【正文】 。簡述影響TG曲線形狀的因素。二、補(bǔ)充習(xí)題簡述影響DTA（DSC）曲線形狀的因素。總失重率（%）%+%=%總反應(yīng)為2NH4VO3=V2O5+H2O+2NH3167　題圖172為尼龍6在氦氣和空氣中的DTA曲線，二者之差異說明了什么?題圖1721在氦氣中；2在空氣中答：尼龍6在氦氣和空氣中的DTA曲線的差異表現(xiàn)在：（1）尼龍6在空氣中的DTA曲線（圖中曲線2）上出現(xiàn)一放熱峰（最大放熱溫度在200℃左右），該峰是由于部分尼龍6被空氣中的氧氧化所引起的，而尼龍6在氦氣中的DTA曲線（圖中曲線1）則沒有出現(xiàn)此峰；（2）二個(gè)曲線均出現(xiàn)了一個(gè)較強(qiáng)的吸熱谷（最大吸熱溫度在225℃左右），但尼龍6在氦氣中的DTA曲線峰形較對(duì)稱，且吸熱溫度范圍較窄，是由尼龍6熔化引起的；而尼龍6在空氣中的DTA曲線峰形不對(duì)稱，在250℃左右還出現(xiàn)了一個(gè)吸熱肩，以致峰形不對(duì)稱，且最大吸熱溫度比較高，這是由尼龍6被氧化后形成了新的物質(zhì)。根據(jù)題圖171所示的TG、DTG和DTA曲線，可以推測NH4VO3的分解過程分二步進(jìn)行：第一步，150℃300℃之間，分解速率最大時(shí)溫度在230℃左右，分解方程式為NH4VO3=HVO3+NH3計(jì)算的失重率與失重曲線一致。如果樣品是純碳酸氫鈉，發(fā)生分解反應(yīng)2NaHCO3=H2O+CO2+Na2CO3則 ，由此說明，此樣品為含有吸附水的碳酸氫鈉，在100~225℃之間發(fā)生如下反應(yīng)2NaHCO3+nH2O=(n+1)H2O+CO2+Na2CO3解之得n=因此，碳酸氫鈉加熱時(shí)的固體反應(yīng)式為2NaHCO3+=+CO2+Na2CO3166　根據(jù)題圖171所示的TG、DTG和DTA曲線，推論NH4VO3的分解過程。試據(jù)此寫出碳酸氫鈉加熱時(shí)的固體反應(yīng)式。微商熱重曲線能更清楚地區(qū)分相繼發(fā)生的熱重變化反應(yīng)，精確提供起始反應(yīng)溫度、最大反應(yīng)速率溫度和反應(yīng)終止溫度，能方便地為反應(yīng)動(dòng)力學(xué)計(jì)算提供反應(yīng)速率數(shù)據(jù)，能更精確地進(jìn)行定量分析。173　差示掃描量熱法與差熱分析方法比較有何優(yōu)越性？答：差示掃描量熱法（DSC）與差熱分析方法（DTA）在應(yīng)用上基本相同，但由于DSC克服了DTA以DT間接表達(dá)物質(zhì)熱效應(yīng)的缺陷，具有分辨率高、靈敏度好等優(yōu)點(diǎn)，因而能定量測定多種熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)，且可進(jìn)行晶體微細(xì)結(jié)構(gòu)分析等工作。UPS譜峰化學(xué)位移可用于材料（固體）的表面結(jié)構(gòu)定性分析與表面化學(xué)研究，如：表面原子排列與電子結(jié)構(gòu)分析（表面馳豫與重構(gòu)），表面吸附性質(zhì)、表面催化機(jī)理研究等。AES譜峰化學(xué)位移可用于材料（固體）的表面結(jié)構(gòu)定性分析與表面化學(xué)研究，如：表面碳的存在形態(tài)鑒定，表面內(nèi)氫的狀態(tài)分析、含硅化合物的電子結(jié)構(gòu)分析，催化劑結(jié)構(gòu)分析，銅合金腐蝕機(jī)理研究等。