分析方法答案匯總——最終

1、紫外光譜,熒光光譜在材料研究中的應(yīng)用1、分子內(nèi)的電子躍遷有哪幾種,吸收最強(qiáng)的躍遷是什么躍遷？電子類型：形成單鍵的b電子；形成雙鍵的 n電子； 未成對(duì)的孤對(duì)電子 n電子.軌道類型：成鍵軌道b、n反鍵軌道 b* n * ;非鍵軌道n. b b *躍遷它需要的能量較高, 一般發(fā)生在真空紫外光區(qū). 在200 nm左右,其特征是摩爾吸光系數(shù)大, 一般 拆ax?10,為強(qiáng)吸收帶.飽和烴中的 一CC 鍵屬于這類躍遷,如乙烯蒸氣的最大 吸收波長"ax為162 nm.n- b躍遷實(shí)現(xiàn)這類躍遷所需要的能量較高,其吸收光譜落于遠(yuǎn)紫外光區(qū)和近紫外光區(qū)nn躍遷n電子躍遷到反鍵 n軌道所產(chǎn)生的躍遷,這類躍遷所需

2、能量比bb躍遷小,假設(shè)無共軛,與 nfb*躍遷差不多.200nm左右.吸收強(qiáng)度大,£在104105范圍內(nèi),強(qiáng)吸收假設(shè)有共軛體系,波長向長波方向移動(dòng),相當(dāng)于200700 nm含不飽和鍵的化合物發(fā)生 nfn躍遷C=O ,C=C,g C n fn*n電子躍遷到反鍵 n軌道所產(chǎn)生的躍遷,這類躍遷所需能量較小,吸收峰在200 400 nm 左右吸收強(qiáng)度小, 女102,弱吸收含雜原子的雙鍵不飽和有機(jī)化合物C=S O=N- -N=N-nfn躍遷比nfn躍遷所需能量小,吸收波長長吸收最強(qiáng)的躍遷是：nfn躍遷 2、紫外可見吸收光譜在膠體的研究中有重要作用,請(qǐng)舉出三個(gè)例子來說明,并結(jié)合散射現(xiàn) 象來討論二

3、氧化鈦膠體和粉末漫反射光譜的差異.舉例：1、膠體的穩(wěn)定性,尤其是稀釋后的穩(wěn)定性；2、膠粒對(duì)可見光的散射；3、測(cè)定消光包括吸收、散射、漫反射等對(duì)光強(qiáng)度造成的損失稀釋條件下,膠粒尺寸小于光波長的1/20,瑞利散射可忽略.4、估算晶粒的大小.5 、尺寸效應(yīng),會(huì)發(fā)生吸收邊的藍(lán)移或是紅移,可以用來測(cè)定像是CdS和CdSe的量子點(diǎn).老師上課講的三個(gè)例子是： 膠體的穩(wěn)定性 膠粒大小 量子尺寸效應(yīng)(晶粒大小) 差異：當(dāng)測(cè)定二氧化鈦的溶膠時(shí),按晶粒尺寸的不同,分為兩種情況：1) 當(dāng)膠體很小,dv入/20寸,瑞利散射可以忽略, 吸收光譜與粉末的漫反射光譜接近.2) 當(dāng)膠體較大,d入/20寸,散射就會(huì)十清楚顯,在可

4、見光區(qū)有吸收,這樣獲得是一 個(gè)消光光譜,而不是吸收光譜,無法測(cè)得入on set用積分球測(cè)試粉末漫反射光譜可以克服上述缺點(diǎn),得到一個(gè)較好的吸收光譜.3. 什么是熒光、磷光、光致發(fā)光和化學(xué)發(fā)光？對(duì)應(yīng)的英文名稱分別是什么？ 熒光(Fluorescenee):從激發(fā)態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)返回到基態(tài),不通過內(nèi)部轉(zhuǎn)換而是光輻射失活,那么稱為熒光.由于一局部能量通過振動(dòng)能級(jí)變化以熱能形式放出,所以發(fā)射光的波長比吸收光的波長長.磷光(Phosphorescenee)：在不同多重態(tài)之間發(fā)生的無輻射躍遷過程稱為系間竄躍.由從激發(fā) 態(tài)的多重態(tài)經(jīng)過振動(dòng)弛豫到低振動(dòng)能級(jí),再返回到基態(tài)的光輻射躍遷稱為磷光.光致發(fā)光(Photo

5、luminescenee, PL):是物質(zhì)吸收光能后發(fā)射冷光的現(xiàn)象,稱為光致發(fā)光.化學(xué)發(fā)光(Chemiluminescenee):利用化學(xué)能源如化學(xué)反響得到激發(fā)態(tài)分子,它在躍遷到基態(tài) 時(shí)產(chǎn)生的發(fā)光現(xiàn)象稱為化學(xué)發(fā)光.(1) 分子內(nèi)的電子躍遷有哪幾種口jinji*o*,吸收最強(qiáng)的躍遷是什么躍遷？?:*, n t 芒,二t -*, n t ：*?二t i*躍遷,.在10 10范圍.(2) 紫外可見吸收光譜在膠體的研究中有重要作用,請(qǐng)舉出三個(gè)例子來說明,并結(jié)合散射現(xiàn)象來討論二氧化鈦膠體和粉末漫反射光譜的差異.?1、膠體的穩(wěn)定性,尤其是稀釋后的穩(wěn)定性；?2、膠粒粒徑的大?。?3、尺寸效應(yīng),晶粒小,吸收光

