現(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)作業(yè)教材

1、現(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)作業(yè)第一章 X 射線衍射分析一、填空題1、X 射線從本質(zhì)上說，和無線電波、可見光、 射線一樣，也是一種2、盡管衍射花樣可以千變?nèi)f化， 但是它們的基本要素只有三個(gè)： 即 、 、3、在 X 射線衍射儀法中，對(duì) X 射線光源要有一個(gè)基本的要求，簡(jiǎn)單地說，對(duì)光源的基本要 求是 、 、 。4、利用吸收限兩邊相差十分懸殊的特點(diǎn)，可制作濾波片。5、測(cè)量 X 射線衍射線峰位的方法有七種，它們分別是、6、X 射線衍射定性分析中主要的檢索索引的方法有三種，它們分別是7、特征 X 射線產(chǎn)生的根本原因是。8、X 射線衍射定性分析中主要的檢索索引的方法有三種，它們分別是、和字順?biāo)饕?、X 射線衍射儀探

2、測(cè)器的掃描方式可分、 、 三種。10、實(shí)驗(yàn)證明， X 射線管陽極靶發(fā)射出的 X 射線譜可分為兩類： 和11、當(dāng) X 射線穿過物質(zhì)時(shí)，由于受到散射，光電效應(yīng)等的影響，強(qiáng)度會(huì)減弱，這種現(xiàn)象稱 為。12、用于 X 射線衍射儀的探測(cè)器主要有、 、 、 ，其中 和 應(yīng)用較為普遍。13、X 射線在近代科學(xué)和工藝上的應(yīng)用主要有、 、 三個(gè)方面14、X 射線管陽極靶發(fā)射出的 X 射線譜分為兩類 、 。15、當(dāng) X 射線照射到物體上時(shí)，一部分光子由于和原子碰撞而改變了前進(jìn)的方向，造成散 射線；另一部分光子可能被原子吸收，產(chǎn)生 ；再有部分光子的能量可能在與原子 碰撞過程中傳遞給了原子，成為 。二、名詞解釋X- 射

3、線的吸收、連續(xù) x 射線譜、特征 x 射線譜、相干散射、非相干散射、熒光輻射、光電 效應(yīng)、俄歇電子、質(zhì)量吸收系數(shù)、吸收限、三、問答與計(jì)算1、某晶體粉末樣品的 XRD 數(shù)據(jù)如下， 請(qǐng)按 Hanawalt 法和 Fink 法分別列出其所有可能的檢 索組。d4.273.863.543.322.982.672.542.432.23I/I01040861001090658d2.162.071.841.751.541.381.261.181.06I/I0285570153522012、產(chǎn)生特征 X 射線的根本原因是什么？3、簡(jiǎn)述特征 X- 射線譜的特點(diǎn)。4、推導(dǎo)布拉格公式，畫出示意圖。5、回答 X 射線連

4、續(xù)光譜產(chǎn)生的機(jī)理。6、簡(jiǎn)述以陰極射線的方式獲得 X 射線所必須具備的條件。7、簡(jiǎn)述連續(xù) X 射線譜的特征8. x 射線衍射儀對(duì) x 光源的要求、光源單色化的方法9. 測(cè)角儀的調(diào)整要求？10. 測(cè)角儀的工作原理以及各狹縫作用？11. 哈納瓦特與芬克索引的規(guī)則？12. 定性物相分析的注意事項(xiàng)？電子顯微分析部分（第 2、3、4 章）一、填空題1、電子顯微分析是利用聚焦電子束與試樣物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的各種物理信號(hào)，分析試樣物質(zhì)的 、 和 。2、電子顯微鏡可分為：、 等幾類。3、電鏡中，用透鏡作電子槍，發(fā)射電子束；用 透鏡做會(huì)聚透鏡，起成像和放大作用。4、磁透鏡和玻璃透鏡一樣， 具有很多缺陷， 因此會(huì)造成

5、像差， 像差包括： 、 、和畸變。5、當(dāng)一束聚焦電子束沿一定方向射入試樣時(shí)，在原子庫侖電場(chǎng)作用下， 入射電子方向改變，稱為散射。 原子對(duì)電子的散射可分為 散射和 散射。在 散 射過程中，電子只改變方向，而能量基本無損失。在 散射過程中，電子不但改 變方向， 能量也有不同程度的減少， 轉(zhuǎn)變?yōu)?、 和 等。6、電子與固體物質(zhì)相互作用過程中產(chǎn)生的各種電子信號(hào)， 包括 、 、 和 等。7、塊狀材料是通過減薄的方法（需要先進(jìn)行機(jī)械或化學(xué)方法的預(yù)減?。┲苽涑蓪?duì)電子束透 明的薄膜樣品。減薄的方法有 、 、 和 等。8、掃描電鏡是用聚焦電子束在試樣表面逐點(diǎn)掃描成像，成像信號(hào)可以是、或。9、透射電子顯微鏡中高分

