同濟(jì)大學(xué)材料學(xué)專業(yè)《材料研究方法》考研真題

同濟(jì)大學(xué)材料學(xué)專業(yè)材料研究方法考研真題 06部分 二、解析1.試闡述紅外光譜分析的基礎(chǔ)以及應(yīng)用。 參考答案紅外光譜是由于分子振動(dòng)能級(jí)的躍遷（同時(shí)伴隨轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷）而產(chǎn)生的物質(zhì)能吸收紅外光譜應(yīng)滿足兩個(gè)條件1.輻射應(yīng)具有剛好恩那個(gè)滿足物質(zhì)躍遷時(shí)所需的能量；2.輻射與物質(zhì)之間有相互作用 （2）輻射與物質(zhì)之間有相互作用，分子的偶極距必須發(fā)生變化的振動(dòng)，分子振動(dòng)的形式1伸縮振動(dòng)對(duì)稱伸縮振動(dòng)反對(duì)稱伸縮振動(dòng)2變形和彎曲伸縮振動(dòng)面內(nèi)變形剪式振動(dòng)面內(nèi)搖擺振動(dòng)面外變形面外搖擺振動(dòng)扭曲變形掘動(dòng)紅外光譜振動(dòng)吸收帶的類型（）伸縮振動(dòng)區(qū)（）叁鍵和累積雙鍵區(qū)（）雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)（）伸縮振動(dòng)區(qū)和變形振動(dòng)區(qū)紅外光譜的應(yīng)用定性分析1試樣的分離與精制2.了解與試樣性質(zhì)有關(guān)的其他方面的因素3.圖譜的解析定量分析試題解析1）知識(shí)點(diǎn)紅外光譜的基礎(chǔ)與應(yīng)用2）答題思路綜合兩方面信息進(jìn)行解答3）歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)3次，分別為04.06，07年.2.什么是斯托克斯線、反斯托克斯線，試說(shuō)明拉曼光譜與紅外光譜是互補(bǔ)的。 參考答案在拉曼散射中，若光子把一部分能量傳遞給樣品分子，得到的散射光能量減少，在垂直方向測(cè)量到的散射光中，可檢測(cè)一定頻率的線，稱為斯托克斯線。 反之，如果分子處于激發(fā)態(tài)，與光子發(fā)生非彈性碰撞就會(huì)釋放能量而回到基態(tài)，得到反斯托克斯線。 1.拉曼光譜是一個(gè)散射過(guò)程，因此任何尺寸、形狀、透明度的樣品，只要能被激光照到，就可以直接進(jìn)行測(cè)量，極微量的樣品都可以照射到。 2.水是極性很強(qiáng)的分子，因而其紅外吸收非常強(qiáng)烈。 但水的拉曼反射卻極微弱。 3.對(duì)于聚合物及其他分子，拉曼散射的選擇定則限制較小，因而可以得到更豐富的譜帶。 試題解析1）知識(shí)點(diǎn)拉曼光譜的基本知識(shí)2）答題思路簡(jiǎn)述概念知識(shí)3）歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)1次，分別為06年。 3.請(qǐng)說(shuō)明下列圖譜所代表聚合物的性質(zhì)特征。 參考答案譜帶分析在新大綱中取消4.請(qǐng)闡述電子與固體物質(zhì)相互作用時(shí)產(chǎn)生的各種電子信號(hào)那些信號(hào)可以用于晶體研究？參考答案1.背散射電子2.二次電子3.吸收電子4.透射電子5.特征X射線6.俄歇電子1.背散射電子2.二次電子5.特征X射線6.俄歇電子均可進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)的研究試題解析1）知識(shí)點(diǎn)電子與固體物質(zhì)相互作用2）答題思路簡(jiǎn)述基本概念3）歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)3次，分別為04，06，07年.5.DTA曲線用什么作為反應(yīng)起始溫度，為什么？參考答案使用外延始點(diǎn)作為反應(yīng)起始溫度。 外延始點(diǎn)指峰的起始邊陡峭部分的切線與外延基線的交點(diǎn)。 國(guó)際熱分析協(xié)會(huì)ICTA對(duì)大量的式樣測(cè)定結(jié)果表明，外延起始溫度與其他實(shí)驗(yàn)測(cè)得的反應(yīng)起始溫度最為接近，因此用外延始點(diǎn)作為DTA曲線的反應(yīng)起始溫度。 試題解析1）知識(shí)點(diǎn)差熱分析曲線2）答題思路基本概念題3）歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)1次，分別為06年.6.何謂自旋偶合?何謂自旋分裂?它們?cè)贜MR分析中有何重要作用?參考答案在同一分子中，這種核自旋與核自旋間相互作用的現(xiàn)象叫做“自旋自旋偶合”。 由自旋自旋偶合產(chǎn)生譜線分裂的現(xiàn)象叫“自旋自旋分裂”。 