材料化学习题答案(完整版)
材料化学考试题及答案

材料化学考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料化学中,以下哪种材料不属于金属材料?A. 钢B. 陶瓷C. 铝D. 铜答案:B2. 以下哪种技术不是用于制备纳米材料的?A. 溶胶-凝胶法B. 激光烧蚀C. 机械研磨D. 电化学沉积答案:C3. 材料的热处理过程中,淬火的目的是:A. 提高硬度B. 增加韧性C. 减少脆性D. 增加导电性答案:A4. 下列哪种材料具有超导性?A. 铜B. 铝C. 陶瓷D. 铌钛合金答案:D5. 以下哪种材料是半导体材料?A. 石墨B. 金刚石C. 硅D. 金答案:C6. 材料的疲劳断裂通常发生在:A. 材料表面B. 材料内部C. 材料的缺陷处D. 材料的接合处答案:C7. 以下哪种测试方法用于评估材料的热稳定性?A. 拉伸试验B. 压缩试验C. 热重分析D. 硬度测试答案:C8. 材料的断裂韧性通常用以下哪个参数表示?A. 弹性模量B. 屈服强度C. 疲劳极限D. 临界应力强度因子答案:D9. 以下哪种材料是磁性材料?A. 橡胶B. 塑料C. 铁D. 玻璃答案:C10. 材料的塑性变形通常发生在:A. 弹性范围之外B. 弹性范围之内C. 断裂点D. 疲劳点答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 材料的______是指材料在受到外力作用时,能够发生形变而不立即断裂的能力。
答案:韧性2. 金属材料的______是指材料在受到外力作用时,能够抵抗永久变形的能力。
答案:硬度3. 材料的______是指材料在受到外力作用时,能够抵抗断裂的能力。
答案:强度4. 纳米材料的______特性使其在许多领域具有独特的应用潜力。
答案:量子尺寸效应5. 材料的______是指材料在受到重复或交变应力作用时,发生断裂的能力。
答案:疲劳6. 材料的______是指材料在受到温度变化时,能够保持其性能不变的能力。
答案:热稳定性7. 材料的______是指材料在受到电场作用时,能够抵抗电流通过的能力。
材料化学专业试题及答案

材料化学专业试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 下列哪个是材料化学研究的重要内容?A. 材料的合成与加工B. 材料的物理性质C. 材料的化学性质D. 所有选项答案:D2. 材料科学中,下列哪个术语与材料的微观结构无关?A. 晶格常数B. 晶界C. 晶粒尺寸D. 材料的密度答案:D3. 材料的哪些性质通常通过化学方法进行研究?A. 机械性质B. 热性质C. 电性质D. 光学性质答案:C4. 以下哪个不是材料化学中常用的表征技术?A. X射线衍射(XRD)B. 扫描电子显微镜(SEM)C. 原子力显微镜(AFM)D. 热重分析(TGA)答案:D5. 材料的腐蚀通常与哪种因素有关?A. 温度B. 湿度C. 化学成分D. 所有选项答案:D二、填空题(每空2分,共20分)6. 材料化学中的“相”是指具有相同________和________的区域。
答案:化学成分;物理性质7. 材料的疲劳寿命可以通过________测试来评估。
答案:循环载荷8. 材料的热稳定性可以通过________来测试。
答案:热分析9. 材料的光学性质可以通过________来研究。
答案:光谱分析10. 材料的电导率可以通过________来测量。
答案:四探针法三、简答题(每题10分,共30分)11. 简述材料化学中“相变”的概念。
答案:相变是指材料在一定条件下,由一种相态转变为另一种相态的过程。
这种转变可能是由于温度、压力、化学组成或外部环境的变化引起的。
12. 描述材料化学中“纳米材料”的特点。
答案:纳米材料是指具有至少一个维度在纳米级别的材料。
它们具有独特的物理、化学和生物学性质,如高比表面积、量子效应和增强的机械性能。
13. 解释材料化学中“复合材料”的概念。
答案:复合材料是由两种或两种以上不同材料组成的新型材料,这些材料在宏观尺度上保持各自的特性,同时通过复合作用产生新的性能。
四、计算题(每题15分,共30分)14. 某材料的热导率k为0.5 W/m·K,其厚度为0.02m,两侧温差为10°C。
大学化学材料类试题及答案

