同濟大學材料研究方法材料研究方法課后習題答案-預覽頁
【正文】 制備過程前后和使用過程中的物質變化規(guī)律，也就是在此基礎上探明材料的組成(結構)、合成(工藝過程)、性能和效能及其之間的相互關系，或者說找出經(jīng)一定工藝流程獲得的材料的組成(結構)對于材料性能與用途的影響規(guī)律，以達到對材料優(yōu)化設計的目的，從而將經(jīng)驗性工藝逐步納入材料科學與工程的軌道. 研究對象和相應方法見書第三頁表格。材料的結構層次有：微觀結構、亞微觀結構、顯微結構、宏觀結構。研究材料必須以正確的研究方法為前提。由于粉末法在晶體學研究中應用最廣泛，而且實驗方法及樣品的制備簡單，所以，在科學研究和實際生產中的應用不可缺少；而勞厄法和轉晶法主要應用于單晶體的研究，特別是在晶體結構的分析中必不可少，在某種場合下是無法替代的。A，式中：λ是照明束波長；α是透鏡孔徑半角； n是物方介質折射率；nA值小于1。所以 d0≈1/2λ 。為了確保透射電鏡的分辨本領，物鏡的孔徑半角必須很小，即采用小孔徑角成像。習慣上稱它為最小截面圓。 電子顯微鏡的工作原理什什么？掃描電鏡各有哪些優(yōu)點？答：工作原理：由三極電子槍發(fā)射出來的電子束，在加速電壓作用下，經(jīng)過電子透鏡聚焦后，在樣品表面按順序逐行進行掃描，激發(fā)樣品產生各種物理信號，如二次電子、背散射電子、吸收電子、X射線、俄歇電子等。因此，樣品上電子束的位置與顯像管熒光屏上電子束的位置是一一對應的。109A。2)分析速度快，可在2～3分鐘內完成元素定性全分析。6)分辨本領比較低，只有150eV(波譜儀可達10eV)。掃描電鏡是通過電子束轟擊樣品表面激發(fā)產生的物理信號成像的，電子束不用穿過樣品。并不是所有分辨率高的電鏡都能進行結構像的分析。X射線衍射儀的工作原理：布拉格方程：2dSinθ=λ1與X射線衍射相比，（尤其透射電鏡中的）電子衍射的特點是什么？答：（1）.透射電鏡常用雙聚光鏡照明系統(tǒng)，束斑直徑為1~2μm，經(jīng)過雙聚光鏡的照明束相干性較好。1選區(qū)電子衍射和選區(qū)成像的工作原理是什么，這兩種工作方式有什么應用意義？答：“選區(qū)電子衍射” 指在物鏡像平面上放置一個光闌(選區(qū)光闌)限定產生衍射花樣的樣品區(qū)域，從而分析該微區(qū)范圍內樣品的晶體結構特性。 當調節(jié)中間鏡的激磁電流，使電鏡轉變?yōu)檠苌浞绞讲僮鲿r，中間鏡物平面與物鏡背焦面相重合。答：差熱分析是在程序控制溫度下測定物質和參比物之間的溫度差和溫度關系的一種技術。國際熱分析協(xié)會ICTA對大量的式樣測定結果表明，外延起始溫度與其他實驗測得的反應起始溫度最為接近，因此用外延始點作為DTA曲線的反應起始溫度。闡述DSC技術的原理和特點答：DSC技術是在程序控制溫度下，測量輸入到試樣和參比物的能量差隨溫度或時間變化的一種技術。DSC技術的特點：由于試樣用量少，試樣內的溫度梯度較小且氣體的擴散阻力下降，對于功率補償型DSC有熱阻影響小的特點。3） 用求積儀，讀數(shù)誤差為4％。其特點是定量性強，能準確地測量物質的質量變化及變化的速率。但一般地說升溫速率并不影響失重量。5） 坩堝形式：坩堝的結構及幾何形狀都會影響熱重分析的結果。c、試樣裝填方式對熱重曲線的影響，一般地說，裝填越緊密，試樣顆粒間接觸就越好，也就越利于熱傳導，但不利于氣氛氣體向試樣內的擴散或分解的氣體產物的擴散和逸出。9． 舉例說明熱分析技術在材料研究中的應用。原因：（1）輻射具有剛好能滿足物質躍遷時所需的能量，分子中某個基團的的振動頻率和紅外輻射的頻率一致就滿足了（2）輻射與物質之間有相互作用，分子的偶極距必須發(fā)生變化的振動，分子振動的形式：1．伸縮振動ａ．對稱伸縮振動ｂ．反對稱伸縮振動2．變形和彎曲伸縮振動ａ．面內變形剪式振動面內搖擺振動ｂ．面外變形面外搖擺振動扭曲變形掘動紅外光譜振動吸收帶的類型：（１） Ｘ－Ｈ伸縮振動區(qū)（２） 叁鍵和累積雙鍵區(qū)（３） 雙鍵伸縮振動區(qū)（４） Ｘ－Ｙ伸縮振動區(qū)和Ｘ－Ｈ變形振動區(qū) 闡述紅外光譜吸收帶強度及其位置的影響因素。（2） 內部因素。 如果兩個基團的振動頻率相近，其相互作用會使譜帶裂分成兩個，一個低于正常頻率，一個高于正常頻率，稱振動偶合。如立體障礙、環(huán)的張力等。何謂化學位移？它有什么重要性？影響化學位移的因素有哪些？答：某一質子吸收峰出現(xiàn)的位置與標準物質質子吸收峰出現(xiàn)的位置之間的差異稱為該質子的化學位移。由自旋－自旋偶合產生譜線分裂的現(xiàn)象叫“自旋－自旋分裂”。所以在材料的研究領域中，經(jīng)常涉及到多種測試方法的綜合運用。9
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