当前位置：文档之家 › 材料特性表征作业

材料特性表征作业

  • 格式：docx
  • 大小：114.45 KB
  • 文档页数：8

材料特性表征 第一篇 组织形貌分析 作业题

必答题：（15道题） 1. 光学显微镜的分辨本领和数值孔径？ 答：（1）孔径角是物镜光轴上的物点与物镜前透镜的有效直径所形成的角度。 数值孔径（NA）是物镜前透镜与被检物体之间介质的折射率（n）和半孔径角（α）的正弦之乘积。 NA= nsinα

(2) 指显微镜能分辨的样品上两点间的最小距离。以物镜的分辨本领来定义显微镜的分辨本

领。 点光源经过光学仪器的小圆孔后，由于衍射的影响，所成的像不是一个点，而是一个明暗相间的衍射图样，中央为埃利斑。 瑞利判据： 两埃利斑中心间距等于第一暗环半径R。 此时, 两中央峰之间叠加强度比中央峰最大强度低19％，

因此肉眼仍能分辨是两个物点的像。 样品上相应的两个物点间距离∆r。定义为透镜能分辨的最小距离，也就是透镜的分辨本领。

分辨本领是由物镜的NA值与照明光源的波长两个因素决定，NA值越大，照明光线波长越短，分辨率就越高。 2. 什么是电子显微分析？电子显微分析的特点是什么？ 答：是利用聚焦电子束与试样物质相互作用产生的各种物理信号分析试样物质的微区形貌、晶体结构和化学组成。它包括用透射电子显微镜进行的透射电子显微分析(TEM)，用扫描电子显微镜进行的扫描电子显微分析(SEM)， 用电子探针仪进行的X射线显微分析(EPMA) 。 电子显微分析是材料科学的重要分析方法之一，它与其他的形貌、结构、成分分析方法相比就有以下特点： (1) 可以在极高放大倍率下直接观察试样的形貌、结构，选择分析区域。分辨率高：0.2~0.3nm; 放大倍数高：20~30 万倍 (2) 是一种微区分析方法，具有高度分辨率，成像分辨率达到0.2~0.3mm,可直接分辨原子，能进行nm尺度的晶体结构及化学组成分析。 (3) 各种电子显微镜分析仪器日益向多功能、综合性方向发展，可以进行形貌、物相、晶体结构和化学组成等的综合分析。 3. 什么是扫描探针显微技术？ 答：扫描探针显微镜（SPM）是一类仪器的总称，包括扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)是一种具有超前高的3D分辨率的轮廓仪能够实现原子级别、1nm分辨率，可以测量诸如表面电导率、静电电荷分布、区域摩擦力、磁场等物理特性。

与光学显微镜和电子显微镜不同，SPM不利用任何光学或电子透镜成像，而是当探针在样品表面扫描时某种信号（电流或力）随针尖-样品间隙（距离）变化而变化，通过检测该信号，而获得样品表面形貌、静电、磁性等特征。

sin61.00nr4. 简述光与物质相互作用的各种物理信号及其特点。（10页） 答：是电磁相互作用。 至于电磁相互作用，可解释为：带电粒子与电磁场的相互作用以及带电粒子之间通过电磁场传递的相互作用。 而光是波动的电磁场，物质是由带电的微粒组成的（至少部分是，因为中子虽不带电，但质子与电子带电），所以光和物质的相互作用是电磁相互作用。

光与物质相互作用可以产生各种光学现象(如光的折射、反射、散射、透射、吸收、旋 光以及物质受激辐射等)，通过分析研究这些光学现象，可以提供原子、分子及晶体结构等方面的大量信息。所以，不论在物质的成分分析、结构测定及光化学反应等方面，都离不开光学测量。下面介绍物理化学实验中常用的几种光学测量仪器。 物理光学把光视为一种电磁波，具有波粒二像性，即波动性和粒子性。由于光具有波动性质，使得光波相互之间发生干涉作用，产生衍射现像。

阿贝成像原理可以简单地描述为两次干涉作用：平行光束受到有周期性特征物体的散射作用形成衍射谱，各级衍射波通过干涉重新在像平面上形成反映物的特征的像 5. 简述电子束和固体物质相互作用的各种物理信号以及其特点。（16页） 6. 简述各类型扫描探针显微镜所使用的工作信号。 扫描隧道显微镜（STM） STM使用锐化的导电针尖，在针尖与样品之间施加偏置电压，样品与针尖中的电子可以“隧穿”过间隙到达对方。

