現(xiàn)代材料分析方法試題5

1、現(xiàn)代材料分析測試試題 5一、名詞解釋（10分每小題2分）1. X射線光電效應(yīng)：2. 衍射角：3背散射電子：4. 磁透鏡：5. 差熱分析：二、填空題（20分每空1分）1. X射線管中，焦點(diǎn)形狀可分為 和 ，適合于衍射儀工作的2. X射線衍射方法有 、 和。3. TEM的分辨率是 nm,放大倍數(shù)是 倍；SEM的分辨率是nm，放大倍數(shù)是倍。4. 解釋掃描電子顯微像鏡的襯度有 、 和 三種襯度。5. XRD 是分析，TEM是 分析，SEM是 分析。EPMA是分析6. 光電子能譜是在近十多年才發(fā)展起來的一種研究物質(zhì)表面的和的新型物理方法。三、問答題（共30分）1. X射線衍射的幾何條件是 d、B、入必須

2、滿足什么公式？寫出數(shù)學(xué)表達(dá)式，并說明d、B、入的意義。 （5分）2. 畫圖說明半高寬中點(diǎn)法確定衍射峰位的方法（5分）3. 掃描電鏡的特點(diǎn)？ （7分）4. 在透射電子顯微分析中， 電子圖像的襯度有哪幾種？分別適用于哪種試樣和成像方法？（ 3 分）5. 差熱分析中對參比物有哪些要求？常用什么物質(zhì)作參比物？ （5分）6. 紅外光譜分析主要用于哪幾方面、哪些領(lǐng)域的研究和分析？紅外光譜法有什么特點(diǎn)？（分）四、論述題（共 10 分）你認(rèn)為“電子顯微分析只能觀察顯微形貌” 這種說法對嗎？論述電子顯微分析可對無機(jī)非金 屬材料進(jìn)行哪些方面的分析？電子顯微分析有什么特點(diǎn)？五、應(yīng)用題（共 10 分）TiO2有金紅石

3、和銳鈦礦兩種晶型，用溶膠-凝膠法制備TiO2納米晶，經(jīng)600C煅燒后得到白色粉體?，F(xiàn)要分析粉體的物相和粒度大小，請說明用什么分析方法？并簡要說明分析過程?，F(xiàn)代材料分析測試 5 答案一、名詞解釋（ 10 分 每小題 2 分）1. X 射線光電效應(yīng)： 當(dāng) X 射線的波長足夠短時(shí)，起光子的能量就很大，以至能把原 子中處于某一 能級上的電子打出來，而它本身則被吸收。它的能量就傳遞給該電 子了，使之成為具有一定能量的光電子，并使原子處于高能的激發(fā)態(tài)。這種過程我們 稱之為光電吸收或光電效應(yīng)2. 衍射角：入射線與衍射線的交角。3. 背散射電子：電子射入試樣后，受到原子的彈性和非彈性散射，有一部分電子的總散射

4、角 大于90°,重新從試樣表面逸出，稱為背散射電子。4. 磁透鏡：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)對稱磁場的線圈裝置稱為磁透鏡。5. 差熱分析：把試樣和參比物置于相等的加熱條件下，測定兩者的溫度差對溫度或時(shí)間作圖 的方法。記錄曲線稱為差熱曲線。二、填空（每題 2 分，共 10 分）1. X 射線管中，焦點(diǎn)形狀可分為 點(diǎn)焦點(diǎn) 和 線焦點(diǎn) ，適合于衍射儀工作的是 線焦 點(diǎn)。2. X 射線衍射方法有 勞厄法、 轉(zhuǎn)動晶體法 、 粉晶法 和 衍射儀法 。TEM的分辨率是0.104 0.25 nm,放大倍數(shù)是 100 80萬倍；SEM的分辨率是 36 nm，放大倍數(shù)是1530 萬 倍。4. 解釋掃描電子顯微像鏡的襯度有

5、 形貌襯度原子序數(shù)襯度和 電壓襯度三種襯度。5. XRD是 X射線衍射分析，TEM是描電子顯微 分析。 EPMA 是 電子探針透射電子顯微 分析， SEM 是 掃 分析6. 光電子能譜是在近十多年才發(fā)展起來的一種研究物質(zhì)表面的性質(zhì)和狀態(tài) 的新型物理方法。三、問答題（ 42 分）1. X射線衍射的幾何條件是 d、B、入必須滿足什么公式？寫出數(shù)學(xué)表達(dá)式，并說明 d、B、 入的意義。（5分）答：X射線衍射的幾何條件是 d、B、入必須滿足布拉格公式。（1分）其數(shù)學(xué)表達(dá)式：2dsin 0 =入（2dsin 0 =n入）（1分）其中 d 是晶體的晶面間距。 （1 分）0是布拉格角，即入射線與晶面間的交角。

