表界面每章重点

每章重点

第一章

3、固体材料表面上可以发生哪五种结构和成分变化？答：弛豫、重构、台阶化、吸附、偏析

5、在讨论实际问题时，为什么表面能取决于表面自由能？对于液体来说，用它们的量纲说明，表面张力与表面能在数值上是相等的。

答： E S =F S +TS S ，实验结果表明，由表面熵决定的表面束缚能TS S 远远小于表面自由能F S ，因此在讨论实际问题时，可以忽略表面束缚能对表面能的贡献，即表面能取决于表面自由能

对于液体来说，表面张力与表面能在数值上相等同。 (mN/m=mJ/m2=mN ·m/m2)

第二章

2、单位体积物体所具有的表面积称为比表面，对于半径为r 的球形颗粒、边长为L 的立方体，分别求出它们的比表面。（比表面：单位体积的物质所具有的表面积有改动） ? (1) 半径为r 的球形颗粒，其比表面为： S= 3 / r 证明：球形颗粒的表面积Sr=4 π r^2 球形颗粒的体积Vr=4/3 π r^3

故，比表面：S=Sr / Vr = 3 / r (2)

质量为m 、密度为ρ的球形颗粒的比表面：

S= 3

343??

? ??m πρ

证明：

3r 43

πρ=

V ，即：3

143???

? ?

?=πρm r Sr = 2

4344????

?????

????

??=πρππm r 3

1m 343r 1m 343??

? ??==??? ??==

πρπρS m Sr S 改为：有改动

?(3) 边长为L 的立方体的比表面：L

S 6

证明：面积 2

L 6L S = ，体积 3

L V =

比表面： L

L L V S S 6632L === (4)质量为m 、密度为ρ的立方体的比表面： 3

1m 6??

??=ρS （证明方法同上） 4、弯曲面的附加压力△p 与液体表面张力和曲率半径之间存在怎样的关系？若弯曲面为球面，平面又怎样？

答：(1) 关系为：Laplace 方程???

??+=?2111P r r σ （记住公式）（2）球面 r p r σ2r 2

?= （3）平面 0

r 21=?∞

==p r 即跨越平面没有压差

6、水蒸气迅速冷却到25℃时会发生过饱和现象。已知25℃时水的表面张力σ

=71.49mN/m ，当过饱和水蒸气压为水的平衡蒸气压4倍时，开始形成水滴的半径。解：用Kelvin 公式计算：RT ln

r V p p ρσσ220== (请大家把这个公式记住，会考大题的）

P 为过饱和蒸气压，P 0 为平衡蒸气压

有改动

，所以大家记住

有时不会告诉水的密度℃是水的密度℃是水的密度3

32.99820100025m kg m kg ==ρρ注意

已

知

：

()

()()m

p p RT M

K mol J R p p

K K T M mol

kg M m N m kg 103

333105.7ln4298314.8100010181049.712ln 2r 314.8;4;

298273251018;1049.71;1000-----?=???????==?===+=?=?==ρσσρ的单位注意

7、乙醇的表面张力符合公式σ=72-0.5c+0.2c 2，c 是乙醇的浓度(mol/L)，温度为25℃，计算 0.5mol/L 乙醇溶液的表面超量。解： Gibbs 吸附等温式 T

T c RT c RT c ???? ????-=???? ????-

=Γ2221

2ln 1σσ (记住公式) ()()()

()

”

”改为““我将的单位请大家注意22-2

5221

2221005.65.05.04.0298

314.85.05.04.05.04.0m mol m mol m mol m mol c RT c c c Γ?=-???-=--=Γ-=???

????-σ 有改动

8、试比较二维理想气体定律和理想气体状态方程的异同。

答：需要掌握：二维理想气体定律是在表面压力较小的情况下成立

二维理想气体定

律

三维理想气体方

程

πA = RT

pV = RT

忽略了分子间相互作用力，利用理想

化模型进行推导

表面压较小的情

况下成立

低压、高温条件下

成立

第三章

3、用活性炭吸附CHCl 3，符合Langmuir 吸附等温式，在0℃时的饱和吸附量为93.8dm3/kg 。已知CHCl 3的分压为13.4kPa 时的平衡吸附量为82.5dm3/kg 。试计算CHCl 3的分压为6.67kPa 时的平衡吸附量。解：Langmuir 吸附等温式： bp

bp V V m +==

1θ m V 代表表面上吸满单分子层气体时的吸附量（也可称为平衡吸附量），V 代表压力为P 时

的实际吸附量（也称饱和吸附量），饱和吸附量不随压强的改变而改变。理解这句话

m V b

V bp bp V V kPa P b

bp bp V V p

p bp bp V V kg

dm V kg dm V kPa P m m 3'm '4

433m d 56.73'67.61b

67.68.93167.61045.5b 4.131b

4.138.93

5.8211045.5b 4.1314.138.935.8215.828.934.13=+=

+===?=+=+==

?=+=+==

===--解得：即：时，

当解得：即改：错的

解得：即θθθ

做题时注意单位

这题有改动

第四章

3、20℃时水的表面张力为72.8mN/m ，汞的表面张力为484mN/m ，而汞-水的界面张力为 375mN/m ，请判断：

（1）水能否在汞的表面上铺展开？（2）汞能否在水的表面上铺展开？解：（1）

因此，能铺展

2.353758.7248422S mN S O H Hg O H Hg L =--=--=σσσ

（2）

因此，不能铺展

m 2.7853754848.7222g mN S Hg O H H O H S L -=--=--=σσσ

总结： 1、Young 方程：θσσσs C LG SL SG o =-

Depre 方程：

有改动

()()

θσσσσθσσσσs C W s C W LG LG SL SG SL LG LG SL SG SL o 1o 1+=+-=+=--=改为：错的

2、润湿过程分为：黏附润湿，浸湿和铺展润湿

3、三种润湿发生的条件：

黏附润湿的黏附功：()01,0≥+=≥+-=θσσσσCos W W LG a LG SL SG a 即：浸湿的黏附张力：0o 0≥=≥-=θσσσs C A A LG SL SG 即：

铺展的铺展系数： ()0o 10≥-=+=≥--=LG LG S L LG SL SG S L A s C S S σθσσσσ即： 4、S L S A W >>a 5、θ>?90为不浸润，θ

把以上理解记住

4、为什么说铺展是湿润的最高形式？答：三种润湿可依次表示为：Wa>A>SL/S 。换言之，若SL/S ≥0，必有Wa>A>0，即凡能铺展润湿的必能粘附润湿与浸湿，铺展是湿润程度最高的一种润湿。

第五章

3、临界表面张力是否等于固体的表面张力？为什么？

答：固体的临界表面张力等于对该固体接触角恰好为零的液体的表面张力，即：e SL S π--=σσσc ，故临界表面张力σc 总是比固体表面张力σs 小

e SL π+σ

了解：

Zisman 提出临界表面张力的概念：一系列测试液在某固体表面上cosθ与LV σ之间存在着线性关系。若测试液是同系物，则cosθ对LV σ呈直线，此直线与cosθ=1的交点的横坐标