由此产生的隧穿电流随着针尖-样品间隙变化而变化，故被用作得到STM图像的信号。

原子力显微镜（AFM）是一种类似于扫描隧道显微镜的显微技术，它的仪器结构（机械结构和控制系统）在很大程度上与扫描隧道显微镜相同。如用压电扫描器，反馈控制器。

主要不同点是扫描隧道显微镜检测的是针尖-样品间的隧道电流，而原子力显微镜检测的是由针尖和样品间的微悬臂的形变。因此原子力显微镜有两个独特的部分：对微弱力敏感的悬臂和力检测器。

磁力显微技术 用磁力针尖获得的图像都包含着表面形貌和磁特性 与范德瓦尔斯力相比，原子间磁力在较大的间隙时仍保留一定量值。在不同的针尖高度下采集一系列图像是剥离两种效应的一种途径。 力调制显微术（FMM）

AFM针尖以接触方式扫描样品，将一周期信号加在针尖或样品上，由此信号驱动产生的悬臂调制振幅随样品弹性而变。 相位检测显微技术也称之为相位成像，这种技术借助测量悬臂振动驱动和振动输出信号之间的位相延迟，研究弹性、粘度和摩擦等表面机械性能的变化。 静电力显微技术（EFM）

原理是在针尖与样品之间施加电压，其悬臂和针尖不与样品相碰，当悬臂扫描至静电荷时，悬臂偏转。

EFM可以显示样品表面的局部电荷畴结构，例如电子器件中电路静电场分布。正比于电荷密度的悬臂偏转振幅可以用标准的光束反射系统测量。

7 简述透射电镜的优势和特点。 透射电子显微镜：是以波长极短的电子束作为照明源，用电子透镜聚焦成像的一种具有高分辨本领、高放大倍数的电子光学仪器。

P88到89 8简述扫描电镜的优势和特点。

28~29页 9简述扫描隧道显微镜的优势和特点。 1. 分辨率高 2、可实时地空得到实时间中表面的三维图像，可用于具有周期性或不具备周期性的表面结构研究。 3、可以观察单个原子层的局部表面结构，而不是体相或整个表面的平均性质。 4、可在真空、大气、常温等不同环境下工作，甚至可将样品浸在水和其它溶液中，不需要特别的制样技术，并且探测过程对样品无损伤。 5、配合扫描隧道谱，可以得到有关表面结构的信息，例如表面不同层次的态密度、表面电子阱、电荷密度波、表面势垒的变化和能隙结构等。 6、在技术本身，SPM具有的设备相对简单、体积小、价格便宜、对安装环境要求较低、对样品无特殊要求、制样容易、检测快捷、操作简便等特点，同时SPM的日常维护和运行费用也十分低廉。 10简述原子力显微镜的优势和特点。 因此原子力显微镜有两个独特的部分：对微弱力敏感的悬臂和力检测器。 11简述光学显微镜的发展趋势。 生物显微镜、金相显微镜、体视显微镜、偏光显微镜等四大类。 举例说明近场光学显微镜在生物分子研究的具体应用 1、 单个荧光分子的标记 2、 高密度信息存储 3、 近场光谱

12简述扫描电镜的发展趋势。 13简述透射电镜的发展趋势。 高性能场发射枪电子显微镜日趋普及和应用 努力发展新一代单色器、球差校正器，以进一步提高电子显微镜的分辨率。 电子显微镜分析工作迈向计算机化和网络化。 电子显微镜在纳米材料研究中的重要应用。 扫描电镜、透射电镜在材料科学特别纳米科学技术上的地位日益重要。稳定性、操作性的改善使得电镜不再是少数专家使用的高级仪器，而变成普及性的工具；更高分辨率依旧是电镜发展的最主要方向；扫描电镜和透射电镜的应用已经从表征和分析发展到原位实验和纳米可视加工；聚焦离子束(FIB)在纳米材料科学研究中得到越来越多的应用；FIB/SEM双束电镜是目前集纳米表征、纳米分析、纳米加工、纳米原型设计的最强大工具；矫正型 STEM (Titan)的目标：2008年实现0.5Å分辨率下的3D结构表征。

