材料研究方法资料
1.定性理解差热分析（DTA）、差示扫描量热法（DSC）、热重法（TG）和动态力学热分析(DMTA)等热分析技术的基本原理及影响因素；
2. 掌握热分析曲线解析方法和热分析技术在材料研究领域中的具体应用；
3.定性地理解在红外光谱（IR）中分子结构对吸收峰位置的影响；
4.学会利用解析红外光谱图谱并辨别未知物分子结构中的官能团；
5.定性地理解核磁共振（NMR）的物理原理及影响化学位移和自旋-自旋裂分的因素；
6.学会解析核磁共振氢谱（1H-NMR），并学习综合利用IR和NMR等分析推断有机分子和聚合物的结构。
三、思考题节选
X射线衍射
解释名词：1.特征X射线2.相干散射3.倒易矢量 4.倒易球5.光电效应6.吸收限7.俄歇效应
8.X射线的激发电压9.X射线的工作电压10.非相干散射11.晶带12.晶带定律13.倒易点阵
简答题
1. X射线产生的条件是什么？
2. 空间点阵与晶体结构是什么关系？
3. 干涉指数与晶面指数是什么关系?
4. X射线在晶体中产生衍射的极限条件是什么？
5. 倒易矢量的基本性质？
6. X射线分析中工作电压如何选择?
7. X射线衍射仪中测角仪其什么作用？
8. 写出X射线定性物相分析的程序？
9. X射线衍射仪有什么用途？
10.什么是厄瓦尔德作图法？
11.正点阵中，同一晶带的面在倒易空间中与什么相对应？
12.四种类型点阵的系统消光规律？
13.用厄瓦尔德图法解释劳厄法的成像原理和劳厄斑点的分布规律？
14.什么是X射线粉末法衍射花样指数化方法？
15.什么是X射线谱中，波长最短的短波限对应的X射线光子能量应是最大，但为什么最大强度出现在中央、
16.说明标识X射线谱产生的机理。
17.用CuKαX射线摄得某物质的10条衍射峰，其θ角为21.89。，25.55。, 37.59。，45.66。, 48.37。，59.46。, 69.64。，74.05。, 74.61。,求其晶体结构、标定指数和晶格常数。
透射电镜
1.透射电子显微镜电子光学系统由哪几部分构成，各组成部分的主要功能有哪些？
2.透射电镜像差有哪些？产生的原因和影响因素是什么？
3.什么是微栅膜？如果有一平均粒度为20nm且分散性很好的纳米材料，如何选择载网支撑膜并制备合格的透射电镜样品？
4.衍射谱形成过程的物理本质是什么？如何利用布拉格公式或厄瓦尔德作图法来理解衍射谱的形成过程？
5、什么是倒易点阵？试说明倒易点阵与电子衍射谱之间的关系。
6.如图所示为某晶体的衍射谱，其中r1=r2，φ=60。。试分别按体心立方、面心立方、密排六方结构标定各斑点指数并确定晶带轴。
7．什么是衬度？透射电镜显微图像中有哪几种可能的衬度，产生的原因是什么？
8．衍衬运动学理论和动力学理论有什么联系和区别？试利用这两种理论分别解释等倾消光条纹的特点。
9、什么是双光束条件？如何获得中心明场像和中心暗场像？
10.缺陷衬度的来源是什么？如何通过透射电镜确定缺陷的位移矢量？
11.如果图4-66中所有位错均为全位错，根据此图是否可以确定位错A、B、D和E的柏格斯矢量？
12.什么是相位衬度和Scherzer欠焦条件？晶格条纹像与结构像有什么区别？
扫描电子显微镜和电子探针分析
1.电子束入射固体样品表面会激发哪些信号？它们有哪些特点和用途？
2.试比较透射电镜和扫描电镜的结构原理和成像特点。
3.扫描电镜的分辨率受哪些因素影响？所谓扫描电镜的分辨率是指用何种信号成像时的分辨率？
4.简述扫描电镜的特点。
5.扫描电镜在材料研究中有哪些应用？
6.要分析钢中碳化物成分和基体中碳含量，应选用哪种电子探针仪？为什么？
7.说明背散射电子像和吸收电子像的原子序数衬度形成原理，并举例说明在分析样品中元素分布的应用。
8.简述电子探针的基本工作方法及其应用。
扫描隧道显微镜和原子力显微分析
1.扫描隧道显微镜的工作原理是什么？什么是量子隧道效应？
2.扫描隧道显微镜主要常用的有哪几种扫描模式？各有什么特点、
3.隧道电流设定的大小意味着什么？
4.原子力显微镜有哪些工作模式？
5.STM、AFM、TEM、SEM各有什么特点？
第11章
1. 简述差热分析的原理及应用范围。
2. 试述差热分析中放热峰和吸热峰产生的原因有哪些？
3. 试解释差热分析的自动补偿作用。
4. 差热曲线包括哪些特征参数？结合实际应如何选取和应用？
5. 影响差热分析的仪器、试样和操作因素是什么？
6. 试推导定量DTA的曲线方程。
7. 为何差热分析只能进行定性和半定量分析？
第12章
1. 简述差示扫描量热法的原理和特点。
2. 差示扫描量热法是如何实现定量分析的？
3. 试述差热分析中放热峰和吸热峰产生的原因？
4. 请比较差热分析和差示扫描量热法的优缺点。
5. 试推导差示扫描量热法的曲线方程，并分析影响其曲线的因素。
第13章
1. 简述热重法的测试原理。
2. 简述热重法的影响因素。
3. 热重法与微商热重法相比各有何特点？
4. 举例说明热重法在材料研究中的应用。
第14章
1. 简述静态力学热分析中温度的校正方法。
2. 简述动态力学热分析的测试原理。
3. 请简述动态力学热分析的试验方法。
4. 举例说明动态力学热分析在材料研究中的应用。
5. 如何采用热分析方法测定高分子材料的玻璃化转变温度？
第15章
1. 产生红外吸收的条件是什么?是否所有的分子振动都会产生红外吸收光谱?为什么?
2. 红外光谱定性分析的基本依据是什么？简要叙述红外定性分析的过程。
3. 何谓基团频率?它有什么重要用途?