大学化学材料类试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 下列物质中,属于高分子化合物的是:A. 葡萄糖B. 聚乙烯C. 氯化钠D. 硫酸答案:B2. 碳元素的原子序数是:A. 6B. 12C. 16D. 18答案:B3. 金属晶体中,原子排列方式通常为:A. 立方体心结构B. 面心立方结构C. 体心立方结构D. 密排六方结构答案:C4. 下列化合物中,属于共价化合物的是:A. NaClB. H2OC. MgOD. NaOH5. 以下哪种元素不是稀土元素?A. 镧B. 铈C. 钇D. 铜答案:D6. 以下哪种晶体结构不属于离子晶体?A. NaClB. KClC. SiO2D. MgO答案:C7. 以下哪种物质的熔点最高?A. 石墨B. 金刚石C. 石英D. 石墨烯答案:B8. 以下哪种物质的导电性最好?A. 铜B. 银C. 金D. 铂答案:B9. 以下哪种物质是半导体材料?B. 石墨C. 铜D. 铝答案:A10. 以下哪种物质属于非金属单质?A. 氧气B. 氢气C. 氮气D. 氦气答案:C二、填空题(每题2分,共20分)1. 元素周期表中,第______族元素被称为碱金属。
答案:12. 元素周期表中,第______族元素被称为卤素。
答案:173. 金属的导电性主要与金属的______有关。
答案:自由电子4. 硅是半导体材料,其导电性介于______和______之间。
答案:导体绝缘体5. 稀土元素是指周期表中镧系元素加上______元素。
答案:钪6. 金属的延展性主要取决于金属的______。
答案:晶体结构7. 石墨烯是一种由______构成的二维材料。
答案:碳原子8. 陶瓷材料通常具有良好的______性能。
答案:绝缘9. 合金是指在一种金属中加热熔合其他______或金属而形成的具有金属特性的物质。
答案:金属元素10. 玻璃是一种无规则结构的______材料。
答案:非晶三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述金属晶体和离子晶体的区别。
材料化学作业题答案

材料化学作业第一章1、晶体的一般特点是什么?点阵和晶体的结构有何关系?晶态固体具有长程有序的点阵结构,即其中组成单元是处于一定格式空间排列的状态。
1、晶体的周期性:晶体是一种内部粒子或粒子集团在空间按一定规律周期性重复排列而成的固体。
结构基元和大小方向为二个要素。
2、点阵结构与点阵:将晶体结构中的每个结构基元抽象成一个点,将这些点按照周期性重复的方式排列,就可构成点阵。
2、什么是同质多晶?什么是类质同晶?一些组成固定的化合物,由于其内部微粒可以以不同的方式堆积,因而产生不同种类的晶体,我们把这种同一化合组成存在两种或两种以上晶体结构形式的现象为同质多晶现象。
同种化合物的不同晶型,在其物理、化学性质上可能差别很大,如金刚石与石墨。
3、产生晶体缺陷的原因是什么?晶体缺陷对晶体的物理化学性质的影响如何?(1)实际晶体中的微粒数量是有限的;(2)晶体中所有的微粒并非处在晶格中相应位置静止不动,而是在其平衡位置附近不停的振动;(3)实际晶体中多少存在一定的缺陷。
这些缺陷是指偏离理想的点阵结构情况。
晶体的结构缺陷包括点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷等情况。
在实际晶体中缺陷和畸变的存在使正常的点阵结构受到了一定程度的破坏或扰乱,对晶体的生长,晶体的力学性能、电学性能、磁学性能和光学性能等到都有很大的影响,在生产和科研中非常重要,是固体物理、固体化学和材料科学等领域的重要内容。
第二章1、晶体的结构特性是什么?这些特性是什么原因引起的?答1、晶体的均匀性、2、晶体的各向异性、3、晶体的自范性、4、晶体的熔点、5、晶体的对称性。
晶态物质有别于气体、液体的最典型特征是具有点阵结构,正是由于本身结构的特殊性,使晶体呈现出与其它物质完全不同的特殊性质。
2、简述产生非整比化合物的原因,当二元氧化物AB中某原子被氧化,则此原子的组成系数将向什么方向变化?当晶体中出现空位或填隙原子,从而使化合物的成份偏离整数比,这在晶体中是很普遍的现象。
材料化学课后题答案

V
' Na
V
Cl
· Ca
K Ca2+ 取代K+而进入K+的位置,有效电荷为+1
CaCa
Ca取代Ca而进入占据Ca的位置 Ca2+进入间隙位置,有效电荷为+2
14
Ca
i
Chapter2 Structure of Materials
写出CaCl2溶解在KCl中的各种可能的缺陷反应式
• Ca2+取代K+,Cl-进入Cl-晶格位置:
-
-
-
17
E面:x=0,y=0,z= ∞,故须平
移,朝x方向平移一晶格参数,则 x=1,y=-1,z= ∞ 故为(1,-1, ∞ ),即为(1,1,0)
-
D面:x=1,y=1/3, z= ∞ 故为(1,1/3, ∞ ), 即为(1,3,0)
F面: x=0,y=0,z= 1/2,故须平
移,朝x方向平移一晶格参数,则
什么是材料化学?其主要特点是什么?