6、辨率像有和 。10、電子顯微分析是利用聚焦電子束與試樣物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的各種物理信號(hào)，分析試樣物質(zhì)的 、 和 。二、名詞解釋 球差、色差、場(chǎng)深、焦深、弛豫、相互作用體積、質(zhì)厚襯度、衍射襯度、相位襯度、軸上像 散、場(chǎng)深、焦深、彈性散射、非彈性散射、馳豫、背散射電子、透射電子、吸收電子、二次 電子、背散射電子等。三、簡(jiǎn)答題1、為什么現(xiàn)代的透射電鏡除電子光源外都用磁透鏡做會(huì)聚鏡？2、為何電子顯微鏡鏡筒必須具有高真空？3、電子衍射譜的特征？4、掃描電鏡在探測(cè)二次電子時(shí)，為何要在柵網(wǎng)上加250V 電壓？而在探測(cè)背散射電子時(shí)要加 -50V 電壓？5、掃描電鏡的襯度有哪些？各種襯度的典型襯度像是什么？6、在

7、電鏡上為什么能用能譜儀進(jìn)行試樣的成分分析？7、電子束做照明源制成電子顯微鏡具有更高的分辨本領(lǐng)？為什么？8、分析電子波長(zhǎng)與加速電壓間的定量關(guān)系。9、分析電子在靜電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及靜電透鏡的聚焦成像原理。10、TEM 薄膜試樣制備方法有哪些？11、質(zhì)厚襯度原理及物鏡光闌的作用？四、問答題1、試述球差、色差產(chǎn)生的原因。2、簡(jiǎn)述二次電子的特點(diǎn)。3、在材料科學(xué)中透射電鏡的樣品有哪幾類？在制備每類樣品時(shí)要注意什么？4、高速入射的電子與試樣物質(zhì)相互作用后能產(chǎn)生哪些物理信號(hào)？這些信號(hào)可用于什么分 析測(cè)試手段上？5、掃描電鏡可用哪些物理信號(hào)調(diào)制成像？比較這些電子顯微像的特點(diǎn)。6、TEM 工作原理？7、SEM 工

8、作原理？8、背散射電子的主要特點(diǎn)、成像的特征及其信號(hào)分離觀察的原理。9、二次電子的主要特點(diǎn)、成像的特征？10、簡(jiǎn)述散射襯度像形成原因。11、簡(jiǎn)述衍射襯度像形成原因。12、簡(jiǎn)述相位襯度像形成原因。五、計(jì)算題1、在 200kv 加速電壓下拍得金的多晶衍射環(huán)，從里向外測(cè)得環(huán)的直徑2R1=17.46mm ，2R2=20.06 mm， 2R3=28.64 mm， 2R4=33.48 mm。已知各金環(huán)對(duì)應(yīng)的晶面間距分別為： d1=2.355 ?，d2=2.039 ，?d3=1.442?，d4=1.230?。試求透射電鏡的相機(jī)常數(shù) K？2、2、在 200kv 加速電壓下拍得金的多晶衍射環(huán)，從里向外測(cè)得環(huán)的直

9、徑2R1=17.46mm ，2R2=20.06 mm， 2R3=28.64 mm， 2R4=33.48 mm。已知各金環(huán)對(duì)應(yīng)的晶面間距分別為： d1=2.355 ?，d2=2.039 ，?d3=1.442?，d4=1.230?。試求透射電鏡的相機(jī)長(zhǎng)度 l ？12.25( )V(1 0.9785 10 6V)在 200kv 加速電壓下拍得金的多晶衍射環(huán)， 從里向外測(cè)得環(huán)的直徑 2R1=17.46mm ，2R2=20.06mm， 2R3=28.64 mm， 2R4=33.48 mm 。已知透射電鏡的相機(jī)常數(shù) K=20.562, 試求各衍射環(huán)12.25的晶面間距 d？()V(1 0.9785 10