4. 何谓指纹区？它有什么特点和用途？
5. 计算乙酰氯中C=O和C-Cl键伸缩振动的基本振动频率(波数)各是多少? 已知化学键力常数分别为12.1 N/cm和3.4N/cm。
6. 化合物C2H5ON的红外光谱图如图15.18所示，试推断其结构。
图15.18化合物C2H5ON的红外光谱图
第16章
1. 简述核磁共振产生的条件。
2. 何谓化学位移？影响质子化学位移值的因素有哪些？
3. 何谓自旋偶合?何谓自旋分裂?它们在NMR分析中有何重要作用？
4. 在测定固体试样的核磁共振谱时，为何一般要配成溶液？
5. 某一化学式为C8H10的化合物，由其1H-NMR可知δH分别为1.2 ( t ,3H )，2.6 ( q ,2H ) ，7.1 ( b ,5H ) ppm，试推测该化合物的结构。
材料研究方法期末复习资料(不错)
材料研究方法复习 X射线,SEM（扫描电子显微镜）,TA,DTA,DSC,TG,红外,拉曼 1．X射线的本质是什么？是谁首先发现了X射线，谁揭示了X射线的本质？ 本质是一种波长很短的电磁波，其波长介于0.01-1000A。1895年由德国物理学家伦琴首先发现了X射线，1912年由德国物理学家laue揭示了X射线本质。 2．试计算波长0.071nm（Mo-Kα）和0.154A（Cu-Kα）的X射线束，其频率和每个量子的能量？ E=hν=hc/λ 3．试述连续X射线谱与特征X射线谱产生的机理 连续X射线谱:从阴极发出的电子经高压加速到达阳极靶材时，由于单位时间内到达的电子数目极大，而且达到靶材的时间和条件各不相同，并且大多数电子要经过多次碰撞，能量逐步损失掉，因而出现连续变化的波长谱。 特征X射线谱: 从阴极发出的电子在高压加速后，如果电子的能量足够大而将阳极靶原子中内层电子击出留下空位，原子中其他层电子就会跃迁以填补该空位，同时将多余的能量以X射线光子的形式释放出来，结果得到具有固定能量，频率或固定波长的特征X射线。 4. 连续X射线谱强度随管电压、管电流和阳极材料原子序数的变化规律？ 发生管中的总光子数(即连续X射线的强度)与: 1 阳极原子数Z成正比; 2 与灯丝电流i成正比; 3 与电压V二次方成正比: I 正比于i Z V2 可见，连续X射线的总能量随管电流、阳极靶原子序数和管电压的增加而增大 5. Kα线和Kβ线相比，谁的波长短？谁的强度高？
Kβ线比Kα线的波长短，强度弱 6．实验中选择X射线管以及滤波片的原则是什么？已知一个以Fe为主要成分的样品，试选择合适的X射线管和合适的滤波片？ 实验中选择X射线管要避免样品强烈吸收入射X射线产生荧光幅射，对分析结果产生干扰。必须根据所测样品的化学成分选用不同靶材的X射线管。 其选择原则是： Z靶≤Z样品+1 应当避免使用比样品中的主元素的原子序数大2－6（尤其是2）的材料作靶材。 滤波片材料选择规律是： Z靶＜40时： Z滤＝Z靶－1 Z靶＞40时： Z滤＝Z靶－2 例如: 铁为主的样品，选用Co或Fe靶,不选用Ni或Cu靶；对应滤波片选择Mn 7. X射线与物质的如何相互作用的，产生那些物理现象？ X射线与物质的作用是通过X射线光子与物质的电子相互碰撞而实现的。 与物质作用后会产生X射线的散射（弹性散射和非弹性散射），X射线的吸收，光电效应与荧光辐射等现象 8. X射线强度衰减规律是什么？质量吸收系数的计算？ X射线通过整个物质厚度的衰减规律： I/I0 = exp(-μx) 式中I/I0称为X射线穿透系数，I/I0 ＜1。I/I0愈小,表示x射线被衰减的程度愈大。μ为线性吸收系数 μm表示，μm＝μ/ρ 如果材料中含多种元素，则μm＝Σμmi w i其中w i为质量分数 9．下列哪些晶面属于[111]晶带？ （111）、（3 21）、（231）、（211）、（101）、（101）、（133），（-1-10），（1-12）， （1- 32），（0-11），（212），为什么？
现代材料研究方法知识点总结
一、X 射线谱（连续和特征）X 射线与物质相互作用 1、吸收限及其应用 定义：吸收系数发生突变的波长 激发K 系荧光辐射，光子的能量至少等于激出一个K 层电子所作的功W k h νk = Wk= hc/λk 只有 ν > νk 才能产生光电效应。 所以： λk 从激发荧光辐射角度称为激发限。从吸收角度看称为吸收限。 吸收限λk 的应用 （1）滤波片的选择 主要目的去除k β 原理：选择滤波片物质的λk 介于λ k α 和λk β之间。即Z 滤=Z 靶-1(Z 靶<40) Z 滤=Z 靶-2 (Z 靶>40) （2）阳极靶的选择 (1) Z 靶< Z 试样 (2) 自动滤波 Z 靶＝ Z 试样+1 或 ＋2 (3) Z 靶>> Z 试样最忌Z 靶+1或＋2＝Z 试样 2、X 射线与物质相互作用产生那些信息。 X 射线通过物质，一部分被散射，一部分被吸收，一部分透射。 3、衰减公式I=I 0e -μm ρH 1、衰减公式 相对衰减： μ：线衰减系数负号厚度↑ I ↓ 积分： 为穿透系数 2、衰减系数 1) 线衰减系数 I ：单位时间通过单位面积的能量 μ的物理意义：通过单位体积的相对衰减。 2) 质量衰减系数 X 射线的衰减与物质的密度有关，因此每克物质引起的相对衰减为 μ/ρ= μm H H m e I I ρμ-=0 3) 复杂物质的衰减系数 w ：重量百分比 μm = w 1μm1+ w 2 μm2 + w 3 μm3 +….+ w n μmn 4) μm 与λ、Z 的关系 μm ≈k λ3Z 3 λ<λk 时k=0.007 λ>λk 时 k=0.009 二、晶体学内容 7种晶系、倒易点阵。 晶系 点阵常数间的关系和特点 实例 三斜 单斜 斜方(正交) 正方 立方 六方 菱方 a ≠ b ≠c,α≠β≠γ≠90° a ≠b ≠c,α=β=90°≠γ(第一种) α=γ=90°≠β二种 a ≠b ≠c,α=β=γ=90° a=b ≠c α=β=γ=90° a=b=c α=β=γ=90° a=b ≠c α=β=90γ=120 a=b=c α=β=γ≠ 90° K2CrO7 β-S CaSO 42H 2O Fe 3C TiO 2 NaCl Ni-As Sb,Bi 倒易点阵的定义 若正点阵的基矢为a 、b 、c 。如果假设有一点阵其基矢为a*、b*、c*。两种基矢间存在如下关系： a*·a = b*·b = c*·c =1 a*·b = a*·c = b*·a =b*·c =c*·a =c*·b =0 则称基矢a*、b*、c*所确定的点阵为基矢a 、b 、c 所确定的点阵的倒易点阵。 倒易点阵也可用另一数学公式表达： 晶体点阵中晶包体积为 v =c·(a ?b) 因为:c*·c = 1= v/v 所以：c*·c = c·(a ?b)/v 即：c* =(a ?b)/v 同理：a* =(b ? c)/v b* =(c ? a)/v 任意倒易矢量 g=ha*+kb*+lc*必然垂直于正点阵中的（hkl ）面。 证明：g·AB =g·(OB-OA)=[ha*+kb*+lc*]·(b/k - a/h)=0 所以 g 垂直AB 同理：g 垂直BC 和CA 所以 g 垂直于（hkl ）面。 晶带、晶带轴、晶带面。 dx I dI I I I x x x dx x x ∝=-+dx I dI μ-=??-=H I I dx I dI H 00μH H H e I I H I I μμ-=?-=00 ln H H e I I μ-=0Idx dI -=μ
