光强度都不同 C. 形状相同，荧光强度不同 D. 荧光强度相同，形状不同 7. 荧光光谱分析中的主要光谱干扰是 A. 激发光 B. 溶剂产生的拉曼散射光 C. 溶剂产生的瑞利散射光 D. 容器表面产生的散射光 8. 对分子荧光强度的测量时，要在与入射光成直角的方向上检测是由于 A. 荧光是向各个方向发射的 B. 只有在和入射光方向成直角的方向上才有荧光 C. 为了消除透射光的影响 D. 克服散射光的影响 9. 荧光法中，荧光效率Φ的计算式是 A. Φ=发射荧光的电子数/吸收激发光的电子数 B. Φ=发射荧光的光量子数/吸收荧光的光量子数 C. Φ=发射光的强度/吸收光的强度 D. Φ=发射荧光的光量子数/吸收激发光的光量子数 10. A. 钨灯 B. 氢灯 C. 元素灯 D. 溴钨灯 λ=256nm）可用作光源。 （1）光度法测乙醇中苯（ m ax （2）荧光计采用作光源。 （3）原子吸收分光光度计可用作光源。 （4）光度法测定KMnO4溶液的浓度可用作光源。 11. 处于第一电子单线激发态最低振动能级的分子以辐射光量子的形式回到单线基态的最低振动能级，这种发光现象称为 A. 分子荧光 B. 分子磷光 C. 化学发光 D. 拉曼散射 12. 三线态的电子排列应为 A. 全充满 B. ↑ C. 基态 D. ↓ ↑↑ 13. 下列说法正确的是

金属拉伸试验屈服点影响因素分析

总第186期2011年第6期 HEBEI M ETALLU R GY Total 1862011， N umber 6收稿日期：2011－03－14 作者简介：徐海云（1973－），男，工程师， 1995年毕业于河北理工学院工业分析专业，现在河北钢铁集团宣化公司计量检验中心从事钢材检验工作， E －mail ：gxgzwh@126．com 金属拉伸试验屈服点影响因素分析 徐海云 （河北钢铁集团宣钢公司计量检验中心，河北宣化075100） 摘要：分析了金属拉伸试验屈服点的影响因素，诠释了屈服点选取时产生误差的原因以及应注意的事项，给出了宣钢公司操作经验供参考。关键词：拉伸；屈服点；打滑；变形；分析中图分类号：TG115．5 文献标识码：B 文章编号：1006－5008（2011）06－0012－03 ANALYSIS ABOUT INFLUENCE FACTORS TO YIELD POINT IN METAL TENSION TEST Xu Haiyun （Measure and Inspect Center ，Xuanhua Iron and Steel Company ，Hebei Iron and Steel Group ，Xuanhua ，He-bei ，075100） Abstract ：It is analyzed the influence factors to yield point in metal tension test ，explained the reason for error in selecting yield point as well as keys being paid attention．Key Words ：tension ；yield point ；skid ；deformation ；analysis 1前言 河北钢铁集团宣钢公司是以长材作为主打产品 面向市场的，所有产品均进行出厂检验，主要包括外观检验和物理性能检验两大部分，在物理性能检验 中又以拉伸试验为主要检测内容， 屈服强度是拉伸试验中的主要测试项， 测试的准确与否会直接影响到产品的合格与否， 也给用户判断强屈比带来影响。金属试样在受到外力作用时会产生变形。在受力的初始阶段， 变形与受到的外力基本成线性比例关系，这时若外力消失，材料的变形也将消失，恢复 原状，这一阶段通常称为弹性阶段。但当外力增大到一定程度后，变形与受到的外力将不再成线性比例关系，这时当外力消失后，材料的变形将不能完全消失， 外型尺寸将不能完全恢复到原状，这一阶段称为塑性变形阶段。钢材在使用过程中易受到各种各样的外力作用，产生变形，这种变形必须被限制在弹性范围之内，否则产品的形状将会发生永久变化，影响继续使用，严重的还会发生断裂等重大质量事故。比如像弹簧一样，在一定范围内拉伸弹簧是可以恢 复原状的， 但一旦拉伸力超出了弹簧的受力极限，弹簧就被破坏了，不可恢复到初始状态，成了报废品。 准确求取屈服点在力学性能试验中是非常重要的，在检测过程中由于受到各种因素的制约很难非常准确的求取，下面结合实际工作中遇到的问题分析影响屈服点的各个因素。2操作人员的影响 试验结果的准确程度很大程度上取决于试验人员的综合操作素质，尤其是在新的试验机不断更新换代，试验软件各厂家界面不统一的形势下。实际生产中受试验人员文化程度及操作水平的限制，在一些概念及操作上存在着一些误区，常出现如下的问题。 2．1 非比例应力与下屈服定义不作区分 虽然非比例应力与屈服都是反应材料弹性阶段 与塑性阶段的过渡状态的指标， 但两者有着本质的不同。下屈服是材料固有的性能，而非比例应力是通 过人为规定的条件计算的结果，在国标中规定它可以有不同变形量的非比例应力点， 如R p0．2，R p0．5等形式，但钢材的下屈服点只有一个。当材料存在下屈服点时是无需求取非比例应力的，只有材料没有明显的屈服点时才求取非比例应力。部分试验人员对此理解不深，以为上屈服、下屈服、非比例应力对每次试 2 1