6、譜藍(lán)移；消光(包括吸收、散射、漫反射等對(duì)光強(qiáng)度造成的損失)稀釋條件下,膠粒尺寸小于光波長的1/20,瑞利散射可忽略.與溶液光譜是不同的,多數(shù)情況下有散射引起的非本征吸收.? 二氧化鈦粉末無散射,膠體有散射,波長越短,散射越強(qiáng).(3) 什么是熒光、磷光、光致發(fā)光和化學(xué)發(fā)光？對(duì)應(yīng)的英文名稱分別是什么？熒光(Fluorescenee):從激發(fā)態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí)返回到基態(tài),不通過內(nèi)部轉(zhuǎn)換而是光 輻射失活,那么稱為熒光.由于一局部能量通過振動(dòng)能級(jí)變化以熱能形式放出,所以 發(fā)射光的波長比吸收光的波長長.磷光(Phosphorescenee)：在不同多重態(tài)之間發(fā)生的無輻射躍遷過程稱為系間竄躍. 由從激發(fā)態(tài)的多

7、重態(tài)返回到基態(tài)的光輻射躍遷稱為磷光.光致發(fā)光(Photoluminescenee, PL):是物質(zhì)吸收光能后發(fā)射冷光的現(xiàn)象,稱為光致發(fā) 光.化學(xué)發(fā)光Chemiluminescenee:利用化學(xué)能源如化學(xué)反響得到激發(fā)態(tài)分子,它在躍 遷到基態(tài)時(shí)產(chǎn)生的發(fā)光現(xiàn)象稱為化學(xué)發(fā)光.4熒光光譜的液體樣品池與紫外可見吸收光譜的比色皿有何異同點(diǎn)？結(jié)合光的吸 收、透射、散射、測(cè)定時(shí)儀器光源的角度來討論.樣品池的材料：與紫外-可見分光光度計(jì)的吸收池一樣吸收池的形狀：紫外-可見分光光度計(jì)的吸收池兩面透光,熒光分光光度計(jì)的樣品池 四面透光.5粉末樣品的漫反射光譜或吸收光譜如何準(zhǔn)確測(cè)定？全消光纖維的反射率如 何測(cè)定？1、壓

8、片,用專用樣品槽；2、樣品的數(shù)量,能裝滿槽最好；3、一定要壓實(shí),否那么垂直放置時(shí)容易灑落；4、與參比BaSQ做比擬.需要積分球,將樣品放置于粉末晶的位置,測(cè)光透過率.反射率越高透過率約低 不同波長的可見光下反射率相差越小不隨波長而改變,消光效果越好.拉曼光譜分析與材料分析思考題+1拉曼光譜與紅外光譜的本質(zhì)區(qū)別是什么？2為什么拉曼光譜技術(shù)通常只檢測(cè)前X咕線？反吐odes線可 以提供什么信息？3兮紅外匚薪相比,拉曼光譜的優(yōu)越性有哪些？4拉曼光譜與熒光光譜的本質(zhì)區(qū)別是什么？如何消除熒光 對(duì)拉曼光譜的影響？5如何提島拉曼光譜技術(shù)的檢測(cè)靈敏度？1. 拉曼光譜與紅外光譜的本質(zhì)區(qū)別是什么？紅外光譜是分子對(duì)紅

9、外光譜的吸收所產(chǎn)生的光譜,與分子的偶極距是否發(fā)生變化有關(guān)；而拉曼光譜是分子對(duì)可見光的散射所產(chǎn)生的光譜,與分子的極化率是否變化有關(guān).2. 為什么拉曼光譜技術(shù)通常只檢測(cè)stokes線？反stokes線可以提供什么信息？根據(jù)波爾滋曼理論, 在室溫下,分子絕大多數(shù)處于振動(dòng)能級(jí)基態(tài),由于振動(dòng)能級(jí)間距還是比擬大的,因此,stokes線的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 anti-stokes線.所以拉曼光譜通常只測(cè)stokes線.反stokes線可以提供與stokes線一樣的信息即由拉曼頻率可得物質(zhì)的組成,拉曼峰位的變化可得張力/應(yīng)力,拉曼偏振可得晶體對(duì)稱性和取向,拉曼峰寬可得晶體質(zhì)量,拉曼峰 強(qiáng)度可得物質(zhì)總量,不同的是它的

10、強(qiáng)度較低.這里需問老師！3.與紅外光譜相比,拉曼光譜的優(yōu)越性有什么？1適于分子骨架的測(cè)定,提供快速、簡單、可重復(fù)、無損傷的定性定量分析,并且無需樣品準(zhǔn)備；2不受水的干擾；3拉曼一次可以覆蓋 50-4000波數(shù)的區(qū)間,可對(duì)有機(jī)物及無機(jī)物進(jìn)行分析；4拉曼光譜的重疊帶較少見到,譜峰清楚鋒利；5使用激光作為光源,易于測(cè)定微量樣品；6 共振拉曼效應(yīng)可以用來有選擇性地增強(qiáng)大生物分子特個(gè)發(fā)色基團(tuán)的振動(dòng),能被增強(qiáng)10A3 到10A4倍.4、拉曼與熒光光譜熒光光譜：在輻射能激發(fā)出的熒光輻射強(qiáng)度進(jìn)行定量分析的發(fā)射光譜分析方法.物體經(jīng)過較短波長的光照,把能量儲(chǔ)存起來,然后緩慢放出較長波長的光,放出的這種光就叫熒光.

