材料分析測試技術習題及答案

第一章

一、選擇題

1.用來進行晶體結(jié)構(gòu)分析的X射線學分支是（）

A.X射線透射學；B.X射線衍射學；C.X射線光譜學；D.其它

2.M層電子回遷到K層后，多余的能量放出的特征X射線稱（）

A.Ka；B.K3；C.Ky；D.La。

3.當X射線發(fā)生裝置是Cu靶，濾波片應選（）

A.Cu；B.Fe；C.Ni；D.Mo。

4.當電子把所有能量都轉(zhuǎn)換為X射線時，該X射線波長稱（）

A.短波限M）;B.激發(fā)限出；C.吸收限；D.特征X射線

5.當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

L層電子打出核外，這整個過程將產(chǎn)生（）（多選題）

A.光電子；B.二次熒光；C.俄歇電子；D.（A+C）

二、正誤題

1.隨X射線管的電壓升高，兒和限都隨之減小。（）

2.激發(fā)限與吸收限是一回事，只是從不同角度看問題。（）

3.經(jīng)濾波后的X射線是相對的單色光。（）

4.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)。（）

5.選擇濾波片只要根據(jù)吸收曲線選擇材料，而不需要考慮厚度。（）

三、填空題

1.當X射線管電壓超過臨界電壓就可以產(chǎn)生X射線和X射線。

2.X射線與物質(zhì)相互作用可以產(chǎn)生、、、、

、、、o

3.經(jīng)過厚度為H的物質(zhì)后，X射線的強度為。

4.X射線的本質(zhì)既是也是，具有性。

5.短波長的X射線稱，常用于；長波長的X射線稱

,常用于。

習題

1.X射線學有幾個分支？每個分支的研究對象是什么？

2.分析下列熒光輻射產(chǎn)生的可能性，為什么？

(1)用Cu&X射線激發(fā)熒光輻射；

(2)用CuI%X射線激發(fā)Cu&熒光輻射；

(3)用CuKaX射線激.發(fā)Ci】T鉉熒光輻射。

3.什么叫“相干散射"、“非相干散射"、“熒光輻射“、“吸收限"、“俄歇效應"、“發(fā)

射譜"、“吸收譜”？

4.X射線的本質(zhì)是什么？它與可見光、紫外線等電磁波的主要區(qū)別何在？用哪些物理

量描述它？

5.產(chǎn)生X射線需具備什么條件？

6.X射線具有波粒二象性，其微粒性和波動性分別表現(xiàn)在哪些現(xiàn)象中？

7.計算當管電壓為50kv時，電子在與靶碰撞時的速度與動能以及所發(fā)射的連續(xù)譜的短

波限和光子的最大動能。

&特征X射線與熒光X射線的產(chǎn)生機理有何異同？某物質(zhì)的K系熒光X射線波長是否

等于它的K系特征X射線波長？

9.連續(xù)譜是怎樣產(chǎn)生的？其短波限二與某物質(zhì)的

吸收限——有何不同(V和VK以kv為單位)？

10.X射線與物質(zhì)有哪些相互作用？規(guī)律如何？對X射線分析有何影響？反沖電子、光

電子和俄歇業(yè)子有何不同？

11.試計算當管壓為50kv時，X射線管中電子擊靶時的速度和動能，以及所發(fā)射的連續(xù)