材料化学是与材料相关的化学学科的一个 分支,是与材料的结构、性质、制备及应
用相关的化学。
材料化学的主要特点是跨学科性和实践性
1
材料与试剂的主要区别是什么?
试剂在使用过程中通常被消耗并转化成别的物质 材料则一般可重复、持续使用,除正常损耗外, 它不会不可逆地转变成其他物质
2
简述材料化学的主要研究内容
结构:组成原子、分子在不同层次上彼此结合的
形式、状态和空间分布 性能:材料固有的化学、物理及力学方面的性能
制备:将原子、分子聚合起来并最终转变为有用
产品的一系列连续的过程 应用
3
材料中的结合键有哪几种?各自 的特点如何?对材料的特性有何 影响?
材料化学专业试题及答案

材料化学专业试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 下列哪种物质不属于材料化学的研究范畴?A. 金属材料B. 陶瓷材料C. 生物高分子D. 塑料制品答案:D2. 材料的微观结构对其宏观性能有重要影响,以下哪项不是微观结构的描述?A. 晶格结构B. 缺陷C. 相界面D. 颜色答案:D3. 下列哪种材料具有铁磁性?A. 铜B. 铝C. 镍D. 铅答案:C4. 材料的热处理过程中,淬火的目的是什么?A. 提高硬度B. 增加韧性C. 减少成本D. 提高导电性答案:A5. 下列哪种现象不属于材料的老化?A. 氧化B. 腐蚀C. 磨损D. 熔化答案:D6. 材料的断裂韧性通常用来描述材料的哪项性能?A. 硬度B. 韧性C. 强度D. 塑性答案:B7. 下列哪种材料具有最高的热导率?A. 石墨烯B. 硅C. 橡胶D. 玻璃答案:A8. 材料的疲劳寿命与加载频率的关系是什么?A. 正比B. 反比C. 无关D. 先增加后减少答案:B9. 下列哪种合金具有形状记忆效应?A. 铝合金B. 铜合金C. 镍钛合金D. 铁合金答案:C10. 在材料科学中,霍尔效应常用于测量材料的哪种性质?A. 电阻率B. 热导率C. 磁导率D. 载流子浓度答案:D二、填空题(每题2分,共20分)11. 材料的硬度是指材料抵抗塑性变形的能力。
12. 材料的断裂强度是指材料在断裂前能承受的最大应力。
13. 陶瓷材料通常具有高熔点、硬度大和良好的化学稳定性等特点。
14. 金属材料的腐蚀可以通过涂层、阴极保护或使用耐腐蚀合金等方法来减缓。
15. 材料的疲劳是指在循环应力下材料逐渐损伤直至断裂的过程。
16. 材料的导热性能可以通过测量其热导率来评估。
17. 材料的弹性是指在外力作用下材料发生形变,去除外力后能恢复原状的性质。
18. 聚合物的玻璃化转变温度是指聚合物从玻璃态转变为高弹态的温度。
19. 纳米材料的特殊性质包括光学性质、磁学性质和催化性质等。
《材料化学》课后思考题部分答案

《材料化学》课后思考题部分答案第一章绪论1.什么是材料化学?其主要特点是什么?答:材料化学是关于材料的结构,性能,制备和应用的化学;其主要特点是跨学科性和实践性。
2.新石器时代的标志是什么?答:其标志为陶器和农业的出现。
3.材料与试剂的主要区别是什么?答:试剂在使用过程中通常被消耗并转化成别的物质,而材料则一般可重复,持续使用,除了正常消耗,它不会不可逆的转变成别的物质。
4.材料按其组成和结构可以分为哪几类?答:金属材料,无机非金属材料,聚合物材料和复合材料。
第二章材料的结构1.原子间的结合键共有几种?各自特点如何?答:(1)金属键一是电子共有化,可以自由流动;二是既无饱和性又无方向性。
(2)离子键离子键具有强的键合力,既无饱和性也无方向性,配位数高。
(3)共价键共价键具有饱和性方向性,配位数低。
(4)氢键氢键具有饱和性和方向性。
