材料分析期末試卷

1、.金材02級(jí)材料分析測(cè)試技術(shù)課程試卷答案一、 選擇題：（8分/每題1分）1. .當(dāng)X射線(xiàn)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(guò)程將產(chǎn)生（D）。A. 光電子；B. 二次熒光；C. 俄歇電子；D. （A+C）2. 有一體心立方晶體的晶格常數(shù)是0.286nm，用鐵靶K（K=0.194nm）照射該晶體能產(chǎn)生（ B ）衍射線(xiàn)。A. 三條； B .四條； C. 五條；D. 六條。3. .最常用的X射線(xiàn)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。4. .測(cè)定鋼中的奧氏體含量，若采用定量X射線(xiàn)物相分析，常用方法是（

2、C ）。A. 外標(biāo)法；B. 內(nèi)標(biāo)法；C. 直接比較法；D. K值法。5. 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。6. 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。7. .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. 暗場(chǎng)像；C. 中心暗場(chǎng)像；D.弱束暗場(chǎng)像。8. 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。二、 判斷題：（8分/每題

3、1分）1. 產(chǎn)生特征X射線(xiàn)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)。（ ）2. 倒易矢量能唯一地代表對(duì)應(yīng)的正空間晶面。（ ）3. 大直徑德拜相機(jī)可以提高衍射線(xiàn)接受分辨率，縮短暴光時(shí)間。（ ）4. X射線(xiàn)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。（ ）5. 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。（ ）6. 電子衍射和X射線(xiàn)衍射一樣必須嚴(yán)格符合布拉格方程。（ ）7. 實(shí)際電鏡樣品的厚度很小時(shí)，能近似滿(mǎn)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。（ ）8. 掃描電

4、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。（ ）三、 填空題：（14分/每2空1分）1. 電子衍射產(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、孿晶斑點(diǎn)和菊池花樣。2. 當(dāng)X射線(xiàn)管電壓低于臨界電壓僅可以產(chǎn)生 連續(xù)譜 X射線(xiàn)；當(dāng)X射線(xiàn)管電壓超過(guò)臨界電壓就可以產(chǎn)生 連續(xù)譜X射線(xiàn)和 特征譜 X射線(xiàn)。3. 結(jié)構(gòu)振幅用 F 表示，結(jié)構(gòu)因素用表示，結(jié)構(gòu)因素=0時(shí)沒(méi)有衍射我們稱(chēng)結(jié)構(gòu)消光或 系統(tǒng)消光 。對(duì)于有序固溶體，原本消光的地方會(huì)出現(xiàn) 弱衍射 。4. 電磁透鏡的像差包括球差、像散和色差。5. 衍射儀的核心是測(cè)角儀圓，它由 輻射源 、 試樣臺(tái) 和 探測(cè)器 共同組成 測(cè)角儀 。6. X射線(xiàn)

5、測(cè)定應(yīng)力常用儀器有應(yīng)力儀和衍射儀，常用方法有Sin2法和0-45法。7. 運(yùn)動(dòng)學(xué)理論的兩個(gè)基本假設(shè)是雙束近似和柱體近似。8. 電子探針包括波譜儀和能譜儀兩種儀器。四、 名詞解釋?zhuān)海?0分/每題2分）1. 形狀因子由于晶體形狀引起的衍射強(qiáng)度分布變化，又稱(chēng)干涉函數(shù)。2. 聚焦圓試樣對(duì)入射X射線(xiàn)產(chǎn)生衍射后能聚焦到探測(cè)器上，此時(shí)輻射源、試樣和探測(cè)器三者位于同一個(gè)圓周上，這個(gè)圓稱(chēng)之聚焦圓。3. 景深與焦長(zhǎng)在成一幅清晰像的前提下，像平面不變，景物沿光軸前后移動(dòng)的距離稱(chēng)“景深”；景物不動(dòng)，像平面沿光軸前后移動(dòng)的距離稱(chēng)“焦長(zhǎng)”。4. 應(yīng)變場(chǎng)襯度由于應(yīng)變導(dǎo)致樣品下表面衍射波振幅與強(qiáng)度改變，產(chǎn)生的襯度稱(chēng)應(yīng)變場(chǎng)襯度

6、；襯度范圍對(duì)應(yīng)應(yīng)變場(chǎng)大小。5. 背散射電子入射電子被樣品原子散射回來(lái)的部分；它包括彈性散射和非彈性散射部分；背散射電子的作用深度大，產(chǎn)額大小取決于樣品原子種類(lèi)和樣品形狀。五、 問(wèn)答題：（36分/每題9分）1. X射線(xiàn)學(xué)有幾個(gè)分支？每個(gè)分支的研究對(duì)象是什么？答：X射線(xiàn)學(xué)有三個(gè)分支：X射線(xiàn)透射學(xué)，X射線(xiàn)衍射學(xué)，X射線(xiàn)光譜學(xué)。X射線(xiàn)透射學(xué)研究X射線(xiàn)透過(guò)物質(zhì)后的強(qiáng)度衰減規(guī)律，由此可以研究探測(cè)物體內(nèi)部形貌與缺陷；X射線(xiàn)衍射學(xué)研究晶體對(duì)X射線(xiàn)的衍射規(guī)律，由此可以通過(guò)X射線(xiàn)衍射研究晶體結(jié)構(gòu)與進(jìn)行物相分析等；X射線(xiàn)光譜學(xué)研究特征X射線(xiàn)與物質(zhì)元素的關(guān)系，由此可以根據(jù)特征X射線(xiàn)分析樣品組成。2. 圖題為某樣品德拜