即为临界表面张力σc

。若测试液不是同系物，则往往得到一条离散的直带或一条曲线，直带中最低的那根线与

cosθ=1的交点的横坐标定义为临界表面张力。

第十章

7、复合材料界面力学性能表征有哪些方法？用单丝模型和宏观力学性能测试复合材料的界面力学性能各有什么优缺点？

答：界面力学性能表征方法可归纳为两大类：一是常规材料力学实验法，如短梁弯曲、层间剪切等。二是单丝模型法，如单丝拔脱试验法、断片试验法、界面粘接能测试。

单丝模型法：优点：排除了其它非主要因素的干扰，直接研究纤维与基体的

界面。

缺点：试验材料与实际材料差异很大。

宏观力学性能测试：优点：方法简便易行，试验材料与实际材料很接近。

缺点：材料在常规宏观力学性能测试中的破坏不完全是

界面破坏过程，而是多种破坏因素的综合结果，

不利于研究界面的微观破坏过程。

8、什么是化学键理论？化学键理论有什么缺陷？举例说明化学键理论在碳

纤维表面处理中的应用。

答：化学键理论：化学键理论认为要使两相之间实现有效的粘接，两相的表面应含有能相互发生化学反应的活性基团，通过官能团的反应以化学键结合形成界面。若两相之间不能直接进行化学反应，也可通过偶联剂的媒介作用以化学键互相结合。

缺陷：

不能解释以下现象：

①有些偶联剂不含有与基体树脂起反应的活性基团，却有较好的处理效果。

②偶联剂在增强纤维表面是多分子层结构，而并非化学键理论所说的单分子层结构。

③基体树脂固化时热应力松弛现象。

碳纤维、有机纤维的表面处理是化学键理

论的应用实例：

在表面氧化或等离子、辐射等处理过程

中，在纤维表面产生了羧基（－COOH）、羟

基（－OH）等含氧活性基团，提高了与环氧

等基体树脂的反应能力，使界面形成化学键，

大大提高了黏结强度。

(完整word版)道路工程材料知识点考点总结

道路工程材料知识点考点绪论 ● 道路工程材料是道路工程建设与养护的物质基础，其性能直接决定了道路工程质量和服务寿命和结构形式。 ● 路面结构由下而上有：垫层，基层，面层。 ● 面层结构材料应有足够的强度、稳定性、耐久性和良好的表面特性。第一章 ● 砂石材料是石料和集料的统称 ● 岩石物理常数为密度和孔隙率 ● 真实密度：指规定条件下，烘干岩石矿质实体单位真实体积的质量。 ● 毛体积密度：指在规定条件下，烘干岩石矿质实体包括空隙（闭口、开口空隙）体积在内的单位毛体积的质量。 ● 孔隙率：是指岩石孔隙体积占岩石总体积（开口空隙和闭口空隙）的百分率。 ● 吸水性：岩石吸入水分的能力称为吸水性。 ● 吸水性的大小用吸水率与饱和吸水率来表征。 ● 吸水率：是岩石试样在常温、常压条件下最大的吸水质量占干燥试样质量的百分率。 ● 饱和吸水率：是岩石在常温及真空抽气条件下，最大吸水质量占干燥试样质量的百分率。 ● 岩石的抗冻性：是指在岩石能够经受反复冻结和融化而不破坏，并不严重降低岩石强度的能力。 ● 集料：是由不同粒径矿质颗粒组成的混合料，在沥青混合料或水泥混凝土中起骨架和填充作用。 ● 表观密度：是指在规定条件下，烘干集料矿质实体包括闭口空隙在内的表观单位体积的质量。 ● 级配：是指集料中各种粒径颗粒的搭配比例或分布情况。 ● 压碎值：用于衡量石料在逐渐增加的荷载下抵抗压碎的能力，也是石料强度的相对指标。压碎值是对石料的标准试样在标准条件下进行加荷，测试石料被压碎后，标准筛上筛余质量的百分率。1000 1?='m m Q a （1m ：试验后通过2.36mm 筛孔的细集料质量） ● 磨光值：是反映石料抵抗轮胎磨光作用能力的指标，是决定某种集料能否用于沥青路面抗滑磨耗层的关键指标。 ● 冲击值：反映粗集料抵抗冲击荷载的能力。由于路表集料直接承受车轮荷载的冲击作用，这一指标对道路表层用料非常重要。 ● 磨耗值：用于评定道路路面表层所用粗集料抵抗车轮磨耗作用的能力。 ● 级配参数： ?? ???分率。质量占试样总质量的百是指通过某号筛的式样通过百分率和。筛分级筛余百分率之总分率和大于该号筛的各是指某号筛上的筛余百累计筛余百分率率。量占试样总质量的百分是指某号筛上的筛余质分级筛余百分率i i i A a ρ 沥青混合料水泥混合料粗集料＞2.36mm ＞4.75mm 细集料＜2.36mm ＜4.75mm

材料研究方法简单总结

XRD： ●所有的衍射峰都有一定的宽度是因为：1.晶体不是严格的晶体；2.X射线不是严格的单色光；3.仪器设计造成。 ●XRD用途：1.精确测定晶胞参数——可反映晶体内部成分、受力状态等的变化，可用于鉴别固溶体类型、测量固溶度、测定物质的真实密度等等。 2.物相定性分析——各衍射峰的角度位置所确定的晶面间距d以及它们的相对强度I/Io 是物质的固有特性。因而呢过用于五物相分析。 3.物相的（半）定量分析——外标法（物相数=2）；内标法（物相数>2）；基体冲洗法（修正了内标法由于引入参比物导致的误差） 4.纳米物质平均粒度分析——当粒度小于200nm的时候，衍射线会发生宽化（相干散射的不完全所致），测定待测样品的衍射峰的半高宽和标准物质的衍射峰的半高宽，用公式即可以得出纳米颗粒的平均粒度。电镜：电镜的缺陷：其实际分辨率达不到理论值原因：电磁透镜存在像差（几何像差和色差）几何像差：由透镜磁场几何形状上的缺陷而造成的，包括球差和像散。球差：由于电磁透镜中心区域和边缘区域磁场强度的差异，从而造成对电子会聚能力不同而造成的。像散：由于透镜的磁场轴向不对称所引起的一种像差。色差：由于成像电子的能量或波长不同而引起的一种像差。像差的存在使同一物点散射的具有不同能量的电子经透镜后不再会聚于一点，而是在像面上形成一漫射圆斑。 ●透射电镜（TEM）：1.观察水泥及其原料颗粒表面及聚集体的状态，揭示水泥熟料的微细结构，研究水泥浆体的断面结构，观察其水化产物、未水化产物及孔的大小、形状和分布 2.黏土矿物的形态和结晶习性对陶瓷至关重要，可用TEM观察陶瓷的显微结构、点阵缺陷和畸变。 3.TEM广泛应用于金相分析和金属断口分析。 4.TEM可以观察高分子粒子的形状、大小及分布。 ●扫描电镜（SEM）：用于形貌分析（观察粉体表面形貌、材料断面、材料表面形貌）●电子探针（EPMA 配合波谱仪或能谱仪使用）：主要用于材料表面层成分的定性和定量分析能谱仪（EDS）优点：1.分析速度快；2.灵敏度高；3.谱线重复性好缺点：1.能量分辨率低，峰背比低；2.使用条件苛刻波谱仪（WDS）优点：波长分辨率高缺点：1.为了有足够的色散率，聚焦圆半径需足够大。导致X射线光子收集率低，使其对X射线利用率低 2.X光经衍射后，强度损失大，难以在低束流和低激发强度下使用热分析具体的研究内容有：熔化、凝固、升华、蒸发、吸附、解吸、裂解、氧化还原、相图制

