材料结构表征方法

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为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料结构表征方法　　1紫外光谱　　1紫外吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长范围200-400nm，可用于结构　　鉴定和定量分析。产生：外层电子从基态跃迁到激发态。　　2四种电子能级跃迁所需能量ΔΕ大小顺序：n→π＊条件以及，，，晶面的F2值是多少？　　3.利用λ=nm的X射线照射一个立方晶系的晶体，其反射依次发生在下列Bragg角处：，，，，，，度，试计算a值，并确定其晶体类型。电子显微技术　　1.二次电子：入射电子射到试样后，使表面物质发生电离，被激发的电子离开试样表面而形成的电子。二次电子对试样表面状态非常敏感，能非常有效地显示试样表面的微观形貌　　2.饿歇电子：由于从高能级跃迁到低能级而电离逸出试样表面的电子。　　3透射电子：当试样很薄时，入射电子与试样作用引起弹性或非弹性散射透过试样的电子。4透射电镜的成像原理：是以波长极短的电子束作为照明源，用电磁透镜聚焦成像的一种高分辨本领，高放大倍数的电子光学仪器。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　5.透镜的误差及改善方法：球差—球差恒大于零，只能通过适当减少孔径角来减少球差，但孔径角会影响亮度，而且会产生衍射差；畸变—解决方法一是在不破坏真空条件下根据所需要的放大倍率选择不同孔径的极靴。低倍率时，用孔径较大的极靴可得到畸变量较小的低倍率，另方法是使用两个投影镜，使他们的畸变相反，达到相互抵消的目的；象散—在物镜，第二聚光镜或中间镜中加一个消除象散。　　6.电镜高质量的三大要素：高地分辨率，适宜的放大倍率，衬度。透射电镜像的三类衬度：吸收衬度，衍射衬度，位相衬度　　7.透射电镜的主要构成：　　1,电子光学部分：照明系统，成像系统，观察和记录系统2、真空系统3、电源系统　　8.成像系统中哪个镜要求最高？物镜，决定了透射电镜的分辨本领　　9.为什么要求尽可能高地真空度：没有良好的真空，电镜就不能进行正常的工作。这是因为高速电子与气体分子相遇相互作用导致随电子散射，引起炫光和消弱像的忖度；电子枪会发生电离和放电，引起电子束不稳定或“烁光”；残余气体腐蚀灯丝，缩短灯丝寿命，而且会　　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；(P1)目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　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。(P2)　　材料结构表征的三大任务及主要测试技术(P3-5)　　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；　　结构测定：X射线衍射、电子衍射、中子衍射、热分析；　　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　　红外光谱的基本原理　　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。　　简正振动振动自由度　　红外光谱与分子结构　　红外光谱分区:官能团区(4000～1330cm－1)、指纹区(1330~400cm-1)(P15)　　基团特征频率定义(P15)　　影响因素：内部因素、外部因素(P17-21)；　　诱导效应(P17)；目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　红外光谱图的解析方法　　谱带的三个重要特征(P21)　　解析技术(P22)　　影响谱图质量的因素　　红外光谱仪及制样技术　　傅里叶变换红外光谱法的主要优点　　激光拉曼光谱　　基本概念：　　拉曼散射；瑞利散射；斯托克斯线；反斯托克斯线；拉曼位移；　　红外光谱与拉曼光谱的比较　　第三章、核磁共振波谱　　核磁共振定义：具有磁矩的原子核在磁场中形成了若干分裂的塞曼能级。在适当的交变电磁场作用下，可以激发原子核在这些能级间的共振跃迁，这就是核磁共振现象。NMR谱的分类；　　核磁共振条件：υ外=υ0=γH0/2π；　　哪两种弛豫过程(P77)；　　化学位移：人们把分子内或分子间的同类核，因化学环境相异而引起的共振频率不同的现象称为化学位移。它是NMR谱在化学应用上的主要的参数之一。　　参比物的选择;目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　影响因素；　　自旋偶合；　　偶合常数的影响因素；　　磁铁的种类：　　溶剂的选择；　　13C-NMR：13C的化学位移(200ppm)：决定因素是顺磁屏蔽。最重要的偶合是碳氢间的直接偶合；　　弛豫时间比氢核慢。　　二维核磁共振波谱：两大类、谱图类型；　　固体NMR谱线增宽的主要原因；为获得高分辨率的固体NMR谱，常采用的手段；　　第四章、质谱　　质谱定义　　离子的主要类型；　　如何识别分子离子峰？