材料分析方法第3版(周玉)出版社配套第14章机械工业出版社
哈工大2011年航天学院各专业硕士研究生入学考试复试指导
材料学学科2011年硕士研究生招生复试指导根据教育部关于加强硕士研究生招生复试工作的指导意见及学校有关要求，材料学学科（报考航天学院复合材料与结构研究所）2011年硕士研究生招生复试指导确定如下。
一、复试比例及主要内容1、复试由笔试和面试两部分组成，外国语听力考试在面试中进行。
复试的总成绩为280分，其中笔试200分，面试80分。
2、复试笔试科目（1）材料科学基础部分，占80分。
主要内容：①材料的结构，化学键，晶体学，晶体结构，晶体缺陷②纯金属的凝固，纯金属的结晶，形核，二元与三元相图③固体材料的变形与断裂，弹性变形，塑性变形，位错与强化，断裂④回复，再结晶，晶粒长大，金属的热变形⑤扩散定律，扩散机制，影响扩散的因素，反应扩散参考书目：潘金生，仝建民，田民波主编，材料科学基础，清华大学出版社，1998；冯端，师昌绪，刘治国主编，材料科学导论，化学工业出版社，2002。
（2）材料性能学部分，占70分。
主要内容：①材料的力学性能，硬度，韧性，疲劳，磨损②材料的热学性能：热容、热膨胀、热传导③材料的磁性能：抗磁性与顺磁性，铁磁性与反铁磁性④材料的电学性能：导电与热电性能，半导体，绝缘体⑤材料的光学性能：线性光学与非线性光学性能参考书目：冯端，师昌绪，刘治国主编，材料科学导论，化学工业出版社，2002；王从曾主编，材料性能学（前11章），北京工业大学出版社，2001。
（3）材料分析方法部分，占50分。
主要内容：①材料X射线衍射分析②材料电子显微分析参考书目：周玉主编，材料分析方法，机械工业出版社，2004。
3、面试，占80分。
学科将组成专家组对考生进行面试。
主要是了解考生的特长与兴趣、身心健康状况；考察考生的综合素质、能力以及外语水平，主要内容包括：1）大学学习情况及学习成绩；2）外语听力及口语；3）综合分析与语言表达能力；4）对材料学学科相关知识的掌握情况；5）从事科研工作的潜力。
在参加面试时，考生可以提供能够反映自身素质、能力、水平的相关证明材料。
材料分析方法
2014-7-25
1. 绪论 1.1材料的组织结构与性能关系 组织结构决定性能是自然界永恒的规律， 材料的性能是由其内部的微观组织结构 所决定的，而材料的结构又同其成分及 形成条件密不可分。材料科学就是研究 材料的化学成分 — 组织结构 — 性能关系 的科学。
2014-7-25
1.2 材料的微观组织结构控制
2014-7-25
• 2.2.3 X射线荧光光谱 • 发展历史：1895年德国物理学家伦琴（Rontgen W） 发现X射线，1896年法国物理学家乔治（Georges Ｓ） 发现X射线荧光，20世纪40年代末，弗利德曼 （Freedman H）和伯克斯（Birks L）研制出波长色 散X射线荧光光谱仪。此后，X射线荧光光谱仪进入蓬 勃发展阶段。经过几代人努力，已经由单一的波长色 散X射线荧光光谱仪发展成拥有波长色散、能量色散、 全反射、同步辐射、质子X射线荧光光谱仪和X射线微 荧光分析仪等一个大家族。
2014-7-25
• 紫外—可见吸光光度法 • 原理：利用被测物质的分子对紫外—可见光具 有选择性吸收的特性进行物质鉴别。 • 特点：灵敏度高，适用于微量组分测定； • 准确度较高，相对误差2~5%； • 仪器设备简单、操作简便、快速、选择 性好。 • 应用广泛，可测定大多数无机物质及具 有共轭双键的有机化合物。
2014-7-25