(5)范德华键不具有方向性和饱和性,作用范围在几百个皮米之间。
第三章材料的性能1.用固体能带理论说明什么是导体,半导体,绝缘体?答:固体的导电性能由其能带结构决定。
对一价金属(如Na),价带是未满带,故能导电。
对二价金属(如Mg),价带是满带,但禁带宽度为零,价带与较高的空带相交叠,满带中的电子能占据空带,因而也能导电。
绝缘体和半导体的能带结构相似,价带为满带,价带与空带间存在禁带。
禁带宽度较小时(0.1—3eV)呈现半导体性质,禁带宽度较大(>5eV)则为绝缘体。
2.试解释为何铝材不易生锈,而铁则较易生锈?答:锈蚀机理不同,前者为化学腐蚀,后者为电化学腐蚀铝是一种较活泼的金属,但因为在空气中能很快生成致密的氧化铝薄膜,所以在空气中是非常稳定的。
铁与空气中的水蒸气,酸性气体接触,与自身的氧化物之间形成了腐蚀电池,遭到了电化学腐蚀,所以容易生锈。
3.为什么碱式滴定管不采用玻璃活塞?答:因为普通的无机玻璃主要含二氧化硅,二氧化硅是一种酸性的氧化物,在碱液中将会被溶解或侵蚀,其反应为:SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O4.何种结构的材料具有高硬度?如何提高金属材料的硬度?答:由共价键结合的材料具有很高的硬度,这是因为共价键的强度较高。
材料化学习题【附答案】@北师大

8. 晶面交角守恒是指什么角守恒,为何守恒?晶面的形状和大小为什么不守恒? 晶体外形一般说受哪些因素的影响? 答: 晶面交角守恒定律, 即同一种晶体的两个相应晶面间的夹角保持恒定不变的 数值,若对应各相应的晶面分别引法线,则每两条法线之间的夹角(晶面夹角) 也必为一个常数。 由于晶体具有点阵结构这一规律决定的。 因为晶体的大小和形状不仅受内部结构的制约,还受外部因素的影响,所以 晶面的形状和大小是不守恒的。 一般说来,在一定程度上受到外因,如温度、压力、浓度和杂质的影响。
Oh’:3C4,4C3,6C2,9,i; O’:3C4,4C3,6C2; Td’:3I4,4C3,6d; Th’:4C3, 3C2,3h, i; T’:4C3, 3C2 晶体无 4 重对称轴、无对称面和对称中心,是由于原子的排布造成。以上 5 种对称 元素系中只有点群 T 符合此条件。 7.一晶体属于空间群 P 2/c, (1) 给出该晶体所属晶系和点阵类型;单斜晶系,简单单斜点阵型式 (2) 给出该晶体所属点群的熊夫利记号;C 2h (3) 写出该晶体所具有的独立的宏观对称元素和派生的宏观对称元素。2, m, i 8.请说明下列空间群国际记号的含意。
2
习题二 1.写出二氯丙二烯分子可能的异构体及各异构体所属的分子点群。 2.正八面体络合物 MA 6 中的三个配位体 A 被三个 B 取代,所生成的络合物 MA 3 B 3 有多少种异构体?这些异构体各属什么点群? 3.有A、B、C三种晶体,宏观对称性分别属于C 2v 、D 2h 、D 2d 点群。它们各属于 什么晶系,特征对称元素是什么,晶胞参数间的关系如何? 4.为什么 l4 种点阵型式中有正交底心,而无四方底心,也没有立方底心型式? 5.为什么有立方面心点阵而无四方面心点阵? 6.某一晶体的点阵型式具有三个互相垂直的四重轴、对称面、对称中心,而此 晶体却无 4 重对称轴、无对称面和对称中心,问此晶体属于何点群?简述推 理过程。 7.一晶体属于空间群 P 2/c, (1) 给出该晶体所属晶系和点阵类型; (2) 给出该晶体所属点群的熊夫利记号; (3) 写出该晶体所具有的独立的宏观对称元素和派生的宏观对称元素。 8.请说明下列空间群国际记号的含意。