影响材料性能的因素

1.0影响材料性能的因素 2.01.1碳当量对材料性能的影响字串9 决定灰铸铁性能的主要因素为石墨形态和金属基体的性能。当碳当量（）较高时，石墨的数量增加，在孕育条件不好或有微量有害元素时，石墨形状恶化。这样的石墨使金属基体能够承受负荷的有效面积减少，而且在承受负荷时产生应力集中现象，使金属基体的强度不能正常发挥，从而降低铸铁的强度。在材料中珠光体具有好的强度、硬度，而铁素体则质底较软而且强度较低。当随着 C、Si的量提高，会使珠光体量减少，铁素体量增加。因此，碳当量的提高将在石墨形状和基体组织两方面影响铸铁铸件的抗拉强度和铸件实体的硬度。在熔炼过程控制中，碳当量的控制是解决材料性能的一个很重要的因素。 1.2合金元素对材料性能的影响 在灰铸铁中的合金元素主要是指Mn、Cr、Cu、Sn、Mo等促进珠光体生成元素，这些元素含量会直接影响珠光体的含量，同时由于合金元素的加入，在一定程度上细化了石墨，使基体中铁素体的量减少甚至消失，珠光体则在一定的程度上得到细化，而且其中的铁素体由于有一定量的合金元素而得到固溶强化，使铸铁总有较高的强度性能。在熔炼过程控制中，对合金的控制同样是重要的手段。 1.3炉料配比对材料的影响字串4 过去我们一直坚持只要化学成分符合规范要求就应该能够获得符合标准机械性能材料的观点，而实际上这种观点所看到的只是常规化学成分，而忽略了一些合金元素和有害元素在其中所起的作用。如生铁是Ti的主要来源，因此生铁使用量的多少会直接影响材料中Ti的含量，对材料机械性能产生很大的影响。同样废钢是许多合金元素的来源，因此废钢用量对铸铁的机械性能的影响是非常直接的。在电炉投入使用的初期，我们一直沿用了冲天炉的炉料配比（生铁：25~35%，废钢：30~35%）结果材料的机械性能（抗拉强度）很低，当我们意识到废钢的使用量会对铸铁的性能有影响时及时调整了废钢的用量之后，问题很快得到了解决，因此废钢在熔化控制过程中是一项非常重要的控制

影响荧光值强度的因素

影响荧光强度的因素 1.荧光的减退 荧光物质经紫外线长时间照射及空气的氧化 作用，会使荧光逐渐减退。 2.荧光强度与溶液浓度的关系 在稀溶液中：F＝Kc F 为荧光强度 K—检测效率（由仪器决定）c 为液体的浓度 高浓度时，荧光物质发生熄灭和自吸收现象，使F与c不呈线性关系 3.温度的影响 温度对荧光强度的影响较敏感。溶液温度 下降时，介质的粘度增大，荧光物质与分子的 碰撞也随之减少，去活化过程也减少，则荧光 强度增加。相反，随着温度上升，荧光物质与 分子的碰撞频率增加，使去活化几率增加，则 荧光强度下降。 4. pH的影响 带有酸性或碱性官能团的大多数芳香族化 合物的荧光一般都与溶液PH值有关，例如：在 pH=7~12的溶液中苯胺以分子形式存在，会发出 蓝色荧光；而在pH<2或pH>13的溶液中苯胺以离 子形式存在，都不会发出荧光。同时所用酸的种 类也影响荧光的强度，例如：奎宁在硫酸溶液中 的荧光比在盐酸中的要强。 5.溶剂 许多有机物及金属的有机络合物，在乙醇 溶液中的荧光比在水溶液中强。乙醇、甘油、 丙酮、氯仿及苯都是常用的有机溶剂，其中大 多有荧光，应设法避免；一般避免的办法是稀 释，或加入一部分水。 6.荧光强度达到最高点所需要的时间不同，有 的反应加入试剂后荧光强度立即达到最高峰。有 的反应需要经过15~30分钟才能达到最高峰。 7.有机溶剂中常有产生荧光的杂质，可用蒸馏法提纯。橡皮塞、软木塞及滤纸中也常有能溶于溶剂的一些带荧光的物质。 注意事项 ①在实验中，拿比色杯要拿4个棱角，切勿 拿光滑的透光面，以免影响检测效果 ②比色杯用后，应用醇或其它有机溶剂浸 泡。 ③氙灯长时间使用（1000h以上）后可能 会发生爆炸，所以保证期（500h）以后，应及 时更换。 ④在安装或更换氙灯时，应确认电源开关

