材料测试及研究方法课后答案

第一章

一、选择题

1.用来进行晶体结构分析的X射线学分支是（ ） A.X射线透射学；B.X射线衍射学；C.X射线光谱学；D.其它

2. M层电子回迁到K层后，多余的能量放出的特征X射线称（ ） A. Kα；B. Kβ；C. Kγ；D. Lα。

3. 当X射线发生装置是Cu靶，滤波片应选（ ）

A． Cu；B. Fe；C. Ni；D. Mo。

4. 当电子把所有能量都转换为X射线时，该X射线波长称（ ） A. 短波限λ0；B. 激发限λk；C. 吸收限；D. 特征X射线

5.当X射线将某物质原子的K层电子打出去后，L层电子回迁K层，多余能量将另一个L层电子打出核外，这整个过程将产生（ ） （多选题） A. 光电子；B. 二次荧光；C. 俄歇电子；D. （A+C）

二、正误题

1. 随X射线管的电压升高，λ0和λk都随之减小。（ ） 2. 激发限与吸收限是一回事，只是从不同角度看问题。（ ） 3. 经滤波后的X射线是相对的单色光。（ ）

4. 产生特征X射线的前提是原子内层电子被打出核外，原子处于激发状态。（ ） 5. 选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料，而不需要考虑厚度。（ ）

三、

材料研究方法课后习题答案

第一章 绪论

1. 材料时如何分类的？材料的结构层次有哪些？

答：材料按化学组成和结构分：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料

材料的结构层次有：微观结构、亚微观结构、显微结构、宏观结构。

2.材料研究的主要任务和对象是什么？有哪些相应的研究方法？ 答：任务：研究、制造和合理使用各类材料。

研究对象：材料的组成、结构和性能。

研究方法：图像分析法、非图形分析法：衍射法、成分谱分析。 成分谱分析法：光谱、色谱、热谱等；

光谱包括：紫外、红外、拉曼、荧光； 色谱包括：气相、液相、凝胶色谱等； 热谱包括：DSC、DTA等。

3.材料研究方法是如何分类的？如何理解现代研究方法的重要性？ 答：按研究仪器测试的信息形式分为图像分析法和非图形分析法；

按工作原理，前者为显微术，后者为衍射法和成分谱分析。 重要性：

1）理论：新材料的结构鉴定分析；

2）实际应用需要：配方剖析、质量控制、事故分析等。

1

第二章 光学显微分析

1.区分晶体的颜色、多色性及吸收性，为何非均质体矿物晶体具有多色性？ 答：颜色：晶体对白光中七色光波选择吸收的结果。

多色性：由于光波和晶体中的振动方向不同，使晶体颜色发生改变的现

介绍各种材料测试方法(很齐全)

Determination and Characterization of Inorganic Nonmetal Materials (1-7) X-Ray Diffraction-7School of Material Science and Engineering, Wuhan Institute of Technology鲍世聪

介绍各种材料测试方法(很齐全)

6.6 X射线衍射分析的其他应用 射线衍射分析的其他应用1 区别晶态与非晶态对于X射线发生衍射是结晶状态的特点， 对于 射线发生衍射是结晶状态的特点，必须具有周期性的 射线发生衍射是结晶状态的特点 点阵结构方能发生衍射。非结晶状态不具周期性，故不能发生衍 点阵结构方能发生衍射。非结晶状态不具周期性， 射线照相板上( ),都得不到明显的衍 射。在X射线照相板上(不论何种摄谱法),都得不到明显的衍 射线照相板上 不论何种摄谱法), 射点或线条。因此，可以用X射线衍射的方法来区别物质之晶态 射点或线条。因此，可以用 射线衍射的方法来区别物质之晶态 与非晶态。 与非晶态。

结晶度测定原则 总衍射强度 = 晶相与非结晶相衍射强度之和

Ac Xc = ×100

介绍各种材料测试方法(很齐全)

Determination and Characterization of Inorganic Nonmetal Materials (1-7) X-Ray Diffraction-7School of Material Science and Engineering, Wuhan Institute of Technology鲍世聪

介绍各种材料测试方法(很齐全)

