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第三章结构材料一、填空题：1、碳的质量分数大于2.11% 的铁碳合金称之为铸铁，通常还含有较多的Si 、Mn、S 、P等元素。
2、优质碳素结构钢的钢号是以碳的平均万分数来表示的。
3、碳钢常规热处理有退火、正火、淬火、回火四种4、碳在铁碳合金中的存在形式有与铁的间隙固溶、化合态的渗碳体、游离态的石墨。
5、高分子材料分子量很大，是由许多相同的结构单元组成，并以共价键的形式重复连接而成。
6、塑料、橡胶、纤维被称为三大合成高分子材料。
7、高分子按结构单元的化学组成可分为碳链高分子、杂链高分子、元素有机高分子、无机高分子。
8、聚合物分子运动具有多重性和明显的松弛特性。
9、聚乙烯可分为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超高分子质量聚乙烯、改性聚乙烯。
10、陶瓷材料的晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、面缺陷，其中导电性与点缺陷有直接关系。
11、陶瓷材料的塑性和韧性较低，这是陶瓷材料的最大弱点。
12、陶瓷材料热膨胀系数小，这是由晶体结构和化学键决定的。
13、由两种或两种以上物理、化学、力学性能不同的物质，经人工组合而成的多相固体材料叫做复合材料。
14、复合材料可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。
15、颗粒增韧的增韧机理主要包括相变增韧、裂纹转向增韧、和分叉增韧。
16、界面是复合材料中基体与增强材料之间发生相互作用和相互扩散而形成的结合面。
17、复合材料界面结合的类型有机械结合、溶解与侵润结合、反应结合、混合结合。
二、判断题：1、不锈钢中含碳量越低，则耐腐蚀性就越好。
（√）2、纯铝中含有Fe、Si等元素时会使其性能下降。
（√）3、正火是在保温一段时间后随炉冷却至室温的热处理工艺。
（×）4、受热后软化，冷却后又变硬，可重复循环的塑料称为热塑性塑料。
（√）5、聚乙烯从是目前产量最大，应用最广泛的品种。
（√）6、陶瓷材料在低温下热容小，在高温下热容大。
（√）7、陶瓷材料中位错密度很高。
（×）8、陶瓷材料一般具有优于金属材料的高温强度，高温抗蠕变能力强。
X射线的特殊属性（1）能穿透黑纸及许多可见光不能穿透的物体。
（2）始终沿直线进行传播（不受电场、磁场影响）。
（3）肉眼不能识别，但能使底片感光，使物质原子外层电子跃迁产生可见光，能杀死生物细胞。
X 射线产生过程：钨丝（加热，高压）下产生自由电子，通过电子枪聚焦，经过高电场产生加速，电子撞击靶极（阳极），动能转化成热能及X射线。
其中热能由冷却水带走，产生的X射线可分为连续X射线、特征X射线。
晶体;原子（或分子）在三维空间作有规则的周期性重复排列的材料。
长程有序、有固定熔点、各相异性、自范性抽象出排列周期，物质点抽象为几何点称结点或等同点，结点在三维作周期排列构成空间点阵晶体结构=空间点阵+结构基元晶胞：为说明点阵排列的规律和特点，在点阵中取出一个具有代表性的基本单元（通常取最小的平行六面体）作为点阵的组成单元，称为晶胞。
•晶向：空间点阵中的结点直线•晶面：空间点阵中的结点平面•Miller（密勒）指数统一标定晶向指数和晶面指数确定晶面指数的方法•1、在以基矢abc构成的晶胞内，量出一个晶面在三个基矢上的截距，并用基矢长度abc为单位度量；•2、写出三个分数截距的倒数；•3、将三个倒数化为三个互质整数，并用小括号括起，即为该组平行晶面的晶面指数。
当一束X 射线以特定方向入射至某一晶体点阵结构时，在晶体背面底片上产生有规律分布的衍射斑点，称该现象为X射线衍射。
原因：由于晶体中原子在晶体中周期排列，由相邻不同原子产生的X射线散射线相互间存在固定位相关系，在空间特定方向产生干涉，使某些方向加强，某些方向则减弱。
2d sinθ＝nλd- 晶面间距θ－掠射角（与晶面夹角）λ－波长n=0, ±1,±2,…产生衍射的极限条件•由布拉格公式2dsinθ=nλ可知，sinθ=nλ/2d，因sinθ<1，故nλ/2d <1。