11、如 果把熒光的能量-波長關(guān)系圖作出來,那么這個(gè)關(guān)系圖就是熒光光譜.拉曼光譜：光照射到物質(zhì)上發(fā)生彈性散射和非彈性散射彈性散射的散射光是與激發(fā)光波長相同的成分,非彈性散射的散射光有比激發(fā)光波長長的和短的成分,統(tǒng)稱為拉曼效應(yīng).簡言之：拉曼就是光散射后發(fā)生的頻率改變.熒光那么是分子吸收能量再由于碰撞釋放能量產(chǎn)生的.在拉曼光譜中,熒光干擾表現(xiàn)為一個(gè)典型的傾斜寬背景.因此,熒光對(duì)定量的影響主要為基線的偏離和信噪比下降,熒光的波長和強(qiáng)度取決于熒光物質(zhì)的種類和濃度.與拉曼散射相比,熒光通常是一種量子效率更高的過程,甚至很少量不純物質(zhì)的熒光也可以導(dǎo)致顯著的拉曼信號(hào)降低.使用更長的波長例如 785nm或1064n

12、m的激發(fā)光可使熒光顯著減弱.然而,拉曼 信號(hào)的強(qiáng)度與 入-4成比例,入是激發(fā)波長.通過平衡熒光干擾、信號(hào)強(qiáng)度和檢測(cè)器響應(yīng)可 獲得最正確信噪比.測(cè)量前將樣品用激光照射一定時(shí)間,固態(tài)物質(zhì)的熒光也可得以減弱.這 個(gè)過程被稱為光致漂白,是通過降解高吸收物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)的.光致漂白作用在液體中并不明顯, 可能是由于液體樣品流動(dòng)性,或熒光物質(zhì)不是痕量.5、如何提升拉曼光譜技術(shù)的檢測(cè)靈敏度？利用激光共振或外表增強(qiáng)拉曼技術(shù)就可以大大增強(qiáng)拉曼光譜的靈敏度.核磁共振與材料分析1.產(chǎn)壬核磁北振tKJ筑件尼千1么 ?N.何胃化學(xué)位住* 化學(xué)位総毘女口何產(chǎn)圭的3-從核磁狂據(jù)欽譜圖上肓呂軟得彌B卑侍.總丫4如何迪過核磁共逅實(shí)驗(yàn)

13、* 匡令分于鏈中不 冋種類R缺¥貳歹U半?yún)s個(gè)核磁共振源譜分析迭在也料澤4爭 研九中曲菖用君冋12C沒有核磁共振信號(hào)?1. 核磁共振產(chǎn)生的根本條件是什么？為什么 產(chǎn)生共振信號(hào)的根本條件：1磁性核自旋量子數(shù) I工；2靜磁場(chǎng)使核能級(jí)分裂；3與原子核能級(jí)裂分匹配的射頻.原子核自旋礒性核,礒旋比Y； 有外加施場(chǎng)Bo;照射的電磁波頻率 = yE012c的質(zhì)量數(shù)和原子序數(shù)均為偶數(shù),自旋量子數(shù)1=0,所以不能產(chǎn)生核磁共振.2. 解釋化學(xué)位移的含義和表示方法.含義：一般地,把分子中同類磁核, 因化學(xué)環(huán)境不同而產(chǎn)生的共振頻率的變化量,稱為化學(xué)位移.表示方法： A v - v R/ vl10人6 這個(gè)公式

14、在郵件里寫有點(diǎn)兒糾結(jié),大家可以到PPT里參用頻率表示的化學(xué)位移與靜磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比; 用ppm外表的化學(xué)位移與靜磁場(chǎng)強(qiáng)度無關(guān).3. 在1H-NMR 譜中,化學(xué)位移較大的磁核之間的偶合的一般規(guī)那么是什么？化學(xué)位移較大的磁核之間滿足厶v /J>10其偶合的一般規(guī)那么是2n 1+1 規(guī)那么：相鄰質(zhì)子相互偶合產(chǎn)生的多重峰,其峰數(shù)目等于相鄰偶合質(zhì)子的數(shù)目2nl+1.對(duì)于氫核和自旋數(shù)1=1/2的核,即符合n+1規(guī)那么.4.從溶液1H NMR 譜能得到哪些信息？1從吸收峰的組數(shù)判斷分子中的氫的種類；2從化學(xué)位移判斷分子中基團(tuán)的類型；3從峰的積分面積計(jì)算不同基團(tuán)中氫的相對(duì)數(shù)目；4從偶合裂分個(gè)數(shù)和偶合常數(shù)判

