分析測試技術(shù)資料

1、 第一章1、 什么是X射線譜？從X射線管中發(fā)出的X射線包括哪幾部分？X射線譜：從X射線管中發(fā)出的X射線是包含許多不同波長的X射線，在比較高的管電壓下X射線管，并用X射線分光計實驗測量其中各個波長的X射線強度，可得波長與強度的關(guān)系曲線，即為X射線譜。包含兩種不同的波譜：一種是連續(xù)X射線譜，另一種是特征X射線譜。連續(xù)譜是由波長連續(xù)變化的X射線構(gòu)成；特征X射線譜由有一定波長的若干X射線疊加在連續(xù)X射線譜上構(gòu)成。2、 K射線和K射線是怎樣產(chǎn)生的？這兩種射線中哪種射線強度大，為什么？X射線衍射用的是哪種射線，這種射線的組成是什么？ 當電壓加到25KV時，Mo靶的連續(xù)X射線譜上出現(xiàn)了二個尖銳的峰K和K，即

2、當K電子被打出K層時，如L層電子來填充K空位時，則產(chǎn)生K射線。同樣當K空位被M層電子填充時，則產(chǎn)生K射線。K波長比K波長長，K射線強度更大，強度之比約為5：1。原因：M能級與K能級之差大于L能級與K能級之差，即一個K光子的能量大于一個K光子的能量； 但因LK層躍遷的幾率比MK遷附幾率大。故K輻射強度比K輻射強度大5倍左右。在X射線分析中，我們一般選用K譜線作為X射線源，組成是K1和K2兩種射線。3、什么是光電吸收？伴隨光電吸收而產(chǎn)生什么光電信號，這些光電信號是如何產(chǎn)生的，請描述其產(chǎn)生過程，并圖示之。當X射線的波長足夠短時，其光子的能量就很大，以至能把原子中處于某一能級上的電子打出來，而它本身被

3、吸收。它的能量就傳遞給該電子了，使之成為具有一定能量的光電子，并使原子處于高能的激發(fā)態(tài)。這個過程稱之為光電吸收。伴隨光電吸收而產(chǎn)生的有熒光X射線和俄歇電子。因為光電吸收后，原子處于高能激發(fā)態(tài)，內(nèi)層出現(xiàn)了空位，這時外層電子往此空位跳，就會產(chǎn)生標識X射線，這種由X射線激發(fā)出的X射線我們稱為熒光X射線。另一方面當外層電子躍入內(nèi)層空位時，其多余的能量也可以不以X射線的形式放出，而是傳遞給其他外層的電子，使之脫離原子，這樣的電子稱為俄歇電子：首先，外來的激發(fā)源與原子發(fā)生相互作用，把內(nèi)層軌道（W）上的一個電子激發(fā)出去，形成一個空穴。外層（X）軌道的一個電子填充到內(nèi)層空穴上，產(chǎn)生一個能量釋放，促使次外層（Y

4、）軌道的電子激發(fā)發(fā)射出來而變成自由的俄歇電子。4、倒易點陣的指導(dǎo)思想及其本質(zhì)是什么？指導(dǎo)思想：倒易點陣是由被稱為倒易點或倒易點的點所構(gòu)成的一種點陣，它也是描述晶體結(jié)構(gòu)的一種幾何方法，它和空間點陣具有倒易關(guān)系。倒易點陣中的一倒易點對應(yīng)著空間點陣中一族晶面間距相等的點格平面。 設(shè)原空間點陣的一組基矢為a、b、c，則由新的一組基矢a*、b*、c*所表示的點陣與原空間點陣有互為倒易的關(guān)系，稱它是原空間點陣的倒易點陣。倒易點陣基矢表達式：a*=bc/a(bc) b*=ca/ a(bc) c*= ab/a(bc)本質(zhì)：倒易點陣是晶體中質(zhì)點排列的幾何學抽象，用以描述和分析晶體結(jié)構(gòu)的周期性和對稱性，具有如下性

