东华大学材料结构表征和应用作业答案

“材料研究方法与测试技术”课程练习题

第二章红外光谱法

1.为什么说红外光谱是分子振动光谱？分子吸收红外光的条件是什

么？双原子基团伸缩振动产生的红外光谱吸收峰的位置主要与哪些因素有关？

答案：这是由于红外光谱是由样品分子振动吸收特定频率红外光发生能级跃迁而形成的。分子吸收红外光的条件是：（1）分子或分子中基团振动引起分子偶极矩发生变化；（2）红外光的频率与分子或分子中基团的振动频率相等或成整数倍关系。双原子基团伸缩振动产生的红外光谱吸收峰的位置主要与双原子的折合质量（或质量）和双原子之间化学键的力常数（或键的强度；或键的离解能）有关。

2.用诱导效应、共轭效应和键应力解释以下酯类有机化合物的酯羰

基吸收峰所处位置的范围与饱和脂肪酸酯的酯羰基吸收峰所处位置范围（1735～1750cm-1）之间存在的差异。

芳香酸酯：1715～1730cm-1

α酮酯：1740～1755cm-1

丁内酯：～1820cm-1

答案：芳香酸酯：苯环与酯羰基的共轭效应使其吸收峰波数降低；

α酮酯：酯羰基与其相连的酮羰基之间既存在共轭效应，也存在吸电子的诱导效应，由于诱导效应更强一些，导致酯羰基吸收峰的

波数上升；丁内酯：四元环的环张力使酯羰基吸收峰的波数增大。

3.从以下FTIR谱图中的主要吸收峰分析被测样品的化学结构中可

能存在哪些基团？分别对应哪些吸收峰？

答案：3486cm-1吸收峰：羟基（-OH）；3335cm-1吸收峰：胺基（-NH2或-NH-）；2971cm-1吸收峰和2870cm-1吸收峰：甲基（-CH3）或亚甲基（-CH2-）；2115cm-1吸收峰：炔基或累积双键基团（-N=C=N-）；1728cm-1吸收峰：羰基；1604cm-1吸收峰、1526cm-1吸收峰和1458cm-1吸收峰：苯环；1108cm-1吸收峰和1148cm-1吸收峰：醚基（C-O-C）。1232cm-1吸收峰和1247cm-1吸收峰：C-N。

第三章拉曼光谱法

1. 影响拉曼谱峰位置（拉曼位移）和强度的因素有哪些？如果分子的同一种振动既有红外活性又有拉曼活性，为什么该振动产生的红外

光谱吸收峰的波数和它产生的拉曼光谱峰的拉曼位移相等？

答案：影响拉曼谱峰位置的因素主要有：样品分子的化学结构和样品的聚集态结构。影响拉曼谱峰强度的因素有：入射光的强度，入射光的频率，分子结构，分子数量或浓度，温度。由于分子振动发生能级跃迁吸收红外光的频率与分子振动频率相等，而该分子振动形成的拉曼散射光的频率与入射光的频率之差即拉曼位移也与其振动频率相等，因此反映在谱图上就是同一种分子振动的红外光谱吸收峰的波数与其拉曼光谱峰的拉曼位移相等。

2. 从全方位角度（包括原理、谱图、仪器构造、谱图、制样和应用等）比较红外光谱法和拉曼光谱法的相同点和不同点

答案：相同点：（1）红外光谱和拉曼光谱的产生都与分子振动有关；（2）红外光谱图和拉曼光谱图的横坐标都是以波数为单位；（3）影响红外光谱峰位置和拉曼光谱峰位置的因素相同。不同点：（1）红外光谱是吸收光谱，而拉曼光谱是散射光谱；（2）红外光谱与分子振动引起的偶极矩变化有关，而拉曼光谱与分子振动引起的极化度变化有关；（3）红外光谱图的纵坐标是透光率或吸光度，而拉曼光谱图的纵坐标是光强度；（4）红外光谱图的横坐标是入射的红外光的频率，而拉曼光谱图的横坐标是入射光和拉曼散射光的频率之差，即拉曼位移；（5）红外光谱仪使用的光源是具有连续波长的中红外光，而拉曼光谱仪使用的是具有单一波长的可见光或近红外光；（6）红外光谱仪检测的是入射光方向透过样品的光，而拉曼光谱检测的是与入射光方向垂直的散射光；（7）红外光谱分析要求样品是厚度小于50μm的

透明或半透明薄片，不含水，不能是黑色，不能装在玻璃容器中，而拉曼光谱分析对样品的尺寸、形状、颜色和透明度没有任何要求，可分析含水或黑色样品，样品可装在玻璃容器内；（8）红外光谱主要分析分子中的极性基团，而拉曼光谱主要分析分子中的非极性基团；（9）红外光谱主要分析高分子链中的特征基团，而拉曼光谱主要分析高分子的骨架链结构。

3. 为什么说与红外光谱法相比，拉曼光谱法研究碳材料结构有明显的优势？碳材料拉曼光谱图中常见的D峰和G峰对应的拉曼位移大致是多少？各归属于碳材料化学结构中的何种基团？G峰变强变窄意味着碳材料的结构发生了什么变化？

答案：拉曼光谱法研究碳材料结构有以下优势：（1）由于碳材料多为黑色，对红外光产生强吸收，不适合做红外光谱分析，而拉曼光谱检测的是散射光，与样品颜色无关，因此适合做拉曼光谱分析；（2）碳材料的化学结构中主要含极性非常弱的C-C、C=C基团，这些基团的红外活性很弱，而拉曼活性较强，因此也适合做拉曼光谱分析。D 峰的拉曼位移大约为1330cm-1，G峰的拉曼位移大约为1580cm-1。D峰归属于碳材料化学结构中的C-C基团，而G峰归属于碳材料化学结构中的C=C基团。G峰变强变窄意味着碳材料的结构中C=C 基团增多，而且逐渐形成了更多的石墨结构，分子链排列更加规整，由此形成的微晶尺寸更大。

第四章核磁共振波谱法

1. 分子结构中处于不同化学环境的氢原子或碳原子产生核磁共振吸

收的电磁波频率为何不同？为什么氢谱（1H NMR ）和碳谱（13CNMR ）中绝大部分谱峰都出现在参比物四甲基硅烷（TMS ）谱峰的左边？导致1H NMR 谱峰发生分裂的原因是什么？

答：分子结构中处于不同化学环境的氢原子或碳原子的核外电子云密度不一样，导致它们的核外电子云对外加磁场H 0产生的屏蔽效应即屏蔽常数σ不同，根据公式ω＝γ（1－σ）H 0，因此它们产生核磁共振吸收电磁波的频率ω也不同。

由于硅（Si ）的电负性比有机物中常见元素如C 、O 、N 、H 等的都要小，因此TMS 中Si 原子对直接相连的碳原子核外电子云及其碳原子连接的氢原子核外电子云的影响很小，因此TMS 中氢原子或碳原子核外电子云的屏蔽常数σ比绝大部分有机物中相应原子的σ都要大，这样有机物中氢原子或碳原子的化学位移一般都比TMS 中碳原子或氢原子的化学位移大，结果造成氢谱和碳谱中绝大部分谱峰都出现在TMS 谱峰的左边。

导致1H NMR 谱峰发生分裂的原因是相邻碳上氢原子之间的自旋偶合作用。

2. 用教材中公式（3－21）、（3－22）和（3－23）和表3－4、表3－5和表3－6计算对氯甲基苯乙烯分子中所有H 原子的化学位移（以氘代氯仿为溶剂），计算结果标在它的分子式上。如何用1H NMR 来研究该单体产生聚合反应的动力学？ 对氯甲基苯乙烯产生聚合反应过程中，连在双键碳上氢原子的7.38

4.71

5.61 5.18

6.63

7.38

7.27 7.27

1HNMR 谱峰面积逐渐减小，其它氢原子的谱峰面积应该不变，因此可用连在双键碳上3个氢原子的谱峰面积与苯环上四个氢原子的谱峰面积之比，或用连在双键碳上3个氢原子的谱峰面积与氯甲基中两个氢原子的谱峰面积之比来计算聚合反应的转化率，从而研究该单体的聚合反应动力学。

3. 以下是某种聚合物以氘代氯仿为溶剂测得的宽带去偶碳谱（13C NMR ）、DEPT90碳谱和DEPT135碳谱（注：同一种碳在三个谱图中的化学位移略有差别），根据这三张谱图首先判断1－9谱峰中哪个是溶剂的碳峰，再判断余下8个谱峰分别代表聚合物结构中的哪种碳原子以及它们分别可能处于哪种化学环境或基团中？