準(zhǔn)確度較XPS差，相對(duì)靈敏度與XPS相近，分析速度較XPS快適于Z大之重元素。138　作為固體材料表面分析的重要方法，比較AES、XPS與UPS分析法應(yīng)用范圍與特點(diǎn)。目前應(yīng)用的真空紫外光源hv＝10~100eV，這個(gè)能量只能激發(fā)原子、分子的外層價(jià)電子和固體的價(jià)帶電子。因H元素與He元素只有外層電子，在材料中外層電子的能量受多種因素影響，產(chǎn)生的光電子的能量不具有特征性，因此X射線光電子能譜法也不適于分析H與He元素。X射線與物質(zhì)相互作用過程中，產(chǎn)生的電子主要是光電子和俄歇電子，X射線光電子的產(chǎn)率較高，信噪比（峰背比）高，譜峰強(qiáng)度大，因此X射線光電子譜法只采用直接譜進(jìn)行分析工作。（相關(guān)原子質(zhì)量：1H = 10?27 kg, 2H = 10?27 kg和12C = 10?26 kg）解：根據(jù)（教材111）、（教材11）和（波數(shù)的定義）可得假設(shè)CH和CD的鍵力常數(shù)k相同，那么只需計(jì)算折合質(zhì)量的比率。氯仿（CHCl3）分子的振動(dòng)自由度（振動(dòng)模式）是多少？答：氯仿（三氯化碳，CHCl3）有5個(gè)原子，且為非線性分子，所以有356=9個(gè)振動(dòng)自由度。簡述氫鍵對(duì)紅外吸收帶位置的影響答：當(dāng)分子中有O、N、F等原子時(shí)能形成氫鍵，氫鍵的形成往往使基團(tuán)的吸收頻率降低，譜峰變寬。簡述多原子分子的簡正振動(dòng)類型。（同學(xué)們的作業(yè)，只要求以下部分）已知s=2170cm1，MC=12，MO=16因，則：答： Ncm1二、補(bǔ)充習(xí)題簡述紅外吸收光譜（振動(dòng)光譜）選擇定則。1010cm/s，代入公式（3），則 （4）式中M為折合原子量，MM2分別為兩原子的原子量，N為阿伏加德羅常數(shù)（180。在紅外光譜中，通常用波數(shù)s（單位cm1）表示波長l。第十一章 紅外吸收光譜分析法一、教材習(xí)題124　CO的紅外光譜在2170cm1有一吸收峰，計(jì)算CO的鍵力常數(shù)。cm1當(dāng)c的單位以摩爾濃度（即物質(zhì)的量濃度，單位mol答：一束平行光，強(qiáng)度為I0，穿過厚度為b、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為c的透明介質(zhì)溶液后，由于介質(zhì)中粒子對(duì)輻射的吸收，結(jié)果強(qiáng)度衰減為I，則溶液透光率（透過率）T(%)表示為，吸光度A定義。這是因?yàn)閒軌道屬于較內(nèi)層的軌道，由于外層軌道的屏蔽作用，使f軌道上的f電子所產(chǎn)生的ff躍遷吸收光譜受外界影響相對(duì)較小，故呈現(xiàn)特別尖的特征吸收峰。比較dd躍遷和ff躍遷光譜的異同？答：dd躍遷和ff躍遷光譜均屬于含有未成對(duì)電子的金屬離子的配位場（晶體場）光譜。L1。mol1，b = ，所以：T=10%時(shí)，T=90%時(shí)，因此，已知e = Lmol1）；b為樣品池厚度（cm）；c為溶液濃度（mol解：根據(jù)光吸收定律（朗伯比爾定律）：A=lgT=ebc式中，A為溶液的吸光度；T為溶液的透光率；e為摩爾吸收系數(shù)（Lmol1。