15、斷各基團(tuán)的連接關(guān)系.1化學(xué)位移值S:確認(rèn)氫原子所處的化學(xué)環(huán)境,即屬于何種基團(tuán).2譜峰裂分?jǐn)?shù)和偶合常數(shù)J:推斷相鄰氫原子的關(guān)系與結(jié)構(gòu).3譜峰面積：確定分子中各類氫原子的數(shù)量比.第一題括號(hào)里的局部供大家理解參考,第二題表示方法可能寫公式就可以了.核磁共振實(shí)驗(yàn)確定分子鏈中不同種類的碳可根據(jù)化合物的結(jié)構(gòu),選擇測(cè)得其中的一種或幾種DEPT碳譜,并結(jié)合質(zhì)子寬帶去偶譜來確定分子中各碳原子的級(jí)數(shù).DEPT45:季碳不出峰,其余的 CH3、CH2和CH都出峰,并皆為正峰；DEPT90除CH出正峰外,其余的碳均不出峰；DEPT135 CH3和CH出正峰,CH?出負(fù)峰,季碳不出峰.列舉5個(gè)核磁共振波譜分析法在材料科

16、學(xué)研究中的應(yīng)用方向1、測(cè)定聚合物的分子量2、共聚物的組成分析3、無規(guī)共聚物序列結(jié)構(gòu)分布分析4、聚合物立構(gòu)規(guī)整度及其序列結(jié)構(gòu)的分析5、聚合物的共混物組成分析6、研究聚合反響分析聚合物納米粒子的結(jié)構(gòu)形態(tài)7、分析聚合物的結(jié)晶反響8.解釋 CP/MAS/DD 方法中CP、MAS、DD 的含義,為什么利用 CP/MAS/DD 方法能夠 到達(dá)高分辨的目的？ CP/MAS/DD 方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么？1CP: cross-polarisation交叉極化；MAS :魔角旋轉(zhuǎn)magic-angle spinning； DD : dipolar decoupling 偶極去偶2利用CP/MAS/DD方法能夠到

17、達(dá)高分辨的目的的原因：CP通過Hastman-Hahn效應(yīng),在適宜的時(shí)機(jī)采樣, 可以提升檢測(cè)靈敏度；MAS使固體樣品繞外磁場(chǎng)以54.7 °高速旋轉(zhuǎn),使得固體樣品的化學(xué)位移的非均一性得到平均化,從而使峰變 窄,提升分辨率；或答： MAS消除了 13C化學(xué)位移各向異性及剩余的異核偶極增寬這 是PPT上的,窄化了譜線,；高功率的質(zhì)子偶極去偶用來消除1H-X X=13C、19F、29Si的偶極作用.3優(yōu)點(diǎn)：對(duì)13C、29Si等自然豐度較低,磁旋比小的元素,可通過 CP/MAS/DD法強(qiáng)化檢測(cè) 靈敏度,得到高信噪比、高分辨率的波譜.缺點(diǎn)：CP的缺點(diǎn)：譜圖一般不具有定量價(jià)值不好意思,它的缺點(diǎn)我沒

18、找到匡核磁第8題的缺點(diǎn)就是 CP的缺點(diǎn)關(guān)于核磁第8題的缺點(diǎn)答案,只需要答譜圖一般不具有定量價(jià)值即可紅外光譜分析與材料研究1. 紅外光譜圖可以分成哪幾個(gè)區(qū)？各區(qū)吸收峰能分析哪些主要基團(tuán)？紅外光譜分析有哪些 主要制樣方法？紅外光譜圖可以分成兩個(gè)大區(qū),4個(gè)小區(qū).兩個(gè)大區(qū)：官能團(tuán)特征頻率區(qū)40001500 cm-1和指紋區(qū)1500400 cm-1.4個(gè)小區(qū)：氫鍵區(qū)40002500 cm-1,主要分析 C H、O H、N H的伸縮振動(dòng)1分叁鍵區(qū)：25002000 cm-1,主要分析 gC、gN的伸縮振動(dòng)1分雙鍵區(qū)：20001500 cm-1,主要分析 C= C、C = 0、苯的伸縮振動(dòng)1分單鍵區(qū)：150

19、0400 cm-1,主要分析 C C、C O、C N 的伸縮振動(dòng)；C H、O H、N H 的彎曲振動(dòng)1分主要制樣方法：壓片法適用于能磨成粉的樣品涂膜法適用于能溶解的樣品溶液法適用于能溶解的樣品薄膜法溶液成膜,熱壓成膜,超薄切片 全反射法適用于橡膠、外表涂層、薄膜等樣品2. 紅外光譜的測(cè)定原理是什么？利用紅外光譜對(duì)物質(zhì)分子進(jìn)行的分析和鑒定.將一束不同波長的紅外射線照射到物質(zhì)的分子上,某些特定波長的紅外射線被吸收,形成這一分子的紅外吸收光譜.每種分子都有由其組成和結(jié)構(gòu)決定的獨(dú)有的紅外吸收光譜,據(jù)此可以對(duì)分子進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和鑒定.紅外吸收光譜是由分子不停地作振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的,分子振動(dòng)是指分子中各