2013年秋季兰州理工大学《材料研究方法》期中考试复习题
2013年秋季兰州理工大学研究生《材料研究方法》考试复习题 一、名词解释 1）短波限 各种管电压下的连续X射线谱都具有一个最短的波长值，该波长值称为短波限。P6。 2）吸收限 吸收限是指对一定的吸收体，X射线的波长越短，穿透能力越强，表现为质量吸收系数的下降，但随着波长的降低，质量吸收系数并非呈连续的变化，而是在某些波长位置上突然升高，出现了吸收限。每种物质都有它本身确定的一系列吸收限。P13。 3）特征X射线 U时，在连续谱的某些特当加于X射线管两端的电压增高到与阳极靶材相应的某一特定值 k 定的波长位置上，会出现一系列强度很高、波长范围很窄的线状光谱，它们的波长对一定材料的阳极靶有严格恒定的数值，此波长可作为阳极靶材的标志或特征，故称为特征X射线。P8。 4）相干散射 当入射线与原子内受核束缚较紧的电子相遇，光量子不足以使原子电离，但电子可在X射线交变电场作用下发生受迫振动，这样的电子就成为一个电磁波的发射源，向周围辐射电磁波，这些散射波之间符合波长相等、频率相同、位相差相同的光的干涉条件，故称相干散射。P11。 5）光电效应 光电效应是入射X射线的光量子与物质原子中电子相互碰撞时产生的物理效应。当入射光量子的能量足够大时，可以从被照射物质的原子内部（例如K壳层）击出一个电子，同时外层高能态电子要向内层的K空位跃迁，辐射出波长一定的特征X射线。这种以光子激发原子所发生的激发和辐射过程称为光电效应。P12。 6）晶带面 在晶体结构和空间点阵中平行于某一轴向的所有晶面均属于同一个晶带，这些晶面叫做晶带面。P24。 7）系统消光
我们把因原子在晶体中位置不同或原子种类不同而引起的某些方向上的衍射线消失的现象称之为系统消光。P35。 8）球差 球差即球面像差，是由于电磁透镜的中心区域和边缘区域对电子的折射能力不符合预定的规律而造成的像差。P111。 9）像散 像散是由于电磁透镜磁场的非旋转对称性而引起的像差。P112。 10）色差 是由于入射电子波长（或能量）的非单一性所造成的。P112。 11）倒易点阵 倒易点阵是在晶体点阵的基础上按照一定的对应关系建立起来的空间几何图形，是晶体点阵的另一种表达形式。 二、简答题 1、试说明电子束入射固体样品表面激发的主要信号、主要特点和用途。P183-185。 2、扫描电镜的分辨率受哪些因素影响? 给出典型信号成像的分辨率，并说明原因。P188 3、透射电镜中有哪些主要光阑？在什么位置？其作用如何？P124。 4、何为波谱仪和能谱仪？说明其工作的三种基本方式，并比较波谱仪和能谱仪的优缺点。P198。 5、决定X 射线强度的关系式是 M c e A F P V V mc e R I I 2222 2230)()(32-???? ??=θθφπλ， 试说明式中各参数的物理意义? 6、比较物相定量分析的外标法、内标法、K 值法、直接比较法和全谱拟合法的优缺点？ 7、实验中选择X 射线管以及滤波片的原则是什么？已知一个以Fe 为主要成 分的样品，试选择合适的X 射线管和合适的滤波片？ 三、计算题 1、在立方点阵中画出下面的晶面和晶向。 2、已知面心立方铝的点阵常数a=0.40491nm ，今用CuKα（λ=1.5406?）辐射在衍射仪上扫
《近代材料研究方法2 》课程教学大纲
《近代材料研究方法2 》课程教学大纲课程代码：050332025 课程英文名称：Modern Materials Analysis Methods 适用专业：高分子材料与工程 课程总学时：48 讲课：40 实验：8 上机：0 适用专业：高分子材料与工程 大纲编写（修订）时间：2017.06 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 近代材料研究方法是高等学校材料类各专业开设的一门培养学生掌握材料现代分析测试方法的专业基础选修课，主要讲授X射线衍射、电子显微分析、热分析、光谱分析和核磁共振的基本知识、基本理论和基本方法，在材料类专业培养计划中，它起到由基础理论课向专业课过渡的承上启下的作用。本课程在教学内容方面除基本知识、基本理论和基本方法的教学外，着重培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。 通过本课程的学习，学生将达到以下要求： 1. 掌握X射线衍射分析、透射电子显微分析、扫描电子显微分析、热分析、光谱分析和 核磁共振的基本理论； 2. 掌握材料组成、晶体结构、显微结构等的分析测试方法与技术； 3. 具备根据材料的性质等信息确定分析手段的能力； 4. 具备对检测结果进行标定、分析解释的初步能力。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1.基本知识：掌握晶体几何学、X射线衍射以及电子显微分析方面的一般知识，了解X射线衍射仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜的工作、热分析、光谱分析和核磁共振原理以及适用范围。 2.基本理论和方法：掌握晶体几何学理论知识（晶体点阵、晶面、晶向、晶面夹角、晶带）；掌握特征X射线的产生机理以及X射线与物质的相互作用；掌握X射线衍射理论基础—布拉格定律；了解影响X射线衍射强度各个因子，掌握结构因子计算以及系统消光规律；掌握物相定性、定量分析原理及方法；掌握利用倒易点阵与厄瓦尔德图解法分析衍射现象；掌握电子衍射的基本理论以及单晶体电子衍射花样的标定方法；掌握表面形貌衬度和原子序数衬度的原理及应用；掌握能谱、波谱分析原理及方法；掌握原子光谱法、分子光谱法、电子能谱分析法、核磁共振、热分析法的基本原理和适用范围；了解相关仪器的主要部件和测试方法；了解质谱分析法和色谱分析法的基本原理和适用范围。。 