材料分析技术复习2

一、选择题

1.用来进行晶体结构分析的X 射线学分支是（ ）

A.X 射线透射学；

B.X 射线衍射学；

C.X 射线光谱学；

D.其它

2. M 层电子回迁到K 层后，多余的能量放出的特征X 射线称（ ）

A. K α；

B. K β；

C. K γ；

D. L α。

3. 当X 射线发生装置是Cu 靶，滤波片应选（ ）

A ． Cu ；B. Fe ；C. Ni ；D. Mo 。

4. 当电子把所有能量都转换为X 射线时，该X 射线波长称（ ）

A. 短波限λ0；

B. 激发限λk ；

C. 吸收限；

D. 特征X 射线

5.当X 射线将某物质原子的K 层电子打出去后，L 层电子回迁K 层，多余能量将另一个L

层电子打出核外，这整个过程将产生（ ） （多选题）

A. 光电子；

B. 二次荧光；

C. 俄歇电子；

D. （A+C ）

1.有一倒易矢量为*+*+*=*c b a g 22，与它对应的正空间晶面是（ ）。

A. （210）；

B. （220）；

C. （221）；

D. （110）；。

2.有一体心立方晶体的晶格常数是0.286nm ，用铁靶K α（λK α=0.194nm ）照射该晶体能产

生（ ）衍射线。

A. 三条； B .四条； C. 五条；D. 六条。

3.一束X 射线照射到晶体上能否产生衍射取决于（ ）。

A ．是否满足布拉格条件；

B ．是否衍射强度I ≠0；

C ．A+B ；

D ．晶体形状。

4.面心立方晶体（111）晶面族的多重性因素是（ ）。

A ．4；

B ．8；

C ．6；

D ．12。

1.最常用的X 射线衍射方法是（ ）。

A. 劳厄法；

B. 粉末多法；

C. 周转晶体法；

D. 德拜法。

2.德拜法中有利于提高测量精度的底片安装方法是（ ）。

A. 正装法；

B. 反装法；

C. 偏装法；

D. A+B 。

3.德拜法中对试样的要求除了无应力外，粉末粒度应为（ ）。

A. <325目；

B. >250目；

C. 在250-325目之间；

D. 任意大小。

4.测角仪中，探测器的转速与试样的转速关系是（ ）。

A. 保持同步1﹕1 ；

B. 2﹕1 ；

C. 1﹕2 ；

D. 1﹕0 。

5.衍射仪法中的试样形状是（ ）。

A. 丝状粉末多晶；

B. 块状粉末多晶；

C. 块状单晶；

D. 任意形状。

1.测定钢中的奥氏体含量，若采用定量X 射线物相分析，常用方法是（ ）。

A. 外标法；

B. 内标法；

C. 直接比较法；

D. K 值法。

2. X 射线物相定性分析时，若已知材料的物相可以查（ ）进行核对。

A. Hanawalt 索引；

B. Fenk 索引；

C. Davey 索引；

D. A 或B 。

3.德拜法中精确测定点阵常数其系统误差来源于（ ）。

A. 相机尺寸误差；

B. 底片伸缩；

C. 试样偏心；

D. A+B+C 。

4.材料的内应力分为三类，X 射线衍射方法可以测定（ ）。

A. 第一类应力（宏观应力）；

B. 第二类应力（微观应力）；

C. 第三类应力；

D. A+B+C 。

5.Sin 2Ψ测量应力，通常取Ψ为（ ）进行测量。

A. 确定的Ψ角；

B. 0-45o之间任意四点；

C. 0o、45o两点；

D. 0o、15o、30o、45o四点。

1.若H-800电镜的最高分辨率是0.5nm ，那么这台电镜的有效放大倍数是（ ）。

A. 1000；

B. 10000；

C. 40000；

D.600000。

2. 可以消除的像差是（ ）。

A. 球差；

B. 像散；

C. 色差；

D. A+B 。

3. 可以提高TEM 的衬度的光栏是（ ）。

A. 第二聚光镜光栏；

B. 物镜光栏；

C. 选区光栏；

D. 其它光栏。

4. 电子衍射成像时是将（）。

A. 中间镜的物平面与与物镜的背焦面重合；

B. 中间镜的物平面与与物镜的像平面重合；

C. 关闭中间镜；

D. 关闭物镜。

5.选区光栏在TEM镜筒中的位置是（）。

A. 物镜的物平面；

B. 物镜的像平面

C. 物镜的背焦面；

D. 物镜的前焦面。

1.单晶体电子衍射花样是（）。

A. 规则的平行四边形斑点；

B. 同心圆环；

C. 晕环；

D.不规则斑点。

2. 薄片状晶体的倒易点形状是（）。

A. 尺寸很小的倒易点；

B. 尺寸很大的球；

C. 有一定长度的倒易杆；

D. 倒易圆盘。

3. 当偏离矢量S<0时，倒易点是在厄瓦尔德球的（）。

A. 球面外；

B. 球面上；

C. 球面内；

D. B+C。

4. 能帮助消除180o不唯一性的复杂衍射花样是（）。

A. 高阶劳厄斑；

B. 超结构斑点；

C. 二次衍射斑；

D. 孪晶斑点。

5. 菊池线可以帮助（）。

A. 估计样品的厚度；

B. 确定180o不唯一性；

C. 鉴别有序固溶体；

D. 精确测定晶体取向。

6. 如果单晶体衍射花样是正六边形，那么晶体结构是（）。

A. 六方结构；

B. 立方结构；

C. 四方结构；

D. A或B。

1.将某一衍射斑点移到荧光屏中心并用物镜光栏套住该衍射斑点成像，这是（）。

A. 明场像；

B. 暗场像；

C. 中心暗场像；

D.弱束暗场像。

2. 当t=5s/2时，衍射强度为（）。

A.Ig=0；

B. Ig<0；

C. Ig>0；

D. Ig=Imax。

3. 已知一位错线在选择操作反射g1=（110）和g2=（111）时，位错不可见，那么它的布氏矢量是（）。

A. b=（0 -1 0）；

B. b=（1 -1 0）；

C. b=（0 -1 1）；

D. b=（0 1 0）。

4. 当第二相粒子与基体呈共格关系时，此时的成像衬度是（）。

A. 质厚衬度；

B. 衍衬衬度；

C. 应变场衬度；

D. 相位衬度。

5. 当第二相粒子与基体呈共格关系时，此时所看到的粒子大小（）。

A. 小于真实粒子大小；

B. 是应变场大小；

C. 与真实粒子一样大小；

D. 远远大于真实粒子。

1. 仅仅反映固体样品表面形貌信息的物理信号是（）。

A. 背散射电子；

B. 二次电子；

C. 吸收电子；

D.透射电子。

2. 在扫描电子显微镜中，下列二次电子像衬度最亮的区域是（）。

A.和电子束垂直的表面；

B. 和电子束成30o的表面；

C. 和电子束成45o的表面；

D. 和电子束成60o的表面。

3. 可以探测表面1nm层厚的样品成分信息的物理信号是（）。

A. 背散射电子；

B. 吸收电子；

C. 特征X射线；

D. 俄歇电子。

4. 扫描电子显微镜配备的成分分析附件中最常见的仪器是（）。

A. 波谱仪；

B. 能谱仪；

C. 俄歇电子谱仪；

D. 特征电子能量损失谱。

5. 波谱仪与能谱仪相比，能谱仪最大的优点是（）。

A. 快速高效；

B. 精度高；

C. 没有机械传动部件；

D. 价格便宜。

1.电子光谱是（）。

A、线状光谱

B、带状光谱

C、连续光谱

2.下列方法中，（）可用于测定Ag的点阵常数。

A、X射线衍射线分析

B、红外光谱

C、原子吸收光谱 D 紫外光谱子能谱

3.某薄膜(样品)中极小弥散颗粒(直径远小于1 m)的物相鉴定，可以选择（）。

A、X射线衍射线分析

B、紫外可见吸收光谱

C、差热分析

D、多功能透射电镜

4.几种高聚物组成之混合物的定性分析与定量分析，可以选择（）。

A、红外光谱

B、俄歇电子能谱

C、扫描电镜

D、扫描隧道显微镜

5.下列（）晶面属于[110]晶带。

A、（110）

B、（011）

C、（101）

D、（011）

6.某半导体的表面能带结构测定，可以选择（）。

A、红外光谱

B、透射电镜

C、X射线衍射 D 紫外光电子能谱

7.要分析铁中碳化物成分和基体中碳含量，一般应选用（）。

A、波谱仪型电子探针仪

B、能谱仪型电子探针仪

C、原子发射光谱

D、原子吸收光谱

8.要测定聚合物的熔点，可以选择（）。

A、红外光谱

B、扫描电镜

C、差热分析

D、X射线衍射

9.下列分析方法中，（）不能分析固体表面元素的含量。

A、俄歇电子能谱

B、X射线光电子能谱

C、紫外光电子能谱

10.要鉴定某混合物中的硫酸盐矿物，优先选择（）。

A、原子吸收光谱

B、原子荧光光谱

C、红外光谱

D、透射电镜

二、判断题

1.扫描电子显微镜中的物镜与透射电子显微镜的物镜一样。（）

2.扫描电子显微镜的分辨率主要取决于物理信号而不是衍射效应和球差。（）

3. 扫描电子显微镜的衬度和透射电镜一样取决于质厚衬度和衍射衬度。（）

4. 扫描电子显微镜具有大的景深，所以它可以用来进行断口形貌的分析观察。（）

5.波谱仪是逐一接收元素的特征波长进行成分分析；能谱仪是同时接收所有元素的特征X 射线进行成分分析的。（）

1.倒易矢量能唯一地代表对应的正空间晶面。（）

2.X射线衍射与光的反射一样，只要满足入射角等于反射角就行。（）

3.干涉晶面与实际晶面的区别在于：干涉晶面是虚拟的，指数间存在公约数n。（）

4.布拉格方程只涉及X射线衍射方向，不能反映衍射强度。（）

5.结构因子F与形状因子G都是晶体结构对衍射强度的影响因素。（）

1.大直径德拜相机可以提高衍射线接受分辨率，缩短暴光时间。（）

2.在衍射仪法中，衍射几何包括二个圆。一个是测角仪圆，另一个是辐射源、探测器与试样三者还必须位于同一聚焦圆。（）

3.选择小的接受光栏狭缝宽度，可以提高接受分辨率，但会降低接受强度。（）

4.德拜法比衍射仪法测量衍射强度更精确。（）

5.衍射仪法和德拜法一样，对试样粉末的要求是粒度均匀、大小适中，没有应力。（）1.要精确测量点阵常数。必须首先尽量减少系统误差，其次选高角度θ角，最后还要用直线外推法或柯亨法进行数据处理。（）