20、原子在平衡位置附近作相對(duì)運(yùn)動(dòng),多原子分子可組成多種振動(dòng)圖形.當(dāng)分子中各原子以同一頻率、同一相位在平衡位置附近作簡諧振動(dòng)時(shí),這種振動(dòng)方式稱簡正振動(dòng)例如伸縮振動(dòng)和變角振動(dòng).分子振動(dòng) 的能量與紅外射線的光量子能量正好對(duì)應(yīng),因此當(dāng)分子的振動(dòng)狀態(tài)改變時(shí),就可以發(fā)射紅外光譜,也可以因紅外輻射激發(fā)分子而振動(dòng)而產(chǎn)生紅外吸收光譜.分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的能量不是連續(xù)而是量子化的. 但由于在分子的振動(dòng)躍遷過程中也常常伴隨轉(zhuǎn)動(dòng)躍遷,使振動(dòng)光譜呈帶狀.所以分子的紅外光譜屬帶狀光譜.分子越大,紅外譜帶也越多.21TEM與SEM研究材料的微觀結(jié)構(gòu)O鷗-1叩.L曲I'M疑離站垂査：農(nóng)十?十2時(shí)二o 隅咎竝蹴枠,“ P回瑕

21、F T 植M2兀 11 T 0'3碼書 4©伉-"丄0亠3知C.I IIW亦(10) 72 zo)B (I I T)I4o5；快V#仙衛(wèi)訓(xùn)翟邂甕育傾信：畀L頁e痛僑_ 眼認(rèn)山為 c 1 I TO 0 g # 心tcoc認(rèn)十V十丄噸HWe；貯摳盡、 = 2理:£：g：必一. 彳W ： Cu y W3為 t T I 0爲(wèi)陰H臉羅；J輕崗椒休磁S 21哉 丿仏W+工血二Q 曲岬曲殲心n3供心它舊b JCo P勁伉二Q 且遐菟直眾理?去習(xí)&/知丁 二 I材料的力學(xué)性能與服役性能1. 表達(dá)變形在材料加工和使用過程中給我們帶來哪些益處和問題？大多數(shù)工件在工作或

22、加工過程中都要承受外力或負(fù)載的作用.在外力作用下,材料會(huì)產(chǎn)生彈性變形,塑性變形,甚至斷裂.一般來說,金屬材料具有良好的強(qiáng)度和塑性,但耐腐蝕 性較差；高分子材料具有重量輕、抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn),但它們強(qiáng)度不高,還會(huì)發(fā)生老化現(xiàn)象；陶 瓷材料有很高的硬度,高的耐磨性和抗腐蝕性,但脆性大不易加工成形.益處：材料正是由于能夠發(fā)生形變,才使得我們能夠?qū)Σ牧线M(jìn)行加工成型和改性,并且通過賦予材料一定的用途,制成我們需要的產(chǎn)品.在力學(xué)性能上,不同的材料有不同的優(yōu)勢(shì)和劣 勢(shì),在使用和加工過程中只有充分了解其變形的特點(diǎn)和機(jī)理,才能有效利用其優(yōu)點(diǎn),改善其缺乏.問題：材料變形限制了自身的使用期限, 也會(huì)使其力學(xué)性能受到一定程度

23、的影響. 生活中我 們常常見到材料的變形情況,如低碳鋼等金屬的上下屈服點(diǎn)現(xiàn)象和應(yīng)變失效現(xiàn)象,高溫下的緊固零件,其內(nèi)部的彈性預(yù)緊應(yīng)力隨時(shí)間衰減, 會(huì)造成密封泄漏或松脫事故等, 給人們的生 活帶來不便甚至威脅人類生命.一般來講,特別是塑料或者壓敏膠,材料加工要蠕變好流動(dòng)性好,而材料應(yīng)用那么需蠕變差材料穩(wěn)定,蠕變意味著材料發(fā)生變化 .防止蠕變,就是想 方法讓材料穩(wěn)定,如提升彈性讓臨界應(yīng)力大,添加抗氧劑讓耐老化性能好,分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定.結(jié)晶強(qiáng)化,形變強(qiáng)化,2. 材料的強(qiáng)化方法有哪些？舉出一種金屬、陶瓷和高分子三種材料通用的強(qiáng)化方法. 答：材料的強(qiáng)化方法有固溶強(qiáng)化,沉淀強(qiáng)化,分散強(qiáng)化,熱處理強(qiáng)化、相變強(qiáng)化,

24、纖維強(qiáng)化,綜合強(qiáng)化等.以充分發(fā)揮強(qiáng)化水平. ,這些方法往往是共存 它的實(shí)質(zhì)是塑性變形實(shí)際生產(chǎn)上,強(qiáng)化金屬材料大多同時(shí)采用幾種強(qiáng)化方法綜合強(qiáng)化, 對(duì)工程材料來說,一般是通過綜合的強(qiáng)化效應(yīng)以到達(dá)較好的綜合性能 的.其中形變強(qiáng)化是對(duì)金屬、 陶瓷和高分子三種材料通用的強(qiáng)化方法, 消除了局部容易運(yùn)動(dòng)的位錯(cuò),再塑性變形需要更大的力驅(qū)使更難運(yùn)動(dòng)的位錯(cuò)開始運(yùn)動(dòng).3. MSP小樣品試驗(yàn)法可以測(cè)試哪些力學(xué)性能？請(qǐng)列舉出3種.MSP強(qiáng)度屈服和斷裂、彈性模量、疲勞強(qiáng)度及剩余壽命.常溫MSP高溫強(qiáng)度、韌脆轉(zhuǎn)變溫度和蠕變性能參數(shù).高溫 力電耦合場(chǎng)下的斷裂強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度.電場(chǎng)流體的流變性能1、簡述流變體的分類,寫出其應(yīng)力應(yīng)