譜的短波限和光子的最大能量是多少？

12.為什么會出現(xiàn)吸收限？K吸收限為什么只有一個而L吸收限有三個？當激發(fā)X系熒

光X射線時，能否伴生L系？當L系激發(fā)時能否伴生K系？

13.已知鋁的ka=0.7lA,鐵的入Ka=L93A及鉆的L=L79A,試求光子的頻率和能量。

試計算鋼的K激發(fā)電壓，已知羯的A=0.619A。已知鉆的K激發(fā)電壓VK=7.71kv,

試求其A0

14.X射線實險室用防護鋁屏厚度通常至少為1mm,試計算這種鉛屏對CuKa、MoKa輻

射的透射系數(shù)各為多少？

15.如果用1mm厚的鉛作防護屏，試求CrK”和M。。的穿透系數(shù)。

16.厚度為1mm的鋁片能把某單色X射線束的強度降低為原來的23.9%,試求這種X射

線的波長。

試計算含Wc=0.8%,Wcr=4%,35=18%的高速鋼對MoKa輻射的質(zhì)量吸收系數(shù)。

17.欲使銅靶X射線管發(fā)射的X射線能激是放置在光束中的銅樣品灰射K系熒光輻射，

問需加的最低的管壓值是多少？所發(fā)射的熒光輻射波長是多少？

18.什么厚度的銀濾波片可將CllKa輻射的強度降低至入射時的70%?如果入射X射線束

中IQ和K#強度之比是5:1,濾波后的強度比是多少？已知Rma=49.03cm2/g,山印

=290cm2/go

19.如果Co的K.、IQ輻射的強度比為5:1,當通過涂有15mg/cm2的Fc2（）3濾波片后，

強度比是多少？已知FezC%的Q=5.24g/cm3,鐵對Co凡的小=371cn?/g,氧對CoKp

的—=15312/8。

20.計算0.071nm（MoKa）和0.154nm（CuKj的X射線的振動頻率和能量。（答案：

4.23X1018S',2.80X10力，1.95X1031.29X104"）

21.以鉛為吸收體，利用Mo（、RhK5t、AgK2tx射線畫圖，用圖解法證明式（1-16）的正

確性。（鉛對于上述X射線的質(zhì)量吸收系數(shù)分別為122.8,84.13,66.14cm2/g）。再

由曲線求出鉛對應于管電壓為30kv條件下所發(fā)出的最短波長時質(zhì)量吸收系數(shù)。

22計算空氣對Crg的質(zhì)量吸收系數(shù)和線吸收系數(shù)（假設空氣中只有質(zhì)量分數(shù)80%的氮

和質(zhì)量分數(shù)20%的氧，空氣的密度為1.29Xl（y3g/cm3）。（答案：26.97cm2/g,

3.48X10-2cm/

23.為使CuK.線的強度衰減1/2,需要多厚的Ni濾波片？（Ni的密度為&90g/cn?）。

O1F卻和CuK5r2的強度比在入射時為2:1,利用算得的Ni濾波片之后其比值會有什

么變化？

24.試計算Cu的K系激發(fā)也壓。（答案：8980V）

25.試計算Cu的（?射線的波長。（答案：0.1541nm）.

第二章

1、選擇題

1.有一倒易矢量為孑廣丁方＞■-,與它對應的正空間晶面是（）。

A.（210）;B.（220）;C.（221）;D.（110）;o

2.有一體心立方晶體的晶格常數(shù)是（）.286nm,用鐵靶兒（入幾二0.194nm）照射該晶體能產(chǎn)

生（）衍射線。

A.三條；B.四條；C.五條；D.六條。

3.一束X射線照射到晶體上能否產(chǎn)生衍射取決于（）。

A.是否滿足布拉格條件；B.是否衍射強度I壬0;C.A+B;D.晶體形狀。

4.而心立方晶體（111）晶而族的多重，性因素是（）。

A.4;B.8;C.6;D.12o

2、正誤題

1.倒易矢量能唯一地代表對應的正空間晶面。（）

2.X射線衍射與光的反射一樣，只要滿足入射角等于反射角就行。（）

3.干涉晶面與實際晶面的區(qū)別在于：干涉品面是虛擬的，指數(shù)間存在公約數(shù)n。（）

4.布拉格方程只涉及X射線衍射方向，不能反映衍射強度。（）

5.結(jié)構(gòu)因子F與形狀因子G都是晶體結(jié)構(gòu)對衍射強度的影響因素。（）

3、填空題

1.倒易矢量的方向是對應正空間晶面的；倒易矢量的長度等于對應。

2.只要倒易陣點落在厄瓦爾德球面上，就表示該滿足條件，能產(chǎn)生。

3.澎響衍射強度的因素除結(jié)構(gòu)因素、晶體形狀外還有，，，。

4.考慮所有因素后的衍射強度公式為，對于粉末多品的相對強度為。

5.結(jié)構(gòu)振幅用表示，結(jié)構(gòu)因素用表示，結(jié)構(gòu)因素=0時沒有衍射我們稱或。對于

有序固溶體，原本消光的地方會出現(xiàn)。

4、名詞解釋

1.倒易點陣——

2.系統(tǒng)消光——

3.衍射矢量---

4.形狀因子---

5.相對強度——

1、試畫出下列晶向及晶面（均屬立方晶系）：[111]。[121],[212],（OjO）（110）,（123）

(211)o

2、下面是某立方晶系物質(zhì)的幾個晶面間距，試將它們從大到小按次序重新排列。(123)

(100)(200)(311)(121)(111)(210)(220)(030)(221)(110)

3、當波長為％的X射到晶體并出現(xiàn)衍射線時，相鄰兩個(hkl)反射線的程差是多少？

相鄰兩個(HKL)反射線的程差又是多少?

4、畫出FgB在平行于(010)上的部分倒易點。F^B屬正方晶系，點陣參數(shù)

a=b=0.510nm,c=0.424nm。

5、判別下列哪些晶面屬于口11］晶帶：(”())，(133),(1)2),(132),(011),

(212)o

6、試計算(311)及(132)的共同晶帶軸。

7、鋁為面心立方點陣，a=0.409nmo今用CrKa(=0.209nm)攝照周轉(zhuǎn)晶體相，X射線

垂直于10(川。試用厄瓦爾德圖解法原理判斷下列晶面有無可能參與衍射：(111),

(200),(220),(311),(331),(420)。

8、畫出六方點陣(001)*倒易點，并標出a*,b*,若一單色X射線垂直于b軸入射，試用

厄爾德作圖法求出(120)面衍射線的方向。

9、試簡要總結(jié)由分析簡單點陣到復雜點陣衍射強度的整個思路和要點。

10、試述原子散射因數(shù)f和結(jié)構(gòu)因數(shù)的物理意義。結(jié)構(gòu)因數(shù)與哪些因素有關系”

11、計算結(jié)構(gòu)因數(shù)時，基點的選擇原則是什么”如計算面心立方點陣，選擇(0,0,0)(1,

1,0).(0,1,0)與(1,0,0)四個原子是否可以，為什么”

