功能材料

超轻超宽带电磁波吸收材料研究动态

（海南大学材料与化工学院，材料科学与工程系）

摘要：结合超宽带新体制雷达的研究动态及军事应用潜力，说明研制超轻超宽带吸波材料的必要性。并就多种新型吸收剂及雷达吸波材料的吸波性能，应用现状等方面做了介绍。

关键词：超宽带雷达；新型吸波材料;研究进展

所谓雷达吸波材料(简称吸波材料)是指能够吸收衰减入射的电磁波，并将其电磁能转换成热能而耗散掉或使电磁波因干涉而消失的一类材料［1］。吸波材料在军事中起着无可比拟的作用。1991年在海湾战争中，美方F-117A隐形飞机在历时42天的战斗中执行任务1270架次，摧毁伊军95%的重要军事目标而无一架损毁。但是随着新体制雷达及反隐身技术研究的深入，迫切需要开发吸收强、频带宽、质量轻、厚度薄的新型吸波材料，以使我们在未来的战争中立于不败之地。

1新型雷达吸波材料分类

新型雷达吸波材料分类标准有很多。按吸波原理来分，吸波材料可分为吸波型和干涉型。按材料对电磁波的损耗机理来分，吸波材料可分为导电损耗型、介电损耗型和磁损耗型三类[2]。电损耗型吸波材料按成型工艺和承载能力，又可分为涂层、贴片、泡沫及结构吸波材料等[3]按材料的成型工艺和承载能力来分，吸波材料可分为涂敷型吸波材料和结构型吸波材料。

1.1涂层型吸波材料

一直以来，对于各种飞行器来说，可行且比较简单的隐身技术主要是在其表面涂上一层吸波层。吸波层的大体做法是将吸收剂(金属或合金粉末、铁氧体、导电纤维等)与粘合剂混合后，涂覆于目标表面形成吸波层。现实中对吸波涂层的要求是薄、轻、宽[4]。薄即厚度薄，轻即质量轻，宽即吸收频带宽。吸波涂层的作用是吸收入射的电磁波，并将电磁能转换成热能损耗掉。涂层型吸波材料可以分为下面几类：

1.1.1铁氧体吸波材料

铁氧体吸波材料是研究较多而且比较成熟的吸波材料，它在高频下有较高的磁导率，电阻率也较大，电磁波易于进入并快速衰减，因此被广泛地应用在雷达吸波材料领域中。铁氧体吸波材料通常分为尖晶石型铁氧体与六角晶系铁氧体两种类型。国内对铁氧体吸波材料主要有安徽大学，武汉理工大学等。国外的技术要比国内好的多。例如日本Tohoku大学对通过控制BaFe12-xTi0.5Mn0.5）xO19取代量x 调整复数磁导率的大小，能够获得宽的吸收频带，并且混合两种铁氧体能够获得更宽的吸波频带[5]。

1.1.2空心微珠吸波材料

空心微珠按其形成的方式,可分为人造微珠和粉煤灰空心微珠。其具有颗粒微细、中空、质轻、耐温高、绝缘、化学性能稳定等特性，故其用途涉及到各个领域[6]。空心微珠的加入不仅会降低材料的密度,而且会提高材料的刚度、强度、绝缘性等。近年来,国外对空心微珠开展了较多研究,美国以3um左右玻璃球为载体,镀上以Ni,Al,W等为损耗层的10nm左右薄膜。当采用厚度为2nm的球形多层颗粒膜时，在8-18GHz频率范围厚度为2.5mm时,吸收率可达-20dB[7]。葛凯勇等利用化学镀镍对空心微珠表面进行镀镍改性,改性后的微珠表面均匀的附着金属镍,用其制备的吸波材料在16.6-18GHz波段吸收率小于-10dB,最大吸收率可达-13dB[8]。

1.1.3纳米吸波涂层材料

纳米材料是指材料组分的特征尺寸处于纳米量级(1 nm-100 nm)的材料[9]。纳米材料具有极好的吸波特性，同时具有宽频带、兼容性好、质量好和厚度薄等特点，其特殊结构引起的量子尺寸效应和隧道效应等，导致它产生许多不同于常规材料的特异性能。以及它的高透过率等诸多优点，很多国家都把纳米材料作为新一代吸波材料加以研究和探索。沈增民等用竖式炉浮游法制备的碳纳米管的外径为40-70nm，内径为7-10nm，长度为50-1000um ，碳纳米管呈直线状,用化学镀方法在碳纳米管的表面镀上一层均匀的过渡金属镍。碳纳米管吸波涂层在厚度为0.97mm时，在8-18GHz,反射率<-10dB的频宽为3.0GHz,反射率<-5dB的频宽为4.7GHz。镀镍碳纳米管吸波涂层在厚度为0.97nm时，R<-10dB的频宽为2.23GHz，反射率<-5dB的频宽为4.6GHz[10]。

1.1.4多晶纤维吸波材料

多晶纤维吸波材料是靠涡流耗损和磁滞损耗一起构成磁损耗,在外界交变电磁场的作用下,纤维内的自由电子产生振荡运动,产生振荡电流,将电磁波的能量转换为热能而损耗掉。它是一种质轻的磁性雷达波吸收剂,具有吸收强、频带宽、面密度低等特点,克服了大多数磁性吸收剂存在的严重缺点[11]。美国3M公司研制出的亚微米级多晶铁纤维吸波涂层在4-6GHz

频带内的反射率低于-5dB，在6-0GHz频带内的反射率低于10dB，在10.5-3.5GHz频带内的反射率低于-20dB[12]。欧洲伽玛(GAMMA)公司研制出一种新型雷达波吸收涂层,采用多晶铁纤维作为吸收剂,这是一种轻质的磁性雷达波吸收剂,可在很宽的频带内实现高吸收效果,且质量减轻40%-60%。据报道,该技术已成功用于法国国家战略防御部队服役的导弹和载入飞行器[11]。

1.1.5手性吸波涂料

手性吸波材料是利用手性物质的旋光色散性吸收电磁波能量的。其具有吸波频率高、吸收频带宽的优点，并可通过调节旋波参量来改善吸波特性在提高吸收性能、扩展吸波带宽方面具有很大潜能[11]。俄罗斯Teriyaki (1995，1996)理论计算了含单圈螺旋体的手性复合体的电磁波反射衰减，0-12GHz最高达35dB，此后他在芬兰与semchenk (2001)一道从理论上报道了电磁波与人造手性体层叠结构吸波材料的相互作用，采用多圈金属螺旋线圈成同轴排列。国内GC.Sun(2000)实验证实，在Fe3O4聚苯胺复合体中加人手性体(3圈铜螺线圈)后，最小反射衰减分别为25dB(未加人时为17.8dB)。国内外的手性吸波实验研究大多采用石蜡、环氧树脂、聚苯胺等进行粘合，康青等人还在混凝土中引人手性吸波材料，其结果令人满意[13]。

1.1.6导电高聚物吸波涂料

导电高聚物是由具有共轭π-键的高聚物经化学或电化学“掺杂”使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料,其导电机制一般认为是掺杂导电高聚物的载流子是孤子、极化子和双极化子等[8]。美国已研制出一种由导电高聚物复合成的雷达吸波材料。这种吸波材料具有光学透明特性，可以喷涂在飞机座舱盖、精确制导武器和巡航导弹的光学透明窗口上，以减弱目标的雷达回波。这种导电聚合物为聚苯胺混合物，可使材料导电性发生改变，从而提高其对雷达波的吸收能力[14]。

另外，可见光、红外及雷达兼容吸波材料，智能材料等新型的超轻超宽带电磁波吸收材料也是众多材料专家研究的方向。相信不久的将来，关于这方面的成绩就会展现在大家面前。

1.2其它类型的吸波材料

近几年，其他类型材料也在蓬勃发展。例如，而多孔层叠吸波材料[15]具有低体密度、宽吸波频段、强吸收性能等特点，既可应用于测试场背景处理材料，也可将其作为芯材料、武器材料等。夹层结构复合材料是一种典型的轻质、高强度、高刚度的新型材料，其有泡沫夹芯和蜂窝夹芯两种最重要的形式。在航空航人等领域中有着极其重要的应用价值[16]。