论述混凝土强度的影响因素

论述混凝土强度的影响因素 李广兰 混凝土硬化后最基本的性能就是强度, 混凝土强度有抗压、抗拉、弯曲、剪切强度等。抗压强度同其他强度间有密切的关系。由于它的测定方法比较简单, 同时在混凝土结构中混凝土主要用来承受压力, 因此凝土的抗压强度就成为评价其质量的最重要的一项指标。通常所讲的混凝土强度等级是混凝土的特定抗压强度,是设计和施工时的强度指标。混凝土强度等级是按照标准方法试验测定的。用边长为15 cm的立方体试件, 标准条件( 温度为20±2℃, 相对湿度90%以上)下养护28天的抗压强度。影响混凝土强度的因素较多, 主要是混凝土的构成材料, 施工中振捣密实强度及混凝土强度增长过程中的养护条件。混凝土的组成材料包括水泥、集料( 粗、细骨料) 、水、掺合料、外加剂等。 1 水灰比是决定混凝土强度的关键 水在混凝土中的掺量是决定混凝土强度的主要因素。通常情况下, 满足水泥水化所需的水量不超过水泥重量的25%。普通混凝土常用的水灰比为0.4:0.65, 超过水化需要的水主要是为了满足工作性的需要。超量的水在混凝土内部留下了缝,使混凝土强度、密度和各种耐久性都受到不利影响, 因此, 水灰比是定混凝土强度的关键。灰水比越大( 水灰比越小) 混凝土强度越高, 灰水比越小( 水灰比越大) 强度越低。在一般情况下, 集料的强度都高于混凝土强度, 甚至高出几倍。因此, 混凝土的强度主要取决于起胶结作用的水泥石的质量。而水泥石的质量又决定于水泥标号和水灰比, 所以说水泥石质量决定于水灰比, 可从水在水泥浆体中的存在形态加以分析。经研究证明, 水泥浆体中的水有四种形态: ( 1) 化合水, 水以原子形态参加晶格, 即水分子有序排列于水化物晶格之内, 完全与水泥化合而形成新物质。这部分约占总量的20~25%。 ( 2) 凝胶水,存在于水化物凝胶中的水为凝胶所包围, 但不与水泥起水化反应。蒸发后在水泥石中留下凝胶孔。 ( 3) 毛细水,存在于毛细孔中的可蒸发水, 蒸发后留下毛细孔。 ( 4) 游离水, 对水泥浆体结构和性能完全属于多余的可蒸发水, 因此, 愈少愈好。但因为混凝土施工需一定的和易性, 故游离水不能完全避免。 以上4种存在于水泥浆体的水, 除了化合水外, 其余三种形态的水, 都将随着水泥浆体的凝结硬化而逐渐蒸发掉, 给水泥石留下的是孔隙, 而任何固体的强度都与所含孔隙率大小有关, 孔隙率越大强度越低, 隙越小强度越高。所以混凝土水灰比越大, 孔隙率越大, 强度越低, 水灰比越小, 孔隙率越小, 强度越高。 2 水泥对混凝土强度的影响 水泥标号对混凝土强度的作用是人们所熟知的, 同样配合比, 水泥标号愈高, 混凝土强度愈高, 水泥标号愈低, 混凝土强度愈低。关于水泥用量对混凝土强度的影响, 一般认为“水泥越多混凝土强度越高”。这个认识是不确切的: 这个前提应该是在水灰比不变的情况下。如果水灰比不同, 就无法谈高低问题。二是两者间关系不是永恒的。在水灰比不变的情况下, 混凝土强度有随水泥用量增加而提高的可能。 但当水泥用量增加到某一极限量时, 混凝土强度不但没有提高, 反而有下降的趋势。从水泥用量对水泥石孔隙的影响来分析, 在某一水灰比时, 水泥用量如果恰在水泥全部水化限度内, 则水泥石的孔隙率是正常的, 也就是水泥石强度是最高的。如果水泥用量增加, 相应地水也要增加。所以, 孔隙率不会降反增水泥石混凝土整个体积中的比例。在混凝土中, 水泥