12、當體心立方點陣的體心原子和頂點原子種類不相同時，關于H+K+L=偶數(shù)時，衍射

存在，H+K+L=奇數(shù)時，衍■射相消的結(jié)論是否仍成立”

13、計算鈉原子在頂角和面心，氯原子在棱邊中心和體心的立方點陣的結(jié)構(gòu)因教，并討

論。

14、今有一X用CuKa輻射攝得的鴇(體心立方)的粉末圖樣，試計算出頭四根線條的相對

積分強度［不計e'M和A(。］o若以最強的一根強度歸一化為10(),其他線強度各為多

少”這些線條的9值如下，按下表計算。

線條。/（*）HKLPsin0_[fF2①PF2O強度

-----nm

A歸一化

120.3

229.2

336.4

443.6

第三章

5、選擇題

1.最常用的X射線衍射方法是（）。

A.勞厄法；B.粉末多法；C.周轉(zhuǎn)晶體法；D.德拜法。

2.德拜法中有利于提高測量精度的底片安裝方法是（）。

A.正裝法；B.反裝法；C.偏裝法；D.A+B。

3.德拜法中對試樣的要求除了無應力外，粉末粒度應為（）。

A.<325目；B.>250目；C,在250-325目之間；D.任意大小。

4.測角儀中，探測器的轉(zhuǎn)速與試樣的轉(zhuǎn)速關系是（）。

A.保持同步1：1;B.2：1;C.1：2;D.1：0o

5.衍射儀法中的試樣形狀是（）o

A.絲狀粉末多晶；B.塊狀粉末多晶；C.塊狀單晶；D.任意形狀。

6、正課題

1.大直徑德拜相機可以提高衍射線接受分辨率，縮短暴光時間。（）

2.在衍射儀法中，衍射幾何包括二個圓。一個是測角儀圓，另一個是輻射源、探測器與

試樣三者還必須位于同一聚焦圓。（）

3.選擇小的接受光欄狹縫寬度，可以提高接受分辨率，但會降低接受強度。（）

4.德拜法比衍射儀法測量衍射強度更精確。（）

5.衍射儀法和德拜法一樣，對試樣粉末的要求是粒度均勻、大小適中，沒有應力。（）

7、填空題

1.在粉末多晶衍射的照相法中包括、和。

2.德拜相機有兩種，直徑分別是和9mm。測量。角時，底片上每毫米對應。和

O

O

3.衍射儀的核心是測角儀圓，它由、和共同組成。

4.可以用作X射線探測器的有、和等。

5.影響衍射儀實驗結(jié)果的參數(shù)有、和等。

8、名詞解釋

1.偏裝法——

2.光欄——

3.測角儀一

4.聚焦圓——

5.正比計數(shù)器——

5.光電倍增管---

習題：

1.CuKa輻射（入=0.154nm）照射Ag（f.c.c）樣品，測得第一衍射峰位置20=38，,試求

Ag的點陣常數(shù)。

2.試總結(jié)德拜法衍射花樣的背底來源，并提出一些防止和減少背底的措施。

3.粉末樣品顆粒過大或過小對德拜花樣影響如何？為什么？板狀多晶體樣品晶粒過大

或過小對衍射峰形影響又如何？

4.試從入射光束、樣品形狀、成相原理（厄瓦爾德圖解）、衍射線記錄、衍射花樣、樣

品吸收與衍射強度（公式）、衍射裝備及應用等方面比較衍射儀法與德拜法的異同

點。

5.衍射儀與聚焦相機相比，聚焦幾何有何異同？

5.從一X簡單立方點陣物的德拜相上，已求出四根高角度線條的。角（系由CuKa所產(chǎn)

生）及對應的干涉指數(shù)，試用“a-cos2?！钡膱D解外推法求出四位有效數(shù)字的點陣參

數(shù)。

HKL532620443541

611540

621

色角72.0877.9381.1187.44

7.根據(jù)上題所給數(shù)據(jù)用柯亨法計算點陣參數(shù)至四位有效數(shù)字。

8.用背射平板相機測定某種鴿粉的點陣參數(shù)。從底片上量得鉤的400衍射環(huán)直徑2Lw=

51.20毫米，用氮化鈉為標準樣，其640衍射環(huán)直徑2LNa?=36.40毫米。若此二衍射

環(huán)均系由CuKod輻射弓;起，試求精確到四位數(shù)字的鴇粉的點陣參數(shù)值。

9.試用厄瓦爾德圖解來說明德拜衍射花樣的形成。

1（）.同一粉末相上背射區(qū)線條與透射區(qū)線條比較起來其0較高還是較低？相應的d較大還

是較??？既然多晶粉末的晶體取向是混亂的，為何有此必然的規(guī)律

11.衍射儀測量在人射光束、試樣形狀、試樣吸收以及衍射線記錄等方面與德拜法有何

不同？

12.測角儀在采集衍射圖時，如果試樣表面轉(zhuǎn)到與入射線成30°角，則計數(shù)管與人射線

所成角度為多少？能產(chǎn)生衍射的晶面，與試樣的自由表面呈何種幾何關系？

13.CuKa輻射（入=（）.154nm）照射Ag（f.c.c）樣品，測得第一衍射峰位置20二38°,試

求Ag的點陣常數(shù)。

14.試總結(jié)德拜法衍射花樣的背底來源，并提出一些防止和減少背底的措施。

15.圖題為某樣品德拜相（示意圖）,攝照時未經(jīng)濾波。巳知1、2為同一晶面衍射線，

3、4為另一晶面衍射線.試對此現(xiàn)象作出解釋.

