《面波测试方案》

1、面波测试方案基于动测仪的面波测试方案1测试原理简介均匀介质或分层介质在点或面振源作用下，外表波场包含P、SV涉及瑞利波， 由于在外表P、SV波衰减快于瑞利波，当距振源一定距离外表波场以瑞利波为 主。在大多数情况下，瑞利波能量集中在一个波长深度范围内，频率越低，波 长越大，影响深度越深。在剖面参数（剪切波速、密度、泊松比）不同分层状 态下，随着波长的增加，瑞利波穿越的层数也增加，瑞利波传播速度发生变 化，瑞利波传播出现频散现象，即瑞利波传播速度随频率（或波长）的变化， 如图1所示，频散曲线的变化与分层参数、分层厚度等有关，通过对频散曲线 的反分析可以得到场地分层剪切波速。图1瑞利波波长与穿透深度

2、及传播速度间关系不同的分析方法，对测试要求也不同，目前分析方法主要有fk分析及互相关 分析（SASW） o 2、基于互谱分析测试方法RSM、FD等动测仪一般有标识为“Ext” ),落锤后，形成短路，仪器开始记录 信号；外触发就是在落锤旁边放置一触发传感器，要求传感器响应延时较少，触发传 感器与外触发通道相连；当测量仪器不具备短路触发、外触发情况下，可采用通道触发，就是在落锤旁边 放置一触发传感器，要求传感器响应延时较少，触发传感器与可采样通道(比方 CHI、 CH2、CH3或CH4)相连。采用通道触发，由于该通道只起时间参照作用，在fk分 析时，该信号不能参与分析。附测试结果夯前夯后篇2：材料

3、现代分析与测试技术第一章*射线衍射分析第一章*射线衍射分析、教学目的 理解掌握标识*射线、*射线与物质的相互作用、布拉格方程等*射线衍射分析的 基本理论，掌握*射线衍射图谱的分析处理和物相分析方法，掌握*射线衍射分 析在无机非金属材料中的应用，了解*射线衍射研究晶体的方法和*射线衍射仪 的结构，了解晶胞参数测定方法。二、重点、难点重点：标识*射线、布拉格方程、衍射仪法和*射线衍射物相分析。难点：厄瓦尔德图解、物相分析。三、教学手段多媒体教学四、学时分配12学时引言：开展过程：1895.德国物理学家伦琴(W.C. Rontgen) 发现*射线1912.德国物理学家劳厄()*射线在晶体中的衍射现象

4、1912.英国物理学家布拉格文子()和苏联物理学家乌利夫一一用*射线测定晶 体结构及布拉格方程*射线衍射分析的应用:物相分析: ：化学组成f物质性质结构：C：石墨：层状结构、C轴键长、弱:七种变体结论：组成+结构f性质结构分析：单晶：对称性、晶面取向一加工、粗晶测定相图、固溶度测定晶粒大小、应力、应变等情况第一节*射线物理基础一、*射线的性质1、电磁波：2、波粒二象性：波：入、v、振幅E0、H0粒子（光子）：E、P能量： 动量:3.有能量：可使荧光屏发光、底片感光、气体电离；检测强度与强度有关经典物理：二、*射线的获得射线机实验室中同步辐射*射线源电动力学：带电粒子作加速运动时，会辐射光波。高

5、能电子：在强大磁偏转力作用下作轨道运动时，会发射出一种极强的光辐射，称为同步辐射。放射性同位素射线源（一）*射线机射线管高压变压器电压、电流的调节与稳定系统*射线的产生：高能电子轰击内层电子电离一外层电子跃迁一下来填充一释放能量一*射线*射线管(1)结构：热阴极灯丝一高压一电场、阳极靶、聚焦罩(2)工作原理:阴极灯丝通电加热f热电子一撞击阳极靶一*射线功率密度：) *射线强度:(4)焦点：点焦点:粉末照片、劳厄照片线焦点：10X0. 1mm衍射仪(二)同步辐射*射线源特点：强度高一一比*射线管高倍三、单色*射线许多*射线工作都要用单色*射线.标识*射线*射线谱：连续*射线谱(白色*射线)、标识

6、一布拉格发现标识射线产生：a、玻尔原子模型； 核外电子分布在不同壳层上：K、L、M、N能量为：b、标识*射线谱当管电压超达一值时，那么电子的动能就足以将阳极靶中物质原子中K层电子撞击出来，于是在K层中形成电子空穴一K层激发电压L、M、N层电压跃入的空位，释放能量，其频率为：(1-10)对K层：n=l.L层：n=2、M 层：n=-3、N 层 n=4由(1-10)式可分别计算并确定的同样当L、M电子被激发时，就会产生L、M系标识*射线。C.标识*射线波长一莫塞来定律对代入110 式：对波长：与近似成反比关系，即z确定，有确定值一莫塞来定律讨论：标识*射线谱：K、L、M系标识*射线共同构成莫塞来定律