结构型吸波材料是一种新型的功能复合材料，它是在涂敷型吸波材料与先进复合材料的

基础上发展起来的，这种材料既具有复合材料的重量轻、强度高、刚性好等优点，又克服了涂敷型吸波材料的增重大，高速飞行时易脱落等缺点。由于它兼具承载与吸波两大功能，是当代吸波材料发展的主要方向[17]。美国比较注重这方面的研究，国内这方面的研究较少。其热门研究[18]主要有热塑性混杂纱吸波复合材料，多层结构型和多层夹芯结构型吸波复合材料，耐高温结构型吸波复合材料，C/C材料、智能结构型吸波复合材料等。其大部分已经用于实践中。

2 超宽带雷达及反隐身技术研究现状

超宽带雷达(又称冲击雷达或无载波雷达) ，指工作带宽大于或等于其中心频率25%的雷达。具有高的距离分辨率、低截获概率、反隐身、抗干扰、抗反辐射导弹、强穿透力等常规雷达无法比拟的优点［19］。自上世纪50年代末开始发展至今，已有200多篇UWB论文在IEEE上发表,获得100多项专例［20］。由于商界的推动及而今的军事需求，超宽带雷达已趋于成熟。下面简单介绍几种新型超宽带雷达。

斯坦福研究所所研制的机载商用雷达，工作频段为200 MHz-400 MHz。还研究出了第一部VHF GPR SAR，工作频段为200 MHz-600 MHz，分辨率为1 m×1 m，带宽达200 MHz×2。美国ARL(Army Research Laboratory)为研究叶簇和地下埋藏目标的基本特性,解决地雷探测问题而研制的低频、宽波束、超宽带基地合成孔径雷达系统撑竿合成孔径雷达(BoomSAR)系统，其带宽宽达60 MHz-1.1 GHz，瞬时带宽1 GHz，距离分辨率小于0.3m［21，22］。

瑞典国防研究军事组织(FOA-Defense Research Establishment)研制出一种超宽带、宽波束机载雷达系统相干全无线电频段传感器(CARABAS)。他的第一代机载SAR传感器CARABAS Ⅰ已于1992年投入使用。第二代CARABASⅡ于1996年10月进行了首次飞行试验，目前处于测试与定标阶段。其频率范围介于20-90 MHz(HF高端和VHF低端)，信号带宽70 MHz，方位向分辨率1.5 m，离向分辨率3m［23］。1994年由美国密歇根环境研究学院升级的UHF UWB SAR，频率范围为215-900 MHz，信号带宽509 MHz，距离向分辨率为0.33 m，方位向分辨率为0.663m［24］。且早已用于海军军事活动中。

美国防御评估研究机构研制的DERA UWB SAR堪称世界带宽最宽、分辨率最高的雷达。其工作频段为200 MHz-3.2 GHz，瞬时带宽为3 G，分辨率为0.5 m×0.05 m(方位向可优于0.3 m)［25］。已经在科索沃地区进行了多次实际军事应用潜力巨大，在未来战争中的作用令人惊叹！

目前许多吸波材料研发技术己经比较成熟，如被称为“铁球”的APP-021吸波涂料、

Dallenbach层和Jaumann吸收体等[26]。随着隐身技术的发展，反隐身技术也在酝酿。隐身的物体在不同的观察角度，隐身能力是不同的，采用双基地、多基地雷达，即发射机和接收机异地配置，这样就可以接收到隐身物体偏转了的雷达回波，使目标暴露。还可以采用长波雷达，现存隐身技术一般是对付厘米雷达的，波长较长时，隐身性能减弱，因此长波雷达便显示了极大的优势。与此同时，高功率微波束武器由于其可以极易伤害隐身材料，因此也是反隐身技术发展的一个方向［27］。

3.结束语

综上所述，吸波材料在军事领域中起着举足轻重的作用。虽然新型超轻超宽带电磁波吸收材料的研究已经在各个国家开展，但是目前，只是起步阶段。其在民用方面仅仅用于微波暗室里的测试[28]。现在应用的吸波材料仍存在频带窄、效率低、密度大等缺点，应用范围受到一定限制。在此领域的研究前景还是非常广阔。

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Application Research and Prospects of ultra lightweight

and UWB absorbing materials

Abstract：Combining recent developments of studies and military application potential on the new system UWB radar materials ,the necessity of developing ultra lightweight and UWB absorbing materials will be expounded. And aspects like functions of obsorbing radar and application status of plenty kinds of new system absorbing agent and absorbing materials are introduced.

Key words: new system UWB radar；new electromagnetic wave absorbing materials；application research

材料现代分析方法练习题及答案

8. 什么是弱束暗场像？与中心暗场像有何不同？试用Ewald图解说明。 答：弱束暗场像是通过入射束倾斜，使偏离布拉格条件较远的一个衍射束通过物镜光阑，透射束和其他衍射束都被挡掉，利用透过物镜光阑的强度较弱的衍射束成像。 与中心暗场像不同的是，中心暗场像是在双光束的条件下用的成像条件成像，即除直射束外只有一个强的衍射束，而弱束暗场像是在双光阑条件下的g/3g的成像条件成像，采用很大的偏离参量s。中心暗场像的成像衍射束严格满足布拉格条件，衍射强度较强，而弱束暗场像利用偏离布拉格条件较远的衍射束成像，衍射束强度很弱。采用弱束暗场像，完整区域的衍射束强度极弱，而在缺陷附近的极小区域内发生较强的反射，形成高分辨率的缺陷图像。图：PPT透射电子显微技术1页 10. 透射电子显微成像中，层错、反相畴界、畴界、孪晶界、晶界等衍衬像有何异同？用什么办法及根据什么特征才能将它们区分开来？ 答：由于层错区域衍射波振幅一般与无层错区域衍射波振幅不同，则层错区和与相邻区域形成了不同的衬度，相应地出现均匀的亮线和暗线，由于层错两侧的区域晶体结构和位相相同，故所有亮线和暗线的衬度分别相同。层错衍衬像表现为平行于层错面迹线的明暗相间的等间距条纹。 孪晶界和晶界两侧的晶体由于位向不同，或者还由于点阵类型不同，一边的晶体处于双光束条件时，另一边的衍射条件不可能是完全相同的，也可能是处于无强衍射的情况，就相当于出现等厚条纹，所以他们的衍衬像都是间距不等的明暗相间的条纹，不同的是孪晶界是一条直线，而晶界不是直线。 反相畴界的衍衬像是曲折的带状条纹将晶粒分隔成许多形状不规则的小区域。 层错条纹平行线直线间距相等 反相畴界非平行线非直线间距不等 孪晶界条纹平行线直线间距不等 晶界条纹平行线非直线间距不等 11.什么是透射电子显微像中的质厚衬度、衍射衬度和相位衬度。形成衍射衬度像和相位衬度像时，物镜在聚焦方面有何不同？为什么？ 答：质厚衬度：入射电子透过非晶样品时，由于样品不同微区间存在原子序数或厚度的差异，导致透过不同区域落在像平面上的电子数不同，对应各个区域的图像的明暗不同，形成的衬度。 衍射衬度：由于样品中的不同晶体或同一晶体中不同部位的位向差异导致产生衍射程度不同而形成各区域图像亮度的差异，形成的衬度。 相位衬度：电子束透过样品，试样中原子核和核外电子产生的库伦场导致电子波的相位发生变化，样品中不同微区对相位变化作用不同，把相应的相位的变化情况转变为相衬度，称为相位衬度。 物镜聚焦方面的不同：透射电子束和至少一个衍射束同时通过物镜光阑成像时，透射束和衍射束相互干涉形成反应晶体点阵周期的条纹成像或点阵像或结构物象，这种相位衬度图像的形成是透射束和衍射束相干的结果，而衍射衬度成像只用透射束或者衍射束成像。

