材料分析測(cè)試技術(shù)試卷

1、僅作參考，錯(cuò)了別怪我哦！1. X 射線管主要由 陰極 、陽(yáng)極 、和 窗口 構(gòu)成。2. X 射線與物質(zhì)相互作用時(shí)產(chǎn)生的物理效應(yīng)有：散射 X 射線、光電效應(yīng)、透射 X射線和熱 等。3. 德拜照相法中的底片安裝方法有：正裝法、反裝法和偏裝法三種。4. X 射線物相分析方法分：定性 分析和 定量 分析兩種。5. 透射電子顯微鏡的分辨率主要受 衍射效應(yīng)和 球面像差 兩因素影響。6.當(dāng) X 射線管電壓超過(guò)臨界電壓就可以產(chǎn)生特征 X 射線。7.電子探針進(jìn)行微區(qū)化學(xué)成分定性分析的三種工作方式是定點(diǎn)定性分析、線掃描分析和 面掃描分析。8掃描電子顯微鏡常用的信號(hào)是二次電子和背散射電子。9電磁透鏡是小孔徑角成像，具

2、有景深大 和焦長(zhǎng)很長(zhǎng) 的特點(diǎn)。10透射電子顯微鏡是以波長(zhǎng)極短的電子束為照明源，用 電磁透鏡聚集成像的一種高分辨率、高放大倍數(shù)的電子光學(xué)儀器。11透射電子顯微鏡的圖像襯度有散射襯度和衍射襯度。掃描電子顯微鏡的圖像襯度有表面形貌襯度和 原子序數(shù)襯度。12. 光電效應(yīng)是指當(dāng)用 X 射線轟擊物質(zhì)時(shí)，若 X 射線的能量大于物質(zhì)原子對(duì)其內(nèi)層電子的束縛力時(shí)， 入射 X 射線光子的能量就會(huì)被吸收， 從而導(dǎo)致其內(nèi)層電子被激發(fā)，產(chǎn)生光電子。13. 掃描電子顯微鏡的成像原理是利用細(xì)聚焦電子束在樣品表面掃描時(shí)激發(fā)出來(lái)的各種物理信號(hào)來(lái)調(diào)制成像。1. M 層電子回遷到 K 層后 , 多余的能量放出的特征 X 射線稱 (

3、B )A.KB. KC. KD. L2. 當(dāng) X 射線發(fā)生裝置是 Cu 靶, 濾波片應(yīng)選 ( C )A.CuB. FeC. NiD. Mo3. 當(dāng)電子把所有能量都轉(zhuǎn)換為 X 射線時(shí) , 該 X 射線波長(zhǎng)稱 ( A )A. 短波限 0B.激發(fā)限 kC.吸收限D(zhuǎn).特征 X 射線4. 當(dāng) X 射線將某物質(zhì)原子的 K 層電子打出去后 ,L 層電子回遷 K 層, 多余能量將另一個(gè) L 層電子打出核外 , 這打出的電子稱為 ( C )A. 光電子B.二次電子C.俄歇電子D. 背散射電子5透射電鏡的兩種主要功能是( 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C. 內(nèi)部組織

4、和成分價(jià)鍵1給出簡(jiǎn)單立方、面心立方和體心立方晶體結(jié)構(gòu)電子衍射發(fā)生消光的晶面指數(shù)規(guī)律。答：常見(jiàn)晶體的結(jié)構(gòu)消光規(guī)律：簡(jiǎn)單立方，對(duì)晶面指數(shù)沒(méi)有限制（不會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)消光）。面心立方，晶面指數(shù)h,k,l奇偶混合時(shí)（即h,k,l為異性數(shù)時(shí)）會(huì)消光。體心立方，晶面指數(shù)h,k,l的和為奇數(shù)時(shí)（即h+k+l= 奇數(shù)）會(huì)消光。2決定 X 射線強(qiáng)度的關(guān)系式是，試說(shuō)明式中各參數(shù)的物理意義?答： I 0 為入射 X 射線的強(qiáng)度； 為入射 X 射線的波長(zhǎng)； R為試樣到光測(cè)點(diǎn)之間的距離； V 為被照射晶體的體積； Vc 為單位晶胞體積； P 為多重性因子，表示等同晶面?zhèn)€數(shù)對(duì)衍射強(qiáng)度的影響因子； F 為結(jié)構(gòu)因子，定量表征原子排