作用p3287.4.2質(zhì)子偶合常數(shù)與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系7.下列化合物中OH的氫核，何者處于較低場(chǎng)?為什么?圖譜分析在新大綱中取消。 07部分 二、解析1電子束轟擊到固體樣品表面會(huì)產(chǎn)生哪些主要物理信號(hào)？研究材料的表面形貌一般收集哪種物理信號(hào)？并說(shuō)明其襯度原理研究材料表面元素分原布狀況應(yīng)收集哪些信息，并收明其襯度理。 1.參考答案主要物理信號(hào)1.背散射電子2.二次電子3.吸收電子4.透射電子5.特征X射線6.俄歇電子研究表面形貌的信號(hào)1.背散射電子2.二次電子6.俄歇電子研究表面元素分布應(yīng)選擇背散射電子，應(yīng)為其對(duì)元素的變化比較敏感。 試題解析2.知識(shí)點(diǎn)電子與物體的相互作用3.答題思路簡(jiǎn)述個(gè)知識(shí)點(diǎn)歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)3分別為04，06，07年。 2簡(jiǎn)述DSC的種類和定量熱分析原理，舉例說(shuō)明其在材料研究領(lǐng)域的應(yīng)用。 1.參考答案DSC分為兩種。 分別為功率補(bǔ)償型和熱流型原理DSC技術(shù)是在程序控制溫度下，測(cè)量輸入到試樣和參比物的能量差隨溫度或時(shí)間變化的一種技術(shù)。 差示掃描量熱分析法就是為克服差熱分析在定量測(cè)定上存在的這些不足而發(fā)展起來(lái)的一種新的熱分析技術(shù)。 該法通過(guò)對(duì)試樣因發(fā)生熱效應(yīng)而發(fā)生的能量變化進(jìn)行及時(shí)的應(yīng)有的補(bǔ)償，保持試樣與參比物之間溫度始終保持相同，無(wú)溫差、無(wú)熱傳遞，使熱損失小，檢測(cè)信號(hào)大。 因此在靈敏度和精度方面都大有提高。 DSC技術(shù)的特點(diǎn)由于試樣用量少，試樣內(nèi)的溫度梯度較小且氣體的擴(kuò)散阻力下降，對(duì)于功率補(bǔ)償型DSC有熱阻影響小的特點(diǎn)。 應(yīng)用1.純度分析2.定量分析3.純度分析4.比熱容測(cè)定試題解析2.知識(shí)點(diǎn)DSC的種類和定量熱分析原理3.答題思路綜合分析各知識(shí)點(diǎn)歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)3，分別為04，06，07年。 3請(qǐng)?jiān)斒鲭娮友苌浜蚗射線衍射的異同點(diǎn)。 1.參考答案相同點(diǎn)都是通過(guò)衍射譜線進(jìn)行分析不同點(diǎn)1）.透射電鏡常用雙聚光鏡照明系統(tǒng)，束斑直徑為12m，經(jīng)過(guò)雙聚光鏡的照明束相干性較好。 （2）.透射電鏡有三級(jí)以上透鏡組成的成像系統(tǒng)，借助它可以提高電子衍射相機(jī)長(zhǎng)度。 普通電子衍射裝置相機(jī)長(zhǎng)度一般為500mm左右，而透射電鏡長(zhǎng)度可達(dá)10005000mm。 （3）.可以通過(guò)物鏡和中間鏡的密切配合，進(jìn)行選區(qū)電子衍射，使成像區(qū)域和電子衍射區(qū)域統(tǒng)一起來(lái)，達(dá)到樣品微區(qū)形貌分析和原位晶體學(xué)性質(zhì)測(cè)定的目的。 試題解析2.知識(shí)點(diǎn)子衍射和X射線衍射的異同點(diǎn)3.答題思路對(duì)比兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)的異同歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)3，分別為04，06，07年。 4請(qǐng)說(shuō)述電子探針中波譜的原理和應(yīng)用，并簡(jiǎn)述波譜與能譜在應(yīng)用方面的異同。 1.參考答案波譜儀利用某些晶體對(duì)X射線的衍射作用來(lái)達(dá)到使不同波長(zhǎng)分散的目的。 波譜儀分為兩種1.旋轉(zhuǎn)式波譜儀2.直進(jìn)式波譜儀1)所用的Si(Li)探測(cè)器尺寸小，可裝在靠近樣品的區(qū)域接收X射線的立體角大，X射線利用率高，可達(dá)10000脈沖/s10-9A;而波譜儀僅幾十到幾百脈沖/s10-9A。 能譜儀在低束流下(10-1010-12A)工作，仍能達(dá)到適當(dāng)?shù)挠?jì)數(shù)率，束斑尺寸小，最少可達(dá)0.1m3，而波譜儀大于1m3。 2)分析速度快，可在23分鐘內(nèi)完成元素定性全分析。 3)能譜儀不受聚焦圓的限制，樣品的位置可起伏23mm。 4)工作束流小，對(duì)樣品的污染作用小。 5)能進(jìn)行低倍X射線掃描成象，得到大視域的元素分布圖。 6)分辨本領(lǐng)比較低，只有150eV(波譜儀可達(dá)10eV)。 