7、强度(o 1-12)(1-12)应用：*射线衍射分析*射线光谱分析一荧光*射线光谱分析衍射分析中只使用2、*射线的吸收当*射线穿过物体时，由于散射，光电效应等影响、强度减弱一称为*射线的吸 收。如图：图1T2是元素的质量吸收系数与*射线波长的关系：连续曲线+突变点吸收限一突变点处对应的波长：元素有标识*射线：K系、M系、L系元素也有相应的吸收限：3、*射线滤波片与单色*射线：先取适应的材料、使其正好位于所用的与的波长之间。滤波片材料的原子序数一般比阳极靶材料原子序数小1或2O四、*射线与物质的相互作用*射线与物质的相互作用一粒子性一光子就能量转换而言，一束*射线通过物质时，它的能量分为三局部：

8、散射：改变前进方向吸收：产生光电效应热振动能量.散射现象物质对*射线的散射主要是物质中的电子与*射线的相互作用。电子在*射线电场作用下，产生强迫振动，成为新的电磁波源。*射线被物质散射时,产生两种散射现象：相干散射和非相干散射.相干散射当*射线光子与紧密束缚电子碰撞时，只改变方向，不改变波长。可相互干涉，形成衍射。2）.非相干散射当*射线光子与自由电子、非紧密束缚电子碰撞时，能量损失，波长变长。即改 变方向，又改变波长。不能形成干涉，形成衍射图背景。伴随反冲电子一康普顿效应。散射系数一一衡量物质对*射线的散射能力质量散射系数：表示单位质量的物质对*射线的散射2.光电效应（或光电吸收）当*射线的

9、波长足够短时，*射线光子的能量就足够大，以至能把原子中处于某一能级上的电子打出来，*射 线光子本身被吸收，它的能量传给该电子，使之成为具有一定能量的光电子， 并使原子处于高能的激发态。伴随发生：荧光效应和俄歇效应荧光效应（荧光*射线）外层电子填补空位将多余能量AE辐射次级特征*射线，由*射线激发出的*射线 称为荧光*射线。.俄歇效应俄歇效应是外层电子跃迁到空位时将多余能量AE激发另一个核外电子，使之 脱离原子。五、*射线的吸收及其应用当*射线穿过物体时，受到散射、光电效应等影响，强度将会减弱，这种现象称 为*射线的吸收。L强度衰减规律ul为线吸收系数 单位厚度物质对*射线的吸收（*-ray波长

10、和吸收体一定，为常数Um为质量吸收系数，只与吸收体的原子序数Z及*射线波长入有关O*射线滤波片原理：利用吸收限两边吸收系数相差悬殊效果：获得单色*射线（Ka线）做法：选取适当材料，其K吸收限正好位于所用靶材的Ka与KB线之间原那么：滤波片原子序数比*射线管靶材小1或第二节*射线衍射的几何条件1912年劳厄发现晶体对*射线现象：*电磁波、*一研究晶体三点假设：.入射线、衍射线为平面波。.晶胞中只有一个原子一简单晶胞。互谱分析，顾名思义就是对两道信号作互相关分析，只要有两道信号就可以得 到面波的相速度随波长或频率的变化。目前，动测仪，如RSM、FD系列，一般 最多可采集四道。这样，在互谱分析用动测

11、仪作为采样设备是可行的。当采用两个测点时，如图 2所示，测点可按共中心方式布点，即(1)测点距、振源与最近测点距相等；(2)按测点中心线位置不变，不断增加测点距；(3)通过正反敲击来消除分 层倾斜及传感器不一致性的影响。如图3所示。图2两测点布置图3共中心测点布置两点实测信号、互谱分析及得到的相速度随波长或频率变化，见图4,相速度 表示面波在两测点间平均相速度。图4两测点信号(a)、互谱分析(b)及3.原子的尺寸忽略不计（体积一一，散射由原子中心点发出。、劳厄方程：波长的*射线以角投射：原子间距为的原子列（一）劳厄方程相干衍射一光程差等于整数倍衍射条件：即：（1-46）H一整数（H=）衍射级数

12、（二）衍射方向：当确定，那么:（1-47）以原子列为轴，为半顶角一系列圆锥（三）三维晶体:与三晶体轴的交角分别为：衍射方向与三晶轴交角：假设要产生衍射，必须满足方程组：(1-48)三维劳厄方程注意：不是独立的它们是衍射线与三晶轴的交角，有一定的约束关系例如：立方晶系(相互垂直)那么有：(1-49)对于一组给定的整数：H、K、L变为有(1-48) (1-49)四个方程决定三个变 量：，一般说来不一定有解，只有适当地选择，及方向()，才能满足方程。二、布拉格方程由结晶学知：晶体中晶面一平行、等距设晶面指数为、面间距(-)布拉格方程的推导.对于单一原子面的反射：当散射线方向满足“光学镜面反射”条件时