宽带去偶碳谱 5 1 2 3 4 6 7

8

9

DEPT90碳谱

DEPT135碳谱

答案：谱峰6：溶剂碳峰

谱峰1：季碳，可能处于碳化二亚胺（-N=C=N-）或甲亚胺基团中。谱峰2：季碳，可能处于苯环中

谱峰3－5：叔碳，可能处于苯环中

谱峰7：仲碳，可能处于-CH2O-化学环境中

谱峰8：季碳，可能处于－C－N＝化学环境中

谱峰9：伯碳，可能处于CH3-C 化学环境中

第五章裂解气相色谱－质谱联用分析法

1. 简述用裂解气相色谱－质谱联用分析法分析高分子链结构的原理。为什么说选择合适的裂解温度对准确分析高分子链结构很重要？答案：高分子材料样品首先在一定温度的裂解器中裂解形成分子量较小的碎片，然后通过气相色谱进行分离，分离后的小分子碎片再进入质谱中分析它的化学结构，最后根据所有小分子碎片的化学结构推断高分子的链结构。

裂解温度太低，形成的裂解产物中有的分子量大，沸点高，难以通过气相色谱进入质谱，由于质谱检测到的裂解产物种类少，不利于推断高分子材料的链结构；若裂解温度太高，形成的大多是分子量很小的裂解产物，种类偏少且不具有特征性，也难以推断高分子材料的链结构。因此选择合适的裂解温度对准确分析高分子链结构很重要。2. 用学过的高分子化学知识解释为什么聚甲基丙烯酸甲酯在高温下裂解形成的是单体，而聚氯乙烯形成的不是单体而是苯。

答案：根据高分子热降解机理，影响高分子热降解产物的主要因素是热解过程中自由基的反应能力（即稳定性），及参与链转移反应的氢原子的活泼性。如高分子链裂解后生成的自由基被取代基所稳定，一般按解聚机理进行裂解，形成的产物就是单体。如聚甲基丙烯酸甲酯就是按照解聚机理进行裂解，因为它的分子链末端受热断裂后形成的自由基被取代的甲基和酯基所稳定。而对侧基以杂原子与主链碳原子相连的高分子，由于碳原子与杂原子之间的键能较弱，因此在受热的情况下易发生侧基脱除的消除反应，在主链上形成碳碳不饱和键。如聚氯乙烯，受热发生脱除HCl的消除反应，形成碳碳双键。当相邻的三个碳碳双键形成共轭结构后，主链发生断裂形成稳定性较高的产物苯。

4.用红外光谱法、拉曼光谱法、核磁共振波谱法和裂解气相色谱－

质谱联用分析法分析高分子链结构各得到哪些信息？

答案：红外光谱法主要获得高分子链中含有哪些极性基团的信息；拉曼光谱法主要获得高分子链的骨架结构信息；核磁共振波谱法主要获得高分子链中碳原子和氢原子的化学环境信息，进而可推断高分子链的重复单元结构和序列结构；裂解气相色谱－质谱法可获得高分子链的重复单元结构信息以及序列结构信息。

第六章扫描电子显微镜－X射线能谱法

1. 二次电子和背散射电子是如何产生的？它们的产率主要与什么因素有关？二次电子像和背散射电子像分别反映样品什么信息？

答案：二次电子是被入射电子轰击出来的样品核外电子，背散射电子

是被样品中原子反射出来的一部分入射电子；二次电子产率主要与入射电子束和样品表面法线方向所形成的夹角有关，背散射电子产率主要与样品中原子的原子序数有关。二次电子像反映样品的表面形貌信息，而背散射电子像反映样品表面化学组成分布的信息。

2.特征X射线是如何产生的？利用特征X射线能得到样品哪些信息？

答案：样品中原子的内层电子被入射电子轰击出来后，相邻外层能量较高的电子会迅速发生跃迁，填补内层电子空位。由于原子内外层电子存在能量差，因此外层电子跃迁到内层的过程中会释放具有特定能量或波长的X射线。利用特征X射线可判断样品表面含何种元素及其相对含量。

3. 为何用SEM分析非导电样品前要对它进行喷金或喷碳处理？如何利用SEM分析材料内部结构？

答案：由于进入和离开样品的电子数量不平衡，电子在样品表面积聚产生放电现象，影响二次电子成像和背散射电子成像的效果，因此在SEM分析样品前需要对它的表面喷涂导电的涂层，如喷涂金或碳等。采用刀切、脆断或拉断等方法形成样品的断面，然后用SEM分析样品断面的形貌或组成分布，从而可达到分析样品内部结构的目的。第七章透射电子显微镜法

1. TEM图像的质厚衬度和衍射衬度是如何形成的，分别适合分析哪类材料？

答案：质厚衬度是由于样品不同区域的厚度或/和原子序数差异产生

的衬度，适用于对非晶材料的分析。衍射衬度是当电子束入射到样品中结晶部分时，在特定角度产生衍射电子束。如果用物镜光阑挡住衍射电子束，就会形成有衬度的TEM图像，适用于分析结晶性材料。

2.如何制备满足TEM分析要求的聚合物样品，正染色和负染色的区别何在？负染色通常适合分析哪类聚合物材料？

答案：对聚合物胶乳样品通常加入负染色剂，滴在铜网上使溶剂挥发干。对宏观块状聚合物样品，首先用硬度相当的环氧树脂进行固化包埋，然后用超薄切片机切成厚度小于100nm的薄片，最后选用适当的染色剂对样品中某一组分或某一相进行染色。

正染色是使样品中某一组分或某一相结合原子序数高的原子；而负染色是使聚合物周围环境或空隙含原子序数高的原子。

负染色通常适合分析聚合物微球或聚合物胶体粒子。

3.从文献中找一个用TEM分析高分子材料或复合材料结构的例子（写出是研究何种材料、如何制样的、给出测得的TEM图、说明从TEM图上获得了哪些结果）。

第八章扫描探针显微镜法

1. 扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）的工作原理有何不同？它们分别适合分析哪类样品？

答案：STM是利用探针针尖与样品表面之间形成的隧道电流来观察样品表面形貌，而AFM是利用探针针尖与样品表面之间产生的相互作用力来观察样品表面形貌。STM适合分析表面平整度为原子级的导电样品，而AFM适合分析表面平整度不是很高的导电样品或非导

电样品。

2. 在AFM轻敲模式下形貌像和相位像是如何形成的？分别能得到样品表面哪些信息？

答案：形貌像是利用探针针尖在样品表面产生周期性振荡时振幅的变化来形成的图像，而相位像是利用探针针尖在样品表面产生周期性振荡时相位的变化来形成的图像。形貌像主要用于观察样品表面形貌，测量表面粗糙度；而相位像可用于分析样品表面的组成分布和微相分离等。

3. 要观察石墨烯表面C原子的排列情况，在STM和AFM中用哪一个更合适？如果要观察碳纳米管，用哪一个更合适？说出为什么。答案：观察石墨烯表面C原子的排列情况用STM更合适，这是因为石墨烯本身是导电的，其表面平整度达到原子级，而STM分辨率高，能得到比较清晰的C原子排列图像。碳纳米管虽然也导电，但其表面不是平面状，平整度较低，用STM不合适，只能用AFM。

第九章热分析法

1. 简述TGA的基本原理，从高分子材料样品的TGA曲线上能获得哪些信息？

答案：TGA是测量一定流动气氛中样品的重量（质量）随温度的变化关系。从高分子材料样品的TGA曲线上可获得以下信息：（1）吸附的水含量；（2）添加剂的含量；（3）如果是共混物，可测定其中各种聚合物的质量组成比；（4）聚合物的热分解温度；（5）无机填料含量。

2. 简述DSC的基本原理，如何用DSC判断共混物中聚合物之间的相容性？

答案：DSC是在相同的程序控制温度变化的情况下，用补偿器测量样品与参比物之间的温差保持为零所需热量（Q或?H）与温度T之间的关系。

如果共混物的DSC曲线上只有一个Tg，表示这两种聚合物的相容性非常好；如果共混物有两个Tg，但都处于两个纯聚合物的Tg之间，表示这两种聚合物有一定相容性；如果两个Tg分别与两种纯聚合物的Tg相同，表示它们完全不相容，处于相分离的状态。

3. 简述DMA的基本原理，从E’和tanδ与温度之间的关系曲线上分别能获得哪些信息？

答案：DMA是在程序控制温度的情况下，测量高分子材料在一定频率振动负荷下的动态模量（E’和E”)和力学损耗（tanδ)与温度的关系；或在一定温度下，测量E’、E”和tanδ与负荷振动频率的关系。

从E’与温度之间的关系曲线上可得到T g, T f和聚合物模量随温度的变化情况；从tanδ与温度的关系曲线上可得到T g和T g以下温度的各种次级转变。

第十章X射线光电子能谱法

1. 简述XPS法的基本原理，XPS分析金属材料、无机材料或高分子材料样品，可得到信息的样品表面深度分别是多少？

答：XPS是用单色X射线照射样品，使其中原子壳层中的电子受激

发逃逸形成自由的光电子，通过测试这些电子的动能来计算它们在原子中的结合能，再根据结合能大小推测样品表面含哪些元素以及它们的价态或所处的化学环境。XPS分析金属材料表面的深度为9nm，XPS分析无机材料表面的深度为12nm，XPS分析金属材料表面的深度为30nm.