5、布以及原子種類對(duì)衍射強(qiáng)度的影響因子； A（）為吸收因子，試樣對(duì)入射線及衍射線的吸收對(duì)衍射線強(qiáng)度的影響因子； （）為角因子，反應(yīng)樣品中參與衍射的晶粒大小、晶粒數(shù)目和衍射線位置對(duì)衍射強(qiáng)度的影響；為溫度因子，表示有熱振動(dòng)影響時(shí)的衍射強(qiáng)度與無(wú)熱振動(dòng)理想情況下的衍射強(qiáng)度的比值。3掃描電鏡的分辨率受哪些因素影響? 用不同的信號(hào)成像時(shí)，其分辨率有何不同 ? 所謂掃描電鏡的分辨率是指用何種信號(hào)成像時(shí)的分辨率 ?答：影響掃描電鏡的分辨率有三大因素： 電子束束斑大小、 檢測(cè)信號(hào)類型和檢測(cè)部位原子序數(shù)。用不同的信號(hào)成像時(shí)，分辨率大小如下：信號(hào)二次電子背散射電子吸收電子特征 X 射線俄歇電子分辨率5 1050 200

6、100 1000100 10005 10所謂掃描電鏡的分辨率是指用二次電子成像時(shí)的分辨率。4電磁透鏡的像差是怎么樣產(chǎn)生的？如何消除和減少像差？答：電磁透鏡的像差包括球差、像散和色差。球差即球面像差，是電磁透鏡中心區(qū)域和邊緣區(qū)域?qū)﹄娮邮恼凵淠芰Σ环项A(yù)定規(guī)律而產(chǎn)生的。用小孔徑角成像時(shí)，可使球差明顯減小。像散是由透鏡磁場(chǎng)的非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱引起的。可以通過(guò)引入一個(gè)強(qiáng)度和方位都可以調(diào)節(jié)的矯正磁場(chǎng)來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。色差是由于成像電子的能量不同或變化， 從而在透鏡磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡不同以致不能聚焦在一點(diǎn)而形成的。 穩(wěn)定加速電壓和透鏡電流可減小色差。色差系數(shù)和球差系數(shù)均隨透鏡激磁電流的增大而減小。5為使 Cuk 線的強(qiáng)度

7、衰減 1/2，需要多厚的 Ni 濾波片？（Ni 的 m=49.2cm2.g-1 , =8.9g.cm-3）。解：根據(jù)強(qiáng)度衰減公式：其中 I/I0=1/2, 則 ln(1/2)=-49.2*8.9x得 x=15.83um6計(jì)算當(dāng)管電壓為 50KV時(shí)，電子在與靶碰撞時(shí)的動(dòng)能以及所發(fā)射的連續(xù) X 射線譜的短波限。答： U=50kv，動(dòng)能 eU=由 eU=hVmax=hc/ 0 短波限 0=hc/(eU)=如果 U 和 分別以 kV 和 nm為單位，則有 0=1.24/U7為什么特征X 射線的產(chǎn)生存在一個(gè)臨界激發(fā)電壓？X 射線管的工作電壓與其靶材的臨界激發(fā)電壓有什么關(guān)系？為什么？答：要使內(nèi)層電子受激發(fā)

8、， 必須給予施加大于或等于其結(jié)合能的能量， 才能使其脫離軌道，從而產(chǎn)生特征 X 射線，而要施加的最低能量， 就存在一個(gè)臨界激發(fā)電壓。 X 射線管的工作電壓一般是其靶材的臨界激發(fā)電壓的 3 5 倍，這時(shí)特征 X 射線對(duì)連續(xù) X 射線比例最大，背底較低。8實(shí)驗(yàn)中選擇 X 射線管以及濾波片的原則是什么？已知一個(gè)以 Fe 為主要成 分的樣品，試選擇合適的 X 射線管和合適的濾波片？9下面是某立方晶系物質(zhì)的幾個(gè)晶面，試將它們的面間距從大到小按次序重新排列：（ 12），（ 100），（ 200），（11），（ 121），（ 111），（10），（ 220），（ 130），（ 030），（ 21），（ 11