13、 其方程差为: 可形成干涉，形成衍射光束。.其它原子面间反射（晶面）和布拉格方程：由衍射条件：，形成干涉、衍射线即：一布拉格方程布拉格定律;布拉格方程+光学反射定律要形成干涉、衍射射线，必须满足布拉格方程（二）布拉格方程讨论布拉格角和衍射角布拉格角：、入射线与晶面交角衍射角：2、入射线与衍射线的交角。衍射级数：整数但：因为所以：所以：当和衍射面选定后，、确定，也就确定，即，一组晶面只能在有限几个 方向“反射*射线”。另：为了方便，可将晶面族的1及衍射作为设整数的晶面族的一级衍射来考虑，布拉格方程为：（1-53） 所以 2dnh. nk. nlsin 0 =入指数：（nh, nk, nl） 一衍

14、射指数，用（HKL）晶面指数不能有公约数。表示有公约数，应用衍射指数，就可以省略n 了2dsin。=入衍射分析用的*射线人应与晶体的晶格常数相差不多SinO =、/2dWld太大不可能，（受晶面间距限制）只能是：入W2d故：人与d相近三、倒易空间与衍射条件（厄瓦尔德图解）（一）倒易空间与衍射条件晶体点阵中A为任意原子OA=la+mb+nc设有一束波长为人的*射线，以单位矢量SO方向照射在晶体上，经过0A的散射波的光程差：相位差为根据光学原理，两个波干涉加强的条件为相位差等于2的整数倍即： 式中是倒易点阵中的一个矢量，（HKD=2sin 0 / 入=入/入 dHKL=l/dHKL根据倒点阵性质：

15、令：于是：衍射条件波矢量方程倒易空间衍射条件方程物理意义：当衍射波矢与入射波矢相差一个倒格矢时，衍射产生（二）厄瓦尔德图解四、*射线衍射方法根据布拉格定律，要产生衍射，必须使。、人及d满足布拉格方程：对被测晶体来说，d已确定，只有改变9、入获得满足布拉格条件的机会，由 此可得几种不同的衍射研究方法，见下表。衍射方法入实验条件老厄法变不变连续*射线照射固定单晶体转动晶体法不变局部变化单色*射线照射转动的单晶体粉晶法不变变单色*射线照射粉晶或多晶式样衍射仪法不变变单色*射线照多晶体或转动单晶体第三节 *射线衍射线束的强度除前面讨论的衍射条件和方向，还要讨论衍射线强度:多相混合物中各相含量一一定量分

16、析晶体结构、点阵畸变一、强度影响因素：晶体结构原子种类、数目、排列方式晶体完整性晶体体积研究方法老厄法转晶法魏森堡照相法、旋转照相法德拜法粉末法衍射仪法二、衍射仪法衍射线强度：平板状粉晶试样：各符号意义： 前三项是物理常数和仪器常数，其中:10入射*射线强度。m. e一电子质量和电荷。C-光速。入一入射*射线的波长。R一衍射仪半径。以后几项是与晶体试样的结构和实验条件有关的因子。S*射线照射的试样面积。V0一晶胞体积。F一结构因数。P一多重性因数。一角因数。o为布拉格角。一温度因数。一吸收因数，U为试样的线吸收系数。前三项：物理常数和仪器常数。后三项：试样结构、实验条件有关的因素。衍射线的绝对

17、强度I随入射线强度而变化，从结构分析看，并无很大意义，重要的是各衍射线的相对强度，即它们的强度比。从(1-60)式约去常数，那么得相对强度表达式：三、衍射图谱中的强度 衍射图谱如图1-22所示:峰值强度Im一峰顶处强度。累积强度：一扣除背景强度。每个衍射峰下的面积（阴影面积）第四节单晶体的研究方法一、劳厄法.劳厄法的应用：主要测定晶体的取向：0观测晶体的对称性，鉴定是否单晶。粗略观测晶体的完整性。完整性良好。完整性不好。良好一一劳厄斑点细而圆，均匀清晰。不好-劳厄斑点粗而漫散，有时呈破碎状。.劳厄法一一用连续*射线照射固定的单晶的衍射方法，并以垂直于入射线束的照相底片来记录衍射花样。根据底片位

18、置透射劳厄法：底片位于试样前5cm背射劳厄法：底片位于试样背3cm。对试样的厚度和吸收没有限制。3.劳厄图的特征及其成因。特征透射劳厄图：斑点分布在一系列通过底片中心的椭圆或双曲线上。背射劳厄图：一系列双曲线上和直线。成因：衍射圆锥：同一晶带的各晶面的反射线，位于以晶带轴为轴，以入射线与晶带轴的夹角a为半顶角的一个圆锥上的。衍射圆锥与底片相交透射法：a45双曲线a =90 直线背射法：只能与a45圆锥相交a 45双曲线a =90 直线劳厄图的使用：确定6角透射法：rl斑点和底片中心的距离。D1试样与底片间的距离o相速度随波长变化(C)当采用三个测点，如图5所示，通过对三条信号组合分析，即CH1

