同濟大學材料研究方法07真題及答案解析

1、北京萬學教育科技有限公司海文考研歷年真題及解析同濟大學材料學院材料學專業(yè)2007年真題及解析科目一： 代碼：821科目名稱：材料研究方法北京萬學教育科技有限公司慟剤北京萬學教育科技有限公司海文考研歷年真題及解析考試年份:2007招生專業(yè)：材料學研究方向：01高性能水泥基材料02智能材料03新型建筑材料04生態(tài)環(huán)境材料05無機功能材料06高分子功能材料07高分子材料改性08生物醫(yī)用材料09金屬功能材料10納米材料11材料體系分析與建模方法、真題1 電子束轟擊到固體樣品表面會產(chǎn)生哪些主要物理信號？研究材料的表面形貌一般收集哪種物理信號？并說明其襯度原理研究材料表面元素分原布狀況應收集 哪些信息，并

2、收明其襯度理。2簡述DSC勺種類和定量熱分析原理，舉例說明其在材料研究領域的應用。3 請詳述電子衍射和 X射線衍射的異同點。4請說述電子探針中波譜的原理和應用，并簡述波譜與能譜在應用方面的異同。5 寫岀布拉格方程，分析物質產(chǎn)生X衍射的充要條件，簡述 X射線粉末衍射物相鑒定過程。請說明樣品制備對物相鑒定的影響。6簡述特征X射線的產(chǎn)生，性質和應用。7簡述紅外光譜用于分子結構分析的基礎，說明其應用。8.采用何種手段可以研究高分子材料的結晶。9聚合物的填充改性及共混是高分子材料改的常用手段，如何研究無機填充材料在高聚物基體中的分布情況？如何研究共混物中各相的形態(tài)？第11頁共10頁10核磁共振譜中不同質

3、子產(chǎn)生不同化學位移的根本原因是什么？化學位移的主要影響因素有哪些？核磁共振譜中的信號強度可以提供何種信息?11 請詳細描述金相試樣的制備過程，并畫岀碳馬氏體和高碳馬氏體的組織示意圖，解釋其區(qū)別。12 舉例說明透射電鏡在金屬材料研究方面的應用，說明其原理。13 制備金屬材料透射電子顯微鏡試樣時一般采用雙噴法制樣，請詳述其原理。14 請詳述多晶，非晶，納米晶體材料在透射電子顯微鏡選區(qū)稍微圖像中的區(qū)別。15 擬定方案，解決玻璃體內(nèi)夾雜物的鑒定。16 采用合適的現(xiàn)代技術表征法分析硅酸鹽水泥水化進程，請簡要評述你給岀的方法。17 敘述X射線粉末衍射分析無機材料的方法有哪幾種，并加以評述。18 請簡要敘述

4、布拉格方程在材料微觀結構分析和表征領域中的應用。二、解析1 電子束轟擊到固體樣品表面會產(chǎn)生哪些主要物理信號？研究材料的表面形貌一般收集哪種物理信號？并說明其襯度原理研究材料表面元素分原布狀況應收集 哪些信息，并收明其襯度理。1. 參考答案：主要物理信號：1.背散射電子2.二次電子3.吸收電子4.透射電子5.特征X射線6俄歇電子研究表面形貌的信號：1. 背散射電子2.二次電子6.俄歇電子研究表面元素分布應選擇背散射電子，應為其對元素的變化比較敏感。試題解析：2. 知識點：電子與物體的相互作用3. 答題思路：簡述個知識點歷年考頻：此考點在近五年中共出現(xiàn)3分別為：04，06，07年。2簡述DSC勺種

5、類和定量熱分析原理，舉例說明其在材料研究領域的應用。1. 參考答案：DSC分為兩種。分別為功率補償型和熱流型原理：:DSC技術是在程序控制溫度下，測量輸入到試樣和參比物的能量差隨溫度或時間變化的一種技術。差示掃描量熱分析法就是為克服差熱分析在定量測定上存在的這些不足而發(fā)展起來的一種新的熱分析技術。該法通過對試樣因發(fā)生熱效應而發(fā)生的能量 變化進行及時的應有的補償，保持試樣與參比物之間溫度始終保持相同，無溫差、無熱傳遞，使熱損失小，檢測信號大。因此在靈敏度和精度方面都大 有提咼。DSC技術的特點：由于試樣用量少，試樣內(nèi)的溫度梯度較小且氣體的擴散阻力下降，對于功率補償型DSC有熱阻影響小的特點。應用