材料表界面范围

第一章绪论名词解释：表、界面；物理表面表界面是指由一个相到另一个相的过渡区域。物理表面：三维规整点阵到体外空间之间的过渡区域；厚度随材料种类而异，从一个到多个原子层不等。基本知识点： 1、表、界面现象的研究对象通常为具有多相性的不均匀体系，即体系中一般存在两个或两个以上不同性能的相。 2、表界面指相与相之间的过渡区域，因此表界面区的结构、能量、组成等都呈现连续的梯度变化。 3、按照扩散的微观机制可将表面扩散分为两类：自扩散和互扩散。 4、固体中的扩散是通过原子的随机运动进行的，因此扩散的前提是有可供原子运动的空间。 5、扩散过程的微观机制是缺陷的运动。 6、晶界迁移是重要的界面扩散传质现象，可由不同的驱动力引起；晶界迁移的特点与处于一定能量状态的晶界原子结构特点密切相关，其过程的本质是晶界能量的下降。公式：第二章液体界面名词解释：表面张力：液体表面任意二相邻部分之间垂直于它们的单位长度分界线相互作用的拉力表面自由能：广义，保持相应的特征变量不变，每增加单位表面积时，相应热力学函数的增值。狭义，保持温度、压力和组成不变，每增加单位表面积时，Gibbs自由能的增加值称为表面Gibbs自由能，或简称表面自由能或表面能。特劳贝(Traube)规则；在同系物溶液中，欲使表面张力降低得一般多，所需溶液浓度因分子中每增加一个亚甲基-ch2-而减少为原来的三分之一。基本知识点： 1、表面张力本质上是由分子间相互作用力，即范德瓦尔斯力产生的； 2、表面张力产生的根本原因是分子间相互作用力不平衡引起的； 3、处在液体表面层的分子与其内部分子所受力场相同（错）； 4、气液界面的分子净受到指向液体内部的引力，该引力主要是范德华力；（对） 5、由于系统的能量越低越稳定，所以液体表面有自动收缩的能力；（对） 6、表面弯曲的液体在表面张力的作用下，表面上承受着附加压力，且方向总是指向液体内部；（错） 7、跨过平液面不存在压差；（对） 8、毛细管法测液体表面张力时，要求毛细管被所测液体完全浸润。（错） 9、Kelvin公式表明：液滴的半径越小，其蒸汽压越大；气泡的半径越小，其蒸汽压越小。 10、利用毛细管法测液体表面张力时，当毛细血管浸在液体中，若液体能浸润管壁，则会发生毛细上升现象，液面呈凹月形；若液体不能浸润管壁，则液面下降呈凸液面。 11、跨过一个平表面不存在压力差，而跨过曲面必然存在压力差。（对） 12、弯曲表面，△P与表面张力成正比，而与曲率半径成反比；（错） 13、人工降雨利用凸液面饱和蒸气压大于平液面蒸气压的原理，向云层提供凝结中心达到降雨目的；（对）简答题： 1、应用Kelvin公式解释以下现象：①人工降雨；②过热液体；③过饱和溶液。根据公式：（1）当空气中的水蒸气凝结时，首先形成非常小的液核，在液核存在的基础上继而长大形成大的液滴，从而发生水蒸气的凝结。初始形成的液核半径非常小，对应的饱和蒸气压远

现代材料研究方法知识点总结

一、X 射线谱（连续和特征）X 射线与物质相互作用 1、吸收限及其应用定义：吸收系数发生突变的波长激发K 系荧光辐射，光子的能量至少等于激出一个K 层电子所作的功W k h νk = Wk= hc/λk 只有 ν > νk 才能产生光电效应。所以： λk 从激发荧光辐射角度称为激发限。从吸收角度看称为吸收限。吸收限λk 的应用（1）滤波片的选择主要目的去除k β 原理：选择滤波片物质的λk 介于λ k α 和λk β之间。即Z 滤=Z 靶-1(Z 靶<40) Z 滤=Z 靶-2 (Z 靶>40) （2）阳极靶的选择 (1) Z 靶< Z 试样 (2) 自动滤波 Z 靶＝ Z 试样+1 或＋2 (3) Z 靶>> Z 试样最忌Z 靶+1或＋2＝Z 试样 2、X 射线与物质相互作用产生那些信息。 X 射线通过物质，一部分被散射，一部分被吸收，一部分透射。 3、衰减公式I=I 0e -μm ρH 1、衰减公式相对衰减： μ：线衰减系数负号厚度↑ I ↓ 积分：为穿透系数 2、衰减系数 1) 线衰减系数 I ：单位时间通过单位面积的能量 μ的物理意义：通过单位体积的相对衰减。 2) 质量衰减系数 X 射线的衰减与物质的密度有关，因此每克物质引起的相对衰减为 μ/ρ= μm H H m e I I ρμ-=0 3) 复杂物质的衰减系数 w ：重量百分比 μm = w 1μm1+ w 2 μm2 + w 3 μm3 +….+ w n μmn 4) μm 与λ、Z 的关系 μm ≈k λ3Z 3 λ<λk 时k=0.007 λ>λk 时 k=0.009 二、晶体学内容 7种晶系、倒易点阵。晶系点阵常数间的关系和特点实例三斜单斜斜方(正交) 正方立方六方菱方 a ≠ b ≠c,α≠β≠γ≠90° a ≠b ≠c,α=β=90°≠γ(第一种) α=γ=90°≠β二种 a ≠b ≠c,α=β=γ=90° a=b ≠c α=β=γ=90° a=b=c α=β=γ=90° a=b ≠c α=β=90γ=120 a=b=c α=β=γ≠ 90° K2CrO7 β-S CaSO 42H 2O Fe 3C TiO 2 NaCl Ni-As Sb,Bi 倒易点阵的定义若正点阵的基矢为a 、b 、c 。如果假设有一点阵其基矢为a*、b*、c*。两种基矢间存在如下关系： a*·a = b*·b = c*·c =1 a*·b = a*·c = b*·a =b*·c =c*·a =c*·b =0 则称基矢a*、b*、c*所确定的点阵为基矢a 、b 、c 所确定的点阵的倒易点阵。倒易点阵也可用另一数学公式表达：晶体点阵中晶包体积为 v =c·(a ?b) 因为:c*·c = 1= v/v 所以：c*·c = c·(a ?b)/v 即：c* =(a ?b)/v 同理：a* =(b ? c)/v b* =(c ? a)/v 任意倒易矢量 g=ha*+kb*+lc*必然垂直于正点阵中的（hkl ）面。证明：g·AB =g·(OB-OA)=[ha*+kb*+lc*]·(b/k - a/h)=0 所以 g 垂直AB 同理：g 垂直BC 和CA 所以 g 垂直于（hkl ）面。晶带、晶带轴、晶带面。 dx I dI I I I x x x dx x x ∝=-+dx I dI μ-=??-=H I I dx I dI H 00μH H H e I I H I I μμ-=?-=00 ln H H e I I μ-=0Idx dI -=μ

