現(xiàn)代材料技術(shù)課稿

1、一.填空題1. X射線管主要由陽(yáng)極、陰極、和窗口構(gòu)成。2. X射線透過物質(zhì)時(shí)產(chǎn)生的物理效應(yīng)有：散射、光電效應(yīng)、透射X射線、和熱03 .德拜照相法中的底片安裝方法有：正裝、反裝和偏裝三種。4 .X射線物相分析方法分：定性分析和定量分析兩種;測(cè)鋼中殘余奧氏體的直接比較法就屬于其中的定量分析方法。5 .透射電子顯微鏡的分辨率主要受衍射效應(yīng)和像差兩因素影響。6 .今天復(fù)型技術(shù)主要應(yīng)用于萃取復(fù)型來揭取第二相微小顆粒進(jìn)行分析。7 .電子探針包括波譜儀和能譜儀成分分析儀器。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 .X射線的本質(zhì)是一種電磁輻射，同時(shí)具有波動(dòng)性和粒子性的特征。10 .晶體點(diǎn)陣中

2、的一個(gè)二維陣點(diǎn)平面在倒易點(diǎn)陣中表示為一個(gè)倒易陣點(diǎn)。11 .透射電鏡中的電磁透鏡從電子槍到熒光屏的排列順序?yàn)椋壕酃忡R、物鏡、中間鏡、投影鏡。12 .內(nèi)應(yīng)力包括：宏觀應(yīng)力微觀應(yīng)力、超微觀應(yīng)力。13衍射產(chǎn)生的復(fù)雜衍射花樣是高階勞厄斑、超結(jié)構(gòu)斑點(diǎn)、二次衍射、燈晶斑點(diǎn)和菊池花樣。14當(dāng)X射線管電壓低于臨界電壓僅可以產(chǎn)生連續(xù)譜X射線；當(dāng)X射線管電壓超過臨界電壓就可以產(chǎn)生連續(xù)譜X射線、特征譜X射線015.射線的短波限取決于管電壓。16線衍射儀測(cè)定宏觀應(yīng)力是根據(jù)它使衍射峰發(fā)牛位移的原理進(jìn)行的。17. 分子散射包括（拉曼散射）和（瑞利散射）。18. X射線衍射方法（勞埃法）（旋轉(zhuǎn)晶體法）（粉末法）（衍射儀法）。

3、19. 特征X射線產(chǎn)生的根本原因是（原子內(nèi)層電子的躍遷）。20. 衍射花樣的基本要素（衍射線的峰位）（線形）（強(qiáng)度）。21. 透射電子顯微鏡的分辨率主要受（衍射效應(yīng)）和（像差）兩因素影響。22. 電子探針包括（能譜儀）和（波譜儀）成分分析儀器。23. 掃描電子顯微鏡常用的信號(hào)是（二次電子）和（背散射電子）。24. 人眼的分辨率本領(lǐng)大約為（0.2nm）選擇題1. X射線衍射方法中最常用的方法是（A厄法；B末多晶法；C轉(zhuǎn)晶體法。2. 已知X光管是銅靶，應(yīng)選擇的濾波片材料是（b）。aCo；b.Ni；c.Fe。3. X射線物相定性分析方法中有三種索引，如果已知物質(zhì)名時(shí)可以采用（c）a.哈氏無機(jī)數(shù)值索引

4、；b.芬克無機(jī)數(shù)值索引；c.戴維無機(jī)字母索引。4. 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。5. 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。6. 可以幫助我們估計(jì)樣品厚度的復(fù)雜衍射花樣是（a）。a.高階勞厄斑點(diǎn)；b.超結(jié)構(gòu)斑點(diǎn)；c.二次衍射斑點(diǎn)。7. 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。8. 中心暗場(chǎng)像的成像操作方法是（c）。a,以物鏡光欄套住透射斑；b,以物鏡光欄套住衍射斑；c,將衍射斑移至中心并以物鏡光欄套住透射斑。9. 用

5、來進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)分析的X射線學(xué)分支是（B）A.X射線透射學(xué)；B.X射線衍射學(xué)；C.X射線光譜學(xué)；D.其它1.1. M層電子回遷到K層后，多余的能量放出的特征X射線稱（B）A.Ka;B.K0;C.Ky;D.La。11 .當(dāng)X射線發(fā)生裝置是Cu靶，濾波片應(yīng)選（B）ACu；B.Fe；C.Ni；D.Mo。12 .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.短波限入0;B.激發(fā)限入k;C.吸收限；D.特征X射線13 .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，這整個(gè)過程將產(chǎn)生（D）（多選題）A.光電子；B.二次熒光；C.俄歇電子；D.（A+C