6、：1.純度分析2.定量分析3.純度分析4.比熱容測定試題解析：2. 知識點：DSC的種類和定量熱分析原理3. 答題思路：綜合分析各知識點歷年考頻：此考點在近五年中共出現(xiàn)3，分別為：04, 06, 07年。3 請詳述電子衍射和 X射線衍射的異同點。1. 參考答案：相同點：都是通過衍射譜線進行分析不同點：1）.透射電鏡常用雙聚光鏡照明系統(tǒng)，束斑直徑為12卩m經(jīng)過雙聚光鏡的照明束相干性較好。（2） .透射電鏡有三級以上透鏡組成的成像系統(tǒng)，借助它可以提高電子衍射相機長度。普通電子衍射裝置相機長度一般為500mm左右，而透射電鏡長度 可達 10005000mm（3）.可以通過物鏡和中間鏡的密切配合，進行

7、選區(qū)電子衍射，使成像區(qū)域和電子衍射區(qū)域統(tǒng)一起來，達到樣品微區(qū)形貌分析和原位晶體學性質測定的 目的。試題解析：2. 知識點：子衍射和X射線衍射的異同點3. 答題思路：對比兩個知識點的異同歷年考頻：此考點在近五年中共出現(xiàn)3，分別為：04, 06, 07年。4請說述電子探針中波譜的原理和應用，并簡述波譜與能譜在應用方面的異同。1. 參考答案：波譜儀利用某些晶體對 X射線的衍射作用來達到使不同波長分散的目的。波譜儀分為兩種1.旋轉式波譜儀2.直進式波譜儀1）所用的Si（Li）探測器尺寸小，可裝在靠近樣品的區(qū)域：接收X射線的立體角大，X射線利用率高，可達 10000脈沖/s 10-9A;而波譜儀僅幾十到

8、幾百脈沖/s 10-9A。能譜儀在低束流下（10-1010-12A）工作，仍能達到適當?shù)挠嫈?shù)率，束斑尺寸小，最少可達0.1卩m3而波譜儀大于1卩m32）分析速度快，可在 23分鐘內(nèi)完成元素定性全分析。3）能譜儀不受聚焦圓的限制，樣品的位置可起伏23mm4）工作束流小，對樣品的污染作用小。5）能進行低倍X射線掃描成象，得到大視域的元素分布圖。6）分辨本領比較低，只有150eV（波譜儀可達10eV）。7）峰背比小，一般為 100,而波譜儀為1000。8）Si（Li）探測器必須在液氮溫度（77K）下使用，維護費用高。試題解析：2. 知識點：波譜儀的原理以及和能譜儀之間的異同3. 答題思路：簡述知識點

9、歷年考頻：此考點在近五年中共出現(xiàn)1，分別為：07年。5 寫岀布拉格方程，分析物質產(chǎn)生X衍射的充要條件，簡述 X射線粉末衍射物相鑒定過程。請說明樣品制備對物相鑒定的影響。1. 參考答案：布拉格方程為 2dsin 0 =n入式中n為整數(shù)；0角稱為布拉格角或掠射角，又稱半衍射角，入為入射線波長；d為晶面間距。物質產(chǎn)生X衍射的充要條件為既滿足布拉格方程有不發(fā)生消光。鑒定過程：1. 首先用粉末照相法或粉末衍射儀法獲取被測試物相的衍射圖樣。2. 通過對多獲取的圖樣的分析的計算，獲得個衍射線條的2 0和d值以及相對強度大小。3. 使用檢索手冊，查詢物相 PDF卡片號。4. 若是多部分析，在 3完成后，對剩余