•为使物理意义更清楚，现考虑n＝1（即1级反射）的情况，此时λ/2<d，这就是能产生衍射的限制制条件。
材料结构表征及应用复习资料--2013材料化学第一章绪论1.材料研究的四大要素：材料的固有性质、材料的结构、材料的使用性能、材料的合成与加工；2.材料的固有性质大都取决于物质的电子结构、原子结构和化学键结构。
3.材料结构表征的三大任务及主要测试技术：①化学成分分析：传统的化学分析技术、质谱、色谱、红外光谱、核磁共振、X射线光电子能谱；②结构测定：X射线衍射、电子衍射、中子衍射、热分析；③形貌观察：光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜；第二章红外光谱及激光拉曼光谱2.1 红外光谱的基本原理1.红外光谱定义：当用一束具有连续波长的红外光照射物质时，该物质的分子就要吸收一定波长的红外光的光能，并将其转变为分子的振动能和转动能，从而引起分子振动—转动能级的跃迁。
通过仪器记录下不同波长的透过率(或吸光度)的变化曲线，即是该物质的红外吸收光谱。
2.中红外区波数范围：4000-400cm-1；3.简正振动振动自由度（3n-6或3n-5)。
4.简正振动的特点是，分子质心在振动过程中保持不变，所有的原子都在同一瞬间通过各自的平衡位置。
每个简正振动代表一种振动方式，有它自己的特征振动频率。
5.简正振动类型主要分为两大类，即伸缩振动和弯曲振动。
伸缩振动是指原子沿着键轴方向伸缩使键长发生变化的振动；弯曲振动即指的是键角发生变化的振动6.实际观测到的红外基频吸收数目却往往少于3n-6个,为什么?①如振动过程中分子不发生瞬间偶极矩变化，则不引起红外吸收；②频率完全相同的振动彼此发生简并；③强宽峰往往要覆盖与它频率相近的弱而窄的吸收峰；④吸收强度太弱，以致无法测定；⑤吸收峰落在中红外区之外。
7.分子吸收红外辐射必须满足的条件？①只有在振动过程中，偶极矩发生变化的那种振动方式才能吸收红外辐射，从而在红外光谱中出现吸收谱带。
这种振动方式称为红外活性的。
反之，在振动过程中偶极矩不发生改变的振动方式是红外非活性的，虽有振动，但不能吸收红外辐射。
材料结构表征原理教案教案标题：材料结构表征原理教案教案目标：1. 了解材料结构表征的基本原理和方法。
2. 掌握常用的材料结构表征技术及其在材料科学研究中的应用。
3. 培养学生分析和解释材料结构表征结果的能力。
教案步骤：一、导入（5分钟）1. 引导学生回顾材料结构的基本概念，并提出问题：为什么需要对材料的结构进行表征？2. 引入材料结构表征的重要性和应用领域，激发学生的学习兴趣。
二、讲解材料结构表征的基本原理（15分钟）1. 介绍材料结构表征的基本概念和定义。
2. 介绍常见的材料结构表征方法，如X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等，并解释其原理和适用范围。
3. 强调不同表征方法的优缺点和互补性。
三、案例分析与讨论（20分钟）1. 提供几个材料结构表征的案例，如金属晶体结构、纳米材料表面形貌等。
2. 分组讨论，学生根据提供的案例，分析并解释材料结构表征结果。
3. 每个小组选择一个案例进行汇报，展示他们的分析过程和结论。
四、实践操作（30分钟）1. 安排实验室或实验室模拟环境，让学生亲自进行材料结构表征实验操作。
2. 学生可以选择使用一种或多种结构表征方法，对给定的材料进行表征。
3. 学生根据实验结果，分析和解释材料的结构特征。
五、总结与评价（10分钟）1. 学生总结本节课所学的材料结构表征原理和方法。
2. 教师对学生的实验操作和分析能力进行评价和反馈。
3. 提出下节课的预习内容和学习任务。
教学辅助工具：1. PowerPoint演示文稿，用于讲解材料结构表征的基本原理和方法。
2. 实验室设备和材料，用于学生进行实践操作。
3. 材料结构表征案例，用于学生分析和解释。
教学评估：1. 学生实验操作的准确性和仪器使用技能。
2. 学生对材料结构表征原理的理解和运用能力。
3. 学生分析和解释材料结构表征结果的能力。
教案延伸：1. 鼓励学生进行更深入的材料结构表征研究，如利用高级技术进行纳米材料结构表征等。