19、+CH2、 CH1+CH3, CH2+CH3组合，可以得到三条剖面的相速度。见图6。图5三测点布置图5三测点信号及由信号3种不同组合得到的相速度随波长变化当采用四个测点，如图6所示，通过对四条信号组合分析，即CH1+CH2、CH1+CH3, CH1+CH4, CH2+CH3, CH2+CH4、CH3+CH4 组合,可以得到六条剖面的 相速度。当等间距布点，CH1+CH4与CH2+CH3对应的剖面重合，两者平均、光 滑得到一条相速度曲线，见图7。图6四测点布置背射法：二、转动晶体法（转晶法）转晶法概述：入射波长入固定；标识*射线；以固定方向投射到样品上；样品绕某确定轴线（常是垂直于入射线方向的一

20、根轴线）作等角速旋转；旋转过程中，各面网族与入射线的夹角0都各自在一定范围内连续递变，在转到某些适当。角的瞬间，便有反射线产生；圆筒状的照相底片来记录衍射花样。转晶法衍射花样特征：衍射斑点分布在一系列平行直线上一一层线零层线一一通过入射斑点的层线正负第一，第二层线一一对零层线对称转晶法用途：测定单晶体试样的晶胞常数。观测晶体的系统滑定规律。以确定晶体的空间群 三、魏森堡照相法和旋进照相法1.魏森堡照相法底片运动照相法特点：底片与晶体同步移动。除记录衍射斑点坐标外。同时记录晶体位置，让斑点与晶面对应。2旋进照相法特点：衍射斑点分布与倒易点阵有简单关系第五节多晶体的研究方法单色*射线。照射多晶体或

21、粉末试样照片底片记录衍射图一一粉末照相法计数管来记录衍射图一一衍射仪法应用：物相分析定性定量测定晶体结构，晶格常数晶粒大小，应力状态。一、粉末或多晶体衍射原理及衍射圆锥粉末：需粘合或压制成片。多晶体：大量小单晶体聚合而成理想多晶体一一小晶体空间杂乱无章聚合织构多晶体一一沿某方向排列的小晶粒较多当一束*射线照射到试样上时对任意一族晶面（hkl）而言，总有某些小晶体，其（hkl）晶面族与入射线的方位角正好满足布拉格方程一一产生衍射由于试样中小晶粒数目很多，满足布拉格条件的晶面族（hkl）也很多，它们与入射线的方位角都是，从而可以想象成是由其中的一个晶面，以入射线为轴进行旋转。于是可以看出，它们是反

22、射线将分布在一个以入射线为轴。以衍射角为半顶角的圆锥面上。不同的晶面族的衍射角不同，衍射线所在的圆锥的半顶角也就不同。各晶面族的衍射线将构成以系列，以入射线为轴的同顶点的圆锥。二、德拜法（德拜debye）谢乐法（vpschesses）1.试样：0.30. 8mm多晶丝1040mm粉末加粘结剂制成细棒.底片：长条形三种装片方法：正装法反装法不对称法.衍射照片及结果处理衍射照片特征：衍射圆锥与长条底片相交系列弧线段注：不同装片法获得照片不同结果处理设：R照片半径某晶面族(hkl)产生的衍射线与底片交于pp两点，从图中可知 入射线2 02 02 92。图 1-43粉末法中衍射角计算(弧度)(1-82

23、)在背射区：不对称装片法三、其它照片法晶体单色器与聚焦相机高低温照相设备第六节衍射仪法单色*射线一一多晶体、转动单晶体一一*射线探测器测角仪一一强度、位置按结构和用途：粉末衍射仪一一粉末试验四圆衍射仪一一单晶试样一、粉末衍射仪1.粉末衍射仪的构造及衍射几何构造：测角仪一一核心部件高压，稳压电源记录处理系统测角仪：两个同轴转盘：小转盘中心样品台H大转盘*射线源S探测器DA.大小转盘均可绕它们的共同轴线0转动 轴线0：衍射仪轴B. *射线源S与探测器前端的接收RS都处在以0圆心的圆上一一衍射器圆。探测器：正比计数管，盖计数管一一光体电离闪烁计数管一一闪烁体一一光体转换半导体探测器一一电子一一空穴对

24、衍射几何2衍射仪的测定条件与工作方式：测定条件：必须针对试样情况，试验目的，恰中选择试验条件工作方式：A连续扫描：让探测器以一定的角速度在选定的角度范围内进行连续扫描优点：快速，不便。缺点：峰位滞后（向扫描方向移动）分辨力减低，线型畸变。B步进扫描（阶梯扫描）：让探测器以一定的角度间隔（步长）逐步移动。优点：无滞后效应，平滑效应，峰位准，分辨力好，缺点：时间长二、*射线衍射图谱的处理：（一）衍射线峰位确实定方法峰顶法一一峰顶尖锐情况（图a）。切线法一一顶部平坦，两侧直线性好（图b）。半高宽中点法一一线型光滑，高度较大时（图C）。7/8高度法一一有重叠峰存在，但峰顶能明显分开时（图d）。中点连线

