材料分析方法習(xí)題(無答案版)

1、第一章X射線物理學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)X射線的性質(zhì)X射線是一種波長很短的電磁波，波長范圍為0.0110nm，用于衍射分析的X射線波長為0.050.25nm。X射線一種橫波，由交替變化的電場和磁場組成，具有波粒二相性。第二節(jié) 連續(xù)X射線譜連續(xù)譜強度分布曲線下的面積即為連續(xù) X 射線譜的總強度，其取決于X射線管U、i、Z 三個因素 I連 = K1iZU2 (1-4)式中，K1 是常數(shù)。 X射線管僅產(chǎn)生連續(xù)譜時的效率hh = I連 / iU = K1ZU可見， X 射線管的管電壓越高、陽極靶原子序數(shù)越大，X 射線管的效率越高。因 K1 約(1.11.4)10-9，即使采用鎢陽極 (Z = 74)、管電壓100

2、kV，h=1%，效率很低。電子擊靶時大部分能量消耗使靶發(fā)熱習(xí)題1.1 計算當(dāng)管電壓為50 kv時，電子在與靶碰撞時的速度與動能以及所發(fā)射的連續(xù)譜的短波限和光子的最大動能。（電子靜止質(zhì)量9.1X10-31 Kg，電子電量 1.602X10-19 C）習(xí)題1.2 X射線實驗室用防護鉛屏厚度通常至少為1 mm，試計算這種鉛屏對Cr K、Mo K輻射的透射系數(shù)各為多少？（已知Pb=11.34 g/cm3，注：各元素的質(zhì)量吸收系數(shù)見附錄B，書本P324325頁）習(xí)題1.3 厚度為1mm的鋁片能把某單色射線束的強度降低為原來的23.9，試求這種射線的波長。試計算含Wc0.8，Wcr4，Ww18的高速鋼對M

3、o K輻射的質(zhì)量吸收系數(shù)。解題思路：復(fù)雜物質(zhì)的質(zhì)量吸收系數(shù)習(xí)題1.4 什么厚度的鎳濾波片可將Cu K輻射的強度降低至入射時的70？如果入射X射線束中K和K強度之比是5:1，濾波后的強度比是多少？已知m49.03 cm2g，m290 cm2g。習(xí)題1.5 為使Cu K線的強度衰減12，需要多厚的Ni濾波片？Cu K1和Cu K2的強度比在入射時為2:1，利用算得的Ni濾波片之后其比值會有什么變化？（Ni的密度為8.90 gcm3）習(xí)題1.6 當(dāng)X射線發(fā)生裝置是Cu靶，濾波片應(yīng)選( )，為什么？A. Cu B. Fe C. Ni D. Mo。第二章習(xí)題2.1 有一晶體的晶面間距是0.2nm，用波長

4、=0.2nm的X光照射該晶面，掠射角是多少度時能發(fā)生一級衍射？如用相同的X光照射晶面間距為0.3nm的晶面，或改變X光的波長，情況怎么變化？習(xí)題2.2有一立方晶體的晶格常數(shù)是0.286nm，用鐵靶K（K=0.194nm）照射該晶體能產(chǎn)生那些晶面族的衍射？習(xí)題2.3 有一倒易矢量為 ，與它對應(yīng)的正空間晶面是什么？習(xí)題2.4 面心立方Ni的a=0.35238nm，請畫出其倒易空間晶胞，并算出(111)*的晶面間距.習(xí)題2.5 立方晶體a=0.36nm，波長為0.194nm，入射方向垂直(100)，作圖說明(a,b)*平面上的陣點能否反射？要使(220)反射，應(yīng)如何改變實驗條件？1.以A為圓心，1/

5、為半徑所做的球稱為反射球，這是因為只有在這個球面上的倒易點所對應(yīng)的晶面才能產(chǎn)生衍射。有時也稱此球為干涉球，或Ewald球。2.圍繞O點轉(zhuǎn)動倒易晶格，使每個倒易點形成的球稱為倒易球。3.如圖2-10，入射矢量的端點指向倒易原點O*，以入射方向上的C點作為球心，半徑為1/作球，球面過O*，此即為愛瓦爾德(或反射球)若某倒易點hkl落在反射球面上，該晶面將發(fā)生衍射，衍射線的方向由反射球心指向該倒易點.圖2-10 愛瓦爾德圖解 第三章習(xí)題3.1 有一體心立方晶體的晶格常數(shù)是0.286nm，用鐵靶K（K=0.194nm）照射該晶體能產(chǎn)生多少條衍射線？習(xí)題3.2 CuK輻射（=0.154 nm）照射Ag（

