现代材料测试技术期末测试题 - 图文 - 下载本文

吸收光谱分析:当物质所吸收的电磁辐射能与该物质的原子核、原子或分子的两个能级间跃迁所需的能量满足△E = hv的关系时,将产生吸收光谱。

发射光谱分析:通过测量物质的发射光谱的波长和强度来进行定性和定量分析的方法叫做发射光谱分析法。

27. 红外光谱和拉曼光谱有何区别?在分析样品时如何选择测试方法? 两者的本质区别是:红外是吸收光谱,拉曼是散射光谱;拉曼光谱与红外光谱两种技术包含的信息量通常是互补的。此外,两者产生的机理不同,红外容易测量,而且信号好,而拉曼的信号很弱。

有机化合物的结构鉴定常用红外光谱,通过分析试样的谱图以及与标准谱图对照,就可以准确地确定化合物的结构。 通常拉曼光谱可以进行半导体、陶瓷等无机材料的分析。如剩余应力分析、晶体结构解析等。

28. 原子力显微镜(AFM)和隧道扫描显微镜(STM)的工作原理有什么不同?

AFM的工作原理是利用原子之间的范德华力的作用来呈现样品的表面特征,而STM的工作原理是基于量子力学的隧道电流效应,通过一个由压电陶瓷驱动的探针在物体表面作精确的二位扫描,通过隧道电流的变化来得到表面起伏情况。

29. 在微米或纳米量级上观察样品的表面形貌可以用什么方法? 在微米量级省可采用SEM和光学显微镜观察。

在纳米量级可采用SEM、TEM、AFM、STM等方法进行观察

30. 两块不锈钢板A和B用亚弧焊焊接在一起,A为1Cr18Ni9Ti,B为1Cr18Ni9,在使用了一段时间后,发现某一块板离焊缝一段距离

处出现锈迹。

(1)设计试验方案分析不锈钢板失效的原因(说明实验方法,基本步骤,拟得到的实验结果及分析) (2)提出解决方案

(1)设计试验方案分析不锈钢板失效的原因(说明实验方法,基本步骤,拟得到的实验结果及分析)

a、 仔细取样a、b、c和d点,磨制金相试样;观察金相试样a、b和d点相差不大,但c点金相观察中在晶界出现析出物。 b、 用电子探针显微分析(EPMA)对析出物和基体进行成分定点分析;

结果表明a处的Cr百分含量为18.6%,略有上升;b处的Cr百分含量为17.4%,略有下降;C处的Cr百分含量为12.5%,明显下降;d处的Cr为18.3%,略有上升;晶界析出物Cr百分含量高达86.5%。 c、 用透射电镜(TEM)对析出物进行选区电子衍射分析确定析出物的类型和结构。 d、 分析晶间腐蚀的原因

综合前三个步骤的结果得出,两块不锈钢利用氩弧焊后在焊缝的附近均出现了析出物,由成分检测可以推知,a处的析出物有可能是TinCm,而c点析出物是CrmCm。由于c点处于热影响区,大量析出了含Cr的碳化物所以Cr含量大大下降,因而不满足Tammann定律即n/8定律,因而集体较其他化合物的电极电位低,在腐蚀过程中,基体中作为阳极被腐蚀。对于a点,由于含有稳定化元素Ti,因而TimCm首先析出,从而减少了Cr的析出,保证了耐腐蚀性能。 e、 确立腐蚀类型

可以推知,在热影响区附近腐蚀模型为晶间腐蚀,在焊接后冷却过程中在晶界中析出大量含有Cr的碳化物,形成贫铬区,从而引起晶界的电位下降,晶界、境内的电位差增大,因而引起晶间腐蚀。

(2)提出解决方案

对于不锈钢板B,加热到1000~900℃之间进行淬火,然后在950~850℃之间进行退火处理,退火后需要快速冷却;对于不锈钢板A,加热到1100~1000℃之间进行淬火,然后在950~850℃之间进行退火处理,退火后缓慢冷却。

31.指出下列叙述中的错误,并予以改正:“对材料AmBn的研究方法是:用X射线衍射仪器对材料进行含量及显微组织形貌的测定;用扫描电镜对材料进行物相分析,确定其晶体学参数;用透射电镜对材料界面、结合组态进行测试分析”。 X射线衍射仪可以对材料进行物相分析,确定其晶体学参数,但无法对材料进行含量及显微组织形貌的测定;扫描电镜可以测定材料的显微组织形貌,但无法进行物相分析;透射电镜可以对材料的界面进行分析,但无法对材料的结合组态进行测试分析。

改正:对材料AmBn的研究方法是:用扫面电镜并配上能谱仪对材料进行含量及显微组织形貌的测定;用X射线衍射仪对材料进行物相分析,确定其晶体学参数;用透射电镜对材料界面进行测试分析;采用X射线光电子能谱分析法对材料的结合组态进行测试分析。

32.实验室有X射线衍射仪器, 扫描电镜, 电子探针、透射电镜、X射线光电子能谱仪和差示扫描量热仪等测试仪器,现对非晶块体材料AmBn进行分析:(a)AmBn热稳定性分析;(b)结构分析;(c) 物相分析。试确定实验方案,并指出分析目的。 (a)差示扫描热议:定量测定多种热力学和动力学参数; (b)透射电镜:目的是对材料的晶体结构进行分析; (c)X射线衍射仪:目的是确定其晶体学参数。

33. 如何对重量为5克的24k金首饰进行无损真伪鉴定,写出检测方案和步骤。 无损验证真伪:电子探针面扫描、波谱仪、JF330固体材料密度测量仪

①用电子探针对样品表面做光栅式面扫描,以金元素为特定元素的X射线的信号强度,以阴极射线荧光屏的亮度,获得该元素的质量分数分布的扫描图像。

②用波谱仪做定量分析,被激发的特征X射线照射到连续转动的分光晶体上实现分光,即相同波长的X射线将在各自满足布拉格方程的2θ方向上被检测器接收。

③用固体材料密度测量仪测样品的密度,在已知蒸馏水密度的条件下,根据浮力定律能够测量该固体材料的密度。

实验过程:用超声波清洗机除去样品表面杂质后,使用波谱仪定量分析获得样品表面金的百分含量,再用密度法检测样品的密度,从而估计内部金的纯度以防该样品是镀金制品。

34.结合自己的研究方向说明在进行材料研究时应该如何确定最佳的实验方法。 1)根据检测样品的要求:定性检测or定量检测

2)根据结构特点:物相组成or相结构or晶格参数or晶格位向or晶粒尺寸or晶体取向or晶格畸变or固溶程度 3)根据成分特点:元素相对成分or物相相对成分or元素的点、线、面分布or价态成分

4)根据研究目的:相变or扩散or过程or模型or组态