5、質(zhì)（1）g*矢量的長度等于其對應(yīng)晶面間距的倒數(shù) ，g*hkl=1/dhkl（2）g*矢量方向與晶面相垂直，g*/N(晶面法線)5、寫出布拉格方程，說明每個參數(shù)代表什么，對布拉格方程進行討論；說明布拉格方程的應(yīng)用。布喇格方程：2d sin = n，式中：d晶面間距；-半衍射角；-入射線波長；n-整數(shù)，即衍射級數(shù)。討論：（1）選擇反射：原子面對X射線的反射并不是任意的，只有當、d三者之間滿足布拉格方程時才能發(fā)出反射，所以把X射線的這種反射稱為選擇反射。（2）產(chǎn)生衍射的方向有限：因為Sinq=n/2d(hkl)<1，所以n<2d(hkl)/ ，但n.>1，即波長一定，一組晶面衍射X

6、射線的方向有限。（3）與可見光比較，X射線有著根本的區(qū)別：A、單色射線只能在滿足Bragg方程的特殊入射角下有衍射。B、衍射線來自晶體表面以下整個受照區(qū)域中所有原子的散射貢獻。C、衍射線強度通常比入射強度低。D、衍射強度與晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)，有系統(tǒng)消光現(xiàn)象。E、X射線的波長越短，能產(chǎn)生稍微的晶面越多。F、只有晶體才能發(fā)生衍射，而非晶體也可發(fā)生光的反射。應(yīng)用：(1)已知l ，測q角，計算d；（2)已知d 的晶體，測q角，得到特征輻射波長l ， 確定元素，X射線熒光分析的基礎(chǔ)。6、假設(shè)底心晶胞的結(jié)構(gòu)因子 Fhkl= 請討論該晶胞產(chǎn)生衍射的條件。(1)當h,k都為奇數(shù)或偶數(shù)時，(h+k)為偶數(shù)，此時1+(

7、-1) =2，則Fhkl=2f，產(chǎn)生最強的衍射。(2)當h奇k偶或h偶k奇時，(h+k)為奇數(shù)，1+(-1) =0，則Fhkl=0，衍射強度為零，系統(tǒng)消光?？梢?，對底心晶胞結(jié)構(gòu)而言，當h奇k偶或h偶k奇時，衍射都將消失，系統(tǒng)消光。當h,k同為奇或同為偶時，衍射強度最大。因此，(110)、(200)、(220)、(310)均有反射，而(100)、(210)、(320)無反射。與這些反射面對應(yīng)的例易點組成了一個底心的倒易點陣。7.立方晶系的X射線系統(tǒng)消光規(guī)律是什么？晶面間距d，衍射指標hkl，晶胞參數(shù)a間的關(guān)系是什么？根據(jù)結(jié)構(gòu)因子的計算，立方驚喜三種格子的系統(tǒng)消光規(guī)則只允許N取整數(shù)，n=根號(H平

8、方+K平方+L平方)，簡單立方格子物質(zhì)，N可取任意整數(shù)，體立方方格子N滿足N不等于（7+8.S）4的m次方的任何偶數(shù)，屬面心立方格子的，只有HKL三個全為偶或者全為奇時的N值才允許。a=d根號（K平方+h平方+L平方)。7、進行物相定性分析的理論依據(jù)是什么？物相分析步驟是什么？依據(jù)：根據(jù)每一種結(jié)晶物質(zhì)都有自己獨特的晶體結(jié)構(gòu)，即特定點陣類型、晶胞大小、原子數(shù)目和原子在晶胞中的排列等。因此，從布拉格公式和強度公式知道，當X射線通過晶體時，每一種結(jié)晶物質(zhì)都有自己獨特的衍射花樣，它們的特征可以用各個反射晶面間距值d和反射線的強度來表征。其中晶面網(wǎng)間距值d與晶胞的形狀和大小有關(guān)，相對強度I則與質(zhì)點的種類

