材料分析測(cè)試技術(shù)復(fù)習(xí)題二

1、材料分析測(cè)試技術(shù)一、名詞解釋（共有20分，每小題2分。）1. 輻射的發(fā)射：指物質(zhì)吸收能量后產(chǎn)生電磁輻射的現(xiàn)象。2. 俄歇電子：X射線或電子束激發(fā)固體中原子內(nèi)層電子使原子電離，此時(shí)原子(實(shí)際是離子)處于激發(fā)態(tài)，將發(fā)生較外層電子向空位躍遷以降低原子能量的過(guò)程，此過(guò)程發(fā)射的電子。3. 背散射電子：入射電子與固體作用后又離開(kāi)固體的電子。4. 濺射：入射離子轟擊固體時(shí)，當(dāng)表面原子獲得足夠的動(dòng)量和能量背離表面運(yùn)動(dòng)時(shí)，就引起表面粒子（原子、離子、原子團(tuán)等）的發(fā)射，這種現(xiàn)象稱為濺射。5. 物相鑒定：指確定材料（樣品）由哪些相組成。6. 電子透鏡：能使電子束聚焦的裝置。7. 質(zhì)厚襯度：樣品上的不同微區(qū)無(wú)論是質(zhì)量

2、還是厚度的差別，均可引起相應(yīng)區(qū)域透射電子強(qiáng)度的改變，從而在圖像上形成亮暗不同的 區(qū)域，這一現(xiàn)象稱為質(zhì)厚襯度。8. 藍(lán)移：當(dāng)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，其吸收帶的最大吸收峰波長(zhǎng)或位置（?最大）向短波方向移動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為藍(lán)移（或紫移，或“向藍(lán)”）。9. 伸縮振動(dòng)：鍵長(zhǎng)變化而鍵角不變的振動(dòng)，可分為對(duì)稱伸縮振動(dòng)和反對(duì)稱伸縮振動(dòng)。10. 差熱分析：指在程序控制溫度條件下，測(cè)量樣品與參比物的溫度差隨溫度或時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系的技術(shù)。二、填空題（共20分，每小題2分。）1. 電磁波譜可分為三個(gè)部分，即長(zhǎng)波部分、中間部分和短波部分，其中中間部分包括（ 紅外線 ）、（ 可見(jiàn)光 ）和（紫外線 ），統(tǒng)稱為光學(xué)光譜。

3、2. 光譜分析方法是基于電磁輻射與材料相互作用產(chǎn)生的特征光譜波長(zhǎng)與強(qiáng)度進(jìn)行材料分析的方法。光譜按強(qiáng)度對(duì)波長(zhǎng)的分布（曲線）特點(diǎn)（或按膠片記錄的光譜表觀形態(tài)）可分為（ 連續(xù) ）光譜、（ 帶狀 ）光譜和（ 線狀 ）光譜3類。3. 分子散射是入射線與線度即尺寸大小遠(yuǎn)小于其波長(zhǎng)的分子或分子聚集體相互作用而產(chǎn)生的散射。分子散射包括（ 瑞利散射）與（拉曼散射 ）兩種。4. X射線照射固體物質(zhì)(樣品)，可能發(fā)生的相互作用主要有二次電子、背散射電子、特征X射線、俄歇電子、吸收電子、透射電子5. 多晶體（粉晶）X射線衍射分析的基本方法為（照相法）和（X射線衍射儀法）。6. 依據(jù)入射電子的能量大小，電子衍射可分為（

4、 高能 ）電子衍射和（ 低能 ）電子衍射。依據(jù)電子束是否穿透樣品，電子衍射可分為（ 投射式 ）電子衍射與（ 反射式 ）電子衍射。7. 衍射產(chǎn)生的充分必要條件是（(衍射矢量方程或其它等效形式)加?F?20）。8. 透射電鏡的樣品可分為（ 直接 ）樣品和（ 間接 ）樣品。9. 單晶電子衍射花樣標(biāo)定的主要方法有（嘗試核算法 ）和（ 標(biāo)準(zhǔn)花樣對(duì)照法）。10. 掃描隧道顯微鏡、透射電鏡、X射線光電子能譜、差熱分析的英文字母縮寫(xiě)分別是（ stm ）、（ tem ）、（ xps ）、（ DTA ）。11. X 射線衍射方法有 、 、 和 。12. 掃描儀的工作方式有 和 兩種。13. 在 X 射線衍射物相分