6、 （ 1 分）入是入射X射線的波長。（1分）2. 畫圖說明半高寬中點(diǎn)法確定衍射峰位的方法（5分）答：先連接衍射峰兩邊的背底 ab,從強(qiáng)度極大點(diǎn)P作PP'交ab于P'點(diǎn)，PP'的中點(diǎn)0'即是峰高一半點(diǎn)。過 0'作ab的平行線與衍射峰交于 M和N點(diǎn)，MN中點(diǎn)0的角 位置即定作峰位。3. 掃描電鏡的特點(diǎn)？（ 7 分）答：（ 1 ）可以觀察直徑為 10 30mm 的大塊試樣,制樣方法簡單。 （ 1 分）（ 2）場深大,適用于粗糙表面和斷口的分析觀察,圖像富有立體感真實(shí)感。（ 1 分）（ 3）放大倍數(shù)變化范圍大, 15300000 倍。（ 1 分）（4）分辨率36

7、nm。透射電鏡的分辨率雖然高，但對樣品厚度的要求十分苛刻，且觀察的區(qū)域小。（ 1 分）（5） 可以通過電子學(xué)方法有效地控制和改善圖像的質(zhì)量。（ 1 分）（6） 可進(jìn)行多種功能的分析。觀察陰極熒光圖像和進(jìn)行陰極熒光光譜分析。（ 1 分）（ 7）可使用加熱、 冷卻和拉伸等樣品臺進(jìn)行動態(tài)試驗(yàn), 觀察各種環(huán)境條件下的項(xiàng)變及形 態(tài)變化等。（ 1 分）4. 在透射電子顯微分析中,電子圖像的襯度有哪幾種？分別適用于哪種試樣和成像方法？ （ 3 分）答：質(zhì)厚襯度、衍射襯度和相位襯度（ 1 分）質(zhì)厚襯度：適用于非晶體薄膜和復(fù)形膜試樣所成圖象的解釋（1 分）衍射襯度和相位襯度：適用于晶體薄膜試樣所成圖象的解釋（1

8、 分）5. 差熱分析中對參比物有哪些要求？常用什么物質(zhì)作參比物？（5分）答；摻比物的要求：（ 1 ） . 在整個(gè)測溫范圍內(nèi)無熱效應(yīng)。 （ 1 分）（ 2） .比熱和導(dǎo)熱性能與試樣接近。 （ 1 分）（3） 粒度與試樣相近（約 50150 m ）。（1分）摻比物常用物質(zhì)：a -AI2O3（1720K煅燒過的高純 AI2O3粉）（2分）6紅外光譜分析主要用于哪幾方面、哪些領(lǐng)域的研究和分析？紅外光譜法有什么特點(diǎn)？ （5分）答：紅外光譜主要用于（ 1 ） 化學(xué)組成和物相分析， （ 2） 分子結(jié)構(gòu)研究。 （ 2 分） 應(yīng)用領(lǐng)域：較多的應(yīng)用于有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域，對于無機(jī)化合物和礦物的鑒定開始較晚。（ 1 分）紅

9、外光譜法的特點(diǎn)： （ 1 ） 特征性高；（2） 不受物質(zhì)的物理狀態(tài)限制； （ 3） 測定所需樣品數(shù)量少，幾克甚至幾毫克；（4） 操作方便，測定速度快，重復(fù)性好；（ 5） 已有的標(biāo)準(zhǔn)圖譜較多，便于查閱。（ 2 分）四、論述題（ 10 分）這種說法對嗎？論述電子顯微分析可對無機(jī)非金你認(rèn)為“電子顯微分析只能觀察顯微形貌” 屬材料進(jìn)行哪些方面的分 析？電子顯微分析有什么特點(diǎn)？ 答： （答題要點(diǎn) ）“電子顯微分析只能觀察顯微形貌”這種說法是不對的。（ 1 分）電子顯微分析還可對無機(jī)非金屬材料進(jìn)行以下方面的分析：（ 4 分）（ 1 ） 形貌觀察：顆粒（晶粒）形貌、表面形貌。（2） 晶界、位錯(cuò)及其它缺陷的觀察。（ 3） 物相分析：選區(qū)、微區(qū)物相分析，與形貌觀察相結(jié)合，得到物相大小、形態(tài)和分布信4） 晶體結(jié)構(gòu)和取向分析。 電子顯微分析有以下特點(diǎn)： （ 5 分）（1）分辨率高：0.20.3 nm2） 放大倍數(shù)高： 20 倍 80 萬倍3）是選區(qū)、微區(qū)分析方法：可進(jìn)行納米尺度的晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分分析4）多功能、綜合性分析：形貌、成分和結(jié)構(gòu)分析 五、應(yīng)用題（共 10 分）TiO2