7)峰背比小，一般為100，而波譜儀為1000。 8)Si(Li)探測(cè)器必須在液氮溫度(77K)下使用，維護(hù)費(fèi)用高試題解析2.知識(shí)點(diǎn)波譜儀的原理以及和能譜儀之間的異同3.答題思路簡(jiǎn)述知識(shí)點(diǎn)歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)1，分別為07年。 5寫(xiě)出布拉格方程，分析物質(zhì)產(chǎn)生X衍射的充要條件，簡(jiǎn)述X射線粉末衍射物相鑒定過(guò)程。 請(qǐng)說(shuō)明樣品制備對(duì)物相鑒定的影響。 1.參考答案布拉格方程為2dsin=n式中n為整數(shù)；角稱為布拉格角或掠射角，又稱半衍射角，為入射線波長(zhǎng)；d為晶面間距。 物質(zhì)產(chǎn)生X衍射的充要條件為既滿足布拉格方程有不發(fā)生消光。 鑒定過(guò)程1.首先用粉末照相法或粉末衍射儀法獲取被測(cè)試物相的衍射圖樣。 2.通過(guò)對(duì)多獲取的圖樣的分析的計(jì)算，獲得個(gè)衍射線條的2和d值以及相對(duì)強(qiáng)度大小。 3.使用檢索手冊(cè)，查詢物相PDF卡片號(hào)。 4.若是多部分析，在3完成后，對(duì)剩余強(qiáng)度進(jìn)行排序，直至所有衍射線能夠得到解釋。 影響P1023.6.5粉末X射線物相定量分析過(guò)程中注意的問(wèn)題試題解析2.知識(shí)點(diǎn)布拉格方程及X射線粉末衍射物相鑒定3.答題思路綜合分析兩部分內(nèi)容歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)3，分別為04，06，07年。 6簡(jiǎn)述特征X射線的產(chǎn)生，性質(zhì)和應(yīng)用。 1.參考答案產(chǎn)生凡是高速運(yùn)動(dòng)的電子流和其他高能輻射六（如X射線、中子流等）被突然減速時(shí)均能產(chǎn)生X射線。 性質(zhì)X射線是一種電磁波應(yīng)用現(xiàn)代材料研究的主X射線實(shí)驗(yàn)方法在材料研究中主要有以下幾種應(yīng)用 （1）X射線物相定性分析用于確定物質(zhì)中的物相組成 （2）X射線物相定量分析用于測(cè)定某物相在物質(zhì)中的含量 （3）X射線晶體結(jié)構(gòu)分析用于推斷測(cè)定晶體的結(jié)構(gòu)試題解析2.知識(shí)點(diǎn)X射線的基礎(chǔ)3.答題思路簡(jiǎn)述基本概念歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)3，分別為04，06，07年。 7簡(jiǎn)述紅外光譜用于分子結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)，說(shuō)明其應(yīng)用。 1.參考答案原因 （1）輻射具有剛好能滿足物質(zhì)躍遷時(shí)所需的能量，分子中某個(gè)基團(tuán)的的振動(dòng)頻率和紅外輻射的頻率一致就滿足了 （2）輻射與物質(zhì)之間有相互作用，分子的偶極距必須發(fā)生變化的振動(dòng)，分子振動(dòng)的形式1伸縮振動(dòng)對(duì)稱伸縮振動(dòng)反對(duì)稱伸縮振動(dòng)2變形和彎曲伸縮振動(dòng)面內(nèi)變形剪式振動(dòng)面內(nèi)搖擺振動(dòng)面外變形面外搖擺振動(dòng)扭曲變形掘動(dòng)紅外光譜振動(dòng)吸收帶的類型（）伸縮振動(dòng)區(qū)（）叁鍵和累積雙鍵區(qū)（）雙鍵伸縮振動(dòng)區(qū)（）伸縮振動(dòng)區(qū)和變形振動(dòng)區(qū)應(yīng)用定性分析1試樣的分離與精制2.了解與試樣性質(zhì)有關(guān)的其他方面的因素3.圖譜的解析定量分析試題解析2.知識(shí)點(diǎn)光譜分析的基礎(chǔ)及應(yīng)用3.答題思路簡(jiǎn)述兩知識(shí)點(diǎn)歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)2次，分別為04，07年。 8采用何種手段可以研究高分子材料的結(jié)晶。 1.參考答案主要的研究方法為熱分析，詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)見(jiàn)P2355.7熱分析技術(shù)的應(yīng)用考試的時(shí)候我不建議回答此類問(wèn)題，不易答全。 試題解析2.知識(shí)點(diǎn)研究方法的綜合應(yīng)用3答題思路聯(lián)系研究方法的今本知識(shí)點(diǎn)與專業(yè)課內(nèi)容歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)1次，分別為07年.9聚合物的填充改性及共混是高分子材料改的常用手段，如何研究無(wú)機(jī)填充材料在高聚物基體中的分布情況？