材料分析測試技術習題題庫

第一章

一、選擇題

1.用來進行晶體結構分析的X射線學分支是（）

A.X射線透射學；B.X射線衍射學；C.X射線光譜學；D.其它

2.M層電子回遷到K層后，多余的能量放出的特征X射線稱（）

A.Ka；B.KP；C.Ky；D.Lao

3.當X射線發(fā)生裝置是Cu靶，濾波片應選（）

A.Cu；B.Fe；C.Ni；D.Mo。

4.當電子把所有能量都轉換為X射線時，該X射線波長稱（）

A.短波限AO；B.激發(fā)限Xk；C.吸收限：D.特征X射線

5.當X射線將某物質原子的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，這整個過程將產(chǎn)生（）（多選題）

A.光電子；B.二次熒光：C.俄歇電子；D.（A+C）

二、正誤題

1.隨X射線管的電壓升高，入°和入k都隨之減小。（）

2,激發(fā)限與吸收限是?回事，只是從不同角度看問題。（）

3.經(jīng)濾波后的X射線是相對的單色光。（）

4.產(chǎn)生特征X射線的前提是原子內(nèi)層電子被打出核外，原子處于激發(fā)狀態(tài)。（）

5.選擇濾波片只要根據(jù)吸收曲線選擇材料，而不需要考慮厚度。（）

三、填空題

1.當X射線管電壓超過臨界電壓就可以產(chǎn)生X射線和X射線。

2.X射線與物質相互作用可以產(chǎn)生—、、、、

3.經(jīng)過厚度為H的物質后，X射線的強度為。

4.X射線的本質既是也是,具有性。

5.短波長的X射線稱,常用于;長波長的X射線稱

,常用于o

習題

1.X射線學有幾個分支？每個分支的研究對象是什么？

2.分析下列熒光輻射產(chǎn)生的可能性，為什么？

（1）用CuK..X射線激發(fā)CuK.,熒光輻射；

（2）用CuK.X射線激發(fā)CuK。熒光輻射：

（3）用CuKaX射線激發(fā)CuL熒光輻射。

3.什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“熒光輻射”、“吸收限”、“俄歇效應”、“發(fā)射譜”、

“吸收譜”？

4.X射線的本質是什么？它與可見光、紫外線等電磁波的主要區(qū)別何在？用哪些物理量描述它？

5.產(chǎn)生X射線需具備什么條件？

6.X射線具有波粒二象性，其微粒性和波動性分別表現(xiàn)在哪些現(xiàn)象中？

7.計算當管電壓為50kv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。

8.特征X射線與熒光X射線的產(chǎn)生機理有何異同？某物質的K系熒光X射線波長是否等于它的K系特征

X射線波長？

he124x103

9.連續(xù)譜是怎樣產(chǎn)生的？其短波限％°=——=———------與某物質的吸收限

eVV

hei24x103

k-"有何不同（V和％以kv為單位）？

10.X射線與物質有哪些相互作用？規(guī)律如何？對x射線分析有何影響？反沖電子、光電子和俄歇電子有

何不同？

11.試計算當管壓為50kv時，X射線管中電子擊靶時的速度和動能，以及所發(fā)射的連續(xù)譜的短波限和光

子的最大能量是多少？

12.為什么會出現(xiàn)吸收限？K吸收限為什么只有一個而L吸收限有三個？當激發(fā)X系熒光X射線時，能否

伴生L系？當L系激發(fā)時能否伴生K系？

13.已知銅的3。=0.71A,鐵的30=L93A及鉆的L0=1.79A,試求光子的頻率和能量。試計算鋁的K

激發(fā)電壓，已知鋁的3=0.619鼠已知鉆的K激發(fā)電壓％=7.71kv,試求其

14.X射線實驗室用防護鉛屏厚度通常至少為1mm,試計算這種鉛屏對CuKa、MoKa輻射的透射系數(shù)各為

多少？

15.如果用1mm厚的鉛作防護屏，試求Cn“和MOE”的穿透系數(shù)。

16.厚度為Imw的鋁片能把某單色X射線束的強度降低為原來的23.9%,試求這種X射線的波長。

試計算含眈=0.8%,Wcr=4%,Ww=18%的高速鋼對MoKa輻射的質量吸收系數(shù)。

17.欲使銅靶X射線管發(fā)射的X射線能激發(fā)放置在光束中的銅樣品發(fā)射K系熒光輻射，問需加的最低的管

壓值是多少？所發(fā)射的熒光輻射波長是多少？

18.什么厚度的銀濾波片可將Cu.“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=49.03cm2/g,P=290cm2/g?