《近代材料研究方法2 》课程教学大纲

《近代材料研究方法2 》课程教学大纲课程代码：050332025 课程英文名称：Modern Materials Analysis Methods 适用专业：高分子材料与工程课程总学时：48 讲课：40 实验：8 上机：0 适用专业：高分子材料与工程大纲编写（修订）时间：2017.06 一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标近代材料研究方法是高等学校材料类各专业开设的一门培养学生掌握材料现代分析测试方法的专业基础选修课，主要讲授X射线衍射、电子显微分析、热分析、光谱分析和核磁共振的基本知识、基本理论和基本方法，在材料类专业培养计划中，它起到由基础理论课向专业课过渡的承上启下的作用。本课程在教学内容方面除基本知识、基本理论和基本方法的教学外，着重培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。通过本课程的学习，学生将达到以下要求： 1. 掌握X射线衍射分析、透射电子显微分析、扫描电子显微分析、热分析、光谱分析和核磁共振的基本理论； 2. 掌握材料组成、晶体结构、显微结构等的分析测试方法与技术； 3. 具备根据材料的性质等信息确定分析手段的能力； 4. 具备对检测结果进行标定、分析解释的初步能力。（二）知识、能力及技能方面的基本要求 1.基本知识：掌握晶体几何学、X射线衍射以及电子显微分析方面的一般知识，了解X射线衍射仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜的工作、热分析、光谱分析和核磁共振原理以及适用范围。 2.基本理论和方法：掌握晶体几何学理论知识（晶体点阵、晶面、晶向、晶面夹角、晶带）；掌握特征X射线的产生机理以及X射线与物质的相互作用；掌握X射线衍射理论基础—布拉格定律；了解影响X射线衍射强度各个因子，掌握结构因子计算以及系统消光规律；掌握物相定性、定量分析原理及方法；掌握利用倒易点阵与厄瓦尔德图解法分析衍射现象；掌握电子衍射的基本理论以及单晶体电子衍射花样的标定方法；掌握表面形貌衬度和原子序数衬度的原理及应用；掌握能谱、波谱分析原理及方法；掌握原子光谱法、分子光谱法、电子能谱分析法、核磁共振、热分析法的基本原理和适用范围；了解相关仪器的主要部件和测试方法；了解质谱分析法和色谱分析法的基本原理和适用范围。。 3.基本技能：具备根据材料的性质等信息正确选用分析手段的能力；具备对检测结果进行标定和分析解释的初步能力；具有利用本课程基本知识进行科学研究的初步能力。能够独立进行X 射线衍射、扫描电镜、透射电镜、紫外-可见光光谱和热分析的样品制备与结果分析。（三）实施说明 1．教学方法：以基本理论——工作原理——应用及结果分析为主线，对课程中的重点、难点问题着重讲解。由于本课程既具有理论性又具有实践性，因此在教学过程中要注意理论联系实际，通过实例锻炼学生分析解决问题的能力。采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；注意教授学生学会分析、解决问题的方法。处理好重点与难点，将各种分析方法的实际应用纳入教学过程，使学生能够利用所学知识解决实际问题。通过实例和作业，通过作业调动学生学习的主观能动性，强化学生运用知识的能力，培养自学能力。

哈工大材料学院-材料表界面复习资料

复习内容：一液体表面 1研究液体结构的基本假设。（1）组成液体的原子（或分子）分布均匀、连贯、无规则；(2)液体中没有晶态区域和能容纳其他原子或分子的孔洞；（3）液体的结构主要由原子间形成的排斥力决定。 2间隙多面体，径向分布函数。液体结构的刚性球自由密堆可以用间隙多面体来表示，其中原子处在多面体间隙的顶点。液体自由密堆结构的5种理想间隙：(a)四面体间隙；(b) 八面体间隙；(c)三棱柱的侧表面被覆盖3个半八面体间隙；(d)阿基米德反棱柱被覆盖2个半八面体间隙；(e)正方十二面体四面体间隙占了主要地位，所以四面体间隙配位是液体结构的另一特征，四面体配位中的各相邻原子的间距就成为液体结构的最近邻原子间距。随着温度升高（低于材料熔点Tm），原子间距增加，原子震动幅度提高，但仍然保持有序结构。这时的原子数量的变化不再是一系列离散的线，所以再用原子数量（N(r)）来表示不同径向距离（r）处原子的分布就显得不太合适，而通常采用的方法是用在不同径向距离（r）处原子出现的密度来表示。用密度分布函数ρ(r)来代替离散的数量值N(r)时，分布函数的峰值就代表了在距离中心原子r处原子出现的概率。 3液体原子结构的主要特征。（1）液体结构中近邻原子数一般为5~11个（呈统计分布），平均为6个，与固态晶体密排结构的12个最近邻原子数相比差别很大；（2）在液体原子的自由密堆结构中，四面体间隙占了主要地位。（3）液体原子结构在几个原子直径范围内是短程有序的，而长程是无序的。 4 液体表面张力的概念及影响因素。液体表面分子或原子受到内部分子或原子的吸引，趋向于挤入液体内部，使液体表面积缩小，因而在液体表面切向方向始终存在一种使液体表面积缩小的力，液体表面这种沿着切向方向，合力指向液体内部的作用力，就称为液体表面张力。液体表面张力影响因素很多，如果不考虑液体内部分子或原子向液体表面的偏聚和外部原子或分子对液体表面的吸引，影响液体表面张力的因素主要有： (1)液体自身结构：液体的表面张力来源于液体内部原子或分子间的吸引力，因此液体内部原子或分子间的结合能的大小直接影响到液体的表面张力的大小。一般来说，液体中原子或分子的结合能越大，液体表面张力越大，一般液体表面张力随结构不同变化趋势是：金属键结合物质>离子键结合物质>极性共价键结合物质>非极性共价键结合物质 (2)表面所接触的介质：液体的表面张力的产生是由于处于表面层的原子或分子一方面受到液体内部原子或分子的吸引，另一方面受到液体外部原子或分子的吸引。当液体处在不同介质环境时，液体表面的原子或分子与不同物质接触所受的作用力不同，因此导致液体表面张力的不同。一般来说，介质物质的原子或分子与液体表面原子或分子结合能越大，液体表面能越小，反之越大 (3)温度：随着温度的升高，液体密度下降，液体内部原子或分子间的作用力降低，液体内部原子或分子对表面原子或分子的吸引力减弱，液体表面张力下降。最早给出的预测液体表面张力与温度关系的半经验表达式为： γ= γ0(1－T/T c)n 式中T c为液体的气化温度，γ0为０K时液体的表面张力。 5液体表面偏聚。液体中溶质原子向液体表面偏聚可以降低液体的表面能，因此是自发进行的过程。表面能随组成液体的比例变化越大，产生表面偏聚倾向性越大。