如何研究共混物中各相的形態(tài)？1.參考答案研究聚合物的填充改性及共混是高分子材料改性的常用手段，在分析填充材料在高聚物基體的分布情況課選用掃面電鏡或透射電鏡，其中掃描電鏡的分辨率稍低，但立體感強(qiáng)；透射電鏡的分辨率高，但制樣困難，且立體感差。 在研究共混物中的各相形態(tài)上可采用XRD。 試題解析2.知識(shí)點(diǎn)研究方法的綜合應(yīng)用3.答題思路聯(lián)系研究方法的今本知識(shí)點(diǎn)與專業(yè)課內(nèi)容歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)1次，分別為07年.10核磁共振譜中不同質(zhì)子產(chǎn)生不同化學(xué)位移的根本原因是什么？化學(xué)位移的主要影響因素有哪些？核磁共振譜中的信號(hào)強(qiáng)度可以提供何種信息？1.參考答案某一質(zhì)子吸收峰出現(xiàn)的位置與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)質(zhì)子吸收峰出現(xiàn)的位置之間的差異稱為該質(zhì)子的化學(xué)位移。 它是分析分子中各類氫原子所處位置的重要依據(jù)。 影響化學(xué)位移的因素有原子與分子的磁屏蔽、誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)、磁各向異性效應(yīng)、范德華效應(yīng)、氫鍵效應(yīng)、溶劑效應(yīng)、介質(zhì)磁化率效應(yīng)、順磁效應(yīng)。 NMR譜上可以用積分線高度反應(yīng)出信號(hào)強(qiáng)度。 各信號(hào)峰強(qiáng)度之比，應(yīng)等于相應(yīng)的質(zhì)子數(shù)之比。 只要將峰面積加以比較，就能確定個(gè)組質(zhì)子的數(shù)目，積分線的個(gè)階梯度高度代表了各組峰面積。 于是根據(jù)積分線的高度可計(jì)算出各組峰相對(duì)應(yīng)的質(zhì)子峰。 試題解析2.知識(shí)點(diǎn)NMR的基本概念3.答題思路簡(jiǎn)述概念歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)1次，分別為07年11請(qǐng)?jiān)敿?xì)描述金相試樣的制備過(guò)程，并畫(huà)出碳馬氏體和高碳馬氏體的組織示意圖，解釋其區(qū)別。 1.參考答案這道題金屬方向可選答，我不懂??！試題解析2.知識(shí)點(diǎn)金相樣品的制備過(guò)程及碳馬氏體和高碳馬氏體的組織3.答題思路無(wú)歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)1次，分別為07年12舉例說(shuō)明透射電鏡在金屬材料研究方面的應(yīng)用，說(shuō)明其原理。 1.參考答案透射電鏡在金相分析和金屬斷口分析方面得到了廣泛的應(yīng)用。 在金屬斷口分析方面，人們借助透射電鏡比用肉眼和放大鏡更深刻地認(rèn)識(shí)斷口的特征、性質(zhì)，揭示了斷裂過(guò)程機(jī)理，研究影響斷裂的各種因素，對(duì)失效分析非常有效。 而在金相分析方面，利用透射電鏡的高放大倍數(shù)，可以顯示光學(xué)顯微鏡無(wú)法分辨的顯微組織細(xì)節(jié)。 這是由于透射電鏡的高分辨率所致的。 分辨本領(lǐng)指顯微鏡能分辨的樣品上兩點(diǎn)間的最小距離；以物鏡的分辨本領(lǐng)來(lái)定義顯微鏡的分辨本領(lǐng)。 光學(xué)透鏡d0=0.061/nsin=0.061/NA，式中是照明束波長(zhǎng)；是透鏡孔徑半角；n是物方介質(zhì)折射率；nsin或NA稱為數(shù)值孔徑。 在物方介質(zhì)為空氣的情況下，NA值小于1。 即使采用油浸透鏡(n=1.5；一般為7075)，NA值也不會(huì)超過(guò)1.35。 所以d01/2。 因此，要顯著地提高顯微鏡的分辨本領(lǐng)，必須使用波長(zhǎng)比可見(jiàn)光短得多的照明源。 實(shí)際上，透鏡的分辨本領(lǐng)除了與衍射效應(yīng)有關(guān)以外，還與透鏡的像差有關(guān)（球差）。 試題解析2.知識(shí)點(diǎn)透射電鏡的應(yīng)用3.答題思路介紹基本應(yīng)用及原理即可歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)1，分別為07年13制備金屬材料透射電子顯微鏡試樣時(shí)一般采用雙噴法制樣，請(qǐng)?jiān)斒銎湓怼?1.參考答案將電解液利用機(jī)械噴射的方法噴到試樣上將其薄化成薄膜。 這種方法所獲得的薄膜與大塊樣品組織、結(jié)構(gòu)相同，但設(shè)備較為復(fù)雜。 試題解析2.