5、析中，粉末衍射卡組是由 委員會(huì)編制，稱為 JCPDS 卡片，又稱為 PDF 卡片。14. 電磁透鏡的像差有 、 、 和 。15. 透射電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)分為 。16. 影響差熱曲線的因素有 、 、和 。三、判斷題，表述對(duì)的在括號(hào)里打“”，錯(cuò)的打“×”（共10分，每小題1分）1. 干涉指數(shù)是對(duì)晶面空間方位與晶面間距的標(biāo)識(shí)。晶面間距為d110/2的晶面其干涉指數(shù)為（220）。（ ）2. 倒易矢量r*HKL的基本性質(zhì)為：r*HKL垂直于正點(diǎn)陣中相應(yīng)的（HKL）晶面，其長(zhǎng)度r*HKL等于(HKL)之晶面間距dHKL的2倍。（ × ）倒數(shù)3. 分子的轉(zhuǎn)動(dòng)光譜是帶狀光譜。（ ×

6、 ）線狀光譜4. 二次電子像的分辨率比背散射電子像的分辨率低。（×）高5. 一束X射線照射一個(gè)原子列（一維晶體），只有鏡面反射方向上才有可能產(chǎn)生衍射。（× ）6. 俄歇電子能譜不能分析固體表面的H和He。（ ）7. 低能電子衍射（LEED）不適合分析絕緣固體樣品的表面結(jié)構(gòu)。（ ）8. d-d躍遷受配位體場(chǎng)強(qiáng)度大小的影響很大，而f-f躍遷受配位體場(chǎng)強(qiáng)度大小的影響很小。（ ）9. 紅外輻射與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生紅外吸收光譜必須有分子極化率的變化。（ × ）10. 樣品粒度和氣氛對(duì)差熱曲線沒(méi)有影響。（ × ）四、單項(xiàng)選擇題（共10分，每小題1分。）1. 原子吸收光

7、譜是（A）。A、 線狀光譜 B、帶狀光譜 C、連續(xù)光譜2. 下列方法中，（ A ）可用于測(cè)定方解石的點(diǎn)陣常數(shù)。A、 X射線衍射線分析 B、紅外光譜 C、原子吸收光譜 D 紫外光譜子能譜3. 合金鋼薄膜中極小彌散顆粒(直徑遠(yuǎn)小于1?m)的物相鑒定，可以選擇（D ）。A、X射線衍射線分析 B、紫外可見(jiàn)吸收光譜 C、差熱分析 D、多功能透射電鏡4. 幾種高聚物組成之混合物的定性分析與定量分析，可以選擇（A ）。A、紅外光譜 B、俄歇電子能譜 C、掃描電鏡 D、掃描隧道顯微鏡5. 下列（ B）晶面不屬于100晶帶。A、（001） B、（100） C、（010） D、（001）6. 某半導(dǎo)體的

8、表面能帶結(jié)構(gòu)測(cè)定，可以選擇（D ）。A、 紅外光譜 B、透射電鏡 C、X射線光電子能譜 D 紫外光電子能譜7. 要分析鋼中碳化物成分和基體中碳含量，一般應(yīng)選用（A ）電子探針儀，A、波譜儀型 B、能譜儀型8. 要測(cè)定聚合物的熔點(diǎn)，可以選擇（ C ）。A、紅外光譜 B、紫外可見(jiàn)光譜 C、差熱分析 D、X射線衍射9. 下列分析方法中，（A ）不能分析水泥原料的化學(xué)組成。A、紅外光譜 B、X射線熒光光譜 C、等離子體發(fā)射光譜 D、原子吸收光譜10. 要分析陶瓷原料的礦物組成，優(yōu)先選擇（ C ）。A、原子吸收光譜 B、原子熒光光譜 C、X射線衍射 D、透射電鏡11成分和價(jià)鍵分析手段包括【 b

9、 】（a）WDS、能譜儀（EDS）和 XRD （b）WDS、EDS 和 XPS（c）TEM、WDS 和 XPS （d）XRD、FTIR 和 Raman12分子結(jié)構(gòu)分析手段包括【 a 】（a）拉曼光譜（Raman）、核磁共振（NMR）和傅立葉變換紅外光譜（FTIR） （b）NMR、FTIR 和 WDS（c）SEM、TEM 和 STEM（掃描透射電鏡） （d） XRD、FTIR 和 Raman13表面形貌分析的手段包括【 d 】（a）X 射線衍射（XRD）和掃描電鏡（SEM） (b) SEM 和透射電鏡（TEM）(c) 波譜儀（WDS）和 X 射線光電子譜儀（XPS） (d) 掃描隧道顯微鏡（ST

