現(xiàn)代分析測試技術(shù)復(fù)習(xí)題1

1、1. X射線衍射分析測試，對粉末樣品要求顆粒粒徑是大還是??？為什么？一般定性分析時(shí)粒度應(yīng)小于40mm (250-350目），定量分析時(shí)粒度應(yīng)小于10 mm 。一般體積需要20mm×18mm×0.2mm或20mm×18mm×0.5mm在X射線衍射實(shí)驗(yàn)中任何一種粉末的衍射技術(shù)都要求樣品是十分細(xì)小的粉末顆粒，(1) 只有這樣才可以使試樣在受光照的體積中有足夠多數(shù)目的晶粒；(2) 才能滿足獲得正確的粉末衍射圖譜數(shù)據(jù)的條件：即試樣受光照體積中晶粒的取向的完全隨機(jī)性；只有這樣才能保證用照相法獲得相片上的衍射環(huán)是連續(xù)的線條；(3) 才能保證用衍射儀法獲得的衍射強(qiáng)度值有

2、很好的重現(xiàn)性，才能有效抑制由于晶癖帶來的擇優(yōu)取向；(4) 才能在定量解析多相樣品的衍射強(qiáng)度時(shí)，忽略消光和微吸收效應(yīng)對衍射強(qiáng)度的影響。粉末樣品制備通常分為兩步，首先需把樣品研磨成適合衍射實(shí)驗(yàn)用的粉末，然后，把樣品粉末制成有一個(gè)十分平整平面的試片。粉末樣品要求磨成320目的粒度，大約40微米（如果需要做結(jié)構(gòu)精修，樣品需磨成10微米左右）。(5) 如果粒度粗太大衍射強(qiáng)度底，峰形不好，分辨率低。如果樣品太細(xì)，小于100nm以下，容易造成衍射峰寬化。樣品顆粒的大小影響著樣品衍射的最大相對強(qiáng)度及其對峰位的變化，對衍射峰位影響不是很大，而衍射的最大相對強(qiáng)度則隨樣品顆粒度的減小而明顯增強(qiáng)。粉末樣品要求大約1-

3、2克，如果太少也需5毫克。要了解樣品的物理化學(xué)性質(zhì)，如是否易燃，易潮解，易腐蝕、有毒、易揮發(fā)。樣品可以是金屬、非金屬、有機(jī)、無機(jī)材料粉末。2. 在掃描電鏡分析中，背散射電子的分析是否可以用于成份的定性分析？背散射電子是指被固體樣品原子反彈回來的一部分入射電子，它來自樣品表層幾百納米的深度范圍，其能量很高，彈性背散射電子能量近似于入射電子能量。背散射電子產(chǎn)額隨原子序數(shù)的增加而增加，不僅能用作形貌分析，也可用來顯示原子序數(shù)襯度，定性地用作成份分析。背散射電子是被固體試樣反射回來的一部分入射電子,因而也稱為反射電子或初級背散射電子,其能量在50eV到接近入射電子的能量.背散射電子像既可以用來顯示形貌

4、襯度,也可以用來顯示成分襯度.  3. 如圖為二次電子形貌襯度示意圖的部分，請完成二次電子信號強(qiáng)度示意（本題已經(jīng)完成），并說明理由。 二次電子產(chǎn)生的規(guī)律：1.二次電子產(chǎn)額與入射電子束能量有關(guān)，有一個(gè)較大范圍的高產(chǎn)額;2.二次電子產(chǎn)額與入射電子束角度有關(guān)，角度越大產(chǎn)額越大4. 差示掃描量熱DSC與差熱分析DTA的原理及儀器主要構(gòu)造上有何不同？(DSC與DTA，原理 手寫1頁儀器主要構(gòu)造：核心元件不同，DSC的是加熱及檢測裝置，DTA的是溫差熱電偶)DSC是在程序溫度控制下，測量試樣與參比物之間單位時(shí)間內(nèi)能量差（或功率差）隨溫度變化的一種技術(shù)。它是在差熱分析（DTA，Differenti