19.如果Co的K。、K“輻射的強度比為5：1,當通過涂有15mg/cm，的FeQ濾波片后，強度比是多少？己

知FezOs的P=5.24g/cm\鐵對知K.的u.=371cm2/g,一對知Ke的u.=15cm2/g.

20.計算0.071nm（MoK.）和0.154nm（CuK.,）的X射線的振動頻率和能量。（答案：4.23X10%'

2.80X10,sJ,1.95X10V,1.29X10，）

21.以鉛為吸收體，利用MoK.、RhK.、AgK.X射線畫圖，用圖解法證明式（1-16）的正確性。（鉛對于上

述X射線的質量吸收系數(shù)分別為122.8,84.13,66.14cm?/g）。再由曲線求出鉛對應于管電壓為30

kv條件下所發(fā)出的最短波長時質量吸收系數(shù)。

”計算空氣對CrK.的質量吸收系數(shù)和線吸收系數(shù)（假設空氣中只有質量分數(shù)80%的氮和質量分數(shù)20%

的氧,空氣的密度為1.的X107g/cn?）。（答案：26.97cm2/g,3.48X102cm1

23.為使CuK。線的強度衰減1/2,需要多厚的Ni濾波片？（Ni的密度為8.90g/cm3）。CuK.,和CuK.z

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？

24.試計算Cu的K系激發(fā)電壓。（答案：8980V）

25.試計算Cu的K”射線的波長。（答案：0.1541nm）.

第二章

1、選擇題

1.有一倒易矢量為g*=2a*+2b*+c、*,與它對應的正空間晶面是()。

A.(210)；B.(220)；C.(221)；D.(110)；。

2.有一體心立方晶體的晶格常數(shù)是0.286nm,用鐵靶K.(XK.=0.194nm)照射該晶體能產(chǎn)生()衍射

線。

A.三條；B.四條：C.五條：D.六條。

3.一束X射線照射到晶體上能否產(chǎn)生衍射取決于(

A.是否滿足布拉格條件；B.是否衍射強度IWO；C.A+B；D.晶體形狀。

4.面心立方晶體(111)晶面族的多重性因素是()。

A.4；B.8：C.6：D.12。

2、正誤題

1.倒易矢量能唯一地代表對應的正空間晶面。()

2.X射線衍射與光的反射一樣，只要滿足入射角等于反射角就行。()

3.干涉晶面與實際晶面的區(qū)別在于：干涉晶面是虛擬的，指數(shù)間存在公約數(shù)n。()

4.布拉格方程只涉及X射線衍射方向，不能反映衍射強度。()

5.結構因子F與形狀因子G都是晶體結構對衍射強度的影響因素。()

3、填空題

1.倒易矢量的方向是對應正空間晶面的:倒易矢量的長度等于對應.

2.只要倒易陣點落在厄瓦爾德球面上，就表示該_滿足條件，能產(chǎn)生。

3.影響衍射強度的因素除結構因素、晶體形狀外還有,,.3

4.考慮所有因素后的衍射強度公式為,對于粉末多晶的相對強度

為。

5.結構振幅用__表示，結構因素用表示，結構因素=0時沒有衍射我們稱

或。對于有序固溶體，原本消光的地方會出現(xiàn)。

4、名詞解釋

I.倒易點陣——

2.系統(tǒng)消光——

3.衍射矢量——

4.形狀因子——

5.相對強度——

1、試畫出下列晶向及晶面(均屬立方晶系)：[III]。[121],[212]>(0J0)(110),(123)(211)?

2、下面是某立方晶系物質的幾個晶面間距，試將它們從大到小按次序重新排列。(123)(100)(200)

(311)(121)(111)(210)(220)(030)(221)(110)

3、當波長為之的X射到晶體并出現(xiàn)衍射線時，相鄰兩個(hkl)反射線的程差是多少？相鄰兩個(HKL)

反射線的程差又是多少？

4、畫出Fe?B在平行于(010)上的部分倒易點。Fe?B屬正方晶系，點陣參數(shù)a=b=0.510nm,c=0.424nm。

5、判別下列哪些晶面屬于［111］晶帶：(H0),(133),(1］2),(132),(Op),(212)?

