材料現(xiàn)代研究方法examples

1、下圖為金屬鎂粉的X射線衍射圖譜（注：X射線源為Cu K輻射,其平均波長為1.5418 埃）。查衍射卡片得知鎂的（112）晶面間距為1.3663埃,問圖中哪個(gè)峰是鎂（112）晶面的衍射峰,寫明計(jì)算過程。圖中高角度衍射峰有劈裂，為何？Cu K輻射的波長為=1.5418 埃。根據(jù)布拉格方程2d sin = 知道：對（112）晶面間距d=1.3663埃; 所以：sin=/2d=0.4057; 所以=34.346; 所以2=68.69可以知道2=68.7對應(yīng)的衍射峰是Mg（112）晶面的衍射峰。劈裂是因?yàn)椴ㄩL包含兩個(gè)所致。比較X射線光電子、特征X射線及俄歇電子的概念。X射線光電子是電子吸收X光子能量后逸

2、出樣品所形成的光電子。特征X射線是處于激發(fā)態(tài)的電子躍遷到低能級釋放出的能量以X射線形式釋放。俄歇電子是激發(fā)態(tài)電子跳到基態(tài)釋放的能量傳遞給相鄰電子，導(dǎo)致相鄰?fù)芗夒娮右莩鰳悠沸纬啥硇娮?。在透射電鏡中，電子束的波長主要取決于什么？多晶電子衍射花樣與單晶電子衍射花樣有何不同？多晶電子衍射花樣是如何形成的，有何應(yīng)用？明場像和暗場像有何不同？電子束的波長主要取決于電子加速電壓或電子能量。單晶電子衍射花樣由規(guī)則排列的衍射斑點(diǎn)構(gòu)成。多晶衍射花樣由不同半徑的衍射環(huán)組成。多晶中晶粒隨機(jī)排列取向，相當(dāng)于倒易點(diǎn)陣在空間繞某點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，而在倒易空間形成一組圓球，圓球的一定截面形成圓環(huán)。 可用于確定晶格常數(shù)。明場像是直射

3、電子形成的像。暗場像是散射電子形成的像簡述用于掃描電鏡成像的常用信號電子種類。波、能譜儀的工作原理是什么？比較兩種譜儀進(jìn)行微區(qū)成分分析時(shí)的優(yōu)缺點(diǎn)。1背散射電子；是指被固體樣品中的原子核反彈回來的一部分入射電子。2二次電子 ；是指被入射電子轟擊出來的核外電子。3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，沒有透射電子產(chǎn)生），最后被樣品吸收。4俄歇電子；如果原子內(nèi)層電子能級躍遷過程中釋放出來的能量E不以X射線的形式釋放，而是用該能量將核外另一電子打出，脫離原子變?yōu)槎坞娮?，這種二次電子叫做俄歇電子。波譜儀依據(jù)不同元素的特征X射線具有不同波長這一特點(diǎn)來對樣品成分

4、進(jìn)行分析，波譜儀通過晶體衍射分光的途徑實(shí)現(xiàn)對不同波長的X射線分散展譜。波譜儀優(yōu)點(diǎn)：分辨率高，峰背比高波譜儀缺點(diǎn)：采集效率低，分析速度慢。 能譜儀根據(jù)不同元素的特征X射線具有不同的能量這一特點(diǎn)來對檢測的X射線進(jìn)行分散展譜，實(shí)現(xiàn)對微區(qū)成分分析。 能譜儀優(yōu)點(diǎn)：分析速度快。靈敏度高，譜線重復(fù)性好能譜儀缺點(diǎn)：能量分辨率低，峰背比低。工作條件要求嚴(yán)格。XPS的主要工作原理和應(yīng)用是什么？以Mg K（波長為9.89埃），為激發(fā)源，由譜儀（功函數(shù)3eV）測得固體中某元素X射線光電子動能980.5eV,求此元素的電子結(jié)合能。h =4.1357*10-15 eVs; c=2.998*108m/s。XPS的主要原理為

5、光電效應(yīng)原理。 XPS 主要用于分析表面化學(xué)元素的組成，化學(xué)態(tài)及其分布，特別是原子的價(jià)態(tài)，表面原子的電子密度，能級結(jié)構(gòu)。 應(yīng)用有元素及其化學(xué)態(tài)的定性分析、定量分析，化學(xué)結(jié)構(gòu)分析。激發(fā)光子能量： hv=hc/=4.1357*10-15 eVs*2.998*108m/s/9.89*10-10m=1253.6eV. 電子結(jié)合能為1253.6-3-980.5=270.1eV什么是拉曼散射，斯托克斯線和反斯托克斯線，拉曼位移？單色光照射物體時(shí)有一部分比入射光強(qiáng)度小10-7量級的非彈性散射光含有與入射光不同的頻率光，這樣的散射為拉曼散射。頻率低于入射光頻的散射線為斯脫克斯線，高于入射光頻的散射線為反斯脫克

6、斯線。上述低于或高于的量叫拉曼位移。 試述差熱分析中放熱峰和吸熱峰產(chǎn)生的原因有哪些？簡述差熱掃描量熱法與差熱分析方法的異同。放熱原因：結(jié)晶轉(zhuǎn)變；吸附；分解；氧化度降低；氧化；氧化還原反應(yīng)。吸熱原因：結(jié)晶轉(zhuǎn)變；熔融；氣化；升華；脫附；吸收；析出；脫水；分解；還原；氧化還原反應(yīng)。差熱掃描量熱法是熱量與溫度的關(guān)系。差熱分析方法是測量溫度差和溫度的關(guān)系。掃描隧道顯微鏡及原子力顯微鏡的基本原理和主要工作模式分別是什么？適于分析什么樣品？掃描隧道顯微鏡基本原理是量子隧道效應(yīng)。工作模式包括恒電流模式，恒高模式，適合分析導(dǎo)電樣品。原子力顯微鏡是用針尖與樣品表面相互作用產(chǎn)生的微小位移反映樣品表面形貌。接觸模式,非接觸模式,輕敲模式.適用于各類樣品。簡述核磁共振化學(xué)位移的概念和影響因素。在核磁共振過程中，雖然是同類原子核，但如果其處在不同化合物中或是雖然在同一化合物中但所處的化學(xué)環(huán)境不同，其共振頻率也稍有不同，這就是化學(xué)位移，它源于核外電子云對外加磁場的屏蔽作用。影響因素主要包括誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)、磁各向異性效應(yīng)、氫鍵效應(yīng)和溶劑效應(yīng)等。簡述原子發(fā)射光譜及紅外吸收光譜是怎么產(chǎn)生的及用途。元素原子及離子在高溫激發(fā)后，都能輻射出一組表征該元素的特征光譜線