5、al Thermal Analysis）的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種熱分析技術(shù)，DSC在定量分析方面比DTA要好，能直接從DSC曲線上峰形面積得到試樣的放熱量或吸熱量。DSC儀主要有功率補(bǔ)償型和熱流型兩種類型。DSC和DTA儀器裝置相似，所不同的是在試樣和參比物容器下裝有兩組補(bǔ)償加熱絲，當(dāng)試樣在加熱過程中由于熱效應(yīng)與參比物之間出現(xiàn)溫差T時(shí)，通過差熱放大電路和差動(dòng)熱量補(bǔ)償放大器，使流入補(bǔ)償電熱絲的電流發(fā)生變化，當(dāng)試樣吸熱時(shí)，補(bǔ)償放大器使試樣一邊的電流立即增大；反之，當(dāng)試樣放熱時(shí)則使參比物一邊的電流增大，直到兩邊熱量平衡，溫差T消失為止。換句話說，試樣在熱反應(yīng)時(shí)發(fā)生的熱量變化，由于及時(shí)輸入電功率而得到補(bǔ)

6、償，所以實(shí)際記錄的是試樣和參比物下面兩只電熱補(bǔ)償?shù)臒峁β手铍S時(shí)間t的變化關(guān)系。如果升溫速率恒定，記錄的也就是熱功率之差隨溫度T的變化關(guān)系。差熱分析DTA是利用差熱電偶來測定熱中性體與被測試樣在加熱過程中的溫差將差熱電偶的兩個(gè)熱端分別插在熱中性體和被測試樣中，在均勻加熱過程中，若試樣不發(fā)生物理化學(xué)變化，沒有熱效應(yīng)產(chǎn)生，則試樣與熱中性體之間無溫差，差熱電偶兩端的熱電勢互相抵消，若試樣發(fā)生了物理化學(xué)變化，有熱效應(yīng)產(chǎn)生，試樣與熱中性體之問就有溫差產(chǎn)生，差熱電偶就會(huì)產(chǎn)生溫差電勢。將測得的試樣與熱中性體問的溫差對時(shí)間(或溫度)作圖，就得到差熱曲線(DTA曲線)。在試樣沒有熱效應(yīng)時(shí)，由于溫差是零，差熱曲線

7、為水平線；在有熱效應(yīng)時(shí)，曲線上便會(huì)出現(xiàn)峰或谷。曲線開始轉(zhuǎn)折的地方代表試樣物理化學(xué)變化的開始，峰或谷的頂點(diǎn)表示試樣變化最劇烈的溫度，熱效應(yīng)越大，則峰或谷越高，面積越大。5. 如圖是三氟醋酸乙酯的XPS譜一部分（C1s），能否大致確定每個(gè)出峰對應(yīng)的C？6. 有人對鋁片粘接破壞進(jìn)行了測試，SEM結(jié)果表明膠層剝離后的鋁片表面與干凈鋁片一樣，沒有膠黏劑的殘留點(diǎn)，XPS分析結(jié)果如圖所示：a是膠黏劑本身，b是剝離的鋁片，c是將剝離的鋁片進(jìn)行離子刻蝕15rain(每90s刻去一個(gè)原子的單分子層)，d是干凈鋁片的。XPS說明了什么？顏色較深的區(qū)域?yàn)殇X合金基體, 顏色較淺區(qū)域?yàn)檎衬z層?？煽闯? 在各種粘接力作用下

8、, 界面區(qū)域結(jié)合良好, 無明顯裂縫存在。 應(yīng)該是鋁片/膠黏劑界面 的破壞面 膠黏劑與鋁片的膠黏效果好（不好）7. 面心點(diǎn)陣單位晶胞中有4個(gè)原子，坐標(biāo)分別為（0,0,0），（1/2,1/2,0），(1/2,0,1/2), (0,1/2,1/2)，試根據(jù)結(jié)構(gòu)因子的計(jì)算說明其反射和消光情況。 原子在晶胞中的位置 晶面指數(shù) fj是晶胞中各原子的散射因子。J1，2，當(dāng)結(jié)構(gòu)因子振幅的平方çFHKLê2=0, 散射強(qiáng)度為0，屬于消光晶胞中原子數(shù)n=4，在坐標(biāo)中分別位于（0,0,0),(1/2,1/2,0),(0,1/2,1/2)和(1/2,0,1/2)，代入公式可以得到：書59頁（3）說