材料研究方法思考题答案重点及真题汇编

第1章 1、材料是如何分类的？材料的结构层次有哪些？答：材料按化学组成和结构分为：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料；按性能特征分为：结构材料、功能材料；按用途分为：建筑材料、航空材料、电子材料、半导体材料、生物材料、医用材料。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。 2、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：材料研究应着重于探索制备过程前后和使用过程中的物质变化规律，也就是在此基础上探明材料的组成(结构)、合成(工艺过程)、性能和效能及其之间的相互关系，或者说找出经一定工艺流程获得的材料的组成(结构)对于材料性能与用途的影响规律，以达到对材料优化设计的目的，从而将经验性工艺逐步纳入材料科学与工程的轨道. 研究对象和相应方法见书第三页表格。 3、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像分析法；按工作原理，前者为显微术，后者为衍射法和成分谱分析。第2章 1、简述现代材料研究的主X射线实验方法在材料研究中有那些主要应用？答：现代材料研究的主X射线实验方法在材料研究中主要有以下几种应用：（1）X射线物相定性分析：用于确定物质中的物相组成（2）X射线物相定量分析：用于测定某物相在物质中的含量（3）X射线晶体结构分析：用于推断测定晶体的结构 2、试推导Bragg方程, 并对方程中的主要参数的范围确定进行讨论. 答：见书第97页。 3、X射线衍射试验主要有那些方法, 他们各有哪些应用，方法及研究对象. 答：实验方法所用辐射样品照相法衍射仪法粉末法劳厄法转晶法单色辐射连续辐射单色辐射多晶或晶体粉末单晶体单晶体样品转动或固定样品固定样品转动或固定德拜照相机劳厄相机转晶-回摆照相机粉末衍射仪单晶或粉末衍射仪单晶衍射仪最基本的衍射实验方法有：粉末法，劳厄法和转晶法三种。由于粉末法在晶体学研究中应用最广泛，而且实验方法及样品的制备简单，所以，在科学研究和实际生产中的应用不可缺少；而劳厄法和转晶法主要应用于单晶体的研究，特别是在晶体结构的分析中必不可少，在某种场合下是无法替代的。第3章 1、如何提高显微镜分辨本领，电子透镜的分辨本领受哪些条件的限制？答：分辨本领：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。光学透镜：d0 =0.061λ/n·sinα= 0.061λ/N·A，式中：λ是照明束波长；α是透镜孔径半角； n是物方介质折射率；n·sinα或N·A称为数值孔径。在物方介质为空气的情况下，N·A值小于1。即使采用油浸透镜(n=1.5；α一般为70°～75°)， N·A值也不会超过1.35。所以 d0≈1/2λ。因此，要显著地提高显微镜的分辨本领，必须使用波长比可见光短得多的照明源。

材料表面界面考试知识点整理

1.原子间的键合方式及性能特点原子间的键合方式包括化学键和物理键,其中化学键又分为离子键,共价键和金属键,物理键又包括分子键和氢键. 2.原子的外层电子结构，晶体的能带结构。 3.晶体（单晶、多晶）的基本概念，晶体与非晶体的区别。单晶:质点按同一取向排列,由一个核心(晶核)生长而成的晶体;多晶:由许多不同位向的小晶体(晶粒)所组成的晶体.

4.空间点阵与晶胞、晶面指数、晶面间距的概念，原子的堆积方式和典型的晶体结构。空间点阵:呈周期性的规律排列的阵点所形成的具有等同的周围环境的三维阵列; 晶胞:在空间点阵中,能代表空间点阵结构特点的最小平行六面体,反应晶格特性的最小几何单元; 晶面指数: 在晶格中，通过任意三个不在同一直线上的格点作一平面，称为晶面，描写晶面方位的一组数称为晶面指数.一般选取晶面在三个坐标轴上的截距,取倒数作为晶面指数; 晶面间距:两近邻晶面间的垂直距离; 原子的堆积方式:六角堆积和立方堆积; 典型的晶体结构:面心立方结构,体心立方结构,密排六方结构. 5.表面信息获取的主要方式及基本原理可以通过光子,电子,离子,声,热,电场和磁场等与材料表面作用,来获取表面的各种信息,或者利用原子线度的极细探针与被测材料的表面近距离接近,探测探针与材料之间的信号,来获取表面信息. 电子束技术原理: 离子束技术原理:离子比光子电子都重,它轰击表面时产生的效应非常明显.离子不但具有电荷还有电子结构和原子结构,当离子与表面接近时,除具有静电场和接触电势差作用外,它本身还可以处于不同的激发电离态,离子还可以与表面产生各种化学反应,总之,离子与表面作用后,提供的信息非常丰富. 光电子能谱原理: 扫描探针显微镜技术原理: 6.为什么XPS可获得表面信息，而X射线衍射只能获得体信息？ [略] X射线衍射(XRD)是利用晶体形成X射线衍射,对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法.将具有一定波长的X射线照射到晶体上时,X射线因在晶体内遇到规则排列的原子或离子而发生散射,

高分子成型加工原理讲稿

讲稿课程名称：高分子材料成型加工原理课程编号：808025 授课学期：第七学期授课班级：08高分1、2班任课教师：张志明河北联合大学材料科学与工程学院

第一讲本单元的学习目的和要求：通过了解高分子材料的基本概念、分类、主要品种及其分析、高分子材料在国民经济中的地位和作用、高分子材料加工的学科分类。要求学生掌握高分子材料成型的理论基础知识和品种分类。本单元的重点和难点：高分子材料的基本概念、分类、主要品种及其分析。第一部分前言及绪论第一章前言及绪论 1.1前言 1.1.1 自我介绍（略） 1.1.2 本课程在专业学科中的定位 1.1. 2.1 学科培养结构简图基础课化工学科基础课专业基础课专业课 1.1.2.2 本课程定位联系高分子工业原料与制品的纽带，通过设备表达。 1.1. 2.3 本课程的内容聚合物的加工理论基础，纤维、塑料、橡胶的成型加工，涂料及粘合剂加工原理简介，以及一些特殊加工方法简介。 1.1.3 本课程教学的时间安排章节学时分配第一部分前言及绪论 2 第二部分高分子材料成型原理中的共性问题 10 聚合物流体的制备聚合物的混合聚合物流体的流变性