知識(shí)點(diǎn)透射電鏡的樣品制備與專業(yè)課內(nèi)容3.答題思路結(jié)合兩者作答歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)1次，分別為07年。 14請(qǐng)?jiān)斒龆嗑В蔷?，納米晶體材料在透射電子顯微鏡選區(qū)稍微圖像中的區(qū)別。 1.參考答案應(yīng)該屬于超綱范圍！試題解析2.知識(shí)點(diǎn)透射電子顯微鏡的應(yīng)用歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)1次，分別為07年。 15擬定方案，解決玻璃體內(nèi)夾雜物的鑒定。 1.參考答案1.應(yīng)用透射電鏡，掃描電鏡分析夾雜物的形貌與分布2.應(yīng)用電子探針研究夾雜物的元素分布3.應(yīng)用XRD研究夾雜物的物相4.應(yīng)用熱分析研究夾雜物的相變。 試題解析2.知識(shí)點(diǎn)研究方法的綜合應(yīng)用3.答題思路結(jié)合專業(yè)與綜合應(yīng)用作答歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)1次，分別為07年。 16采用合適的現(xiàn)代技術(shù)表征法分析硅酸鹽水泥水化進(jìn)程，請(qǐng)簡(jiǎn)要評(píng)述你給出的方法。 1.參考答案1.應(yīng)用掃描電鏡來(lái)觀察水化各個(gè)時(shí)期的表面形貌等2，應(yīng)用XRD研究水哈各個(gè)時(shí)期的物相組成3.應(yīng)用X射線小角度衍射也可獲得很好的效果試題解析2.知識(shí)點(diǎn)研究方法的綜合應(yīng)用歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)1，分別為07年。 17敘述X射線粉末衍射分析無(wú)機(jī)材料的方法有哪幾種，并加以評(píng)述。 1.參考答案現(xiàn)代材料研究的主X射線實(shí)驗(yàn)方法在材料研究中主要有以下幾種應(yīng)用 （1）X射線物相定性分析用于確定物質(zhì)中的物相組成 （2）X射線物相定量分析用于測(cè)定某物相在物質(zhì)中的含量 （3）X射線晶體結(jié)構(gòu)分析用于推斷測(cè)定晶體的結(jié)構(gòu)試題解析2.知識(shí)點(diǎn)X射線實(shí)驗(yàn)方法在材料研究中的應(yīng)用3.答題思路簡(jiǎn)述知識(shí)點(diǎn)即可歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)2次，分別為04.07年。 18請(qǐng)簡(jiǎn)要敘述布拉格方程在材料微觀結(jié)構(gòu)分析和表征領(lǐng)域中的應(yīng)用。 1.參考答案、布拉格方程在材料微觀結(jié)構(gòu)分析和表征領(lǐng)域中有重要的應(yīng)用。 主要應(yīng)用在XRD和電子衍射中。 試題解析2.知識(shí)點(diǎn)布拉格方程3.答題思路綜合分析歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)3分別為04，06，07年04真題 二、解析1.X射線與物質(zhì)相互作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生那些效應(yīng)？利用其中那些效應(yīng)可以進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)的分析鑒定？如何利用X射線衍射分析法鑒定晶態(tài)與非晶態(tài)？參考答案X射線可使一些物質(zhì)發(fā)出可見(jiàn)的熒光，使離子固體發(fā)出黃褐色或紫色的光，破壞物質(zhì)的化學(xué)鍵，促使新鍵形成，促使物質(zhì)的合成，引起生物效應(yīng)，導(dǎo)致新陳代謝發(fā)生變化。 但就X射線與物質(zhì)之間的物理作用，可分為X射線散射與吸收。 利用X射線的散射效應(yīng)可以進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)的分析鑒定。 利用X射線衍射分析法鑒定晶態(tài)與非晶態(tài)觀察得到的衍射圖譜即可，如被分析材料為晶態(tài)，則圖譜為明顯的衍射峰；若為非晶態(tài)，則為“饅頭峰”。 試題解析4）知識(shí)點(diǎn)3.1.5X射線與物質(zhì)的作用5）答題思路敘述基本概念即可，送分題。 6）歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)3次，分別為04，06，07年。 2.畫(huà)出晶體對(duì)X射線衍射的示意圖，寫(xiě)出布拉格方程，并說(shuō)明該方程中各參數(shù)的意義。 參考答案1.