9、明面心點(diǎn)陣只有晶面指數(shù)為全奇或全偶時(shí)才會(huì)出現(xiàn)衍射現(xiàn)象，如（111),(200),(220),(311),(222)等。(PS:公式帶入計(jì)算)8. 如圖為某高分子/無機(jī)納米復(fù)合材料拉伸斷裂后斷面的SEM圖，你從該圖中能得到哪些有用的信息。（10分）從圖中可以看出測試的尺寸單位是10m；可以認(rèn)為是發(fā)生了韌性斷裂，且斷裂面不平整；圖中表明有固體添加物，它在以起到應(yīng)力集中的作用；有納米粒子的團(tuán)聚，添加的填料是團(tuán)聚狀9. 如圖是PC和PET淬火后的升溫曲線，從圖中曲線可以看見兩種高聚物結(jié)晶過程有什么明顯差別？（PET先結(jié)晶，后熔融；PC沒有結(jié)晶，直接熔融）PET因?yàn)榉肿渔溔犴樞暂^差，所以一般的冷卻過程中

10、沒有足夠的時(shí)間使其結(jié)晶完全，而在下一次加熱的過程中，到達(dá)一定的溫度時(shí)，分子鏈能夠發(fā)生運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步排入晶格，所以出現(xiàn)冷結(jié)晶。溫度再升高，就發(fā)生熔融了。因此，如果你的樣品熔融之前應(yīng)經(jīng)經(jīng)過退火處理或者降溫速度很慢，使得能夠結(jié)晶的部分基本都結(jié)晶了的話，那么在再次加熱的過程中，將不會(huì)出現(xiàn)冷結(jié)晶峰。為了得到明確的Tg和冷結(jié)晶信息，需要對試樣進(jìn)行淬火處理，所謂淬火就是將PET熔體迅速降溫至凝固狀態(tài)，使試樣內(nèi)部結(jié)構(gòu)仍保持熔融時(shí)無定形狀態(tài)。PET的冷結(jié)晶過程是由鏈段運(yùn)動(dòng)控制的，鏈段運(yùn)動(dòng)越容易則結(jié)晶速率越快。聚碳酸酯主鏈上苯環(huán)密度更大,不能結(jié)晶。10. 關(guān)于分辨率，瑞利判據(jù)是如何描述的？分辨率的大小和哪些因素有關(guān)

11、？根據(jù)瑞利（Rayleigh)判據(jù)：如兩個(gè)點(diǎn)光源接近到使兩個(gè)亮斑的中心距離等于第一級暗環(huán)的半徑，且兩個(gè)亮斑之間的光強(qiáng)度與峰值的差大于19，則認(rèn)為兩個(gè)亮斑能分開。此時(shí)兩個(gè)光點(diǎn)之間的距離d（分辨率）：式中l(wèi)為光波長，n是透鏡和物體間介質(zhì)折射系數(shù)，a為孔徑角的一半。NA=nsina，稱為數(shù)值孔徑。分辨本領(lǐng)與波長成反比，與通光孔徑或透鏡的直徑d成正比11. 如圖是玻璃纖維改性聚丙烯的斷面SEM，從中你得到什么信息？你認(rèn)為可以繼續(xù)對此材料做什么樣的工作有利于材料性能的改善？可以看出測量的尺寸單位是0.2mm。玻纖被拔出的孔洞較多,玻纖表面光滑,玻纖與樹脂的粘結(jié)不緊密,在玻纖與PP基體之間出現(xiàn)了空隙。圖1

12、0.7斷裂面注塑成型的玻璃纖維填充聚丙烯：（一）一般認(rèn)為；（b）高倍放大視圖顯示一些聚合物纖維粘附在纖維和多纖維表面光滑和通道指示附著力差。從圖5可以看出,玻纖拔出的空洞較少,玻纖與樹脂的粘結(jié)緊密,且玻纖表面附著物較多。從電鏡圖片來看,經(jīng)過改性后的PP與玻纖界面的結(jié)合更好。（有些纖維上連有高分子，大部分纖維表面光滑，所以纖維與高分子的附著力差；0.2mm; 應(yīng)該添加增溶劑增加纖維與高分子附著力）12. 掃描隧道顯微（STM）和原子力顯微（AFM）工作原理有和異同？（都是掃描探針顯微分析技術(shù)，不同的是STM利用的是電子隧道效應(yīng)，AFM利用的是原子之間的范德華力）STM其基本原理是基于量子力學(xué)的隧