、、、　　(4)凡不含氮原子或只含偶数个氮原子的有机分子，其分子量必为偶数；而含奇数个氮原子的分子，其分子量必为奇数。这个规律称为氮规则。凡不符合此规则的质谱峰都不是分子离子峰。　　同位素离子：　　常见的几种软电离的方法；(P184)　　第五章、X射线衍射分析目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　X射线的波长范围(P211)；　　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。　　X射线连续谱实验规律；(P212)　　连续谱的形成与短波限的解释；(P212)　　X射线标识谱定义:　　布拉格方程：2dsinθ=nλ；　　衍射线的相对强度主要由哪几个因子决定？　　底片的安装及衍射花样的计算公式；(P239)　　照相机的分辨本领与什么因素有关(P240)；　　衍射仪法的优点;(P241)　　衍射花样的基本要素；　　定性分析原理及步骤及主要方法；　　哪些应用？　　第六章、电子显微技术　　二次电子、背散射电子、俄歇电子、透射电子定义；目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　透射电镜的成像原理：TEM是以波长极短的电子束作为照明源，用电磁透镜聚焦成像的一种高分辨本领、高放大倍数的电子光学仪器。　　透射电镜的误差；　　电镜高质量图像的三大要素；　　透射电镜像的衬度哪三类？；　　透射电镜主要构成；　　成像系统中哪个镜要求最高？　　为什么要求尽可能高的真空度？　　电源系统有什么要求？　　电子衍射花样；　　电子衍射和X射线衍射的比较　　电子衍射几何分析的基本公式　　透射电镜制样方法　　扫描电镜的成像原理　　扫描电镜的性能特点；　　影响二次电子像衬度的因素；　　在观察导电性差的样品前，在样品表面真空镀金膜可起什么作用？半导体检测，转换成电信号。　　谱图横坐标表示X光子的能量；纵坐标表示具有该能量的X光子的数目。　　EDS定量分析应注意的问题目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　X射线波谱仪工作原理；　　EDS与WDS的比较；　　第七章、X射线光电子能谱分析　　X射线光电子能谱定义(P347)；　　光电效应截面定义及影响因素；　　原子能级的划分：除s亚壳层不发生自旋分裂外，凡l＞0的各亚壳层，都将分裂成两个能级，在XPS谱图上出现双峰；　　在电子能谱研究中，通常用n、l、j三个量子数来表征内层电子的运动状态。XPS信息深度(P356)；　　化学位移及化学环境；(P358)　　X射线激发源；　　静电型电子能量分析器有几类？特点是？　　能量分析器的分辨率与电子能量有关　　XPS谱图的一般特点：　　A、光电发射过程是量子化的，因此来自不同能级的光电子的动能分布是离散形的。　　B、随着结合能的提高，背底电子的强度一般逐渐上升。　　C、谱线常常呈现锯齿般的曲线，需多次扫描。　　常见的谱线有？　　光电子线的谱线宽度；　　俄歇线与光电子线的区分；目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　为什么要进行谱图能量校正？　　XPS定性分析步骤　　EDS与XPS的原理比较；　　第八章、材料热分析　　热分析定义　　热重分析的定义；横、纵坐标　　热天平中测定重量变化的方法　　影响热重分析的因素；(P397)　　差热分析的定义(P403)；横、纵坐标　　参比物常采用什么？　　影响差热分析的因素；(P407)　　示差扫描量热分析的定义；(P423)横、纵坐标　　仪器哪两类？面。从图1-15可以看出晶胞中部的堆垛次序是ABAB……。　　图1-15HCP晶胞沿面的堆垛　　FCC晶体的密排面是面。如图1-16所示，第二层面上的W原子和第一层面上的X、Y、Z原子相切，投影应该在XYZ三角形的重心1上。因此，第二层相对于第一层错动了[112]。同样，第三层面相对于6　　第二层也错动了1[11]。由此得到，第四层相对于第一层的位移应该是6目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　11即向[112]方向移动了一个原子间距。因此，FCC晶体按照3?[112]?[112]，62　　面的堆垛次序是ABCABC……。　　图1-16FCC沿面的堆垛　　对HCP和FCC晶体的密排面堆垛方式进行比较可以得出：　　1）由于在和面上的每个原子都是和临近的6个原子相切，因此，只看一层密排面，两种晶体没有区别。　　2）对于相邻两层密排面而言，两种晶体的相邻两层相对位移都是1[112]，且一层上的每个原子都是和另一层的3个最近邻原子相切。因6　　此，就相邻两层密排面而言两种晶体仍然没有差别。　　3）对于相邻的3层密排面而言，HCP和FCC两种晶体则有所不同。HCP按密排面的堆垛次序是ABAB……，而FCC按密排面的堆垛次序是ABCABC……。如图1-17所示，在FCC晶体中选取了一个类似于六方晶胞的晶胞，其四个轴向分别为a1?1[101]，a2?1[110]，a3?1[011]，c?[111]。222　　从图中可以清楚地看到FCC和HCP两种晶体的差别。　　