2. 为什么XPS谱图低结合能端的背底电子少，高结合能端的背底电子多？XPS的化学位移和核磁共振的化学位移有何不同？

答：背底电子是在逃逸的路径上发生能量损失的光电子。由于来自样品深层的光电子在逃逸的路径上损失能量较多的占多数，这样测得的大多数背底电子的动能E k’较小，根据电子结合能E b计算公式（E b=hν-E k’-W’）,计算得到大多数背底电子的E b较大。因此在XPS谱图中结合能高的背底电子比结合能低的要多。

XPS的化学位移反映的是相同原子的同一壳层轨道上电子因原子处于不同价态或不同化学环境产生的结合能的差异；而核磁共振的化学位移是相同原子在同一外加磁场中因所处化学环境不同产生的共振频率的差异。

3. 从XPS谱图上能得到样品哪些信息？

答：能得到样品表面含哪些元素以及它们的价态或所处化学环境的信息。

第十一章X射线衍射法

1. Bragg方程在XRD分析中的作用是什么？

答案：在测得的XRD谱图中得到样品在一定波长λ的X射线照射下

产生衍射的入射角θ，根据Bragg方程（2dsinθ=nλ）计算出样品的各个晶面的晶面间距d，由这些晶面的晶面间距d可确定样品的晶体结构。

2. 高分子材料和无机材料的XRD谱图各有哪些特点？

答案：高分子材料的XRD谱图基线波动大、谱峰宽、峰位（2θ）较低、谱峰较少；而无机材料的XRD谱图基线平缓、谱峰尖锐、峰位（2θ）较高、谱峰较多。

3. XRD在材料科学研究中有哪些应用？它们分别与XRD谱图中哪些参数有关？

答案：（1）分析材料的物相，即化学组成，与XRD谱图中衍射峰的位置（2θ）和强度有关；（2）分析材料的晶体结构，与XRD谱图中衍射峰的位置（2θ）有关；（3）测定材料的结晶度，与XRD谱图中衍射峰的面积和散射峰的面积有关；（4）测定材料晶粒大小，与XRD 谱图中衍射峰的宽度有关；（5）测定材料晶粒取向度，与衍射峰的强度随样品方向的变化有关。

混凝土结构设计原理试题库及其参考答案

混凝土结构设计原理试题库及其参考答案 一、判断题第1章钢筋和混凝土的力学性能 1．混凝土立方体试块的尺寸越大，强度越高。 2．混凝土在三向压力作用下的强度可以提高。 3．普通热轧钢筋受压时的屈服强度与受拉时基本相同。 4．钢筋经冷拉后，强度和塑性均可提高。 5．冷拉钢筋不宜用作受压钢筋。6．C20表示fcu=20N/mm。 7．混凝土受压破坏是于内部微裂缝扩展的结果。 8．混凝土抗拉强度随着混凝土强度等级提高而增大。 9．混凝土在剪应力和法向应力双向作用下，抗剪强度随拉应力的增大而增大。 10．混凝土受拉时的弹性模量与受压时相同。 11．线性徐变是指压应力较小时，徐变与应力成正比，而非线性徐变是指混凝土应力较大时，徐变增长与应力不成正比。 12．混凝土强度等级愈高，胶结力也愈大 13．混凝土收缩、徐变与时间有关，且互相影响。第3章轴心受力构件承载力 1．轴心受压构件纵向受压钢筋配置越多越好。 2．轴心受压构件中的箍筋应作成封闭式的。 3．实际工程中没有真正的轴心受压构件。 4．轴心受压构件的长细比越大，

稳定系数值越高。 5．轴心受压构件计算中，考虑受压时纵筋容易压曲，所以钢筋的抗压强度设计值最大取为400N/mm2。 6．螺旋箍筋柱既能提高轴心受压构件的承载力，又能提高柱的稳定性。 第4章受弯构件正截面承载力 1．混凝土保护层厚度越大越好。 2．对于 xh'f的T形截面梁，因为其正截面受弯承载力相当于宽度为b'f的矩形截面梁，所以其配筋率应按 Asb'来计算。 4．在截面的受压区配置一定数量的钢筋对于改善梁截面的延性是有作用的。 5．双筋截面比单筋截面更经济适用。 6．截面复核中，如果 b，说明梁发生破坏，承载力为0。 7．适筋破坏的特征是破坏始自于受拉钢筋的屈服，然后混凝土受压破坏。 8．正常使用条件下的钢筋混凝土梁处于梁工作的第Ⅲ阶段。 9．适筋破坏与超筋破坏的界限相对受压区高度b的确定依据是平截面假定。 第5章受弯构件斜截面承载力 1．梁截面两侧边缘的纵向受拉钢筋是不可以弯起的。 2．梁剪弯段区段内，如果剪力的作用比较明显，将会

材料结构与表征 高分子复习题 答案

高分子部分 一、简答题 1、什么是高分子缩聚反应？ 缩合聚合反应（简称缩聚）： 由含有两种或两种以上单体相互缩合聚合而形成聚合物的反应称为缩聚反应，同时会析出水、氨、醇、氯化氢等小分子物质。 若缩聚反应的单体为一种，反应称为均缩聚反应，产品为均缩聚物；若缩聚反应的单体为多种，反应称为共缩聚反应，产品为共缩聚物。 2、什么是复合材料？复合材料区别于传统材料有什么特点？ 简单地说，复合材料是用两种或两种以上不同性能、不同形态的组分材料通过复合手段组合而成的一种多相材料。 复合材料区别于传统材料的一个重要特点是依靠不同的组分材料分散和承载负荷。 （1）特点 ①可设计性 ②材料与结构的同一性 ③发挥复合效应的优越性 ④材料性能对复合工艺的依赖性 （2）优点 ①比强度、比模量大 ②耐疲劳性能好 ③阻尼减震性好 ④破损安全性高 3、举例说明什么是超分子聚合物及其与传统聚合物的区别。 超分子聚合物和化学键联聚合物的最大区别：成键弱，可逆过程。 把单体结构组元之间由非共价键这种弱分子间相互作用组装而成的分子聚集体称为超分子聚合物。 之所以将其称为超分子聚合物, 一方面是因为这种聚集体中的长链或网络结构类似聚合物结构，另一方面是因为弱分子间作用力赋予这种材料各种软性的类聚合物性能。 如：氢键超分子聚合物（氢键型超分子聚合物是指重复单元通过与氢键相关的自组装生成的稳定超分子聚合物），配合物型超分子聚合物（金属- 超分子聚合物是由金属离子与配体之间的相互作用形成的, 是一类具有多样化几何构造和拓扑结构的新型功能高分子），∏-∏堆积超分子聚合物（∏-∏堆积又称∏-∏共轭、芳环堆积。当2个芳环平行或近似平行排列时，由于∏电子云相互排斥，相邻芳环平面间距小于芳香环的范德华厚度，这种想象就是∏-∏堆积），离子效应超分子聚合物。 4、简述有机发光二极管的工作过程。 OLED由以下各部分组成（自下而上）： 基层（透明塑料，玻璃，金属箔）——基层用来支撑整个OLED。 阳极（透明）——阳极在电流流过设备时消除电子（增加电子“空穴”）。 导电层——该层由有机塑料分子构成，这些分子传输由阳极而来的“空穴”。可采用聚苯胺作为OLED的导电聚合物。 发射层——该层由有机塑料分子（不同于导电层）构成，这些分子传输从阴极而来的电子；