第十章 紫外、可見吸收光譜法一、教材習(xí)題121　 L萃取復(fù)型可用來分析哪些組織結(jié)構(gòu)？得到什么信息？答：在使復(fù)型膜與樣品表面分離時(shí)，將樣品表面的欲分析的顆粒相抽取下來并粘附在復(fù)型膜上，這種復(fù)型叫做萃取復(fù)型。約177。衍射方位的描述布拉格方程布拉格方程結(jié)構(gòu)因子與消光規(guī)律相同相同應(yīng)用物相定性分析（物相鑒定），物相定量分析，點(diǎn)陣常數(shù)的精確測定，晶體結(jié)構(gòu)分析，一、二、三類應(yīng)力測定，晶粒度測定，織構(gòu)測定，單晶定向，非晶態(tài)結(jié)構(gòu)分析等。0176。分析電子衍射與X射線衍射有何異同？答：電子衍射與X射線衍射的異同對(duì)比于下表（見教材表42）：衍射分析方法X射線衍射電子衍射（TEM上）源信號(hào)（入射束）X射線（l，101nm數(shù)量級(jí)）電子（波）束（l，103nm數(shù)量級(jí)）技術(shù)基礎(chǔ)（入射束與樣品的作用）X射線被樣品中各原子核外電子彈性散射的相長干涉電子束被樣品中各原子核彈性散射的相長干涉樣品固體（一般為晶態(tài)）薄膜（一般為晶態(tài)）輻射深度幾mm~幾十mm（數(shù)量級(jí)）mm（數(shù)量級(jí)）輻射對(duì)樣品作用體積~≈mm3衍射角（2q）0176。簡述用于透射電鏡分析的晶體薄膜樣品的制備步驟。支持膜分散粉末法：需TEM分析的粉末顆粒一般都遠(yuǎn)小于銅網(wǎng)小孔，因此要先制備對(duì)電子束透明的支持膜。膠粉混合法：在干凈玻璃片上滴火棉膠溶液，然后在玻璃片膠液上放少許粉末并攪勻，再將另一玻璃片壓上，兩玻璃片對(duì)研并突然抽開，稍候，膜干。樣品制備的關(guān)鍵是如何將超細(xì)粉的顆粒分散開來，各自獨(dú)立而不團(tuán)聚。答：透射電鏡（TEM）的樣品可分為間接樣品和直接樣品，其基本要求是：（1）對(duì)電子束是透明的，通常樣品觀察區(qū)域的厚度約100~200nm；（2）在電子束作用下是穩(wěn)定的；（3）必須具有代表性，能真實(shí)反映所分析材料的特征。衍襯成像和質(zhì)厚襯度成像的一個(gè)重要差別是，在形成顯示質(zhì)厚襯度的暗場像時(shí)，可以利用任意的散射電子；而形成顯示衍射襯度的明場像或暗場像時(shí)，為獲得高襯度、高質(zhì)量的圖像（同時(shí)也便于圖像襯度解釋），總是通過傾斜樣品臺(tái)獲得所謂“雙束條件，即在選區(qū)衍射譜上除強(qiáng)的直射束外只有一個(gè)強(qiáng)衍射束。以傾斜方向給復(fù)型“投影”重金屬是為了提高像的襯度，因?yàn)橐詢A斜方向給復(fù)型“投影”重金屬（蒸鍍重金屬），可以使粗糙表面復(fù)型的不同區(qū)域投影的重金屬的量不同，以增加質(zhì)量厚度襯度。98　試分析復(fù)型樣品的成像原理。使第二聚光鏡適當(dāng)欠焦以提供盡可能平行的入射電子束，從而使衍射斑點(diǎn)更為細(xì)小、明銳。（3）獲得衍射譜 移動(dòng)樣品讓選區(qū)光欄孔套住所選區(qū)域，移去物鏡光欄。在物鏡像平面上插入選區(qū)光欄實(shí)現(xiàn)選區(qū)衍射的示意圖選區(qū)衍射操作步驟：（1）使選區(qū)光欄以下的透鏡系統(tǒng)聚焦 在選區(qū)成像模式下，插入選區(qū)光欄，通過中間鏡聚焦，在熒光屏上獲得清晰、明銳的光欄孔邊緣的像，此時(shí)中間鏡物平面與光欄所在平面重合。