材料分析測試技術(shù)試卷資料

1、僅作參考，錯了別怪我哦！. x射線管主要由陰極、陽極、和窗口構(gòu)成。. X射線與物質(zhì)相互作用時產(chǎn)生的物理效應(yīng)有：散射 X射線、光電效應(yīng)、透射X 射線和熱等。.德拜照相法中的底片安裝方法有：正裝法、反裝法和偏裝法三種。. X射線物相分析方法分：定性 分析和定量分析兩種。.透射電子顯微鏡的分辨率主要受 衍射效應(yīng)和 球面像差 兩因素影響。.當X射線管電壓超過臨界電壓就可以產(chǎn)生特征X射線。.電子探針進行微區(qū)化學(xué)成分定性分析的三種工作方式是定點定性分析、線掃描分析和面掃描分析。.掃描電子顯微鏡常用的信號是 二次電子和 背散射電子。.電磁透鏡是小孔徑角成像，具有景深 大 和焦長 很長 的特點。.透射電子顯微

2、鏡是以 波長極短的電子束 為照明源、用 電磁透鏡 聚集成 像的一種高分辨率、高放大倍數(shù)的電子光學(xué)儀器。.透射電子顯微鏡的圖像襯度有 散射襯度 和 衍射襯度。掃描電子顯微鏡的圖像襯度有表面形貌襯度和原子序數(shù)襯度。.光電效應(yīng)是指當用X射線轟擊物質(zhì)時，若X射線的能量大于物質(zhì)原子對其內(nèi) 層電子的束縛力時、入射X射線光子的能量就會被吸收、從而導(dǎo)致其內(nèi)層電 子被激發(fā)，產(chǎn)生光電子。.掃描電子顯微鐐的成像原理是利用細聚焦電子束在樣品表面掃描時激發(fā)出 來的各種物理信號來調(diào)制成像。. M層電子回遷到K層后，多余的能量放出的特征X射線稱（B ）A.K a B. Kb C. K 丫 D. L “.當X射線發(fā)生裝置是C

3、u靶，濾波片應(yīng)選（C ）A.Cu B. Fe C. Ni D. Mo.當電子把所有能量都轉(zhuǎn)換為X射線時，該X射線波長稱（A ）A.短波限入0 B. 激發(fā)限入k C.吸收限D(zhuǎn).特征X射線.當X射線將某物質(zhì)原子的K層電子打出去后，L層電子回遷K層，多余能量將另 一個L層電子打出核外，這打出的電子稱為（C）A.光電子 B. 二次電子 C.俄歇電子D.背散射電子.透射電鏡的兩種主要功能是（B ）A.表面形貌和晶體結(jié)構(gòu)B.內(nèi)部組織和晶體結(jié)構(gòu)C.表面形貌和成分價鍵 C.內(nèi)部組織和成分價鍵.給出簡單立方、面心立方和體心立方晶體結(jié)構(gòu)電子衍射發(fā)生消光的晶面指數(shù) 規(guī)律。答：常見晶體的結(jié)構(gòu)消光規(guī)律：簡單立方，對晶面

4、指數(shù)沒有限制（不會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)消光）。面心立方，晶面指數(shù)h,k,l奇偶混合時（即h,k,l為異性數(shù)時）會消光 體心立方，晶面指數(shù)h,k,l的和為奇數(shù)時（即h+k+l=奇數(shù)）會消光。.決定X射線強度的關(guān)系式是試說明式中各參數(shù)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為試樣到光測點之間的 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 等同晶面?zhèn)€數(shù)對衍射強度的影響因子；F為結(jié)構(gòu)因子，定量表征原子排布以 及原子種類對衍射強度的影響因子； A （ 8 ）為吸收因子，試樣對入射線及 衍射線的吸收對衍射線強度的影響因子；?。?）為角因子，反應(yīng)樣品中參 與衍射的晶粒大

5、小、晶粒數(shù)目和衍射線位置對衍射強度的影響；贅山為溫度因子，表示有熱振動影響時的衍射強度與無熱振動理想情況下的衍射強度 的比值。.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：影響掃描電鏡的分辨率有三大因素：電子束束斑大小、檢測信號類型和檢測 部位原子序數(shù)。用不同的信號成像時，分辨率大小如下：信號二次電子背散射電子吸收電子特征X射線俄歇電子分辨率5 1050 200100 1000100 10005 10所謂掃描電鏡的分辨率是指用二次電子成像時的分辨率.電磁透鏡的像差是怎么樣產(chǎn)生的？如何消除和減少像差？答：電磁透鏡

6、的像差包括球差、像散和色差。球差即球面像差，是電磁透鏡中心區(qū)域和邊緣區(qū)域?qū)﹄娮邮恼凵淠芰Σ环项A(yù)定規(guī)律而產(chǎn)生的。用小孔徑角成像時，可使球差明顯減小。像散是由透鏡磁場的非旋轉(zhuǎn)對稱引起的?？梢酝ㄟ^引入一個強度和方位都可以調(diào)節(jié)的矯正磁場來進行補償。色差是由于成像電子的能量不同或變化，從而在透鏡磁場中運動軌跡不同以致不能聚焦 在一點而形成的。穩(wěn)定加速電壓和透鏡電流可減小色差。 色差系數(shù)和球差系 數(shù)均隨透鏡激磁電流的增大而減小。.為使Cuk“線的強度衰減1/2,需要多厚的Ni濾波片？ (Ni的仙m=49.2cm2g-1 , p =8.9g.cm-)。=p- U m P *解：根據(jù)強度衰減公式：11其中