6.6 X射线衍射分析的其他应用 射线衍射分析的其他应用1 区别晶态与非晶态对于X射线发生衍射是结晶状态的特点， 对于 射线发生衍射是结晶状态的特点，必须具有周期性的 射线发生衍射是结晶状态的特点 点阵结构方能发生衍射。非结晶状态不具周期性，故不能发生衍 点阵结构方能发生衍射。非结晶状态不具周期性， 射线照相板上( ),都得不到明显的衍 射。在X射线照相板上(不论何种摄谱法),都得不到明显的衍 射线照相板上 不论何种摄谱法), 射点或线条。因此，可以用X射线衍射的方法来区别物质之晶态 射点或线条。因此，可以用 射线衍射的方法来区别物质之晶态 与非晶态。 与非晶态。

结晶度测定原则 总衍射强度 = 晶相与非结晶相衍射强度之和

Ac Xc = ×100

第一章电磁辐射与材料结构

一、名词、术语、概念

波数，分子振动，伸缩振动，变形振动（或弯曲振动、变角振动），干涉指数，晶带，原子轨道磁矩，电子自旋磁矩，原子核磁矩。

二、填空

1、电磁波谱可分为3个部分：①长波部分，包括( )与( )，有时习惯上称此部分为( )。②中间部分，包括( )、( )和( )，统称为( )。③短波部分，包括( )和( )（以及宇宙射线），此部分可称( )。

答案：无线电波（射频波），微波，波谱，红外线，可见光，紫外线，光学光谱，X射线，?射线，射线谱。 2、原子中电子受激向高能级跃迁或由高能级向低能级跃迁均称为( )跃迁或( )跃迁。 答案：电子，能级。

3、电子由高能级向低能级的跃迁可分为两种方式：跃迁过程中多余的能量即跃迁前后能量差以电磁辐射的方式放出，称之为( )跃迁；若多余的能量转化为热能等形式，则称之为( )跃迁。

答案：辐射，无辐射。

4、分子的运动很复杂，一般可近似认为分子总能量（E）由分子中各( )，( )及( )组成。 答案：电子能量，振动能量，转动能量。

5、分子振动可分为( )振动与(

第一章电磁辐射与材料结构

一、名词、术语、概念

波数，分子振动，伸缩振动，变形振动（或弯曲振动、变角振动），干涉指数，晶带，原子轨道磁矩，电子自旋磁矩，原子核磁矩。

二、填空

1、电磁波谱可分为3个部分：①长波部分，包括( )与( )，有时习惯上称此部分为( )。②中间部分，包括( )、( )和( )，统称为( )。③短波部分，包括( )和( )（以及宇宙射线），此部分可称( )。

答案：无线电波（射频波），微波，波谱，红外线，可见光，紫外线，光学光谱，X射线，?射线，射线谱。 2、原子中电子受激向高能级跃迁或由高能级向低能级跃迁均称为( )跃迁或( )跃迁。 答案：电子，能级。

3、电子由高能级向低能级的跃迁可分为两种方式：跃迁过程中多余的能量即跃迁前后能量差以电磁辐射的方式放出，称之为( )跃迁；若多余的能量转化为热能等形式，则称之为( )跃迁。

答案：辐射，无辐射。

4、分子的运动很复杂，一般可近似认为分子总能量（E）由分子中各( )，( )及( )组成。 答案：电子能量，振动能量，转动能量。

5、分子振动可分为( )振动与(

第一章 X 射线物理学基础

2、若X 射线管的额定功率为1.5KW，在管电压为35KV 时，容许的最大电流是多少？ 答：1.5KW/35KV=0.043A。

4、为使Cu 靶的Kβ线透射系数是Kα线透射系数的1/6，求滤波片的厚度。

答：因X 光管是Cu 靶，故选择Ni 为滤片材料。查表得：μ m α ＝49.03cm2／g，μ mβ ＝290cm2／g， 有公式， ， ，故： ，解得:t=8.35um t

6、欲用Mo 靶X 射线管激发Cu 的荧光X 射线辐射，所需施加的最低管电压是多少？激发出的荧光辐射的波长是多少？ 答：eVk=hc/λ

Vk=6.626×10-34×2.998×108/(1.602×10-19×0.71×10-10)=17.46(kv) λ 0=1.24/v(nm)=1.24/17.46(nm)=0.071(nm) 其中 h为普郎克常数，其值等于6.626×10-34 e为电子电荷，等于1.602×10-19c