25、法一一同上，更准确（图e）。抛物线拟合法一一峰线漫散及Ka双线分辨不清（图f）。重心法一一重复性好。（二）衍射线积分强度测量相对强度一一峰高比（最强线为100）积分强度：A：面积、重量法一一背底以上峰形以下一一面积质量B：步进扫描法将待测衍射峰所在的角度范围内的强度逐点记录下来，相加得到 总计数，扣除背底，所得计数。C：定标器法。（三）重叠峰的别离重叠峰Ka双峰重叠多相试样中自由峰重叠为正确测出峰位和积分强度，常需把重叠峰别离开来。Ka双峰别离（作图法）Ka双峰别离（解析法）（3）自由峰别离第七节射线物相分析化学组成不同，其性质也不同，换句话说.在无机化学中知道一个物质的性质是由组成它的元素决

26、定的。通过学习材料概论、材料制备原理、固体物理等课程，进一步知道，材料的性 能不仅由化学组成一一组成它的元素所决定，还决定于这个材料的晶体结构。例如：SrA1204：Eu2+,Dy3+发绿光CaA1204：Eu2+,Nd3+蓝光但：Sr4Al14025：Eu2+, Dy3+蓝绿SrA1204：Eu,Dy黄绿所以经常要进行物相分析。化学分析、元素光谱分析一一化学组成。物相、结构分析*射线。射线物相分析一一结晶状态：结晶相、晶体结构例：陶瓷中Si02射线物相分析的理论依据:定性分析：每种晶态物质都有其独特的衍射花样(图谱)，即使是两种以上的结晶物质共存，它们的衍射花样同时出现，不会互相干涉。定量分

27、析：混合物中某相的衍射线强度取决于它在试样中的相对含量。假设测定 了各种结晶物质的衍射线的强度比，就可推算出它们的相对含量。一、定性相分析2 0 - 0 f dI/Il与标准衍射花样进行比拟(-)PDF卡片及索引. PDF卡片.索引到1990年已出版40组，共约6万3千张卡片，并以每年约2000张的速度增 加。在这么大量的卡片中要找到你要的，就要采取一定的方法：建立索引：最普遍的方法、电子计算机自动检索 字顺索引字顺索引一一按物资的英文名称的字母顺序排列。在每种物质的名称后面列出 化学分子式、三根最强线的d值和相对强度根据，以及该物质的PDF卡片号 码。适用：可能含有某种物质时哈那瓦特索引（H

28、anawaltMethod）内容（工程）：选出8条最强线：H-I8dl-d8列出d、i/n、化学式卡号、自动检索萎缩胶片卡排列：按最强线（第一强线）的di值的顺序排列，并分组并分组：例如dl=2.442.40?为一组,共分51组在一组中的第二强线d2值的大小顺序排列每种物质在索引中至少重复出现三次，以dld2d3的不同顺序dld2d3d8 d2四测点信号及由信号5种不同组合得到的相速度随波长变化当得到与多个剖面的相速度速度后，就可以构筑相速度色谱图，如图8所示。图8由不同剖面的相速度随波长变化曲线得到相速度色谱图3、互谱分析优缺点分析互谱分析只要两道信号就可以分析，因而，对测试仪器要求不高，一

29、般只要有 两个通道的仪器就可以使用，这样目前用于基桩测试、剪切波速测试、振动测 试的仪器均可用于面波测试；由于互谱分析是计算面波在两测点的相位差，这对测量传感器的相频特性一致 性要求较高，测量之前，将传感器同时放置在一个位置，根据采集的信号判断 传感器的相频特性一致性；互谱分析仅利用相位差来计算相速度，没有利用面波能量幅值，干扰信号对相 位差计算影响较大，互谱分析得到的曲线没有分析光滑，不同道距、不同次结 果可能相差较大，一致性较差;d3 dld8 d3dld2d8适用：待测组分毫无了解芬克索引(FinkMethod)内容(工程)：dld2d3d4d5d6d7d8 英文名称、卡片号、微缩胶片号

30、排序：设:d2d4d5d7为八根强线中比其它四根dld3d6d8强的话在索引中四次d值排列：d2d3d4d5d6d7d8dl d4d5d6d7d8 dld2d3d5d6d7d8 dld2d3d4d7d8 dld2d3 d4d5d6分组法同Hanawalt（二）定性分析程序粉末衍射图谱的获得：粒度：1040um尽量防止择优取向d值的测量：d：精确到0.001? （0：精确到0. 05o）相对强度的测量衍射仪法：各衍射线的峰高比一一最强线为100照相法：自测估计：按JCPDS建议分六个等级：很强、强、中等、弱、很弱、很很弱100、80、60、40、20、10显微光度计查阅索引校对卡片（三）定性分析