9、及其在晶胞中的位置有關(guān)。這些衍射花樣有兩個途徑：一是可以用來測定晶體的結(jié)構(gòu)，這是比較復(fù)雜的。二是用來測定物相，所以，任何一種結(jié)晶物質(zhì)的衍射數(shù)據(jù)d和I是其晶體結(jié)構(gòu)的必然反映，因而可以根據(jù)它們來鑒別結(jié)晶物質(zhì)的物相，這個過程比較簡單。分析的思路是將樣品的衍射花樣與已知標準物質(zhì)的衍射花樣進行比較，從中找出與其相同者即可。步驟：計算或查找出衍射圖譜上每根峰的d值與I值利用I值最大的三根強線的對應(yīng)d值查找索引，找出基本符合的物相名稱及卡片號將實測的d、I值與卡片上的數(shù)據(jù)一一對照，若基本符合，就可以定為該物相。8、物相定量分析的基本原理。K值法分析物相含量的公式為=Wj，請說明公式中各參數(shù)代表什么，并闡述用

10、K值法進行物相定量分析的過程。原理：物質(zhì)的衍射強度與參與衍射的該物質(zhì)的體積成正比。對于由、 組成的混合物試樣：I= ，實際測量時，該式中有兩個參數(shù)是需要知道的：K，對于特定的相和在確定的實驗條件下K是固定值。它可以計算或通過標樣求得，um，不僅與待測相的含量有關(guān)，還除待測相以外的其它相的種類和含量有關(guān)。這種由于試樣中其它物相的存在對待測物相X射線衍射強度的影響，稱之為基體吸收效應(yīng)或基體效應(yīng)，消除此效應(yīng)是X射線衍射定量分析的關(guān)鍵。 參數(shù)：Ij和Is分別是加了內(nèi)標物質(zhì)S后，試樣中第j相和內(nèi)標物質(zhì)S的選定的衍射線的強度， Wj是內(nèi)標物質(zhì)加入以前，Ws是內(nèi)標物質(zhì)加入以后內(nèi)標物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)。試樣中第j相

11、的質(zhì)量分數(shù)，是一個與j和S兩相有關(guān)（與第j相和s的含量無關(guān)，也與壓縮卡其他相的存在與否無關(guān)）的常量，Ij和Is表示第j相和S相的衍射線強度。步驟： 確定K值：A、實驗測定 B、用PDF索引間接導(dǎo)出的值； 選取已知量的內(nèi)標物質(zhì)S與待分析試樣配制成混合試樣； 測定配好的試樣的Ij及Is值； 根據(jù)Wj=或Wj=求出Wj和Wj。9、寫出謝樂公式，說明各參數(shù)分別表示什么? 利用該公式計算晶粒大小時應(yīng)注意哪些問題?Dhkl=K/cos，其中Dhkl是垂直于（hkl）面方向的晶粒尺寸，K為一常數(shù)具體數(shù)值與寬化度有關(guān)；是由于晶粒細化引起的衍射峰（khl）的寬化（rad）；為衍射角；為所用X射線波長；若取衍射峰

12、的半寬度（二分之一），則K=0.89, 若取衍射峰的積分寬度i，則K=1，其中i=Ii/Im.謝樂公式的適用范圍是微晶的尺寸在101000A。注意：1.計算晶粒大小時，一般采用低角度的衍射線，如果晶粒尺寸較大，可用較高衍射角的衍射線來代替。此式適用范圍為1-100nm。2.謝樂公式求得的是平均的晶粒尺寸，且是晶面法向尺寸。3.由不同衍射線求得的D常是不同的，若是大角度衍射，最好取衍射峰足夠強的峰，衍射峰最好要穩(wěn)定，沒有噪聲影響， 2越大，測得的值越準。否則要考慮樣品晶粒是否存在取相問題，取一個單峰不是不可以的，誤差會很大。第二章：電子顯微分析1、 像差的特點是什么？電磁透鏡的像差分為哪幾類？特