功能材料试题及参考答案

功能材料试题及参考答案 篇一：功能材料试题参考答案 一、名词解释（共24分，每个3分） 居里温度：铁电体失去自发极化使电畴结构消失的最低温度（或晶体由顺电相到铁电相的转变温度）。 铁电畴：铁电晶体中许许多多晶胞组成的具有相同自发极化方向的小区域称为铁电畴。 电致伸缩：在电场作用下，陶瓷外形上的伸缩（或应变）叫电致伸缩。 介质损耗：陶瓷介质在电导和极化过程中有能量消耗，一部分电场能转变成热能。单位时间内消耗的电能叫介质损耗。 n型半导体：主要由电子导电的半导体材料叫n型半导体。 电导率：电导率是指面积为1cm2，厚度为1cm的试样所具有的电导（或电阻率的倒数或它是表征材料导电能力大小的特征参数）。压敏电压：一般取I=1mA时所对应的电压作为I随V陡峭上升的电压大小的标志称压敏电压。 施主受主相互补偿：在同时有施主和受主杂质存在的半导体中，两种杂质要相互补偿，施主提供电子的能力和受主提供空状态的能力因相互抵消而减弱。 二、简答（共42分，每小题6分）

1.化学镀镍的原理是什么？ 答：化学镀镍是利用镍盐溶液在强还原剂（次磷酸盐）的作用下，在具有催化性质的瓷件表面上，使镍离子还原成金属、次磷酸盐分解出磷，获得沉积在瓷件表面的镍磷合金层。由于镍磷合金具有催化活性，能构成催化自镀，使得镀镍反应得以不断进行。 2.干压成型所用的粉料为什么要造粒？造粒有哪几种方式？各有什么特点？ 答：为了烧结和固相反应的进行，干压成型所用粉料颗粒越细越好，但是粉料越细流动性越差；同时比表面积增大，粉料占的体积也大。干压成型时就不能均匀地填充模型的每一个角落常造成空洞、边角不致密、层裂、弹性后效等问题。为了解决以上问题常采用造粒的方法。造粒方式有两种方式：加压造粒法和喷雾干燥法。加压造粒法的特点是造出的颗粒体积密度大、机械强度高、能满足大型和异型制品的成型要求。但是这种方法生产效率低、自动化程度不高。喷雾干燥法可得到流动性好的球状团粒，产量大、可连续生产，适合于自动化成型工艺。但是这种方法得到的团粒体积密度不如喷雾干燥法大、机械强度不如喷雾干燥法高。 3.铁电体与反铁电体的自发极化有何不同特点？并分别解释为什么总的 ΣP＝0？

新型功能材料发展趋势

新型功能材料发展趋势 功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等起着重要作用。功能材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。功能材料按使用性能分，可分为微电子材料、光电子材料、传感器材料、信息材料、生物医用材料、生态环境材料、能源材料和机敏（智能）材料。由于我们已把电子信息材料单独作为一类新材料领域，所以这里所指的新型功能材料是除电子信息材料以外的主要功能材料。 功能材料是新材料领域的核心，对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，在全球新材料研究领域中，功能材料约占 85 % 。随着信息社会的到来，特种功能材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料，成为世界各国新材料领域研究发展的重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。 鉴于功能材料的重要地位，世界各国均十分重视功能材料技术的研究。 1989年美国200多位科学家撰写了《90年代的材料科学与材料工程》报告，建议政府支持的6类材料中有5类属于功能材料。从1995年至2001年每两年更新一次的《美国国家关键技术》报告中，特种功能材料和制品技术占了很大的比例。2001年日本文部省科学技术政策研究所发布的第七次技术预测研究报告中列出了影响未来的100项重要课题,一半以上的课题为新材料或依赖于新材料发展的课题,而其中绝大部分均为功能材料。欧盟的第六框架计划和韩国的国家计划等

工业设计史新材料与现代设计

新材料与现代设计 在两次世界大战之间，机械化和批量生产已成为制造业的主流。与此同时，新材料异军突起，推动了现代设计的发展。大多数材料上的革新出自美国，不少大公司，如杜邦公司等在新材料的研究与开发上投入了巨额的资金。新材料最早的突破是在金属上，轧钢逐渐取代了铸铁和其他类型的钢材生产，铝、镁等轻金属也日益普及。例如，福特公司就生产了自己的钢材，并在冲压成形技术上处于领先地位，这种成形技术产生了“机壳”的概念，在20世纪20—30年代，它成为从汽车到电熨斗的许多技术型消费品的一个重要特点。 在小型消费品的金属表面镀铬，也是20世纪30年代工业设计中的一大特色。这既是一种防锈措施，也是将批量生产的消费品转变成一件装饰品的手段。后来镀铬件被广泛应用于汽车设计之中。无缝钢管的出现对于家具设计产生了最富戏剧性的影响，这种材料质量轻、强度大，并且有强烈的现代感，引起了许多现代设计师，特别是包豪斯设计师们的极大兴趣。他们设计的各种钢管椅成了现代设计的典范，象征着利用新材料创造一种新颖而轻巧的家具美学，并打破了沿袭已久的家具设计传统。钢管家具的主要问题是缺乏消费吸引力，只是在少数理解和赞同现代主义目标的消费者中流行。尽管钢管椅产量很高，但主要被用于机关、医院、旅馆的大厅等公共场所，从未成功地与居家环境融为一体，只是在餐厅、厨房中占有一席之地。金属并不是促使现代家具美学出现的唯一材料。机制木材如胶合板、层积木等新型材料也激励着设计师探索新的形式。到20世纪30年代末，这些新材料已对市场上销售的许多家具的外观产生了重大影响。 毫无疑义，对于广大消费者产生最大影响的材料是塑料。塑料是作为一些昂贵材料如牛角、象牙和玉石等的代用品而在19世纪发展起来的。最早出现的塑料是赛璐珞，1860后就在美国得到商业性应用。1909年美国人发明了酚醛塑料，最初用于生产电器零件。当金

材料与社会论文

绪论 材料、能源、与信息是客观世界的三大要素，是构成现代文明的三大支柱，同时，材料是人类赖以生存的物质基础，是社会现代化的先导、是人类进步的里程碑，它与人类息息相关乃至被公推为人类文明的标志。但是人类对材料的认识却是经历了一个极其漫长的过程，由浅到深、逐步深入。 经典的时空观念将时间分为过去、现在、未来，历史呈现于过去却蕴含在现在与未来，并且，影响、推进着现在与未来：过去，人类对材料认识的深入经历了石器时代、铜器时代、铁器时代和钢铁时代---一个时代的结束与兴起，亦是人类文明的发展与进步；现在，世界无处不材料，“材料”这个名词已经深深的扎根于人们的思想文化领域，促进了现代文明的发展；未来，材料将真正的延伸到世界的每一个角落，与人类文明共同蓬勃发展。 “材料与社会的文明发展”，顾名思义，材料与社会文明的发展唇亡齿寒，若没有材料，社会不可能会发展，人类历史上的许多记载便是明证，再者，若人类文明不存在，那么遑谈材料是否存在了。材料与人类文明的发展是息息相关的，不论是过去已有的历史，还是蓬勃发展的今朝，更或者是无法预测的未来，都离不开材料。 关键词：物质基础、人类文明、时空观念、材料。 PART 1 与材料的初步对话 材料的定义：材料一般是指人类用以制造生活生产的所需的、有用的物品、器件、构件、机器和其他产品的物质。材料是物质，但不是所有的物质都可以称之为材料。如燃料与化学原料、工业化学品、食物和药物，一般都不算是材料。只有那些可为人类社会接受而又能经济的制造有用器件的物质，才能叫做材料。但是根据许多可靠资料来源，这个定义其实不是那么的严格，如炸药、固体火箭推进剂，有人便称之为“含能材料”。另外，就这个定义而言，其中“制造”一词一定涉及了人类的劳动行为，即人类为实现特定的目的而借助某种劳动来改造物质。材料定义中“有用”一词就限定了相应劳动行为的目的是为了把特定物质改造成具备某种实际使用功效的物件，而“有用”也指的是对人类有用。借助人类劳动的行为并实现对人类有用的目的是材料的基本属性；由此可见，材料是一个以人为本的概念，其主旨是在于为人类服务。 “材料”与“材料学科”：“材料”一词早已存在，其具体的日期不可考究，但“材料科学”的提出即在20世纪60年代，美国于1957年在一些大学成立了十余个材料科学研究中心，至此，“材料科学’这个名词便被广泛应用了。随后，1986年，英国的Pergmon 出版了《材料科学与工程百科》全书，其内对材料科学与工程的定义为：材料科学与工程就是研究有关材料的组成、结构、制备工艺流程与材料性能的用途的关系的产生及其运用。材料及材料科学，一个是原体，而另外一个是衍生题，其涉猎范围之广、涉及知识和人文面之大已经无法具体阐明，此处笔者仅作简要述介。 材料的分类：材料种类繁多，用途广泛，有不同的分类方法。依据材料的来源可以分