14简述扫描隧道显微镜的发展趋势。 STM最重要的用途在于纳米技术上 15简述原子力显微镜的发展趋势。 用于研究物质的动力学过程 通过显微镜探针可以操纵和移动单个原子或分子 呈现原子或分子的表面特性 检测材料的性能

选答题：（30道题中任选15道） 16 光学显微镜成像原理。 由于光具有波动性质，使得光波相互之间发生干涉作用，产生衍射现像。 2.2 阿贝成像：衍射相干 阿贝成像原理可以简单地描述为两次干涉作用：平行光束受到有周期性特征物体的散射作用形成衍射谱，各级衍射波通过干涉重新在像平面上形成反映物的特征的像 17 什么是共聚焦显微技术？ 7. 多光子共聚焦显微镜的构造以及特点。 8. 电子波长由什么决定？

9. 10. 什么是静电透镜和磁透镜？各有什么特点？各用于电镜中的什么位置？ 定义: 把能使电子波折射聚焦的具有旋转对称等电位曲面簇的电极装置叫做静电透镜。 静电透镜与一定形状的光学介质界面 （如玻璃凸透镜的旋转对称弯曲折射界面）可以使光线聚焦成像相似，一定形状的等电位曲面族也可使电子束聚焦成像。 静电透镜的应用： 在现在电子显微镜中，除了在电子枪中使电子束会聚成形，已不再使用静电透镜而改用磁透镜。 定义:把能使电子波聚焦的具有旋转对称非均匀的磁极装置叫做磁透镜。 ① 能使电子偏转会聚成像，不能加速电子； ② 总是会聚透镜； ③ 焦距、放大倍数连续可调。 电磁透镜的两个重要特征： 第一个是 分辨率高 第二个是 场深（景深）大，焦深长。

静电透镜有二极式和三极式，他们分别由两个或三个具有同轴圆孔的电极（膜片或圆筒） 组成。

11. 电磁透镜的像差有哪几种？产生原因及克服方法？ 旋转对称的磁场可以使电子束聚焦成像，但要得到清晰而又与物体的几何形状相似的图像，必须有以下几个前提： （1） 磁场的分布是严格轴对称的。 （2） 满足旁轴条件 （3） 电子的波长（速度）相同 实际的电磁透镜并不能完全满足上述条件，于是产生像差：图像模糊不清；原物的几何形状不完全相似 电磁透镜的像差分成两类 第一是因为透镜磁场几何上的缺陷造成的，叫做几何像差，包括球面像差、像散和像畸变。 第二是由于电子波长或者能量非单一性而引起的，与多色光相似，叫做色差。 球差是由于电子透镜的中心区域和边沿区域对电子的会聚能力不同而造成的。远轴的电子通过透镜后折射得比近轴电子要厉害得多，以致两者不交在一点上，结果在象平面成了一个漫散圆斑。 在电磁透镜中，球差对分辨率的影响最为重要，因为没有一种简便的方法使其矫正过来。而其他像差在设计和制造时，采取适当的措施是可以消除的 球差是电子显微镜最主要的像差之一，决定了显微镜的分辨本领。 色差是指由于电子的能量不同，从而波长不一造成的。。 电子透镜的焦距随着电子能量而改变，因此，能量不同的电子束将沿不同的轨迹运动。产生的漫散圆斑还原到物平面。 引起电子束能量变化的主要有两个原因：

合集下载

静态特性的描述方法

静态特性的描述方法

静态特性的描述方法静态特性是指物体的某些固有特征，如形状，质地，尺寸和重量等。

它是一种观察物体状态的方法，包括用人眼或多种测量仪器来记录物体某一瞬间的特性。

这是探索和分析物体特性的重要手段，在工程，机械，加工，化学，材料，电子等学科中都有广泛的应用。

本文从物体形状，角度，直径，厚度，断面，精度，重量以及形变等角度介绍静态特性的描述方法。

一、物体形状物体形状可表示为图形，如圆形、椭圆形、平面或曲面等。

它的描述方法可用比较精确的几何量来表示，例如椭圆的长轴、短轴，圆的半径，曲面的凹凸度等。

另外，还可以用参数式来表达，如圆的x-y坐标式，椭圆的a-b参数式，曲面的z-y参数式等。

此外，它还可以用轮廓线描述，即它的外部形状。

二、角度角度是指两个物体相对位置发生变化时所形成的角度，可以分为夹角和垂角，如正夹角、正垂角、补夹角、补垂角等。

这些角度的描述方法可以采用弧度，把角度的大小表示为0-2π的数值，小于π的是正角，大于π的为补角；也可以采用角度制或划分刻度表示，将角度的大小表示为0-360°的数值，小于90°的是正角，大于90°的为补角。