《结构设计原理》试卷和答案

《结构设计原理》试题1 一、单项选择题 1．配螺旋箍筋的钢筋混凝土柱，其其核心混凝土抗压强度高于单轴混凝土抗压强度是因为【 C 】 A. 螺旋箍筋参与混凝土受压 B. 螺旋箍筋使混凝土密实 C. 螺旋箍筋横向约束了混凝土 D. 螺旋箍筋使纵向钢筋参与受压更强 2．钢筋混凝土轴心受拉构件极限承载力N u有哪项提供【 B 】 A. 混凝土 B. 纵筋 C. 混凝土和纵筋 D. 混凝土、纵筋和箍筋 3．混凝土在空气中结硬时其体积【 B 】 A. 膨胀 B. 收缩 C. 不变 D. 先膨胀后收缩 4．两根适筋梁，其受拉钢筋的配筋率不同，其余条件相同，正截面抗弯承载力M u【 A 】 A. 配筋率大的，M u大 B. 配筋率小的，M u大 C. 两者M u相等 D. 两者M u接近 5．钢筋混凝土结构中要求钢筋有足够的保护层厚度是因为【 D 】 A. 粘结力方面得考虑 B. 耐久性方面得考虑 C. 抗火方面得考虑 D. 以上3者 6．其他条件相同时，钢筋的保护层厚度与平均裂缝间距、裂缝宽度（指构件表面处）的关系是【 A 】 A. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈大，裂缝宽度也愈大 B. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，裂缝宽度也愈小 C. 保护层愈厚，平均裂缝间距愈小，但裂缝宽度愈大 D. 保护层厚度对平均裂缝间距没有影响，但保护层愈厚，裂缝宽度愈大 7．钢筋混凝土梁截面抗弯刚度随荷载的增加以及持续时间增加而【 B 】 A. 逐渐增加 B. 逐渐减少 C. 保持不变 D. 先增加后减少 8．减小预应力钢筋与孔壁之间的摩擦引起的损失σs2的措施是【 B 】 A. 加强端部锚固 B. 超张拉 C. 采用高强钢丝 D. 升温养护混凝土 9．预应力混凝土在结构使用中【 C 】 A. 不允许开裂 B. 根据粘结情况而定 C. 有时允许开裂，有时不允许开裂 D. 允许开裂 10．混凝土结构设计中钢筋强度按下列哪项取值【 D 】 A. 比例极限 B. 强度极限 C. 弹性极限 D. 屈服强度或条件屈服强度 二、填空题 11. 所谓混凝土的线性徐变是指徐变变形与初应变成正比。 12. 钢筋经冷拉时效后，其屈服强度提高，塑性减小，弹性模量减小。 13. 在双筋矩形截面梁的基本公式应用中，应满足下列适用条件：①ξ≤ξb；②x≥2a’，其中，第①条是为了防止梁破坏时受拉筋不屈服；第②条是为了防止压筋达不到抗

混凝土结构设计原理考试试卷B

混凝土结构设计原理考试试卷 （20 07 至20 08 学年第 二 学期 期末）（B 卷） 一、选择：（每小题2分，共24分） 1. 在混凝土应力—应变关系曲线中，（ ）作为混凝土棱柱体抗压强度f c 。 A. 比例极限 B. 峰值应力点 C. 收敛点 D. 临界点 2. c c c E εσ='的是混凝土的（B ）。 A. 弹性模量； B. 割线模量； Ｃ. 切线模量； D. 原点切线模量； 3. 剪扭构件的承载力计算公式中（ ） A. 混凝土承载力部分考虑了剪扭相关性，钢筋则没考虑； B. 混凝土和钢筋都考虑了剪扭相关性； C. 混凝土和钢筋均没有考虑剪扭相关性； D. 混凝土承载力部分没有考虑剪扭相关性，钢筋考虑了； 4．条件相同的矩形截面梁加配了受压钢筋后，其实际受弯承载力与不配受压钢筋相比（ ） A. 仅在x>2a'的情况下提高； B. 仅在x<2a'的情况下提高； C. 不一定提高； D. 肯定提高； 5. Ｔ、Ｉ形截面剪扭构件可分成矩形块计算，此时（ ） A. 由各矩形块分担剪力； B. 剪力全由腹板承担； C. 剪力、扭矩全由腹板承担； D. 扭矩全由腹板承担； 6. 在双筋梁计算中满足2a'≤x ≤ξb h o 时，表明（ ） A. 拉筋不屈服，压筋屈服； B. 拉筋屈服，压筋不屈服； C. 拉压筋均不屈服； D. 拉压钢筋均屈服； 7.小偏心受压构件破坏的主要特征是（ ）。 A. 受拉钢筋及受压钢筋同时屈服，然后压区混凝土压坏 B. 受拉钢筋先屈服，压区混凝土后压坏 C. 压区混凝土压坏，然后受压钢筋受压屈服 D. 压区混凝土压坏，距轴力较远一侧的钢筋不论受拉或受压均未屈服 8．钢筋混凝土轴心受拉构件中，钢筋的级别及配筋率一定时，为减少裂缝的平均宽度m W ，应尽量采用（ ）。 A. 直径较小的钢筋 B. 直径较大的钢筋 C. 提高混凝土强度等级 D. 多种直径的钢筋 9. 钢筋混凝土构件变形和裂缝验算中关于荷载、材料强度取值说法正确的是( C )。

材料表征方法思考题答案

第一章XRD 1.X射线的定义、性质、连续X射线和特征X射线的产生、特点。 答：X射线定义：高速运动的粒子与某种物质相撞击后猝然减速，且与该物质中的内层电子相互作用而产生的。性质：看不见；能使气体电离，使照相底片感光，具有很强的穿透能力，还能使物质发出荧光；在磁场和电场中都不发生偏转；当穿过物体时只有部分被散射；能杀伤生物细胞。 连续X射线产生：经典物理学解释——由于极大数量的电子射到阳极上的时间和条件不相同，因而得到的电磁波将具有连续的各种波长，形成连续X射线谱。量子力学解释——大量的电子在到达靶面的时间、条件均不同，而且还有多次碰撞，因而产生不同能量不同强度的光子序列，即形成连续谱。特点：强度随波长连续变化 特征X射线产生：当管电压达到或高于某一临界值时，阴极发出的电子在电场的加速下，可以将物质原子深层的电子击到能量较高的外部壳层或击出原子外，使原子电离。此时的原子处于激发态。处于激发态的原子有自发回到激发态的倾向，此时外层电子将填充内层空位，相应伴随着原子能量降低。原子从高能态变为低能态时，多出的能量以X射线的形式释放出来。因物质一定，原子结构一定，两特定能级间的能级差一定，故辐射出波长一定的特征X射线。特点：仅在特定的波长处有特别强的强度峰。 2.X射线与物质的相互作用 答：X射线与物质的相互作用，如图所示 一束X射线通过物体后，其强度因散射和吸收而被衰减，并且吸收是造成强度衰减的主要原因。 散射分为两部分，即相干散射和不相干散射。当X射线照射到物质的某个晶面时可以产生反射线，当反射线与X射线的频率、位相一致时，在相同反射方向上的各个反射波相互干涉，产生相干散射；当X射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后，产生波长比入射X射线波长长的X射线，且波长随着散射方向的不同而改变，这种现象称为不相干散射。其中相干散射是X射线在晶体中产生衍射现象的基础。 物质对X射线的吸收是指X射线通过物质时，光子的能量变成了其它形式的能量，即产生了光电子、俄歇电子和荧光X射线。当X射线入射到物质的内层时，使内层的电子受激发而离开物质的壳层，则该电子就是光电子，与此同时产生内层空位。此时，外层电子将填充到内层空位，相应伴随着原子能量降低，放出的能量就是荧光X射线。当放出的荧光X射线回到外层时，将使外层电子受激发，从而产生俄歇电子而出去。产生光电子和荧光X射线的过程称为光电子效应，产生俄歇电子的过程称为俄歇效应。示意图见下：