13、道效應(yīng)和三維掃描。是利用量子隧道效應(yīng)工作的。若以金屬針尖為一電極，被測固體樣品為另一電極，當(dāng)他們之間的距離小到1nm左右時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)隧道效應(yīng)，電子從一個(gè)電極穿過空間勢壘到達(dá)另一電極形成電流。STM利用金屬針尖在樣品的表面上進(jìn)行掃描，并根據(jù)量子隧道效應(yīng)來獲得樣品表面的圖像。通常掃描隧道顯微鏡的針尖與樣品的距離非常接近(大約為0.51.0nm)，所以他們之間的電子云互相重疊。當(dāng)在它們之間施加一偏置電壓Ub(Ub通常為2mV2V)時(shí)，電子就可以因量子隧道效應(yīng)由針尖(或樣品)轉(zhuǎn)移到樣品(或針尖)，在針尖與樣品的表面之間形成隧道電流，此隧道電流可以表示為：lUbexp(k1/2s)，其中，k為常數(shù)，在真

14、空條件下k1；為針尖與樣品的平均功函數(shù)；s為針尖與樣品表面之間的距離，一般為0.31.0nm由于隧道電流I與針尖和樣品表面之間的距離s成指數(shù)關(guān)系，因此，電流對針尖和樣品表面之間的距離的變化非常敏感。STM的工作模式有兩種，恒流模式和恒高模式。AFM的基本原理與STM類似，在AFM中，使用對微弱力非常敏感的彈性懸臂上的針尖對樣品表面作光柵式掃描。當(dāng)針尖和樣品表面的距離非常接近時(shí)，針尖尖端的原子與樣品表面的原子之間存在極微弱的作用力（10-1210-6N），此時(shí)，微懸臂就會(huì)發(fā)生微小的彈性形變。針尖與樣品之間的力F與微懸臂的形變 之間遵循虎克定律：F=-k*x ，其中，k為微懸臂

15、的力常數(shù)。所以，只要測出微懸臂形變量的大小，就可以獲得針尖與樣品之間作用力的大小。針尖與樣品之間的作用力與距離有強(qiáng)烈的依賴關(guān)系，所以在掃描過程中利用反饋回路保持針尖與樣品之間的作用力恒定，即保持為懸臂的形變量不變，針尖就會(huì)隨樣品表面的起伏上下移動(dòng)，記錄針尖上下運(yùn)動(dòng)的軌跡即可得到樣品表面形貌的信息。這種工作模式被稱為“恒力”模式（Constant Force Mode），是使用最廣泛的掃描方式。AFM的圖像也可以使用“恒高”模式（Constant Height Mode）來獲得 。AFM有多種操作模式，常用的有以下4種：接觸模式（Contact&

16、#160;Mode）、非接觸（Non-Contact Mode）、輕敲模式(Tapping Mode)、側(cè)向力(Lateral Force Mode)模式。根據(jù)樣品表面不同的結(jié)構(gòu)特征和材料的特性以及不同的研究需要，選擇合適的操作模式。13. 布拉格方程描述了X射線衍射波長、掠射角、晶面間距的關(guān)系，在具體應(yīng)用方面可以作哪些處理？能否反映電子衍射強(qiáng)度？（已知波長、衍射角，求晶面間距；已知晶面間距、衍射角，求波長不能反映電子衍射強(qiáng)度，只能顯示方向） 2dsinq = nl式中n為反射級數(shù)。一般的說法是，把(hkl)晶面的n級反射，看做是n(hkl)晶面的一級反

17、射。如果（hkl)的面間距是d，則n(hkl)的面間距是d/n，于是布拉格方程改寫為： Bragg方程只確定衍射方向，衍射強(qiáng)度是由晶體一個(gè)晶胞中原子的種類、數(shù)目和排列方式?jīng)Q定的，整個(gè)晶體在各方向的衍射強(qiáng)度，實(shí)際上是一個(gè)晶胞衍射強(qiáng)度的若干倍。當(dāng)然，儀器等實(shí)驗(yàn)條件對其數(shù)值也有影響。14. 粉末X射線衍射分析時(shí)，哪些因素對測量結(jié)果影響較大？（粉末樣品自身顆粒的大小，樣品架裝填粉末樣品量，對于少量樣品或微量試樣采用橫式填樣法更加科學(xué)合理）樣品顆粒大小，玻璃樣品架裝填量不同 少量樣品或微量試樣采用橫式填樣或豎式填樣對衍射結(jié)果的影響15. 用凝膠色譜測定分子量及其分布時(shí)，為什么要進(jìn)行分子量的校正？（第八章