10、強度進行排序，直至所有衍射線能夠得到解釋。影響：P102 3.6.5 粉末X射線物相定量分析過程中注意的問題試題解析：2. 知識點：布拉格方程及 X射線粉末衍射物相鑒定3. 答題思路：綜合分析兩部分內(nèi)容歷年考頻：此考點在近五年中共出現(xiàn)3，分別為：04, 06, 07年。6簡述特征X射線的產(chǎn)生，性質和應用。1. 參考答案：產(chǎn)生：凡是高速運動的電子流和其他高能輻射六(如X射線、中子流等)被突然減速時均能產(chǎn)生X射線。性質：X射線是一種電磁波應用：現(xiàn)代材料研究的主X射線實驗方法在材料研究中主要有以下幾種應用：(1) X射線物相定性分析：用于確定物質中的物相組成(2) X射線物相定量分析：用于測定某物相

11、在物質中的含量(3) X射線晶體結構分析：用于推斷測定晶體的結構試題解析：2. 知識點：X射線的基礎3. 答題思路：簡述基本概念歷年考頻：此考點在近五年中共出現(xiàn)3，分別為：04, 06, 07年。7簡述紅外光譜用于分子結構分析的基礎，說明其應用。1. 參考答案：原因：(1 )輻射具有剛好能滿足物質躍遷時所需的能量，分子中某個基團的的振動頻率和紅外輻射的頻率一致就滿足了 (2)輻射與物質之間有相互作用，分子的偶極距必須發(fā)生變化的振動，分子振動的形式：1 伸縮振動a.對稱伸縮振動b.反對稱伸縮振動2.變形和彎曲伸縮振動a.面內(nèi)變形剪式振動面內(nèi)搖擺振動b.面外變形面外搖擺振動扭曲變形掘動紅外光譜振動

12、吸收帶的類型：(1)XH伸縮振動區(qū)(2)叁鍵和累積雙鍵區(qū)(3)雙鍵伸縮振動區(qū)(4)X Y伸縮振動區(qū)和X H變形振動區(qū)應用：定性分析1試樣的分離與精制 2. 了解與試樣性質有關的其他方面的因素3.圖譜的解析定量分析試題解析：2. 知識點：光譜分析的基礎及應用3. 答題思路：簡述兩知識點歷年考頻：此考點在近五年中共出現(xiàn)2次，分別為:04, 07年。8.采用何種手段可以研究高分子材料的結晶。1. 參考答案：主要的研究方法為熱分析，詳細內(nèi)容請見P235 5.7熱分析技術的應用考試的時候我不建議回答此類問題，不易答全。試題解析：2. 知識點：研究方法的綜合應用3答題思路：聯(lián)系研究方法的今本知識點與專業(yè)課

13、內(nèi)容歷年考頻：此考點在近五年中共出現(xiàn)1次，分別為：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，如何研究無機填充材料在高聚物基體中的分布情況？如何研究共混物中各相的形態(tài)？1. 參考答案：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體的分布情況課選用掃面電鏡或透射電鏡，其中掃描電鏡 的分辨率稍低，但立體感強；透射電鏡的分辨率高，但制樣困難，且立體感差。在研究共混物中的各相形態(tài)上可采用XRD試題解析：2. 知識點：研究方法的綜合應用3. 答題思路：聯(lián)系研究方法的今本知識點與專業(yè)課內(nèi)容歷年考頻：此考點在近五年中共出現(xiàn)1次，分別為：07年.10核磁共振譜中

14、不同質子產(chǎn)生不同化學位移的根本原因是什么？化學位移的主要影響因素有哪些？核磁共振譜中的信號強度可以提供何種信息？1. 參考答案：某一質子吸收峰出現(xiàn)的位置與標準物質質子吸收峰出現(xiàn)的位置之間的差異稱為該質子的化學位移。它是分析分子中各類氫原子所處位置的重要依據(jù)。影響化學位移的因素有：原子與分子的磁屏蔽、誘導效應、共軛效應、磁各向異性效應、范德華效應、氫鍵效應、溶劑效應、介質磁化率效應、順 磁效應。NMR譜上可以用積分線高度反應出信號強度。各信號峰強度之比，應等于相應的質子數(shù)之比。只要將峰面積加以比較，就能確定個組質子的數(shù)目， 分線的個階梯度高度代表了各組峰面積。于是根據(jù)積分線的高度可計算出各組峰相