6、）14 .布拉格方程是晶體對(duì)X射線衍射的.（B）A.充分條彳B.必要條件C.充要條件D.A、B、C都不對(duì)15 .X射線測(cè)定宏觀應(yīng)力計(jì)算公式為=KM其中K為應(yīng)力常數(shù)，它與有關(guān)。（A）A試樣的力學(xué)性能B.入射X射線波長(zhǎng)C.所選擇的反射晶面16測(cè)Fe基材料最好作陽(yáng)極靶。（C）ACuB.MoC.CoD.Ni17 閃爍計(jì)數(shù)器是根據(jù)X射線的的特性而設(shè)計(jì)的。（C）A.具有穿透性B.能使氣體電離C.使熒光物質(zhì)發(fā)光D.使照相底片感光18 由于電磁透鏡的中心區(qū)域和邊緣區(qū)域?qū)﹄娮拥恼凵淠芰Σ环项A(yù)定的規(guī)律而造成的像差，稱為。（A）A球差B.畸變C.色差D.象散19 電子束與固體樣品相互作用會(huì)產(chǎn)生各種信號(hào)，下列信號(hào)中

7、能量最小的是。（A）A.俄歇電子B.二次電子C.背散射電子D.吸收電子20質(zhì)厚襯度與下列無關(guān)。（D）A厚度B.原子序數(shù)C.密度D.晶體結(jié)構(gòu)21在掃描電子顯微鏡中，基本與樣品成份無關(guān)的圖象襯度是。（D）B.吸收電子象 C. 透射電子象D. 二次電子象22 電鏡的放大倍數(shù)取決于A.聚光鏡和物鏡B.中間鏡和物C. 物鏡、 中間鏡和投影鏡D. 物鏡、聚光鏡、 中間鏡和投影鏡23 子束照射多晶體可能得到花樣。A.菊池線花樣B. 同心圓環(huán)C. 斑點(diǎn)和菊池線花樣D. 彌散環(huán)24 衍 射 與 X 射 線 衍 射 有 所 區(qū) 別 的 主 要 根 源 是A.電子帶負(fù)電荷而X射線光子為中性粒子B.偏離矢量不25 線

8、衍射方向取決于C. 電 子 波長(zhǎng)比 X 射線D. 消光規(guī)律不同（CA.晶胞中的原子種類B. 原子在晶胞中的位置 C. 晶胞的大小和形狀D. 晶胞中的原子種類及原子在晶胞中的位26線衍射儀中的聯(lián)合光闌由構(gòu)成。A聚光鏡光闌， 物鏡光闌B 窄縫光闌， 梭拉光闌C 窄縫光闌，選區(qū)光闌D.梭拉光闌，選區(qū)光闌27. 分析鋼中碳化物成分和基體的碳含量（A）A波譜儀B能譜儀28. 測(cè)定聚合物的熔點(diǎn)（C）A紅外光譜.B紫外光譜C查熱分析29. 下列（A）不能分析水泥原料的化學(xué)組成A紅外光譜BX射線熒光C等離子體發(fā)射30. 半導(dǎo)體的表面能帶結(jié)構(gòu)，可用（D）A紅外光譜B透射電鏡CX射線D紫外光譜31. 下列晶面不屬

9、于【110】晶帶（B）A（001）B（100）C（010）32. 幾種高聚物組成的混合物的定性和定量分析，可用（A）A紅外光譜B俄歇電子光譜C掃描電鏡33. （A）可用測(cè)定方解石的點(diǎn)陣常數(shù)AX射線衍射分析B紅外光譜C原子吸收光譜34. 合金鋼膜中極小彌散顆粒的物相鑒定，可用（D）AX射線衍射B紫外光譜C差熱分析D透射電鏡1.1. 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，這整個(gè)過程將產(chǎn)生（D）。A.光電子；B.二次熒光；C.俄歇電子；D.（A+C）36. 有一體心立方晶體的晶格常數(shù)是0.286nm,用鐵靶Ka（入Ka=0.194nm）照射該晶體