18、，第五張）因?yàn)橛肎PC得到的只是流出體積跟分子量的關(guān)系。但是具體關(guān)系是怎么樣的，是不知道的。為了確定這個(gè)具體關(guān)系，必須使用標(biāo)準(zhǔn)樣品，從而使這個(gè)關(guān)系確定。進(jìn)而可以使用了。這也是校正二字的原因。標(biāo)樣的作用就是通過它來確定保留時(shí)間和分子量的關(guān)系，從而標(biāo)定樣品的分子量16. 電子能譜中化學(xué)位移指的是什么？具有什么樣的變化規(guī)律？（XPS）由于化合物結(jié)構(gòu)的變化和元素氧化狀態(tài)的變化引起譜峰有規(guī)律的位移稱為化學(xué)位移. 化學(xué)位移的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律 Ø 同一周期內(nèi)主族元素結(jié)合能位移隨它們的化合價(jià)升高線性增加；而過渡金屬元素的化學(xué)位移隨化合價(jià)的變化出現(xiàn)相反規(guī)律。Ø 分子M中某原子A的內(nèi)層電子結(jié)合能位移量

19、同與它相結(jié)合的原子電負(fù)性之和X有一定的線性關(guān)系。 Ø 對少數(shù)系列化合物，由NMR(核磁共振波譜儀)和Mossbauer譜儀測得的各自的特征位移量同XPS測得的結(jié)合能位移量有一定的線性關(guān)系。Ø XPS的化學(xué)位移同宏觀熱力學(xué)參數(shù)之間有一定的聯(lián)系。 17. 如圖是Fukuda等通過ATRP方法合成結(jié)構(gòu)規(guī)整PMMA修飾的Au納米粒子AuPMMA的TEM。利用LB膜技術(shù)得到具有規(guī)整排列的Au納米粒子的單層膜，納米粒子間的距離可以通過接枝聚合物相對分子量加以控制。圖中a,b,c,d分別為引發(fā)劑修飾、PMMA分子量12000、28000和62000。從圖中你能得到哪些有用信息？（從圖中可

20、以看出：250nm；納米粒子的密度隨著PMMA分子量的增加而降低；納米粒子在PMMA基體中的分散性較好；排列規(guī)整）For comparison, the TEM image of the initiator-coated Au-nanoparticle monolayer isalso shown (Figure 2 a), which was prepared under exactly thesame conditions as for the Au-nanoparticlePMMA films,except that a mixture of THF/chloroform (1:1 by

21、 volume) was used as the solvent. The TEM images show that the Au-nanoparticle cores visible as dark circles are uniformly dispersed throughout the film, while the PMMA chains,which should be forming fringes surrounding the Au-nanoparticle cores, are invisible because of their much lower electron de

22、nsity. Noteworthy are the high degree of positional order of the Au-nanoparticle cores present in the hybrid films and the strong dependence of the interparticle distance on the chain length of PMMA grafts. Questions now arise as to the detailed structure of the monolayer film, of the individual hyb

23、rid particles, and the conformation of the individual PMMA grafts on the substrate and hence at the airwater surface.如圖為碳酸鈣在不同情況下的熱重曲線，通過該圖說明了什么？實(shí)際測試中應(yīng)該注意什么？（碳酸鈣的分解溫度隨著環(huán)境中二氧化碳含量的升高而升高，且溫度越高分解速率越快。 實(shí)際測試中應(yīng)該注意：真空環(huán)境下應(yīng)該及時(shí)將生成的二氧化碳及時(shí)排出；碳酸鈣顆粒足夠細(xì)，用量不宜過多；（手寫第三頁）熱天平周圍氣氛的改變對TG曲線影響顯著，CaCO3在真空、空氣和CO2三種氣氛中的TG曲線，其分

24、解溫度相差近600，原因在于CO2是CaCO3分解產(chǎn)物，氣氛中存在CO2會(huì)抑制CaCO3的分解，使分解溫度提高。CaCO3開始分解溫度約600-700，終止分解溫度在800以前，在100溫度范圍內(nèi)就完成分解過程。18. X射線測試中，靶材的特征X射線往往是多條，但實(shí)際應(yīng)用希望是其中一條，如何做到？第六章，第三張同時(shí)由于靶材K系列特征譜線有多條，在晶體衍射中產(chǎn)生多套花樣或衍射峰。需要濾去其中的一些譜線?？蛇x擇一種材料，使其吸收限剛好在Ka和Kb波長之間。將此材料制成薄皮（濾波片），置于入射線或衍射線光路中，濾波片將強(qiáng)烈吸收Kb線，而對Ka線吸收很少，得到單色的Ka輻射19. 如圖是某樣品的AFM