15、對應的質子峰。試題解析：2. 知識點：NMR勺基本概念3. 答題思路：簡述概念歷年考頻：此考點在近五年中共出現(xiàn)1次，分別為：07年11 請詳細描述金相試樣的制備過程，并畫岀碳馬氏體和高碳馬氏體的組織示意圖，解釋其區(qū)別。1. 參考答案：這道題金屬方向可選答，我不懂??！ 試題解析：2. 知識點：金相樣品的制備過程及 碳馬氏體和高碳馬氏體的組織3. 答題思路：無歷年考頻：此考點在近五年中共出現(xiàn)1次，分別為：07年12 舉例說明透射電鏡在金屬材料研究方面的應用，說明其原理。1. 參考答案：透射電鏡在金相分析和金屬斷口分析方面得到了廣泛的應用。在金屬斷口分析方面，人們借助透射電鏡比用肉眼和放大鏡更深刻地

16、認識斷口的特征、性質，揭示了斷裂過程機理，研究影響斷裂的各種因素，對失效分析非常有效。而在金相分析方面，利用透射電鏡的高放大倍數(shù)，可以顯示光學顯微鏡 無法分辨的顯微組織細節(jié)。這是由于透射電鏡的高分辨率所致的。:分辨本領：指顯微鏡能分辨的樣品上兩點間的最小距離；以物鏡的分辨本領來定義顯微鏡的分辨本領。光學透鏡：d0 =0.061入/n sin a = 0.061入/N - A，式中：入是照明束波長；a是透鏡孔徑半角；n是物方介質折射率；nsin a或NA稱為數(shù)值孔徑。在物方介質為空氣的情況下，N- A值小于1。即使采用油浸透鏡（n=1.5 ； a 一般為70°75° ）， N

17、 A值也不會超過1.35。所以d 0丸1/2入。因此，要顯著地提高顯微鏡的分辨本領，必須使用波長比可見光短得多的照明源。實際上，透鏡的分辨本領除了與衍射效應有關以外，還與透鏡的像差有關（球差）。試題解析：2. 知識點：透射電鏡的應用3. 答題思路：介紹基本應用及原理即可歷年考頻：此考點在近五年中共出現(xiàn)1，分別為：07年13 制備金屬材料透射電子顯微鏡試樣時一般采用雙噴法制樣，請詳述其原理。1. 參考答案：將電解液利用機械噴射的方法噴到試樣上將其薄化成薄膜。這種方法所獲得的薄膜與大塊樣品組織、結構相同，但設備較為復雜。試題解析：2. 知識點：透射電鏡的樣品制備與專業(yè)課內(nèi)容3. 答題思路：結合兩者

18、作答歷年考頻：此考點在近五年中共出現(xiàn)1次，分別為：07年。14 請詳述多晶，非晶，納米晶體材料在透射電子顯微鏡選區(qū)稍微圖像中的區(qū)別。1. 參考答案：應該屬于超綱范圍！試題解析：2. 知識點：透射電子顯微鏡的應用歷年考頻：此考點在近五年中共出現(xiàn)1次，分別為：07年。15 擬定方案，解決玻璃體內(nèi)夾雜物的鑒定。1. 參考答案：1. 應用透射電鏡，掃描電鏡分析夾雜物的形貌與分布2. 應用電子探針研究夾雜物的元素分布3. 應用XRD研究夾雜物的物相4. 應用熱分析研究夾雜物的相變。試題解析：2. 知識點：研究方法的綜合應用3. 答題思路：結合專業(yè)與綜合應用作答歷年考頻：此考點在近五年中共出現(xiàn)1次，分別為：07年。16 采用合適的現(xiàn)代技術表征法分析硅酸鹽水泥水化進程，請簡要評述你給岀的方法。1. 參考答案：1. 應用掃描電鏡來觀察水化各個時期的表面形貌等2，應用XRD研究水哈各個時期的物相組成3. 應用X射線小角度衍射也可獲得很好的效果 試題解析：2. 知識點：研究方法的綜合應用歷年考頻：此考點在近五年中共出現(xiàn)1，分別為：07年。17 敘述X射線粉末衍射分析無機材料的方法有哪幾種，并加以評述。1.參考答案：現(xiàn)代材料研究的主X射線實驗方法在材料研究中主要有以下幾種應用：(