7、 1/10=1/2，則 ln(1/2)=-49.2*8.9x得 x=15.83um.計算當管電壓為50KV時，電子在與靶碰撞時的動能以及所發(fā)射的連續(xù) X射線 譜的短波限。答：U=50kv,動能 eU=由 eU=hVmax=hcA 0短波限入0=hc/(eU)=如果U和人分別以kV和nm為單位,則有入0=1.24/U.為什么特征X射線的產(chǎn)生存在一個臨界激發(fā)電壓？X射線管的工作電壓與其靶材的臨界激發(fā)電壓有什么關(guān)系？為什么？答：要使內(nèi)層電子受激發(fā)，必須給予施加大于或等于其結(jié)合能的能量，才能使其脫離軌道，從而產(chǎn)生特征X射線，而要施加的最低能量，就存在一個臨界激發(fā)電 壓。X射線管的工作電壓一般是其靶材的

8、臨界激發(fā)電壓的3 5倍，這時特征X射線對連續(xù)X射線比例最大，背底較低。.實驗中選擇X射線管以及濾波片的原則是什么？已知一個以 Fe為主要成 分 的樣品，試選擇合適的X射線管和合適的濾波片？.下面是某立方品系物質(zhì)的幾個晶面，試將它們的面間距從大到小按次序重新 _ 一 排列：( 123) ,( 100) ,( 200) , ( 311) ,( 121), ( 111) , (2 10),(220) , ( 130), (030), ( 221) , (110)。1. X射線衍射方法中最常用的方法是（b ）。a.勞厄法；b.粉末多品法；c.周轉(zhuǎn)晶體法。.能提高透射電鏡成像襯度的可動光闌是（b ）。a

9、 .第二聚光鏡光闌；b.物鏡光闌；c.選區(qū)光闌。.透射電子顯微鏡中可以消除的像差是（b ）。a.球差；b.像散；c.色差。.電子束與固體樣品相互作用產(chǎn)生的物理信號中可用于分析1nm厚表層成分的信號是（b ）。a.背散射電子；b.俄歇電子；c.特征X射線。2、透射電子顯微鏡的主要組成部分有哪些？透射電子顯微鏡在材料科學(xué)中有什么應(yīng)用？答：透射電子顯微鏡的主要組成部分是：照明系統(tǒng)、成像系統(tǒng)和觀察記錄系統(tǒng)。 透射電鏡有兩大主要功能，即觀察材料內(nèi)部組織性能和進行電子衍射以了 解選區(qū)的晶體結(jié)構(gòu)。分析型透鏡除此以外還可以增加特征X射線探頭、二次電子探頭等以增加成分分析和表面形貌觀察功能。改變樣品臺可以實現(xiàn)

10、高溫、低溫和拉伸狀態(tài)下進行樣品分析。透射電子顯微鏡在材料科學(xué)研究中的應(yīng)用非常廣泛?？梢赃M行材料組織形 貌觀察、研究材料的相變規(guī)律、探索晶體缺陷對材料性能的影響、分析材 料失效原因、剖析材料成分、組織及經(jīng)過的加工工藝等。2、計算波長為0.071nm的X射線的振動頻率和能量。解：入=0.071nm= mf=c/ 入=E=hc/ 人=.強度為10的X射線的經(jīng)過厚度為H的物質(zhì)后,X射線的強度為.磁透鏡的像差分為 球差、像散和色差.獲取衍射花樣的三種基本方法是勞埃法、周轉(zhuǎn)晶體法和粉末法.f. c. c晶體的結(jié)構(gòu)消光規(guī)律是 晶面指數(shù)h、k、l奇偶混合;b. c. c 晶體的結(jié)構(gòu)消光規(guī)律是晶面指數(shù)h+k+l

11、=奇數(shù).布拉格方程2dsin 8 =入中d表示HKL晶面的面網(wǎng)間距，9角表示 入射X射線或衍射線與面網(wǎng)間的夾角，入表示 入射X射線的波長。.多重性因子的物理意義是 表示等同晶面?zhèn)€數(shù)對衍射強度的影響因子10.電子探針有.掃描電鏡的分辨率和哪些因素有關(guān)？為什么 ？.透射電鏡中如何獲得明場像、暗場像和中心暗場像？3比較物相定量分析的外標法、內(nèi)標法、直接比較法的優(yōu)缺點？4.說明透射電子顯微鏡成像系統(tǒng)的主要構(gòu)成、特點及其作用。答：透射電子顯微鏡成像系統(tǒng)由物鏡、物鏡光闌、選區(qū)光闌、中間鏡和投影鏡 組成。各部件的特點及其作用如下：1）物鏡：強勵磁短焦透鏡（f=1-3mnj）,放大倍數(shù)100-300倍。作用：形成第一幅放大像。2）物鏡光闌：裝在物鏡背焦面，直徑 20-120um,無磁金屬制成。作用：a.提高像襯度。b.減小孔徑角，從而減小像差。c.進行暗場成像） 選區(qū)光闌 : 裝在物鏡像平面上，直徑20-400um。作用：對樣品進行微區(qū)衍射分析。）中間鏡：弱壓短透鏡，長焦，放大倍數(shù)可調(diào)節(jié)0-20 倍。作用 :a. 控制電鏡總放大倍數(shù)。 b. 成像 / 衍射模式選擇。）投影鏡：短焦、強磁透鏡，進一步