25、力距離曲線，該樣品具有什么樣的特征？樣品表面堅(jiān)硬20. 影響DSC測試結(jié)果的主要因素有哪些？如何影響？手寫第一頁由于DSC是動(dòng)態(tài)測試，升溫速度，氣流速度對測試曲線的影響很明顯，特別是升溫速度的影響非常大。1、 樣品量樣品量少，樣品的分辨率髙，但靈敏度下降，一般根據(jù)樣品熱效應(yīng)大小調(diào)節(jié)樣品量，一般35mg。 另一方面，樣品量多少對所測轉(zhuǎn)變溫度也有影響。隨樣品量的增加，峰起始溫度基本不變，但峰頂溫度增加，峰結(jié)束溫度也提高，因此如同類樣品要相互比較差異，最好采用相同的量。2、升溫速率通常升溫速率范圍在520度/min。一般來說，升溫速率越快，靈敏度提高，分辨率下降。靈敏度和分辨率是一對矛盾，

26、人們一般選擇較慢的升溫速率以保持好的分辨率，而適當(dāng)增加樣品量來提高靈敏度。一般，隨著升溫速率的增加，融化峰起始溫度變化不大，而峰頂和峰結(jié)束溫度提高，峰形變寬。3、氣氛一般使用惰性氣體，如氮?dú)?、氬氣、氦氣等，就不?huì)產(chǎn)生氧化反應(yīng)峰，同時(shí)又可以減少試樣揮發(fā)物對監(jiān)測器的腐蝕。氣流流速必須恒定（如10ml/min），否則會(huì)引起基線波動(dòng)。  氣體性質(zhì)對測定有顯著影響，要引起注意。如氦氣的熱導(dǎo)率比氮?dú)?、氬氣的熱?dǎo)率大約4倍，所以在做低溫DSC用氦氣作保護(hù)氣時(shí)，冷卻速度加快，測定時(shí)間縮短，但因?yàn)楹鉄釋?dǎo)率髙，使峰檢測靈敏度降低，約是氮?dú)獾?0，因此在氦氣中測定熱量時(shí)，要先用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)重新標(biāo)定核準(zhǔn)。在空

27、氣中測定時(shí)，要注意氧化作用的影響。有時(shí)可以通過比較氮?dú)夂脱鯕庵械腄SC曲線，來解釋一些氧化反應(yīng)。21. 哪些因素對TG的測試效果有明顯影響？手寫第三頁（1）浮力及對流的影響（2）揮發(fā)物冷凝的影響（3）溫度測量的影響（4）升溫速率（5）氣氛控制（6）紙速（7）坩堝形狀、材質(zhì)（8）試樣因素一、儀器的影響1. 浮力的影響（1）熱天平在熱區(qū)中，其部件在升溫過程中排開空氣的重量在不斷減小，即浮力在減小，也就是試樣的表觀增重。（2）熱天平試樣周圍氣氛受熱變輕會(huì)向上升，形成向上的熱氣流，作用在熱天平上相當(dāng)于減重，這叫對流影響。2. 坩堝的影響     

28、60; 熱分析用的坩堝(或稱試樣杯、試樣皿)材質(zhì)，要求對試樣、中間產(chǎn)物、最終產(chǎn)物和氣氛都是惰性的，即不能有反應(yīng)活性，也不能有催化活性。坩堝的大小、重量和幾何形狀對熱分析也有影響。3. 揮發(fā)物再冷凝的影響       試樣熱分析過程逸出的揮發(fā)物有可能在熱天平其它部分再冷凝，這不但污染了儀器，而且還使測得的失重量偏低，待溫度進(jìn)一步上升后，這些冷凝物可能再次揮發(fā)產(chǎn)生假失重，使TG曲線變形，使測定不準(zhǔn)，也不能重復(fù)。為解決這個(gè)問題可適當(dāng)向熱天平通適量氣體。二、操作條件的影響 1. 升溫速率的影響    &