第一章绪论材料研究的四大要素：材料的固有性质、材料的结构、材料的使用性能、材料的合成与加工。
材料的固有性质大都取决于物质的电子结构、原子结构和化学键结构。
材料结构表征的三大任务及主要测试技术：1、化学成分分析：除了传统的化学分析技术外，还包括质谱（MC）、紫外（UV）、可见光、红外（IR）光谱分析、气、液相色谱、核磁共振、电子自旋共振、二次离子色谱、X射线荧光光谱、俄歇与X射线光电子谱、电子探针等。
如质谱已经是鉴定未知有机化合物的基本手段；IR在高分子材料的表征上有着特殊重要地位；X射线光电子能谱（XPS）是用单色的X射线轰击样品导致电子的逸出，通过测定逸出的光电子可以无标样直接确定元素及元素含量。
2、结构测定：主要以衍射方法为主。
衍射方法主要有X射线衍射、电子衍射、中子衍射、穆斯堡谱等，应用最多最普遍的是X射线衍射。
在材料结构测定方法中，值得一提的是热分析技术。
3、形貌观察：光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、扫描隧道显微镜、原子力显微镜。
第二章X射线衍射分析1、X射线的本质是电磁辐射，具有波粒二像性。
X射线的波长范围：0.01~100 Å 或者10-8-10-12 m 1 Å=10-10m（1）波动性（在晶体作衍射光栅观察到的X射线的衍射现象，即证明了X射线的波动性）；（2）粒子性（特征表现为以光子（光量子）形式辐射和吸收时具有的一定的质量、能量和动量）。
2、X射线的特征：①X射线对物质有很强的穿透能力，可用于无损检测等。
②X射线的波长正好与物质微观结构中的原子、离子间的距离相当，使它能被晶体衍射。
晶体衍射波的方向与强度与晶体结构有关，这是X射线衍射分析的基础。
③X射线光子的能量与原子内层电子的激发能量相当，这使物质的X射线发射谱与吸收谱在物质的成分分析中有重要的应用。
一、X射线的产生1.产生原理高速运动的电子与物体碰撞时，发生能量转换，电子的运动受阻失去动能，其中一小部分（1％左右）能量转变为X射线，而绝大部分（99％左右）能量转变成热能使物体温度升高。
材料化学导论复习提纲第一章绪论一、材料的分类（按成分分类、按功能分类）1、按组成、结构特点分金属材料：由金属及合金构成的材料。
黑色金属：如钢Fe、Mn、Cr及其合金；有色金属：黑色金属以外的各种金属及其合金。
无机非金属材料：由非金属单质或金属与非金属组成的化合物所构成的材料。
传统无机非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷等新型无机非金属材料：高温结构陶瓷、光导纤维等。
如水晶(SiO2)、金刚石(C)、刚玉(Al2O3)、新型陶瓷材料或精细陶瓷。
高分子材料：以脂肪族或芳香族的C-C 共价键为基础结构的大分子组成。
天然高分子材料：木材,天然橡胶,棉花,动物皮毛等。
合成高分子材料：塑料,合成橡胶,合成纤维和粘合剂等。
复合材料：金属、无机非金属和有机高分子材料有机结合，可以在性能上起到协同作用，从而获得全新性能的一类材料。
如碳纤维等。
2、按使用性能分结构材料：主要利用材料的力学性能的材料。
功能材料：主要利用材料的物理和化学性能的材料。
二、原料与材料的区别、（化学过程与材料过程？）。
材料：人类能用来制作有用物件的物质。
是为获得产品，无化学变化。
原料：人们在自然界经过开采而获得的劳动对象。
是生产材料，往往伴随化学变化。
注意：材料和原料合成为原材料。
三、.材料的发展过程（了解）。
第一代：天然材料在原始社会，生产技术水平低下，人类使用的材料只能是自然界的动物、植物和矿物，主要的工具是棍棒，用石料加工的磨制石器。
第二代：烧炼材料烧炼材料是烧结材料和冶炼材料的总称。
天然的矿、土烧结的砖瓦、陶瓷、玻璃、水泥，都属于烧结材料；从天然矿石中提炼的铜、铁等，属于冶炼材料。
第三代材料：合成材料如合成塑料、合成橡胶、合成纤维。
第四代：可设计的材料近代出现的根据实际需要去设计特殊性能的材料。
第五代：智能材料随时间、环境的变化改变自己的性能或形状的材料。
如形状记忆合金。
第二章一、晶体的对称性：点对称操作的独立操作元素、点对称操作与平移对称操作的组合（空间群）。