7、相（示意圖），攝照時(shí)未經(jīng)濾波。巳知1、2為同一晶面衍射線(xiàn)，3、4為另一晶面衍射線(xiàn)試對(duì)此現(xiàn)象作出解釋答：根據(jù)衍射圖發(fā)現(xiàn)每個(gè)晶面都有兩條衍射線(xiàn)，說(shuō)明入射線(xiàn)存在兩個(gè)波長(zhǎng)。由于沒(méi)有采用濾波裝置，那么很可能是K、K共同衍射的結(jié)果。3. 分別說(shuō)明成像操作與衍射操作時(shí)各級(jí)透鏡（像平面與物平面）之間的相對(duì)位置關(guān)系，并畫(huà)出光路圖。答：成像操作時(shí)中間鏡是以物鏡的像作為物成像，然后由投影鏡進(jìn)一步放大投到熒光屏上，即中間鏡的物平面與物鏡的像平面重合；衍射操作是以物鏡的背焦點(diǎn)作為物成像，然后由投影鏡進(jìn)一步放大投到熒光屏上，即中間鏡的物平面與物鏡的背焦面重合。入圖所示：4. 電子束和固體樣品作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生哪些信號(hào)？它們各具

8、有什么特點(diǎn)？答：背散射電子。背散射電于是指被固體樣品中的原子核反彈回來(lái)的一部分入射電子。其中包括彈性背散射電子和非彈性背散射電子。背散射電子的產(chǎn)生范圍深，由于背散射電子的產(chǎn)額隨原子序數(shù)的增加而增加，所以，利用背散射電子作為成像信號(hào)不僅能分析形貌特征，也可用來(lái)顯示原子序數(shù)襯度，定性地進(jìn)行成分分析。二次電子。二次電子是指被入射電子轟擊出來(lái)的核外電子。二次電子來(lái)自表面50-500 的區(qū)域，能量為0-50 eV。它對(duì)試樣表面狀態(tài)非常敏感，能有效地顯示試樣表面的微觀形貌。吸收電子。入射電子進(jìn)入樣品后，經(jīng)多次非彈性散射，能量損失殆盡（假定樣品有足夠厚度，沒(méi)有透射電子產(chǎn)生），最后被樣品吸收。若在樣品和地之間

9、接入一個(gè)高靈敏度的電流表，就可以測(cè)得樣品對(duì)地的信號(hào)。若把吸收電子信號(hào)作為調(diào)制圖像的信號(hào)，則其襯度與二次電子像和背散射電子像的反差是互補(bǔ)的。透射電子。如果樣品厚度小于入射電子的有效穿透深度，那么就會(huì)有相當(dāng)數(shù)量的入射電子能夠穿過(guò)薄樣品而成為透射電子。樣品下方檢測(cè)到的透射電子信號(hào)中，除了有能量與入射電子相當(dāng)?shù)膹椥陨⑸潆娮油?，還有各種不同能量損失的非彈性散射電子。其中有些待征能量損失DE的非彈性散射電子和分析區(qū)域的成分有關(guān)，因此，可以用特征能量損失電子配合電子能量分析器來(lái)進(jìn)行微區(qū)成分分析。特征X射線(xiàn)。特征X射線(xiàn)是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)以后，在能級(jí)躍遷過(guò)程中直接釋放的具有特征能量和波長(zhǎng)的一種電磁波輻射。

10、如果用X射線(xiàn)探測(cè)器測(cè)到了樣品微區(qū)中存在某一特征波長(zhǎng)，就可以判定該微區(qū)中存在的相應(yīng)元素。俄歇電子。如果原子內(nèi)層電子能級(jí)躍遷過(guò)程中釋放出來(lái)的能量DE不以X射線(xiàn)的形式釋放，而是用該能量將核外另一電子打出，脫離原子變?yōu)槎坞娮樱@種二次電子叫做俄歇電子。俄歇電子是由試樣表面極有限的幾個(gè)原于層中發(fā)出的，這說(shuō)明俄歇電子信號(hào)適用于表層化學(xué)成分分析。六、 綜合題：（24分/每題12分）1. 什么厚度的鎳濾波片可將CuK輻射的強(qiáng)度降低至入射時(shí)的70？如果入射X射線(xiàn)束中K和K強(qiáng)度之比是5：1，濾波后的強(qiáng)度比是多少？已知m49.03cm2g，m290cm2g,Ni=8.9g/cm3。解：一、設(shè)厚度為X，那么有，則。又，答8.17m的鎳片可以使強(qiáng)度降低70%；這樣的濾波片可以使K和K強(qiáng)度之比是5：1，濾波后為29：1。2. 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(diǎn)，請(qǐng)對(duì)其指數(shù)斑點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定。（詳細(xì)寫(xiě)出標(biāo)定步驟和注意