29、#160;  升溫速率不僅影響峰溫的位置，而且影響峰面積的大小。這是對TG測定影響最大的因素。升溫速率越大溫度滯后越嚴(yán)重，開始分解溫度Ti及終止分解溫度Tf都越高。溫度區(qū)間也越寬。升溫速率越快，靈敏度提高，分辨率下降。靈敏度和分辨率是一對矛盾，人們一般選擇較慢的升溫速率以保持好的分辨率，而適當(dāng)增加樣品量來提高靈敏度。隨著升溫速率的增加，融化峰起始溫度變化不大，而峰頂和峰結(jié)束溫度提高，峰形變寬。   一般進(jìn)行熱重法測定不要采用太高的升溫速率，對傳熱差的高分子物試樣一般用510Kmin，對傳熱好的無機(jī)物、金屬試樣可用1020Kmin，對作動(dòng)力學(xué)分析還要低一些。2. 氣

30、氛的影響        熱天平周圍氣氛的改變對TG曲線的影響也非常顯著。       在流動(dòng)氣氛中進(jìn)行TG測定時(shí)，流速大小、氣氛純度、進(jìn)氣溫度等是否穩(wěn)定，對TG曲線都有影響。一般，氣流速度大，對傳熱和逸出氣體擴(kuò)散都有利。使熱分解溫度降低。對于真空和高壓熱天平，氣氛壓力對TG也有很大影響。 一般使用惰性氣體，如氮?dú)?、氬氣、氦氣等，就不?huì)產(chǎn)生氧化反應(yīng)峰，同時(shí)又可以減少試樣揮發(fā)物對監(jiān)測器的腐蝕。氣流流速必須恒定（如10ml/min），否則會(huì)引起基線波動(dòng)。 

31、60;      氣體性質(zhì)對測定有顯著影響，要引起注意。如氦氣的熱導(dǎo)率比氮?dú)狻鍤獾臒釋?dǎo)率大約4倍，所以在做低溫DSC用氦氣作保護(hù)氣時(shí)，冷卻速度加快，測定時(shí)間縮短，但因?yàn)楹鉄釋?dǎo)率髙，使峰檢測靈敏度降低，約是氮?dú)獾?0，因此在氦氣中測定熱量時(shí)，要先用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)重新標(biāo)定核準(zhǔn)。在空氣中測定時(shí)，要注意氧化作用的影響。有時(shí)可以通過比較氮?dú)夂脱鯕庵械腄SC曲線，來解釋一些氧化反應(yīng)。3.試樣用量、粒度和裝填情況的影響       試樣用量多時(shí)，要過較長時(shí)間內(nèi)部才能達(dá)到分解溫度。樣品量少，樣品的分辨率

32、髙，但靈敏度下降，一般根據(jù)樣品熱效應(yīng)大小調(diào)節(jié)樣品量，一般35mg。另一方面，樣品量多少對所測轉(zhuǎn)變溫度也有影響。隨樣品量的增加，峰起始溫度基本不變，但峰頂溫度增加，峰結(jié)束溫度也提高，因此如同類樣品要相互比較差異，最好采用相同的量。 試樣粒度對TG曲線的影響與用量的影響相似，粒度越小，反應(yīng)面積越大，反應(yīng)更易進(jìn)行，反應(yīng)也越快，使TG曲線的Ti和Tf都低，反應(yīng)區(qū)間也窄。試樣裝填情況首先要求顆粒均勻，必要時(shí)要過篩。22. TEM測試中，如何可以得到衍射花樣？如何得到顯微圖片？書95、106 23. 掃描隧道顯微技術(shù)盡管有很多的優(yōu)點(diǎn)，但也存在不足之處，請指出STM主要不足之處。第四章 第三張STM的恒電流

33、工作模式下，有時(shí)它對樣品表面微粒之間的某些溝槽不能夠準(zhǔn)確探測，與此相關(guān)的分辨率較差。在恒高度工作方式下，從原理上這種局限性會(huì)有所改善。但只有采用非常尖銳的探針，其針尖半徑應(yīng)遠(yuǎn)小于粒子之間的距離，才能避免這種缺陷。在觀測超細(xì)金屬微粒擴(kuò)散時(shí)，這一點(diǎn)顯得尤為重要。STM所觀察的樣品必須具有一定程度的導(dǎo)電性，對于半導(dǎo)體，觀測的效果就差于導(dǎo)體；對于絕緣體則根本無法直接觀察。如果在樣品表面覆蓋導(dǎo)電層，則由于導(dǎo)電層的粒度和均勻性等問題又限制了圖象對真實(shí)表面的分辨率。賓尼等人1986年研制成功的AFM可以彌補(bǔ)STM這方面的不足。此外，在目前常用的（包括商品）STM儀器中，一般都沒有配備FIM，因而針尖形狀的不