見(jiàn)書(shū)71頁(yè)圖3.15面網(wǎng)“反射”X射線的條件2.布拉格方程為2dsin=n式中n為整數(shù)；角稱為布拉格角或掠射角，又稱半衍射角，為入射線波長(zhǎng)；d為晶面間距。 試題解析4）知識(shí)點(diǎn)3.2.2勞厄方程和布拉格方程5）答題思路敘述基本概念即可。 6）歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)5次，每年都會(huì)出題，應(yīng)引起高度重視。 3.X射線衍射方法在材料研究中有哪些應(yīng)用？請(qǐng)具體闡述。 參考答案現(xiàn)代材料研究的主X射線實(shí)驗(yàn)方法在材料研究中主要有以下幾種應(yīng)用 （1）X射線物相定性分析用于確定物質(zhì)中的物相組成 （2）X射線物相定量分析用于測(cè)定某物相在物質(zhì)中的含量 （3）X射線晶體結(jié)構(gòu)分析用于推斷測(cè)定晶體的結(jié)構(gòu)試題解析1）知識(shí)點(diǎn)X射線物相分析2）答題思路綜合性概念知識(shí)3）歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)3次，分別為04，06，07年。 4.請(qǐng)闡述電子與固體物質(zhì)相互作用時(shí)產(chǎn)生的各種電子信號(hào)，并介紹這些電子信號(hào)在材料分析研究中的各種用途。 參考答案1.背散射電子2.二次電子3.吸收電子4.透射電子5.特征X射線6.俄歇電子這些電子信號(hào)在材料分析中有很廣泛的應(yīng)用，利用這些電子信號(hào)而發(fā)明了掃描電子顯微鏡和電子探針等儀器，其中背散射電子和二次電子常用作掃描電鏡的電子源；利用俄歇電子可以制成俄歇電子顯微分析儀；利用特征X射線發(fā)明了電子探針。 吸收電子和透射電子由于分辨率較差，所以應(yīng)用較少。 試題解析4）知識(shí)點(diǎn)掃描電鏡成像成像的物理信號(hào)等內(nèi)容5）答題思路綜合所學(xué)知識(shí)點(diǎn)6）歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)2次，分別為04，07年.5.試討論加熱速度、試樣顆粒度、爐內(nèi)壓力和氣氛對(duì)差熱分析結(jié)果的影響，為什么說(shuō)差熱分析只能進(jìn)行定性或半定量分析，而示差掃描量熱分析法則可以進(jìn)行定量分析？參考答案答P2161.升溫速度在差熱分析中，升溫速度的快慢對(duì)差熱曲線的基線、峰型和溫度都明顯的影響。 升溫越快，更多的反應(yīng)將發(fā)生在相同的時(shí)間間隔內(nèi)，峰的高度、峰頂或溫差將會(huì)變大，因此出現(xiàn)尖銳而狹窄的峰。 同時(shí)，不同的升溫速度還會(huì)明顯影響峰頂溫度。 2.顆粒的大小會(huì)對(duì)差熱曲線有顯著的影響。 對(duì)于有氣相反應(yīng)來(lái)說(shuō)都要經(jīng)過(guò)式樣顆粒表面進(jìn)行，因此粒度越小其表面積越大，反應(yīng)速度越快，峰溫向低溫方向移動(dòng)；另外，又因細(xì)粒度裝填妨礙了氣體擴(kuò)散，使粒間分壓變化，峰型擴(kuò)張，峰溫又要向高溫方向移動(dòng)。 3.壓力對(duì)反應(yīng)中體積變化很小的試樣影響不大，而對(duì)于體積變化明顯的試樣則影響顯著。 對(duì)于氣氛控制通常有兩種形式，靜態(tài)氣氛和動(dòng)態(tài)氣氛。 只要控制好氣體流量就能獲得好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 在差熱分析中當(dāng)試樣發(fā)生熱效應(yīng)時(shí)，試樣本身的升溫速度是非線性的，而且在發(fā)生熱效應(yīng)時(shí)，試樣與參比物及試樣周圍的環(huán)境有較大的溫差，它們之間會(huì)進(jìn)行熱傳遞，降低了熱效應(yīng)測(cè)量的靈敏度和精確度，所以DTA僅能進(jìn)行定性和半定量分析。 而DSC克服這些不足，通過(guò)對(duì)試樣因發(fā)生熱效應(yīng)而發(fā)生的能量變化進(jìn)行及時(shí)的應(yīng)有的補(bǔ)償，保持試樣與參比物之間溫度始終保持相同，無(wú)溫差、無(wú)熱傳遞，使熱損失小檢測(cè)信號(hào)大，可進(jìn)行實(shí)現(xiàn)定量分析。 試題解析4）知識(shí)點(diǎn)5.3.2差熱曲線的影響因素5）答題思路綜合差熱曲線的影響因素進(jìn)行分析6）歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)2次，分別為04，07年。 6.通常在一張NMR譜圖中可以得到哪些基本信息？并舉例說(shuō)明NMR在材料結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用。 