第三部分高分子材料成型原理中的个性问题26 塑料材料的成型加工原理10 专题一：吹塑、吸塑及冷压烧结成型橡胶材料的成型加工原理10 化学纤维的成型加工原理 4 专题二：静电纺丝的原理及其过程涂料、粘合剂及功能高分子的简介 2 第四部分：本课程的复习总结 2 合计40 1.1.4 本课程所使用的教材 [1] 沈新元主编. 高分子材料加工原理(第2版). 中国纺织出版社，2009，3. 1.1.5 推荐参考书 [1] 史玉升，李远才，杨劲松. 高分子材料成型工艺. 化学工业出版社，2006，7 [2] 王贵恒主编. 高分子材料成型加工原理. 化学工业出版社，2003，9（参考教材，第一版1982，2） 1.2 绪论 1.2.1 高分子材料的基本概念 1.2.1.1 高分子化合物及高分子材料的区别高分子化合物：系指由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在1万以上的化合物。高分子材料：以高分子化合物为基体组分的材料。 1.2.1.2 定义中的几个问题共价键与分子间力、相对分子质量、1万以上 1.2.2 高分子材料的分类按来源分类：天然高分子材料及合成高分子材料按化学组成分类：有机高分子材料及无机高分子材料按性能分类：通用高分子材料及新型高分子材料等等 1.2.3 高分子材料的主要品种高分子材料的六大品种：塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂、功能高分子（旧类别）高分子材料的新类别：通用高分子材料：塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂新型高分子材料：功能高分子、智能高分子、高性能高分子、生态高分子1.2.3.1 纤维

江苏大学_材料表界面_期末知识点——wjl版

1.表面能：系统增加单位面积时所需做的可逆功J/m*m 2.吸附热：吸附过程中的热效应。物理吸附热效应相当于气体的凝聚热，化学相当于化学键能 3.物理吸附：吸附作用力为范德瓦尔分子力，由表面原子和吸附原子之间的极化作用而产生。 4.化学吸附：静电库仑力，发生电子转移，改变吸附分子结构。 5.毛细现象：吸附压力引起的毛细管内外页面的高度差的现象 6.超疏水：表面与水的接触角大于150，滚动角小于10 7.润湿：固体表面上的气体或液体被液体或另一种液体取代的现象，原因，接触后吉布斯自由能小于0 8.亲水物质：能被水润湿的物质，如玻璃、石英 9.疏水物质：不能被水润湿的物质，如石墨、硫磺 10.接触角：三相交界处自固液界面经过液体内部到气液界面的夹角叫接触角 11.粘附功：液柱由两液体构成，拉开后原来AB 界面消失，出现新的A\B，消耗的能量称为粘附功 12.内聚能：均相物质分离成两部分，产生两个新界面，消耗的能量称为内

聚能 13.接触角滞后现象：于粗糙或不均匀表面上，液滴可以处于稳定平衡态或者亚稳定平衡态。 14.粘附润湿：液体接触固体，变气液表面和气固表面为液固表面的过程。 15.浸湿过程：气固为液固所取代的过程 16.铺展润湿：液体于固体表面接触后，于固体表面上排除空气而自行铺展的过程，也是一个以液固界面取代气固界面同时液体表面随之扩展的过程。 17.静接触角：当液体在固体表面达到平衡时，气液的界线与液固的界线之间的夹角称为接触角，此时为静态接触角 18.动态接触角：液体在固体表面接触角随时间变化而变化的过程，是动态接触角 19.表面活性剂：加入少量时能显著降低溶液表面张力并改变体系界面状态的物质。 20.Krafft 温度：离子型表面活性剂的溶解度随温度变化的特点是在足够低的温度下，溶解度随温度升高而慢慢增大，当温度达到某一定值后，溶解度会突然增大。溶解度开始突然增大的温度叫Krafft 温度。 21.表面接枝：表面接枝是通过紫外光、高能辐射、电子束、等离子体等技术，是聚合物表面产生活性中心，引发乙烯基单体在聚合物表面接枝聚合，或利用聚合物表面的活性基团通过化学反应接枝。表面接枝聚合，大分子偶合反应，以及添加接枝共聚物。 22.金属的腐蚀：金属及合金在外围介质的化学或电化学作用下发生破坏的过程称为金属腐蚀。 23.玻璃相：陶瓷配料中除主晶相以外的其他组分（有时包括）在一定温度下共熔，然后“冻结”成非晶态固体。 24.复合材料：复合材料是以两种或两种以上不同材料通过一定的工艺复合而成的多相材料。 25.增强材料：在复合材料中，凡能提高机体的机械强度、弹性模量等力学性能的材料称为增强材料。

材料表界面

一、答：表、界面是指由一个相到另一相的过渡区域，通常把凝固相和气相之间的分界面称为表面，把凝固相之间的分界面称为界面。分为两大类：物理表面和材料表面。物理表面又分为：理想表面、清洁表面、吸附表面；材料表面有如下几类：机械作用界面、化学作用界面、固态结合界面、液相或气相沉积界面、凝固共生界面、粉末冶金界面、粘结界面、熔焊界面等。在国民经济建设各领域，表、界面科学亦显示出愈来愈重要的作用。主要应用在食品、土壤化学、造纸、涂料、橡胶、建材、冶金、能源、电子工业和航天技术等领域。二、答：溶质的浓度对溶剂表面张力的影响有三种类型，第一类物质的加入会使溶剂的表面张力略为升高，属于此类物质有强电解质（如无机盐、酸、碱）；第二类物质的加入会使溶剂的表面张力逐渐降低（如低碳醇、羧酸等有机物）；第三类物质少量加入就会使溶剂表面张力急剧下降，但到一定浓度后，表面张力变化很缓慢或几乎不下降，趋于一个稳定值。我们把能使溶剂（通常为水）表面张力降低的物质称为具有表面活性的物质，如第二类和第三类物质都能使溶剂表面张力降低，它们都具有表面活性。表面活性剂的种类很多，按亲水基类型分类是表面活性剂分类的主要方法，表面活性剂溶于水能电离生成离子的叫做离子型表面活性剂；不能电离的叫非离子型表面活性剂。离子型表面活性剂按生成离子的性质可分成阴离子、阳离子和两性表面活性剂。按相对分子质量分类：低分子表面活性剂，相对分子质量200-1000；中分子表面活性剂，相对分子质量1000-10000；高分子表面活性剂，相对分子质量10000以上。按工业用途分类:表面活性剂可分为渗透剂、润湿剂、乳化剂、分散剂、起泡剂、消泡剂、净洗剂、杀菌剂、匀染剂、缓染剂、柔软剂、平滑剂、抗静电剂防锈剂等。有的表面活性剂可同时具有几种功能。三、答：陶瓷材料为无机非金属粉末晶体在一定条件下形成的多晶聚集体。表面结构:由于表面处原子周期性排列突然中断，形成了附加表面能，表面原子的排