34、確定性往往會(huì)對儀器的分辨率和圖象的認(rèn)證與解釋帶來許多不確定因素。為什么AFM的接觸模式不適合生物大分子、低模量樣品的研究？第四章 第五張?jiān)诮佑|模式中，針尖始終與樣品保持稍微接觸，以恒高或恒力的模式進(jìn)行掃描。掃描過程中，針尖在樣品表面滑動(dòng)。通常情況下，接觸模式都可以產(chǎn)生穩(wěn)定的、高分辨率的圖像。在接觸模式中，假如掃描軟樣品的時(shí)候，樣品表面由于和針尖直接接觸，有可能造成樣品的損傷。假如為了保護(hù)樣品，在掃描過程中將樣品和針尖之間的作用力減弱的話，圖像可能會(huì)發(fā)生扭曲或得到偽像。同時(shí)，表面的毛細(xì)作用也會(huì)降低分辨率。所以接觸模式一般不適用于研究生物大分子、低彈性模量樣品以及輕易移動(dòng)和變形的樣品。24. 為什

35、么說X射線的原子面反射被稱為選擇反射？第六章 第四張X射線在晶體中的衍射實(shí)質(zhì)上是晶體中各原子散射波之間的干涉結(jié)果。只是由于衍射線的方向恰好相當(dāng)于原子面對入射線的反射，所以借用鏡面反射規(guī)律來描述衍射幾何。 但是X射線的原子面反射和可見光的鏡面反射不同。一束可見光以任意角度投射到鏡面上都可以產(chǎn)生反射，而原子面對X射線的反射并不是任意的，只有當(dāng)q、l、d三者之間滿足布拉格方程時(shí)才能發(fā)生反射，所以把X射線這種反射稱為選擇反射。25. (1) (2) 1.2kW/40kV=0.03A(3) 因X 光管是Cu 靶，故選擇Ni 為濾片材料。查表得：（Ni：r= 8.92g/cm3，mm(CuKa)= 49.

36、2 cm2/g， mm(CuKb)=286 cm2/g）(4)26. X射線測定宏觀應(yīng)力的實(shí)質(zhì)是什么？第六章 倒數(shù)第五張X射線測定應(yīng)力以衍射花樣特征的變化作為應(yīng)變的量度。宏觀應(yīng)力均勻分布在物體中較大范圍內(nèi)，產(chǎn)生的均勻應(yīng)變表現(xiàn)為該范圍內(nèi)方向相同的各晶粒中同名晶面間距變化相同，導(dǎo)致衍射線向某方向位移，這就是X射線測量宏觀應(yīng)力的基礎(chǔ)；微觀應(yīng)力在各晶粒間甚至一個(gè)晶粒內(nèi)各部分間彼此不同，產(chǎn)生的不均勻應(yīng)變表現(xiàn)為某些區(qū)域晶面間距增加、某些區(qū)域晶面間距減少，結(jié)果使衍射線向不同方向位移，使其衍射線漫散寬化，這是X射線測量微觀應(yīng)力的基礎(chǔ)。超微觀應(yīng)力在應(yīng)變區(qū)內(nèi)使原子偏離平衡位置，導(dǎo)致衍射線強(qiáng)度減弱，故可以通過X射線強(qiáng)度的變化測定超微觀應(yīng)力。測定應(yīng)力一般用衍射儀法。如圖是Al和Mg雙陽極靶得到的Cu的XPS譜圖，該圖能說明哪些問題？(第七章 第三張)一般XPS采用的X-射線源是MgKa（1253.6eV，線寬0.70eV）和AlKa（1486.6，線寬0.85eV），從這來看，除了能量有區(qū)別外，線寬也不一樣，MgKa的分辨率更高一點(diǎn)。雙陽極靶一個(gè)重要作用是可以在某一激發(fā)下俄歇峰和光電子峰出現(xiàn)重疊，雙陽極可以將其分開。從M