16.粉未樣品顆粒過大或過小對德拜花樣澎響如何？為什么？板狀多晶體樣品晶粒過大

或過小對衍射峰形影響又如何？

17.試從入射光束、樣品形狀、成相原理（厄瓦爾德圖解）、衍射線記錄、衍射花樣、樣

品吸收與衍射強度（公式）、衍射裝備及應用等方面比較衍射儀法與德拜法的異同

點。

18.衍射儀與聚焦相機相比，聚焦幾何有何異同？

第四章

9、選擇題

1.測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（）。

A.外標法；B.內(nèi)標法；C.直接比較法；D.K值法。

2.X射線物相定性分析時，若已知材料的物相可以查（）進行核對。

A.Hanawalt索引；B.Fenk索引；C.Davey索引；D.A或B。

3.德拜法中精確測定點陣常數(shù)其系統(tǒng)誤差來源于（）。

A.相機尺寸誤差；B.底片伸縮；C.試樣偏心；D.A+B+C。

4.材料的內(nèi)應力分為三類，X射線衍射方法可以測定（）。

A.第一類應力（宏觀應力）；B.第二類應力（微觀應力）；C.第三類應力；D.A+B+C。

5.Si/中測量應力，通常取卯為（）進行測量。

A.確定的中角；B.0-450之間任意四點；C.0°>45c兩點；口.0。、15130。、45。四點。

10、正誤題

1.要精確測量點陣常數(shù)。必須首先盡量減少系統(tǒng)誤差：其次選高角度（）角，最后還要用

直線外推法或柯亨法進行數(shù)據(jù)處理。（）

2.X射線衍射之所以可以進行物相定性分析，是因為沒有兩種物相的衍射花樣是完全相

同的。（）

3.理論上X射線物相定性分析可以告訴我們被測材料中有哪些物相，而定量分析可以告

訴我們這些物相的含量有多少。（）

4.只要材料中有應力就可以用X射線來檢測。（）

5.衍射儀和應力儀是相同的，結(jié)構(gòu)上沒有區(qū)別。（）

11、填空題

5.在△。一定的情況下，0一二，AsinO^;所以精確測定點陣常數(shù)應選擇

7.X射線物相分析包括和，而更常用更廣泛。

&第一類應力導致X射線衍射線；第二類應力導致衍射線；第三類應力導致衍射線。

9.X射線測定應力常用儀器有和，常用方法有和。

10.X射線物相定量分析方法有、、等。

12、名詞解釋

1.柯亨法——

2.Hanawalt索引----

3.直接比較法----

4.Sir?甲法——

習題

1.A-TiO2（銳鐵礦）與R—TiC）2（金紅石：）混合物衍射花樣中兩相最強線強度比IA

=

-TK）2/IR-TO21-5O試用參比強度法計算兩相各自的質(zhì)量分數(shù)。

2.求淬火后低溫回火的碳鋼樣品，不含碳化物（經(jīng)金相檢驗），A（奧氏體）中含碳1%,

M（馬氏體）中含碳量極低。經(jīng)過衍射測得A220峰積分強度為2.33（任意單位），

M200峰積分強度為16.32,試計算該鋼中殘留奧氏體的體積分數(shù)（實驗條件：FeKa

輻射，濾波，室溫20°C,a-Fe點陣參數(shù)卡0.2866nm,奧氏體點陣參數(shù)a=0.3571+

0.0044wc,wc為碳的質(zhì)量分數(shù)。

3.在行62。3屈立。3及Fe3O4.混合物的衍射圖樣中，兩根最強線的強度比LFC2O3〃

F＜）

C34=1.3,試借助于索引上的參比強度值計算aFe2O3的相對含量。

4.一塊淬火+低溫回火的碳鋼，經(jīng)金相檢險證明其中不含碳化物，后在衍射儀上用

FeKa照射，分析出y相含1%碳，a相含碳極低，又測得y220線條的累積強度為

5.40,a211線條的累積強度為51.2,如果測試時室溫為31℃,問鋼中所含奧天體的體

積百分數(shù)為多少？

5.一個承受上下方向純拉伸的多晶試樣，若以X電線垂直于拉伸軸照射，問在其背射

照片上衍射環(huán)的形狀是什么樣的？為什么？

6.不必用無應力標準試樣對比，就可以測定材料的宏觀應力，這是根據(jù)什么原理？

7.假定測角儀為臥式，今要測定一個圓柱形零件的軸向及切向應力，問試樣應該如何

放置？

&總結(jié)出一條思路，說明平面應力的測定過程。

9.今要測定軋制7-3黃銅試樣的應力，用CoKa照射（400）,當中=0。時測得26=

150.1°,當甲=45。時29=150.99°,問試樣表面的宏觀應力為若干？（已知a=3.695

埃，E=8.83X10X1010牛/米2,產(chǎn)（）.35）

10.物相定性分析的原理是什么？對食鹽進行化學分析與物相定性分析，所得信息有何

不同？

11.物相定量分析的原理是什么？試述用K值法進行物相定量分析的過程。

12.試借助PDF（ICDD）卡片及索引，對表1、表2中未知物質(zhì)的衍射資料作出物相鑒

定。

表1。

d/AI/Iid/AI/Iid/AI/Ii

3.66501.46101.0610

3.171001.42501.0110

2.24801.31300.9610

1.91401.23100.8510

1.83301.1210

1.60201.0810

d/AI/Iid/AI/Iid/AI/Ii

2.40501.261()0.9310

2.09501.25200.8510

2.031001.20100.8120

1.75401.06200.8020

1.47301.021()

13.在一塊冷軋鋼板中可能存在哪幾種內(nèi)應力？它的衍射譜有什么特點？按本幸介紹的

方法可測出哪一類應力？

14.一無殘余應力的絲狀試樣，在受到軸向拉伸載荷的情況下，從垂直絲軸的方向用單

色X射線照射，其透射針孔相上的衍射環(huán)有何特點？

15.X射線應力儀的測角器20掃描X圍143°?163°,在沒有“應力測定數(shù)據(jù)表”的情況

下，應如何為待測應力的試件選擇合適的X射線管和衍射而指數(shù)（以Cii材試件為例

說明之）。

16.在水平測角器的衍射儀上安裝一側(cè)傾附件，用側(cè)傾法測定軋制板材的殘余應力，當

測量軋向和橫向應力時，試樣應如何放置？

17.用側(cè)傾法測量試樣的殘余應力，當中=0。和甲=45°時，其x射線的穿透深度有何變

化？

18.A-TiO2%（銳鈦礦）與R-TiO2（金紅石）混合物衍射花樣中兩相最強線強度比IA-TiC%

/IR-TiO2=1-5?試用參比強度法計算兩相各自的質(zhì)量分數(shù)。

19.某淬火后低溫回火的碳鋼樣品，不含碳化物（經(jīng)金相檢驗）。A（奧氏體〕中含碳1%,

M（馬氏體）中含碳量極低。經(jīng)過衍射測得人物峰積分強度為2.33（任意單位〕〕M2H

峰積分強度為16.32。試計算該鋼中殘留奧氏體的體積分數(shù)（實驗條件：FeKa輻射，

濾波，室溫20℃。a-Fe點陣參數(shù)a=0.2866r.m,奧氏體點陣參數(shù)a=0,3571+

O.（）O44Wc,W'c為碳的質(zhì)量分數(shù)）。

20.某立方晶系晶體德拜花樣中部分高角度線條數(shù)據(jù)如右表所列。試用“—cos?。”的圖

解外推法求其點陣常數(shù)（準確到4位有效數(shù)字）。

H2+K2+L2Sin20

380.9114

400.9563

410.9761

420.9980

21.欲在應力儀（測角儀為立式）上分別測量圓柱形工件之軸向、徑向及切向應力

工件各應如何放置？

第五章

13、選擇題

1.若H-800電鏡的最高分辨率是0.5nm,那么這臺電鏡的有效放大倍數(shù)是（）°

A.1000;B.10000;C.40000;1）600（）（）0。

2.可以消除的像差是（）。

A.球差；R.像散；C.色差；D.A+Ro

3.可以提高TEM的襯度的光欄是（）。

A.第二聚光鏡光欄；B.物鏡光欄；C.選區(qū)光欄；D.其它光欄。

4.電子衍射成像時是將（）。

A.中間鏡的物平面與與物鏡的背焦面重合；B.中間鏡的物平面與與物鏡的像平面重

合；C.關閉中間鏡；D.關閉物鏡。

5.選區(qū)光欄在TEM鏡筒中的位置是（）。

A.物鏡的物平面；B.物鏡的像平面C.物鏡的背焦面；D.物鏡的前焦面。

14、正誤題

1.TEM的分辨率既受衍射效應影響，也受透鏡的像差影響。（）

2.孔徑半角a是影響分辨率的重要因素，TEM中的a角越小越好。（）

3.有效放大倍數(shù)與儀器可以達到的放大倍數(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。（）

