Đề thi môn Phương pháp phân tích đánh giá vật liệu

Nội dung text: Đề thi môn Phương pháp phân tích đánh giá vật liệu

1. ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ THI MÔN: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ VẬT LIỆU Thời gian làm bài 105 phút Sinh viên không sử dụng tài liệu I. LÝ THUYẾT: 1. Mẫu vật liệu bột nano tinh thể với kích thước hạt bột trung bình cỡ 70 nm được chụp ảnh TEM, HRTEM và EDTEM. Các ảnh này có dạng thế nào (vẽ hình)? Giải thích sự khác biệt về hình ảnh trên các ảnh chụp được? 3đ 2. Cho biết ứng dụng của các đường DTA, DDTA và TG? Cho mẫu là hỗn hợp của caolinite 0 0 (Al4[Si4O10][OH]8: mất nước ở 560 và chuyển pha cấu trúc sang dạng bền hơn ở 980 ) và thạch anh 0 (SiO2: chuyển pha cấu trúc sang dạng kém bền hơn ở 573 ). Đường TG cho m=9%. Tính hàm lượng các chất trong hỗn hợp và cho biết dạng các đường DTA, DDTA, TG có dạng thế nào (mẫu nung phân tích nhiệt đến 10000)? 3đ II BÀI TẬP: 4đ Mẫu vật liệu đa tinh thể 2 pha : pha 1 có kiểu mạng B1 pha 2 có kiểu mạng A4, thông số mạng aB1=1,1.aA4. Vạch thứ 3 theo trục 2 trên phổ XRD của mẫu trên có d=1,9å. 1. Liệt kê chỉ số 5 vạch nhiễu xạ đầu tiên theo trục 2 ? 1.5đ 2. Tính bán kính các đơn vị cấu trúc tạo nên mạng tinh thể của pha 1 biết rằng R A/RB=0,55. Tính kích thước lỗ hỗng 4 mặt và 8 mặt? 1.5đ 3. Tính bán kính đơn vị cấu trúc tạo nên mạng tinh thể của pha 2? 1đ
2. CÂU II: Ứng dụng cuả DTA, DDTA, TG: học thuộc lòng và trả bài 0 Bài tập: Al4[Si4O10][OH]8 , từ công thức ta thấy có 8H, có thể thấy ở 560 sẽ mất 4H2O và hiệu ứng ở đây là thu nhiệt (tách nứơc hoá học) Al4[Si4O10][OH]8 2Al2O3.4SiO2 +4H2O (ghi hay không phương trình này vẫn không ảnh hưởng đến điểm và kết quả tính toán) Kcao= Al4[Si4O10][OH]8/4H2O=7,17 Mcao=7,17x9=64,53% MSiO2=100-64,53=35,47% 0 SiO2 chuyển pha sang dạng kém bền hơn ở 573 : hiệu ứng thu nhiệt tại 9800 Caolinite sau khi mất nước chuyển pha sang dạng bền hơn: hiệu ứng tỏa nhiệt
3. 1 h2 k 2 l 2 2 2 (hệ lập phương) dhkl a d111 0,577aA ;d220 0,353aA ;d311 0,301aA ;d400 0,25aA ;d331 0,229aA (2) A4 4 A4 4 A4 4 A4 4 A4 4 kết hợp với (1) ta có: d111 0,635aA ;d200 0,55aA ;d220 0,388aA ;d311 0,331aA ;d222 0,317aA (1) B1 4 B1 4 B1 4 B1 4 B1 4 trong nhiễu xạ tia X các vạch sẽ có d giảm dần từ trái qua phải. Kết hợp (1) và (2) ta có 5 vạch nhiễu xạ đầu tiên theo trục hoành trên phổ XRD của mẫu là: (111)B1, (111)A4, (200)B1, (220)B1, (220)A4 2. Vạch thứ 3 trên phổ là vạch (200)B1 : d(200)B1=1,9=aB1/2 do đó aB1=3,8 å, phương xếp chặt là [100] ta có phương trình: 2RA+2RB=3,8 RA/RB=0,55 RA=0,674å; RB=1,225å Mạng là của B còn A chiếm lỗ hổng Kích thứơc lỗ khi chưa bị chiếm là Rlo 8mat=1,225x0,414=0,507å Rlo 4mat=1,225x0,225=0,275å 3. aB1=1,1aA4=3,8å do đó aA4=3,454å a 3 a 3 ta có 2r r 0.747 å 4 8