• X射线管所产生的X射线光谱，称作原级X射线谱，一般由连续谱 和特征谱组成。连续谱与全色光相似，是具有连续的一系列波长 的X射线；特征X射线光谱同单色光相似，具有一定波长而不连续 的线状光谱，也称为单色X射线。 • 特征X射线的起源已经十分清楚，当一束高能粒子与相互作用， 如果其能量大于或等于原子某一轨道的结合能，则可将该轨道电 子逐出，产生一个空位，使原子处于激发态。然后，原子外层的 电子填入这一位置，同时发出一个特征X线光子。而对连续谱的 产生机制，目前还不十分清楚。但是其特点和规律性，以及谱的 强度分布数据已经得到国内外学者的论述和测定。 • 用X射线管辐照样品，是产生荧光X 射线的常用方法。荧光用X射 线管与衍射用X射线管是不同的。前者主要用连续谱，后者用特 征谱。
材料分析方法课后答案周玉
材料分析方法课后答案周玉【篇一：材料分析方法考试重点】纹衍射的图样，条纹间距随小孔尺寸的变大，衍射的图样的中心有最大的亮斑，称为埃利斑。
2、差热分析是在程序的控制条件下，测量在升温、降温或恒温过程中样品和参比物之间的温差。
3、差示扫描量热法（dsc）是在程序控制条件下，直接测量样品在升温、降温或恒温过程中所吸收的或放出的热量。
4、倒易点阵是由晶体点阵按照一定的对应关系建立的空间点阵，此对应关系可称为倒易变换。
5、干涉指数在（hkl）晶面组（其晶面间距记为dhkl）同一空间方位，设若有晶面间距为dhkl/n（n为任意整数）的晶面组（nh，nk，nl）即（h,k,l）记为干涉指数。
6、干涉面简化布拉格方程所引入的反射面（不需加工且要参与计算的面）。
7、景深当像平面固定时（像距不变）能在像清晰地范围内，允许物体平面沿透镜轴移动的最大距离。
8、焦长固定样品的条件下，像平面沿透镜主轴移动时能保持物象清晰的距离范围。
9、晶带晶体中，与某一晶向【uvw】平行的所有（hkl）晶面属于同一晶带，称为晶带11、数值孔径子午光线能进入或离开纤芯（光学系统或挂光学器件）的最大圆锥的半顶角之余弦，乘以圆锥顶所在介质的折射率。
12、透镜分辨率用物理学方法(如光学仪器)能分清两个密切相邻物体的程度 13 衍射衬度由样品各处衍射束强度的差异形成的衬度成为衍射衬度。
15质厚衬度由于样品不同区间存在原子序数或厚度的差异而形成的非晶体样品投射电子显微图像衬度，即质量衬度，简称质厚衬度。
制造水平。
（√）二、填空题6）按入射电子能量的大小，电子衍射可分为（高能电子衍射）、（低能电子衍射）及（反射式高能电子衍射）。
18）阿贝成像原理可以简单地描述为两次（干涉）：平行光束受到有周期性特征物体的衍射作用形成（衍射波），各级衍射波通过（物镜）重新在像平面上形成反映物的特征的像。
12）按照出射信号的不同，成分分析手段可以分为两类：x光谱和电子能谱），出射信号分别是（x射线，电子）。
哈尔滨工业大学材料学院研究生复试科目及参考书
哈尔滨工业大学材料科学与工程学院2012\2013年硕士研究生招生复试指导根据教育部关于加强硕士研究生招生复试工作的指导意见及学校有关要求，硕士研究生入学考试初试合格的考生和推免生均需参加复试，材料科学与工程学科2011年硕士研究生招生复试指导确定如下：复试比例及主要内容，Ⅰ复试由笔试和面试两部分组成，外国语听力考试在面试中进行。
复试的总成绩为280分，其中笔试200分，面试80分。
Ⅱ复试笔试科目（一）报考080501材料物理与化学学科的考生以下共有六套考题供考生选择。
参加复试的考生须从六套题中任选两套考题回答。
每套题100分，共200分。