6、fcc）樣品，測得第一衍射峰位置2=38，試求Ag的點陣常數(shù)。習(xí)題3.3用Cu K X射線(波長=0.1541nm )攝得的Ni3Al德拜相上共有八條線對, 其角為：21.89，25.55，37.59，45.66，48.37，59.46，69.64，74.05，已知Ni3Al為立方晶系，試標(biāo)定各衍射線指數(shù)，并求點陣常數(shù)。 習(xí)題3.4已知金剛石結(jié)構(gòu)，每個晶胞中有8個同類原子，其坐標(biāo)分別為000、1/2 1/2 0，1/2 0 1/2，0 1/2 1/2，1/4 1/4 1/4，3/4 3/4 1/4，3/4 1/4 3/4 ，1/4 3/4 3/4，計算其結(jié)構(gòu)振幅，并說明消光規(guī)律。第四章習(xí)題4.

7、1 X射線衍射儀主要包括那些組件？X 射線衍射儀主要由 X射線發(fā)生器、測角儀、輻射探測器、記錄單元和自動控制單元等組成，其中測角儀是儀器的核心部件。(角儀保持試樣計數(shù)管聯(lián)動，即樣品轉(zhuǎn)過，計數(shù)管恒轉(zhuǎn)過2)第五章 物相分析習(xí)題5.1 一塊淬火+低溫回火的碳鋼，經(jīng)金相檢驗證明其中不含碳化物，在衍射儀上用Fe K照射，分析出相含1%碳，相含碳極低，又測得220線條的累積強度為5.40，211線條的累積強度為51.2，如果測試時室溫為31，問鋼中所含奧氏體的體積百分數(shù)為多少？第九章 物相分析習(xí)題9.1 求靜止電子經(jīng) 200kV 電壓加速后的德波波長。習(xí)題9.2 從下圖中測量出金單晶(200) 晶面的第1

8、級衍射斑的衍射半徑為R = 14.9mm, = 0.0037nm，金的晶格常數(shù)為0.408nm，實際相機強度為0.8m，請計算相機長度及誤差。習(xí)題9.3 已知Au為fcc結(jié)構(gòu)，a0=0.407nm, L =22.8 mm , 請標(biāo)定最里面3個衍射環(huán)的指數(shù)。解：測得 2R1=19.36 R1=9.68 2R2=22.41 R2=11.205 2R3=31.52 R3=15.76習(xí)題9.4已知L17.00mm , 測得環(huán)半徑為8.42mm, 11.88mm, 14.52mm, 16.84mm, 18.88mm, 確定此多晶物體的物相。習(xí)題9.5 衍射斑點標(biāo)定及晶面取向1）測量距離中心斑點最近的三個

9、衍射斑點到中心斑點的距離2）測量所選衍射斑點之間的夾角f 3）將測得的距離換算成面間距（Rd=L）4）將求得的d值與具體物質(zhì)的面間距表中的d值相對照（如PDF卡片），得出每個斑點的hkl 指數(shù)5)決定離中心斑點最近衍射斑點的指數(shù)。若R1最短，則相應(yīng)斑點的指數(shù)可以取等價晶面h1k1l1中的任意一個(h1k1l1 )；6)決定第二個斑點的指數(shù)。第二個斑點的指數(shù)不能任選，因為它和第一個斑點間的夾角必須符合夾角公式。對立方晶系來說，兩者的夾角7）決定了兩個斑點，其它斑點可以根據(jù)矢量運算法則求得；8)根據(jù)晶帶定理，求晶帶軸的指數(shù)，即零層倒易截面法線的方向習(xí)題9.5.1已知純鎳(fcc)的衍射花樣(a=0.3523nm), 相機常數(shù)L為1.12mmnm。確定該衍射花樣的晶帶軸。解：（1）各衍射斑點