3000字学术周总结

学术周总结学校的第十周是一年一度的学术周，每年这个时候都是知识大爆炸的时候，名师、教授、专家、学者，知识的交流和传播让我们的眼界更加开阔，让我们的心胸更加宽广。古语云，与善人居，如入芝兰之室，久而自芳也。学术氛围弥漫着整个学校，每一个学生都能感受到学术的芬香，映衬着春天盛开的花朵和青翠的林木，就像古时候的文人集会。暮春之初，会于会稽山阴之兰亭，修禊事也，群贤毕至，少长咸集。九场学术报告。可以说，每场报告都是非常的精彩，并且让我受益匪浅。作为一名大学生，学习不能仅仅局限于课堂，毕竟书本的知识还是有限的。而学校正好给我们提供了一次课外学习的机会，让我们得以充实与提高。周一上午时学术活动周动员，布置任务，考研动员，倒是见面会。我对考研动员大会印象最深，考研经验交流会》是一些考上研的学长学姐给我们说说他们考研的一些经验，好让我们借鉴。考研动员大会是院里的领导和教授动员我们考研并向我们讲述了系里针对考研的一些安排。这次活动对我来说都是受益匪浅。考研经验交流会是一次与那么多学长学姐近距离接触，气氛很融洽。他们毫不掩饰的向我们讲述了他们的复习计划，也向我们推荐了他们觉得很好的书籍。他们的复习计划各有不同，学习方法也各不相同，他们都告诉我们方法有很多，经验也有很多，但我们应该选择适合自己的，那对你来说才是最好的。他们那么多的经验中我总结出了一点那就是坚持不懈，扎实复习。首先就是要坚持。你必须在一开始就想好是要考研还是去找工作，这是一个很重要的问题，一定要考虑清楚。决定好考研以后那就得记得要坚持，不能中途放弃。虽然考研路上很崎岖也很艰辛但决定以后就必须坚持到底。不然就浪费了找工作的时间，两边都没有好结果。只要坚持下来了，你就成功了一半。因为每年真正坚持到考场考试的人比报名的人要少很多，所以只要坚持到最后你就已经战胜了很多人了。学长学姐都说在考研路上坚持就是最重要的。除了要坚持还得有计划的组织复习，每个阶段都给自己制定一个学习计划，每天都有要完成的任务，必须严格执行。这样才能有计划、科学地进行复习。他们也跟我们讲述了一些他们在考研路上遇到的一些困难，其中有思想上的、也有学习方面的。这些我们都很适用，有些问题我们现在已经遇到了，他们排除困难的方法虽然不一定我们也可以用但是也给我们提供了一些意见吧。失败的原因有很多种但成功的原因只有一种那就是付出。所以我们更多的是要向他们学习对理想对目标的执着。考研动员大会只要是动员大三的同学积极准备考研。院里对这次活动作出了充分的准

(完整版)材料科学与工程专业建设规划

材料科学与工程专业建设规划材料科学与工程学院材料工程系 2005．9 1材料科学与工程专业建设的目标 1.1 专业建设基本思路加快教改步伐，通过课程体系建设、加强实践教学环节的调控、科研素质的培养来大力推进专业学科建设，拓宽专业覆盖面，全面推进素质教育，显著提高教学质量和科研水平，建成基础厚实、特色突出、实力较强的专业。 1.2 专业建设整体目标通过5年乃至更长时间的建设与发展，打造出特色、优势专业，建设成高水平学科，培养出高素质创新型人才。（l）科学合理地定好自己的位置，确定好人才培养类型和层次。在专业性质上加强材料科学与工程基础、侧重材料制备和表征训练，以现代科学与工程体系为主干构建专业和组织教学，培养“厚基础、宽专业、高素质、强能力、具创新精神、面向生产第一线的优秀工程型人才”。（2）专业方向紧密结合产业科技进步需要、地方经济及区域经济的发展需要(尤其是高新技术产业的发展需要)。（3）突出优势，保持和发展自己的办学特色和专业方向特色，提高办学水平。（4）以教学内容和课程体系改革为中心，以培养目标和培养模式改革为重点，辅以实践教学改革、教学方法和教学手段改革，全面推进、整体优化。形成特色鲜明的人才培养模式、教学计划、课程体系与教学内容。（5）强化学生大工程意识的培养与训练，培养适应2l世纪时代特征要求的创新性人才，为我国材料产业的产品更新换代、产业科技进步作出贡献。 (6) 把专业建设和学科建设结合起来，通过若干年的努力，打造出特色品牌专业，建设成高水平学科，培养出高素质、创新型人才。 2材料科学与工程专业建设措施 2.1 建立具有特色的人才培养模式（1）以新的人才培养观确立了本专业的人才培养目标在专业建设和教学改革的探索和实践中，我们进一步认识到转变教育思想和教育观念以及树立新的人才培养观的重要性。高等工程教育应从“授技型”向“育才型”转变，从单纯传播知识向全面培养学生的能力转变，从狭窄的专业技术教育向提高学生的综合素质转变，应将工程专业技术人员应具有的爱国主义、集体主义、社会责任感、奉献精神、大工程观念、市场经济观念、开拓创新精神、独立深入学习获取知识的能力、分析解决工程技术问题的能力的培养贯穿于整个教育过程之中。（2）建立起了新的人才培养模式——两段式、三平台、多专业方向两段式人才培养模式——三年的基础教育阶段和一年的专业技术教育阶段的人才培养过程；基础教育阶段的三级教学平台——通式教育基础教学平台，大学科基础教学平台，按一级学科设置专业基础教学平台；多专业方向。 2.2 以“大学科、大材料、大工程”的人才培养观，以创新的思路构建起了新型课程体系21世纪人才需求对高等教育提出了新要求，我们必须树立素质是前题、能力是关键、知识是载体的新型人才观，以“大学科、大材料、大工程”的意识，以创新的思路构建起新型课

天津工业大学材料表界面作业题汇总解答

课后习题解答第一次作业 1、表面张力产生的原因？液体表面层的分子所受的力不均匀而产生的。液体表面层即气液界面中的分子受到指向液体内部的液体分子的吸引力，也受到指向气相的气体分子的吸引力，由于气相吸引力太小，这样，气液界面的分子净受到指向液体内部并垂直于表面的引力作用，即为表面张力。这里的分子间作用力为范德华力。 2、毛细管插入汞中，管中汞柱表面呈凸形，管中液面比管外液面低。若在常压下，气温降低了，此时毛细管中汞面是上升、不变、还是下降？为什么？（提示：表面张力随温度的降低而升高）毛细管中汞面是下降。因为气温降低，表面张力将升高，根据Laplace 方程，r p /2σ=?，对于凸液面，表面张力增大，液面下降。下降高度pgh h ?=σ2。第二次作业 1、请解释下列现象中的任一个：（1）过冷水（2）过热液体（3）过饱和液体（1）根据Kelvin 公式，微小晶体的蒸气压要比大晶体的蒸气压大，故小晶

体的蒸气压曲线在上方，它与过冷水曲线的交点即为小晶体的熔点。小晶体的熔点低于O点对应的温度，所以对液态水来说，温度到达O点对应的温度不会结晶，形成虚线所示的过冷水。（2）沸腾时，气泡的形成必须经过从无到有，从小到大的过程。而最初形成的半径极小的气泡内的饱和蒸汽压远小于外压，液体中的小气泡，其曲率半径是负的，根据Kelvin公式，其半径越小，气泡内的饱和蒸气压越小。小气泡内部承受的压力=p外+?p = p外+2γ/r 因此在外压的压迫下，小气泡难以形成，液体不能沸腾，要想沸腾，必须过热，使小气泡的饱和蒸气压等于外压而沸腾。过热较多沸腾时，容易暴沸。（3）根据Kevlin公式，微小晶体颗粒的饱和浓度大于普通晶体的饱和浓度，晶体颗粒越小，溶解度越大。当溶液在恒温下浓缩时，溶质的浓度逐渐增大，达到普通晶体的饱和度时，对微小晶体仍未达到饱和，所以不析出微小晶体，溶液称为过饱和溶液。在一个饱和溶液中，若有大小不同的粒子存在，对于大粒子已饱和的溶液，对小粒子仍未达到饱和，所以陈放一段时间，小粒子将消失，大粒子略有增大，这就是重量分析中的陈化过程。第三次作业 1