10、6V)光學(xué)顯微分析部分(第 5、 6 章)一 名詞解釋光率體； 一軸晶與二軸晶；光軸面；光性方位； 解理；多色性與吸收性；突起；貝克線； 四次消光； 干涉色； 補(bǔ)色法則； 雙折射率； 延性； 雙晶；光程差；干涉圖；分辨率； 色散； 折射； 全反射；其形態(tài)分別填空 1 光率體 的種 類有 2偏光顯微鏡的調(diào)節(jié)與校正的內(nèi)容主要有3干涉色級(jí)序的測(cè)定方法有,4晶體在單偏光鏡下可以觀察和測(cè)定的主要內(nèi)容有 5影響光程差的因素有 6錐光鏡下研究礦物晶體時(shí)， 可觀察和測(cè)定的內(nèi)容有7一軸晶光率體的主要切面有,三種。8二軸晶光率體的主要切面有,，,五種。9根據(jù)薄片中晶體顆粒邊棱的規(guī)則程度，可將晶體分為, ,三類。1

11、0具有解理的礦物，根據(jù)其解理發(fā)育的完善程度，可分為, ,三級(jí)。11根據(jù)薄片中晶體與樹膠相對(duì)折射率的大小， 將晶體的突起分為 ,， , , 六個(gè)等級(jí)。12在正交偏光鏡下，礦物晶體的消光類型有, , 三種。13干涉色級(jí)序的測(cè)定方法有, , 三種。三問答與計(jì)算1. 標(biāo)準(zhǔn)薄片中，同一晶體的不同顆粒為何干涉色不同？晶體在什么切面上干涉色最高？為 什么？ 2對(duì)于一軸晶和二軸晶晶體， 利用哪類干涉圖可測(cè)定其光性正負(fù)？如何測(cè)定？試舉例說明。3礦物薄片中晶體的顏色和干涉色在成因上有何不同？影響干涉色的因素有哪些？ 4礦物薄片中晶體的邊緣、糙面、突起和貝克線是怎樣形成的？在偏光顯微鏡下觀測(cè)礦物 晶體時(shí)，它們有何用

12、途？5通常都是用什么方法測(cè)定礦物的干涉色級(jí)序？簡(jiǎn)述其測(cè)定方法。6透輝石( CaOMgO SiO2)其光率體形態(tài)如圖所示，試根據(jù)該圖說明以下幾個(gè)問題：(1) 透輝石屬什么晶族光率體？(2) 該晶體的最大雙折射率是多少？(3) 確定透輝石的光性方位和光性正負(fù)。(4) 繪出( 100)、(010)、( 001)面上的光率體切面，并標(biāo)明其折射率。7橄欖石晶體（ 010）面上測(cè)得主折射率為 1.689 和 1.670，在（ 100）面上測(cè)得主折射率為 1.654 和 1.670，求橄欖石：（1）最大雙折射率；（ 2）光性正負(fù)；（ 3）光性方位； （用簡(jiǎn)式表示）（ 4）光軸面與哪個(gè)晶面平行？8當(dāng)入射光波為

13、偏光，其振動(dòng)方向與垂直入射光波的光率體橢圓切面半徑之一平行時(shí)，光 波進(jìn)入晶體后的情況如何？如果入射光波的振動(dòng)方向與垂直入射光波的光率體橢圓切面 半徑斜交時(shí)，光波進(jìn)入晶體后的情況如何？9設(shè)橄欖石晶體薄片厚度為 0.03mm，Ng=1.689, Nm=1.670, Np=1.654 ， 其垂直 Bxa 和垂 直 Bxo 切面上能見到什么樣的干涉色？平行 AP 面的切面上又具有什么樣的干涉色？10已知白云母的三個(gè)主折射率分別為Ng=1.601, Nm=1.596, Np=1.563 ，若要制造干涉色為一級(jí)灰白（ R=147nm ）的試板，在垂直 Bxa 切面上應(yīng)取多大厚度？11欲要制造一級(jí)紫紅（ R

14、=560nm ）的石英試板，問平行于石英光軸切面上的切片厚度應(yīng)為 多少？（石英的 Ne=1.553, No=1.544 ）12在紫蘇輝石（ 010）面上測(cè)得主折射率為 1.702 和 1.705 ，在（ 001）面上測(cè)得主折射率 為 1.702 和 1.692 ，求紫蘇輝石1）三個(gè)主折射率值；2）最大雙折射率；3）光性正負(fù)：4）光軸面與哪個(gè)晶面平行？13 .已知橄欖石的 Ng=1.689, Nm=1.670, Np=1.654, 試說明：1）光性正負(fù)；2）Bxa 及 Bxo 的光率體軸名稱；3） Bxa 及 Bxo 的切面上雙折射率各是多少？4）最大雙折射率是多少？ 14礦物的多色性在什么方向