10、能產(chǎn)生（B）衍射線。A.三條；B.四條；C.五條；D.六條。37. .最常用的X射線衍射方法是（B）。A.勞厄法；B.粉末多晶法；C.周轉(zhuǎn)晶體法；D.德拜法。38. 測(cè)定鋼中的奧氏體含量，若采用定量X射線物相分析，常用方法是（C）。A.外標(biāo)法；B.內(nèi)標(biāo)法；C.直接比較法；D.K值法。39.可以提高TEM的襯度的光欄是（B）。A.第二聚光鏡光欄；B.物鏡光欄；C.選區(qū)光欄；D.其它光欄。40. 如果單晶體衍射花樣是正六邊形，那么晶體結(jié)構(gòu)是（D）。A.六方結(jié)構(gòu)；B.立方結(jié)構(gòu)；C.四方結(jié)構(gòu)；D.A或B。41. 將某一衍射斑點(diǎn)移到熒光屏中心并用物鏡光欄套住該衍射斑點(diǎn)成像，這是（C）。A.明場(chǎng)像；B.暗

11、場(chǎng)像；C.中心暗場(chǎng)像；D.弱束暗場(chǎng)像。42. 僅僅反映固體樣品表面形貌信息的物理信號(hào)是（B）。A.背散射電子；B.二次電子；C.吸收電子；D.透射電子。43成分和價(jià)鍵分析手段包括【b】(a)WDS能譜儀(EDS和XRD(b)WDSEDS和XPS(c)TEMWDS和XPS（d）XRD、FTIR和Raman44.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）SEMTEM和STEM掃描透射電鏡）（d）XRDFTIR和Raman45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）（

12、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（STM和SEM46 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47 原子吸收光譜是（A）A.線狀光譜B.帶狀光譜C連續(xù)光譜48 .用來進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)分析的X射線學(xué)分支是（B）AX射線透射學(xué)BX射線衍射學(xué)判斷題1 .電鏡成象原理相同，圖象襯度原理不同。（X）2 .X射線在物質(zhì)中傳播發(fā)生明顯折射。（X）3 .電磁透鏡的焦長(zhǎng)是指象清晰的前提下，象平面可以移動(dòng)的最大距離。（V）4 .X射線產(chǎn)生的條件是自由電子被突然撞擊。（X）

13、5 .X射線衍射強(qiáng)度取決于晶胞的大小和形狀。（V）6 .在掃描電鏡中觀察厚度為1mmi勺絕緣樣品時(shí)，如果表面不作任何處理，只能得到二次電子圖象。（x）7俄歇電子其能量與激發(fā)源的能量有關(guān)，不同能量的激發(fā)源激發(fā)不同能量的俄歇電子。（x）8.掃描電鏡的放大倍數(shù)等于各級(jí)電磁透鏡放大倍數(shù)的乘積。（x）9結(jié)構(gòu)因子表征了晶胞內(nèi)原子種類、原子個(gè)數(shù)、原子位置對(duì)衍射強(qiáng)度的影響。（V）10 .采用X射線衍射儀可以測(cè)量各種材料的表面應(yīng)力。（X）11 產(chǎn)生特征X射線的前提是原子內(nèi)層電子被打出核外，原子處于激發(fā)狀態(tài)。（V）12.倒易矢量能唯一地代表對(duì)應(yīng)的正空間晶面。（V）13大直徑德拜相機(jī)可以提高衍射線接受分辨率，縮短暴

14、光時(shí)間。（x）14 X射線物相定性分析可以告訴我們被測(cè)材料中有哪些物相，而定量分析可以告訴我們這些物相的含量有什么成分。（x）15 有效放大倍數(shù)與儀器可以達(dá)到的放大倍數(shù)不同，前者取決于儀器分辨率和人眼分辨率，后者僅僅是儀器的制造水平。（V）16電子衍射和X射線衍射一樣必須嚴(yán)格符合布拉格方程。（x）17 .實(shí)際電鏡樣品的厚度很小時(shí)，能近似滿足衍襯運(yùn)動(dòng)學(xué)理論的條件,這時(shí)運(yùn)動(dòng)學(xué)理論能很好地解釋襯度像。（，）18 掃描電子顯微鏡的襯度和透射電鏡一樣取決于質(zhì)厚襯度和衍射襯度。（x）19透射電鏡圖像的襯度與樣品成分無關(guān)。2掃描電鏡的二次電子像的分辨率比背散射電子更高。21透鏡的數(shù)值孔徑與折射率有關(guān)。（V）