故需加的最低管电压应≥17.46(kv)，所发射的荧光辐射波长是0.071纳米。 7、名词解释：相干散射、不相干散射、荧光辐射、吸收限、俄歇效应

答：⑴ 当χ 射线通过物质时，物质原子的电子在电磁场的作用下将产

材料测试与研究方法思考与练习题

第一章 色谱分析

1. 气相色谱仪由哪几部分组成？ 2. 气相色谱的分离原理是什么。

3. 解释基线、保留值、死时间、保留时间和调整保留时间。 4. 热导池检测器的基本原理是什么？ 5. 根据色谱图可得到哪些信息？ 6. 简述柱温选择的原则。 7. 简述气相色谱分析的优缺点。 8. 简述色谱定量分析的依据 9. 简述对固定液的要求

10. 使用归一化方法定量时，应具有什么条件？ 11. 简述内标法使用条件和内标法特点。

12. 色谱定量分析时采用内标法，内标物选择的基本原则是什么？ 13. 比较热导池检测器和氢火焰检测器的优缺点。 14. 简述热导池气相色谱常用氢气作载气的原因。

第二章 紫外光谱分析

1、什么是波谱分析？分子的微观运动分为哪几种？分光光度计由哪几部分组成？

2、 什么是摩尔吸光系数？ 什么是百分吸收系数？ 3、电子的跃迁的类型有哪几种？各种跃迁的特点是什么？ 4、什么是生色团、助色团？什么是红移、蓝移？

5、影响紫外吸收波长的因素有哪些？影响规律各是什么？ 6、什么是R吸收带、K吸收带、E1、E2、B带？ 7、无机化合物紫外吸收光谱产生的原因有哪两个？ 8、用紫外光谱进行定性分析时应考

材料测试与研究方法思考与练习题

第一章 色谱分析

1. 气相色谱仪由哪几部分组成？ 2. 气相色谱的分离原理是什么。

3. 解释基线、保留值、死时间、保留时间和调整保留时间。 4. 热导池检测器的基本原理是什么？ 5. 根据色谱图可得到哪些信息？ 6. 简述柱温选择的原则。 7. 简述气相色谱分析的优缺点。 8. 简述色谱定量分析的依据 9. 简述对固定液的要求

10. 使用归一化方法定量时，应具有什么条件？ 11. 简述内标法使用条件和内标法特点。

12. 色谱定量分析时采用内标法，内标物选择的基本原则是什么？ 13. 比较热导池检测器和氢火焰检测器的优缺点。 14. 简述热导池气相色谱常用氢气作载气的原因。

第二章 紫外光谱分析

1、什么是波谱分析？分子的微观运动分为哪几种？分光光度计由哪几部分组成？

2、 什么是摩尔吸光系数？ 什么是百分吸收系数？ 3、电子的跃迁的类型有哪几种？各种跃迁的特点是什么？ 4、什么是生色团、助色团？什么是红移、蓝移？

5、影响紫外吸收波长的因素有哪些？影响规律各是什么？ 6、什么是R吸收带、K吸收带、E1、E2、B带？ 7、无机化合物紫外吸收光谱产生的原因有哪两个？ 8、用紫外光谱进行定性分析时应考

第一章

1. X射线学有几个分支？每个分支的研究对象是什么？ 2. 分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？ （1）用CuKαX射线激发CuKα荧光辐射； （2）用CuKβX射线激发CuKα荧光辐射； （3）用CuKαX射线激发CuLα荧光辐射。 3. 什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”、“发射谱”、

“吸收谱”？

4. X射线的本质是什么？它与可见光、紫外线等电磁波的主要区别何在？用哪些物理量描

述它？

5. 产生X射线需具备什么条件？

6. Ⅹ射线具有波粒二象性，其微粒性和波动性分别表现在哪些现象中？

7. 计算当管电压为50 kv时，电子在与靶碰撞时的速度与动能以及所发射的连续谱的短波

限和光子的最大动能。

8. 特征X射线与荧光X射线的产生机理有何异同？某物质的K系荧光X射线波长是否等于

它的K系特征X射线波长？ 9. 连续谱是怎样产生的？其短波限?限?0?3hceV1.24?10?V3与某物质的吸收

khc?eVk1.24?10?Vk有何不同（V和VK以kv为单位）？

10. Ⅹ射线与物质有哪些相互作用？规律如何？对x射线分析有何影响？反冲电子、光电子

和俄歇电子有何不同？

11. 试计算当管压为50kv