13、點：從物面上一點散射出的電子束，不一定全部會聚在一點，或者物面上的各點并不按比例成像于同一平面內(nèi)，結(jié)果圖像模糊不清，或者與原物的幾何形狀不完全相似。（不匯聚在一點；不按比例成像；不相似。） 像差分為：幾何像差和色差兩類。幾何像差：由于透鏡磁場幾何形狀上的缺陷而造成的像差。（球差、軸上像散、畸變）球差是由于磁透鏡中心區(qū)和邊沿區(qū)對電子束的折射能力不同造成的；像散是由于磁透鏡的軸向磁場非旋轉(zhuǎn)對稱引起；色差入射電子的波長或能量的非單一性造成的。2、 什么是場深？什么是焦深？答：場深(景深)： 在不影響透鏡成像分辨率的前提下，物平面可沿透鏡軸向移動的距離。反映了試樣可在物平面上、下沿鏡軸移動的距離或試樣

14、超過物平面所允許的厚度。焦深: 在不影響透鏡成像分辨本領(lǐng)的前提下，像平面可沿透鏡軸移動的距離，反映了觀察屏或照相底板可在像平面上、下沿鏡軸移動的距離。3、 二次電子和背散射電子是如何產(chǎn)生的？各自能量有什么特點？隨原子序數(shù)的變化，哪種電信號的產(chǎn)額有明顯的變化，有何應(yīng)用？電子信號包括（透射電子，吸收電子，二次電子，背散射電子，俄歇電子，特征X射線） 答：1.背散射電子：電子射入試樣后，受到原子的彈性和非彈性散射，有一部分電子的總散射角大于90°，重新從試樣表面逸出，稱為背散射電子，這個過程稱為背散射。背散射電子能量：大于50eV。背散射電子像：掃描電鏡和電子探針中應(yīng)用背散射電子成像，稱為

15、背散射電子像。2.特征：1)彈性背散射電子遠比非彈性背散射電子所占的份額多2)能量高，例如彈性背散射，能量達數(shù)千至數(shù)萬ev 3)背散射電子束來自樣品表面幾百nm深度范圍4)其產(chǎn)額隨原子序數(shù)增大而增多5)用作形貌分析、成分分析（原子序數(shù)襯度）以及結(jié)構(gòu)分析。二次電子：在入射電子作用下被轟擊出來并離開樣品表面的核外電子。由于原子核和外層價電子間的結(jié)合能很小，因此，外層的電子較容易和原子脫離，使原子電離。二次電子流用IS表示。二次電子常用作掃描電子顯微鏡的成像信號。二次電子的特征： 1) 二次電子能量較低。2) 對樣品表面化狀態(tài)十分敏感，能有效地反映樣品表面的形貌3)產(chǎn)額與原子序數(shù)間沒有明顯關(guān)系，不能

16、進行成分分析。4）來自表層5100nm深度范圍3.背散射電子發(fā)射系數(shù)隨原子序數(shù)增加而增大，變化顯著，背散射電子發(fā)射系數(shù)和試樣表面傾角以及試樣原子序數(shù)有關(guān)，背散射電子信號包含了試樣表面形貌和原子序數(shù)信息，像的襯度既有形貌襯度，也有原子序數(shù)襯度，因此，可利用背散射電子像來研究樣品表面形貌和成分分布。4、 磁透鏡的像差是如何產(chǎn)生的？如何消除和減少像差？ 答:下面分別討論像差（球差、像散和色差）的產(chǎn)生的原因。1.球差：球差即球面像差，是磁透鏡中心區(qū)和邊沿區(qū)對電子的折射能力不同引起的，其中離開透鏡主軸較遠的電子比主軸附近的電子折射程度過大。減小球差可以通過減小CS 和a來實現(xiàn)，用小孔徑成像時，可使球差明

17、顯減小 2.像散：像散是由于電磁透鏡的軸向磁場非旋轉(zhuǎn)對稱引起。原 因：極靴內(nèi)孔不園、上下極靴不同軸、極靴材質(zhì)磁性不均勻、極靴污染?？梢酝ㄟ^引入一強度和方位都可以調(diào)節(jié)的矯正磁場來進行補償。3.色差：色差是由入射電子的波長或能量的非單一性造成的。若入射電子的能量出現(xiàn)一定的差別，能量大的電子在距透鏡光心比較遠的地方聚焦，而能量低的電子在距光心近的地方聚焦，由此產(chǎn)生焦距差。像平面在遠焦點和近焦點間移動時存在一最小散焦斑RC。 穩(wěn)定加速電壓和透鏡電流可減小色差。色差系數(shù)和球差系數(shù)均隨透鏡激磁電流的增大而減小。減少色差：穩(wěn)定加速電壓可減小色差。制備較薄的待檢測樣品：減少透射電子的能量損失。5、 無機非金屬

