同济大学-材料学专业-《材料研究方法》考研真题(2)
本站小编 免费考研网/2015-10-29
试题解析:
2.知识点:光谱分析的基础及应用
3.答题思路:简述两知识点
历年考频:此考点在近五年中共出现2次,分别为:04,07年。
8.采用何种手段可以研究高分子材料的结晶。
1.参考答案:
主要的研究方法为热分析,详细内容请见P235 5.7 热分析技术的应用
考试的时候我不建议回答此类问题,不易答全。
试题解析:
2.知识点:研究方法的综合应用
3答题思路:联系研究方法的今本知识点与专业课内容
历年考频:此考点在近五年中共出现1次,分别为:07年.
9.聚合物的填充改性及共混是高分子材料改的常用手段,如何研究无机填充材料在高聚物基体中的分布情况?如何研究共混物中各相的形态?
1.参考答案:
研究聚合物的填充改性及共混是高分子材料改性的常用手段,在分析填充材料在高聚物基体的分布情况课选用扫面电镜或透射电镜,其中扫描电镜的分辨率稍低,但立体感强;透射电镜的分辨率高,但制样困难,且立体感差。
在研究共混物中的各相形态上可采用XRD。
试题解析:
2.知识点:研究方法的综合应用
3.答题思路:联系研究方法的今本知识点与专业课内容
历年考频:此考点在近五年中共出现1次,分别为:07年.
10.核磁共振谱中不同质子产生不同化学位移的根本原因是什么?化学位移的主要影响因素有哪些?核磁共振谱中的信号强度可以提供何种信息?
1.参考答案:
某一质子吸收峰出现的位置与标准物质质子吸收峰出现的位置之间的差异称为该质子的化学位移。
它是分析分子中各类氢原子所处位置的重要依据。
影响化学位移的因素有:原子与分子的磁屏蔽、诱导效应、共轭效应、磁各向异性效应、范德华效应、氢键效应、溶剂效应、介质磁化率效应、顺磁效应。
NMR谱上可以用积分线高度反应出信号强度。各信号峰强度之比,应等于相应的质子数之比。只要将峰面积加以比较,就能确定个组质子的数目,积分线的个阶梯度高度代表了各组峰面积。于是根据积分线的高度可计算出各组峰相对应的质子峰。
试题解析:
2.知识点:NMR的基本概念
3.答题思路:简述概念
历年考频:此考点在近五年中共出现1次,分别为:07年
11.请详细描述金相试样的制备过程,并画出碳马氏体和高碳马氏体的组织示意图,解释其区别。
1.参考答案:
这道题金属方向可选答,我不懂啊!
试题解析:
2.知识点:金相样品的制备过程及碳马氏体和高碳马氏体的组织
3.答题思路:无
历年考频:此考点在近五年中共出现1次,分别为:07年
12.举例说明透射电镜在金属材料研究方面的应用,说明其原理。
1.参考答案:
透射电镜在金相分析和金属断口分析方面得到了广泛的应用。在金属断口分析方面,人们借助透射电镜比用肉眼和放大镜更深刻地认识断口的特征、性质,揭示了断裂过程机理,研究影响断裂的各种因素,对失效分析非常有效。而在金相分析方面,利用透射电镜的高放大倍数,可以显示光学显微镜无法分辨的显微组织细节。
这是由于透射电镜的高分辨率所致的。
: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。
实际上,透镜的分辨本领除了与衍射效应有关以外,还与透镜的像差有关(球差)。
试题解析:
2.知识点:透射电镜的应用
3.答题思路:介绍基本应用及原理即可
历年考频:此考点在近五年中共出现1,分别为:07年
13.制备金属材料透射电子显微镜试样时一般采用双喷法制样,请详述其原理。
1.参考答案:
将电解液利用机械喷射的方法喷到试样上将其薄化成薄膜。这种方法所获得的薄膜与大块样品组织、结构相同,但设备较为复杂。
试题解析:
2.知识点:透射电镜的样品制备与专业课内容
3.答题思路:结合两者作答
历年考频:此考点在近五年中共出现1次,分别为:07年。
14.请详述多晶,非晶,纳米晶体材料在透射电子显微镜选区稍微图像中的区别。
1.参考答案:
应该属于超纲范围!
试题解析:
2.知识点:透射电子显微镜的应用
历年考频:此考点在近五年中共出现1次,分别为:07年。
15.拟定方案,解决玻璃体内夹杂物的鉴定。
1.参考答案:
1.应用透射电镜,扫描电镜分析夹杂物的形貌与分布
2.应用电子探针研究夹杂物的元素分布
3.应用XRD研究夹杂物的物相
4.应用热分析研究夹杂物的相变。
试题解析:
2.知识点:研究方法的综合应用
3.答题思路:结合专业与综合应用作答
历年考频:此考点在近五年中共出现1次,分别为:07年。
16.采用合适的现代技术表征法分析硅酸盐水泥水化进程,请简要评述你给出的方法。
1.参考答案:
1.应用扫描电镜来观察水化各个时期的表面形貌等
2,应用XRD研究水哈各个时期的物相组成
3.应用X射线小角度衍射也可获得很好的效果
试题解析:
2.知识点:研究方法的综合应用
历年考频:此考点在近五年中共出现1,分别为:07年。
17.叙述X射线粉末衍射分析无机材料的方法有哪几种,并加以评述。
1.参考答案:
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
试题解析:
2.知识点: X射线实验方法在材料研究中的应用
3.答题思路:简述知识点即可
历年考频:此考点在近五年中共出现2次,分别为:04.07年。
18.请简要叙述布拉格方程在材料微观结构分析和表征领域中的应用。
1.参考答案:、
布拉格方程在材料微观结构分析和表征领域中有重要的应用。
主要应用在XRD和电子衍射中。
试题解析:
2.知识点:布拉格方程
3.答题思路:综合分析
历年考频:此考点在近五年中共出现3分别为:04,06,07年
04真题
二、解析
1. X射线与物质相互作用时会产生那些效应?利用其中那些效应可以进行晶体结构的分析鉴定?如何利用X射线衍射分析法鉴定晶态与非晶态?
参考答案:
X射线可使一些物质发出可见的荧光,使离子固体发出黄褐色或紫色的光,破坏物质的化学键,促使新键形成,促使物质的合成,引起生物效应,导致新陈代谢发生变化。但就X射线与物质之间的物理作用,可分为X射线散射与吸收。
利用X射线的散射效应可以进行晶体结构的分析鉴定。
利用X射线衍射分析法鉴定晶态与非晶态观察得到的衍射图谱即可,如被分析材料为晶态,则图谱为明显的衍射峰;若为非晶态,则为“馒头峰”。
试题解析:
4) 知识点:3.1.5 X射线与物质的作用
5) 答题思路:叙述基本概念即可,送分题。
6) 历年考频:此考点在近五年中共出现3次,分别为:04,06,07年。
2. 画出晶体对X射线衍射的示意图,写出布拉格方程,并说明该方程中各参数的意义。
参考答案:
1.见书71页 图3.15 面网“反射”X射线的条件
2. 布拉格方程为 2dsinθ=nλ
式中 n为整数; θ角称为布拉格角或掠射角,又称半衍射角,λ
为入射线波长; d为晶面间距。
试题解析:
4) 知识点:3.2.2 劳厄方程和布拉格方程
5) 答题思路:叙述基本概念即可。
6) 历年考频:此考点在近五年中共出现5次,每年都会出题,应引起高度重视。
3.X射线衍射方法在材料研究中有哪些应用?请具体阐述。
参考答案:
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
试题解析:
1) 知识点:X射线物相分析
2) 答题思路:综合性概念知识
3) 历年考频:此考点在近五年中共出现3次,分别为:04,06,07年。
4.请阐述电子与固体物质相互作用时产生的各种电子信号,并介绍这些电子信号在材料分析研究中的各种用途。
参考答案:
1.背散射电子 2. 二次电子 3. 吸收电子 4. 透射电子 5. 特征X射线 6.俄歇电子
这些电子信号在材料分析中有很广泛的应用,利用这些电子信号而发明了扫描电子显微镜和电子探针等仪器,其中背散射电子和二次电子常用作扫描电镜的电子源;利用俄歇电子可以制成俄歇电子显微分析仪;利用特征X射线发明了电子探针。吸收电子和透射电子由于分辨率较差,所以应用较少。
试题解析
4) 知识点:扫描电镜成像成像的物理信号等内容
5) 答题思路:综合所学知识点
6) 历年考频:此考点在近五年中共出现2次,分别为:04,07年.
5.试讨论加热速度、试样颗粒度、炉内压力和气氛对差热分析结果的影响,为什么说差热分析只能进行定性或半定量分析,而示差扫描量热分析法则可以进行定量分析?
参考答案:
答:P216
1.升温速度 在差热分析中,升温速度的快慢对差热曲线的基线、峰型和温度都明显的影响。升温越快,更多的反应将发生在相同的时间间隔内,峰的高度、峰顶或温差将会变大,因此出现尖锐而狭窄的峰。同时,不同的升温速度还会明显影响峰顶温度。
2.颗粒的大小会对差热曲线有显著的影响。对于有气相反应来说都要经过式样颗粒表面进行,因此粒度越小其表面积越大,反应速度越快,峰温向低温方向移动;另外,又因细粒度装填妨碍了气体扩散,使粒间分压变化,峰型扩张,峰温又要向高温方向移动。
3.压力对反应中体积变化很小的试样影响不大,而对于体积变化明显的试样则影响显著。对于气氛控制通常有两种形式,静态气氛和动态气氛。只要控制好气体流量就能获得好的实验结果。
在差热分析中当试样发生热效应时,试样本身的升温速度是非线性的,而且在发生热效应时,试样与参比物及试样周围的环境有较大的温差,它们之间会进行热传递,降低了热效应测量的灵敏度和精确度,所以DTA仅能进行定性和半定量分析。
而DSC克服这些不足,通过对试样因发生热效应而发生的能量变化进行及时的应有的补偿,保持试样与参比物之间温度始终保持相同,无温差、无热传递,使热损失小检测信号大,可进行实现定量分析。
试题解析:
4) 知识点:5.3.2 差热曲线的影响因素
5) 答题思路:综合差热曲线的影响因素进行分析
6) 历年考频:此考点在近五年中共出现2次,分别为:04,07年。
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