31、的考前须知：d值的数据比相对强度重要。低角度区的数据比高角度区的重要，9小、d大，对于同的晶体来说，差异 较大，相互重叠的机会少，不易相互干扰。了解试样的来源、化学组成和物理特性等对于做出正确的判断是十分有帮助 的。在进行多相混合试样的分析时，因为一些强线可能不是同一物相产生的，因 此必须作屡次假设和尝试。先将能核对上的局部确定下来，然后再核对其余部 分，逐项分析，最后，还可能有少数衍射线对不上。与其它方法（电子显微镜、热分析）配合进行。确定试样中的含量较少的相时，可用物理或化学方法富集浓缩。(四)计算机物相自动检索(MDIJade)二、定量相分析：(-)定量相分析原理多相混合物中，某相衍射线

32、强度随该相含量增加而增加。(二)常用方法直接比照法外标法内标法K值法第八节晶胞参数的测定衍射线可知0和dId是晶胞参数、衍射指数(HKL)的函数欲求晶胞参数，必求每根衍射线的对应衍射指数(HKL)一、粉晶衍射图的标定方法理论上：n条衍射线可得n个上述方程，联立方程组，可求得各衍射线的衍射 指数H、K、L以及与晶胞参数有关的常数A、B、C、D、E和F。但是：方程右 边全是未知数，求解困难。因此只适用于中高级晶系。二、系统误差的来源德拜-谢乐法：相机镜头半径不准底片伸缩试样偏心试样对*射线的吸收衍射仪法：焦点位移误差试样外表离轴误差试样透明误差（因吸收而造成的）平板型试样误差*射线的垂直发散误差篇

33、3：材料工程基础复习测试题第一篇 流体力学基础复习题概述：1、根据力作用方式的不同，作用在流体上的力可分为、O2、流体力学中的三个主要力学模型是3、在流体力学中，单位质量力是指OA、单位面积流体受到的质量力；13、单位体积流体受到的质量力；C、单位质量流体受到的质量力；D、单位重量流体受到的质量力。4、理想流体是OA、粘性大的流体；B、服从牛顿内摩擦定律的流体；C、没有粘性的流体;D、具有粘性的不可压缩流体。5、理想流体与实际流体的主要区别在于OA、是否考虑粘滞性B、是否考虑易流动性C、是否考虑重力特性D、是否考虑惯性6、什么是流体粘滞性？牛顿内摩擦定律内容是什么？举例说明哪些是牛顿流体，哪些

34、是非牛顿流体？流体静力学1、当相对压强为零时，称为绝对真空。3、压强的两种计算基准分别是、O4、一个标准大气压二kPammHg5、从压强的基本定义出发，单位可以用 来表示，其SI制单位是压强还可以用液柱高度来表示，常用单位有和O4、静止液体中同一点各方向的流体静压强OA、数值相等B、数值不等C、水平方向数值相等D、垂直方向数值最大5、右图中各点的压强关系是OA、；B、；C、=；D、=；6、一密闭容器内下部为水，上部为空气，液面下4. 2m处测压管高度为2.2m,设当地大气压为1个工程大气压，那么容器内绝对压强是米水柱。A、2m；(4) 测点间距越大，面波在两测点间相位差越大，这越有利于消除噪音

35、干扰，一般 测点距D2m,有利于结果分析；(5)采样时间建议取0200) XD (us),以保证在频率域有较高分辨率。4、f一k分析方法对一定数量的测试响应信号作f一k分析(1)这里N1为间隔为的时间观察点数，N2为空间间隔为的观察点数，nl=0, -N1- 1, n2=0，N2-lo由于在fk域是利用能量谱的极值来分析，为了消除几何 衰减对能量分布的影响，在谱分析上乘来校正因几何衰减导致能量损耗。得到频率一波数域功率谱分布，由谱极值波数一频率的变化，利用关系得到频 率一相速度或波长一相速度曲线，见图9图9波数一频率域谱能量及频散数据fk分析一般要求振源、一定数量测点布置在一条测线上，测点按等

36、间距布 置，探测深度越大，要求测点间最大的空间距离也越大(最大的波长不会超过 最大的布点距离，即距振源最近点与距振源最远点距离)。B、8m；C、Im；D、一2m7、在绝对静止液体中，质量力与等压面OA、重合;B、平行C、相交；D、正交。8、如以下图a所示两种液体盛在同一容器中，其中rlp2；B、pl90 时，为O2、离心泵的性能参数包括、效率与转速等。3、试述离心风机与离心泵的工作原理。4、什么叫离心泵的气蚀现象？产生的原因是什么？ 5、选用泵与风机应同时满足哪两个方面的要求？简述泵与风机的选择步骤。气体力学在窑炉中的应用1、压缩空气在管嘴中流动时，当压强比为0.528时，该截面称为临界截面，