18、塊體材料制備成透射電鏡樣品的常用方法是什么？請闡述其具體做法。答：無機非金屬塊體材料：離子轟擊法。(1)初減薄制備厚度約100-200mm的薄片(2)預(yù)減薄機械減薄拋光為30-40mm的薄片(3)從薄片上切取2.5-3mm的圓片(4)終減薄拋光將圓片裝入離子轟擊減薄裝置進行減薄和拋光。6、 掃描電鏡的成像信號有哪幾種？不同的電信號所形成的掃描電子像分別包含哪些信息？答：成像信號：吸收電子、背散射電子、二次電子背散射電子：（1）背散射電子能量很高，其中相當部分接近入射電子E0,在試樣中產(chǎn)生的范圍大，像的分辨率低（2）背散射電子發(fā)射系數(shù)隨原子序數(shù)增大而增大（3）雖然作用體積隨入射束能量增加而增大，

19、但背散射電子發(fā)射系數(shù)受入射束能量影響不大（4）當試樣表面傾角增加時，作用體積變化，將顯著增加背散射電子發(fā)射系數(shù)（5）背散射電子在試樣上方有一定的角分布。來研究樣品表面形貌和成分分布。二次電子：（1）能量小于50ev，主要反映試樣表面10nm層內(nèi)的狀態(tài)，成像分辨率高；2、二次電子發(fā)射系數(shù)與入射束的能量有關(guān)。在入射束能量大于一定值，隨著入射束能量增加，二次電子發(fā)射系數(shù)減小；二次電子發(fā)射系數(shù)與試樣表面傾角有關(guān)。3二次電子在試樣上方的角分布，二次電子發(fā)射方向不受試樣傾斜的影響。吸收電子：吸收電流與背散射電子電流存在著互補關(guān)心，因而可以認為吸收電子流與背散射電子流反應(yīng)式樣相同的信息。7、二次電子掃描像為

20、什么可以反映樣品表面或者斷面的形貌信息，并用二次電子的激發(fā)過程示意圖說明。(1)二次電子能量小于50ev，主要反映試樣表面10nm層內(nèi)的狀態(tài)，成像分辨率高。(2)二次電子發(fā)射系數(shù)與入微束的能量有關(guān)。在入射束能量大于一定值隨著入射束能量增加，二次電子發(fā)射系數(shù)減小。(3)二次電子發(fā)射系數(shù)與試樣表面傾角有關(guān)：()=，為=0時的二次電子系數(shù)。二次電子發(fā)射系數(shù)隨試樣表面傾角增加而增加。(4)二次電子在試樣上方的角分布，在電子束垂直或傾斜時入射時，都為余弦分布，所以不受試樣傾斜影響。即：二次電子能反映樣品表面或斷面的形貌信息。第3章 ：熱分析1、對DTA圖線解釋。2、 什么是差熱分析？差熱分析對樣品和參比

21、物有什么要求？ 答：差熱分析：在程序控制溫度下，測量物質(zhì)與參比物之間的溫度差隨溫度變化的一種技術(shù)。參比物：在測定條件下不產(chǎn)生任何熱效應(yīng)的惰性物質(zhì)。要求：1）整個測溫范圍內(nèi)無熱效應(yīng)；2）比熱和導(dǎo)熱性能于試樣接近；3）粒度與試樣接近。樣品：粉末狀樣品。在耐高溫條件下選擇傳導(dǎo)性好的材料。要求：1）粉末試樣的粒度均通過100300目篩；纖維狀試樣應(yīng)切成小段聚合物應(yīng)切成碎片或者薄片；金屬試樣應(yīng)加工成小圓片；2）在試樣中添加適量的參比物使試樣稀釋。3）盡可能使試樣與參比物有相近的裝填密度。3、差熱分析儀由哪幾部分組成？各有什么作用？ 答：差熱分析裝置：加熱系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、信號放大系統(tǒng)、差熱系統(tǒng)、記錄系