參考答案答通常，在一張核磁共振圖譜上可以獲得三方面的信息，即化學(xué)位移、耦偶合裂分和積分線。 核磁共振譜在材料分析研究中的應(yīng)用很廣泛，主要有1.材料的定性鑒別2.化合物數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定3.共聚物組成的測(cè)定4.分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定和聚合反應(yīng)歷程研究試題解析1知識(shí)點(diǎn)核磁共振譜的分析與核磁共振技術(shù)的應(yīng)用2答題思路綜合兩方面信息進(jìn)行解答3歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)1次，分別為04年。 7.影響熱重曲線的因素有哪些？如何保證熱重分析的精確度？舉例說(shuō)明熱重分析在材料研究中的應(yīng)用。 參考答案熱重分析的特點(diǎn)熱重分析就是在程序控制溫度下測(cè)量獲得物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關(guān)系的一種技術(shù)。 其特點(diǎn)是定量性強(qiáng)，能準(zhǔn)確地測(cè)量物質(zhì)的質(zhì)量變化及變化的速率。 影響因素1）熱重曲線的基線漂移基線漂移是指試樣沒(méi)有變化而記錄曲線卻指示出有質(zhì)量變化的現(xiàn)象，它造成試樣失重或增重的假象。 這種漂移主要與加熱爐內(nèi)氣體的浮力效應(yīng)和對(duì)流影響、Knudsen力及溫度與靜電對(duì)天平機(jī)構(gòu)等的作用緊密相關(guān)。 2）升溫速率升溫速率直接影響爐壁與試樣、外層試樣與內(nèi)部試樣間的傳熱和溫度梯度。 但一般地說(shuō)升溫速率并不影響失重量。 對(duì)于單步吸熱反應(yīng)，升溫速率慢，起始分解溫度和終止溫度通常均向低溫移動(dòng)，且反應(yīng)區(qū)間縮小，但失重百分比一般并不改變。 3）爐內(nèi)氣氛。 4）記錄紙走紙速度記錄紙走紙速度對(duì)熱重曲線的清晰度和形狀有很大影響。 5）坩堝形式坩堝的結(jié)構(gòu)及幾何形狀都會(huì)影響熱重分析的結(jié)果。 6）熱電偶位置。 7）試樣因素試樣量從兩個(gè)方面影響熱重曲線a、試樣的吸熱或放熱反應(yīng)會(huì)引起試樣溫度發(fā)生偏差，用量越大，偏差越大；試樣用量對(duì)逸出氣體擴(kuò)散和傳熱梯度都有影響，用量大則不利于熱擴(kuò)散和熱傳遞。 b、試樣粒度對(duì)熱傳導(dǎo)和氣體的擴(kuò)散同樣有較大的影響試樣粒度越細(xì)，反應(yīng)速率越快，將導(dǎo)致熱重曲線上的反應(yīng)起始溫度和終止溫度降低，反應(yīng)區(qū)間變窄；粗顆粒的試樣反應(yīng)較慢。 c、試樣裝填方式對(duì)熱重曲線的影響，一般地說(shuō)，裝填越緊密，試樣顆粒間接觸就越好，也就越利于熱傳導(dǎo)，但不利于氣氛氣體向試樣內(nèi)的擴(kuò)散或分解的氣體產(chǎn)物的擴(kuò)散和逸出。 通常試樣裝填得薄而均勻，可以得到重復(fù)性好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 d、試樣的反應(yīng)熱、導(dǎo)熱性和比熱容對(duì)熱重曲線也有影響，而且彼此還相互聯(lián)系。 e、試樣的熱反應(yīng)性，歷史和前處理、雜質(zhì)、氣體產(chǎn)物性質(zhì)、生成速率及質(zhì)量，固體試樣對(duì)氣體有無(wú)吸附作用等試樣因素也會(huì)對(duì)熱重曲線產(chǎn)生影響。 精度問(wèn)題1.減小熱重曲線曲線的漂移，理想的方法是采用對(duì)稱加熱的方式，從而影響熱重基線。 2.降低升溫速率。 3.提高氣氛壓力。 4.選取合理坩堝形式。 5.熱電偶位置正確。 應(yīng)用可用來(lái)研究含水礦物的結(jié)構(gòu)及熱反應(yīng)過(guò)程、測(cè)定強(qiáng)磁性物質(zhì)的居里點(diǎn)溫度、測(cè)定計(jì)算反應(yīng)的反應(yīng)級(jí)數(shù)和化學(xué)能等。 在測(cè)定在玻璃、陶瓷和水泥材料的研究方面也有著較好的應(yīng)用價(jià)值。 試題解析1知識(shí)點(diǎn)熱重分析的基本影響因素及應(yīng)用2答題思路歸納兩方面的內(nèi)容即可3歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)1次，分別為04年。 8.影響紅外光譜譜帶頻率和強(qiáng)度的因素有哪些？并舉例說(shuō)明紅外光譜在材料分析中的應(yīng)用。 參考答案 （1）外部因素。 與試樣狀態(tài)、測(cè)定條件、溶劑極性等有關(guān)。 （2）內(nèi)部因素。 A.