三、直径直径是一种特殊的距离参数，是一个圆形物体由中心向周边某点的距离。

常用技术方法是采用测微仪，把圆形物体从中心部位到边缘点区域的长度作为直径的测量指标。

四、厚度厚度是指某个物体前后两个面之间的距离，它具有重要的工程意义。

厚度的描述方法可以用测微仪测量物体的厚度数值，也可以用测厚仪或视镜直接观察物体的厚度，再根据规定的刻度赋值。

五、断面断面是指物体前后或左右开口的形状，它可以根据物体的断面状态做出描述。

精度分析仪可以测量物体的断面形状数据，如曲线，折线，平面等。

六、精度精度是指物体尺寸和形状的细微差别，它可以通过误差解析推断物体的精度指标，其中有精度，准确度，偏差，精度曲线，坐标法等。

七、重量重量是指物体的质量，它是物体的一个重要参数，可以用称重方式，根据实际重量来衡量物体的大小。

特性举例法

特性举例法

特性举例法09广告策划与设计苏欣 2009010311016首先要把研究对象的主要属性逐一列出，通过进行详细分析，然后探讨能否进行改革或创新。

特性举例法在运用中要对创新对象的全部特性进行列举，列举得越全面越详细，越容易找到创新和改进的方面。

要着手解决的问题越小，越容易获得创新的成功。

对所列举出的逐一进行具体的分析，判断每一个特性是否具有改进和创新的必要性和可能性，淘汰那些没有价值和不现实的特性，并将欲创新的特性加以整理、按重要程度进行排列，对列举的特性进行提问。

列举研究对象的特性一般包括三个方面：一、名词特性：主要用来表征事物的性质、整体、部分、材料及制造方法等；整体：伞部分：伞布，伞骨，拉杆，伞柄，伞盘。

材料：塑料，铁，铝，木质，尼龙，弹簧。

制造方法：把防水布料一片一片裁开来，用剪刀根据做不同的雨伞选择不同的摸板，用小铁丝把支架和伞杆连起来,连接支架和伞杆的地方都必须用上伞盘,把做好的伞面和伞架缝一块儿,装上顶上的伞帽和手把。

1.拿伞的时候伞柄会很凉能否添加一些热传导率低的材料进去。

2.下雨时可能会刮风，雨伞容易被吹翻，能否设计一种能让风透过去的伞，来避免这种情况。

3.一般的遮阳伞覆盖程度较低，能否设计一种更合理的形状来遮挡住阳光。

二、形容词特性：色彩、形状、长短、轻重、大小；1.一般的遮阳伞覆盖程度较低，能否设计一种更合理的形状来遮挡住阳光。

2.选用更优秀的材质来减轻伞重量。

能否设计方便携带的双人伞或者多人。

3.能否将伞的颜色改变，在夏季的时候对于阳光紫外线吸收性能更好。

三、动词特性：装饰、送礼品、携带，遮阳，挡雨；1.能否把伞的形状和颜色及伞面上图案更改，更卡通更美观。

2.能否设计一种更方便携带，折叠起来容积小的雨伞。

3.能否设计一种儿童伞，将伞中锋利的部件变得圆滑，避免对儿童造成意外伤害。

云母工艺特性及主要用途

云母工艺特性及主要用途

云母工艺特性及主要用途1、矿石的矿物组成白云母伟晶岩矿石的主要矿物为微斜长石、长石、石英和白云母等，次要矿物为黑云母、铁铝榴石、电气石、磷灰石、绿柱石和钛铁矿等。