2. X射线衍射之所以可以进行物相定性分析，是因为没有两种物相的衍射花样是完全相同的。（）

3.理论上X射线物相定性分析可以告诉我们被测材料中有哪些物相，而定量分析可以告诉我们这些物相的含量有多少。（）

4.只要材料中有应力就可以用X射线来检测。（）

5.衍射仪和应力仪是相同的，结构上没有区别。（）

1.TEM的分辨率既受衍射效应影响，也受透镜的像差影响。（）

2.孔径半角α是影响分辨率的重要因素，TEM中的α角越小越好。（）

3.有效放大倍数与仪器可以达到的放大倍数不同，前者取决于仪器分辨率和人眼分辨率，后

者仅仅是仪器的制造水平。（）

4.TEM中主要是电磁透镜，由于电磁透镜不存在凹透镜，所以不能象光学显微镜那样通过凹凸镜的组合设计来减小或消除像差，故TEM中的像差都是不可消除的。（）

5.TEM的景深和焦长随分辨率Δr0的数值减小而减小；随孔径半角α的减小而增加；随放大倍数的提高而减小。（）

1.多晶衍射环和粉末德拜衍射花样一样，随着环直径增大，衍射晶面指数也由低到高。（）

2.单晶衍射花样中的所有斑点同属于一个晶带。（）

3.因为孪晶是同样的晶体沿孪晶面两则对称分布，所以孪晶衍射花样也是衍射斑点沿两则对称分布。（）

4.偏离矢量S=0时，衍射斑点最亮。这是因为S=0时是精确满足布拉格方程，所以衍射强度最大。（）

5.对于未知晶体结构，仅凭一张衍射花样是不能确定其晶体结构的。还要从不同位向拍摄多幅衍射花样，并根据材料成分、加工历史等或结合其它方法综合判断晶体结构。（）

6.电子衍射和X射线衍射一样必须严格符合布拉格方程。（）

1.实际电镜样品的厚度很小时,能近似满足衍衬运动学理论的条件,这时运动学理论能很好地解释衬度像。（）

2.厚样品中存在消光距离ξg，薄样品中则不存在消光距离ξg。（）

3.明场像是质厚衬度，暗场像是衍衬衬度。（）

4.晶体中只要有缺陷，用透射电镜就可以观察到这个缺陷。（）

5.等厚消光条纹和等倾消光条纹通常是形貌观察中的干扰，应该通过更好的制样来避免它们的出现。（）

1. 随X射线管的电压升高，λ0和λk都随之减小。（）

2. 激发限与吸收限是一回事，只是从不同角度看问题。（）

3. 经滤波后的X射线是相对的单色光。（）

4. 产生特征X射线的前提是原子内层电子被打出核外，原子处于激发状态。（）

5. 选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料，而不需要考虑厚度。（）

1.干涉指数表示的晶面并不一定是晶体中的真实原子面，即干涉指数表示的晶面上不一定

有原子分布。（）

2.倒易矢量r*HKL的基本性质为：r*HKL垂直于正点阵中相应的（HKL）晶面，其长度r*HKL

等于(HKL)之晶面间距d HKL的倒数。（）

3.二次电子像的分辨率比背散射电子像的分辨率高。（）

4.一束X射线照射一个原子列（一维晶体），只有镜面反射方向上才有可能产生衍射。（）

5.低能电子衍射（LEED）适合于分析所有固体样品的表面结构。（）

6.俄歇电子能谱适合于分析所有固体样品的表面化学成分。（）

7.X射线光电子能谱可用于固体表面元素的定性、定量和化学状态分析。（）

8.d-d跃迁和f-f跃迁受配位体场强度大小的影响都很大。（）

9.分子的振-转光谱是连续光谱。（）

10. 无论测试条件如何，同一样品的差热分析曲线都应是相同的。（）

三、填空题

1. 当X射线管电压超过临界电压就可以产生X射线和X射线。

2. X射线与物质相互作用可以产生、、、、

、、、。

3. 经过厚度为H的物质后，X射线的强度为。

4. X射线的本质既是也是，具有性。

5. 短波长的X射线称，常用于；长波长的X射线称

，常用于。

1.倒易矢量的方向是对应正空间晶面的；倒易矢量的长度等于对应。

2.只要倒易阵点落在厄瓦尔德球面上，就表示该满足条件，能产生。

3.影响衍射强度的因素除结构因素、晶体形状外还

有，，，。

4.考虑所有因素后的衍射强度公式为，对于粉末多

晶的相对强度为。

5.结构振幅用表示，结构因素用表示，结构因素=0时没有衍射我们称

或。对于有序固溶体，原本消光的地方会出现。

1.在粉末多晶衍射的照相法中包括、和。

2.德拜相机有两种，直径分别是和Φ mm。测量θ角时，底片上每毫米对应o

和o。

3.衍射仪的核心是测角仪圆，它由、和共同组成。

4.可以用作X射线探测器的有、和等。

5.影响衍射仪实验结果的参数有、和等。

6.在Δθ一定的情况下，θ→o，Δsinθ→；所以精确测定点阵常数应选择θ。

7.X射线物相分析包括和，而更常用更广泛。

8.第一类应力导致X射线衍射线；第二类应力导致衍射线；第三类应力导

致衍射线。

9.X射线测定应力常用仪器有和，常用方法有和。

10.X射线物相定量分析方法有、、等。

11.TEM中的透镜有两种，分别是和。

12.TEM中的三个可动光栏分别是位于，位

于，位于。

13.TEM成像系统由、和组成。

14.TEM的主要组成部分是、和观；辅助部分

由、和组成。

15.电磁透镜的像差包括、和。

16.电子衍射和X射线衍射的不同之处在于不同、不同，以及

不同。

17.电子衍射产生的复杂衍射花样是、、、

和。

18.偏离矢量S的最大值对应倒易杆的长度，它反映的是θ角布拉格方程的程度。

19.单晶体衍射花样标定中最重要的一步是。

20.二次衍射可以使密排六方、金刚石结构的花样中在产生衍射花样，但

体心立方和面心立方结构的花样中。

21.运动学理论的两个基本假设是和。

22.对于理想晶体，当或连续改变时衬度像中会出现

或。

23.对于缺陷晶体，缺陷衬度是由缺陷引起的导致衍射波振幅增加了一

个，但是若=2π的整数倍时，缺陷也不产生衬度。24.一般情况下，孪晶与层错的衬度像都是平行，但孪晶的平行线，而层错

的平行线是的。

25.实际的位错线在位错线像的，其宽度也大大小于位错线像的宽度，这是因为位错

线像的宽度是宽度。

26.电子束与固体样品相互作用可以产生

、、、、、等物理信号。

27.扫描电子显微镜的放大倍数是的扫描宽度与的扫描宽度的比值。在

衬度像上颗粒、凸起的棱角是衬度，而裂纹、凹坑则是衬度。

28.分辨率最高的物理信号是为 nm，分辨率最低的物理信号是为

nm以上。

29.电子探针包括和两种仪器。

30.扫描电子显微镜可以替代进行材料观察，也可以对进行

分析观察。

31.电磁波谱可分为（）、（）和（）3个部分。

32.光谱分析方法是基于电磁辐射与材料相互作用产生的特征光谱波长与强度进行材料分

析的方法。吸收光谱与发射光谱按发生作用的物质微粒不同可分为（）光谱和（）光谱等。

33.X射线等谱域的辐射照射晶体，电子是散射基元。晶体中的电子散射包括（）和（）

两种。

34.电子束与固体物质（样品）相互作用可能产生的信息主要有（）（）、（）

和（）。

35.单晶体X射线衍射分析的基本方法为（）和（）。