混凝土结构设计原理期末试题库及其参考答案

第四版混凝土结构设计原理试题库及其参考答案 一、判断题（请在你认为正确陈述的各题干后的括号内打“√”，否则打“×”。每小题1分。） 第1章 钢筋和混凝土的力学性能 1．混凝土立方体试块的尺寸越大，强度越高。（ ） 2．混凝土在三向压力作用下的强度可以提高。（ ） 3．普通热轧钢筋受压时的屈服强度与受拉时基本相同。（ ） 4．钢筋经冷拉后，强度和塑性均可提高。（ ） 5．冷拉钢筋不宜用作受压钢筋。（ ） 6．C20表示f cu =20N/mm 。（ ） 7．混凝土受压破坏是由于内部微裂缝扩展的结果。（ ） 8．混凝土抗拉强度随着混凝土强度等级提高而增大。（ ） 9．混凝土在剪应力和法向应力双向作用下，抗剪强度随拉应力的增大而增大。（ ） 10．混凝土受拉时的弹性模量与受压时相同。（ ） 11．线性徐变是指压应力较小时，徐变与应力成正比，而非线性徐变是指混凝土应力较大时，徐变增长与应力不成正比。（ ） 12．混凝土强度等级愈高，胶结力也愈大（ ） 13．混凝土收缩、徐变与时间有关，且互相影响。（ ） 第1章 钢筋和混凝土的力学性能判断题答案 1. 错；对；对；错；对； 2. 错；对；对；错；对；对;对；对； 第3章 轴心受力构件承载力 1．轴心受压构件纵向受压钢筋配置越多越好。（ ） 2．轴心受压构件中的箍筋应作成封闭式的。（ ） 3．实际工程中没有真正的轴心受压构件。（ ） 4．轴心受压构件的长细比越大，稳定系数值越高。（ ） 5．轴心受压构件计算中，考虑受压时纵筋容易压曲，所以钢筋的抗压强度设计值最大取为2/400mm N 。（ ） 6．螺旋箍筋柱既能提高轴心受压构件的承载力，又能提高柱的稳定性。（ ） 第3章 轴心受力构件承载力判断题答案 1． 错；对；对；错；错；错； 第4章 受弯构件正截面承载力 1．混凝土保护层厚度越大越好。（ ） 2．对于' f h x 的T 形截面梁，因为其正截面受弯承载力相当于宽度为' f b 的

材料结构表征及应用课程教学大纲

《材料结构表征及应用》课程教学大纲 一、《材料结构表征及应用》课程说明 （一）课程代码：08131016 （二）课程英文名称：Characterization and Application of Material structure （三）开课对象：物理系材料物理专业 （四）课程性质： 本课程是材料物理专业的一门专业必修课。 （五）教学目的 全面理解材料的结构与性能之间的关系，掌握材料结构表征的基本方法，从材料的成分分析、结构测定和形貌观察等方面出发探寻结构与性能之间的内在关系，从而实现材料设计的功能。 （六）教学内容： 介绍一些目前比较流行的基本的材料研究方法，从材料的成分分析、结构测定和形貌观察等方面出发探寻结构与性能之间的内在关系。 （七）学时数、学分数及学时数具体分配 学时数：72 学分数：4 （八）教学方式： 课堂教学 （九）考核方式和成绩记载说明： 考核方式为考试。严格考核学生出勤情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格，综合成绩根据出勤情况、平时成绩和期末成绩评定，出勤情况占20％，平时成绩占20％，期末成绩占60％。 二、讲授大纲与各章的基本要求 第一章绪论 教学要点： 通过本章的教学使学生初步了解表征材料结构的几种方法及其基本特点，概略的介绍本书将要介绍的内容。

1．了解材料的内在结构决定了材料的外在性能。 2．了解材料表征的基本方法 教学时数：2 教学内容： 第一节材料结构与材料性能的关系 第二节材料结构表征的基本方法 一、化学成分分析 二、结构测定 三、形貌观察 考核要求： 1．材料的结构决定材料的性能（领会） 2．材料结构表征的基本方法（识记） 第二章红外光谱及激光拉曼光谱 教学要点： 了解红外光谱的基本原理，掌握红外光谱实验的制样技术和结果分析方法，了解红外光谱实验的应用范围和前景，了解激光拉曼光谱的基本概念、实验原理和应用范围。 教学时数：16 教学内容： 第一节：红外光谱的基本原理 一、双原子分子的振动——谐报子和非谐振 二、多原子分子的简正振动 三、红外光谱的吸收和强度 第二节：红外光谱与分子结构 一、基团振动与红外光谱区域的关系 二、影响基团频率的因素 第三节：红外光谱图的解析方法 一、谱带的三个重要特征 二、解析技术 三、影响谱图质量的因素 第四节：红外光谱仪及制样技术 一、红外光谱仪的进展 二、傅里叶变换红外光谱仪原理 三、傅里叶变换红外光谱法的主要优点 四、红外光谱的表示方法 五、样品的制备技术 第五节：红外光谱在材料研究领域中的应用 一、高分子材料的研究 二、材料表面的研究 三、无机材料的研究 四、有机金属化合物的研究 第六节：红外光谱新技术及其应用 一、时间分辨光谱 二、红外光热光声光谱技术

最新材料结构表征重点知识总结

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，材料的使用使用性能。 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。 材料表征的三大任务及主要测试技术：1、化学成分分析：质谱，色谱，红外光谱，核磁共振；2、材料结构的测定，X射线衍射，电子衍射，中子衍射；3、形貌观察：光学显微镜，电子显微镜，投射显微镜。 第二章，红外光谱及激光拉曼光谱 2.1红外光谱的基本原理 红外光谱的定义：当一束具有连续性波长的红外光照射物质时，该物质的分子就有吸收一定的波长红外光的光能，并将其转变为分子的振动能和装动能，从而引起分子振动—转动能级的跃迁，通过仪器记录下来不同波长的透射率的变化曲线，就是该物质的红外吸收光谱。中红外去波数范围（4000—400cm-1） 简正振动自由度（3n-6或3n-5）及其特点：3n-6是分子振动自由度3n-5是直线分子的振 动自由度 特点：分子质点在振动过程中保持不变，所有的原子都在同一瞬间通过各自的平衡位置。每 个简谐振动代表一种振动方式，有它自己的特 征频率 简正振动的类型：1、伸缩振动2、弯曲振动 分子吸收红外辐射必须满足的条件：主要振动过程中偶极矩的变化、振动能级跃迁几率 2.2红外光谱与分子结构 红外光谱分区：官能团去（4000-1330cm-1）指纹区（1330-400cm-1） 基团特征频率定义：具有相同化学键或官能团的一系列化合物有共同的吸收频率，这种频率就叫基团特征频率 影响因素，内部因素：诱导效应，共振效应，键应力的影响，氢键的影响，偶合效应，费米共振；外部因素：物态的变化的影响，折射率和粒度的影响，溶剂的影响 诱导效应：在具有一定极性的共价键中，随着取代基的电负性不同而产生不同程度的静电诱导作用，引起分子中电荷分布的变化，从而改变了键的常熟，使振动的频率发生改变，这就是诱导效应。 2.3红外光谱图的解析方法 普带的三个特征：1位置：基因存在的最有用的特征；2形状：有关基因存在的一些信息；3相对强度：把红外光谱中一条普带的强度和另一条谱带相比，可以得出一个定量的概念 影响谱图质量的因素：1仪器参数的影响；2环境的影响：空气湿度，样品污染等;3厚度的影响（要求10——50um） 2.7激光拉曼光谱 基本概念： 拉曼散射：人射光照射在样品上，人射光子与样品之间发生碰撞有能量交换称为拉曼散射斯托克斯线：拉曼散射中，散射光能量减少，在垂直方向测量到散射光中，可以检测到频率为（）的线，称为斯托克斯线。 反斯托克斯线：相反，若样子分子获得能量，在大于人射光频率出收到散射光线 拉曼位移：斯托克斯线或反斯托克斯线与人射光频率之差称了拉曼位移

材料结构与表征

基本概念集锦 1、材料（materials）：人类能用来制作有用物件的物质。 2、材料的四大家族 A. 金属材料 B. 无机非金属材料 C. 高分子材料 D. 复合材料 3、材料的结构与组成 第一层次：原子结构（电子构型、化学键、原子与电子性缺陷）。 第二层次：原子在空间的排列（单晶、多晶、非晶）。 第三层次：材料的显微组织形貌（各种缺陷）。 4、简正振动： 整个分子质心不变、整体不转动、各原子在原地作简谐振动且频率及相位相同、所有的原子都在同一瞬间通过各自的平衡位置，此时分子中的任何振动可视为所有上述简谐振动的线性组合。 将振动形式分成两类： a. 伸缩振动(νs、νas） b. 变形振动（又称弯曲振动或变角振动，用符号δ表示） 同一键型： ?反对称伸缩振动的频率大于对称伸缩振动的频率； ?伸缩振动频率远大于弯曲振动的频率； ?面内弯曲振动的频率大于面外弯曲振动的频率。 vas ＞ vs ＞＞δ面内＞δ面外 5、分子吸收红外光谱的条件 （1）振动必须能够引起分子偶极矩的变化 （2）红外辐射光的频率与分子振动的频率相当 6、红外光谱信息区 ① 4000～2500 cm-1 X—H伸缩振动区 ② 2500～2000 cm-1 叁键、累积双键伸缩振动区 ③ 2000～1500 cm-1 双键伸缩振动区 ④ 1500～ 670 cm-1 单键振动（X—Y伸缩，X—H变形振动区）及指纹区