22、統(tǒng)等1、加熱爐：爐內(nèi)有均勻溫度區(qū)，使試樣均勻受熱；程序控溫，以一定的精確速率均勻升（降）溫；電爐熱容量小，便于調(diào)節(jié)升、降溫速度；爐子的線圈無感應(yīng)現(xiàn)象，避免對熱電偶電流干擾；爐子體積小、重量輕。2、溫度控制系統(tǒng)：以一定的程序來調(diào)節(jié)升溫或降溫的裝置。3、信號放大系統(tǒng)：通過直流放大器將差熱電偶產(chǎn)生的的微弱的溫差電動勢放大、增幅、輸出，已足夠的能量使伺服電動機轉(zhuǎn)動，帶動記錄筆記錄出差熱曲線。4、差熱系統(tǒng)：核心部分：樣品室、熱電偶、試樣坩堝等組成（1）熱電偶：差熱分析的關(guān)鍵元件：能測定較的溫度，測溫范圍寬（2）試樣容器：在耐高溫條件下選擇傳導(dǎo)性好的材料5、記錄系統(tǒng)：雙筆記錄儀，微機進行自動控制和記錄，并

23、可對測試結(jié)果進行分析。6、氣氛控制系統(tǒng)和壓力控制系統(tǒng)：提供氣氛條件和壓力條件，增大了測試范圍4、影響差熱分析的因素有哪些？ 答：外因：儀器結(jié)構(gòu)、操作及實驗條件 升溫速率 壓力 氣氛 等內(nèi)因：樣品本身的特性、試樣的粒度、參比物的選擇、試樣的用量和裝填內(nèi)因：1.晶體結(jié)構(gòu)的影響2.陽離子電負性，離子半徑及電價的影響。3.氫氧離子濃度的影響。4、參比物的選擇： 5、稀釋劑的影響6、走紙速度的選擇。外因： 1、升溫速率：當升溫速率增大時，單位時間產(chǎn)生的熱效應(yīng)增大，峰頂溫度通常向高溫方向移動，峰形陡，峰的面積也會增加。2、壓力和氣氛：加熱放出氣體的試樣，其分解溫度受產(chǎn)物氣相的控制，隨著產(chǎn)物氣相壓力的增高，

24、試樣分解溫度向高溫方向移動。3、試樣的用量及裝填：試樣用量多，熱效應(yīng)大，峰頂溫度滯后，容易掩蓋鄰近小峰谷。以少為原則。裝填要求：薄而均勻，試樣和參比物的裝填情況一致。4、試樣粒度：試樣顆粒越大，峰形趨于扁而寬。顆粒越小，熱效應(yīng)溫度偏低，峰形變小。 影響DTA曲線的儀器因素 1、爐子尺寸：均溫區(qū)與溫度梯度的控制；2，坩堝大小和形狀：熱傳導(dǎo)性控制,3.差熱電偶性能：材質(zhì)、尺寸、形狀、靈敏度選擇 4.、熱電偶與試樣相對位置：熱電偶熱端應(yīng)置于試樣中心；5.記錄系統(tǒng)精度影響DTA曲線的試樣因素（1）熱容量和熱導(dǎo)率的變化：應(yīng)選擇熱容量及熱導(dǎo)率和試樣相近的作為參比物（2）試樣的顆粒度：試樣顆粒越大，峰形趨于

25、扁而寬。反之，顆粒越小，熱效應(yīng)溫度偏低，峰形變小；（3）試樣的結(jié)晶度、純度和離子取代：結(jié)晶度好，峰形尖銳；結(jié)晶度不好，則峰面積要小。純度、離子取代同樣會影響DTA曲線。（4）試樣的用量：試樣用量多，熱效應(yīng)大，峰頂溫度滯后，容易掩蓋鄰近小峰谷。以少為原則。5）試樣的裝填：裝填要求：薄而均勻；試樣和參比物的裝填情況一致（6）熱中性體（參比物）：整個測溫范圍無熱反應(yīng)、比熱與導(dǎo)熱性與試樣相近、粒度與試樣相近影響DTA曲線的操作因素（1）加熱速度：加熱速度快，峰尖而窄，形狀拉長，甚至相鄰峰重疊；加熱速度慢，峰寬而矮，形狀扁平，熱效應(yīng)起始溫度超前； 2）壓力和氣氛：對體積變化大試樣，外界壓力增大，熱反應(yīng)溫