3.基本技能：具备根据材料的性质等信息正确选用分析手段的能力；具备对检测结果进行标定和分析解释的初步能力；具有利用本课程基本知识进行科学研究的初步能力。能够独立进行X 射线衍射、扫描电镜、透射电镜、紫外-可见光光谱和热分析的样品制备与结果分析。 （三）实施说明 1．教学方法：以基本理论——工作原理——应用及结果分析为主线，对课程中的重点、难点问题着重讲解。由于本课程既具有理论性又具有实践性，因此在教学过程中要注意理论联系实际，通过实例锻炼学生分析解决问题的能力。采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；注意教授学生学会分析、解决问题的方法。处理好重点与难点，将各种分析方法的实际应用纳入教学过程，使学生能够利用所学知识解决实际问题。通过实例和作业，通过作业调动学生学习的主观能动性，强化学生运用知识的能力，培养自学能力。
材料研究方法复习题
1.Ｘ射线的波长范围大致为多少？Ｘ射线产生的基本原理及X射线管的基本结构 （1）0。0１-1０ｎm(２）高速运动的自由电子被突然减速便产生X射线；(3)X射线管的基本结构：使用最广泛的是封闭式热阴极X射线管，包括一个热阴极(绕成螺线形的钨丝）和一个阳极(靶），窗口，管内高真空（１０—7Ｔorr） 2.X射线谱的基本类型及其特点 X射线强度 I 随波长λ的变化曲线称为X射线谱，可分为连续X射线(由连续的各种波长组成,其波长与工作条件V、I有关）和特征X射线（又称标识X射线,不随工作条件而变，只取决于阳极靶的物质）。 3.描述X射线于物质的相互作用（俄歇效应和光电效应）课本图3.8 补充俄歇效应：当较外层的电子跃迁到空穴时，所释放的能量随即在原子内部被吸收而逐出较外层的另一个次级光电子，此称为俄歇效应,所逐出的次级光电子称为俄歇电子。它的能量是特征的，与入射辐射的能量无关。 4.X射线衍射的几何条件(布拉格方程或定律) Ｘ射线通过物质（晶体)后衍射线特征包括方向和强度，其中衍射线的方向与晶体的点阵参数（晶胞大小和形状）、入射线的方位及X射线波长有关,具体表现为:劳厄方程式、布拉格定律和倒易空间衍射公式. 5.X射线衍射分析的方法主要有哪些？各自的特点是什么？(注意λ和Θ的变化） 单晶：劳厄法（λ变，θ不变)；转晶法（λ不变，θ部分变化） 粉末：粉末照相法（粉末法或粉晶法) (λ不变,θ变)；粉末衍射仪法(λ不变，θ变化） 6.Ｘ射线衍射物相分析的基本原理（Ｉ/Ｉ0、2Θ) X射线衍射线的位置决定于晶胞的形状和大小，即决定于各晶面的晶面间距,而衍射线的强度决定于晶胞内原子种类、数目及排列方式,每种结晶物质具有独特的衍射花样，且试样中不同物质的衍射花样同时出现互不干涉，某物相的衍射强度取决于它在试样中的相对含量，当试样的衍射图谱中d值和I/I0与已知物质的数值一致时，即可判定试样中含有该已知物质. 7.说明Ｘ射线衍射仪法定性分析物相组成的基本过程,注意事项及ＰＤＦ卡片的检索方法 （1）X射线衍射定性分析是将试样的衍射谱与标准衍射谱进行比较鉴别,确定某种物相的存在以及确定该物相的结晶状态。其过程为：获得试样的衍射图谱—-求d值和I/Ｉ0值-—查索引——核对卡片。 （2)注意事项：1）ｄ值的数据比相对强度的数据重要，ｄ值一般要到小数点后第二位才允许有误差；2）低角度区域的数据比高角度区域的数据重要;３）了解试样的来源、化学成分和物理特性对作出正确结论十分有帮助；4）进行多样混合试样分析时要多次核对，若某些物质含量少,只出现一两条衍射线，以致无法鉴定；５）尽量与其它方法结合起来使用，如偏光显微镜、电子显微镜等;6）从目前所应用的粉末衍射仪看，绝大部分仪器均是由计算机进行自动物相检索过程，需结合专业人员的丰富专业知识，判断物相，给出正确的结论. （3)检索方法:字母索引：对已知物质,按物质英文名称的字母顺序排列；哈那瓦特法（Ｈanawａlｔ metｈod）:未知矿物，三强线或数值索引；芬克索引（Fink method） 8.何为X射线和荧光X射线? （1）X射线的产生见第一题（２）当较外层的电子跃入内层空穴所释放的能量不在原子内被吸收，而是以辐射形式放出，便产生荧光X射线，其能量等于两能级之间的能量差。 9.X射线荧光光谱分析的基本原理和主要用途 （1）荧光X射线的能量或波长是特征性的,与元素有一一对应的关系。测出荧光X射线的波长或能量，就可以知道元素的种类（定性分析基础）.此外,荧光Ｘ射线的强度与相应元素的含量有一定的关系(定量分析基础)。 （2)定性分析：根据荧光X射线的波长或能量可以确定元素的组成。定量分析:定量分析的依据是元素的荧光X 射线强度Ii与试样中该元素的含量Wi成正比。 10.X射线分析的主要用途（物相分析、晶体结构分析） 11.电子和固体物质相互作用可以产生哪些物理信号？各有何特点？ （1）二次电子；对试样状态非常敏感,显示表面微小的形貌结构非常有效,所成的电子像分辨率高，是扫描电镜中的主要手段。 （2)背散射电子：能量较高，但背散射电子像的分辨率较低。 （3)透射电子：能量损失情况视试样厚薄而定，较薄时大部分为弹性散射电子，成像比较清晰，电子衍射斑点比较明锐；试样较厚时,成像清晰度降低。
材料研究方法简单总结
XRD： ●所有的衍射峰都有一定的宽度是因为：1.晶体不是严格的晶体；2.X射线不是严格的单 色光；3.仪器设计造成。 ●XRD用途：1.精确测定晶胞参数——可反映晶体内部成分、受力状态等的变化，可用 于鉴别固溶体类型、测量固溶度、测定物质的真实密度等等。 2.物相定性分析——各衍射峰的角度位置所确定的晶面间距d以及它们的相对强度I/Io 是物质的固有特性。因而呢过用于五物相分析。 3.物相的（半）定量分析——外标法（物相数=2）；内标法（物相数>2）；基体冲洗法（修 正了内标法由于引入参比物导致的误差） 4.纳米物质平均粒度分析——当粒度小于200nm的时候，衍射线会发生宽化（相干散射 的不完全所致），测定待测样品的衍射峰的半高宽和标准物质的衍射峰的半高宽，用公式即可以得出纳米颗粒的平均粒度。 电镜： 电镜的缺陷：其实际分辨率达不到理论值 原因：电磁透镜存在像差（几何像差和色差） 几何像差：由透镜磁场几何形状上的缺陷而造成的，包括球差和像散。 球差：由于电磁透镜中心区域和边缘区域磁场强度的差异，从而造成对电子会聚能力不 同而造成的。 像散：由于透镜的磁场轴向不对称所引起的一种像差。 色差：由于成像电子的能量或波长不同而引起的一种像差。 