當(dāng)電鏡在成像模式時(shí)，中間鏡的物平面與物鏡的像平面重合，插入選區(qū)光欄便可選擇感興趣的區(qū)域。它們的主要不同點(diǎn)對(duì)比如下表：對(duì)比的主要項(xiàng)目光學(xué)顯微鏡透射電子顯微鏡照明束可見光電子束聚焦裝置玻璃透鏡電磁透鏡放大倍數(shù)小，不可調(diào)大，可調(diào)分辨本領(lǐng)低高晶體結(jié)構(gòu)分析不能能94　簡述選區(qū)衍射原理及操作步驟。93　試比較光學(xué)顯微鏡成像和透射電子顯微鏡成像的異同點(diǎn)。84　單晶電子衍射花樣的標(biāo)定有哪幾種方法？答：單晶電子衍射花樣的標(biāo)定方法主要有嘗試核算法和標(biāo)準(zhǔn)花樣對(duì)照法。1），即入射電子束和衍射電子束都近乎平行于衍射晶面，也就是說，可以認(rèn)為衍射矢量近似平行于衍射斑點(diǎn)矢量。第八章 透射電子顯微分析一、教材習(xí)題81　電子衍射分析的基本公式是在什么條件下導(dǎo)出的？公式中各項(xiàng)的含義是什么？答：電子衍射分析的基本公式Rd=lL導(dǎo)出的條件是：由于電子波波長很短，一般只有千分之幾nm，由衍射必要條件——布拉格方程2dsinq=l可知，電子衍射的2q角很小（一般為幾度，cosq187。面掃描分析：電子束在樣品表面作光柵式面掃描，以特定元素的X射線的信號(hào)強(qiáng)度調(diào)制陰極射線管熒光屏的亮度，獲得該元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布的掃描圖像。線掃描分析：電子束沿樣品表面選定的直線軌跡掃描，進(jìn)行所含元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的定性或半定量分析。答：定點(diǎn)分析：對(duì)樣品表面選定微區(qū)作定點(diǎn)的全譜掃描，進(jìn)行定性或半定量分析，并對(duì)其所含元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行定量分析。同位分析的方法是：首先用成像模式（掃描電鏡用二次電子像，透射電鏡用明場像或暗場像）觀察和分析微區(qū)的組織結(jié)構(gòu)，然后在選定的區(qū)域用波譜儀或能譜儀進(jìn)行點(diǎn)分析（某點(diǎn)元素組成及含量）、線分析（某元素在選定方向上的分布情況）、面分析（某元素在選定面上的分布情況）。操作方法是：先掃描不同放大倍數(shù)的二次電子像，觀察斷口的微觀形貌特征，然后在斷口圖像上圈定所要分析的粒狀?yuàn)A雜物，用波譜儀或能譜儀定點(diǎn)分析其化學(xué)成分（確定元素的種類和含量）。一般情況下，波譜儀分析的元素范圍是4Be92U，能譜儀分析的元素范圍是11Na92U，而帶特殊窗口材料的現(xiàn)代能譜儀分析的元素范圍可達(dá)4Be92U，因此要選用能分析碳（6C）的波譜儀或能譜儀。因?yàn)檫@些電子顯微分析儀不但可以放大觀察鋼的外觀形貌，區(qū)分鋼的基體和碳化物，而且可以用配置的波譜儀或能譜儀定點(diǎn)分析它們的化學(xué)成分，而其它儀器是很難或無法做到的。二、補(bǔ)充習(xí)題二次電子像景深很大，樣品凹坑底部都能清楚地顯示出來，從而使圖像的立體感很強(qiáng)，其原因何在?