15、的切面上最明顯？要確定一軸晶、二軸晶礦物的多色性公式，需選擇什么方向的切片？15已知黑云母的三個(gè)主折射率分別為Ng=1.677, Nm=1.676, Np=1.623, 其相應(yīng)的多色性為：Ng= 深褐色， Nm= 深褐色， Np=淺黃色，問：1）黑云母哪一個(gè)切面上吸收性最大？哪一個(gè)切面上多色性最強(qiáng)？3） 黑云母的哪一個(gè)切面上的顏色無變化？為什么？16普通角閃石 Bxa 的薄片在單偏光鏡下為藍(lán)綠和棕綠色， 平行光軸面的薄片在單偏光鏡 下為亮黃和藍(lán)綠色，已知普通角閃石為負(fù)光性，試確定它的多色性。17已知普通輝石為正光性。一薄片在正交偏光鏡間觀察到AP 切面的干涉色為二級(jí)黃（R=880nm ）， B

16、xa 切面的干涉色為一級(jí)亮灰 （ R=210nm ），設(shè) Ng-Nm=0.019 ，求該薄片 的 厚度。18已知斜方晶系柱狀硬石膏的主折射率分別為Ng=1.614 ，Nm=1.576 ，Np=1.571 ，取 Bxo的切面制作石膏補(bǔ)色器（一級(jí)紫紅，R=560nm ），問切片厚度應(yīng)為多少？ 19晶體切片置于錐光鏡下，在視域中觀察到兩光軸出露點(diǎn)為圖示（1）確定圖中 3、4、5、6 各入射光出露點(diǎn)的光波振動(dòng)方向；2）繪出干涉圖（該晶體雙折射率較?。?；3）判斷切片方向；4）假設(shè)如圖加入試板后，干涉圖上 銳角區(qū)干涉色升高，判斷其光性正負(fù)。20某晶體切片置于錐光鏡下，在視域中觀察到兩光軸出露點(diǎn)為圖示1）

17、確定圖中 3、4、5、6 各入射光出露點(diǎn)的光波振動(dòng)方向；2）繪出干涉圖（該晶體雙折射率較?。?）判斷切片方向；4）如圖加入石膏試板后，干涉圖上銳角區(qū)干涉色由灰白變?yōu)樘m色，判斷 其光性正負(fù)。21某一軸晶礦物，在錐光鏡下觀察到其光軸出露點(diǎn)位于圖示（1）確定圖中 2，3，4，5 各入射光出露點(diǎn)的光波振動(dòng)方向及軸名；3）繪出干涉圖；4）若干涉圖上明亮的區(qū)域干涉色為一級(jí)灰白，如圖加入石膏試板 后，其干涉色由灰白變?yōu)樘m色， 確定其光性正負(fù)。1和 2的位置?；卮穑旱奈恢茫?2已知石英晶體為一軸晶正光性礦物， 現(xiàn)有一石英垂直光軸的切片 （標(biāo)準(zhǔn)厚度 d=0.03mm ） 置于錐光鏡下觀察：（1）畫出所觀察到的干

18、涉圖象；（2）假如從 2、4 象限插入石膏試板，試說明四個(gè)象限內(nèi)的干涉色變化。23某二軸晶礦物 Bxa 切片置于錐光鏡下觀察：（ 1）畫出其 45位的干涉圖象（干涉圖上的干涉色為一級(jí)灰白）；（ 2）假設(shè)從 2、4 象限插入石膏試板后，干涉圖上銳角區(qū)干涉色由灰白變?yōu)辄S色，試確定 其光性正負(fù)。第七章 熱分析技術(shù)填空題1、 、 和 是熱分析的四大支柱。2、熱分析法是所有在高溫過程中測(cè)量物質(zhì)性能技術(shù)的總稱。3、熱重分析法包括：和 兩種類型。4、熱膨脹儀按照位移檢測(cè)方法可分為：、 、 三種類型。二、名詞解釋1、差熱分析2、綜合熱分析3、差示掃描量熱分析三、問答與計(jì)算1、現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)中，用哪種方法可以比較簡(jiǎn)單地確定白云石CaMg(CO 3)2 中混含有少量鐵的碳酸鹽 (FeCO3)雜質(zhì)，并確定其含量。2、某物質(zhì)的 DSC TG 曲線如圖所示 ,試在圖上標(biāo)出每次熱效應(yīng)的反應(yīng)起始點(diǎn)溫度與反應(yīng)終 止點(diǎn)溫度 ,并分析該物質(zhì)可能的熱過程。3、什么是差示掃描量熱分析？4、簡(jiǎn)述熱重分析的主要應(yīng)用。5、在差熱曲線上如何確定反應(yīng)起始點(diǎn)溫度6、影響熱重曲線的主要因素有哪些？7、簡(jiǎn)述影響差熱曲線的因素。8、某物質(zhì)的 DTA 曲線上出