第一套题：材料X射线与电子显微分析一、X射线物理基础1. 连续X射线2. 特征X射线3. X射线与物质相互作用（包含相干散射、非相干散射、光电子、X射线荧光及俄歇电子）二、X射线衍射方向1. 布拉格方程的推导2. 布拉格方程的讨论（包含反射级数、干涉指数、消光等）三、X射线衍射强度1．原子散射因子2．结构因子（包括含义、推导及如何用结构因子推导晶体消光规律）3．多晶体X射线衍射强度影响因素四、电子光学基础与透射电子显微镜：1. 电磁透镜的像差种类、消除或减少像差的方法；2. 透射电子显微镜结构、成像原理五、电子衍射：1. 爱瓦尔德球图解法2. 晶带定理与零层倒易面3. 电子衍射基本公式参考书目：周玉、武高辉编著，《材料X射线与电子显微分析》，哈尔滨工业大学出版社。
第二套题热力学一、热力学基本规律1．物态方程2．热力学第一定律3．热容量和焓4．热力学第二定律5．熵和热力学基本方程6．熵增加原理的简单应用7．自由能和吉布斯函数二、均匀物质的热力学性质1．麦克斯韦关系及其简单应用2．特性函数3．平衡辐射热力学4．磁介质热力学三、单元系的相变1．热动平衡判据2. 单元系的复相平衡条件3．单元复相系的平衡性质四、多元系的复相平衡和化学性质1．多元系的热力学函数和热力学方程2．多元系的复相平衡条件3．吉布斯相律参考书目：汪志诚，《热力学·统计物理（第二版）》，高等教育出版社。
《现代材料分析方法》考试范围
《现代材料分析方法》考试范围（主要参考教材：材料分析方法，周玉主编，机械工业出版社）一．材料X射线衍射分析（全部内容）二．材料电子显微分析（全部内容）三．材料物理性能分析1．热学性能分析2．膨胀分析3．电性能分析4．磁性能分析《材料学》考试范围（主要参考教材：材料科学基础，潘金生，清华大学出版社）该书除第12章（马氏体相变）以外的全部内容都需要很好地掌握。
《金属学》考试范围《金属学》，冶金工业出版社宋维锡主编，考试范围为上册第1至10章《金属塑性成形原理》考试范围1、金属塑性变形的一般概念？2、金属塑性变形的主要方法及其变形特点？3、应力状态与应变状态（一点的应力与应变状态；应力与应变张量；应力与应变分析；应力微分平衡方程；应力与应变状态的各种表示方法及相互的变换；一点的主应力计算）？4、金属塑性变形的物理方程？5、金属塑性变形的基本条件？6、求解塑性变形问题需要满足的基本方程？7、金属塑性变形中的摩擦与润滑？8、金属塑性变形的初等解析方法？9、滑移线法及其应用？《物理化学》考试范围参考书：南京大学物理化学教研室傅献彩、沈文霞、姚天扬编，《物理化学》（第五版），高等教育出版社。
考试大纲：1、热力学第一定律及其应用体系与环境、体系的性质、热力学平衡态和状态函数、状态方程、热和功、热力学第一定律、准静态过程与可逆过程、焓、热容、热力学第一定律对理想气体的应用、实际气体、热化学、赫斯定律、几种热效应、基尔霍夫定律、绝热反应2、热力学第二定律自发变化、热力学第二定律、卡诺定理、熵、克劳修斯不等式和熵增加原理、熵变的计算、亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能、变化的方向和平衡条件、等温物理变化中的自由能变、化学反应的等温式、热力学基本关系式、特性函数、吉布斯－亥姆霍兹方程式、自由能与压力的关系、克拉贝龙方程式、外压与蒸气压的关系、多组分体系中物质的偏摩尔量和化学势、热力学第三定律与规定熵3、溶液溶液与偏摩尔量、溶液组成的表示法、拉乌尔定律、亨利定律、混合气体中各组分的化学势、理想溶液的定义、理想溶液的通性、稀溶液中各组分的化学势、稀溶液的依数性、吉布斯－杜亥姆公式和杜亥姆－马居耳公式、非理想溶液、分配定律4、相平衡相与自由度、相图与相平衡、多相体系平衡的一般条件、相律、单组分体系相图、二组分体系相图及其应用、三组分体系相图及其应用5、化学平衡化学反应的平衡条件和亲和势、平衡常数和等温方程式、平衡常数的表示式、复相化学平衡、平衡常数的测定和平衡转化率的计算、标准生成吉布斯自由能、外界条件对化学平衡的影响（温度、压力和惰性气体）、同时平衡、反应的耦合6、电解质溶液电