图1-17FCC晶胞中选取的类似六方晶胞的特殊晶胞目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　2)研究FCC晶体的(111)密排面和HCP晶体的(0001)密排面，发现两者原子排列方式完全相同；再研究两者的相邻两层密排面，发现它们层与层之间的吻合方式也没有差别。事实上只有研究相邻的三层面时，才会发现FCC和HCP的区别，而八面体间隙与四面体间隙都只跟两层密排原子有关，所以对于这两种间隙，FCC与HCP提供的微观环境完全相同，他们的尺寸也必相同。　　4．写出立方晶系的{123}晶面族和晶向族中的全部等价晶向和晶向的具体指数。　　解：　　{123}?(123)?(23)?(3)?()?(132)?(32)　　?(12)?()?(213)?(13)?(23)?()　　?(231)?(31)?(21)?(23)　　?112??[112]?[12]?[12]?[]?[121]?[21]　　?[1]?[12]?[211]?[11]?[21]?[21]　　晶向族：晶体中原子排列情况相同但空间位向不同的一组晶向。用表示，数字相同，但排列顺序不同或正负号不同的晶向属于同一晶向族。晶体结构中那些原子密度相同的等同晶向称为晶向轴，用表示。　　5．典型钢的热处理有哪些方法，适用范围如何？　　普通热处理:退火,正火,淬火,回火　　表面热处理:表面淬火—感应加热、火焰加热、电接触加热等　　化学热处理—渗碳、氮化、碳氮,共渗渗其他元素等　　其他热处理:控制气氛热处理,真空热处理,形变热处理,激光热处理退火目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　准确的说，退火是一种对材料的热处理工艺，包括金属材料、非金属材料。　　正火　　之间)或Acm(Acm是实际加热中过共析钢完全奥氏体化的临界温度线)　　以上30~50℃，保温一段时间后，使其全部转变成奥氏体，从炉中取出在空气中或喷　　织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。　　性、疲劳强度以及韧性等。　　时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理工艺。或将淬火后的合金工件加热到适当温度，保温若干时间，然后缓慢或快速冷却。一般用以减低或消除淬火钢件中的内应力，或降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性。　　6．什么叫热脆?分析其产生原因和防止热脆的方法。　　当钢在1000-1200℃进行热加工时，将因分布于晶界上低熔点共晶体的熔化而导致钢的开裂，钢材变为极脆，这种脆化现象称之为热脆。　　钢铸件虽然不经压力加工，但含硫高时，也会由于铸造应力的作用而发生热裂。因此，为了避免热脆，必须严格控制钢中的含硫量。增加钢中的含锰量，可以消除硫的有害作用。因为Mn与S的亲和力比Fe与S的亲合力大，因此，Mn可以取代Fe而形成MnS。MnS的熔点(1620℃)高，在高温下又有一定的塑目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　性，而且MnS呈粒状分布于晶粒内，从而避免了热脆现象　　7．马氏体的转变是哪种类型？为什么？有何特点？“马氏体硬而脆”这句话对吗？为什么？　　答:1)钢的马氏体转变是一种非扩散性转变。　　因为在这样低的温度下，一方面铁原子不能发生扩散移动；另一方面由于马氏体形成的速度极大，碳原子也来不及扩散移动，所以转变只能通过切变(原子间相对移动)过程来实现。转变前后，母相和新相成分基本相同，没有成分上的变化。因此，马氏体实际上是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。　　马氏体转变的特征：①无扩散性②瞬时性③存在Ms,Mf④不完全性⑤体积膨胀　　2)马氏体的硬度主要取决于其中的含碳量,含碳量越高,马氏体硬度也就越高,随着马氏体含碳量的增加,c/a增大,马氏体的硬度也随之增高。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　马氏体的塑性和韧性也与其含碳量有关。高碳马氏体的含碳量高,晶格的正方畸变大,淬火内应力也较大,往往存在许多显微裂纹。片状马氏体中的微细孪晶破坏了滑移系,也使脆性增大,所以脆性和韧性都很差。低碳板条状马氏体中的高密度位错是不均匀分布的,存在低密度区,为位错提供了活动余地,由于位错运动能缓和局部应力集中,因而对韧性有利,此外,淬火应力小,不存在显微裂纹,裂纹通过马氏体条也不易扩展,所以板条马氏体具有很高的塑性和韧性。　　8．有一碳钢制支架刚性不足，有人要用热处理强化方法：有人要另选合金钢；有人要改变零件的截面形状来解决。哪种方法合理？为什么？　　9．从原子结合的观点来看，金属、陶瓷和高分子材料有何主要区别？在性能上有何表现？　　10．高能电子与材料相互作用能够激发出很多信息，人们利用各种激发出的信息对材料进行测试与表征。列举可能激发出的信息，并说明何种测试手段用到这些信息。　　11.(1)透射电镜分析可以得到组织像或衍射花样图像，指出图2透射电镜成像示意图中(a)、(b)分别成的什麽像？　　(2)衍衬成像暗场像与明场像的成像原理有什麽区别？衍衬成像示意图3(a)、各成的哪种像？目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。