36.电子能谱分析法是基于电磁辐射或运动实物粒子照射或轰击材料产生的电子能谱进行

材料分析的方法，最常用的主要有（）、（）和（）三种。

37.红外辐射与物质相互作用产生红外吸收光谱，必须有分子偶极矩的变化。只有发生偶极

矩变化的分子振动，才能引起可观测到的红外吸收光谱带，称这种分子振动为（），反之则称为（）。

38.电子透镜有（）和（）两种类型。

39.透射电镜的两种基本操作是（）和（）。

40.紫外光电子能谱、原子吸收光谱、波谱仪、差示扫描量热法的英文字母缩写分别是

（）、（）、（）、（）。

材料分析测试技术-习题

第一章 1．什么是连续X射线谱？为什么存在短波限λ0？ 答：对X射线管施加不同的电压，再用适当的方法去测量由X射线管发出的X射线的波长和强度，便会得到X射线强度与波长的关系曲线，称之为X射线谱。在管电压很低，小于20kv时的曲线是连续的，称之为连续谱。大量能量为eV的自由电子与靶的原子整体碰撞时，由于到达靶的时间和条件不同，绝大多数电子要经过多次碰撞，于是产生一系列能量为hv的光子序列，形成连续的X射线谱，按照量子理论观点，当能量为eV的电子与靶的原子整体碰撞时，电子失去自己的能量，其中一部分以光子的形式辐射出去，在极限情况下，极少数的电子在一次碰撞中将全部的能量一次性转化为一个光量子，这个光量子具有最高的能量和最短的波长，即λ0。 2.什么是特征X射线？它产生的机理是什么？为什么存在激发电压Vk？ 答：当X射线管电压超过某个临界值时，在连续谱的某个波长处出现强度峰，峰窄而尖锐，这些谱线之改变强度，而峰位置所对应的波长不便，即波长只与靶的原子序数有关，与电压无关，因为这种强度峰的波长反映了物质的原子序数特征，故称为特征X射线，由特征X射线构成的X射线谱叫做特征X射线谱。 它的产生是与阳极靶物质的原子结构紧密相关当外来的高速粒子（电子或光子）的动能足够大时，可以将壳层中的某个电子击出，或击到原子系统之外，击出原子内部的电子形成逸出电子，或使这个电子填补到未满的高能级上。于是在原来位置出现空位，原子系统处于激发态，高能级的电子越迁到该空位处，同时将多余的能量e=hv=hc/λ释放出来，变成光电子而成为德特征X射线。 由于阴极射来的电子欲击出靶材的原子内层电子，比如k层电子，必须使其动能大于k 层电子与原子核的结合能Ek或k层的逸出功Wk。即有eV k=1/2mv2〉-Ek=Wk，故存在阴极电子击出靶材原子k电子所需要的临界激发电压Vk。 3、X射线与物质有哪些互相作用？ 答;X射线的散射：相干散射，非相干散射 X射线的吸收：二次特征辐射（当入射X射线的能量足够大时，会产生二次荧光辐射）； 光电效应：这种以光子激发原子所产生的激发和辐射过程；俄歇效应：当内层电子被击出成为光电子，高能级电子越迁进入低能级空位，同时产生能量激发高层点成为光电子。 4、线吸收系数μl和质量吸收系数μm的含义 答：线吸收系数μl：在X射线的传播方向上，单位长度的X射线强度衰减程度[cm-1]（强度为I的入射X射线在均匀物质内部通过时，强度的衰减率与在物质内通过的距离x成正步-dI/I=μdx，强度的衰减与物质内通过的距离x成正比）。与物质种类、密度、波长有关。质量吸收系数μm：他的物理意义是单位重量物质对X射线的衰减量，μ/P=μm[cm2/g]与物质密度和物质状态无关，而与物质原子序数Z和μm=kλ3Z3，X射线波长有关。 5、什么是吸收限？为什么存在吸收限？ 答：1）当入射光子能量hv刚好击出吸收体的k层电子，其对应的λk为击出电子所需要的入射光的最长波长，在光电效应产生的条件时，λk称为k系激发限，若讨论X射线的被物质吸收时，λk又称为吸收限。 当入射X射线，刚好λ=λk时，入射X射线被强烈的吸收。当能量增加，即入射λ〉λk时，吸收程度小。

材料现代分析方法试题及答案1

一、单项选择题（每题 2 分，共10 分） 3．表面形貌分析的手段包括【 d 】 （a）X 射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）(b) SEM 和透射电镜（TEM） (c) 波谱仪（WDS）和X 射线光电子谱仪（XPS）(d) 扫描隧道显微镜（STM）和 SEM 4．透射电镜的两种主要功能：【b 】 （a）表面形貌和晶体结构（b）内部组织和晶体结构 （c）表面形貌和成分价键（d）内部组织和成分价键 二、判断题（正确的打√，错误的打×，每题2 分，共10 分） 1．透射电镜图像的衬度与样品成分无关。（×）2．扫描电镜的二次电子像的分辨率比背散射电子像更高。（√）3．透镜的数值孔径与折射率有关。（√）4．放大倍数是判断显微镜性能的根本指标。（×）5．在样品台转动的工作模式下，X射线衍射仪探头转动的角速度是样品转动角 速度的二倍。（√） 三、简答题（每题5 分，共25 分） 1. 扫描电镜的分辨率和哪些因素有关？为什么? 和所用的信号种类和束斑尺寸有关，因为不同信号的扩展效应不同，例如二次电子产生的区域比背散射电子小。束斑尺寸越小，产生信号的区域也小，分辨率就高。 1．透射电镜中如何获得明场像、暗场像和中心暗场像？ 答：如果让透射束进入物镜光阑，而将衍射束挡掉，在成像模式下，就得到明场象。如果把物镜光阑孔套住一个衍射斑，而把透射束挡掉，就得到暗场像，将入射束倾斜，让某一衍射束与透射电镜的中心轴平行，且通过物镜光阑就得到中心暗场像。 2．简述能谱仪和波谱仪的工作原理。 答：能量色散谱仪主要由Si(Li)半导体探测器、在电子束照射下，样品发射所含元素的荧光标识X 射线，这些X 射线被Si(Li)半导体探测器吸收，进入探测器中被吸收的每一个X 射线光子都使硅电离成许多电子—空穴对，构成一个电流脉冲，经放大器转换成电压脉冲，脉冲高度与被吸收的光子能量成正比。最后得到以能量为横坐标、强度为纵坐标的X 射线能量色散谱。 在波谱仪中，在电子束照射下，样品发出所含元素的特征x 射线。若在样品上方水平放置一块具有适当晶面间距 d 的晶体，入射X 射线的波长、入射角和晶面间距三者符合布拉格方程时，这个特征波长的X 射线就会发生强烈衍射。波谱仪利用晶体衍射把不同波长的X 射线分开，即不同波长的X 射线将在各自满足布拉格方程的2θ方向上被检测器接收，最后得到以波长为横坐标、强度为纵坐标的X射线能量色散谱。 3．电子束与试样物质作用产生那些信号？说明其用途。 （1）二次电子。当入射电子和样品中原子的价电子发生非弹性散射作用时会损失其部分能量(约30～50 电子伏特)，这部分能量激发核外电子脱离原子，能量大于材料逸出功的价电子可从样品表面逸出，变成真空中的自由电子，即二次电子。二次电子对试样表面状态非常敏感，能有效地显示试样表面的微观形貌。 （2）背散射电子。背散射电子是指被固体样品原子反射回来的一部分入射电子。既包括与样品中原子核作用而形成的弹性背散射电子，又包括与样品中核外电子作用而形成的非弹性散射电子。利用背反射电子作为成像信号不仅能分析形貌特征，也可以用来显示原子序数衬度，进行定性成分分析。 （3）X 射线。当入射电子和原子中内层电子发生非弹性散射作用时也会损失其部分能量(约