9、0）。1. X 射線衍射方法中最常用的方法是（ b ）。a勞厄法； b粉末多晶法； c周轉(zhuǎn)晶體法。3. 能提高透射電鏡成像襯度的可動(dòng)光闌是（ b ）。a 第二聚光鏡光闌；b.物鏡光闌； c.選區(qū)光闌。4. 透射電子顯微鏡中可以消除的像差是（ b ）。a球差 ； b. 像散 ；c. 色差。5. 電子束與固體樣品相互作用產(chǎn)生的物理信號(hào)中可用于分析1nm厚表層成分的信號(hào)是（ b）。a背散射電子； b. 俄歇電子；c.特征 X 射線。2、透射電子顯微鏡的主要組成部分有哪些？透射電子顯微鏡在材料科學(xué)中有什么應(yīng)用？答：透射電子顯微鏡的主要組成部分是：照明系統(tǒng)、成像系統(tǒng)和觀察記錄系統(tǒng)。透射電鏡有兩大主要功能

10、，即觀察材料內(nèi)部組織性能和進(jìn)行電子衍射以了解選區(qū)的晶體結(jié)構(gòu)。分析型透鏡除此以外還可以增加特征 X 射線探頭、二次電子探頭等以增加成分分析和表面形貌觀察功能。改變樣品臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)高溫、低溫和拉伸狀態(tài)下進(jìn)行樣品分析。透射電子顯微鏡在材料科學(xué)研究中的應(yīng)用非常廣泛?？梢赃M(jìn)行材料組織形貌觀察、研究材料的相變規(guī)律、探索晶體缺陷對(duì)材料性能的影響、分析材料失效原因、剖析材料成分、組織及經(jīng)過(guò)的加工工藝等。2、計(jì)算波長(zhǎng)為 0.071nm 的 X 射線的振動(dòng)頻率和能量。解： =0.071nm=mf=c/ =E=hc/ =3.強(qiáng)度為 I 0 的 X射線的經(jīng)過(guò)厚度為 H的物質(zhì)后 ,X 射線的強(qiáng)度為.4磁透鏡的像差分為球差

11、、像散和色差5. 獲取衍射花樣的三種基本方法是勞埃法、周轉(zhuǎn)晶體法和粉末法6.f.c. c 晶體的結(jié)構(gòu)消光規(guī)律是晶面指數(shù)h、k、l奇偶混合；b. c. c晶體的結(jié)構(gòu)消光規(guī)律是晶面指數(shù)h+k+l= 奇數(shù).7. 布拉格方程2dsin=中d 表示HKL 晶面的面網(wǎng)間距， 角表示入射X射線或衍射線與面網(wǎng)間的夾角， 表示 入射 X 射線的波長(zhǎng)。8. 多重性因子的物理意義是 表示等同晶面?zhèn)€數(shù)對(duì)衍射強(qiáng)度的影響因子10. 電子探針有1. 掃描電鏡的分辨率和哪些因素有關(guān)？為什么 ?2透射電鏡中如何獲得明場(chǎng)像、暗場(chǎng)像和中心暗場(chǎng)像？3 比較物相定量分析的外標(biāo)法、內(nèi)標(biāo)法、直接比較法的優(yōu)缺點(diǎn)？4說(shuō)明透射電子顯微鏡成像系統(tǒng)

12、的主要構(gòu)成、特點(diǎn)及其作用。答：透射電子顯微鏡成像系統(tǒng)由物鏡、物鏡光闌、選區(qū)光闌、中間鏡和投影鏡組成。各部件的特點(diǎn)及其作用如下：1) 物鏡：強(qiáng)勵(lì)磁短焦透鏡（ f=1-3mm），放大倍數(shù) 100-300 倍。作用 : 形成第一幅放大像。2) 物鏡光闌：裝在物鏡背焦面，直徑 20-120um,無(wú)磁金屬制成。作用：a. 提高像襯度。 b. 減小孔徑角，從而減小像差。 c. 進(jìn)行暗場(chǎng)成像。3) 選區(qū)光闌 : 裝在物鏡像平面上，直徑 20-400um。作用：對(duì)樣品進(jìn)行微區(qū)衍射分析。4）中間鏡：弱壓短透鏡，長(zhǎng)焦，放大倍數(shù)可調(diào)節(jié)0-20 倍。作用 :a. 控制電鏡總放大倍數(shù)。 b. 成像 / 衍射模式選擇。5 ）投影鏡：短焦、強(qiáng)磁