2009 年同济大学材料科学基础真题1. 在晶体光学鉴定中，哪些晶系的晶体表现为光性非均质体？它们又分属于哪类 型的光率体？请阐述光在这些光率体中的传播特点。2. 简述特征 X 射线的产生及其应用；简述 X 射线衍射产生的充要条件，写出布 拉格方程通用式，并说明公式中各符号的物理意义。3. 简述粉末衍射物相定性分析过程，写出 3 种以上 X 射线粉末衍射方法的实际应 用，并给出影响表征结果的主要因素。4. 简述如何利用 X 射线衍射方法来区分金属材料脱溶分解和 Spinodal 分解的不 同？5. 简述高能电子书与物质作用后所产生的主要信号（至少列出4 中信号）及其应 用；写出SEM的成像基本原理，分辨率以及影响分辨率的主要因素。6请分析SEM中二次电子像，背散射电子像，X射线面扫面像的差异，并叙述 这三种方法在无机材料中的应用。7. 简述TEM在金属材料研究方面的应用。8. 请阐述差热分析中影响差热曲线的式样方面的因素，为何在差热分析中采用外 延起始温度（外延始点）作为吸、放热反应的起始温度？9. 在功率补偿型 DSC 量热法中，是如何实现式样吸、放热定量分析的？请举例 说明DSC在材料物性分析中的应用。10. 如何利用 DTA、TG 与热膨胀分析技术区分材料热分解、玻璃化转变、氧化（老 化）玻璃析晶、陶瓷烧结等过程？举例说明热分析技术在材料研究领域的应用。11. 试写出有机化合物ETIR谱图的主要基团特征频率，并说出FTIR在材料分析 中有哪些应用。12试写出胡克定律的数学表达式，并根据该表达式举例解释IR集团频率的变化 规律。13. 请画出一张乙醇的质子NMR示意谱图，并说明该谱图主要给出哪些信息；再 请阐述核磁共振分析中影响化学位移的主要因素。14. 简述核磁共振试验中弛豫过程的类型，并解释通常进行的核磁共振实验分析 中为何应先将固体式样配成溶液，然后再测式样溶液样品的核磁共振。15. 请利用所学到得或掌握的微观分析和测试方法及手段，结合你的专业，选择 某种材料进行微观结构的表征。请你简要写出微观结构表征的过程。（所用表征 方法不得少于2种）。材料研究方法 09年真题1、为什么 NMR 分析中固体试样应先配成溶液？ 答:因为固体及高黏度试样中由于各个核的相互位置比较固定，有利于相互间的 能量转移故 t2 极小，即在固体中的各个磁性核在单位时间里迅速往返于高能态与 低能态之间，其结果是使共振吸收峰的宽度增大，分辨率下降，所以固体试样要 配成溶液。（参考笔记 P28）2、画出乙醇NMR谱图，指出在NMR谱图上能得到那些信息，阐述一下影响化 学位移的因素？答：（1）i i.1 110y8765-43z1C：Hapci|=|匚|厂厂1（2）通常在NMR图上可以获得三方面的信息。即化学位移，偶合裂分和 积分线（3）化学位移是由核外电子云密度决定的，因此影响核外电子云密度的各种因素都会影响化学位移，影响质子化学位移的结构因素主要有以下方面：（a）取代基的诱导效应和共轭效应（b）各向异性效应（c）氢键和溶剂效应3、写出胡克定律的数学表达式，并根据数学表达式解释 IR 基团频率的变化规 律？答；门虎克定律的数学表达式X丄I占一-2叭附/备脚$ +也)U) M定律叫辭剧1勿得出频率与质量及键能的关系有如下关系；(a)理増丈时，V邀小亦即璽的原子将有低的振动例如GH的伸缩振动频朝士邛 瑚卜270伽1讥00的伸缩振动频率岀现在口叱100恤叫弯曲振动也有类似的关条例虹H-UH和3C各自键角的变化频率分别和喋(J%40卜閱0曲附近(b)扌值增大则*增丈.即原子间的犍能越大.振动频率越鼠各种磯碳键伸縮振动的吸收频率比 较如 ：VC-C： lCOcni Vc=Ct 1600ciifh 吃丈七 220Ucmn4、简述特征X射线的产生和应用？写出X射线衍射的充要条件？写出布拉格方 程的一般式，并说明各参数的物理意义。答：(1)凡是高速运动的电子流和其他高能辐射六(如 X 射线、中子流等) 被突然减速时均能产生X射线，特征X射线是管电压超过一定值时产生的，取决 于光管阳极靶的材料。因此可以应用于元素的鉴定。(2) X射线衍射的条件是既满足布拉格方程又不产生消光现象(3) 布拉格方程：2dsinO=nX其中，d为晶面间距，。入射角，九入射线波长， n 为衍射级数。5、阐述影响差热曲线的试样因素，为什么可以用始点温度作为吸热和放热的起 始温度？答：课本 215 你尽量回答全面一点6、功率补偿型的差示扫描量热的原理？说说差示扫描量热在物性分析中的应 用.答：(1)功率补偿性差示扫描量热是采用零点平衡的原理，该类仪器包括外 加热和内加热两种。零点平衡原理就是试样吸热时补偿系统流入试样侧加热 丝的电流增大，试样放热时补偿系统流入参比物侧电流值增大，直至试样与 参比物二者热量平衡，温差消失。( 2)7、高能电子束与物质相互作用时产生那些物理信号(至少写出四种)并说说它 们的用途，扫描电镜的原理，分辨率，影响分辨率的因素？答：(1)背散射电子，二次电子，特征X射线，饿歇电子，吸收电子，投射 电子(2) 扫描电镜原理：由三极电子枪发射出来的电子束，在加速电压作用 下，经过23个电子透镜聚焦后，在样品表面按顺序逐行进行扫描，激发样品 产生各种物理信号，如二次电子、背散射电子、吸收电子、 X 射线、俄歇电子等。 这些物理信号的强度随样品表面特征而变。它们分别被相应的收集器接受，经放 大器按顺序、成比例地放大后，送到显像管的栅极上，用来同步地调制显像管的 电子束强度，即显像管荧光屏上的亮度。(3) 所谓分辨本领，是指显微镜能分辨的样品上两点间的最小距离。影响分辨率的因素是入射电子束束斑直径和入射电子束在样品中的扩展效应。8、写出有机化合物的特征基团频率，红外在材料分析中的应用？9、二次电子、背散射电子、特征X射线表征的区别，分别写出它们在无机材料 领域的应用。10 如何利用差热分析，热重分析和热膨胀分析区别氧化过程，脱水分解过程， 玻璃化转变，晶型转变，陶瓷烧结过程，简述热分析技术在材料领域的应用。11 简述透射电镜在金属材料中的应用。 答：透射电镜在金相分析和金属断口分析方面得到广泛应用，在金属断口方面， 借助投射电镜比用肉眼和放大镜更深刻的认识了断口的特征，揭示断口过程机 制，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 投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。12简述X射线粉末衍射的定性分析过程,X射线粉末衍射的应用以及影响表征结 果的因素。答：13 结合你的专业,从你学过或者了解的材料中选择一种材料运用微观表征的方