材料现代分析方法练习题及答案

8. 什么是弱束暗场像？与中心暗场像有何不同？试用Ewald图解说明。 答：弱束暗场像是通过入射束倾斜，使偏离布拉格条件较远的一个衍射束通过物镜光阑，透射束和其他衍射束都被挡掉，利用透过物镜光阑的强度较弱的衍射束成像。 与中心暗场像不同的是，中心暗场像是在双光束的条件下用的成像条件成像，即除直射束外只有一个强的衍射束，而弱束暗场像是在双光阑条件下的g/3g的成像条件成像，采用很大的偏离参量s。中心暗场像的成像衍射束严格满足布拉格条件，衍射强度较强，而弱束暗场像利用偏离布拉格条件较远的衍射束成像，衍射束强度很弱。采用弱束暗场像，完整区域的衍射束强度极弱，而在缺陷附近的极小区域内发生较强的反射，形成高分辨率的缺陷图像。图：PPT透射电子显微技术1页 10. 透射电子显微成像中，层错、反相畴界、畴界、孪晶界、晶界等衍衬像有何异同？用什么办法及根据什么特征才能将它们区分开来？ 答：由于层错区域衍射波振幅一般与无层错区域衍射波振幅不同，则层错区和与相邻区域形成了不同的衬度，相应地出现均匀的亮线和暗线，由于层错两侧的区域晶体结构和位相相同，故所有亮线和暗线的衬度分别相同。层错衍衬像表现为平行于层错面迹线的明暗相间的等间距条纹。 孪晶界和晶界两侧的晶体由于位向不同，或者还由于点阵类型不同，一边的晶体处于双光束条件时，另一边的衍射条件不可能是完全相同的，也可能是处于无强衍射的情况，就相当于出现等厚条纹，所以他们的衍衬像都是间距不等的明暗相间的条纹，不同的是孪晶界是一条直线，而晶界不是直线。 反相畴界的衍衬像是曲折的带状条纹将晶粒分隔成许多形状不规则的小区域。 层错条纹平行线直线间距相等 反相畴界非平行线非直线间距不等 孪晶界条纹平行线直线间距不等 晶界条纹平行线非直线间距不等 11.什么是透射电子显微像中的质厚衬度、衍射衬度和相位衬度。形成衍射衬度像和相位衬度像时，物镜在聚焦方面有何不同？为什么？ 答：质厚衬度：入射电子透过非晶样品时，由于样品不同微区间存在原子序数或厚度的差异，导致透过不同区域落在像平面上的电子数不同，对应各个区域的图像的明暗不同，形成的衬度。 衍射衬度：由于样品中的不同晶体或同一晶体中不同部位的位向差异导致产生衍射程度不同而形成各区域图像亮度的差异，形成的衬度。 相位衬度：电子束透过样品，试样中原子核和核外电子产生的库伦场导致电子波的相位发生变化，样品中不同微区对相位变化作用不同，把相应的相位的变化情况转变为相衬度，称为相位衬度。 物镜聚焦方面的不同：透射电子束和至少一个衍射束同时通过物镜光阑成像时，透射束和衍射束相互干涉形成反应晶体点阵周期的条纹成像或点阵像或结构物象，这种相位衬度图像的形成是透射束和衍射束相干的结果，而衍射衬度成像只用透射束或者衍射束成像。

《材料分析测试技术》试卷(答案)

《材料分析测试技术》试卷（答案） 一、填空题：（20分，每空一分） 1. X射线管主要由阳极、阴极、和窗口构成。 2. X射线透过物质时产生的物理效应有：散射、光电效应、透射X射线、和热。 3. 德拜照相法中的底片安装方法有：正装、反装和偏装三种。 4. X射线物相分析方法分：定性分析和定量分析两种；测钢中残余奥氏体的直接比较法就属于其中的定量分析方法。 5. 透射电子显微镜的分辨率主要受衍射效应和像差两因素影响。 6. 今天复型技术主要应用于萃取复型来揭取第二相微小颗粒进行分析。 7. 电子探针包括波谱仪和能谱仪成分分析仪器。 8. 扫描电子显微镜常用的信号是二次电子和背散射电子。 二、选择题：（8分，每题一分） 1. X射线衍射方法中最常用的方法是（ b ）。 a．劳厄法；b．粉末多晶法；c．周转晶体法。 2. 已知X光管是铜靶，应选择的滤波片材料是（b）。 a．Co ；b. Ni ；c. Fe。 3. X射线物相定性分析方法中有三种索引，如果已知物质名时可以采用（c ）。 a．哈氏无机数值索引；b. 芬克无机数值索引；c. 戴维无机字母索引。 4. 能提高透射电镜成像衬度的可动光阑是（b）。 a．第二聚光镜光阑；b. 物镜光阑；c. 选区光阑。 5. 透射电子显微镜中可以消除的像差是（ b ）。 a．球差；b. 像散；c. 色差。 6. 可以帮助我们估计样品厚度的复杂衍射花样是（a）。 a．高阶劳厄斑点；b. 超结构斑点；c. 二次衍射斑点。 7. 电子束与固体样品相互作用产生的物理信号中可用于分析1nm厚表层成分的信号是（b）。 a．背散射电子；b.俄歇电子；c. 特征X射线。 8. 中心暗场像的成像操作方法是（c）。 a．以物镜光栏套住透射斑；b．以物镜光栏套住衍射斑；c．将衍射斑移至中心并以物镜光栏套住透射斑。 三、问答题：（24分，每题8分） 1.X射线衍射仪法中对粉末多晶样品的要求是什么？ 答：X射线衍射仪法中样品是块状粉末样品，首先要求粉末粒度要大小 适中，在1um-5um之间；其次粉末不能有应力和织构；最后是样品有一 个最佳厚度（t =

材料分析测试技术复习题 附答案

材料分析测试技术复习题 【第一至第六章】 1.X射线的波粒二象性 波动性表现为： －以波动的形式传播，具有一定的频率和波长 －波动性特征反映在物质运动的连续性和在传播过程中发生的干涉、衍射现象 粒子性突出表现为： －在与物质相互作用和交换能量的时候 －X射线由大量的粒子流(能量E、动量P、质量m)构成，粒子流称为光子－当X射线与物质相互作用时，光子只能整个被原子或电子吸收或散射 2.连续x射线谱的特点，连续谱的短波限 定义：波长在一定范围连续分布的X射线，I和λ构成连续X射线谱 λ∞，波?当管压很低（小于20KV 时），由某一短波限λ 0开始直到波长无穷大长连续分布 ?随管压增高，X射线强度增高，连续谱峰值所对应的波长（1.5 λ 0处)向短波端移动 ?λ 0 正比于1/V, 与靶元素无关 ?强度I：由单位时间内通过与X射线传播方向垂直的单位面积上的光量子数的能量总和决定（粒子性观点描述）

