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材料研究方法课后习题答案 PAGE PAGE 10 材料研究方法课后习题答案 第一章 绪论 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。 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。 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： 理论：新材料的结构鉴定分析； 实际应用需要：配方剖析、质量控制、事故分析等。 第二章光学显微分析 区分晶体的颜色、多色及性吸收性， 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：由千光波和晶体中的振动方向不同，使晶体颜色发生改变的现象。吸收性：颜色深浅发生改变的现象称为吸收性。 光波射入非均质矿物晶体时，振动方向是不同的，折射率也是不同的，因 此体现了多色性。 什么是贝克线其？移动规律如何？有什么作用？ 答：在两个折射率不同的物质接触处，可以看到比较黑暗的边缘，称为晶体的轮廓。在轮廓附近可以看到一条比较明亮的细线，当升降镜筒时，亮线发生移动，这条较亮的细线称为贝克线。 移动规律：提升镜筒，贝克线向折射率答的介质移动。 作用：根据贝克线的移动规律，比较相邻两晶体折射率的相对大小。 什么是晶体的糙面、突起、闪突起？决定晶体糙面和突起等级的因素是什么？ 答：糙面：在单偏光镜下观察晶体表面时，可发现某些晶体表面较为光滑，某些晶体表面显得粗糙呈麻点状，好像粗糙皮革一样这种现象称为糙面。 突起：在晶体形貌观察时会感觉到不同晶体表面好像高低不平，某些晶体显 得高一些， 某些晶体显得低一些， 这种现象称为突起。 闪突起：双折射率答的晶体，在单偏光镜下，旋转物台，突起高低发生明显 的变化，这种现象称为闪突起。 决定晶体糙面和突起等级的因素：根据光片中突起的高低、轮廓、糙面的 明显程度划分等级。 什么叫干涉色？影响晶体干涉色的因素有哪些？光的干涉条件是什么？ 3答：白光由七种不同波长的单色光组成，由于不同单色光发生的消光位和最强位因各自波长而处于不同位置，因此七种单色光的明暗干涉条纹互相叠加而构 3 成了与光程差相对应的特殊混合色，称为干涉色。 影响干涉色的因素：光程差的大小影响干涉色的颜色；α角影响干涉色的 亮度。 光的干涉条件：两束光振动频率相同，均同一平面内振动，且存在光程差。 如何利用锥光镜鉴定晶体的光性和轴性？（了解） 答：光性的鉴定：鉴定一轴晶晶体的光性可利用相应补色器，通过确定黑十字所划分的四个象限或黑直臂两侧所对应的象限中光率体的分布形式来确定；在二轴晶晶体切片中，由黑十字或黑直臂位转动物台 45°时，黑弯臂的顶点即光轴出露点，此时与光轴面垂直方向即为 Nm，此时可以利用补色器，通过鉴定两光轴出露点连线平行于 Ng 或 Np 来确定是哪根光率体主轴，即可确定二轴晶光率体光性。 轴性的鉴定：在锥光镜下，一轴晶和二轴晶晶体的干涉图像明显不同，对于 一轴晶来说，转动物台，呈现的是黑十字或黑直臂交替出现，不出现弯曲的黑臂；对于二轴晶来说，则呈现黑十字与弯臂交替出现的干涉图像。 如何提高光学显微分析的分辨能力？ 答：1）选用更短的波长；2）采用折射率很高的材料；3）增大显微镜的孔径角。 阐述光学显微分析用光片制备方法。 答：1）取样：取样部位应有代表性，应包含所要研究的对象并满足研究的特定 要求； 镶嵌：对形状特殊或尺寸细小而不易握持的样品，需进行样品镶嵌； 磨光：去除取样时引入的样品表层损伤，获得平整光滑的样品表面； 抛光：去除细磨痕以获得平整无疵的镜面，去除变形层； 浸蚀：清晰显示出材料的内部组织。 分析近场光学显微分析的原理及与传统光学显微分析的异同。 答：原理：在近场探测中，必须将探测器位于距物体一个波长以内的位置上， 在场传播以前将其俘获，因此近场探测器位于距离物体表面纳米尺寸的位置上， 既能移动又不碰到样品，所以只能使用点状探测器逐点成像的方法。这种点状探测器首先将纳米尺寸的局部光信号收集，将其转变为电流，或者再发射到自由空间，或者以波导的方式将其传播到探测系统，将逐点采集的信息扫描成为二维图像。 异同： 照明光源的尺度和照明方法：传统光学显微镜用扩展光源在远场照明样 品；近场官学显微镜用纳