37、临 界截面的气流速度为,质量流量到达O2、热气体在等径管道垂直向下流动，在流动中伴随着各种能量形式的相互转 换，（1-1截面上截面）和2-2截面下截面）各压头之间的关系如下：3、热气体在图示管道中流动时，试判别以下关系：4、自然抽风烟囱的抽力是由所要求的，它依靠提供。5、对自然抽风的烟囱，当进入烟囱的烟气温度不变，在常压下，夏季时烟囱的 通风能力 冬季时通风能力；在外界气温相同的条件下，晴天时烟囱的通风能力 雨天时的通风能力。6、空气从初压为8X105Pa的贮气罐中通过管嘴流出后压强降为4X105Pa,并 到达完全膨胀。该管咀的形状是CA、渐缩管B、等径管C、文丘里管D、拉伐尔管。7、垂直分流

38、法那么适用于OA、阻力损失起主要作用的通道内；B、几何压头起主要作用的通道内；C、阻力损失等于几何压头的通道内；D、任何垂直分流通道。8、两气体伯努利方程中的hge计算式为：A、B、；C、9D、9、影响烟囱抽力的因素是烟囱高度和温度。10、比拟低的烟囱，产生的抽力也一定很小。11、几座窑同时合用一个烟囱排烟，在进行烟囱计算时，烟气量和烟囱底部抽 力应取几座窑和合量才能满足排烟要求。12、可压缩气体从拉伐尔管向环境流出时，会产生拥塞效应。即气体的流速不 再随压强比的减少而增加。13、工业窑炉气体流动有什么特点？将伯努利方程应用于窑炉气体流动应注意 哪些条件？二气体伯努利方程中各项的意义是什么？基

39、准面最好选取在什么位 置？14、什么叫烟囱的抽力？设计烟囱时有哪些注意点？五、计算题1、试比拟同一水平面上的1、2、3、4、5各点压力的大小，并说明其理由。题1图题2图2、一直立的煤气管，在底部的测压管中读数为hl = 100mmH20,在H = 20m高处 测得h2 = 115mmH20。管外空气的重度Y a=12. 64N/m3,求管中静止煤气的重度。3、管道末端装一喷嘴，管道和喷嘴直径分别为D=100mm和d = 30mm,如通过 的流量为0.02m3/s,不计水流过喷嘴的阻力，求截面1处的压力。4、水管直径50mm,末端的阀门关闭时，压力表读数为21kN/m2,阀门翻开后读 数降至5.

40、5kN/m2,如不计管中的压头损失，求通过的流量。5、用水银压差计测量水管中的点速度u,如读数Ah = 60mm,求该点流速。题3图题5图6、水沿管线下流，假设压力计的读数相同，求需要的小管直径dO,不计损失。题24图题6图27、水由图中的喷口流出，喷口直径d = 75mni,不计损失，计算H值(以m计)和p值(以kN/m2计)o8、水流经变截面管道，细管直径dl,粗管直径d2 = 2dl,试问哪个截面的 雷诺数大？两截面雷诺数的比值Rel/Re2是多少？9、水管直径为50nlin, 1、2两截面相距15m,高差3m,通过流量Q=6L/s,水 银压差计读数为250nlln,试求管道的沿程阻力系

41、数。题42图题43图10、水从A水箱通过直径为10cm的孔口流入B水箱，流量系数m为0.62。设 上游水箱的水面高程Hl=3m并保持不变。求：(1)左右水面上方同为大气压力作用且B水箱中无水时，求通过孔口的流量。左右水面上方同为大气压力作用且B水箱水面高程H2=2m时，求通过孔口的 流量。(3)A箱水面压力为2000Pa, Hl=3m时，而B水箱水面压力为0, H2=2m时，求 通过孔口的流量。题10图题11图11、两水池用虹吸管连通，上下游水面水位差H=2m,管长ll=3m、12=5m、 13=4m,直径d=200mm,上游水面至管顶高度h=lm。1=0. 026、进口网 ze=10,每个弯

42、头为zb=1.5,出口 zo=L 0,求：(1)整个管路的阻抗SH； (2)虹 吸管中的流量Q。12、水箱侧壁接出一根由两段不同的管径所组成的管道。mm, mm, m,管 道的当量糙度mm,水温为oC。假设管道的出口流速m/s,求整个管路的阻抗SH； (2)水位H。题12图题13图13、如图水泵抽水系统，管长、管径单位为m,给于图中，流量m3/s,。求： 吸水管及压水管的S数。(2)求水泵所需水头。14、某一单吸单级泵，流量m3/h,扬程m,转速r/min,试求其比转数为多 少？如该泵为双吸式，应以作为比转数中的流量计算值，那么其比转数应为多 少？当该泵设计成八级泵，应以作为比转数中的扬程计算