25、變關(guān)系？a.胡克體：二=kr 普彈體,k為彈性系數(shù)nRT -b. 高彈體熵彈體：n為交聯(lián)密度,R為氣體常數(shù),T為絕對(duì)溫度,入為拉伸比c. 粘彈體：Maxwell 模型：二tDexpL/ -,其中,二開爾文體：r(t)=r 01-exp(-1/ 入)廣義 Maxwell模型tv =n yd. 牛頓流體：'一n為剪切粘度e. 非牛頓流體:n為非牛頓指數(shù)；n=1牛頓流體,n> 1切力增稠流體,nv 1切力變稀流體f. 歐幾里德剛體：粘度趨于無限大,在外力作用下不發(fā)生任何形變.絕對(duì)剛體g. 帕斯卡液體：粘度趨近于零.超流體 2、簡述高聚物流體的流變特性？高粘度和粘度形變速率依賴性-切力變

26、稀存在法向應(yīng)力效應(yīng) 一爬桿效應(yīng)存在應(yīng)力松弛現(xiàn)象一擠出脹大存在拉伸粘度及可紡性 3、簡述影響高聚物流動(dòng)特性的主要因素？a. 剪切速率的影響：切力變稀b. 分子量的影響：零切粘度n.與分子量M成正比lg n o=lgMw+lgA當(dāng)?shù)竭_(dá) Mcr臨界分子質(zhì)量時(shí),滿足式：lg n o=3.4lgMw+lgB這與分 子鏈的纏結(jié)、締合有關(guān).c. 分子量分布的影響流動(dòng)比Fr越大,分子量分布越寬.流動(dòng)比：低剪切速率下的n a高剪切率下的n ad. 溫度的影響室溫等效關(guān)系 WLF 方程：lgaT=-17.44T-Tg/51.6+T-TgDSC和DMA在材料分析中的應(yīng)用1簡述差示掃描量熱法DSC的原理,列舉 DSC

27、在材料研究中的應(yīng)用,玻璃化轉(zhuǎn)變溫 度如何獲得？示差掃描量熱法DSC指在相同的程控溫度變化下,用補(bǔ)償器測(cè)量樣品與參比物之間 的溫差保持為零所需熱量對(duì)溫度T的依賴關(guān)系,它在定量分析方面的性能明顯優(yōu)于DTA.DSC譜圖的的縱坐標(biāo)為單位質(zhì)量的功率mW/g.示差熱分析利用了裝置在試樣和參比物下面的兩組補(bǔ)償加熱絲,當(dāng)試樣在加熱過程中由于熱反響而出現(xiàn)溫度差T時(shí),通過差熱放大和差動(dòng)熱量補(bǔ)償使流入補(bǔ)償絲的電流發(fā)生變化.當(dāng)試樣吸熱時(shí),補(bǔ)償使試樣一邊的電流Is立即增大；反之,在試樣放熱時(shí)那么是參比物一邊的電流增大,直至兩邊熱量平衡,溫度T差消失為止.試樣在熱反響時(shí)發(fā)生的熱量變化,由于及時(shí)輸入電功率而得到補(bǔ)償,補(bǔ)償?shù)?/p>

28、功率那么反響了對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)變發(fā)生的程度,能定量表達(dá).應(yīng)用：聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變及共混相容性的研究聚合物和小分子化合物結(jié)晶和熔融行為氫鍵相互作用及凝膠轉(zhuǎn)變溫度聚合物的結(jié)晶溫度、結(jié)晶度結(jié)晶動(dòng)力學(xué)分析玻璃化轉(zhuǎn)變受樣品聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的影響, 表現(xiàn)在轉(zhuǎn)變溫度的上下和轉(zhuǎn)變鋒的強(qiáng)弱明顯或不明顯. DSC 具體指,當(dāng)溫度逐漸升高,通過高分子聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時(shí), DSC 曲線上的基線向吸熱方向移動(dòng).假設(shè) A 點(diǎn)是開始偏離基線的點(diǎn).將轉(zhuǎn)變前后的基線延長, 兩線之間的垂直距離 為階差A(yù)J,在 J/2處可以找到C點(diǎn),從C點(diǎn)作切線與前基線相交于 B點(diǎn),B點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度值即為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg.2、DSC 測(cè)試對(duì)樣品的要求？影