(完整版)荧光分析法习题参考答案

荧光分析法 思考题和习题 1．如何区别荧光、磷光、瑞利光和拉曼光？如何减少散射光对荧光测定的干扰？ 荧光：是某些物质吸收一定的紫外光或可见光后，基态分子跃迁到激发单线态的各个不同能级，然后经过振动弛豫回到第一激发态的最低振动能级，在发射光子后，分子跃迁回基态的各个不同振动能级。这时分子发射的光称为荧光。荧光的波长比原来照射的紫外光的波长更长。 磷光：是有些物质的激发分子通过振动弛豫下降到第一激发态的最低振动能层后，经过体系间跨越至激发三重态的高振动能层上，再通过振动弛豫降至三重态的最低振动能层，然后发出光辐射跃迁至基态的各个振动能层．这种光辐射称为磷光。磷光的波长比荧光更长。 瑞利光：光子和物质分子发生弹性碰撞时．不发生能量的交换，仅是光子运动的方向发生改变，这种散射光叫做瑞利光，其波长和入射光相同。 拉曼光：光子和物质分子发生非弹性碰撞时，在光子运动方向发生改变的同时，光子与物质分子发生能量交换，使光于能量发生改变。当光子将部分能量转给物质分子时，光子能量减少，波长比入射光更长；当光子从物质分子得到能量时，光子能量增加，波氏比入射光为短。这两种光均称为拉曼光。 为了消除瑞利光散射的影响，荧光的测量通常在与激发光成直角的方向上进行，并通过调节荧光计的狭缝宽度来消除 为消除拉曼光的影响可选择适当的溶剂和选用合适的激发光波长 2．何谓荧光效率？具有哪些分子结构的物质有较高的荧光效率？ 荧光效率又称荧光量子效率，是物质发射荧光的量子数和所吸收的激发光量子数的比值称，用Ψf表示。 以下分子结构的物质有较高的荧光效率： (1)长共轭结构：如含有芳香环或杂环的物质。 (2)分子的刚性和共平面性：分子的刚性和共平面性越大，荧光效率就越大，并且荧光波长产生长移。 (3)取代基：能增加分子的π电子共轭程度的取代基，常使荧光效率提高，荧光长移，如-NH2、-OH、-OCH3、-CN等。 3．哪些因素会影响荧光波长和强度？ (1)温度：物质的荧光随温度降低而增强。 (2)溶剂：一般情况下，荧光波长随着溶剂极性的增大而长移，荧光强度也有增强。溶剂如能与溶质分子形成稳定氢键，荧光强度减弱。 (3)pH：荧光物质本身是弱酸或弱碱时，溶液的pH对该荧光物质的荧光强度有较大影响。 (4)荧光熄灭剂：荧光熄灭是指荧光物质分子与溶剂分子或溶质分子的相互作用引起荧光强度降低或荧光强度与浓度不呈线性关系的现象。 (5)散射光的干扰：包括瑞利光和拉曼光对荧光测定有干扰。 4．请设计两种方法测定溶液Al3+的含量。（一种化学分析方法，一种仪器分析方法） 配位滴定：利用铝与EDTA的配位反应进行滴定分析，因铝与EDTA的反应速率比较缓慢，而且铝对指示剂有封蔽作用，因此铝的测定一般用EDTA作为标准溶液，返滴定法或置换滴定法测定。 仪器分析法：利作铝离子与有机试剂如桑色素组成能发荧光的配合物，通过检测配合物的荧光强度以来测定铝离子的含量。另可采用原子吸收分光光度法或原子发射光谱法进行测定。

