同济大学材料研究方法07真题及答案解析

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同济大学材料学院材料学专业 ——2007年真题及解析

科目一： 代码：821 科目名称：材料研究方法

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考试年份：2007 招生专业：材料学 研究方向：

01高性能水泥基材料 02智能材料 03新型建筑材料 04生态环境材料 05无机功能材料 06高分子功能材料 07高分子材料改性 08生物医用材料 09金属功能材料 10纳米材料

11材料体系分析与建模方法

一、真题

1．电子束轰击到固体样品表面会产生哪些主要物理信号？研究材料的表面形貌一般收集哪种物理信号？并说明其衬度原理研究材料表面元素分原布状况应收集哪些信息，并收明其衬度理。

2．简述DSC的种类和定量热分析原理，举例说明其在材料研究领域的应用。 3．请详述电子衍射和X射线衍射的异同点。

4．请说述电子探针中波谱的原理和应用，并简述波谱与能谱在应用方面的异同。

5．写出布拉格方程，分析物质产生X衍射的充要条件，简述X射线粉末衍射物相鉴定过程。请说明样品制备对物相鉴定的影响。 6．简述特征X射线的产生，性质和应用。

7．简述红外光谱用于分子结构分析的基础，说明其应用。 8．采用何种手段可以研究高分子材料的结晶。

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？ 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？

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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。 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。

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。 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。 15．拟定方案，解决玻璃体内夹杂物的鉴定。

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。 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。 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。

二、解析

1．电子束轰击到固体样品表面会产生哪些主要物理信号？研究材料的表面形貌一般收集哪种物理信号？并说明其衬度原理研究材料表面元素分原布状况应收集哪些信息，并收明其衬度理。

1.参考答案：

主要物理信号：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 研究表面形貌的信号：

1.背散射电子 2. 二次电子6.俄歇电子

研究表面元素分布应选择背散射电子，应为其对元素的变化比较敏感。 试题解析：

2.知识点：电子与物体的相互作用 3.答题思路：简述个知识点

历年考频：此考点在近五年中共出现3分别为：04，06，07年。

2．简述DSC的种类和定量热分析原理，举例说明其在材料研究领域的应用。

1.参考答案：

DSC分为两种。分别为功率补偿型和热流型 原理：：DSC技术是在程序控制温度下，测量输入到试样和参比物的能量差随温度或时间变化的一种技术。

差示扫描量热分析法就是为克服差热分析在定量测定上存在的这些不足而发展起来的一种新的热分析技术。该法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。因此在灵敏度和精度方面都大有提高。

DSC技术的特点：由于试样用量少，试样内的温度梯度较小且气体的扩散阻力下降，对于功率补偿型DSC有热阻影响小的特点。

应用：1.纯度分析 2.定量分析 3.纯度分析 4.比热容测定 试题解析：

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2.知识点：DSC的种类和定量热分析原理 3.答题思路：综合分析各知识点

历年考频：此考点在近五年中共出现3，分别为：04，06，07年。

3．请详述电子衍射和X射线衍射的异同点。

1.参考答案：

相同点：都是通过衍射谱线进行分析

不同点：1）.透射电镜常用双聚光镜照明系统，束斑直径为1~2μm，经过双聚光镜的照明束相干性较好。

（2）.透射电镜有三级以上透镜组成的成像系统，借助它可以提高电子衍射相机长度。普通电子衍射装置相机长度一般为500mm左右，而透射电镜长度可达1000~5000mm。

（3）.可以通过物镜和中间镜的密切配合，进行选区电子衍射，使成像区域和电子衍射区域统一起来，达到样品微区形貌分析和原位晶体学性质测定的目的。

试题解析：

2.知识点：子衍射和X射线衍射的异同点 3.答题思路：对比两个知识点的异同

历年考频：此考点在近五年中共出现3，分别为：04，06，07年。

4．请说述电子探针中波谱的原理和应用，并简述波谱与能谱在应用方面的异同。

1.参考答案：

波谱仪利用某些晶体对X射线的衍射作用来达到使不同波长分散的目的。 波谱仪分为两种1.旋转式波谱仪 2.直进式波谱仪

1)所用的Si(Li)探测器尺寸小，可装在靠近样品的区域：接收X射线的立体角大，X射线利用率高，可达10000脉冲/s·10-9A;而波谱仪仅几十到几百脉冲/s·10-9A。能谱仪在低束流下(10-10～10-12A)工作，仍能达到适当的计数率，束斑尺寸小，最少可达0.1μm3，而波谱仪大于1μm3。 2)分析速度快，可在2～3分钟内完成元素定性全分析。 3)能谱仪不受聚焦圆的限制，样品的位置可起伏2～3mm。 4)工作束流小，对样品的污染作用小。

5)能进行低倍X射线扫描成象，得到大视域的元素分布图。 6)分辨本领比较低，只有150eV(波谱仪可达10eV)。 7)峰背比小，一般为100，而波谱仪为1000。

8)Si(Li)探测器必须在液氮温度(77K)下使用，维护费用高。

试题解析：

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