材料现代分析方法试题及答案1

《现代材料分析方法》期末试卷1 一、单项选择题（每题 2 分，共10 分） 1．成分和价键分析手段包括【b 】 （a）WDS、能谱仪（EDS）和XRD （b）WDS、EDS 和XPS （c）TEM、WDS 和XPS （d）XRD、FTIR 和Raman 2．分子结构分析手段包括【 a 】 （a）拉曼光谱（Raman）、核磁共振（NMR）和傅立叶变换红外光谱（FTIR）（b）NMR、FTIR 和WDS （c）SEM、TEM 和STEM（扫描透射电镜）（d）XRD、FTIR 和Raman 3．表面形貌分析的手段包括【 d 】 （a）X 射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）(b) SEM 和透射电镜（TEM） (c) 波谱仪（WDS）和X 射线光电子谱仪（XPS）(d) 扫描隧道显微镜（STM）和 SEM 4．透射电镜的两种主要功能：【b 】 （a）表面形貌和晶体结构（b）内部组织和晶体结构 （c）表面形貌和成分价键（d）内部组织和成分价键 5．下列谱图所代表的化合物中含有的基团包括：【 c 】 （a）–C-H、–OH 和–NH2 (b) –C-H、和–NH2, (c) –C-H、和-C=C- (d) –C-H、和CO 二、判断题（正确的打√，错误的打×，每题2 分，共10 分） 1．透射电镜图像的衬度与样品成分无关。（×）2．扫描电镜的二次电子像的分辨率比背散射电子像更高。（√）3．透镜的数值孔径与折射率有关。（√）

4．放大倍数是判断显微镜性能的根本指标。（×）5．在样品台转动的工作模式下，X射线衍射仪探头转动的角速度是样品转动角 速度的二倍。（√） 三、简答题（每题5 分，共25 分） 1. 扫描电镜的分辨率和哪些因素有关？为什么? 和所用的信号种类和束斑尺寸有关，因为不同信号的扩展效应不同，例如二次电子产生的区域比背散射电子小。束斑尺寸越小，产生信号的区域也小，分辨率就高。 2．原子力显微镜的利用的是哪两种力，又是如何探测形貌的？ 范德华力和毛细力。 以上两种力可以作用在探针上，致使悬臂偏转,当针尖在样品上方扫描时，探测器可实时地检测悬臂的状态，并将其对应的表面形貌像显示纪录下来。 3.在核磁共振谱图中出现多重峰的原因是什么？ 多重峰的出现是由于分子中相邻氢核自旋互相偶合造成的。在外磁场中，氢核有两种取向，与外磁场同向的起增强外场的作用，与外磁场反向的起减弱外场的作用。根据自选偶合的组合不同，核磁共振谱图中出现多重峰的数目也有不同，满足“n+1”规律 4．什么是化学位移，在哪些分析手段中利用了化学位移？ 同种原子处于不同化学环境而引起的电子结合能的变化，在谱线上造成的位移称为化学位移。在XPS、俄歇电子能谱、核磁共振等分析手段中均利用化学位移。 5。拉曼光谱的峰位是由什么因素决定的, 试述拉曼散射的过程。 拉曼光谱的峰位是由分子基态和激发态的能级差决定的。在拉曼散射中，若光子把一部分能量给样品分子，使一部分处于基态的分子跃迁到激发态，则散射光能量减少，在垂直方向测量到的散射光中，可以检测到频率为（ν0 - Δν)的谱线，称为斯托克斯线。相反，若光子从样品激发态分子中获得能量，样品分子从激发态回到基态，则在大于入射光频率处可测得频率为（ν0 + Δν)的散射光线，称为反斯托克斯线 四、问答题（10 分） 说明阿贝成像原理及其在透射电镜中的具体应用方式。 答：阿贝成像原理（5 分）：平行入射波受到有周期性特征物体的散射作用在物镜的后焦面上形成衍射谱，各级衍射波通过干涉重新在像平面上形成反映物的特征的像。在透射电镜中的具体应用方式（5 分）。利用阿贝成像原理，样品对电子束起散射作用，在物镜的后焦面上可以获得晶体的衍射谱，在物镜的像面上形成反映样品特征的形貌像。当中间镜的物面取在物镜后焦面时, 则将衍射谱放大，则在荧光屏上得到一幅电子衍射花样；当中间镜物面取在物镜的像面上时，则将图像进一步放大,这就是电子显微镜中的成像操作。 五、计算题（10 分） 用Cu KαX 射线（λ=0.15405nm）的作为入射光时，某种氧化铝的样品的XRD 图谱如下，谱线上标注的是2θ的角度值，根据谱图和PDF 卡片判断该氧化铝的类型，并写出XRD 物相分析的一般步骤。 答：确定氧化铝的类型（5 分） 根据布拉格方程2dsinθ=nλ，d=λ/(2sinθ) 对三强峰进行计算：0.2090nm,0.1604nm,0.2588nm,与卡片10-0173 α-Al2O3 符合，进一步比对其他衍射峰的结果可以确定是α-Al2O3。 XRD 物相分析的一般步骤。（5 分） 测定衍射线的峰位及相对强度I/I1： 再根据2dsinθ=nλ求出对应的面间距 d 值。 (1) 以试样衍射谱中三强线面间距d 值为依据查Hanawalt 索引。

功能材料概论个人版考试专用

第一章功能材料概论 功能材料的定义 功能材料指以特殊的电、磁、声、光、热、力、化学及生物学等性能作为主要性能指标的一类材料。 功能材料的特征 1）功能材料的功能对应于材料的微观结构和微观物体的运动，是最本质的特征。2）功能材料的聚集态和形态非常多样化，除晶态外，还有气态、液态、液晶态、非晶态、混合态和等离子态。除三维材料外，还有二维、一维和零维材料。 3）结构材料常以材料形式为最终产品，而功能材料有相当一部分是以元件形式为最终产品，即材料元件一体化。 4）功能材料是利用现代科学技术，多学科交叉的知识密集型产物。 5）功能材料的制备技术不同于结构材料用的传统技术，而是采用许多先进的新工艺和新技术，如急冷、超净、超微、超纯、薄膜化、集成化、微型化、智能化以及精细控制和检测技术。 功能材料的分类 功能材料种类繁多，涉及面广，有多种分类方法。目前主要是根据材料的化学组成、应用领域、使用性能进行分类。