影响材料力学性能测试的因素

影响材料力学性能测试的因素 1 拉伸实验强度和延性丈量的准确度和偏向取决于能否严厉恪守指定实验办法并受设备和材料要素、试样制备和实验、丈量误差的影响。 2 关于相同材料的复验协商分歧取决于材料的平均性、试样制备的反复性、实验条件和拉伸实验参数的测定。 3 可影响实验结果的设备要素包括：拉伸实验机的刚性、减震才能、固有的频率和运动部件重量;力的指针准确度和实验机不同范围内力的运用;恰当的加力速度、用适宜的力使试样对中、夹具的平行度、夹持力、控制力的大小、引伸计的适用性和标定、热的消散(经过夹具、引伸计或辅助安装)等等。 4 能影响实验结果的材料要素包括：实验材料的代表性和平均性、试样型式、试样制备(外表光亮度，尺寸准确度，标距端部过渡圆弧，标距内锥度，弯曲试样，螺纹质量等等)。 a、有些材料对试样外表光亮度十分敏感(见注8) 必需研磨至理想光亮度，或者抛光至得到正确结果。 b、关于铸造的、轧制的、锻造的或其他非加工外表状态的试样，实验结果可能受外表特性影响(见注14)。 c、取自部件或构件隶属部位的试样，像外延局部或冒口，或者独立消费的铸件(例如, 脊形试块)可能产生不具部件或构件代表性的实验结果。 d、试样尺寸可能影响实验结果。关于圆柱形的或矩形的试样，改动试样尺寸普通对屈从强度和抗拉强度影响很小，但假如呈现改动，则可影响上屈从强度、伸长率和断面收缩率。用下式比拟不同试样测定的伸长率值： L0/(A0)1 / 2 ( 1) 其中： L0 = 试样的原始标距 A0 = 试样的原始横截面积 1 具有较小的L0/(A0)1 / 2 比值的试样普通会得出较大的伸长率和断面收缩率，例如矩形拉伸试样的宽度或厚度增加后，状况即如此。 2 坚持L0/(A0)1 / 2r比值固定最小值，但影响不大。由于增加图8比例试样的尺寸可发现伸长率和面积收缩有所增加或减少，这取决于材料和实验条件。 e、标距内有一个允许的1 %的锥度可招致伸长率值降低。1 %的锥度会使伸长率降低15 % 。

影响混凝土强度的因素

影响混凝土强度的因素 影响混凝土强度等级的因素主要有水泥等级和水灰比、集料、龄期、养护温度和湿度等有关。 1.水灰比 混凝土抗压强度与混凝土用水水泥的强度成正比，按公式计算，当水灰比相等时，高标号水泥比低标号水泥配制出的混凝土抗压强度高许多。所以混凝土施工时切勿用错了水泥标号。另外，水灰比也与混凝土强度成正比，水灰比大，混凝土强度高；水灰比小，混凝土强度低，因此，当水灰比不变时，企图用增加水泥用量来提高混凝土强度时错误的，此时只能增大混凝土和易性，增大混凝土的收缩和变形。因此影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比，要控制好混凝土质量，最重要的是控制好水泥和混凝土的水灰比两个重要环节。此外，影响混凝土强度还有其他不可忽视的因素。 2.粗骨料的影响 粗骨料对混凝土强度也有一定的影响。当石质强度相等时，决定于骨料的表面粗糙度。如：碎石表面比卵石表面粗糙，它与水泥砂浆的粘结力比卵石大；当水灰比相等或配合比相同时，两种材料配制的混凝土，碎石的混凝土强度比卵石强。一般混凝土的粗骨料控制在3.2㎝左右。对于砂的质量对混凝土的强度也有一定的影响。如果砂的含泥量大，含有一定量的有害杂质，也会降低混凝土的强度。因此，通常在施工中使用清水砂。

3.龄期的影响 混凝土在正常养护条件下，其强度将随着龄期的增加而提高， 最初7-14d内强度增长较快，28d以后增长缓慢。 4.温度的影响 温度对混凝土的质量影响很大，一般混凝土应在18-23℃之间标准养护。温度越高，混凝土的强度上升越快，反之越慢。在-5℃时，混凝土浇注工作必须停止，如果想继续浇注混凝土的话必须采取相应的措施。 提高混凝土强度的措施 根据影响混凝土强度的因素分析，提高混凝土强度可以从以下几个方面采取措施： 1.尽可能降低水灰比为使混凝土拌合物中游离水分减少，采用较小的水灰比，用水量小的干硬性混凝土，或在混凝土中掺入减水剂。 2.改善粗细骨料的颗粒级配，砂的颗粒级配是指粒径不同的砂粒互相搭配的情况，级配良好的砂，空隙率较小，不仅可以节省水泥，而且可以改善混凝土拌合物的和易性，提高混凝土的密实度，强度和耐久性。 3.掺外加剂可以改善抗冻性，抗渗性，混凝土外加剂是在拌制混凝土的过程中掺入用以改善混凝土性能的物质，掺量不大于水泥质量的5%，外加剂的掺量很小，却能显著地改善混凝土的性能，提高技术经济效果，使用方便，因此受到国内外的重视，而且已成为混凝土中除水泥、砂、石、水以外的第5组分。