?单位时间通过垂直于传播方向的单位截面上的能量大小，与A2成正比（波动性观点描述） 短波限:对X射线管施加不同电压时，在X射线的强度I 随波长λ变化的关系曲线中，在各种管压下的连续谱都存在一个最短的波长值λ0，称为短波限。 3.连续x射线谱产生机理 【a】.经典电动力学概念解释： 一个高速运动电子到达靶面时，因突然减速产生很大的负加速度，负加速度引起周围电磁场的急剧变化，产生电磁波，且具有不同波长，形成连续X射线谱。 【b】.量子理论解释： * 电子与靶经过多次碰撞，逐步把能量释放到零，同时产生一系列能量为hυi的光子序列，形成连续谱 * 存在ev=hυmax，υmax=hc/ λ0, λ0为短波限，从而推出λ0＝1.24/ V （nm) （V为电子通过两极时的电压降，与管压有关）。 * 一般ev≥h υ,在极限情况下，极少数电子在一次碰撞中将全部能量一次性转化为一个光量子 4.特征x射线谱的特点 对于一定元素的靶，当管压小于某一限度时，只激发连续谱，管压增高，射线谱曲线只向短波方向移动，总强度增高，本质上无变化。 当管压超过某一临界值后，在连续谱某几个特定波长的地方，强度突然显著

《材料分析技术》复习提纲.doc

第1章X射线物理学基础 1.1895年德国物理学家伦多在研究阴极射线吋，发现了种新的射线，简称为X射线,又称为伦琴射线。 2.X射线是如何产生的？高速运动的屯子被物质阻止时，伴随电子动能的消失与转换，从而产生X射线。 3.X射线产生的4个条件是什么？（X射线发生装置的基本原理是什么？） а.产生自由电子的电子源，b.阳极靶，c.阴极和阳极间施加高电压，d.阴阳极置于高真空屮。 4.X射线的波长范围是多少？软、硬X射线如何区分？ X射线的波长范围是0.001?10nm,波长短的X射线称为硬X射线,波长长的X射线称为软X射线。 б.连续X射线谱具有哪3个实验规律？（P2） a）当增加X射线管压时，各种波长射线的相对强度一致增高，最大强度X射线的波长爲和短波限弘变小。 b）当管压保持恒定时，增加管流，各种波长X射线的相对强度一致增高，但大强度X射线的波长心和短波限心保持不变。c）当改变阳极靶元素时，各种波长的相对强度随靶元素的原子序数增加而增加。 7.简述管压、管流和阳极靶材元素对连续X射线波长的影响。 a）当增加X射线管压时，各种波长射线的相对强度一致增高，最大强度X射线的波长心和短波限心变小。 b）当管压保持恒定时，增加管流，各种波长X射线的相对强度一致增高，但大强度X射线的波长爲和短波限d 保持不变。c）当改变阳极靶元素时，各种波长的相对强度随靶元素的原子序数增加而增加。 &特征X射线是如何产生的？ 对一定元素的靶材，当管电压超过某一临界值V激后，X射线的强度分布曲线会产生显著的变化，即在连续X 射线谱某几个特定波长的地方，强度显著地增人。由于这些波长反映了靶材料的特征，因此称为特征X射线。 9.特征X射线的波长取决于什么？取决于阳极靶的原了序数。 10.特征X射线具有哪3个实验规律？ a）特征X射线产生的必要条件是管压超过激发电压。 b）每个特征谱线对应于一个特定的波长，不同阳极靶元素的特征波长不同。 c）不同阳极靶元索的原子序数与特征波长之间的关系一一对应，符合莫塞莱定律。 12. X射线在晶体中发生散射的基本单元是虹。 第2章X射线运动学衍射理论 2.衍射和反射有哪3个方面的区别？ a）X射线是入射线在晶体屮所经过路程上的所有原子散射波干涉的结果；而发射是在物体的极表面层上产生, 仅发生在两种介质的界面上。 b）单色X射线的衍射只有在满足布拉格定律的若干个角度上产生；而可见光的反射可以在任意角度产生。 c）X射线的衍射效率很低，而可见光反射的效率很高。 3.X射线的入射线与反射线的夹角永远都是200 5.布拉格方程的表示式是 6.布拉格方程在X射线衍射中有哪两方面的实验用途？a.计算晶面间距，b.计算未知X射线的波长。 &倒易点阵是一种虚拟点阵。 9.正点阵中某一基矢的模越大，则倒易点阵中相应的基矢模越小。 11.在X射线衍射中，系统消光指的是因原子在晶体中位置不同或原子种类不同而引起的某些方向上的衍射线消失的现象。 12.在X射线衍射中，结构因子的含义包括三个层次：a）一个电子对X射线的散射，b）一个原子对X射线的散射，c）一个晶胞对X射线的散射。 第3章X射线衍射方法 2.在倒易点阵中，单晶中某组平行晶面对应于一个倒易点。 4.X射线衍射法中粉末粒度会产生怎样的影响？ 在X射线衍射中，如果粉末的粒度太犬，则因参与反射的晶粒数目减小而使衍射线呈不连续的斑点。如粒度太细，则使衍射条变宽。 第4章多晶体的物相分析 1?何谓X射线衍射的物相分析？

(完整版)材料分析测试技术部分课后答案

材料分析测试技术部分课后答案 太原理工大学材料物理0901 除夕月 1-1 计算0.071nm(MoKα)和0.154nm(CuKα)的X-射线的振动频率和能量。 ν=c/λ=3*108/(0.071*10-9)=4.23*1018S-1 E=hν=6.63*10-34*4.23*1018=2.8*10-15 J ν=c/λ=3*108/(0. 154*10-9)=1.95*1018S-1 E=hν=6.63*10-34*2.8*1018=1.29*10-15 J 1-2 计算当管电压为50kV时，电子在与靶碰撞时的速度与动能以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大动能. E=eV=1.602*10-19*50*103=8.01*10-15 J λ=1.24/50=0.0248 nm E=8.01*10-15 J(全部转化为光子的能量) V=(2eV/m)1/2=(2*8.01*10-15/9.1*10-31)1/2=1.32*108m/s 1-3分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？ （1）用CuKαX射线激发CuKα荧光辐射； （2）用CuKβX射线激发CuKα荧光辐射；

（3）用CuKαX射线激发CuLα荧光辐射。 答：根据经典原子模型，原子内的电子分布在一系列量子化的壳层上，在稳定状态下，每个壳层有一定数量的电子，他们有一定的能量。最内层能量最低，向外能量依次增加。 根据能量关系，M、K层之间的能量差大于L、K成之间的能量差，K、L层之间的能量差大于M、L层能量差。由于释放的特征谱线的能量等于壳层间的能量差，所以K?的能量大于Ka 的能量，Ka能量大于La的能量。 因此在不考虑能量损失的情况下： CuKa能激发CuKa荧光辐射；（能量相同） CuK?能激发CuKa荧光辐射；（K?>Ka） CuKa能激发CuLa荧光辐射；（Ka>la） 1-4 以铅为吸收体，利用MoKα、RhKα、AgKαX射线画图，用图解法证明式（1-16）的正确性。（铅对于上述Ⅹ射线的质量吸收系数分别为122.8，84.13，66.14 cm2／g）。再由曲线求出铅对应于管电压为30 kv条件下所发出的最短波长时质量吸收系数。 解：查表得 以铅为吸收体即Z=82 Kαλ3 λ3Z3 μm Mo 0.714 0.364 200698 122.8 Rh 0.615 0.233 128469 84.13 Ag 0.567 0.182 100349 66.14 画以μm为纵坐标，以λ3Z3为横坐标曲线得K≈8.49×10-4，可见下图 铅发射最短波长λ0＝1.24×103/V＝0.0413nm λ3Z3＝38.844×103 μm = 33 cm3/g 1-5. 计算空气对CrKα的质量吸收系数和线吸收系数（假设空气中只有质量分数80％的氮和质量分数20％的氧，空气的密度为1.29×10-3g／cm3）。 解：μm=0.8×27.7＋0.2×40.1=22.16+8.02=30.18（cm2/g） μ=μm×ρ=30.18×1.29×10-3=3.89×10-2 cm-1 1-6. 为使CuKα线的强度衰减1／2，需要多厚的Ni滤波片？（Ni的密度为8.90g／cm3）。1-7. CuKα1和CuKα2的强度比在入射时为2：1，利用算得的Ni滤波片之后其比值会有什么变化？ 解：设滤波片的厚度为t 根据公式I/ I0=e-Umρt；查表得铁对CuKα的μm＝49.3（cm2/g）,有：1/2=exp(-μmρt) 即t=-(ln0.5)/ μmρ=0.00158cm 根据公式：μm=Kλ3Z3，CuKα1和CuKα2的波长分别为：0.154051和0.154433nm ，所以μm=K

