材料分析方法題

1、1. X射線產生1）產生自由電子2 ）使電子做定向高速運動 3 ）在其運動的路徑上設置一個 障礙物使電子突然減速或停止影響因素：管電壓（強度、波長）；管電流（強度）；陽極靶種類（強度）2. 透射電鏡主要由幾大系統(tǒng)構成 ？各系統(tǒng)之間關系如何？答：三大系統(tǒng)：電子光學系統(tǒng)，真空系統(tǒng)，電源與控制系統(tǒng)。其中電子光學系統(tǒng)是其核心。其他系統(tǒng)為輔助系統(tǒng)。3衍射線在空間的方位取決于什么？而衍射線的強度又取決于什么？方位取決于：晶胞的大小、形狀強度取決于：原子的種類、個數、位置4什么是缺陷不可見判據 ？答：缺陷不可見判據是指 N=g*R當N為整數時，缺陷不顯示衍 射襯度。 當N為分數是，缺陷均存在引起衍射強度的變

2、化，顯示襯度故缺陷可見。g*b=0位錯線可見性判據。如果等于零，螺型則位錯線不顯示襯度。當不等于零，螺型位錯線附近的襯度和完整晶體部分的襯度不同。5什么是衍射襯度？它與質厚襯度有什么區(qū)別？由于樣品中不同位向的晶體的衍射條件不同而造成的襯度差別叫衍射襯度。區(qū)別：衍射襯度不是由原子種類和厚度造成的，而是由于晶體取向差異和晶體結構造成的。6. 布拉格方程：2d si nr二n' , d為晶面間距，為X射線波長，二是入射線或反射線與 晶面夾角，n為反射級數。布拉格方程的應用：1）結構分析：用已知波長的X射線去照射未知結構的晶體，通過二的測量，求得晶體中各晶面的面間距。2）X射線光譜學：用已知面

3、間距的晶體反射從樣品發(fā)射出來的X射線，通過二的測量，求得 X射線的波長。7. 透射電鏡中有哪些主要光闌 ？分別安裝在什么位置？其作用如何？主要有三種光闌：聚光鏡光闌。在雙聚光鏡系統(tǒng)中，該光闌裝在第二聚光鏡下方。作用:限制照明孔徑角。 物鏡光闌。安裝在物鏡后焦面。作用：提高像襯度；減小孔徑角，從而減小像差；進行暗場成像。 選區(qū)光闌：放在物鏡的像平面位置。作用：對樣品進行微區(qū)衍射分析。8. 說明透射電子顯微鏡成像系統(tǒng)的主要構成？答：主要由物鏡、物鏡光欄、選區(qū)光欄、中間鏡和投影鏡組成。9. 用單色x射線照射圓柱多晶體試樣，其衍射線在空間將形成什么圖案？為攝取徳拜圖像，應采用什么樣的底片去記錄？答：用

4、單色 X射線照射圓柱多晶體試樣，其衍射線在空間將形成一組錐心角不等的圓錐組成的圖案；為攝取德拜圖相，應當采用帶狀的照相底片去記錄。10. 在一塊冷軋鋼板中可能存在哪幾種內應力？它的衍射譜有什么特點？按本章介紹的方法可以測出那一類應力？答：第一類內應力是在物宏觀體積內存在并保持平衡的應力，稱之為宏觀應力。它能使衍射線產生位移。第二類應力是在數個晶粒范圍內存在并保持平衡的內應力。它一般能使衍射峰寬化。第三類應力是在若干原子范圍存在并保持平衡的內應力。第一類內應力。11. 電磁透鏡景深和焦長主要受那些因素影響？說明電磁透鏡的景深大、焦長長，是什么因 素影響的結果？假設電磁透鏡沒有相差， 也沒有衍射埃

5、利斑，即分辨率極高，此時它的景深 和焦長如何？答：1）分辨率和孔隙半徑。 2）衍射效應和球差的存在。 3）消失了。12. 磁透鏡的像差是怎樣產生的 ？如何來消除和減少像差 ？答：像差為球差、像散、色差。球差：由于電磁透鏡的中心區(qū)域和邊緣區(qū)域對電子的折射能力不符合預定的規(guī)律而造成的。 通過減小球差系數 Cs值和縮小孔徑半角來減小球差像散：由透鏡磁場的非旋轉對稱而引起的。用消散器消除像散色差：由于入射電子波長的非單一性造成的。采取穩(wěn)定加速電壓的方法。14. 電子束入射固體樣品表面會激發(fā)哪些信號？它們有哪些特點和用途 ？答：主要有六種：1）背散射電子：能量高；來自樣品表面幾百nm深度范圍；其產額隨原