4.TEM中主要是電磁透鏡，由于電磁透鏡不存在凹透鏡，所以不能象光學顯微鏡那樣通

過凹凸鏡的組合設計來減小或消除像差，故TEM中的像差都是不可消除的。（）

5.TEM的景深和焦長隨分辯率Ar。的數(shù)值減小而減??；隨孔徑半角a的減小而增加；隨放

大倍數(shù)的提高而減小。（）

15、填空題

11.TEM中的透鏡有兩種，分別是和。

12.TEM中的三個可動光欄分別是位于，位于，位于。

13.TEM成像系統(tǒng)由、和組成。

14.TEM的主要組成部分是、和觀；輔助部分由、和組成。

15.電磁透鏡的像差包括、和。

16、名詞解釋

5.景深與焦長-

6.電子槍一

7.點分辨與晶格分辨率——

&消像散器——

9.選區(qū)衍射——

10.分析型也鏡——

11.極靴---

12.有效放大倍數(shù)——

13.Ariy斑——

14.孔徑半角——

思考題

1.什么是分辨率，影響透射電子顯微鏡分辨率的因素是哪些？

2.有效放大倍數(shù)和放大倍數(shù)在意義上有何區(qū)別？

3.球差、像散和色差是怎樣造成的？如何減小這些像差？哪些是可消除的像差？

4.聚光鏡、物鏡和投影鏡各自具有什么功能和特點？

5.影響電磁透鏡景深和焦長的主要因素是什么？景深和焦長對透射電子顯微鏡的成像

和設計有何彩響？

5.消像散器的作用和原理是什么？

7.何為可劫光闌？第二聚光鏡光闌、物鏡光闌和選區(qū)光闌在電鏡的什么位置？它們各

具有什么功能？

8.比較光學顯微鏡和電子顯微鏡成像的異同點。電子束的折射和光的折射有何異同

八占、、??