像差的存在使同一物点散射的具有不同能量的电子经透镜后不再会聚于一点，而是在像 面上形成一漫射圆斑。 ●透射电镜（TEM）：1.观察水泥及其原料颗粒表面及聚集体的状态，揭示水泥熟料的微 细结构，研究水泥浆体的断面结构，观察其水化产物、未水化产物及孔的大小、形状和分布 2.黏土矿物的形态和结晶习性对陶瓷至关重要，可用TEM观察陶瓷的显微结构、点阵 缺陷和畸变。 3.TEM广泛应用于金相分析和金属断口分析。 4.TEM可以观察高分子粒子的形状、大小及分布。 ●扫描电镜（SEM）：用于形貌分析（观察粉体表面形貌、材料断面、材料表面形貌）●电子探针（EPMA 配合波谱仪或能谱仪使用）：主要用于材料表面层成分的定性和定 量分析 能谱仪（EDS） 优点：1.分析速度快；2.灵敏度高；3.谱线重复性好 缺点：1.能量分辨率低，峰背比低；2.使用条件苛刻 波谱仪（WDS） 优点：波长分辨率高 缺点：1.为了有足够的色散率，聚焦圆半径需足够大。导致X射线光子收集率低，使其对X射线利用率低 2.X光经衍射后，强度损失大，难以在低束流和低激发强度下使用 热分析 具体的研究内容有：熔化、凝固、升华、蒸发、吸附、解吸、裂解、氧化还原、相图制
《近代材料研究方法1》实验教学大纲
《近代材料研究方法1》实验教学大纲 课程名称：《近代材料研究方法》课程编码：050231037 课程类别：专业基础课课程性质：必修 适用专业：无机非金属材料工程、粉体工程 课程总学时：48 实验（上机）计划学时：8 开课单位：材料科学与工程学院 一、大纲编写依据 1、无机非金属材料工程2017版教学计划； 2、无机非金属材料工程专业《近代材料研究方法》理论教学大纲对实验环节的要求； 3、近年来《近代材料研究方法》实验教学经验。 二、实验课程地位及相关课程的联系 1、《近代材料研究方法》是无机非金属材料工程重要的专业基础课程； 2、本实验项目是《近代材料研究方法Ⅲ》课程综合知识的运用； 3、本实验是一门实践性很强的课程，在现代材料研究中，掌握先进的分析仪器和分析手段是非常重要的，可以提高学生分析解决问题能力，动手实验能力，增加学生就业竞争力。 4、本实验以《无机材料科学基础》、《物理化学》、《大学物理》为先修课。 5、本实验对毕业论文等工作具有指导意义。 三、本课程实验目的和任务 1、主要掌握X射线衍射仪、扫描电镜、电子探针、热分析法的基本理论， 2、掌握X射线衍射仪、扫描电镜、电子探针、热分析仪几种仪器的结构和实验方法，了解几种仪器的功能和使用范围，使学生正确选用仪器，获得必要信息。 3、培养学生观察问题、分析问题和独立解决问题的能力。 4、熟悉X射线衍射仪；进行立方晶系物质的指标化和晶格常数的计算。 5、能够对X射线衍射图谱进行标定，能够利用粉末衍射卡片对单相物质进行物相鉴定。 6、了解扫描电镜、电子探针的结构，学会观察二次电子及背反射电子像，掌握电子探针的点、线、面三种分析方法，通过设计性实验训练，使学生初步掌握根据需要选择合适的分析方法。 7、了解热分析仪的基本结构，能够对热分析曲线进行分析与标定。 8、培养正确记录实验数据和现象，正确处理实验数据和分析实验结果的能力以及正确书写实验报告的能力。 四、实验基本要求 1、实验项目的选定依据教学计划对学生工程实践能力培养的要求； 2、巩固和加深学生对X射线衍射、扫描电镜等基础知识的理解，提高学生综合运用所学知识的能力； 3、实验项目要求学生综合掌握本课程基本知识，并运用相关知识自行设计实验方案； 4、通过实验，要求学生做到： 学会根据需要选择分析检测手段； 能够预习实验，自行设计实验方案并撰写实验报告；
材料研究方法思考题答案重点及真题汇编
第1章 1、材料是如何分类的？材料的结构层次有哪些？ 答：材料按化学组成和结构分为：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料； 按性能特征分为：结构材料、功能材料； 按用途分为：建筑材料、航空材料、电子材料、半导体材料、生物材料、医用材料。 材料的结构层次有：微观结构、亚微观结构、显微结构、宏观结构。 2、材料研究的主要任务和对象是什么，有哪些相应的研究方法？ 答：任务：材料研究应着重于探索制备过程前后和使用过程中的物质变化规律，也就是在此基础上探明材料的组成(结构)、合成(工艺过程)、性能和效能及其之间的相互关系，或者说找出经一定工艺流程获得的材料的组成(结构)对于材料性能与用途的影响规律，以达到对材料优化设计的目的，从而将经验性工艺逐步纳入材料科学与工程的轨道. 研究对象和相应方法见书第三页表格。 3、材料研究方法是如何分类的？如何理解现代研究方法的重要性？ 答：按研究仪器测试的信息形式分为图像分析法和非图像分析法；按工作原理，前者为显微术，后者为衍射法和成分谱分析。 第2章 1、简述现代材料研究的主X射线实验方法在材料研究中有那些主要应用？ 答：现代材料研究的主X射线实验方法在材料研究中主要有以下几种应用： （1）X射线物相定性分析：用于确定物质中的物相组成 （2）X射线物相定量分析：用于测定某物相在物质中的含量 （3）X射线晶体结构分析：用于推断测定晶体的结构 2、试推导Bragg方程, 并对方程中的主要参数的范围确定进行讨论. 答：见书第97页。 3、X射线衍射试验主要有那些方法, 他们各有哪些应用，方法及研究对象. 答： 实验方法所用 辐射 样 品 照相法衍射仪法 粉末法劳厄法转晶法单色辐射 连续辐射 单色辐射 多晶或晶 体粉末 单晶体 单晶体 样品转动或固定 样品固定 样品转动或固定 德拜照相 机 劳厄相机 转晶-回 摆照相机 粉末衍射仪 单晶或粉末衍 射仪 单晶衍射仪 最基本的衍射实验方法有：粉末法，劳厄法和转晶法三种。由于粉末法在晶体学研究中应用最广泛，而且实验方法及样品的制备简单，所以，在科学研究和实际生产中的应用不可缺少；而劳厄法和转晶法主要应用于单晶体的研究，特别是在晶体结构的分析中必不可少，在某种场合下是无法替代的。 第3章 1、如何提高显微镜分辨本领，电子透镜的分辨本领受哪些条件的限制？ 答：分辨本领：指显微镜能分辨的样品上两点间的最小距离；以物镜的分辨本领来定义显微镜的分辨本领。光学透镜：d0 =0.061λ/n·sinα= 0.061λ/N·A，式中：λ是照明束波长；α是透镜孔径半角； n是物方介 质折射率；n·sinα或N·A称为数值孔径。 在物方介质为空气的情况下，N·A值小于1。即使采用油浸透镜(n=1.5；α一般为70°～75°)， N·A值也不会超过1.35。所以 d0≈1/2λ。因此，要显著地提高显微镜的分辨本领，必须使用波长比可见光短得多的 照明源。
材料研究方法复习资料.