化学基本概念和法拉第定律、离子的电迁移和迁移数、电导、强电解质溶液理论7、可逆电池的电动势及其应用可逆电池和可逆电极、电动势的测定、可逆电池的书写方法及电动势的取号、可逆电池热力学、电动势产生的机理、电极电势和电池的电动势、浓差电池和液体接界电势的计算公式、电动势测定的应用8、电解与极化作用分解电压、极化作用、电解时电极上的反应、金属的电化学腐蚀、金属的防腐、金属的钝化、化学电源9、化学动力学基础化学反应速率表示法、化学反应速率方程、具有简单级数的反应、典型的复杂反应（对峙、平行、连续）、阿仑尼乌斯经验式、活化能、链反应、拟定反应历程的一般方法、碰撞理论10、界面现象表面吉布斯自由能和表面张力、弯曲表面下的附加压力和蒸气压、液体界面的性质、不溶性表面膜、液－固界面现象、表面活性剂及其作用、固体表面的吸附、吸附和解吸速率方程式、气－固相表面催化反应11、胶体分散体系和大分子溶液胶体的基本特性、溶胶的制备和净化、溶胶的动力性质、溶胶的光学性质、溶胶的电学性质、溶胶的稳定性和聚沉作用、乳状液、唐南平衡、凝胶注：主要考试类型有：计算题、问答题、名词解释、选择题、判断题等多种形式。
材料分析方法 第3版 教学课件 ppt 作者 周玉 部分课后习题答案 部分课后习题答案
第一章X射线物理学基础2、若X射线管的额定功率为1.5KW，在管电压为35KV时，容许的最大电流是多少？答：1.5KW/35KV=0.043A。
4、为使Cu靶的Kβ线透射系数是Kα线透射系数的1/6，求滤波片的厚度。
答：因X光管是Cu靶，故选择Ni为滤片材料。
查表得：μmα＝49.03cm2／g，μmβ＝290cm2／g，有公式，，，故：，解得:t=8.35um t6、欲用Mo靶X射线管激发Cu的荧光X射线辐射，所需施加的最低管电压是多少？激发出的荧光辐射的波长是多少？答：eVk=hc/λVk=6.626×10-34×2.998×108/(1.602×10-19×0.71×10-10)=17.46(kv)λ0=1.24/v(nm)=1.24/17.46(nm)=0.071(nm)其中h为普郎克常数，其值等于6.626×10-34e为电子电荷，等于1.602×10-19c故需加的最低管电压应≥17.46(kv)，所发射的荧光辐射波长是0.071纳米。
7、名词解释：相干散射、不相干散射、荧光辐射、吸收限、俄歇效应答：⑴当χ射线通过物质时，物质原子的电子在电磁场的作用下将产生受迫振动，受迫振动产生交变电磁场，其频率与入射线的频率相同，这种由于散射线与入射线的波长和频率一致，位相固定，在相同方向上各散射波符合相干条件，故称为相干散射。
⑵当χ射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后，可以得到波长比入射χ射线长的χ射线，且波长随散射方向不同而改变，这种散射现象称为非相干散射。
⑶一个具有足够能量的χ射线光子从原子内部打出一个K电子，当外层电子来填充K空位时，将向外辐射K系χ射线，这种由χ射线光子激发原子所发生的辐射过程，称荧光辐射。
或二次荧光。
⑷指χ射线通过物质时光子的能量大于或等于使物质原子激发的能量，如入射光子的能量必须等于或大于将K电子从无穷远移至K层时所作的功W，称此时的光子波长λ称为K系的吸收限。
材料分析方法 周玉主编 绪论
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2.化学分析
功能：分析试样的平均化学成分。 缺点：不能分析微区成分。 而往往微区成分会造成微观结构的不均匀 性，导致微观区域性能的不均匀性，这种不均 匀性对材料的宏观性能有很重要的影响作用。
• 4 宏观结构：人眼（或借助放大镜）可分