9.比較絳電透鏡和磁透鏡的聚焦原理。

10.球差、色差和像散是怎樣造成的？用什么方法可以減小這些像差？

11.說明透鏡分辨率的物理意義，用什么方法提高透貨的分辨率？

12.也磁透鏡的景深和焦長是受哪些因素控制的？

13.說明透射電鏡中物鏡和中間鏡在成像時的作用。

14.物鏡光闌和選區(qū)光闌各具有怎樣的功能

15.點分辨率和晶格分辨率在意義上有何不同？

16.電子波有何特征？與可見光有何異同？

17.分析電磁透鏡對電子波的聚焦原理，說明電磁透儻結(jié)構(gòu)對聚焦能力的影響。

18.說明影響光學顯微鏡和電磁透鏡分辨率的關鍵因素是什么？如何提高電磁透分辨

率？

19.電磁透鏡景深和焦長主要受哪些因素影響？說明電磁透鏡的景深大、焦長長，是什

么因素影響的結(jié)果？假設電磁透鏡沒有像差，也沒有衍射Airy斑，即分辨率極高，

此時景深和焦長如何？

20.透射電鏡主要由幾大系統(tǒng)構(gòu)成？各系統(tǒng)之間關系如何？

21.照明系統(tǒng)的作用是什么？它應滿足什么要求？

22.成像系統(tǒng)的主要構(gòu)成及其特點是什么？

23.分別說明成像操作與衍射操作時各級透鏡（像平面與物平面）之間的相對位置關系，

并畫出光路圖。

24.樣品臺的結(jié)構(gòu)與功能如何？它應滿足哪些要求？

25.透射電鏡中有哪些主要光闌，在什么位置？其作用如何？

26.如何測定透射電鏡的分辨率與放大倍數(shù)。電鏡的哪些主要參數(shù)控制著分辨率與放

大倍數(shù)？

第六章

17、選擇題

1.單晶體電子衍射花樣是（）。

A.規(guī)則的平行四邊形斑點；B.同心圓環(huán)；C.暈環(huán)；D.不規(guī)則斑點。

2.薄片狀晶體的倒易點形狀是（）。

A.尺寸很小的倒易點；B.尺寸很大的球；C.有一定長度的倒易桿；D.倒易圓盤。

3.當偏離矢量SVO時，倒易點是在厄瓦爾德球的（）。

A.球面外；B.球面上；C.球面內(nèi)；D.B+C。

4.能幫助消除180。不唯一性的復雜衍射花樣是（）。

A.高階勞厄斑；B.超結(jié)構(gòu)斑點；C.二次衍射斑；1＞李晶斑點。

5.菊池線可以幫助（）。

A.估計樣品的厚度；B.確定180°不唯一性；C.鑒別有序固溶體；D.精確測定晶體取

向。

6.如果單晶體衍射花樣是正六邊形，那么晶體結(jié)構(gòu)是（）。

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。

18、判斷題

1.多晶衍射環(huán)和粉末德拜衍射花樣一樣，隨著環(huán)直徑增大，衍射晶面指數(shù)也由低到高。

（）

2.單晶衍射花樣中的所有斑點同屬于一個晶帶。（）

3.因為攣晶是同樣的晶體沿攣晶面兩則對稱分布，所以李晶衍射花樣也是衍射斑點沿兩

則對稱分布。（）

4.偏離矢量S=0時，衍射斑點最亮。這是因為S=0時是精確滿足布拉格方程，圻以衍射

強度最大。（）

5.對于未知晶體結(jié)構(gòu)，僅憑一X衍射花樣是不能確定其晶體結(jié)構(gòu)的。還要從不同位向拍

攝多幅衍■射花樣，并根據(jù)材料成分、加工歷史等或結(jié)合其它方法綜合判斷晶體結(jié)構(gòu)。

（）

6.電子衍射和X射線衍射一樣必須嚴格符合布拉格方程。（）

19、填空題

16.電子衍射和X射線衍射的不同之處在于不同、不同，以及不同。

17.電子衍射產(chǎn)生的復雜衍射花樣是、、、和。

18.偏離矢量S的最大值對應倒易桿的長度,它反映的是0角布拉格方程的程度。

19.單晶體衍射花樣標定中最重要的一步是。

20.二次衍射可以使密排六方、金剛石結(jié)構(gòu)的花樣中在產(chǎn)生衍射花樣，但體心立方和面

心立方結(jié)構(gòu)的花樣中。

20、名詞解釋

15.偏離矢量S

16.180。不唯一性

17.菊池線

18.高階勞厄斑

習題

5-1.從原理及應用方面分析電子衍射與X衍射在材料結(jié)構(gòu)分析中的異、同點。