按化学组成：金属功能材料、陶瓷功能材料、高分子功能材料、复合功能材料 按应用领域: 电子材料、能源材料、信息材料、光学材料、仪器仪表材料、航空航天材料、生物医学材料、传感器用敏感材料。 按使用性能：电功能材料、磁功能材料、光功能材料、热功能材料、化学功能材料、生物功能材料、声功能材料、隐形功能材料。 功能材料的现状 近几年来，功能材料迅速发展，已有几十大类，10万多品种，且每年都有大量新品种问世。现已开发的以物理功能材料最多，主要有： 1）单功能材料，如：导电材料、介电材料、铁电材料、磁性材料、磁信息材料、发热材料、热控材料、光学材料、激光材料、红外材料等。 2）功能转换材料，如：压电材料、光电材料、热电材料、磁光材料、声光材料、电流变材料、磁敏材料、磁致伸缩材料、电色材料等。 3）多功能材料：如防振降噪材料、三防材料（防热、防激光和防核）、电磁材料等。4）复合和综合功能材料，如：形状记忆材料、隐身材料、传感材料、智能材料、显示材料、分离功能材料、环境材料、电磁屏蔽材料等。 5）新形态和新概念功能材料，如：液晶材料、梯度材料、纳米材料、非平衡材料等。 功能材料的展望

材料与社会期末测试题

1.一般将人类社会进步的历程分为哪三个时代历程？ 石器时代，青铜器与铁器时代 2.按技术的起源与发展，中国古代青铜器的可分为哪三个历史时期？ 即形成期（夏商）、鼎盛时期（西周）和转变期（春秋战国，秦汉）。 3.金属材料是金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括哪些金属材料？ 包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。 4.有色金属可分为哪五大类？ 重有色金属、轻有色金属、贵金属、半金属、稀有金属 5.铜合金按其主要组成和性能可分为哪两类？ 黄铜和青铜 6.我国将镁合金分为哪4类？ 铸造用挤型用锻造用焊接用 7.中国在公元前513年,铸出了世界上最早见于文字记载的是哪一件铸铁件？ 晋国铸型鼎 8.钢按用途分类分为哪4类？ 冷作钢、热作钢、塑胶钢、工具钢 9.按塑料受热加工后的性能可分为哪2类？ 热固性塑料与热塑性塑料 10.陶瓷中的日用瓷、建筑用瓷等和采用高精选原料,能精确控制化学组成,按照便于控制制造技术加工的、进行结构设计并具有优异特性的陶瓷各属于哪2类陶瓷？ 工业陶瓷和艺术陶瓷 11.人类从蒙昧到文明的转折点是哪一类材料的冶炼和工具制作与使用？ 青铜 12.从夏代到清朝约四千年间,金属的使用分为两大发展阶段,前阶段约两千年是以哪一种器具制造为主？创造了哪两个朝代的灿烂的文化？后阶段两千年是哪类材料的天下？在生铁冶铸的基础上,形成了有特色的中国古代钢铁文化。对中国的古代文明和社会进步起了重大的推动作用。 青铜器商、周铸铁和钢 13.黑色金属主要指什么金属？有色金属被称为什么金属？常用的有色金属有哪一些？ 铁、锰、铬重金属、轻金属、稀有金属、贵金属铝 、镁、钾、钠、钙、金、银 14.根据合金元素的含量及工艺特点,铝合金可分为两大类？ 加工变形铝合金和铸造铝合金 15.常见的有钴高温合金有哪一些类型？ 含钴50%以上的司太立特硬质合金即使加热到1000℃也不会失去其原有的硬度钴基合金是钴和铬、钨、铁、镍组中的一种或几种制成的合金的总称 16.中国早在春秋时期已经在哪一些产业中的生产上广泛使用铁器？ 农业、水利工程 17.我国湖北同绿山发现的战国时期铁斧、铁锄是经过退火处理的白心可锻铸铁;湖南长沙出土的战国时期铁铲是典型的黑心可锻铁,证明我国是生产可锻铸铁历史最悠久的国家之一,有哪一些可锻铸铁？

现代材料分析方法试题及答案

1《现代材料分析方法》期末试卷 一、单项选择题（每题 2 分，共 10 分） 1．成分和价键分析手段包括【 b 】 （a）WDS、能谱仪（EDS）和 XRD （b）WDS、EDS 和 XPS （c）TEM、WDS 和 XPS （d）XRD、FTIR 和 Raman 2．分子结构分析手段包括【 a 】 （a）拉曼光谱（Raman）、核磁共振（NMR）和傅立叶变换红外光谱（FTIR）（b） NMR、FTIR 和 WDS （c）SEM、TEM 和 STEM（扫描透射电镜）（d） XRD、FTIR 和 Raman 3．表面形貌分析的手段包括【 d 】 （a）X 射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM） (b) SEM 和透射电镜（TEM） (c) 波谱仪（WDS）和 X 射线光电子谱仪（XPS） (d) 扫描隧道显微镜（STM）和 SEM 4．透射电镜的两种主要功能：【 b 】 （a）表面形貌和晶体结构（b）内部组织和晶体结构 （c）表面形貌和成分价键（d）内部组织和成分价键 5．下列谱图所代表的化合物中含有的基团包括：【 c 】 （a）–C-H、–OH 和–NH2 (b) –C-H、和–NH2, (c) –C-H、和-C=C- (d) –C-H、和 CO 二、判断题（正确的打√，错误的打×，每题 2 分，共 10 分） 1．透射电镜图像的衬度与样品成分无关。（×）2．扫描电镜的二次电子像的分辨率比背散射电子像更高。（√）3．透镜的数值孔径与折射率有关。（√）4．放大倍数是判断显微镜性能的根本指标。（×）5．在样品台转动的工作模式下，X射线衍射仪探头转动的角速度是样品转动角 速度的二倍。（√） 三、简答题（每题 5 分，共 25 分） 1. 扫描电镜的分辨率和哪些因素有关？为什么? 和所用的信号种类和束斑尺寸有关，因为不同信号的扩展效应不同，例如二次电子产生的区域比背散射电子小。束斑尺寸越小，产生信号的区域也小，分辨率就高。 2．原子力显微镜的利用的是哪两种力，又是如何探测形貌的？ 范德华力和毛细力。