7、振动偶合： 当两个振动频率相同或相近的基团相邻并由同一原子相连时，两个振动相互作用（微扰）产生共振，谱带一分为二（高频和低频）。 8、Fermi（费米）共振： 当一振动的倍频或组频与另一振动的基频接近时，由于发生相互作用而产生很强的吸收峰或裂分分裂成两个不同频率的峰。 9、 1. ＞3200：O—H（1个峰，强，宽）或N—H（H个峰，中强，锐） 2. 3000左右：C—H 3. Ω≥4：苯环（单取代双峰、邻位单峰、间位三峰、对位单峰兰移） 4. 3050、1600、1500：苯环 5. 1700：C=O 6. -CH3：4个峰（2960、2870、1460、1380） 7. -CH2-：3个峰（ 2930、2850、1460） 8. 异丙基：1385、1375等强双峰 9. C=C：单取代双峰，多取代单峰；顺式（690）、反式（970）

材料结构与表征复习整理(周玉第三版)

材料结构与表征 2017-2018复习整理 2018-1-4 暨南大学 ——D.S

2017-2018材料结构与表征重点整理 目录 绪论 (1) 第一章 X射线物理学基础 (2) 第二章 X射线衍射方向 (3) 第三章 X射线衍射强度 (3) 第四章多晶体分析方法 (4) 第五章物相分析及点阵参数精确测定 (5) 第六章（不考） (5) 第七章（不考） (5) 第八章电子光学基础 (5) 第九章透射电子显微镜 (6) 第十章电子衍射 (7) 第十一章晶体薄膜衍衬成像分析 (7) 第十二章（不考） (8) 第十三章扫描电子显微镜 (8) 第十四章（不考） (8) 第十五章电子探针显微镜分析 (8) 第十六章 (9) 参考文献 (10)

2017-2018材料结构与表征重点整理 绪论 1.组织结构与性能 本书主要介绍X射线衍射和电子显微镜分析材料的微观结构。 材料的组织结构与性能：a.结构决定性能；b.通过一定方法控制其显微组织形成条件。 加工齿轮实例： a.预先将钢材进行退火处理，使其硬度降低，以满足容易铣等加工工艺性能要求； b.加工好后再进行渗碳处理，使其强度、硬度提高，以满足耐磨损等使用性能的要求。 2. 显微组织结构分析表征： a.表面形貌观察（形态、大小、分布和界面状态等——光学显微镜、电子显微镜、原子力显微镜等； b.晶体结构分析（物相，晶体缺陷，组织结构等）——X射线衍射、电子衍射、热谱分析； c.化学成分分析（元素与含量、化学价态、分子量、分子式等）——光谱分析，能谱分析等。 3.传统测试方式 a.光学显微镜——分辨率200nm——只能观察表面形态而不能观察材料内部的组织结构，更不能进行对所观察的显微组织进行同位微区分析； b.化学分析——能给出试样的平均成分，不能给出元素分布，和光谱分析相同。 4.X射线衍射与电子显微镜 1.XRD——分辨率mm级——是利用X射线在晶体中的衍射现象来分析材料的晶体结构、晶格参数、晶体缺陷（位错等）、不同结构相的含量及内应力的方法，可以计算样品晶体晶体结构与晶格参数。 2.电子显微镜 透射电子显微镜——分辨率0.1nm——通过透过样品的电子束成像，可以观察微观组织形态并对观察区域进行晶体结构鉴定； 扫描电子显微镜——分辨率1nm——利用电子束在样品表面扫描激发出的代表样品表面特征的信号成像，观察表面形貌（断口）和成分分布； 电子探针显微分析——利用聚焦很细的电子束打在样品微观区域，激发出特征X射线，可以确定样品微观区域的化学成分，可与扫描电镜同时使用进行化学成分同位分析。

东华大学材料结构表征及其应用作业答案

“材料研究方法与测试技术”课程练习题 第二章红外光谱法 1.为什么说红外光谱是分子振动光谱？分子吸收红外光的条件是什 么？双原子基团伸缩振动产生的红外光谱吸收峰的位置主要与哪些因素有关? 答案:这是由于红外光谱是由样品分子振动吸收特定频率红外光发生能级跃迁而形成的。分子吸收红外光的条件是：(1)分子或分子中基团振动引起分子偶极矩发生变化；(2)红外光的频率与分子或分子中基团的振动频率相等或成整数倍关系。双原子基团伸缩振动产生的红外光谱吸收峰的位置主要与双原子的折合质量（或质量)和双原子之间化学键的力常数(或键的强度；或键的离解能）有关。 2.用诱导效应、共轭效应和键应力解释以下酯类有机化合物的酯羰 基吸收峰所处位置的范围与饱和脂肪酸酯的酯羰基吸收峰所处位置范围（17３５~１75０cm-１）之间存在的差异。 芳香酸酯：１7１5~1730ｃm-１ α酮酯：1740～175５ｃm-1 丁内酯：～１82０cm-1 答案：芳香酸酯:苯环与酯羰基的共轭效应使其吸收峰波数降低;α酮酯：酯羰基与其相连的酮羰基之间既存在共轭效应，也存在吸电子的诱导效应，由于诱导效应更强一些，导致酯羰基吸收峰的波数上升；丁内酯：四元环的环张力使酯羰基吸收峰的波数增大。

3.从以下FTIR谱图中的主要吸收峰分析被测样品的化学结构中可能 存在哪些基团？分别对应哪些吸收峰? 答案:3４８6ｃｍ－1吸收峰:羟基（－OH）；3335cｍ-1吸收峰：胺基（－NH２或-NH-)；2971cm-1吸收峰和2８７0cｍ-1吸收峰：甲基(-C Ｈ3）或亚甲基(-ＣH２-)；２115ｃm－1吸收峰:炔基或累积双键基团(-N＝C＝Ｎ-);1７28cm-1吸收峰：羰基；１604ｃm-1吸收峰、15２6cm-１吸收峰和1458cｍ-１吸收峰:苯环;1１08cｍ-１吸收峰和11４8cm-1吸收峰：醚基（C-O-C)。1２３２ｃｍ-1吸收峰和1247cｍ－１吸收峰：C-N。 第三章拉曼光谱法 1. 影响拉曼谱峰位置(拉曼位移)和强度的因素有哪些？如果分子的同一种振动既有红外活性又有拉曼活性，为什么该振动产生的红外光谱吸收峰的波数和它产生的拉曼光谱峰的拉曼位移相等？

四川大学-结构设计原理-期末考试-复习资料3套题

四川大学-结构设计原理-期末考试-复习资料3套题

《结构设计原理》模拟试题一 一.填空题（每空1分，共计20分） 1. 可靠度指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的（）。其中“规定的条件”是指（）、正常施工、正常使用。 2. 永久荷载的分项系数是这样取的：当其效应对结构不利时，由可变荷载控制的效应组合取1.2，由永久荷载控制的效应组合取（）；对结构有利时，一般取（）。 3. 热轧钢筋的强度标准值系根据（）确定，预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋的强度标准值系根据（）确定。 4. 砼徐变是指在压应力不变的情况下，（）随时间增长的现象，它使受弯构件挠度和柱的附加偏心距（）。 的工程意义是（）； 5. 适筋梁中规定ρ≤ρ max ρ≥ρ 的工程意义是（）。 min 6．影响砌体抗压强度的主要因素有块体和（）

强度、块体尺寸、砂浆特性以及砌筑质量等，当采用水泥砂浆时，其抗压强度设计值应乘以调整系数（）。 7．在受弯构件的正截面承载力计算时，可采用等效矩形压应力图形代替实际的曲线应力图形。两个图形等效的原则是（）和（）。 8．现行钢结构规范所示轴心受压构件的λ-?曲线是考虑初始缺陷按（）理论进行计算而确定的，并根据板厚和截面形式共分为（）条曲线。9. 钢筋砼受力构件的平均裂缝间距随砼保护层厚度增大而（），随纵筋配筋率增大而（）。10. 先张法轴心受拉构件完成第一批损失时，混凝土的预压应力为（），完成第二批损失时，混凝土的预压应力为（）。 二.单选题（每题2分，共计32分） 1．按使用功能划分的土木工程结构指以下何项？ A. 承重结构、框架结构、剪力墙结构、框架-