现代材料分析方法试题及答案

1. X射线衍射的几何条件是d、θ、λ必须满足什么公式？写出数学表达式，并说明d、θ、λ的意义。（5分）答：. X射线衍射的几何条件是d、θ、λ必须满足布拉格公式。（1分）其数学表达式：2dsinθ=λ（1分）其中d是晶体的晶面间距。（1分）θ是布拉格角，即入射线与晶面间的交角。（1分）λ是入射X 射线的波长。（1分） 4. 二次电子是怎样产生的？其主要特点有哪些？二次电子像主要反映试样的什么特征？用什么衬度解释？该衬度的形成主要取决于什么因素？（6分） 答：二次电子是单电子激发过程中被入射电子轰击出的试样原子核外电子。（1分） 二次电子的主要特征如下： （1）二次电子的能量小于50eV，主要反映试样表面10nm层内的状态，成像分辨率高。（1分） （2）二次电子发射系数δ与入射束的能量有关，在入射束能量大于一定值后，随着入射束能量的增加，二次电子的发射系数减小。（1分） （3）二次电子发射系数δ和试样表面倾角θ有关：δ(θ)=δ0/cosθ（1分） （4）二次电子在试样上方的角分布，在电子束垂直试样表面入射时，服从余弦定律。（1分） 二此电子像主要反映试样表面的形貌特征，用形貌衬度来解释，形貌衬度的形成主要取决于试样表面相对于入射电子束的倾角。（1分） 2. 布拉格角和衍射角： 布拉格角：入射线与晶面间的交角，（1.5 分） 衍射角：入射线与衍射线的交角。（1.5 分） 3. 静电透镜和磁透镜： 静电透镜：产生旋转对称等电位面的电极装置即为静电透镜，（1.5 分） 磁透镜：产生旋转对称磁场的线圈装置称为磁透镜。（1.5 分） 4. 原子核对电子的弹性散射和非弹性散射： 弹性散射：电子散射后只改变方向而不损失能量，（1.5 分） 非弹性散射：电子散射后既改变方向也损失能量。（1.5 分） 二、填空（每空1 分，共20 分） 1. X 射线衍射方法有劳厄法、转晶法、粉晶法和衍射仪法。 2.扫描仪的工作方式有连续扫描和步进扫描两种。 3. 在X 射线衍射物相分析中，粉末衍射卡组是由粉末衍射标准联合 委员会编制，称为JCPDS 卡片，又称为PDF 卡片。 4. 电磁透镜的像差有球差、色差、轴上像散和畸变。 5.透射电子显微镜的结构分为光学成像系统、真空系统和电气系统。 1. X射线管中，焦点形状可分为点焦点和线焦点，适合于衍射仪工作的是线焦点。 2. 在X 射线物象分析中，定性分析用的卡片是由粉末衍射标准联合委员会编制，称为JCPDS 卡片，又称为PDF(或ASTM) 卡片。 3. X射线衍射方法有劳厄法、转晶法、粉晶法和衍射仪法。 4. 电磁透镜的像差有球差、色差、轴上像散和畸变。 5. 电子探针是一种显微分析和成分分析相结合的微区分析。 二、选择题（多选、每题4 分） 1. X射线是（ A D ） A. 电磁波； B. 声波； C. 超声波； D. 波长为0.01~1000?。 2. 方程2dSinθ=λ叫（ A D ） A. 布拉格方程； B. 劳厄方程； C. 其中θ称为衍射角； D. θ称为布拉格角。

材料分析报告测试方法复习题

材料分析测试方法复习题 第一部分 简答题： 1. X射线产生的基本条件 答：①产生自由电子； ②使电子做定向高速运动； ③在电子运动的路径上设置使其突然减速的障碍物。 2. 连续X射线产生实质 答：假设管电流为10mA，则每秒到达阳极靶上的电子数可达6.25x10（16）个，如此之多的电子到达靶上的时间和条件不会相同，并且绝大多数达到靶上的电子要经过多次碰撞，逐步把能量释放到零，同时产生一系列能量为hv（i）的光子序列，这样就形成了连续X射线。 3. 特征X射线产生的物理机制 答：原子系统中的电子遵从刨利不相容原理不连续的分布在K、L、M、N等 不同能级的壳层上，而且按能量最低原理从里到外逐层填充。当外来的高速度的粒子动能足够大时，可以将壳层中某个电子击出去，于是在原来的位置出现空位，原子系统的能量升高，处于激发态，这时原子系统就要向低能态转化，即向低能级上的空位跃迁，在跃迁时会有一能量产生，这一能量以光子的形式辐射出来，即特征X射线。 4. 短波限、吸收限

答：短波限：X射线管不同管电压下的连续谱存在的一个最短波长值。 吸收限：把一特定壳层的电子击出所需要的入射光最长波长。 5. X射线相干散射与非相干散射现象 答：相干散射：当X射线与原子中束缚较紧的内层电子相撞时，电子振动时向四周发射电磁波的散射过程。 非相干散射：当X射线光子与束缚不大的外层电子或价电子或金属晶体中的自由电子相撞时的散射过程。 6. 光电子、荧光X射线以及俄歇电子的含义 答：光电子：光电效应中由光子激发所产生的电子（或入射光量子与物质原子中电子相互碰撞时被激发的电子）。 荧光X射线：由X射线激发所产生的特征X射线。 俄歇电子：原子外层电子跃迁填补内层空位后释放能量并产生新的空位，这些能量被包括空位层在内的临近原子或较外层电子吸收，受激发逸出原子的电子叫做俄歇电子。 7. X射线吸收规律、线吸收系数 答：X射线吸收规律：强度为I的特征X射线在均匀物质内部通过时，强度的衰减与在物质内通过的距离x成比例，即-dI/I=μdx 。 线吸收系数：即为上式中的μ，指在X射线传播方向上，单位长度上的X射线强弱衰减程度。 8. 晶面及晶面间距

材料现代分析方法复习题

材料分析方法习题 一、选择题 1. M层电子回迁到K层后，多余的能量放出的特征X射线称（ B ） A. Kα； B. Kβ； C. Kγ； D. Lα。 2. 当X射线发生装置是Cu靶，滤波片应选（ C ） A． Cu；B. Fe；C. Ni；D. Mo。 3. 当电子把所有能量都转换为X射线时，该X射线波长称（ A ） A. 短波限λ0； B. 激发限λk； C. 吸收限； D. 特征X射线 4.当X射线将某物质原子的K层电子打出去后，L层电子回迁K层，多余能量将另一个L层电子打出核外，这整个过程将产生（ D ） A. 光电子； B. 二次荧光； C. 俄歇电子； D. （A+C） 5.最常用的X射线衍射方法是（ B ）。 A. 劳厄法； B. 粉末法； C. 周转晶体法； D. 德拜法。 6.射线衍射方法中，试样为单晶体的是（D ） A、劳埃法 B、周转晶体法 C、平面底片照相法 D、 A和B 7.晶体属于立方晶系，一晶面截x轴于a/2、y轴于b/3、z轴于c/4，则该晶面的指标为（ B） A、(364) B、(234) C、(213) D、(468) 8.立方晶系中，指数相同的晶面和晶向（B ） A、相互平行 B、相互垂直 C、成一定角度范围 D、无必然联系 9.晶面指数（111）与晶向指数（111）的关系是（ C ）。 A. 垂直； B. 平行； C. 不一定。 10.在正方晶系中，晶面指数{100}包括几个晶面（ B ）。 A. 6； B. 4； C. 2 D. 1；。 11.用来进行晶体结构分析的X射线学分支是（ B ） A.X射线透射学； B.X射线衍射学； C.X射线光谱学； D.其它 12、对于简单点阵结构的晶体，系统消光的条件是（ A ） A、不存在系统消光 B、h+k为奇数 C、h+k+l为奇数 D、h、k、l为异性数 13、立方晶系{100}晶面的多重性因子为（ D ） A、2 B、3 C、4 D、6 14、洛伦兹因子中，第一几何因子反映的是（ A ） A、晶粒大小对衍射强度的影响 B、参加衍射晶粒数目对衍射强度的影响 C、衍射线位置对衍射强度的影响 D、试样形状对衍射强度的影响 15、洛伦兹因子中，第二几何因子反映的是（ B ） A、晶粒大小对衍射强度的影响 B、参加衍射晶粒数目对衍射强度的影响 C、衍射线位置对衍射强度的影响 D、试样形状对衍射强度的影响 16、洛伦兹因子中，第三几何因子反映的是（ C ） A、晶粒大小对衍射强度的影响 B、参加衍射晶粒数目对衍射强度的影响 C、衍射线位置对衍射强度的影响 D、试样形状对衍射强度的影响 17、对于底心斜方晶体，产生系统消光的晶面有（ C ） A、112 B、113 C、101 D、111 18、对于面心立方晶体，产生系统消光的晶面有（ C ）