现代材料

现代主义室内设计审美心理现代主义室内设计审美心理现代主义室内设计审美心理现代主义室内设计审美心理探析探析探析探析什么是现代主义风格什么是现代主义风格什么是现代主义风格什么是现代主义风格现代风格即现代主义风格。现代主义也称功能主义，是工业社会的产物，起源于1919年包豪斯学派，提倡突破传统，创造革新，重视功能和空间组织，注重发挥结构构成本身的形式美，造型简洁，反对多余装饰，崇尚合理的构成工艺；尊重材料的特性，讲究材料自身的质地和色彩的配置效果；强调设计与工业生产的联系。现代风格一般用在描述建筑和室内作品及设计作品。现代主义风格的主题现代主义风格的主题现代主义风格的主题现代主义风格的主题其主题是：要创造一个能使艺术家接受现代生产最省力的环境---机械的环境。这种技术美学的思想是本世纪室内装饰最大的革命。现代主义的代表派别现代主义的代表派别现代主义的代表派别现代主义的代表派别现代主义的派别还是比较多的，最具代表性的要属下面几种吧！有：高技派、风格派、白色派、极简主义、装饰艺术等。主要特点主要特点主要特点主要特点无论房间多大，一定要显得宽敞。不需要繁琐的装潢和过多家具，在装饰与布置中最大限度的体现空间与家具的整体协调。造型方面多采用几何结构，这就是现代简约主义时尚风格。空间一：色彩跳跃的个性化空间现代风格家居的空间，色彩就要跳跃出来。高纯色彩的大量运用，大胆而灵活，不单是对现代风格家居的遵循，也是个性的展示。如客厅被纯净的红色所主宰，红色的沙发，红色的背景墙，红色的地毯，张扬而不夸张。以多功能组合柜为沙发背景，组合柜上推拉门的造型滑轮，以及铝合金与钢化玻璃等材料的大量应用，都是现代风格家具的常见装饰手法，给人带来前卫、不受拘束的感觉，组合柜上造型时尚简单的饰品因其纯净的色彩亦使空间多了几分时尚元素。 我们以下图来做个说明吧：在色彩上，它运用了明亮的颜色，紫色与白色的搭配，既充满了现代的时尚感，又不缺乏美感！康耐登家具的这套白色组合的小牛皮沙发，经典的色彩，恰到好处的搭配，时尚而不喧闹。白色的背景墙，即简约而不简单，恰到好处的装饰，显得有意义有内涵。阳台处门的设计更是新颖独特，用彩色的鹅卵石为墙的单调增添色彩和样式。空间二：简洁、实用的个性化空间由于线条简单、装饰元素少，现代风格家具需要完美的软装配合，才能显示出美感。例如沙发需要靠垫、餐桌需要餐桌布、床需要窗帘和床单陪衬，软装到位是现代简约风格家具装饰的关键。下图呢是简洁、实用的空间。几张沙发一个茶几一个电视柜，简单的线条，简单的组合，再加入超现实主义的无框画，金属镜子、个性抱枕以及落地玻璃窗等简单的元素，就构成一个舒适简单的客厅空间。田园为主的板式家具体现一个简单明快的主题，白色的沙发，在色彩上达成一个鲜明的配置。亲自在沙发上小坐，置身其中去体验，你会有种来到阳光下一样的感觉，轻松自在。空间三：多功能的个性空间现代风格家居重视功能和空间组织，注意发挥结构构成本身的形式美，造型简洁，反对多余装饰，崇尚合理的构成工艺，尊重材料的性能，讲究不对称的构图手法。如一张沙发、一个茶几、一个酒柜的客厅却显得相当的繁华热闹。上图为餐厅的一个别样的设计，首先它不似其他餐厅一样只有简单的桌子，它的桌子和酒吧中的吧台相似，运用黑白色这经典搭配与不同材质的完美搭配，形成了不一样的繁华。它采用了玻璃和地砖的反光性使得空间不那么暗淡，与墙面的粗糙不反光的搭配使得有暗有亮。桌上的玻璃器皿与黑的餐碗，更是与空间的搭配相和谐。上面的一排吊灯，不仅提供了光亮还搭配整个设计，它是一排式设计，不同于单个的大型吊灯，这种简单的金属式吊灯也是现代风格，更合适整个空间的主题。现代风格的常用材料现代风格的常用材料现代风格的常用材料现代风格的常用材料类别材料名称天花材料铝扣板，硅酸钙板，矿棉板，铝塑板，巴力（软）膜墙地面材料釉面、玻化砖等陶瓷，天然石材，强化地板，地平漆，乳胶漆，壁纸，马赛克，硅藻泥，木饰面板，不锈钢，镀锌板灯具云石灯片，筒灯，栅灯盘，斗胆灯，LED 其他玻璃，烤漆玻璃，镜面玻璃，亚克力，钢材，人造石材质材质材质材质充分了解材料的质感与性能，

材料化学试题库

一填空题 （1）材料是具有使其能够用于机械、结构、设备和产品性质的物质。这种物质具有一定的性能或功能。 （2）材料按照化学组成、结构一般可分为金属材料、无机非金属材料、聚合物材料和复合材料。 （3）材料按照使用性能可分为结构材料和功能材料。结构材料更关注于材料的力学性能；而另一种则考虑其光、电、磁等性能。 （4）材料化学是关于材料的结构、性能、制备和应用的化学。 （5）一般材料的结构可分为三个层次，分别是微观结构、介观结构和宏观结构。 （6）对于离子来说，通常正离子半径小于相应的中性原子，负离子的半径则变大。 （7）晶体可以看成有无数个晶胞有规则的堆砌而成。其大小和形状由晶轴（a，b，c）三条边和轴间夹角（α，β，γ）来确定，这6个量合称晶格参数。 （8）硅酸盐基本结构单元为硅氧四面体，四面体连接方式为共顶连接。 （9）晶体的缺陷按照维度划分可以分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷，其延伸范围为零维、一维、二维和三维。 （10）位错分为韧型位错、螺型位错以及由前两者组成的混合位错三种类型。 （11）固溶体分为置换型固溶体和填隙型固溶体，前者溶质质点替代溶剂质点进入晶体结点位置；后者溶质质点进入晶体间隙位置。 （12）材料热性能主要包括热容、热膨胀和热传导。 （13）材料的电性能是指材料被施加电场时的响应行为，包括有导电性、介电性、铁电性和压电性等。 （14）衡量材料介电性能的指标为介电常数、介电强度和介电损耗。 （15）磁性的种类包括：反磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和铁氧体磁性等。 （16）铁磁材料可分为软磁材料、硬磁材料和矩磁材料。 （17）材料的制备一般包括两个方面即合成与控制材料的物理形态。 （18）晶体生长技术主要有熔体生长法和溶液生长法，前者主要包括有提拉法、坩埚下降法、区融法和焰融法等。 （19）溶液达到过饱和途径为：一，利用晶体的溶解度随改变温度的特性，升高或降低温度而达到过饱和；二，采用蒸发等办法移去溶剂，使溶液浓度增高。 （20）气相沉积法包括物理气相沉积法PVD和化学气相沉积法CVD。 （21）液相沉淀法包括直接沉淀法、共沉淀法、均匀沉淀法和水解法。 （22）固态反应一般包括相界面上的反应和物质迁移两个过程，反应物浓度对反应的影响很小，均相反应动力学不适用。 （23）自蔓延高温合成按照原料组成可分为元素粉末型、铝热剂型和混合型。 （24）金属通常可分为黑色金属和有色金属；黑色金属是指铁、铬、锰金属与它们的合金。（25）合金基本结构为混合物合金、固溶体合金和金属间化合物合金。 （26）铁碳合金的形态包括有奥氏体、马氏体、铁素体、渗碳体与珠光体等。 （27）金属材料热处理包括整体热处理、表面热处理和化学热处理。 （28）超耐热合金包括铁基超耐热合金、镍基超耐热合金和钴基超耐热合金。 （29）提高超耐热合金性能的途径有改变合金的组织结构和采用特种工艺技术，后者主要有定向凝固和粉末冶金。 （30）产生合金超塑性的条件为产生超细化晶粒与适宜的温度和应变速率。 （31）无机非金属材料主要有以氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫系化合物（包括硫化物、硒化物及碲化物）和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐为主要组成的无机材