5-2.用愛瓦爾德圖解法證明布拉格定律。

5-3.試推導電子衍射的基本公式，并指出n的物理意義。

5-4.簡述單晶子電子衍射花樣的標定方法。

5-5.說明多晶、單晶及厚單晶衍射花樣的特征及形成原理。

5-6.下圖為18Cr2N4WA經(jīng)900℃油淬后在透射電鏡下攝得的選區(qū)電子衍射花樣示意圖，

衍射花樣中有馬氏體和奧氏體兩套斑點，請對其指數(shù)斑點進行標定。

5-1.18Cr2N4WA經(jīng)900'C油淬后電子衍射花樣示意圖

Ri=10.2mm,Ri=l0.0mm,

R2=10.2mmR2=10.0mm,

Rk14.4mm,R3=16.8mm,

氏和R2間夾角為90°,Ri和R2間夾角為70°,

IA=2.05mm*rm

6-7.下圖為18Cr2N4W'A經(jīng)900"C油淬400"C回火后在透射電鏡下攝得的滲碳體選區(qū)電子

衍射花樣示意圖，請對其指數(shù)斑點進行標定。

Rl=9.8mm,R2=10.0mm,

①二95,LX=2.05mm*nm

6-8.為何對稱入射時，即只有倒易點陣原點在愛瓦爾德球面上，也能得到除中心斑點以

外的一系列衍射斑點？

6-9.舉例說明如何用選區(qū)衍射的方法來確定新相的慣習面及母相與新相的位相關系。

6-10.試正明倒易矢g與所對應的（hkl）面指數(shù)關系為

g=ha*+kb*+lc*o

5-11.為什么說從衍射觀點看有些倒易點陣也是衍射點陣，其倒易點不是幾何點？其形

狀和所具有的強度取決于哪些因素，在實際上有和重要意義？

5-12.為什么說斑點花樣是相應倒易而放大投影？繪出fcc（lll）*倒易面。

6-13.為什么TFM既能選區(qū)成象定能選區(qū)衍射？怎樣才能做到兩者所選區(qū)域的一致性。

在實際應用方面有和重要意義？

5-14.在fee中，若李晶面（111）,求李晶（31-1）倒易陣點在基體倒易點陣中的位置。

5-15.試說明菊池線測試樣取向關系比斑點花樣精確度為高的原因。

第七章

21、選擇題

1.將某一衍射斑點移到熒光屏中心并用物鏡光欄套住該衍射斑點成像，這是（）。

A.明場像；B.暗場像；C.中心暗場像；D.弱束暗場像。

2.當t=5s/2時，衍射強度為（）。

A.Ig=0;B.Ig<0;C.Ig>0;D.Ig=Imaxo

3.已知一位錯線在選擇操作反射g尸（110）和&二（ill）時，位錯不可見，那么它的布

氏矢量是（）O

A.b二（0-10）;B.b=（1-10）;C.b=（0-11）；D.b=（010）。

4.當?shù)诙嗔Ｗ优c基體呈共格關系時，此時的成像襯度是（）。

A.質(zhì)厚襯度；B.衍襯襯度；C.應變場襯度；D.相位襯度。

5.當?shù)诙嗔Ｗ优c基體呈共格關系時，此時所看到的粒子大?。ǎ?。

A.小于真實粒子大小；B.是應變場大小；C,與真實粒子一樣大?。籇.遠遠大于真實

粒子。

22、判斷題

1.實際電鏡樣品的厚度很小時，能近似滿足衍襯運動學理論的條件，這時運動學理論能很好

地解釋襯度像。（）

2.厚樣品中存在消光距離敖，薄樣品中則不存在消光距離取。（）

3.明場像是質(zhì)厚襯度，暗場像是衍襯襯度。（）

4.晶體中只要有缺陷，用透射電鏡就可以觀察到這個缺陷。（）

5.等厚消光條紋和等傾消光條紋通常是形貌觀察中的干擾，應該通過更好的制樣來避免

它們的出現(xiàn)。（）

23、填空題

21.運動學理論的兩個基本假設是和。

22.對于理想晶體，當或連續(xù)改變時襯度像中會出現(xiàn)或。

23.對于缺陷晶體，缺陷襯度是由缺陷引起的導致衍射波振幅增加了一個，但是若二2兀

的整數(shù)倍時，缺陷也不產(chǎn)生襯度。

24.一般情況下，李晶與層錯的襯度像都是平行，但李晶的平行線，而層錯的平行線是

的。

25.實際的位錯線在位錯線像的，其熨度也大大小于位錯線像的寬度，這是因為位錯線

像的寬度是寬度。

24、名詞解釋

19.中心暗場像

20.消光距離兔

21.等厚消光條紋和等傾消光條紋

22.不可見性判據(jù)