1． X 射线的本质是什么？是谁首先发现了X 射线，谁揭示了X 射线的本质？ 本质是一种波长很短的电磁波，其波长介于0.01-1000A 。 1895年由德国物理学家伦琴首先发现了X 射线，1912年由德国物理学家laue 揭示了X 射线本质。 2． 试计算波长0.071nm （Mo-K α）和0.154A （Cu-K α）的X 射线束，其频率和每个量子的能 量？ E=h ν=hc/λ 3． 试述连续X 射线谱与特征X 射线谱产生的机理 连续X 射线谱: 从阴极发出的电子经高压加速到达阳极靶材时，由于单位时间内到达的电子数目极大，而且达到靶材的时间和条件各不相同，并且大多数电子要经过多次碰撞，能量逐步损失掉，因而出现连续变化的波长谱。 特征X 射线谱: 从阴极发出的电子在高压加速后，如果电子的能量足够大而将阳极靶原子中内层电子击出留下空位，原子中其他层电子就会跃迁以填补该空位，同时将多余的能量以X 射线光子的形式释放出来，结果得到具有固定能量，频率或固定波长的特征X 射线。 4. 连续X 射线谱强度随管电压、管电流和阳极材料原子序数的变化规律？ 发生管中的总光子数(即连续X 射线的强度)与: 1 阳极原子数Z 成正比; 2 与灯丝电流i 成正比; 3 与电压V 二次方成正比: I 正比于i Z V 2 可见，连续X 射线的总能量随管电流、阳极靶原子序数和管电压的增加而增大 5. K α线和K β线相比，谁的波长短？谁的强度高？ K β线比K α线的波长短，强度弱 6．实验中选择X 射线管以及滤波片的原则是什么？已知一个以Fe 为主要成分的样品，试选择合适的X 射线管和合适的滤波片？ 实验中选择X 射线管要避免样品强烈吸收入射X 射线产生荧光幅射，对分析结果产生干扰。必须根据所测样品的化学成分选用不同靶材的X 射线管。 Z 靶≤Z 样品+1 应当避免使用比样品中的主元素的原子序数大2－6（尤其是2）的材料作靶材。 滤波片材料选择规律是： Z 靶＜ 40时： Z 滤＝Z 靶－1 Z 靶＞40时： Z 滤＝Z 靶－2 例如: 铁为主的样品，选用Co 或Fe 靶,不选用Ni 或Cu 靶；对应滤波片选择Mn 7. X 射线与物质的如何相互作用的，产生那些物理现象？ X 射线与物质的作用是通过X 射线光子与物质的电子相互碰撞而实现的。 与物质作用后会产生X 射线的散射（弹性散射和非弹性散射），X 射线的吸收，光电效应与荧光辐射等现象 8. X 射线强度衰减规律是什么？质量吸收系数的计算？ X 射线通过整个物质厚度的衰减规律： I/I0 = exp(-μ x) 式中I/I0称为X 射线穿透系数， I/I0 ＜1。I/I0愈小,表示x 射线被衰减的程度愈大。μ为线性吸收系数 吸收常用质量吸收系数 μm 表示，μm ＝μ/ρ 如果材料中含多种元素，则μm ＝Σμmi w i 其中w i 为质量分数 9．下列哪些晶面属于[111]晶带？ （111）、（321）、（231）、（211）、（101）、（101）、（133），（-1-10），（1-12），（1-32），（0-11），（212），为什么？ 晶面（crystal plane ）——晶体结构一系列原子所构成的平面。 在晶体中如果许多晶面同时平行于一个轴向,前者总称为一个晶带,后者为晶带轴。 hu+kv+lw=0 与[111]晶带垂直，彼此相互平行 10．下面是某立方晶系物质的几个晶面，试将它们的面间距从大到小按次序重新排列：（12-3），（100），（200），（-311），（121），（111），（-210），（220），（130），（030），（2-21），（110）。 参考ch7-2-XRD P37 11.某正交（斜方）晶体的a=7.417?, b=4.945?, c=2.547?, 计算d110和d200。 参考ch7-2-XRD P37 12. X 射线衍射与可见光反射的差异 可见光的反射只是物体表面上的光学现象，而衍射是一定厚度内许多相同间距的晶面共同作用的
聚合物研究方法课程大纲
《材料研究方法与测试技术》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称：材料研究方法与测试技术（Research Methods of Materials） 课程编号：020711 课程类别：专业课 适用专业：高分子材料与工程专业（本科生） 学时：40 （学分：2） 先修课程：有机化学、高分子化学、高分子物理 内容概要：主要内容为，化学分析方法，波谱分析法，凝胶色谱法，热分析法，电镜分析法，材料研究方法的综合应用。 使用教材及参考书： 教材：张美珍主编，《聚合物研究方法》，中国轻工业出版社，2007年第一版 参考书： 1、汪昆华主编，《聚合物近代仪器分析》，清华大学大学出版社，2000年第二版 2、周玉主编，《材料分析方法》，机械工业出版社，2004年第一版 3、国内外相关刊物前沿性学术文章 二、课程的目的和任务 材料研究方法是材料科学的内容之一。主要介绍高分子材料中聚合物的现代仪器分析测试技术及方法。重点研究高分子材料中聚合物的微观结构与宏观性能之间内在的关系和一般规律。为评价高分子材料的质量、改性及新材料研究提供重要的依据。本课程是高分子材料与工程专业必修的技术专业课之一，旨在使学生具备有机聚合物材料结构分析表征所需的基础理论、基础知识和基本技能。课程的主要目的和任务是阐明有机聚合物材料科学领域中化学方法
和主要的仪器研究方法，使学生掌握各种研究方法的原理、适用范围和实验手段，为以后从事各类材料的组成剖析和开发研究打下良好的基础。 三、课程基本要求 1．了解重要的基本概念及其来源、含义与适用范围。 2．熟悉掌握化学分析和主要仪器分析方法的基本原理，了解各种分析方法的应用范围。 3．能运用所学理论及方法，分析测试常见有机聚合物材料的结构、成分等简单问题。 4．能初步综合运用所学知识，解决有机聚合物材料剖析与开发中的实际问题。 四、与其它课程的联系 本课程的先修课主要是有机化学、高分子化学和高分子物理。联系较多的是与有机聚合物的聚集态、物理化学性质，组成聚合物的有机单体中特征官能团的化学及波谱表征方法等内容。以上课程中的有关内容，在本课程中均属应用，未有重复。本课程应着重讲授运用化学分析及重要仪器分析方法，研究有机聚合物材料结构成分等有关内容。 五、大纲内容和要求 第一章绪论 1、材料研究方法的研究对象 2、材料研究方法的一般程序 3、发展方向和动态 要求学生了解材料研究方法的研究对象和任务、一般程序、发展方向和动态。并能按照指定参考书籍和国内外相关学科的期刊资料，经常阅读跟踪了解该学科的发展前沿。 第二章化学分析法 1、聚合物初步检验
