南京工業(yè)大學材料現(xiàn)代測試方法劉云飛李曉云現(xiàn)代材料分析

1、、名詞解釋 (10分 每小題 2 分1. X 射線光電效應 :當 X 射線的波長足夠短時 ,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 總散射角大于 90o , 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

2、,測定兩者的溫度差對溫度 或時間作圖的方法。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 ,焦點形狀可分為 點焦點 和 線焦點 ,適合于衍射儀工作的是 線焦 點。2. X 射線衍射方法有 勞厄法、 轉動晶體法 、 粉晶法 和 衍射儀法 。3. 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 3 6 nm,放大倍數(shù) 是 15 30 萬 倍。4. 解釋掃描電子顯微像鏡的襯度有 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 是透射電子顯微分析 , SEM 是掃描電子顯

3、微 分析。 EPMA 是電子探 針分析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表面的 性質和狀態(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 、 、 必須滿足什么公式 ?寫出數(shù)學表達式 ,并 說明 d 、 、 的意義。 (5分答:X 射線衍射的幾何條件是 d 、 、 必須滿足布拉格公式。其數(shù)學表達 式:2dsin =(2dsin =n其中 d 是晶體的晶面間距。 是布拉格角 ,即入射線與晶面間的交角。 是入 射 X 射線的波長。2. 畫圖說明半高寬中點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 ,從強度極大點 P 作 PP '

4、 交, ab 于 P '點, PP 的' 中點 O '即是峰 高一半點。過 O '作 ab 的平行線與衍射峰交于 M 和 N 點, MN 中點 O 的角位置即定作峰位。3. 掃描電鏡的特點 ?(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感。 (1 分(3放大倍數(shù)變化范圍大 , 15300000倍。 (1分(4 分辨率 36nm。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。(5可以通過電子學方法有效地控制和改善圖像的質量(1 分(

5、6 可進行多種功能的分析。觀察陰極熒光圖像和進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行動態(tài)試驗 ,觀察各種環(huán)境條件下的項 變及形態(tài)變化等。 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 ?答:質厚襯度、衍射襯度和相位襯度 (1 分質厚襯度 :適用于非晶體薄膜和復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 分5. 差熱分析中對參比物有哪些要求 ?常用什么物質作參比物 ?(5分答;摻比物的要求 :(1 . 在整個測溫范圍內無熱效應。 (1 分(2 . 比熱和導熱性能與試樣接近。

6、(1 分(3 . 粒度與試樣相近 (約 50150 m 。 (1分摻比物常用物質 : -Al2O3(1720K 煅燒過的高純 Al2O3 粉 (2分6. 紅外光譜分析主要用于哪幾方面、哪些領域的研究和分析 ?紅外光譜法有什 么特點?(5分答:紅外光譜主要用于 (1 . 化學組成和物相分析 , (2 . 分子結構研究。 (2分應用領域 :較多的應用于有機化學領域 ,對于無機化合物和礦物的鑒定開始較晚。 (1 分紅外光譜法的特點 :(1 . 特征性高 ; (2 . 不受物質的物理狀態(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 ,重復性好; (

7、5 . 已有的標準 圖譜較多 ,便于查閱。四、論述題 (10 分你認為 “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 對無機非金屬材料進行 哪些方面的分析?電子顯微分析有什么特點 ?答:(答題要點“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非金屬材料進行以下方面的分析 :(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 ,與形貌觀察相結合 ,得到物相大小、形態(tài)和 分布信息。(4 . 晶體結構和取向分析。電子顯微分析有以下特點 :(5 分(1 分辨率高 :0.20.3nm(2放大倍數(shù)高 :20倍 80萬倍(3 是選區(qū)、微區(qū)分析方法 :可進行納米尺度的晶體結構和化學成分分析(4 多功能、綜合性分析 :形貌、成分和結構分析五、應用題 （共 10 分TiO 2 有金紅石和銳鈦礦兩種晶型 ,用溶膠 -凝膠法制備 TiO 2納米晶,經(jīng) 60