(完整版)材料现代分析方法考试试卷

班级学号姓名考试科目现代材料测试技术A 卷开卷一、填空题（每空1 分，共计20 分；答案写在下面对应的空格处，否则不得分） 1. 原子中电子受激向高能级跃迁或由高能级向低能级跃迁均称为_辐射跃迁__ 跃迁或_无辐射跃迁__跃迁。 2. 多原子分子振动可分为__伸缩振动_振动与_变形振动__振动两类。 3. 晶体中的电子散射包括_弹性、__与非弹性___两种。 4. 电磁辐射与物质（材料）相互作用，产生辐射的_吸收_、_发射__、_散射/光电离__等，是光谱分析方法的主要技术基础。 5. 常见的三种电子显微分析是_透射电子显微分析、扫描电子显微分析___和_电子探针__。 6. 透射电子显微镜（TEM）由_照明__系统、_成像__系统、_记录__系统、_真空__系统和__电器系统_系统组成。 7. 电子探针分析主要有三种工作方式，分别是_定点_分析、_线扫描_分析和__ 面扫描_分析。 二、名词解释（每小题3 分，共计15 分；答案写在下面对应的空格处，否则不得分） 1. 二次电子二次电子：在单电子激发过程中被入射电子轰击出来的核外电子. 2. 电磁辐射：在空间传播的交变电磁场。在空间的传播遵循波动方程，其波动性表现为反射、折射、干涉、衍射、偏振等。 3. 干涉指数：对晶面空间方位与晶面间距的标识。 4. 主共振线：电子在基态与最低激发态之间跃迁所产生的谱线则称为主共振线 5. 特征X 射线：迭加于连续谱上，具有特定波长的X 射线谱，又称单色X 射线谱。 三、判断题（每小题2 分，共计20 分；对的用“√”标识，错的用“×”标识） 1．当有外磁场时，只用量子数n、l 与m 表征的原子能级失去意义。（√） 2．干涉指数表示的晶面并不一定是晶体中的真实原子面，即干涉指数表示的晶面上不一定有原子分布。（√） 3．晶面间距为d101／2 的晶面，其干涉指数为（202）。（×） 4．X 射线衍射是光谱法。（×） 5．根据特征X 射线的产生机理，λKβ<λK α。 （√ ） 6．物质的原子序数越高，对电子产生弹性散射的比例就越大。（√ ） 7．透射电镜分辨率的高低主要取决于物镜。（√ ）8．通常所谓的扫描电子显微镜的分辨率是指二次电子像的分辨率。（√）9．背散射电子像与二次电子像比较，其分辨率高，景深大。（× ）10．二次电子像的衬度来源于形貌衬度。（× ） 四、简答题（共计30 分；答案写在下面对应的空格处，否则不得分） 1. 简述电磁波谱的种类及其形成原因？（6 分）答：按照波长的顺序，可分为：（1）长波部分，包括射频波与微波。长波辐射光子能量低，与物质间隔很小的能级跃迁能量相适应，主要通过分子转动能级跃迁或电子自旋或核自旋形成；（2）中间部分，包括紫外线、可见光核红外线，统称为光学光谱，此部分辐射光子能量与原子或分子的外层电子的能级跃迁相适应；（3）短波部分，包括X 射线和γ射线，此部分可称射线谱。X 射线产生于原子内层电子能级跃迁，而γ射线产生于核反应。

材料分析方法考试试题大全doc剖析

材料结构分析试题1（参考答案） 一、基本概念题（共8题，每题7分） 1．X射线的本质是什么？是谁首先发现了X射线，谁揭示了X射线的本质？答：X射线的本质是一种横电磁波？伦琴首先发现了X射线，劳厄揭示了X射线的本质？ 2．下列哪些晶面属于[111]晶带？ （111）、（3 21）、（231）、（211）、（101）、（101）、（133），（-1-10），（1-12）， （1- 32），（0 - 11），（212），为什么？ 答：（- 1 - 10）（3 21）、（211）、（1 - 12）、（ - 101）、（0 - 11）晶面属于[111]晶带， 因为它们符合晶带定律：hu+kv+lw=0。 3．多重性因子的物理意义是什么？某立方晶系晶体，其{100}的多重性因子是多少？如该晶体转变为四方晶系，这个晶面族的多重性因子会发生什么变化？为什么？ 答：多重性因子的物理意义是等同晶面个数对衍射强度的影响因数叫作多重性因子。某立方晶系晶体，其{100}的多重性因子是6？如该晶体转变为四方晶系多重性因子是4；这个晶面族的多重性因子会随对称性不同而改变。 4．在一块冷轧钢板中可能存在哪几种内应力？它们的衍射谱有什么特点？ 答：在一块冷轧钢板中可能存在三种内应力，它们是：第一类内应力是在物 体较大范围内或许多晶粒范围内存在并保持平衡的应力。称之为宏观应力。它能 使衍射线产生位移。第二类应力是在一个或少数晶粒范围内存在并保持平衡的内应力。它一般能使衍射峰宽化。第三类应力是在若干原子范围存在并保持平衡的内应力。它能使衍射线减弱。 5．透射电镜主要由几大系统构成? 各系统之间关系如何? 答：四大系统:电子光学系统,真空系统,供电控制系统,附加仪器系统。 其中电子光学系统是其核心。其他系统为辅助系统。 6．透射电镜中有哪些主要光阑? 分别安装在什么位置? 其作用如何? 答：主要有三种光阑： ①聚光镜光阑。在双聚光镜系统中,该光阑装在第二聚光镜下方。作用:限制

材料分析方法考试复习题

一、名词解释（30分，每题3分） 1）短波限: 连续X 射线谱的X 射线波长从一最小值向长波方向伸展，该波长最小值称为短波限。P7。 2）质量吸收系数 指X 射线通过单位面积上单位质量物质后强度的相对衰减量，这样就摆脱了密度的影响，成为反映物质本身对X 射线吸收性质的物质量。P12。 3）吸收限 吸收限是指对一定的吸收体，X 射线的波长越短，穿透能力越强，表现为质量吸收系数的下降，但随着波长的降低，质量吸收系数并非呈连续的变化，而是在某些波长位置上突然升高，出现了吸收限。每种物质都有它本身确定的一系列吸收限。P12。 4）X 射线标识谱 当加于X 射线管两端的电压增高到与阳极靶材相应的某一特定值k U 时，在连续谱的某些特定的波长位置上，会出现一系列强度很高、波长范围很窄的线状光谱，它们的波长对一定材料的阳极靶有严格恒定的数值，此波长可作为阳极靶材的标志或特征，故称为X 射线标识谱。P9。 5）连续X 射线谱线 强度随波长连续变化的X 射线谱线称连续X 射线谱线。P7。 6）相干散射 当入射线与原子内受核束缚较紧的电子相遇，光量子不足以使原子电离，但电子可在X 射线交变电场作用下发生受迫振动，这样的电子就成为一个电磁波的发射源，向周围辐射与入射X 射线波长相同的辐射，因为各电子所散射的射线波长相同，有可能相互干涉，故称相干散射。P14。 7）闪烁计数器 闪烁计数器利用X 射线激发磷光体发射可见荧光，并通过光电管进行测量。P54。 8）标准投影图 对具有一定点阵结构的单晶体，选择某一个低指数的重要晶面作为投影面，将各晶面向此面所做的极射赤面投影图称为标准投影图。P99。 9）结构因数 在X 射线衍射工作中可测量到的衍射强度HKL I 与结构振幅2 HKL F 的平方成正比，结构