材料现代分析技术

填空题(每空1分) 1.当X 射线管电压超过临界电压就可以产生 连续谱X 射线和 特征谱 X 射线。 2. 点阵常数测定过程中需要确定峰位，确定峰位的常用方法有峰顶法 、 切线法 、半高宽法， 和抛物线拟合法 。 3. 经过厚度为H 的物质后，X 射线的强度为 H H m e I I ρμ-=0 。 4. X 射线扫描仪中的常规测量中的实验参数包括狭缝宽度、扫描速度和 时间常数 。 5. 磁透镜的物距L 1，相距L 2和焦距f 三者之间的关系为 。 6. 透射电镜样品制备各方法主要有复型法、和薄膜法，其中复型样品制备中塑料-碳二的复型优于碳一的复型是由于 其制备过程不损坏金相试样表面，重复性好，供观察的第二级复型一碳膜导电导热性好，在电子束照射下较为稳定 。 7. 差热分析曲线总的峰高表示 试样和 参比物 之间的最大温差，即从封顶到该峰所在基线碱的垂直距离。 8. 第一类应力导致X 射线衍射线位移，第二类应力导致X 射线衍射线线形变化，第三类应力导 致X 射线衍射线 强度降低 。 9. 红外光谱法定量分析的具体方法主要有 标准法 、吸光度比法 和 补偿法 共同组成。 10.单晶体电子衍射花样是规则的衍射斑点组成。 11. 大量实验证明，X 射线具有波动性和微粒性 的双重性，即波粒二象性。 12. 布拉格方程式衍射分析中最基本的公式，其应用主要集中在 结构分析 和X 射线谱分析两个方面。 13.由于X 射线的发展，相继产生了X 射线透射学、X 射线衍射学 和 X 射线光谱学 等三个学科。 14.提高透镜分辨率的本领 波长 ， 介质 和 孔径半角 。 15. 电磁透镜的几何像差包括 球差和 像散，而电子束波长的稳定性决定的像差为色差 。 16. 透射电镜主要有电子光学系统、电源控制系统和 真空系统构成。 17. 非弹性散射机制主要有 单电子激发 、 等离子激发 、和 声子激发 。 18. 透射电镜的主要性能指标分辨率、 放大倍数 、和 加速电压 。 19. 热分析测试过程中，粉体试样中粉体 粒度 与粉体 堆积密度 对热分析结果影响较大。 20. 用来进行晶体结构分析的X 射线学分支是 X 射线衍射学 。 21. M 层电子回迁到K 层后，多余的能量放出的特征X 射线称 K β。 22. X 射线衍射中，只有晶面间距大于 波长的一半的晶面才能产生衍射。 23.布拉格方程解决了X 射线衍射方向问题，即满足布拉格方程的晶面将参与衍射，但能否产 生衍射花样还取决于 衍射强度 。 24. 电子对X 射线散射分为两种情况， 一种是受原子核束缚较紧的电子，X 射线作用后，该 电子发生振动，向空间辐射与入射波频率相同的电磁波，由于波长、频率相同，会发生相干散 射 和 另一种X 射线作用在束缚电子上，产生康普顿效应---非相干散射，产生背底。 25. X 射线线扫描仪中的扫描方式主要有 光栅扫描 和 角光栅扫描。 26. 根据量子力学计算，L 壳层的能级实际上是由 3 个子能级构成,M 壳层的能级由 5 个能级 构成,N 层由 7 个子能级构成。 27.劳厄方程是确定 X 射线衍射方向的基本方程，常用与晶体 取向测定和晶体对称性的研究。 28. 影响多晶体衍射强度的其他因数主要有 多重因数P 、 吸收因子A(θ) 和 温度因子e-2M 。 29. X 射线定量分析的方法有 外标法 和 内标法 两大类。 30.有一体心立方晶体的晶格常数是0.286nm ，用铁靶K α（λK α=0.194nm ）照射该晶体能产生 四 条衍射线。 31. 电子显微分析方法以材料 微区形貌 、 晶体结构 和 化学组成 为基本目的。 三.名词解释 1. 非相干散射：当χ射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后，可以得到波长比入射χ射线长的χ射线，且波长随散射方向不同而改变，这种散射现象称为非相干散射。 2. 结构消光：当阵点不是一个单原子，而是一个原子集团时基元内原子散射波间相互干涉也可能会导致消光，此外布拉菲点阵通过套构后形成的复式点阵，出现了布拉菲点阵本身没有的消光规律，称2 1111L L f +=

功能材料 考试必备 复习思考题

功能材料复习思考题 一、基本概念题 1、超导体的同位素效应是指超导体的临界温度依赖于依赖于同位素质量的现象。 2、气敏陶瓷是吸收某种气体后电阻率发生变化的一种功能陶瓷，其气敏特性，大多通过待测气体在陶瓷表面附着，产生某种化学反应、与表面产生电子的交换等作用来实现的，这种气敏现象称为表面过程。湿敏陶瓷：是指对气体、液体和固体物质中水分含量敏感的陶瓷材料。 3、精细陶瓷按照化学组成可分为氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷；按照陶瓷材料的功能可分为结构陶瓷、功能陶瓷、生物陶瓷。精细陶瓷生产的基本工序包括粉体制备、成形和烧结。 4、形状记忆合金中生物相容性好的是Ti-Ni基形状记忆合金，不具有生物相容 性的是Cu基形状记忆合金。 5、第二类超导体的主要特征是有两个临界磁场，在混合态下，第二类超导体仍 具有零电阻，但不具有完全抗磁性。 6、相对于用天然无机物烧结的传统陶瓷，以精制的人工合成的无机化合物或高纯天然无机物为原料，采用精密控制的制造加工工艺烧结，具有远胜过以往独特性能的优异特性的陶瓷，称为精细陶瓷。 7、形状记忆合金应具备的条件是：合金能够发生热弹性马氏体相变；母相和马 氏体的晶体结构通常是有序的；（3）母相的晶体结构具有较高的对称性，而马氏体的晶体结构具有较低的对称性。 8、储氢合金吸氢、放氢时体积会膨胀、收缩，反复的吸氢、放氢，会使合金中 产生裂纹、破碎、粉化，这对储氢合金的应用是有害的。 9、形状记忆效应的变形具有一定的限度，取决于母相与马氏体的晶体结构参数。 10、非晶态合金的主要缺点表现在两方面，一是由于采用急冷方法制备材料，使 其厚度受到限制，二是热力学上不稳定，受热有晶化倾向。 11、精细陶瓷的制备工艺流程中预烧合成的目的是去除去除原料中挥发的杂质，化学结合和物理吸附的水分、气分、有机物等；使原料颗粒致密化及结晶长大，以减小在以后烧结中的收缩，提高产品合格率；完成同质异晶的晶型转变，形成稳定的结晶相。 12、马氏体相变是非扩散型相变，相变过程是以切变方式进行，由于切变方向不 同，产生结构相同，位向不同的马氏体，即马氏体变体。 13、Ms、As、M f、A f是表征记忆合金的热弹性马氏体相变的特征温度，也是形 状记忆过程中变形及形状恢复的特征温度。定义（As-Ms）为热滞后，是形状记忆合金的一个重要参量。 14、马氏体相变是非扩散型相变，相变过程是以切变方式进行。外加应力可以改变相变温度，即使温度在Ms点以上，只需进行适当的变形也可以发生马氏体相变，称为应力诱发马氏体相变。热弹性马氏体相变是指马氏体相变过程中，马氏体片随着温度的升降表现出弹性式消长，称为热弹性马氏体相变。 15、超导态下，外磁场的磁化使超导体表面产生感应电流，感应电流在超导体内产生的磁场正好和外磁场相抵消，导致超导体内部磁场为零，即具有完全抗磁性，这种现象就是迈斯纳效应。 16、非晶态合金是指由一定成分的液态合金经高速冷却而形成的在常温和低温固态下原子排列具有短程有序而长程无序的金属合金。 17、功能陶瓷是指利用材料的电、磁、光、声、热等直接的性能或其耦合效应