结构设计原理期末考试答案

2018学年第一学期结构设计原理期终试卷班级姓名得分 一、单项选择题（每小题3分，共10题，共30分）。 1、下列哪项不属于结构的可靠性（）。 A、安全性 B、美观性 C、适用性 D、耐久性 1、按照我国《公路桥涵设计通用规范》（JTC D60—2004）规定，公路桥涵结构的设计基准期为（）年。 A、30 B、50 C、100 D、150 1、桥梁主要承重结构在竖向荷载作用下无水平反力称为（）。 A、梁式桥 B、拱式桥 C、钢架桥 D、悬索桥 2、与素混凝土梁相比，钢筋混凝上梁承载能力（）。 A、相同 B、提高许多 C、有所提高 D、不确定 2、钢筋混凝土梁在正常使用情况下（）。 A、通常是带裂缝工作的 B、一旦出现裂缝，裂缝贯通全截面 C、一旦出现裂缝，沿全长混凝土与钢筋间的粘结力丧尽 D、通常是无裂缝的 2、钢筋与混凝土能共同工作的主要原因是（）。 A、防火、防锈 B、混凝土对钢筋的握裹及保护 C、混凝土与钢筋有足够的粘结力，两者线膨胀系数接近 D、钢筋抗拉而混凝土抗压 3、安全等级为一级时，结构重要性系数 γ为（）。 A、0.8 B、0.9 C、1.0 D、 1.1 3、当桥梁的破坏后果为严重时，其结构重要性系数 γ为（）。 A、0.8 B、0.9 C、1.0 D、 1.1 3、小桥、涵洞的结构重要性系数 γ为（）。 A、0.8 B、0.9 C、1.0 D、 1.1 4、下列哪项不属于作用的代表值（）。 A、作用标准值 B、作用频遇值 C、作用永久值 D、作用准永久值 4、若实际工程中以边长200mm作为试件，则所测得的混凝土立方体抗压强度需要乘以（）作为标准件的换算系数。 A、1.10 B、1.05 C、0.95 D、0.90 4、若实际工程中以边长100mm作为试件，则所测得的混凝土立方体抗压强度需要乘以（）作为标准件的换算系数。 A、1.10 B、1.05 C、0.95 D、0.90 5、普通碳素钢中，含碳量越高，则钢筋的强度越[ ]，其塑性和可焊性越[ ].（）。 A、高、差 B、高、好 C、低、差 D、低、好 5、弯起钢筋主要承受（）。 A、拉力 B、压力 C、弯矩 D、剪力 5、纵向钢筋主要承受梁的（）。 A、拉力 B、压力 C、弯矩 D、剪力 6、下列说法中正确的是（）。 A、第一类T形截面时中和轴在受压翼缘板内，受压区高度 f h x' > B、第一类T形截面时中和轴在受压翼缘板内，受压区高度 f h x' ≤ C、第二类T形截面时中和轴在梁腹板板内，受压区高度 f h x' ≤ D、第二类T形截面时中和轴在受压翼缘板内，受压区高度 f h x' > 6、构件的计算长度 l，当两端均为不移动的铰时取（）。[注：l为构件支点间长度] A、0.5l B、0.7l C、l D、2l 6、I类环境下箍筋的最小混凝土保护层厚度为（）。 A、20mm B、25mm C、30mm D、40mm 7、下列属于塑性破坏的是（）。 A、无筋梁 B、少筋梁 C、超筋梁 D、适筋梁 7、C35混凝土等效矩形应力图高度系数β为（）。 A、0.8 B、0.79 C、0.78 D、0.76 7、C55混凝土等效矩形应力图高度系数β为（）。 A、0.8 B、0.79 C、0.78 D、0.76 8、钢材的含碳量越低，则（）。 A、伸长率也越短，塑性越差 B、伸长率越大，塑性越好 C、强度越高，塑性越好 D、强度越低，塑性越差 8、钢筋混凝土轴心受压构件，稳定系数是考虑了（）。

材料结构表征及应用知识点总结

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。 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。 材料结构表征的三大任务及主要测试技术： 1、化学成分分析：除了传统的化学分析技术外，还包括质谱（MC）、紫外（UV）、可见光、红外（IR）光谱分析、气、液相色谱、核磁共振、电子自旋共振、二次离子色谱、X射线荧光光谱、俄歇与X射线光电子谱、电子探针等。如质谱已经是鉴定未知有机化合物的基本手段；IR在高分子材料的表征上有着特殊重要地位；X射线光电子能谱（XPS）是用单色的X射线轰击样品导致电子的逸出，通过测定逸出的光电子可以无标样直接确定元素及元素含量。 2、结构测定：主要以衍射方法为主。衍射方法主要有X射线衍射、电子衍射、中子衍射、穆斯堡谱等，应用最多最普遍的是X射线衍射。在材料结构测定方法中，值得一提的是热分析技术。 3、形貌观察：光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、扫描隧道显微镜、原子力显微镜。 第二章X射线衍射分析 1、X射线的本质是电磁辐射，具有波粒二像性。 X射线的波长范围：0.01~100 ? 或者10-8-10-12 m 1 ?=10-10m （1）波动性（在晶体作衍射光栅观察到的X射线的衍射现象，即证明了X射线的波动性）； （2）粒子性（特征表现为以光子（光量子）形式辐射和吸收时具有的一定的质量、能量和动量）。 2、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。 一、X射线的产生 1.产生原理 高速运动的电子与物体碰撞时，发生能量转换，电子的运动受阻失去动能，其中一小部分（1％左右）能量转变为X射线，而绝大部分（99％左右）能量转变成热能使物体温度升高。 2.产生条件 （1）产生自由电子；（2）使电子作定向的高速运动；（3）在其运动的路径上设置一个障碍物使电子突然减速或停止。 3.X射线管的结构 封闭式X射线管实质上就是一个大的真空二极管。基本组成包括： ①阴极：阴极是发射电子的地方。 ②阳极：亦称靶，是使电子突然减速和发射X射线的地方。 ③窗口：窗口是X射线从阳极靶向外射出的地方。 ④焦点：焦点是指阳极靶面被电子束轰击的地方，正是从这块面积上发射出X射线。 二、X射线谱 由X射线管发射出来的X射线可以分为两种类型：(1)连续X射线；(2)标识X射线。 1、连续X射线 具有连续波长的X射线，构成连续X射线谱，它和可见光相似，亦称多色X射线。 （1）产生机理

材料结构与性能答案(DOC)

1.材料的结构层次有哪些，分别在什么尺度，用什么仪器进行分析？ 现在,人们通过大量的科学研究和工程实践,已经充分认识到物质结构的尺度和层次是有决定性意义的。 在不同的尺度下,主要的,或者说起决定性的问题现象和机理都有很大的差异,因此需要我们用不同的思路和方法去研究解决这些问题。更值得注意的是空间尺度与时间尺度还紧密相关,不同空间尺度下事件发生及进行的时间尺度也很不相同。一般地讲,空间尺度越大的,则描述事件的时间尺度也应越长。不同的学科关注不同尺度的时空中发生的事件。现代科学则按人眼能否直接观察到,且是否涉及分子、原子、电子等的内部结构或机制,而将世界粗略地划分为宏观(Macro-scopic)世界和微观(Microscopic)世界。之后,又有人将可以用光学显微镜观察到的尺度范围单独分出,特别地称作/显微结构(世界)。随着近年来材料科学的迅速发展,材料科学家中有人将微观世界作了更细致地划分。而研究基本粒子的物理学家可能还会把尺度向更小的方向收缩,并给出另外的命名。对于宏观世界,根据尺度的不同,或许还可以细分为/宇宙尺度/太阳系尺度/地球尺度和/工程及人体尺度等。人类的研究尺度已小至基本粒子,大至全宇宙。但到目前为止,关于/世界的认识还在不断深化,因而对其划分也就还处于变动之中。即使是按以上的层次划分,其各界之间的边界也比较模糊,有许多现象会在几个尺度层次中发生。 在材料科学与工程领域中,对于材料结构层次的划分尚不统一,可以列举出许多种划分方法,例如:有的材料设计科学家按研究对象的空间尺度划分为三个 层次: (1)工程设计层次:尺度对应于宏观材料,涉及大块材料的加工和使用性能的设计研究。 (2)连续模型尺度:典型尺度在1Lm量级,这时材料被看作连续介质,不考虑其中单个原子、分子的行为。 (3)微观设计层次:空间尺度在1nm量级,是原子、分子层次的设计。 国外有的计算材料学家,按空间和时间尺度划分四个层次〔1〕,即 (1)宏观 这是人类日常活动的主要范围,即人通过自身的体力,或借助于器械、机械等所能通达的时空。人的衣食住行,生产、生活无不在此尺度范围内进行。其空间尺度大致在0.1mm(目力能辨力最小尺寸)至数万公里人力跋涉之最远距离),时间尺度则大致在0.01秒(短跑时人所能分辨的速度最小差异)至100年(人的寿命差不多都在百年以内)。现今风行的人体工程学就是以人体尺度1m上下为主要参照的。 (2)介观 介观的由来是说它介于/宏观与/微观之间。其尺度主要在毫米量级。用普通光学显微镜就可以观察。在材料学中其代表物是晶粒,也就是说需要注意微结构了,如织构,成分偏析,晶界效应,孔中的吸附、逾渗、催化等问题都已开始显现。现在,介观尺度范围的研究成果在材料工程领域,如耐火材料工业、冶金工业等行业中有许多直接而成功的应用。 (3)微观 其尺度主要在微米量级,也就是前面所说/显微结构(世界)0。多年以来借助于光学显微镜、电子显微镜、X)衍射分析、电子探针等技术对于晶态、非晶态材料在这一尺度范围的行为表现有较多的研究,许多方法已成为材料学的常规手段。在材料学中,这一尺度的代表物有晶须、雏晶、分相时产生的液滴等。 (4)纳观 其尺度范围在纳米至微米量级,即10-6~10-9m,大致相当于几十个至几百个原子集合体的尺寸。在这一尺度范围已经显现出量子性,已经不再能将研究对象作为/连续体0,不能再简单地