答：在入射電子束作用下，樣品上被照射區(qū)產(chǎn)生的二次電子信號(hào)是以照射點(diǎn)為中心向四面八方發(fā)射的（相當(dāng)于點(diǎn)光源），其中在樣品表面以上的半個(gè)球體內(nèi)的信號(hào)是可能被收集的；二次電子由于本身能量很低（一般50eV），容易受電場的作用，只要在檢測器上面加一個(gè)5~10kV的正電壓，就可使樣品上方的絕大部分二次電子都進(jìn)入檢測器，從而使樣品表面上無論是凹坑還是突起物的背向檢測器的部分顯示出來。105　為什么說電子探針是一種微區(qū)分析儀？答：電子探針分析時(shí)所激發(fā)的體積大小約為10mm3左右，如果分析物的密度為10g/cm3，則分析區(qū)的質(zhì)量僅為1010g。工作條件要求不太嚴(yán)格。適宜分析表面平整樣品。波長分辨率高，峰背比高。重復(fù)性較好。靈敏度較低，難以在低束流和低激發(fā)強(qiáng)度下使用。適合定性分析和半定量分析，準(zhǔn)確度較高。一般分析11Na92U，特殊窗口材料儀器可分析4B92U。分析速度快，可在幾分鐘內(nèi)分析和確定樣品中含有的幾乎所有的元素。104　試比較波譜儀和能譜儀在進(jìn)行微區(qū)化學(xué)成分分析時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)。背散射電子像的襯度特點(diǎn)：相對(duì)于二次電子像，景深小，立體感不強(qiáng)、分辨率較低。通常所說的掃描電鏡的分辨率是指二次電子像的分辨率。二次電子像背散射電子像吸收電流像187。答：掃描電鏡可以利用多種信號(hào)成像，圖像分辨率和信號(hào)的種類有關(guān)，這是因?yàn)椴煌盘?hào)的性質(zhì)和來源不同，作用的深度和范圍不同（如下圖所示）。答：（a）分離的氫氧化鐵相存在：粉末XRD圖上會(huì)出現(xiàn)氫氧化鐵的衍射線；（b）在A1(OH)3晶體結(jié)構(gòu)中取代Al3+：粉末XRD圖上氫氧化鋁某些衍射線的位置和強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化?；瘜W(xué)分析表明，一種氫氧化鋁試樣中含有百分之幾的Fe3+雜質(zhì)。（3）固溶體相的鑒定：d值會(huì)發(fā)生變化。注意事項(xiàng)：（1）實(shí)驗(yàn)條件影響衍射花樣：在查核強(qiáng)度數(shù)據(jù)時(shí)，要注意樣品實(shí)驗(yàn)條件與PDF卡片實(shí)驗(yàn)條件之異同；在定性分析過程中，以d值為主要依據(jù)，而相對(duì)強(qiáng)度僅作為參考依據(jù)；在核查d值時(shí)，應(yīng)考慮到低角度衍射線的分辨率較低，因而測量誤差比高角度線條大的情況等。答：X射線衍射物相定性分析原理：組成物質(zhì)的各種相都具有各自特定的晶體結(jié)構(gòu)（點(diǎn)陣類型、晶胞形狀與大小及各自的結(jié)構(gòu)基元等），因而具有各自的X射線衍射花樣特征（衍射線位置與強(qiáng)度）；對(duì)于多相物質(zhì)，其衍射花樣則由其各組成相的衍射花樣簡單疊加而成，因此，物質(zhì)的X射線衍射花樣特征就是分析物質(zhì)相組成的“指紋腳印”。解：以最小二乘法處理衍射測量數(shù)據(jù)（見下表），確定式中的之截距a0與斜率b，所得的af(q)直線(回歸方程)滿足“各測量值誤差平方和最小”的原則，a0即為外推點(diǎn)陣常數(shù)值，b為外推函數(shù)斜率