现代设计史资料

现代设计史复习资料 1、工业设计以批量化、标准化大生产为前提,具有与传统手工艺设计完全不同得特征。 2、1851年世界上第一个工业产品国际博览会在伦敦开幕。在用钢铁与玻璃建成得被称为“水晶宫”得大厅里展出,展览大厅由英国建筑师约瑟夫·派克斯顿设计制作。 3、约翰拉斯金得理论成为英国工艺美术运动重要得理论基础,她本人成为了英国工艺美术运动得思想与理论先驱。 4、19世纪末在威廉·莫里斯得倡导宣传与身体力行之下掀起了一场以追求自然这样与哥特式风格为特征,旨在提高产品质量、复兴手工艺品得设计运动,史称“工艺美术运动”。 5、工艺美术运动得主要特点就是忠实干自然,采用自然材料以及注重材料自身得设计,风格简洁朴实,具有自然情调。 6、法国政府决定在1889年举办100周年大庆典活动,包括举办规模空前得世界博览会与建造一座雄伟得纪念碑——埃菲尔铁塔 7、法国新艺术运动得中心就是巴黎与南锡。 8、凡·德·威尔德就是比利时新艺术运动得核心人物。 9、新艺术运动在英国得杰出代表人物就是麦金托什。她1885年进入格拉斯哥艺术学校学习,格拉斯哥四人派 10、麦金托什最有名得设计就是她设计得一系列高靠背椅子。 11、新艺术运动在奥地利主要代表人物有约瑟夫·奥尔布里希、与约瑟夫·霍夫曼。 12、霍夫曼于1903年发起成立了维也纳生产同盟。 13、安东尼·高迪就是西班牙新艺术运动得最重要代表。圣家族教堂现已成为巴塞罗那市一个最重要得纪念性建筑。 14、1907年在穆特修斯、贝伦斯及凡·德·威尔德得发起组织下,成立了德国第一个设计组织——德意志制造同盟。 15、彼得·贝伦斯,她就是德国现代设计得重要奠基人之一,她最有代表性得设计都与德国最有代表性得企业——德国通用电气公司(AEG) 16、芝加哥学派主要人物有,第一代路易斯·沙利文第二代弗兰克·赖特 弗兰克·赖特就是第二次芝加哥学派中最负盛名得人物。 17、沙利文得“形式服从功能”得思想主张建筑得功能、结构、适当得装饰与建筑得环境融为一体。 18、德国新建筑运动现代主义运动如新建筑运动荷兰风格派运动及俄国构成主义运动得兴起,为现代主义设计得成型做了理论及实践上得准备。 19、新建筑运动(19世纪末到20世纪初) 三种新型建筑材料——钢铁、水泥、平板玻璃,取代了木材、石料、砖瓦,成为现代建筑得主要材料。 其中最杰出得代表人物有美国得弗兰克·赖特,德国得格罗皮乌斯、密斯凡德罗,瑞士得勒·柯布西耶,芬兰得阿尔瓦·阿图。 20、格罗皮乌斯1911年设计得法格斯鞋楦工厂。赖特1936年设计得“流水别墅”,柯布西耶20世纪30年代设计得公寓朗香教堂 21、荷兰风格派主要代表人物除杜斯博格外,还有蒙德里安。 蒙德里安1920年创造得《红、黄、蓝》油画,以最简单得纵横结构与单纯得三原色,成为风格派主张“用纯粹几何形象得抽象来表现纯粹得精神”。

材料现代分析方法北京工业大学

材料现代分析方法北京工业大学 篇一：13103105-材料现代分析方法 《材料现代分析方法》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程编号：13103105 课程类别：专业核心课程 适应专业：材料物理 总学时：54学时 总学分:3 课程简介： 本课程介绍材料微观形貌、结构及成分的分析与表面分析技术主要方法及基本技术，简单介绍光谱分析方法。包括晶体X射线衍射、电子显微分析、X射线光电子谱仪、原子光谱、分子光谱等分析方法及基本技术。 授课教材：《材料分析测试方法》，黄新民解挺编，国防工业出版社，20XX年。 参考书目： [1]《现代物理测试技术》，梁志德、王福编，冶金工业出版社，20XX 年。 [2]《X射线衍射分析原理与应用》，刘粤惠、刘平安编，化学工业出

版社，20XX年。 [3]《X射线衍射技术及设备》，丘利、胡玉和编，冶金工业出版社，20XX年。 [4]《材料现代分析方法》，左演声、陈文哲、梁伟编，北京工业大学出版社，20XX年。 [5]《材料分析测试技术》，周玉、武高辉编，哈尔滨工业大学出版社，2000年。 [6]《材料结构表征及应用》，吴刚编，化学工业出版社，20XX年。 [7]《材料结构分析基础》，余鲲编，科学出版社，20XX年。 二、课程教育目标 通过学习，了解X射线衍射仪及电子显微镜的结构，掌握X-射线衍射及电子显微镜的基本原理和操作方法，了解试样制备的基本要求及方法，了解材料成分的分析与表面分析技术的主要方法及基本技术，了解光谱分析方法，能够利用上述相关仪器进行材料的物相组成、显微结构、表面分析研究。学会运用以上技术的基本方法，对材料进行测试、计算和分析，得到有关微观组织结构、形貌及成分等方面的信息。 三、教学内容与要求 第一章X射线的物理基础 教学重点：X射线的产生及其与物质作用原理 教学难点：X射线的吸收和衰减、激发限 教学时数：2学时

材料概论试题

1.何为材料，为何材料是人类社会生活的物质基础？ 材料是人类用于制造物品、器件或其他产品的物质。是人类要生存需要的最基本的物质生活资料。物质生产活动是人类从事其他各种社会活动的先决条件。 2.材料科学与工程的四个基本要素是什么？请说明他们之间的关系。 材料的四个基本要素：结构与成分、性质、合成与制备、用途与性能 3. 复合材料设计的基本思想是什么？举一例说明。 达到功能复合，能保留原组成原料的特性，并通过复合效应得到原来所不具有的更为优越的新性能。碳纤维复合材料制造大飞机；轮胎是由橡胶、碳黑、帘子线等材料构成的。 4. 从燕子造窝到人用草拌泥造房、再到我们用碳纤维复合材料制造大飞机的过程，你得到了哪些启示？这些复合材料的制备都还停留在经验的层面上，而碳纤维复合材料制造大飞机虽然使用了一贯的复合思想，但相比之下更具有系统性、科学性。如今我们创造新的复合材料不再需要像过去一样完全依靠试错法，而有相关的理论指导，所以我们在探索新领域时可以从一些已有的思想中获取灵感，再用理论化地手段将其转化为材料科学。 5．绿色建筑的基本涵义？ 绿色建筑指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源，保护环境和减少污染，为人们提供健康、舒适和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑物。 6.建筑生态环境材料的基本涵义？ 生态环境材料是指那些具有良好的使用性能和优良的环境协调性的材料 7.看《终结者2》推测那个人材料的性能与特点，并推测由什么方法合成。(描述电影中未来人材料的特点和性能，并设想可由什么方式合成? 终结者2中的机器人由液态金属构成，具有流动性和高强度性，韧性好，可再组合。 合成方法: 合金合成法，置于电解液中的镓基液态合金在和铝合金结合后，能长期高速运转。 8.试说明金属材料在民航飞机中的应用情况 铝合金用作承力件，钛合金用于具有一定耐热性和耐腐蚀性的板材结构件，高强度结构钢，用于前后起落架；不锈钢，用于发动机的一些装置。高温合金用于耐高温的板材结构件和螺栓，螺母等固件和排气孔的蜂窝结构 9.说明燃料电池的工作原理及其特点。 燃料电池的工作原理是通过氧化还原反应将化学能直接转化为电能。 燃料范围广，不受卡诺循环限制、能量转换效率高、超低污染、运行噪声低、可靠性高、维护方便等 10.说明质子交换膜燃料电池的特性 a．可低温运行。 b．比能量和比功率高；c．结构紧凑、质量小，水易排出。 d．采用固态电解质不会出现变形、迁移或从燃料电池中气化，无电解液流失。 e．可靠性高，寿命长。 f．因唯一的液体是水，本质上可避免腐蚀。 11.什么是有机半导体？ 具有半导体性质的有机材料，即导电能力介于金属和绝缘体之间 12.导电机理是什么，为什么有机物能导电？ 含有共轭基团的有机分子之间形成连续共轭的大结构，用来传导电子和空穴，然后在电场的作用下,载流子可以沿聚合物链作定向运动,从而使高分子材料导电 13.有机导体的优点和缺点是什么？ 优点：成膜技术更多、器件尺寸更小，集成度更高、有机物易于获得、柔韧性好，质量轻、可修饰性强。缺点：电阻率的变化受杂质含量的影响极大.电阻率受外界条件（如热、光等）的影响很大 14.有机导体有哪些应用方向？ 光盘、有机发光二极管、传感器、有机太阳能电池等。 15.生物医用材料的定义及其主要性能特征