专科结构设计原理试卷答案

专科《结构设计原理》 一、（共75题,共150分） 1. 梁的混凝土保护层厚度是指（）（2分） A.主筋外表面至梁表面的距离； B.箍筋外表面至梁表面的距离； C.主筋截面形心至梁表面的距离； D.箍筋截面形心至梁表面的距离。 .标准答案：A 2. 钢筋混凝土构件中HPB235级钢筋端头做成弯钩形式是为了（）（2分） A.承担混凝土因收缩而产生的应力； B.增加混凝土与钢筋的粘结； C.施工方便； D.设计方便。 .标准答案：B 3. 设计时，我们希望梁斜截面抗剪破坏形态为（）（2分） A.斜压破坏； B.斜拉破坏； C.剪压破坏； D.剪拉破坏。 .标准答案：C 4. 计算单跨钢筋混凝土简支梁的变形时，构件刚度取( ) （2分） A.最小刚度； B.最大刚度； C.平均刚度； D.各截面的计算刚度。 .标准答案：A 5. 在钢筋混凝土连续梁活荷载的不利布置中，若求支座处的最大弯矩，则活荷载的正确布置是（）（2分） A.在该支座的右跨布置活荷载，然后隔跨布置； B.在该支座的相邻两跨布置活荷载，然后隔跨布置； C.在该支座的左跨布置活荷载，然后隔跨布置； D.以上说法都不正确。 .标准答案：B 6. 在描述混凝土强度的诸指标中，其基本的强度指标是（）（2分） A.混凝土的轴心抗压强度标准值； B.混凝土的立方体抗压强度标准值； C.混凝土的立方体抗压设计强度； D.混凝土的棱柱体抗压设计强度。 .标准答案：B 7. 弯起钢筋弯起点与充分利用点之间的距离的目的是（）（2分） A.满足正截面抗弯承载力； B.满足斜截面抗剪承载力； C.满足斜截面抗弯承载力； D.满足正截面抗剪承载力。 .标准答案：C 8. 下列（）状态被认为超过正常使用极限状态。（2分） A.影响正常使用的变形； B.因过度的塑性变形而不适合于继续承载； C.结构或构件丧失稳定； D.连续梁中间支座产生塑性铰。 .标准答案：A 9. 保持不变的长期荷载作用下，钢筋混凝土轴心受压构件中，混凝土徐变使（）（2分） A.混凝土压应力减少，钢筋的压应力也减少； B.混凝土及钢筋的压应力均不变； C.混凝土压应力减少，钢筋的压应力增大； D.混凝土及钢筋的压应力均增大。 .标准答案：C 10. 钢筋混凝土梁（）（2分） A.提高配箍率可以明显提高斜截面抗裂能力； B.提高配箍率可以防止斜压破坏；、 C.配置受压钢筋可以提高构件的延性； D.提高纵筋配筋率可以明显提高梁的正截面抗裂能力。 .标准答案：C 11. 预应力钢筋强度有一定要求，不能作为预应力筋的是( ) （2分） A.高强度钢丝 B.钢绞线 C.精轧螺纹钢筋 D.HRB335钢筋 .标准答案：D 12. 一根已设计好的预应力混凝土轴心受拉构件，现将张拉控制应力提高10％（仍未超过张拉控制应力的上限值），下面哪个结论正确( ) （2分） A.构件承载力不变，但抗裂度提高 B.承载力和抗裂度都有提高 C.承载力有提高，抗裂度不变 D.承载力降低，抗裂度不变 .标准答案：A

《材料结构表征及应用》思考题

第二章 1、什么是贝克线？其移动规律如何？有什么作用？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，在这轮廓附近可以看到一条比较明亮的线细线，当升降镜筒时，亮线发生移动，这条明亮的细线称为贝克线。 贝克线的移动规律：提升镜筒，贝克线向折射率大的介质移动。根据贝克线的移动，可以比较相邻两晶体折射率的相对大小。 2、单偏光镜和正交偏光镜有什么区别？单偏光下和正交偏光下分别可以观察哪些现象？单偏光（仅使用下偏光）下可以观察晶体的形态、结晶习性、解理、颜色以及突起、糙面、多色性和吸收性，比较晶体的折光率（贝克线移动），用油浸法测定折光率等，对矿物鉴定十分重要。 正交偏光镜：联合使用上、下偏光镜，且两偏光镜的振动面处于互相垂直位置。可看到消光现象、球晶。 第三章 1.电子透镜的分辨率受哪些条件的限制？ 透镜的分辨率主要取决于照明束波长儿其次还有透镜孔径半角和物 方介质折射率。 2.透射电镜主要分为哪几部分？ 电子光线系统（镜筒）、电源系统、真空系统和操作控制系统。 3.透射电镜的成像原理是什么？透射电镜，通常采用热阴极电子枪来获得电子束作为 照明源。热阴极发射的电子，在阳极加速电压的作用下，高速穿过阳极孔，然后被聚光镜会聚成具有一定直径的束斑照到样品上。具有一定能量的电子束与样品发生作用，产生反映样品微区厚度、平均原子序数、晶体结构或位向差别的多

种信息。透过样品的电子束强度，其取决于这些信息，经过物镜聚焦放大在其平面上形成一幅反映这些信息的透射电子像，经过中间镜和投影镜进一步放大，在荧光屏上得到三级放大的最终电子图像，还可将其记录在电子感光板或胶卷上。 4.请概述透射电镜的制样方法。 支持膜法，复型法、晶体薄膜法和超薄切片法。高分子材料必要时还需染色、刻蚀。 5.扫描电镜的工作原理是什么？ 由三极电子枪发射出来的电子束，在加速电压作用下，经过2?3个电子透镜聚焦后，在样品表面按顺序逐行进行扫描，激发样品产生各种物理信号，如二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线、俄歇电子等。这些物理信号分别被相应的收集器接受，经放大器放大后，送到显像管的栅极上，用来同步地调制显像管的电子束强度，即显像管荧光屏上的亮度。由于供给电子光学系统使电子束偏向的扫描线圈的电源也就是供给阴极射线显像管的扫描线圈的电源，此电源发出的锯齿波信号同时控制两束电子束作同步扫描。因此，样品上电子束的位置与显像管荧光屏上电子束的位置是一一对应的。这样，在长余辉荧光屏上就形成一幅与样品表面特征相对应的画面——某种信息图，如二次电子像、背散射电子像等。画面上亮度的疏密程度表示该信息的强弱分布。 6.扫描电镜成像的物理信号包括哪几种？ 二次电子、背散射电子、吸收电子、X 射线、俄歇电子等 7.相对于光学显微镜和透射电镜，扫描电镜各有哪些优点？ SEM 的景深大、放大倍数连续调节范围大，分辨本领比较高、能配置各种附件，做表面成分分析及表层晶体学位向分析等