電效應(yīng)，包括(a)誘導(dǎo)效應(yīng)，某些電負(fù)性大的元素的加入，會(huì)引起鍵強(qiáng)變化，導(dǎo)致其振動(dòng)頻率向高頻或低頻移動(dòng)；(b)共軛效應(yīng)，共軛效應(yīng)使共軛體系中的電子云密度平均化，使原來(lái)的雙鍵電子云密度降低，振動(dòng)頻率降低；(c)偶極場(chǎng)效應(yīng)，分子內(nèi)空間中的電子、鍵分布會(huì)導(dǎo)致鍵性變化，使振動(dòng)頻率偏移；B.氫鍵。 氫鍵使電子云密度平均化，羰基的鍵性減弱，振動(dòng)頻率降低。 C.振動(dòng)的偶合。 如果兩個(gè)基團(tuán)的振動(dòng)頻率相近，其相互作用會(huì)使譜帶裂分成兩個(gè)，一個(gè)低于正常頻率，一個(gè)高于正常頻率，稱振動(dòng)偶合。 D.費(fèi)米共振。 當(dāng)一振動(dòng)的倍頻與另一振動(dòng)的基頻接近時(shí)，因相互作用而產(chǎn)生很強(qiáng)的吸收峰或發(fā)生裂分，稱為費(fèi)米共振現(xiàn)象。 E.其他因素。 如立體障礙、環(huán)的張力等。 應(yīng)用定性分析1試樣的分離與精制2.了解與試樣性質(zhì)有關(guān)的其他方面的因素3.圖譜的解析定量分析試題解析1知識(shí)點(diǎn)6.3.7影響基團(tuán)頻率位移的因素6。 3.8紅外光譜定性分析6.3.9紅外光譜的定量分析2答題思路綜合三方面內(nèi)容即可3歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)1次，分別為04年。 9.請(qǐng)介紹透射電鏡分析時(shí)的塊狀樣品表面復(fù)型種類和復(fù)型方法。 為何電子顯微分析可以獲得較光學(xué)顯微分析高得多的分辨。 參考答案常用的有支持膜法、復(fù)型法、晶體薄膜法和超薄切片法四種支持膜法包括包藏法、撒布法、懸浮法、糊狀發(fā)、噴霧法、復(fù)型法1.塑料一級(jí)復(fù)型2.碳一級(jí)復(fù)型3.塑料-碳二級(jí)復(fù)型4.萃取復(fù)型薄膜制備法1.化學(xué)腐蝕2.電解拋光法3.噴射點(diǎn)解拋光4，粒子轟擊法5.超薄切片法分辨本領(lǐng)指顯微鏡能分辨的樣品上兩點(diǎn)間的最小距離；以物鏡的分辨本領(lǐng)來(lái)定義顯微鏡的分辨本領(lǐng)。 光學(xué)透鏡d0=0.061/nsin=0.061/NA，式中是照明束波長(zhǎng)；是透鏡孔徑半角；n是物方介質(zhì)折射率；nsin或NA稱為數(shù)值孔徑。 在物方介質(zhì)為空氣的情況下，NA值小于1。 即使采用油浸透鏡(n=1.5；一般為7075)，NA值也不會(huì)超過(guò)1.35。 所以d01/2。 因此，要顯著地提高顯微鏡的分辨本領(lǐng)，必須使用波長(zhǎng)比可見(jiàn)光短得多的照明源。 實(shí)際上，透鏡的分辨本領(lǐng)除了與衍射效應(yīng)有關(guān)以外，還與透鏡的像差有關(guān)（球差）。 試題解析1.知識(shí)點(diǎn)4.2.3透射電鏡樣品制備原理和概論內(nèi)容2.答題思路分別敘述另個(gè)獨(dú)立知識(shí)點(diǎn)即可3.歷年考頻此考點(diǎn)在近五年中共出現(xiàn)2，分別為04，07年。 10.請(qǐng)闡述電子探針X射線顯微分析的基本原理和應(yīng)用，并比較兩種常用的X射線譜儀波譜儀和能譜儀的特點(diǎn)。 參考答案電子探針儀的工作原理莫塞萊(Moseley)定律=K/(Z-)2K為常數(shù)為屏蔽系數(shù)Z為原子序數(shù)X射線特征譜線的波長(zhǎng)和產(chǎn)生此射線的樣品材料的原子序數(shù)有一確定的關(guān)系。 只要測(cè)出特征X射線的波長(zhǎng)，就可確定相應(yīng)元素的原子序數(shù)。 又因?yàn)槟撤N元素的特征X射線強(qiáng)度與該元素在樣品中的濃度成比例，所以只要測(cè)出這種特征X射線的強(qiáng)度，就可計(jì)算出該元素的相對(duì)含量。 波譜儀和能譜儀各自特點(diǎn)波譜儀利用某些晶體對(duì)X射線的衍射作用來(lái)達(dá)到使不同波長(zhǎng)分散的目的。 波譜儀分為兩種1.旋轉(zhuǎn)式波譜儀2.直進(jìn)式波譜儀能譜儀的特點(diǎn)是按X射線光子能量展譜的。 能譜儀的特點(diǎn)1)所用的Si(Li)探測(cè)器尺寸小，可裝在靠近樣品的區(qū)域接收X射線的立體角大，X射線利用率高，可達(dá)10000脈沖/s10-9A;而波譜儀僅幾十到幾百脈沖/s10-9A。 能譜儀在低束流下(10-1010-12A)工作，仍能達(dá)到適當(dāng)?shù)挠?jì)數(shù)率，束斑尺寸小，最少可達(dá)0.1m3，而波譜儀大于1m3。 2)分析速度快，可在23分鐘內(nèi)完成元素定性全分析。 3)能譜儀不受聚焦圓的限制，樣品的位置可起伏23