15、22放大倍數(shù)是判斷顯微鏡性能的根本指標(biāo)。（X）23在樣品臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的工作模式下，X射線衍射儀探頭轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是樣品轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的二倍。（V）24埃利斑半徑與照明光源波長(zhǎng)成反比，與透鏡數(shù)值孔徑成正比。（X）25產(chǎn)生特征x射線的前提是原子內(nèi)層電子被打出核外，原子處于激發(fā)態(tài)。（，）26倒易點(diǎn)陣中的一個(gè)點(diǎn)代表的是正點(diǎn)陣中的一組晶面。（，）27電子衍射只適于材料表層或或薄膜樣品的結(jié)構(gòu)分析。（，）28電子衍射和x射線衍射一樣必須嚴(yán)格符合布拉格方程。（X）29凡物質(zhì)受熱時(shí)發(fā)生質(zhì)量變化的物理或化學(xué)變化過程，均可用熱重法分析、研究。（，）30激發(fā)電位較低的譜線都比較強(qiáng)，激發(fā)電位高的譜線都比較弱。（，）31孔徑角與物鏡

16、的有效直徑成正比，與焦點(diǎn)的距離成反比。（，）32NA值越大，照明光線波長(zhǎng)越長(zhǎng).分辨率就越高。（X）33能提高透射電鏡成像襯度的可動(dòng)光闌是第二聚光鏡光闌。（，）34透射電子顯微鏡的分辨率主要受衍射效應(yīng)和像差兩因素影響。（，）35透射電子顯微鏡中可以消除的像差是球差。（X）36已知x光管是銅靶，應(yīng)選擇的濾波片材料是鉆。（X）37 x射線物相定性分析可知被測(cè)材料中有哪些物相，而定量分析可知這些物相的含量有什么成分。（X）38 有效放大倍數(shù)與儀器可以達(dá)到的放大倍數(shù)不同，前者取決于儀器分辨率和人眼分辨率，而后者僅僅是儀器的制造水平。（V）39影響點(diǎn)陣常數(shù)精度的關(guān)鍵因素是sin8,當(dāng)8角位于低角度時(shí)，若存

17、在一A9的測(cè)量誤差，對(duì)應(yīng)的Asin8的誤差范圍很小。（X）40有效放大倍數(shù)與儀器可以達(dá)到的放大倍數(shù)不同，前者取決于儀器分辨率和人眼分辨率，而后者僅僅是儀器的制造水平。（V）簡(jiǎn)答題1. X射線產(chǎn)生的基本條件答：產(chǎn)生自由電子；使電子做定向高速運(yùn)動(dòng)；在電子運(yùn)動(dòng)的路徑上設(shè)置使其突然減速的障礙物。2. 衍射在空間的方向取決于什么?強(qiáng)度取決于什么？3. 獲取衍射花樣的基本方法和用途？獲取衍射花樣的三種基本方法是勞埃法、旋轉(zhuǎn)晶體法和粉末法。勞埃法主要用于分析晶體的對(duì)稱性和進(jìn)行晶體定向；旋轉(zhuǎn)晶體法主要用于研究晶體結(jié)構(gòu)；粉末法主要用于物相分析4. 短波限、吸收限答：短波限：電子一次碰撞中全部能量轉(zhuǎn)化為光量子，此

18、光量子的波長(zhǎng)。吸收限：引起原子內(nèi)層電子躍遷的最低能量。5. X射線相干散射與非相干散射現(xiàn)象答：相干散射：當(dāng)X射線與原子中束縛較緊的內(nèi)層電子相撞時(shí)，電子振動(dòng)時(shí)向四周發(fā)射電磁波的散射過程。非相干散射：當(dāng)X射線光子與束縛不大的外層電子或價(jià)電子或金屬晶體中的自由電子相撞時(shí)的散射過程。6. 光電子、熒光X射線以及俄歇電子的含義答：光電子：光電效應(yīng)中由光子激發(fā)所產(chǎn)生的電子（或入射光量子與物質(zhì)原子中電子相互碰撞時(shí)被激發(fā)的電子）。熒光X射線：由X射線激發(fā)所產(chǎn)生的特征X射線。俄歇電子：原子外層電子躍遷填補(bǔ)內(nèi)層空位后釋放能量并產(chǎn)生新的空位，這些能量被包括空位層在內(nèi)的臨近原子或較外層電子吸收，受激發(fā)逸出原子的電子叫