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第二章2.1 扩散常常是固相反应的决速步骤,请说明:1) 在用MgO 和32O Al 为反应物制备尖晶石42O MgAl 时,应该采用哪些方法加快固相反应进行?2) 在利用固相反应制备氧化物陶瓷材料时,人们常常先利用溶胶-凝胶或共沉淀法得到前体物,再于高温下反应制备所需产物,请说明原因。
3) “软化学合成”是近些年在固体化学和材料化学制备中广泛使用的方法,请说明“软化学”合成的主要含义,及其在固体化学和材料化学中所起的作用和意义。
答:1. 详见P6A.加大反应固体原料的表面积及各种原料颗粒之间的接触面积;B.扩大产物相的成核速率C.扩大离子通过各种物相特别是产物物相的扩散速率。
2. 详见P7最后一段P8 2.2节一二段固相反应中反应物颗粒较大,为了使扩散反应能够进行,就得使得反应温度很高,并且机械的方法混合原料很难混合均匀。
共沉淀法便是使得反应原料在高温反映前就已经达到原子水平的混合,可大大的加快反应速度;由于制备很多材料时,它们的组分之间不能形成固溶的共沉淀体系,为了克服这个限制,发展了溶胶-凝胶法,这个方法可以使反应物在原子水平上达到均匀的混合,并且使用范围广。
3. P22“软化学”即就是研究在温和的反应条件下,缓慢的反应进程中,采取迂回步骤以制备有关材料的化学领域。
2.2 请解释为什么在大多数情况下固体间的反应很慢,怎样才能加快反应速率?答:P6以MgO 和32O Al 反应生成42O MgAl 为例,反应的第一步是生成42O MgAl 晶核,其晶核的生长是比较困难的,+2Mg 和+3Al 的扩散速率是反应速率的决速步,因为扩散速率很慢,所以反应速率很慢,加快反应速率的方法见2.1(1)。
第三章(张芬华整理)3.1 说明在简单立方堆积、立方密堆积、六方密堆积、体心立方堆积和hc 型堆积中原子的配位情况。
答:简单立方堆积、 6立方密堆积、 12六方密堆积、 12体心立方堆积 8hc 型堆积 123.2 3SrTiO 为钙钛矿结构,a=3.905A ,计算Sr-O ,Ti-O 键长和3SrTiO 密度。
答:立方钙钛矿结构为立方最密堆积,其中各原子的分数坐标为Ti (0,0,0),Sr (1/2,1/2,1/2),O (0,0,1/2)Sr-O 键长:0761.222A a = Ti-O 键长:022382.32221A =⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛ 1853.04905.323434,4203033===⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯===V V a V R V R a ρππ3.3 NbO 具有NaCl 相关的结构,在原点和体心位置上分别是Nb 和O 的空位,画出NbO 的结构图,讨论其中的八面体金属簇的三维结构。
答:P48 图3.12 (c )NbO 是目前为止发现的唯一具有三维结构八面体原子簇的化合物,八面体原子簇的三维连接要求阴离子的尺寸与金属簇的空隙相当。
(详细参考P49第一段)3.4 说明2CdCl 和2CdI 结构的特征和异同。
答:2CdCl 和2CdI 为层型分子,在2CdI 晶体中,层型分子沿垂直于层的方向堆积,-I 作六方最密堆积,+2Cd 离子填入其中部分八面体空隙,各层相对位置为AcBAcB AcB 。
2CdCl 晶体中-Cl 作立方最密堆积,+2Cd 交替的一层填满一层空缺的填入八面体空隙中,相对位置表示为AcBCbABaC 。