6、子序數增大而增多用作形貌分析、成分分析以及結構分析。2）二次電子：能量較低；來自表層 5 10nm深度范圍；對樣品表面化狀態(tài)十分敏感。 不能進行成分分析，主要用于分析樣品表面形貌。3）吸收電子：其襯度恰好和二次電子或背散射電子信號調制圖像襯度相反；與背散射電子的 襯度互補。吸收電子能產生原子序數襯度，即可用來進行定性的微區(qū)成分分析。4）透射電子：透射電子信號由微區(qū)的厚度、成分和晶體結構決定可進行微區(qū)成分分析。5）特征X射線：原子內層電子受到激發(fā)后，在能級躍遷過程中直接釋放出具有特征能量和特征波長的一種電磁波輻射元素分析6）俄歇電子：各元素的俄歇電子能量值很低；來自樣品表面1 2nm范圍。它適合

7、做表面分析。15. 掃描電鏡的分辨率受哪些因素影響？用不同的信號成像時，其分辨率有何不同？所謂掃描電鏡的分辨率是指用何種信號成像時的分辨率？答：1）影響因素：電子束束斑大小，檢測信號類型，檢測部位原子序數。2）SE和HE信號的 分辨率最高,BE其次,X射線的最低。3）掃描電鏡的分辨率是指用 SE和HE信號成像時的分 辨率。16何為零層道易截面和晶帶定理？說明同一晶帶中各晶面及其倒易矢量與晶帶軸之間的關系？答：1）零層倒易截面：和入射電子束方向垂直，經過倒易原點的倒易層面。晶帶定理：因為零層倒易面上的各倒易矢量都和晶帶軸r = uvw垂直，固有ghkl即hu kv lw =0。2）前者平行，后者

8、垂直。17. 掃描電鏡的成像原理與透射電鏡有何不同？答：掃描電子顯微鏡的成像原理和透射電鏡的成像原理不同，掃描電子顯微鏡把電子束作為照明光源，把聚焦的很細的電子束以光柵狀掃描方式照射到試樣上，產生各種與試樣有關的信息，然后加以收集和處理，從而獲得微觀形貌放大像。18. 1）相干散射：散射線和入射線頻率一致，位相固定，在相同方向上，這些散射線可以 相互干涉加強。2）不相干散射：由于散射 X射線與入射X射線波長不同，不能產生干涉效應，故稱為非相 干散射。3） 熒光輻射：由入射 X射線所激發(fā)出來的特征 X射線稱為熒光輻射。4）吸收限：激發(fā) K層電子的最長波長。5） 俄歇效應：原子中一個 K層電子被入

9、射的光量子擊出后，L層的一個電子躍遷到 K層填補空位，此時多余的能量不以輻射X光量子的方式放出，而是被另一個L層電子獲得能量躍出吸收體，這樣的一個K層空位被兩個 L層空位代替的過程。19. 埃利斑：由于衍射效應的作用，電光源在像平面上得到的并不是一個點，而是一個中心 最亮，周圍帶有明暗相間的同心圓環(huán)的圓斑。20. 系統(tǒng)消光：由于衍射的相互干涉，某些方向的強度會加強而某些方向的強度會減弱甚至 消失。21. 分辨率：是指成像物體上能分辨出的兩個物點間的最小距離。0.2um22. 景深：透鏡物平面允許的軸向偏差定義為透鏡的景深。 焦長：透鏡像平面允許的軸向偏差定義為透鏡的焦長。人眼0.2mm光學顯微

10、鏡23.電子衍射的基本公式：R=' Lg=Kg24. K值法:是內標法延伸。K值法同樣要在樣品中加入標準物質作為內標，人們經常也稱之為清洗劑。K值法不作標準曲線，而是選用剛玉AI2O3作為標準物質，并在 JCPDS卡片中，進行參比強度比較，K值法是一種較常用的定量分析方法。明場成像：只讓中心透射束穿過物鏡光欄形成的衍襯像稱為明場鏡。暗場成像：只讓某一衍射束通過物鏡光欄形成的衍襯像稱為暗場像。中心暗場像：入射電子束相對衍射晶面傾斜角，此時衍射斑將移到透鏡的中心位置，該衍射束通過物鏡光欄形成的衍襯像稱為中心暗場成像。25. 什么是消光距離？影響晶體消光距離的主要物性參數和外界條件是什么？答：消光距離：由于透射波和衍射波強烈的動力學相互作用結果，使I0和Ig在晶體深度方向上發(fā)生周期性的振蕩，此振蕩的深度周期叫消光距離。影響因素：晶胞體積，結構因子,Bragg角，電子波長。I決定X射線強度的關系式是 各參數的物理意義？ 答: I0為入射X射線的強度；入為入射X射線的波長；R為試樣到觀測點之間的距離；V為被照射晶體的體積；Vc為單位晶胞體積P為多重性因子，表示等晶面?zhèn)€數對衍射強度的影響因子；F為結構因子，反映晶體結構中原子位置、種類和個數對晶面的影響因子；0 ( 0 )為角因子，反映樣品中參與衍射的晶粒大小，