材料研究方法作业答案
材料研究方法作业答案
材料研究方法
第二章思考题与习题 一、判断题 √1．紫外—可见吸收光谱是由于分子中价电子跃迁产生的。 ×2．紫外—可见吸收光谱适合于所有有机化合物的分析。 ×3．摩尔吸收系数的值随着入射波光长的增加而减少。×4．分光光度法中所用的参比溶液总是采用不含待测物质和显色剂的空白溶液。 ×5．人眼能感觉到的光称为可见光，其波长范围是200~400nm。 ×6．分光光度法的测量误差随透射率变化而存在极大值。 √7．引起偏离朗伯—比尔定律的因素主要有化学因素和物理因素，当测量样品的浓度极大时，偏离朗伯—比尔定律的现象较明显。 √8．分光光度法既可用于单组分，也可用于多组分同时测定。 ×9．符合朗伯—比尔定律的有色溶液稀释时，其最大吸
收波长的波长位置向长波方向移动。 ×10．有色物质的最大吸收波长仅与溶液本身的性质有关。 ×11．在分光光度法中，根据在测定条件下吸光度与浓度成正比的比耳定律的结论，被测定溶液浓度越大，吸光度也越大，测定的结果也越准确。（） √12．有机化合物在紫外—可见区的吸收特性，取决于分子可能发生的电子跃迁类型，以及分子结构对这种跃迁的影响。（） ×13．不同波长的电磁波，具有不同的能量，其大小顺序为：微波＞红外光＞可见光＞紫外光＞X射线。（）×14．在紫外光谱中，生色团指的是有颜色并在近紫外和可见区域有特征吸收的基团。（） ×15．区分一化合物究竟是醛还是酮的最好方法是紫外光谱分析。（） ×16．有色化合物溶液的摩尔吸光系数随其浓度的变化而改变。（） ×17．由共轭体系π→π*跃迁产生的吸收带称为K吸收带。（） √18．红外光谱不仅包括振动能级的跃迁，也包括转动能级的跃迁，故又称为振转光谱。（） √19．由于振动能级受分子中其他振动的影响，因此红
材料研究方法
核磁共振在分子筛催化剂表征中的研究应用 摘要 核磁共振己经发展成为一种不可取代的工具，它常被用来作为化学分析、结构确定和研究有机、无机以及生物体系的动力学的一种手段。核磁共振通常被用来表征合成产物的结构，是研究催化剂的强有力手段之一。介绍了固体核磁共振的基本原理及魔角旋转、高功率质子去耦、交叉极化、多脉冲同核去耦以及四级核的信号增强等一系列相关操作技术，综述了核磁共振在催化剂表征中的一些研究进展。 关键词：核磁共振；原理；催化剂；谱图表征
Application of NMR in Characterization of Molecular Sieve Catalysts Abstract NMR has evolved into an irreplaceable tool for chemical analysis, structural determination, and study of the dynamics of organic, inorganic, and biological systems. Nuclear magnetic resonance is often used to characterize the structure of synthetic products and is one of the powerful means of studying catalysts. The basic principles of solid-state NMR and the related operating techniques such as magic angle rotation, high power proton decoupling, cross polarization, multi-pulse homonuclear decoupling and four-stage nuclear signal enhancement are introduced. The characterization of NMR in catalysts is reviewed. Some of the research progress. Key words:Nuclear magnetic resonance；Principle；Catalyst；Spectral representation
开题报告“研究步骤、方法和措施”栏目填写方法
开题报告“研究步骤、方法和措施”栏目填写方法 栏目填写方法本栏目由开题者（学生）填写。要求回答本课题怎样研究的问题。可以分三个层次表述：即研究步骤、研究方法、研究措施。 1.研究步骤 研究步骤，也称写作步骤、写作程序等，具体指从提出问题到撰写成文的各个阶段。填写时可以如下表述： 第一步，选题； 第二步，搜集、阅读和整理资料； 第三步，证论与组织（拟写开题报告）； 第四步，撰写成文；第五步，论文修改与定稿；第六步，外文翻译。 为了使同学们对六个步骤有一个明晰的印象，以下逐个给予简单的介绍。 第一步，选题。 即选择研究课题，确定主攻方向，是撰写论文的第一步，是具有战略意义的大事。选题必须符合选题原则。 选题恰当与否直接关系到研究成果的质量水平。选题有导师命题分配和学生自拟自定两种方法。题目选择恰当，等于论文成功了一半。 第二步，搜集与阅读整理资料。 论文题目选好以后，接着就要搜集资料，进行知识积累。“巧妇难为无米之炊”，没有资料就无法进行科学研究。搜集资料要发挥高度的主观能动性，想方设法得到自己需要的东西。 资料来源主要有两个方面：一是文献资料；二是科学实验、观察、调查。 先谈谈文献资料的问题，文献资料是前人从事科学研究的总结。科学研究总是在前人研究的基础上进行的，有着继承性和连续性。我们要了解本课题研究的历史和现状、掌握动向、吸取经验教训、开扩思路、进行比较、做出判断等等，都需要参考资料，从中得到借鉴、印证、补充和依据。这些都是写作论文的必要素材。 再谈谈搜集科学实验、观察、调查材料的问题。科学实验是人们为暴露事物内部矛盾，揭示事物本质及其规律，发现其内部的矛盾而进行的变革研究对象