(详细参考结构化学P290)3.5 阴离子具有立方密堆积,以下方式充填阳离子可以得到什么类型:(1)阳离子填满所有四面体格位 反萤石结构(2)阳离子充填1/2四面体格位 尖晶石结构(共棱)(3)阳离子填满所有八面体格位 NaCl 结构(共边)(4)阳离子充填1/2八面体格位 钙钛矿结构(共顶点)3.6 阴离子具有六方密堆积,以下方式充填阳离子可以得到什么类型:(5)阳离子填满所有四面体格位 金红石结构(共顶点)(6)阳离子充填1/2四面体格位 六方硫化锌结构(共顶点)(7)阳离子填满所有八面体格位 NiAs结构和WC结构(共边)BaFeO结构(六方钙钛矿)(8)阳离子充填1/2八面体格位3第七章7.1 一种晶体具有中心对称,它是否具有以下性质:介电、铁电、热释电、压电?答:一个晶体具有中心对称,它具有介电性质,不具有铁电,热释电,压电性质。
①所有三十二种点群都具有介电性质;②铁电和热释电属于具有一阶张量描述的物理性质,晶体应该属于极性晶类,有中心对称的晶体不具有奇数阶张量描述的物理性质;③压点性质属于具有三阶张量描述的性质。
7.2 说明Neumann规则和Curie规则的基本要点。
答:具体见P139~140Neumann规则基本要点:晶体任一物理性质所具有的对称性,必包含晶体点群的全部对称操作。
(讨论的是物理性质与晶体对称性之间的关系)Neumann规则中:1)只要求晶体物理性质的对称性包含晶体的对称性;2)晶体物理性质的对称性常高于晶体的对称性;3)确定晶体的对称操作一定要包含晶体所属点群的所有对称操作,限定了物理性质的最低对称性。
Curie规则基本要点:晶体在受到外场作用后,晶体的对称操作仅保留晶体原有对称操作中与外场一致的部分,在外场对称性高于晶体对称性时,晶体的对称性保持不变;在外场的对称性低于晶体对称性时,晶体的对称性降低。
(讨论外加物理场对晶体对称性的影响)第八章BaTiO在393K发生从四方到立方结构的相变,空间群从P4mm转变为Pm3m,8.1 3回答并说明原因:BaTiO是否可以具有热释电性质和铁电性质;四方结构的3BaTiO是否可以具有介电性质、压电性质和热释电性质。
立方结构的3答:BaTiO属于极性点群,具有热释电性质①四方的3具有铁电性质(P156下面)BaTiO不属于极性点群,不具有热释电性质;②立方的332个点群的晶体均具有介电性质;具有压电性质8.2 材料的热释电和铁电效应是用一阶张量描述的物理性质,只有极性晶类的晶体才能具有这些性质,在实际中人们发现所有的极性晶类的晶体都具有热释电效应,而其中的一小部分可以表现出铁电效应,请说明原因。
答:详见P156第一段。
在三十二种点群中,具有热释电效应的10类极性晶体都可能具有铁电性质,但并非所有的热释电效应都可以表现出铁电性质,一些热释电材料自发极化反转需要较高的外加电场,如所需电场高于击穿电压,材料就无法表现出铁电性质。
因此,从材料的内禀性质上讲铁电与热释电材料属于同一类,具有铁电性质的晶体一定具有热释电性质,但具有热释电性质的晶体不一定能够实现铁电性质。
第九章9.1 比较并说明42CuO La 和42CuO Nd 结构的异同。
答:详见P182下面一段。
42CuO La 是()AO ABO n 3层状钙钛矿系列化合物中n=1的物相,其中铜氧八面体公用顶点形成二维钙钛矿单层,层间的离子按NaCL (100)面方式排列。
也可以看作是四方配位的铜氧层[]2CuO 与NaCL 结构的[]LaO 双层构成,化合物中的铜离子为二价。
42CuO Nd 也是一种层状钙钛矿结构,结构中的铜氧层仍然是四方[]2CuO ,与()AO ABO n 3系列化合物结构不同,四方铜氧层[]2CuO 被2CaF 结构的[]NdO 层隔开。