29、響測(cè)試結(jié)果的因素有哪些？由于樣品尺寸是測(cè)試結(jié)果的影響因素, 所以樣品的粒度要盡可能小且均勻 塊狀樣品傳 熱慢,樣品量為 515mg .影響因素：1樣品量樣品量少使峰鋒利,分辨率高；樣品多那么造成峰大而寬,相鄰峰發(fā)生重疊,峰位向高 溫漂移.在儀器靈敏度許可的情況下,樣品盡可能少,515mg.但考慮測(cè)定Tg轉(zhuǎn)變時(shí)熱容變化小,樣品可適當(dāng)多一些.2升溫速率升溫速率過快, 使轉(zhuǎn)變溫度向高溫移動(dòng), 造成數(shù)據(jù)偏向高溫； 升溫速率過慢降低測(cè)試效 率,這又造成高聚物鏈的熱轉(zhuǎn)變和松緩和慢而使熱轉(zhuǎn)變不太明顯,特別是玻璃化轉(zhuǎn)變. 通常是10C/min的升溫速率.3試樣尺寸樣品的粘度對(duì)外表反響或受擴(kuò)散限制的反響影響較大

30、,粘度小使峰移向低溫. 因此最好剪碎樣品.4樣品中的水分子及小分子樣品中殘留的水份及小分子有利于高聚物分子鏈的松弛,使測(cè)定的Tg 偏低.5氣氛可以是靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的,可以是參加反響的.通常采用 30ml/min 的氮?dú)饬?防止樣品的 熱氧化.4、從DMA圖譜如何表達(dá)共混物的相容性？DMA損耗峰的寬窄和強(qiáng)度表示相態(tài)結(jié)構(gòu)的什么特點(diǎn)？ 共混物不相容：存在兩個(gè) Tg,各組分的Tg保持不變；局部相容：存在兩個(gè) Tg,組分中較低Tg想高溫移動(dòng),原來較高 Tg向低溫移動(dòng); 完全相容：只有一個(gè) Tg.DMA損耗峰窄：表示結(jié)晶區(qū)與無定形區(qū)的無過渡邊界明顯；DMA損耗峰寬：表示結(jié)晶區(qū)與無定形區(qū)有過渡區(qū)域,邊界不明顯.

31、材料的電性能導(dǎo)電,介電1四探針法測(cè)電導(dǎo)率的原理? 精簡版：原理如圖電 tistt23由于E= dV/dr,且r時(shí),S0,那么在距離探針r處的電勢(shì)V為恒流源給探針1、4通以小電流I,探針2、3上用高輸入阻抗的數(shù)字電壓表測(cè)量電壓V23.然后根據(jù)理論公式計(jì)算出樣品電阻率左圖.計(jì)算過程如下：距離探針r處電流密度為J= 一厶 中圖2兀r可得距離探針r處的電場(chǎng)強(qiáng)度 E為：E=p J由微分歐姆定律 J=E/ p2r半導(dǎo)體內(nèi)各點(diǎn)的電勢(shì)應(yīng)為四探針在該點(diǎn)形成的電勢(shì)的矢量和右圖.推導(dǎo)得:C丄丄丄、丄其中 一(r - r - r r ), C為探針系數(shù),單位為 cm.12241334ri2、24、13、34分別為相應(yīng)

32、探針間的距離.假設(shè)四探針在同一平面的同一直線上,其間距分別為Si、S2、S3,且 Si=S2=S3=S 時(shí),那么丄一亠)IS1S1 S2 S2 S3S3V232SI這就是常見的直流等間距四探針法測(cè)電阻率的公式.2測(cè)量液體電介質(zhì)介電常數(shù)的原理 頻率法：測(cè)試裝置示意圖如下；C1所用電極為兩個(gè)電容量不等、 并聯(lián)在一起的空氣電容, 電極在空氣中電容分別為 Co1和Co2, 通過一個(gè)開關(guān)與測(cè)試儀器相連,可分別接入電路中.介電常數(shù)測(cè)試儀內(nèi)部的電感L和被測(cè)試電容C構(gòu)成LC振蕩回路.振蕩頻率為1 k2其中Co為電容器兩極板為空氣介質(zhì)時(shí)的電容； C分為測(cè)量引線及測(cè)量系統(tǒng)等引起的分布電容 之和；電感L 一定,k為

33、常數(shù),頻率僅隨電容 C的變化而變化；當(dāng)電極在空氣中分別接入電 容Co1,C02,相應(yīng)振蕩頻率為fo1,fo2；有：那么有:C02012f.2201電極在液體中時(shí),相應(yīng)有得液體介電常數(shù):1 f22-1 fl23 電化學(xué)測(cè)試中,3電極體系是什么？它和 2電極體系的區(qū)別？如何將 3電極體系變成2 電極？3電極指工作電極、參比電極、輔助電極.工作電極：又稱研究電極,研究反響在該電極上發(fā)生；參比電極：指一個(gè)電勢(shì)的接近于理想不極化的電極,為測(cè)量過程提供一個(gè)穩(wěn)定的電極電位.該電極上根本無電流通過,用于測(cè)定工作電極相對(duì)于參比電極的電極電勢(shì)；輔助電極：又稱對(duì)電極,與工作電極構(gòu)成回路,使工作電極電流暢通,以保證所