43、值，那么比转数为多 少？15、重度kgf/m3, m,吸水面标高102m,水面为大气压，吸入管段阻力为0.79m。试求：泵轴的标高最高为多少？如此泵装在昆明地区，海拔高度为 1800mm,泵的安装位置标高应为多少？ 16、某水泵输送20的清水，流量=0.08m3/s,吸入管直径d = 200mm,吸入管 段阻力Shs=0.65m,泵的允许吸上真空度Hs=5. 5m,假设当地大气压强pa = 8mH20o试确定泵的安装高度。17、某水泵用于输送20的清水，流量Q为0. 12m3/s,吸入管径D为250nlm, 吸入管段的阻力Shs=0. 83m,制造厂提供的允许吸上真空度Hs为5m,试确定该泵的

44、几何安装高度Hg。18、热气体沿竖直管道流动，如图1.8所示，密度rh=0. 75kg/m3,外界空气密度1. 2kg/m3, I-I面动压头12Pa,H II面动压30Pa,沿程压头损失15Pa, I I面相对静压头200Pa,求气体 由上而下运动和气体由下而上运动II II的相对静压头为多少？绘出两种情况 的能量分布图。题18图题19图19、如下图，热空气在垂直等直径的管道中流动，管内平均温度为546(, 管外空气温度为0,试求：热空气自上而下流动时在截面2-2处的静压并绘出与2-2截面间的压头 转换图，1-1与2-2截面间的摩擦阻力为4Pa,截面1-1处的静压为- 40Pa；热空气自下而

45、上流动时在截面处的静压并绘出与2-2截面间的压头 转换图，2-2与1-1截面间的摩擦阻力为2Pa,截面2-2处的静压为- 100Pao1、（此题8分）两水池用虹吸管连通，上下游水面水位差H=2m,管长ll=3m、 12=5m、13=4m,直径d=200mm,上游水面至管顶高度h=lm。1=0. 026、进 网ze=10、每个弯头为zb=1.5,出口 zo=l. 0,求：整个管路的阻抗SH；虹吸管中的流量Q。1、（此题8分）水从A水箱通过直径为10cm的孔口流入B水箱，流量系数m为0. 62o设上游水箱的水面高程Hl=3m并保持不变。求：（此题共8分）（1）左右水面上方同为大气压力作用且B水箱中

46、无水时，求通过孔口的流量。左右水面上方同为大气压力作用且B水箱水面高程H2=2m时，求通过孔口的 流量。（3）A箱水面压力为2000Pa, Hl=3m时，而B水箱水面压力为0, H2=2m时，求 通过孔口的流量。1、（此题8分）水箱右侧接出一根由两段不同的管径所组成的管道。 dl=150mm、d2=75mm, l=50m,三个局部阻力系数依次是 zl=0. 5、z2=0. 375（流 速为v2）、z3=l,两个管道的沿程阻力损失分别为11=0.03、12=0.037。假设管道的出口流速v2=m/s,求：（此题共8分）整个管路的阻抗SH；（2）水位H。2、（此题4分）一水泵输送20（的清水，流量

47、=0. 08m3/s,吸入管直径d =200mm,吸入管段阻力Shs=0. 65m,泵的允许吸上真空度Hs=5. 5m,假设当地大 气压强pa=8mH20。试确定泵的安装高度。 注：允许吸上真空度的修正公式：3、（此题9分）热水管内径；外径。热水平均温度为9CTC,周围空气温度为 20,管内外表的对流辐射换热系数W/m2,管外外表的对流辐射换热系数W/nC,管壁导热系数W/nfC,管外表 面黑度。试求：（1）热水管每米长散热损失；（2）管外外表的辐射换热系数和流换热系数。2、（此题4分）某水泵用于输送2（TC的清水，流量Q为0. 12m3/s,吸入管径D 为250mm,吸入管段的阻力Shs=0

48、. 83m,制造厂提供的允许吸上真空度Hs为5m,试确定该泵的几何安装高度Hg。 当地大气压为标准大气压。3、（此题9分）某热工设备的垂直平壁厚度为0.05m,导热系数W/mt。内 部气体温度为187寸，环境温度为27七，外壁与周围环境的对流换热系数为5W/m2,辐射换热系数为6W/m2QC,热气体与内壁的总换热系数为10. 85W/m2o内部气体的吸收率等于黑度，壁面黑度。求（1）内壁温度；（2）热气体与内壁的辐射换热系数和对流换热系数。2、（此题8分）某一单吸单级泵，流量Q=45m3/h,扬程H=33. 5m,转速 n=2900r/min,试计算比转数nsp。如该泵为双吸式，应以Q/2作为比转数中的 流量计算值，那么其比转数应为多少？当该泵设计成八级泵，应H/