高价离子部分取代42CuO Nd 中的稀土离子,可以使部分+2Cu 变为+Cu 。
第十二章(红色字体表示没有准确的答案)12.1下列哪些现象属于非平衡辐射发光?(1) 在253nm 紫外激发下, 23Y O :Eu 发出红色的光;(2) BaFCl:Eu 材料的热释发光;(3) 白纸灯发光;(4) X 射线荧光;(5) 月光。
答:非平衡辐射是指在某种外界作用的激发下,体系偏离原来的平衡态,如果物体在回复到平衡态过程中,其多余的能量以光辐射的形式释放出来,则称为发光。
发光是一种叠加在热辐射背景上的非平衡辐射。
由以上定义,可以判断(1)属于非平衡辐射发光;(5)不属于;12.2哪些光谱包含了材料的光吸收特性?(1) 吸收光谱;(2)荧光发射光谱;(3)激发光谱;(4)反射光谱;(5)热释发光光谱。
答:(2)、(3)、(4)12.3在紫外光激发下,4LaPO :3Ce +,3Tb +发射3Tb +的特征绿光,指出材料的基质、激活剂和敏化剂。
答;基质4LaPO ,激活剂3Ce +,敏化剂3Tb +12.4以激发方式分类,说出5类发光材料的名称。
答:分立中心发光材料、复合发光材料、复合离子发光材料或自己激活发光材料、12.5在下面的图中给出了某种发光材料的3条谱图。
请指出哪一条是反射光谱、激发光谱和发射光谱,并估计该材料的发光颜色。
答:(a )是激发光谱(b )是反射光谱(c )是发射光谱 12.6什么是Stokes 位移,什么是反Stokes 位移?答:由于荧光物质分子吸收的光能经过无辐射去激的消耗后,降至S1态的最低振荡能级,因而所发射的荧光的波长比激发光长,能量比激发光小,这种现象称为stokes 位移.反之,称为反斯托克斯线 。
12.7根据发光机理,无机固体发光材料中发光过程可分立中心发光,复合发光和电荷迁移态发光。
请指出下列材料各属于哪种机理的发光:(1) 23Y O :Eu(2)ZnS:Ag,Cl(3)4b YN O (4)543,):,Ca PO F Cl Sb Mn ()((5)(ZnCd )S :Cu ,Al(6)4CaWO (7)5YSiO :Ce (8)24Sr CeO答:分立发光中心(1) (4)(7) (8)复合发光(2)(5)电荷迁移态发光 (3)(6)12.8下面那些离子可以作为激活剂,哪些不可以?2+Mn ,3+2+2++3+3233g Cr Ca M K Sc La Tl Sn Nd Tb +++++答:激活剂;2Mn +、3Cr +、+Tl 、2Sn +、3+Tb 、+3Nd12.9在制备绿色荧光体1119MgAl O :3Tb +时,若原料中混入月1%的下列离子(2+3+33+3a N Ba Eu Ce Fe Co +++)估计它们分别对该材料的发光性能会有何影响答:+++Li Ba N a :发光材料中可以看到很强的03P -10S 跃迁发射,荧光寿命较长;激发光谱和发射光谱都为宽的带谱。
++33Ce Eu :稳定性好、发光效率高、色纯度好;以这两种为激活剂的发光材料激发和发射效率高,而且荧光寿命短。
++33Co Fe :能级丰富,能级间隔窄,在发光材料中起着焠灭剂的作用;发射光谱大多为一个带谱,且与最低激发谱带有一定的交叠。
12.10简述位形坐标模型的要点,并用该模型解释Stokes 位移和温度粗灭现象。
答:参见课本P242和P244位型坐标模型:(1)纵坐标表示包括发光中心离子及其周围离子在内的系统能量,这个能量包含电子和离子的势能和相互作用能;(2)横坐标表示中心离子及其周围离子互相作用的坐标,它是包括离子之间相对位置等因素在内的一个笼统的空间概念。