材料分析测试技术期末考试重点知识点归纳

材料分析测试技术复习参考资料（注：所有的标题都是按老师所给的“重点”的标题，） 第一章x射线的性质 1.X射线的本质：X射线属电磁波或电磁辐射，同时具有波动性和粒子性特征，波长较为可见光短，约与晶体的晶格常数为同一数量级，在10-8cm左右。其波动性表现为以一定的频率和波长在空间传播；粒子性表现为由大量的不连续的粒子流构成。 2，X射线的产生条件：a产生自由电子；b使电子做定向高速运动；c在电子运动的路径上设置使其突然减速的障碍物。 3，对X射线管施加不同的电压，再用适当的方法去测量由X射线管发出的X射线的波长和强度，便会得到X射线强度与波长的关系曲线，称为X射线谱。在管电压很低，小于某一值（Mo阳极X射线管小于20KV）时，曲线变化时连续变化的，称为连续谱。在各种管压下的连续谱都存在一个最短的波长值λo，称为短波限，在高速电子打到阳极靶上时，某些电子在一次碰撞中将全部能量一次性转化为一个光量子，这个光量子便具有最高的能量和最短的波长，这波长即为λo。λo=1.24/V。 4，特征X射线谱： 概念：在连续X射线谱上，当电压继续升高，大于某个临界值时，突然在连续谱的某个波长处出现强度峰，峰窄而尖锐，改变管电流、管电压，这些谱线只改变强度而峰的位置所对应的波长不变，即波长只与靶的原子序数有关，与电压无关。因这种强度峰的波长反映了物质的原子序数特征、所以叫特征x射线，由特征X射线构成的x射线谱叫特征x射线谱，而产生特征X射线的最低电压叫激发电压。 产生：当外来的高速度粒子(电子或光子)的动aE足够大时，可以将壳层中某个电子击出去，或击到原于系统之外，或使这个电子填到未满的高能级上。于是在原来位置出现空位，原子的系统能量因此而升高，处于激发态。这种激发态是不稳定的，势必自发地向低能态转化，使原子系统能量重新降低而趋于稳定。这一转化是由较高能级上的电子向低能级上的空位跃迁的方式完成的，电子由高能级向低能级跃迁的过程中，有能量降低，降低的能量以光量子的形式释放出来形成光子能量，对于原子序数为Z的确定的物质来说，各原子能级的能量是固有的，所以．光子能量是固有的，λ也是固有的。即特征X射线波长为一固定值。 能量：若为K层向L层跃迁，则能量为： 各个系的概念：原于处于激发态后，外层电子使争相向内层跃迁，同时辐射出特征x射线。我们定义把K层电子被击出的过程叫K系激发，随之的电子跃迁所引起的辐射叫K系辐射，同理，把L层电子被击出的过程叫L系激发，随之的电子跃迁所引起的辐射叫L系辐射，依次类推。我们再按电子跃迁时所跨越的能级数目的不同把同一辐射线系分成几类，对跨越I，2，3．．个能级所引起的辐射分别标以α、β、γ等符号。电子由L—K，M—K跃迁(分别跨越1、2个能级)所引起的K系辐射定义为Kα，Kβ谱线；同理，由M—L，N—L电子跃迁将辐射出L系的Lα，Lβ谱线，以此类推还有M线系等。 莫赛莱定律：特征X射线谱的频率或波长只取决于阳极靶物质的原子能级结构，而与其它外界因素无关。 5，X射线的吸收：

材料分析方法复习题

材料分析方法复习题 名词解释 分辨率:两物点间距（Δr0）定义为透镜能分辨的最小间距，即透镜分辨率（也称分辨本领）。 明场像：在电子显微镜中，用透明样品的非散射电子以及在物镜孔径角区域内的散射电子的 电子束对样品所形成的像。为直射束成像。 暗场像:在电子显微镜中，仅利用透过样品的散射电子束对样品所形成的像。 景深：景深是指当成像时，像平面不动，在满足成像清晰的前提下，物平面沿轴线前后可移 动的距离 。 焦长：焦长是指物点固定不变（物距不变），在保持成像清晰的条件下，像平面沿透镜轴线 可移动的距离。 像差:在光学系统中，由透镜材料的特性、折射或反射表面的几何形状引起实际像与理想像 的偏差。包括球差、像散、色差。 等厚条纹：在衍称图像上楔形边缘上得到几列明暗相间的条纹，同一条纹上晶体厚道相同， 所以称等厚条纹。 等倾条纹 ：由于样品弹性弯曲变形引起的，在衍称图像上出现的弯曲消光条纹称等倾条纹。 衬度：人眼观察物体感受到的光强度的差异。 质厚衬度： 由于样品质子数不同，所以在荧光屏上明或暗的区域形成质量衬度，而厚度t 不同所以在荧光屏上明或暗的区域形成厚度衬度，统称为质厚衬度。 衍射衬度：由于样品中不同晶体（或同一晶体不同位向）衍射条件不同而造成的衬度差. 双束近似 ：电子束穿过样品时，除透射束以外，只存在一束较强的衍射束（此衍射束的反 射晶面接近布拉格条件，存在偏离矢量 ） 故 柱体近似:所谓柱体近似就是把成像单元缩小到和一个晶胞相当的尺度。 消光距离：ξg 是衍衬理论中一个重要的参数，表示在精确符合布拉格条件时透射波与衍射 波之间能量交换或强度振荡的深度周期。 简答题 1、比较光学显微镜成像和透射电子显微镜成像的异同点。 同：都是要照明束照射样品，通过透镜，然后对组成相都可作形貌分析。 异 ：1）光镜用可见光作照明束，电镜以电子束作照明束。 2）光镜用玻璃透镜，电镜用电磁透镜。 3）光镜对组成相形貌分析，电镜兼有组成相形貌和结构分析。 2、试述薄晶体样品的衍射衬度形成原理，并画出明场像，暗场像，中心暗场像形成示意图。 原理： 薄晶体样品在电子束照射下，严格满足布拉格条件的晶面产生强衍射束，不严格满足布拉格 条件的晶面产生弱衍射束，不满足布拉格条件的晶面不产生衍射束，如果只让透射束通过物 镜光阑成像，则因样品中各晶面或强衍射束或弱衍射束或不衍射，导致透射束强度相应变化， 在荧光屏上形成衬度。 明场像： 中心暗场像： 暗场像： D T I I I ＋＝0D T I I I ＋＝0

材料分析方法考试重点

材料分析方法 X 射线的本质是一种横电磁波，具有波粒二象性，伦琴首先发现了X 射线，劳厄揭示了X 射线的本质。X射线的波长范围在0.001-10nm，用于衍射分析的X射线波长范围0.05-0.25nm。 X 射线的产生 通常获得X射线的方法是利用一种类似热阴极二极管的装置，用一定材料制作的板状阳极板和阴极密封在一个玻璃-金属管内，阴极通电加热，在阳极和阴极间加一直流高压U，则阴极产生的大量热电子e将在高压场作用下飞向阳极，在它们与阳极碰撞的瞬间产生X射线。 连续X射线谱：由于极大数量的电子射到阳极上的时间和条件不可能相同，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。 特征X射线谱：当加于X射线管两端的电压增高到与阳极靶材相应的某一特定值时，在连续谱的某些特定的波长位置，会出现一系列强度很高，波长范围很窄的线状光谱，这就是特征X射线谱。 光电效应：入射光子被原子吸收后，获得能量的电子从内层溢出，成为自由电子，这种原子被入射辐射点离的现象即光电效应。 俄歇效应：一个k层空位被两个L层空位代替的过程的现象就是俄歇效应。 靶材和滤波片的选择原则 分别从吸收限波长和原子序数两个方面表达滤波片和靶材的选择规程（表达式） 滤波片的选择： λKβ(光源)< λK(滤波片) <λKα(光源)α

Z靶<= 40时，Z滤= Z靶–1 Z靶> 40时，Z滤= Z靶–2 阳极靶材的选择： λKα(光源) > λK(样品) Z靶<= Z样品 Z靶<= Z样品+ 1 相干散射：X射线穿过物质发生散射时，散射波长与原波长相同，有可能相互干涉，这是。。非相干散射：X射线穿过物质发生散射时，能量发生损失，波长发生变化，散射波长与原波长不相同，这就是非相干散射。 等效干涉面：晶面（hkl）的n级反射面（nh nk nl），用符号（HKL）表示，成为反射面或干涉面。 空间点阵： 倒易点阵： 单晶、多晶、非晶的X射线仪衍射花样及形成原理 答：（1）单晶电子衍射成像原理与衍射花样特征 因电子衍射的衍射角很小，故只有O*附近落在厄瓦尔德球面上的那些倒易结点所代表的晶面组满足布拉格条件而产生衍射束，产生衍射的厄瓦尔德球面可近似看成一平面。电子衍射花样即为零层倒易面中满足衍射条件的那些倒易阵点的放大像。 花样特征：薄单晶体产生大量强度不等、排列十分规则的衍射斑点组成，