26、度向高溫方向移動；氣氛會影響差熱曲線形態(tài)。（3）熱電偶熱端位置：插入深度一致，裝填薄而均勻。4）走紙速度（升溫速度與記錄速度的配合）：走紙速度與升溫速度相配合。 5、什么是熱重分析？什么是示差掃描量熱分析？ 答：熱重分析：在程序溫度下，測量物質(zhì)的質(zhì)量隨溫度變化關(guān)系的一種技術(shù)。差示掃描量熱分析法（DSC）通過對試樣因熱效應(yīng)而發(fā)生的能量變化進行及時補償，保持試樣與參比物之間溫度始終保持相同，無溫差、無熱傳遞，使熱損失小，檢測信號大。靈敏度和精度大有提高，可進行定量分析。 6、 影響熱重曲線的主要因素有哪些？ 答：影響熱重法測定結(jié)果的因素，大致有下列幾個方面：儀器因素，實驗條件和參數(shù)的選擇，試樣的影

27、響因素等等（1）、 內(nèi)因：1、試樣量、粒度及裝填方式的影響：試樣量要少，一般25mg；粒度越細越好；盡可能將試樣鋪平。2. 樣品的分量、逸出氣體在試樣中的溶解度、試樣顆粒的大小、反應(yīng)熱、試樣的填裝方法、試樣的性質(zhì)、試樣的熱到率。3. 儀器（熱天平）因素，爐子的加熱速度，坩堝和支架的影響 4.記錄結(jié)構(gòu)的靈敏度、試樣容器的組成5走紙速度。外因：1、升溫速度的影響：升溫速率越大,熱滯后現(xiàn)象越嚴重。2、氣氛的影響：氣氛對熱重曲線的影響與反應(yīng)類型、分解產(chǎn)物的性質(zhì)和所通氣體的類型有關(guān)。3、揮發(fā)物的冷凝及溫度測量：失重結(jié)果偏低、假失重、TG曲線變形。4、浮力的變化和對流的影響：空氣溫度越高，浮力越

28、小，將會產(chǎn)生表觀增重增重現(xiàn)象。第四章 振動光譜1、紅外光譜圖的坐標是什么？組成要素有哪幾個？請闡述。 答：譜圖的橫坐標有兩種量綱，一種是波長（um），另一種是波數(shù)（cm-1），縱坐標用透過率%表示（或用吸光度表示）。組成要素：譜帶數(shù)目、吸收帶位置、譜帶的形狀、譜帶的強度。2、分子吸收紅外光必須滿足哪兩個條件？（紅外光譜產(chǎn)生的條件） 答：1、紅外光的能量應(yīng)恰好能滿足振動能級躍遷所需要的能量，當紅外光的頻率與分子中某基團的振動頻率相同時，紅外光的能量才能被吸收。2、紅外光與物質(zhì)之間有耦合作用。分子必須有偶極矩的變化。3、 紅外光譜帶劃分為哪兩個區(qū)？各有什么特征？ 答：官能團區(qū)（特征譜帶區(qū)）和指紋區(qū)