武科大材料测试方法考试重点

武汉科技大学材料研究方法重点及答案 1.矿物的折射率受哪些因素的影响？矿物的化学组成与晶体结构。 2.什么叫光率体及光率体的主切面？如果入射偏光的振动方向与一轴晶晶体的Z晶轴垂直或斜交，光波进入晶体后的情况又将如何？什么是光轴？光率体表示光波在晶体中传播时，折射率值随光波振动方向变化的一种立体几何图形或光性指示体。光率体的主切面指包含光率体两个主轴的切面，一轴晶的主切面为平行于光轴的椭圆切面，也是最大双折射率的切面；二轴晶矿物的主切面有Ng-Nm，Nm-Np，Ng-Np三个椭圆切面。若入身偏光的振动方向与一轴晶晶体的z晶轴垂直，即光波沿着光轴方向入射，则光波进入晶体后不发生双折射现象；当与Z晶轴斜交时，光波进入晶体后会发生双折射。光轴是与光性非均质体的光率体中与圆切面相垂直的轴。一轴晶矿物的光轴是其光率体的旋转轴，二轴晶矿物的光轴是与两个Nm-Nm圆切面相垂直的两根轴。 3.作出四方晶系矿物⊥Z晶轴和//Z晶轴切片上对应的光率体切面。四方晶系矿物属中级晶族，即是一轴晶矿物，⊥Z晶轴切片上对应的光率体切面是一半径为No的圆切面；//Z晶轴切片上对应的光率体切面是半径分别为No和Ne的椭圆切面。 4.莫来石是斜方晶系矿物，测得其各晶轴对应的折射率分别为：Nx=1.642；Ny=1.644； Nz=1.654，试做出莫来石的光率体，并求其光性正负。斜方晶系矿物属低级晶族，故莫来石是二轴晶矿物，相应地，Ng=Nz=1.654；Nm=Ny=1.644；Np=Nx=1.642；莫来石的光率体为一以此三个折射率为半径的三轴不等的椭球体。因Ng- Nm=1.654-1.644=0.01>Nm- Np=1.644-1.642=0.002，故莫来石为二轴晶正光性矿物。 5.作出二轴晶光率体的主切面。分别以Ng-Nm，Nm-Np，Ng-Np为半径的三个椭圆切面。 6.何为矿物的光性方位？光性方位表示光率体主轴与晶体结晶轴之间存在着的某种一定的空间关系。 7.设普通角闪石Ng=1.701，Nm=1.691，Np=1.665，Nm=y，Ng∧Z=30°，β=106°。确定普通角闪石的光性符号，做出各主轴面上的光性方位图。 8.矿物在单偏光镜下可以观察哪些光性？形态、解理、颜色、多色性、吸收性、突起、闪突起、糙面、边缘、贝克线、色散线等。 9.矿物在单偏光镜下的颜色与那些因素有关？一、与矿物自身的吸收性有关；二、与薄片的厚度有关。 10.什么是矿物切面的双折率？矿物在单偏光镜下的哪些光性受矿片双折率的影响？对于这些光性的观察应当选择哪种切片方向的矿片？非均质矿物的切面上有两个折射率，它们的差值即为该切面上的双折射率。在单偏光镜下，矿物的多色性、吸收性和闪突起受矿片双折射率影响。 11.什么是正交偏光镜间矿片的消光现象？不同的矿片在正交偏光镜下的消光现象有何不同？说明石英砂岩矿片中其⊥OA和斜交OA晶粒切面在正交偏光镜下呈现的现象。正交偏光镜间矿片的消光现象即指矿片在正交偏光镜下观察到视域全黑的现象。在正交偏光镜下，均质体和非均质体垂直光轴的矿片呈现全消光现象，即转动载物台360度，视域全黑；非均质体非垂直光轴的矿片呈现四明四暗消光，即转动载物台360度，干涉色发生四次明暗交替变化。在正交偏光镜下，石英砂矿片中其⊥OA晶粒切面呈现全消光现象，斜交OA晶粒切面呈现一级灰白干涉色，且载物台转动360度，干涉色呈现四次明暗交替变化。 12.矿片的干涉色与矿片的颜色有何差别？P68最后一段。 13.二轴晶矿物各主切面上的干涉色是否相同，为什么？其最高干涉色应出现在哪种切面

材料表界面知识点总结

第九章玻璃表界面 4 玻璃的表面反应玻璃成型后一段时间就容易被周围环境介质所侵蚀，侵蚀情况主要取决于玻璃的本质（组成）和介质的种类。 4.1 水对玻璃的侵蚀开始于水中的H+和玻璃中的Na+进行离子交换：离子交换反应停止的真正原因： ?Na+含量的降低； R n+（n>1)抑制效应 4.2酸对玻璃的侵蚀除氢氟酸外，一般酸并不直接与玻璃起反应，而是通过水的作用侵蚀玻璃。浓酸对玻璃的侵蚀能力低于稀酸。酸对玻璃的作用与水对玻璃作用又有所不同。高碱玻璃的耐酸性小于耐水性，高硅玻璃的耐酸性大于耐水性。 4.3 碱对玻璃的侵蚀硅酸盐玻璃一般不耐碱。碱对玻璃的侵蚀是通过OH-破坏硅氧骨架（≡Si-O-Si ≡），使Si-O键断裂，SiO2溶解在碱液中。碱的大量存在使得中和反应能够不断进行，所以，侵蚀不是形成硅酸凝胶薄膜，而是玻璃表面层不断脱落。

碱对玻璃的侵蚀程度与下列因素有关：侵蚀时间 OH-离子的浓度阳离子的种类侵蚀后玻璃表面的硅酸盐在碱溶液中的溶解度玻璃受碱侵蚀分为以下三个阶段： ?第一阶段，碱溶液中的阳离子首先吸附在玻璃表面； ?第二阶段，阳离子束缚周围的OH-离子，OH-离子攻击玻璃表面的硅氧键。 ?第三阶段，硅氧骨架破坏后变成硅酸离子，和吸附在玻璃表面的阳离子形成硅酸盐，并逐渐溶解在碱溶液中。碱性溶液对玻璃的侵蚀机理与水或酸不同 ?水或酸（包括中性盐或酸性盐）对玻璃的侵蚀只是改变、破坏或溶解（沥滤）玻璃结构组成中R2O、RO等网络外体物质。 ?碱性溶液不仅对网络外体氧化物起作用，而且也对玻璃结构中的硅氧骨架起溶蚀作用。大气对玻璃的侵蚀先是以离子交换为主的释碱过程后逐步过渡到以破坏网络为主的溶蚀过程。 4.4 影响玻璃表面反应性的因素 1) 化学组成的影响硅酸盐玻璃的耐水性和耐酸性主要取决于硅氧和碱金属氧化物的含量。玻璃中同时存在两种碱金属氧化物时，由于“混合碱效应”使玻璃的化学稳定性出现极值。