10、M）和SEM14透射電鏡的兩種主要功能：【 b 】（a）表面形貌和晶體結(jié)構(gòu) （b）內(nèi)部組織和晶體結(jié)構(gòu)（c）表面形貌和成分價(jià)鍵 （d）內(nèi)部組織和成分價(jià)鍵五、簡(jiǎn)答題（共40分，每小題8分）答題要點(diǎn)：1. 簡(jiǎn)述分子能級(jí)躍遷的類型，比較紫外可見(jiàn)光譜與紅外光譜的特點(diǎn)。答：分子能級(jí)躍遷的類型主要有分子電子能級(jí)的躍遷、振動(dòng)能級(jí)的躍遷和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷。紫外可見(jiàn)光譜是基于分子外層電子能級(jí)的躍遷而產(chǎn)生的吸收光譜，由于電子能級(jí)間隔比較大，在產(chǎn)生電子能級(jí)躍遷的同時(shí)，伴隨著振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷，因此它是帶狀光譜，吸收譜帶（峰）寬緩。而紅外光譜是基于分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷產(chǎn)生的吸收光譜。一般的中紅外光譜是振-轉(zhuǎn)光譜，是帶

11、狀光譜，而純的轉(zhuǎn)動(dòng)光譜處于遠(yuǎn)紅外區(qū)，是線狀光譜。2. 簡(jiǎn)述布拉格方程及其意義。答：晶面指數(shù)表示的布拉格方程為2dhklsin?=n?，式中d為（hkl）晶面間距，n為任意整數(shù)，稱反射級(jí)數(shù)，?為掠射角或布拉格角，?為X射線的波長(zhǎng)。干涉指數(shù)表示的布拉格方程為2dHKLsin?=?。其意義在于布拉格方程表達(dá)了反射線空間方位（?）與反射晶面面間距（d）及入射線方位（?）和波長(zhǎng)（?）的相互關(guān)系，是X射線衍射產(chǎn)生的必要條件，是晶體結(jié)構(gòu)分析的基本方程。3. 為什么說(shuō)掃描電鏡的分辨率和信號(hào)的種類有關(guān)？試將各種信號(hào)的分辨率高低作一比較。答：掃描電鏡的分辨率和信號(hào)的種類有關(guān)，這是因?yàn)椴煌盘?hào)的性質(zhì)和來(lái)源不同，作用

12、的深度和范圍不同。主要信號(hào)圖像分辨率的高低順為：掃描透射電子像（與掃描電子束斑直徑相當(dāng)）?二次電子像（幾nm，與掃描電子束斑直徑相當(dāng)）>背散射電子像（50-200nm）>吸收電流像? 特征X射圖像（100nm-1000nm）。4. 要在觀察斷口形貌的同時(shí)，分析斷口上粒狀?yuàn)A雜物的化學(xué)成分，選擇什么儀器？簡(jiǎn)述具體的分析方法。答：要在觀察斷口形貌的同時(shí)，分析斷口上粒狀?yuàn)A雜物的化學(xué)成分，應(yīng)選用配置有波譜儀或能譜儀的掃描電鏡。具體的操作分析方法是：先掃描不同放大倍數(shù)的二次電子像，觀察斷口的微觀形貌特征，選擇并圈定斷口上的粒狀?yuàn)A雜物，然后用波譜儀或能譜儀定點(diǎn)分析其化學(xué)成分（確定元素的種類和含量

13、）。5. 簡(jiǎn)述影響紅外吸收譜帶的主要因素。答：紅外吸收光譜峰位影響因素是多方面的。一個(gè)特定的基團(tuán)或化學(xué)鍵只有在和周圍環(huán)境完全沒(méi)有力學(xué)或電學(xué)偶合的情況下，它的鍵力常數(shù)k值才固定不變。一切能引起k值改變的因素都會(huì)影響峰位變化。歸納起來(lái)有：誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)、鍵應(yīng)力的影響、氫鍵的影響、偶合效應(yīng)、物態(tài)變化的影響等。6透射電鏡主要由幾大系統(tǒng)構(gòu)成? 各系統(tǒng)之間關(guān)系如何?答：四大系統(tǒng):電子光學(xué)系統(tǒng),真空系統(tǒng),供電控制系統(tǒng),附加儀器系統(tǒng)。其中電子光學(xué)系統(tǒng)是其核心。其他系統(tǒng)為輔助系統(tǒng)。7透射電鏡中有哪些主要光闌? 分別安裝在什么位置? 其作用如何?答：主要有三種光闌：聚光鏡光闌。在雙聚光鏡系統(tǒng)中,該光闌裝在第二聚光鏡下方。作用:限制照明孔