23.應變場襯度

習題

7-1.制備薄膜樣品的基本要求是什么？具體上藝如何？雙噴減薄與離子減薄各適用于制

備什么樣品？

7-2.何謂襯度？TEM能產(chǎn)生哪幾種襯度象，是怎樣產(chǎn)生的，都有何用途

7-3.畫圖說明衍襯成象原理，并說明什么是明場象，暗場象和中心暗場象。

7-4.衍襯運動學理論的最基本假設是什么？怎樣做才能滿足或接近基本假設？

7-5.用理想晶體衍襯運動學基本方程解釋等厚條紋與等傾條紋。

7-6.用缺陷晶體衍襯運動學基本方程解釋層錯與位錯的襯度形成原理。

7-7.要觀察鋼中基體和析出相的組織形態(tài)，同時要分析其晶體結(jié)構(gòu)和共格界面的位向關

系，如何制備樣品？以怎樣的電鏡操作方式和步躲來進行具體分析?

7-8.什么是消光距離/影響消光距離的主要物性參數(shù)和外界條件是什么？

7-9.什么是雙束近似單束成像，為什么解釋衍襯象有時還要拍攝相應衍射花樣？

7-10.用什么辦法、根據(jù)什么特征才能判斷出fee晶體中的層錯是抽出型的還是插入型

的？

7-11.怎樣確定球型沉淀是空位型還是間隙型的？

7-12.當下述像相似時，寫出區(qū)別它們的實險方法及區(qū)別根據(jù)。

1）球形共格沉淀與位錯線垂直于試樣表面的位錯。

2）垂直于試樣表面的晶界和交叉位錯像。

3）片狀半共格沉淀和位錯環(huán)。

4）不全位錯和全位錯。

7-11.層錯和大角晶界均顯示條紋襯度，那么如何區(qū)分層錯和晶界？

第八章

25、選擇題

1.僅僅反映固體樣品表面形貌信息的物理信號是（）。

A.背散射電子；B.二次電子；C.吸收電子；D.透射電子。

2.在掃描電子顯微鏡中，下列二次電子像襯度最亮的區(qū)域是（）。

A.和電子束垂直的表面；B.和電子束成30。的表面；C.和電子束成45。的表面；D.和電

子束成60。的表面。

3.可以探測表面1nm層厚的樣品成分信息的物理信號是（）。

A.背散射電子；B.吸收電子；C.特征X射線；D.俄歇電子。

4.掃描電子顯微鏡配備的成分分析附件中最常見的儀器是（）。

A.波譜儀；B.能譜儀；C.俄歇電子譜儀；D.特征電子能量損失譜。

5.波譜儀與能譜儀相比，能譜儀最大的優(yōu)點是（）。

A.快速高效；B.精度高；C.沒有機械傳動部件；D.價格便宜。

26、判斷題

1.掃描電子顯微鏡中的物鏡與透射叱子顯微鏡的物鏡一樣。（）

2.掃描電子顯微鏡的分辨率主要取決于物理信號而不是衍射效應和球差。（）

3.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。（）

4.掃描電子顯微鏡具有大的景深，所以它可以用來進行斷口形貌的分析觀察。（）

5.波譜儀是逐一接收元素的特征波長進行成分分析；能譜儀是同時接收所有元素的特征

X射線進行成分分析的。()

27、填空題

26.電子束與固體樣品相互作用可以產(chǎn)生

.........等物理信號。

27.掃描包子顯微鏡的放大倍數(shù)是的掃描寬度與的掃描寬度的比值。在襯度像上顆粒、

凸起的棱角是襯度，而裂?文、凹坑則是襯度。

28.分辨率最高的物理信號是為nm,分辨率最低的物理信號是為nm以上。

29.電子探針包括和兩種儀器。

3().掃描電子顯微鏡可以替代進行材料觀察，也可以對進行分析觀察。

28、名詞解釋

24.背散射電子、吸收電子、特征X射線、俄歇電子、二次電子、透射電子。

25.電子探針、波譜儀、能譜儀。

習題

1.掃描電子顯微鏡有哪些特點？

2.電子束和固體樣品作用時會產(chǎn)生哪些信號？它們各具有什么特點？

3.掃描電子顯微鏡的分辯率和信號種類有關？試將各種信號的分辨率高低作一比較。

4.掃描電子顯微鏡的放大倍數(shù)是如何調(diào)節(jié)的？試和透射電子顯微鏡作一比較。

5.表面形貌襯度和原子序數(shù)襯度各有什么特點？

5.和波譜儀相比，能譜儀在分析微區(qū)化學成分時有哪些優(yōu)缺點？

部分習題解

1.X射線學有幾個分支？每個分支的研究對象是什么？

答：X射線學分為三大分支：X射線透射學、X射線衍射學、X射線光譜學。

X射線透射學的研究對象有人體,工件等，用它的強透射性為人體診斷傷病、用于

探測工件內(nèi)部的缺陷等。

X射線衍射學是根據(jù)衍射花樣,在波長已知的情況下測定晶體結(jié)構(gòu)，研究與結(jié)構(gòu)和

結(jié)構(gòu)變化的相關的各種問題。

X射線光譜學是根據(jù)衍