29、（中紅外區(qū)）1、官能團區(qū)4000cm-11333cm-1，確定主要基團（主要有X-H鍵合有機化合物中的C=C,C=O,C=N等官能團伸縮振動，吸收帶基因的特征吸收峰）2、指紋區(qū)1333cm-1667cm-1指紋區(qū)可以表示整個分子的特征，用來鑒別烯烴的取代程度、提供化合物的順反構(gòu)型信息；確定苯環(huán)的取代基類型等。4、 紅外光譜圖中譜帶數(shù)目由哪些因素決定？ 答：1、譜帶的數(shù)目與分子振動自由度有關(guān)，理想狀態(tài)下，振動自由度的數(shù)目與譜帶數(shù)目相等2、譜帶的數(shù)目也與振動發(fā)生簡并有關(guān)，如果有振動發(fā)生簡并，則譜帶數(shù)目減少3、無瞬間偶極矩變化時，無紅外吸收（即振動形式非紅外活性的）。4、另外與儀器性能也有關(guān)，儀器性

30、能不好，分辨率低，有可能使吸收譜帶數(shù)減少。5、 影響譜帶位置（位移）的因素有哪些？各起到什么作用？ 答：內(nèi)部因素(1)誘導(dǎo)效應(yīng)：具有一定極性的共價鍵中，隨著取代基的電負性不同而產(chǎn)生不同程度的靜電誘導(dǎo)作用，引起分子中電荷分布的變化，從而改變了鍵的力常數(shù)，使振動頻率發(fā)生變化的效應(yīng)稱誘導(dǎo)效應(yīng)。力常數(shù)變大時，吸收峰發(fā)生紫移。(2)共軛效應(yīng)：由于分子中形成大鍵所引起的效應(yīng)，稱為共軛效應(yīng)。它使電子云密度平均化，造成雙鍵略有伸長，鍵的力常數(shù)變小，吸收峰紅移。(3)空間效應(yīng)：張力大伸縮頻率高。 (4)氫鍵：氫鍵的形成使基團頻率降低。外部因素(1)物質(zhì)的狀態(tài)：物質(zhì)處于氣態(tài)時，分子間相互作用力很弱，IR吸收峰較為

31、尖銳，可以觀察到伴隨振動光譜的轉(zhuǎn)動精細結(jié)構(gòu)； (2)溶劑效應(yīng)：在化合物以溶液狀態(tài)繪制IR譜圖時，由于溶劑的種類、溶液的濃度不同，所得到的吸收光譜不同的現(xiàn)象。6、 紅外測試樣品中固體樣品的制樣方法有哪些？ 答：1 .氣體樣品 氣態(tài)樣品可在玻璃氣槽內(nèi)進行測定，它的兩端粘有紅外透光的NaCl或KBr窗片。先將氣槽抽真空，再將試樣注入2 .液體和溶液試樣（1）液體池法：沸點較低，揮發(fā)性較大的試樣，可注入封閉液體池中，液層厚度一般為0.011mm（2）液膜法：較高的試樣，直接直接滴在兩片鹽片之間，形成液膜。3 . 固體試樣（1）壓片法：將12mg試樣與200mg純KBr研細均勻，置于模具中，用（510）

32、107Pa壓力在油壓機上壓成透明薄片，即可用語測定。（2）懸浮法：將干燥處理后的試樣研細，與液體石蠟或全氟代烴混合，調(diào)成糊狀，夾在鹽片中測定。（3）薄膜法主要用于高分子化合物的測定。可將它們直接加熱熔融后涂制或壓制成膜。也可將試樣溶解在低沸點的易揮發(fā)溶劑中，涂在鹽片上，待溶劑揮發(fā)后成膜測定。7.拉曼光譜與紅外光譜分析方法的異同點有哪些？ 答：1使用光源不同2都能提供分子振動頻率的信息，但物理過程卻不同。Raman為發(fā)射光譜，IR是吸收光譜。3、Raman散射過程來源于分子的誘導(dǎo)偶極矩，與分子極化率的變化相關(guān)。通常非極性分子及基團的振動導(dǎo)致分子變形，引起極化率變化，是拉曼活性的；紅外吸收過程與分子永久偶極矩的變化相關(guān)，一般極性分子及基團的振動引起永久偶極矩的變化，故通常是紅外活性的。 拉曼光譜：光譜范圍404000cm-1,水可作為溶劑，樣品可盛放在玻璃瓶，毛細管等容器中直接測定。紅外光譜：光譜范圍404000cm-1,水不能作為溶劑，樣品不能用玻璃瓶測定，需要研磨