34、研究的反響在工作電極上發(fā)生,但必須無任何方式限制電池觀測(cè)的響應(yīng).與2電極區(qū)別：2電極體系只有工作電極和輔助電極,無參比電極或參比電極與輔助電極 是一個(gè)電極.電化學(xué)裝置在工作的時(shí)候,會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)極化和濃差極化,3電極體系由于參比電極的作用能夠精確的限制電勢(shì)差,減少誤差.另外,2電極法操作簡單,但由于無參比或參比與輔助電極是一個(gè),所以比擬適用于恒電流沉積.3電極稍微復(fù)雜,但適于恒電位,恒電流,循環(huán)伏安,脈沖等等各種電化學(xué)沉積.3電極體系變成 2電極：將參比電極RE與輔助電極CE連接起來,三電極體系就變 成2電極體系了.4循環(huán)伏安法測(cè)試原理？CVCyclic voltammetry,線性掃描的一種,

35、三電極體系；在工作電極上施加一線性掃 描電壓,以恒定掃速掃描,從起始電勢(shì)Eo開始掃描到終止電勢(shì) Ei后,再回掃到起始電勢(shì),記錄得到相應(yīng)的電流-電勢(shì)i-E 曲線,如圖.假設(shè)電極反響為 0 + e 一一 R,反響前溶液中只含有反響粒子0,且0、R在溶液均可茁0溶,限制掃描起始電勢(shì)從比體系標(biāo)準(zhǔn)平衡電勢(shì)平正得多的起始電勢(shì)-i處開始作正向掃描,電流響應(yīng)曲線那么如下圖.Al于電勢(shì)越來越負(fù),電極外表反響物0的濃度逐漸下降,因此向電極外表的流量和電流就增加.當(dāng)0的外表濃度下降到近于零,電流也增加到最大值Ipc,然后電流逐漸下降.當(dāng)電勢(shì)到達(dá)：r后,又改為反向掃描.隨著電極電勢(shì)逐漸變正,電極附近可氧化的R粒子的濃

36、度較大,在電勢(shì)接近并通過時(shí),外表上的電化學(xué)平衡應(yīng)當(dāng)向著越來越有利于生成R的方向開展.于是 R開始被氧化,并且電流增大到峰值氧化電流Ipa,隨后又由于R的顯著消耗而引起電流衰降.整個(gè)曲線稱為循環(huán)伏安曲線.這個(gè)版本可以簡化一下,把過程描述一下就可以了！下面是答案的另一個(gè)版本,大家可以按自己喜好選擇；如果有不同的意見,歡迎跟我探討！CV Cyclic voltammetry 在工作電極,如鉑電極上,加上堆成的三角波掃描電勢(shì),即從起 始電勢(shì)E0開始掃描到終止電位 E1后,再回到掃至起始電勢(shì),記錄得到相應(yīng)的電流-電勢(shì)i-E 曲線.在三角波掃面的前半局部記錄峰形的陰極波,后半部記錄的是峰形的陽極波.一次三

37、角波電勢(shì)掃描,電極上完成一個(gè)復(fù)原-氧化循環(huán).如以等腰三角形的脈沖電壓加在工作電極上,得到的電流電壓曲線包括兩個(gè)分支,如果前半局部電位向陰極方向掃描,電活性物質(zhì)在電極上復(fù)原,產(chǎn)生復(fù)原波,那么后半局部電位向陽極方向掃描時(shí),復(fù)原產(chǎn)物又會(huì)重新在電極上氧化,產(chǎn)生氧化波.因此一次三角波掃描,完成一個(gè)復(fù)原和氧化過程的循環(huán),故該法稱為循環(huán)伏安法,其電流 一電壓曲線稱為循環(huán)伏安圖.如果電活性物質(zhì)可逆性差,那么氧化波與 復(fù)原波的高度就不同,對(duì)稱性也較差.循環(huán)伏安法中電壓掃描速度可從每秒鐘數(shù)毫伏到1伏.工作電極可用懸汞電極,或鉑、玻碳、石墨等固體電極.5 如何利用電化學(xué)方法測(cè)有機(jī)物的HOMO/LUMO 能級(jí)？由于有

38、機(jī)物的特性和電極反響的復(fù)雜性,往往其電極復(fù)原反響較復(fù)雜.一般通過測(cè)定有機(jī)物的氧化電位 E°X,推算HOMO能級(jí).再結(jié)合光譜或能譜法測(cè)得的帶隙Eg,間接計(jì)算出LUMO能級(jí).有機(jī)半導(dǎo)體能帶圖中電離勢(shì)Ip、電子親合勢(shì)Ea、起始氧化電位EOX、起始復(fù)原電位Ered以及HOMO能級(jí)、LUMO能級(jí)的關(guān)系示于圖1-LiFrLUMOqjHOMOIEt.f1IS I能蒂站枸積軟乾泰因標(biāo)準(zhǔn)氫電極電位相對(duì)于真空能級(jí)為-4.5V ；Ehomo =-I p=-(eE°X+4.5) (ev)Elumo =-EA=-(eEred+4.5) (ev)OX redEg=e(E -E )OX得 Elumo =- (eE -Eg+4.5)相對(duì)于SCE,ehomo = -(