材料研究方法作业集合及复习思考题
第五章：热分析作业： 1、功率补偿型DSC和DTA的区别? 答：功率补偿型DSC分别有两个小加热器和传感器对试样和参比物加热和监控，从而消除试样和参比物的温度差，而DTA则没有这一功能。 2、热流型DSC和DTA的异同点? 答：热流型DSC与DTA仪器十分相似，不同之处在于试样与参比物托架下，置一电热片（通常是康铜），加热器在程序控制下对加热块加热，其热量通过电热片同时对试样和参比物加热，使之受热均匀。仪器所测量的是通过电热片流向试样和参比物的热流之差。 3、功率补偿型DSC和热流型DSC的异同点? 答：功率补偿型DSC采用零点平衡原理，通过两个小加热器和传感器对试样和参比物加热和监控，从而使两者温度恒定相等；热流型DSC主要通过加热过程中试样吸收/放出热量的流量来达到DSC分析的目的。 4、简述热分析的原理 答：在程序控制温度下，测量物质的物理性质随温度变化的一类技术称之为热分析。差热分析的原理：是在程序温度控制（升温或降温）下，测量试样与参比物（热惰性物质）之间的温度差与温度关系的一种技术。差示扫描量热分析原理：是在程序温度控制下，测量输入到物质和参比物之间的功率差与温度的关系的一种技术。 5、影响热分析的仪器、试样、操作因素有哪些？ 答： 1.仪器方面： （1）炉子的结构和尺寸：炉膛直径↓长度↑均温区↑，均温区温度梯度↓ （2）坩埚材料和形状： 金属热导性能好，基线偏离小，但灵敏度较低，峰谷较小。 非金属热导性能差，容易引起基线偏离。但灵敏度高，少样品大峰谷。 坩埚直径大，高度小，试样容易反应，灵敏度高，峰形也尖锐。 （3）热电偶性能与位置：置于物料中心点，插入试样和参比物应具有相同深度。 2.试样方面： （1）热容量和热导率变化： ①在反应前后，试样的热容量和热导率变化 1文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.
材料研究方法课后习题答案
目录 第一章绪论 (2) 第二章光学显微分析 (2) 第3章X射线衍射分析 (5) 第4章电子显微分析 (8) 第5章热分析 (12) 第6章光谱分析 (16) 第7章核磁共振分析 (19) 第8章质谱分析 (21) 第9章材料测试方法的综合应用 (22)
第一章绪论 1. 材料时如何分类的？材料的结构层次有哪些？ 答：材料按化学组成和结构分：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料 材料的结构层次有：微观结构、亚微观结构、显微结构、宏观结构。 2.材料研究的主要任务和对象是什么？有哪些相应的研究方法？ 答：任务：研究、制造和合理使用各类材料。 研究对象：材料的组成、结构和性能。 研究方法：图像分析法、非图形分析法：衍射法、成分谱分析。 成分谱分析法：光谱、色谱、热谱等； 光谱包括：紫外、红外、拉曼、荧光； 色谱包括：气相、液相、凝胶色谱等； 热谱包括：DSC、DTA等。 3.材料研究方法是如何分类的？如何理解现代研究方法的重要性？ 答：按研究仪器测试的信息形式分为图像分析法和非图形分析法； 按工作原理，前者为显微术，后者为衍射法和成分谱分析。 重要性： 1）理论：新材料的结构鉴定分析； 2）实际应用需要：配方剖析、质量控制、事故分析等。 第二章光学显微分析 1.区分晶体的颜色、多色性及吸收性，为何非均质体矿物晶体具有多色性？ 答：颜色：晶体对白光中七色光波选择吸收的结果。 多色性：由于光波和晶体中的振动方向不同，使晶体颜色发生改变的现象。 吸收性：颜色深浅发生改变的现象称为吸收性。 光波射入非均质矿物晶体时，振动方向是不同的，折射率也是不同的，因此
材料研究方法考试
1、相比于纯铜而言，青铜具有哪些明显的优点？ 答：更坚韧，更耐磨。 2、请分别画出传统材料与环境材料的材料-环境系统示意图。 3、请画出材料科学与工程学科的四要素（四面体）。请用该四面体来分析不锈钢和普通碳钢这两种材料。 答：性能：不锈钢密度略低于普通碳钢，而电阻率高于普通碳钢， 不锈钢的线膨胀系数较大，而热导率较低。不锈钢具有焊接性，耐腐蚀性，抛光性。 结构成分：普通碳钢的质量分数小于2.11%而不含有特意加入的合金元素，即以铁，碳，锰为主要元素的合金，所以机械性能通常不如合金钢； 不锈钢隶属于合金钢范畴，一种高合金钢，含有大量的铬，还有的含有大量的镍和一定量的钛。铬的作用就是让钢具有耐腐蚀性，镍的作用是降低不锈钢的奥氏体化温度。合金元素的总含量可达到10~28%，所以它是高合金钢。 制备加工：普通碳钢：的冶炼通常在转炉、平炉中进行。转炉一般冶炼普通碳素钢，而平炉可以冶炼各种优质钢。近年来氧气顶吹转炉炼钢技术发展很快，有趋势可代替平炉炼钢。 不锈钢：在钢的冶炼是加入适当的铬、镍、钛等元素，这些元素的含量决定了不锈钢的牌号及防锈性能，冶炼好浇铸或连铸成毛坯，再经过轧机轧成各种规格的钢板及型材，轧好的钢板及型材还可以在表面进行拉丝和抛光处理，改善外观效果。 4、什么是纳米材料？材料的纳米效应有哪些？请举例说明其中的“量子效应”。答：纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(0.1-100 nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。纳米效应：尺寸、晶界、量子→纳米结构表征。美国1995年提出麻雀卫星，重量不足10千克，用纳米材料制造，采用微机电体化集成技术整合。若在太阳同步轨道. 上布置648颗纳米卫星，就可以全面监视地球。 5、材料科学有哪些共性规律？