金云母矿床矿脉中经常出现磷灰石、透闪石、透辉石、方解石、碳酸盐岩和微斜长石等矿物。

碎细白云母矿床白云母一般占50～70%，钾长石及石英占10%左右，微量矿物为磁铁矿和褐铁矿。

2、目的矿物的矿物特征云母属于铝硅酸盐矿物，具有连续层状硅氧四面体构造。

分为三个亚类：白云母、黑云母和锂云母。

白云母包括白云母及其亚种(绢云母)和较少见的钠云母；黑云母包括金云母、黑云母、铁黑云母和锰黑云母；锂云母是富含氧化锂的各种云母的细小鳞片。

工业上尤其是电气工业中常用的是白云母和金云母。

白云母的化学式为KAl2 〔AlSi3O10 〕〔OH 〕 2 ，其中SiO2 45.2% 、Al2O3 38.5% 、K2O 11.8% 、H2O 4.5% ，此外，含少量Na、Ca、Mg、Ti、Cr、Mn、Fe和F等。

金云母的化学式为KMg3〔AlSi3O10 〕〔F，OH〕2，其中K2O 7 ～10.3% 、MgO 为21.4～29.4%、Al2O3 为10.8～17%、SiO2 为38.7～45%、H2O 为0.3～4.5%，含少量Fe、Ti 、Mn 、Na 和 F 等。

a、晶系、晶形。

云母多为单斜晶系，呈叠板状或书册状晶形，发育完整的为具有六个晶体面的菱形或六边形，有时形成假六方柱状晶体。

b、解理、打象或压象。

云母具有完善的{001} 解理，可以剥分。

理论上白云母能剥分成10 左右，金云母可剥分成 5 或10 左右的薄片。

云母晶体的隐伏解理，即为打象和压象。

c、颜色、光泽和透明度。

白云母薄片一般无色透明，但往往染有绿、棕、黄和粉红等色调；玻璃光泽，解理面呈珍珠光泽。

金云母通常呈黄色、棕色、暗棕色或黑色；玻璃光泽，解理面呈珍珠或半金属光泽。

白云母的透明度为71.7～87.5%，金云母为0～25.2%。

2020年建筑材料A形考作业1、2、3、4答案合集

2020年建筑材料A形考作业1、2、3、4答案合集

2020年建筑材料A形考作业1、2、3、4答案合集建筑材料作业11.在我国，一般建筑工程的材料费用要占到总投资的50%-60%。

2.材料的孔隙状态应属于材料的物理性质。

3.木材的构造属于纤维状的。

4.孔隙按其连通性可以分为连通孔、封闭孔、半连通孔。

5.材料的密实体积V，自然体积V0及堆体积V1三者的大小关系是V≥V0≥V1.6.散粒材料的堆积体积内，颗粒之间的孔隙体积所占的比例为空隙率。

7.粉状、颗粒状或前伪装材料在堆积状态下单位体积的质量成为堆积密度。

8.质量为M的湿沙，吸水率为W，其中水的质量为M/1+W。

9.材料在吸水饱和状态下，抵抗多次冻融循环，不破坏、强度也不显著降低的性质指的是抗冻性。

10.材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质为热容。

11.在冲击、震动荷载作用下，材料可吸收较大的能量产生一定的变形而不破坏的性质称为韧性。

12.材料的厚度加大，则材料的导热系数不确定。

13.自然界的岩石可以分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。

14.花岗岩中的主要矿物成分是长石、石英、白云母。

15.石灰、石膏、水玻璃均是气硬性胶凝材料。

16.石灰浆的硬化包括干燥硬化、结晶硬化、碳酸化硬化，其中，对硬度增长起主导的是结晶硬化。

17.建筑石膏的主要成分是石膏。

A.碳酸钙B.硫酸钙C.碳酸钠D.硫酸钠18.建筑石膏凝结硬化时，最主要的特点是凝结硬化大（D）。

19.水玻璃在空气中与CO2发生反应，生成的物质是碳酸钙（B）。

20.过火石灰产生的原因是煅烧温度过高、煅烧时间过长（B）。

二、判断题1.材料化学组成的不同是造成其性能各异的主要原因（√）。

2.一般来说，材料的亲水性越强，孔隙率越小。

连通的毛细孔隙越多，其吸水率越小（×）。

3.我国相关规范把材料按耐燃性分为非燃烧性材料、难燃性材料和可燃材料（√）。

4.塑性是指当外力达到一定限度时，材料发生无先兆的突然破坏，且破坏时无明显变形的性质（×）。

5.钢材的耐久性，主要决定于其抗锈蚀性，而沥青的耐久性则主要取决于其大气稳定性和湿度敏感性（√）。