19、做俄歇電子。7. 晶面及晶面間距答:晶面：在空間點(diǎn)陣中可以作出相互平行且間距相等的一組平面，使所有的節(jié)點(diǎn)均位于這組平面上，各平面的節(jié)點(diǎn)分布情況完全相同，這樣的節(jié)點(diǎn)平面成為晶面。晶面間距：兩個(gè)相鄰的平行晶面的垂直距離。8. 是衍射襯度?它與質(zhì)厚襯度有什么區(qū)別?答：由于樣品中不同位相的衍射條件不同而造成的襯度差別叫衍射襯度。它與質(zhì)厚襯度的區(qū)別：（1）、質(zhì)厚襯度是建立在原子對(duì)電子散射的理論基礎(chǔ)上的，而衍射襯度則是利用電子通過不同位相晶粒是的衍射成像原理而獲得的襯度，利用了布拉格衍射角。（2）質(zhì)厚襯度利用樣品薄膜厚度的差別和平均原子序數(shù)的差別來獲得襯度，而衍射襯度則是利用不同晶粒的警惕學(xué)位相不同來獲得

20、襯度。（3）質(zhì)厚襯度應(yīng)用于非晶體復(fù)型樣品成像中，而衍射襯度則應(yīng)用于晶體薄膜樣品成像中。9. 二次電子像和背散射電子像在顯示表面形貌襯度時(shí)有何相同與不同之處?答：相同處：均利用電子信號(hào)的強(qiáng)弱來行成形貌襯度不同處：1、背散射電子是在一個(gè)較大的作用體積內(nèi)被入射電子激發(fā)出來的，成像單元較大，因而分辨率較二次電子像低。2、背散射電子能量較高，以直線逸出，因而樣品背部的電子無法被檢測(cè)到，成一片陰影，襯度較大，無法分析細(xì)節(jié)；利用二次電子作形貌分析時(shí)，可以利用在檢測(cè)器收集光柵上加上正電壓來吸收較低能量的二次電子，使樣品背部及凹坑等處逸出的電子以弧線狀運(yùn)動(dòng)軌跡被吸收，因而使圖像層次增加，細(xì)節(jié)清晰。10. 波譜儀

21、和能譜儀各有什么缺點(diǎn)?能譜儀：1：能譜儀分辨率比波譜儀低，能譜儀給出的波峰比較寬，容易重疊。在一般情況下，Si（Li）檢測(cè)器的能量分辨率約為160eV,而波譜儀的能量分辨率可達(dá)5-10eV。2：能譜儀中因Si（Li）檢測(cè)器的鈹窗口限制了超輕元素X射線的測(cè)量，因此它只能分析原子系數(shù)大于11的元素，而波譜儀可測(cè)定原子序數(shù)4-92之間所有的元素。3：能譜儀的Si（Li）探頭必須保持在低溫狀態(tài)，因此必須時(shí)時(shí)用液氮冷卻。波譜儀：1：波譜儀由于通過分光體衍射，探測(cè)X射線效率低，因而靈敏度低。2：波譜儀只能逐個(gè)測(cè)量每種元素的特征波長(zhǎng)。3：波譜儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜。4：波譜儀對(duì)樣品表面要求較高11. 畫圖說明衍射成像的

22、原理并說明什么是明場(chǎng)像，暗場(chǎng)像與中心暗場(chǎng)像答：190頁(yè)圖13.3明場(chǎng)像：讓透射束透過物鏡光闌而把衍射束當(dāng)?shù)舻膱D像。暗場(chǎng)像：移動(dòng)物鏡光闌的位置，使其光闌孔套住hkl斑點(diǎn)把透射束當(dāng)?shù)舻玫降膱D像。中心暗場(chǎng)像：當(dāng)晶粒的hkl衍射束正好通過光闌孔而投射束被當(dāng)?shù)羲玫降膱D像。12. 二次電子像和背散射電子像在顯示表面形貌襯度時(shí)有何相同與不同之處?答：相同處：均利用電子信號(hào)的強(qiáng)弱來行成形貌襯度不同處：1、背散射電子是在一個(gè)較大的作用體積內(nèi)被入射電子激發(fā)出來的，成像單元較大，因而分辨率較二次電子像低。2、背散射電子能量較高，以直線逸出，因而樣品背部的電子無法被檢測(cè)到，成一片陰影，襯度較大，無法分析細(xì)節(jié)；利用二次電子作形貌分析時(shí)，可以利用在檢測(cè)器收集光柵上加上正電壓來吸收較低能量的二次電子，使樣品背部及凹坑等處逸出的電子以弧線狀運(yùn)動(dòng)軌跡被吸收，因而使圖像層次增加，細(xì)節(jié)清晰。