纯铁的室温平衡组织
铁素体
45钢的室温平衡组织 铁素体+珠 光体 T8钢的室温平衡组织 珠光体
• 五 研究方法的种类 • 图像分析方法 • • • •
光学显微镜 透射电子显微镜 扫描电子显微镜 场离子显微镜 原子力显微镜 扫描隧道显微镜
• X射线衍射 • 衍射法 电子衍射 • 中子衍射 • 非图像分析方法 光谱分析 • 能谱分析 • 成分谱分析 热谱分析 • 色谱分析
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七.本课程主要学习的分析方法 1：X射线衍射
功能：主要用来鉴定物相结构，分析晶体 结构，晶格参数（点阵常数，不同结构相的含 量及内 应力的方法。 这种方法主要利用X—ray在晶体中的衍射 花样不同，通过分析衍射花样来确定晶体结构。 貌.
不足：X—ray衍射不能直观地观察测试形
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2：电子显微镜 电子显微镜与光学显微镜最根本的区别用 高能电子束来作光源，用磁场作透镜（磁透镜） 对电子来进行聚焦放大等，因而放大倍数和分辨 率远高于光学显微镜（可见光、玻璃透镜）。 1）透射电子显微镜（TEM） TEM是用电子束透过薄膜样品成像（薄膜样品 的厚度在5～500nm之间）。 功能： a.组织形貌及微观结构观察，比如位错、孪晶 等都可在透射电镜下观察到（光镜做不到）。 b.晶体结构鉴定（同位分析），通过电子衍射 花样分析材料晶体结构。 放大倍数——106倍，分辨率----10-1nm
第1章绪论材料分析方法哈工大
第二节 X射线的产生及X射线谱
连续X射线和特征X射线
图1-2 X射线管结构示意图
图1-2所示的X射线管是产生 X射线的装置
主要由阴极 (W灯丝) 和用 (Cu, Cr,Fe,Mo) 等纯金属制 成的阳极(靶)组成
阴极通电加热，在阴、阳 极之间加以直流高压 (约数 万伏)
阴极发射的大量电子高速飞 向阳极，与阳极碰撞产生X 射线
绪论
2. 化学分析
给出平均成分，可以达到很高的精度； 实际上，材料中的成分分布存在不均匀性，
导致微观组织结构的不均匀性， 进而造成材料微观区域性能的不均匀性， 对材料的宏观性能产生影响。
不能给出所含元素的分布
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绪论
四、X射线衍射与电子显微镜
1. X射线衍射（XRD, X-Ray Diffraction） XRD是利用X射线在晶体中的衍射现象来分析材料的 相组成、晶体结构、晶格参数、晶体缺陷（位错等）、 不同结构相的含量以及内应力的方法。
材料分析方法
第3版
主 编 哈尔滨工业大学 周 玉 参 编 漆 璿 范 雄 宋晓平
孟庆昌 饶建存 魏大庆 主 审 刘文西 崔约贤
获2002年全国普通高等学校优秀教材一等奖
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本教材主要内容
绪论 第一篇 材料X射线衍射分析
第一章 X射线物理学基础 第二章 X射线衍射方向 第三章 X射线衍射强度 第四章 多晶体分析方法 第五章 物相分析及点阵参数精确测定 第六章 宏观残余应力的测定 第七章 多晶体织构的测定
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第二节 X射线的产生及X射线谱
一、连续X射线谱 强度随波长连续变化的谱线称连续X射线谱，见图1-3
图1-3 管电压、管电流和阳极靶原子序数对连续谱的影响 a) 管电压的影响 b) 管电流的影响 c)阳极靶原子序数的影响 29