6、試計算(±11)及(1^2)的共同晶帶軸。

7、鋁為面心立方點陣,a=0.409nm?今用CrKa(%=0.209nm)攝照周轉晶體相，X射線垂直于［001］。試

用厄瓦爾德圖解法原理判斷下列晶面有無可能參與衍射：(111),(200),(220),(311),(331),

(420).

8、畫出六方點陣(001)*倒易點，并標出a*,b*,若一單色X射線垂直于b軸入射，試用厄爾德作圖法求

出(120)面衍射線的方向。

9、試簡要總結由分析簡單點陣到復雜點陣衍射強度的整個思路和要點。

10、試述原子散射因數(shù)/和結構因數(shù)Ib”也「的物理意義。結構因數(shù)與哪些因素有關系？

II、計算結構因數(shù)時，基點的選擇原則是什么?如計算面心立方點陣，選擇(0,0,0)(1,1,0)、(0,1,

0)與(1,0,0)四個原子是否可以，為什么？

12、當體心立方點陣的體心原子和頂點原子種類不相同時，關于H+K+L=偶數(shù)時，衍射存在，11+1<+1=奇

數(shù)時，衍射相消的結論是否仍成立？

13、計算鈉原子在頂角和面心，氯原子在棱邊中心和體心的立方點陣的結構因數(shù)，并討論。

14、今有一張用CuKa輻射攝得的鴇(體心立方)的粉末圖樣，試計算出頭四根線條的相對積分強度［不計

曉乂和人(6)］。若以最強的一根強度歸一化為100,其他線強度各為多少?這些線條的8值如下，按下表

計算。

線條8/(*)HKLPsin0_]f*PF?中強度

-------nm

2歸一化

120.3

229.2

336.4

443.6

第三章

5,選擇題

1.最常用的X射線衍射方法是（）。

A.勞厄法；B.粉末多法；C.周轉晶體法；D.德拜法。

2.德拜法中有利于提高測量精度的底片安裝方法是（）。

A.正裝法；B.反裝法；C.偏裝法；D.A+B。

3.德拜法中對試樣的要求除了無應力外，粉末粒度應為（）。

A.<325目；B.>250目；C.在250-325目之間；D.任意大小。

4.測角儀中，探測器的轉速與試樣的轉速關系是（）。

A.保持同步；B.2：1；C.1：2：D.1：0?

5.衍射儀法中的試樣形狀是（）.

A.絲狀粉末多晶；B.塊狀粉末多晶；C.塊狀單晶；D.任意形狀。

6、正誤題

1.大直徑德拜相機可以提高衍射線接受分辨率，縮短暴光時間。（）

2.在衍射儀法中，衍射幾何包括二個圓。一個是測角儀圓，另一個是輻射源、探測器與試樣三者還必須位

于同一聚焦圓。（）

3.選擇小的接受光欄狹縫寬度，可以提高接受分辨率，但會降低接受強度。（）

4.德拜法比衍射儀法測量衍射強度更精確。（）

5.衍射儀法和德拜法一樣，對試樣粉末的要求是粒度均勻、大小適中，沒有應力。（）

7、填空題

1.在粉末多晶衍射的照相法中包括、和

2.德拜相機有兩種，直徑分別是和四mm。測量0角時，底片上每毫米對應”和

3.衍射儀的核心是測角儀圓，它由、和共同組成。

4.可以用作X射線探測器的有、和等。

5.影響衍射儀實驗結果的參數(shù)有、和等。

8、名詞解釋

1.偏裝法——

2.光欄一

3.測角儀——

4.聚焦圓一

5.正比計數(shù)器——

6.光電倍增管一

習題:

1.CuKa輻射（入=0.154nm）照射Ag（f.c.c）樣品，測得第一衍射峰位置2。=38°,試求Ag的點陣

常數(shù)。

2.試總結德拜法衍射花樣的背底來源，并提出一些防止和減少背底的措施。

3.粉末樣品顆粒過大或過小對德拜花樣影響如何？為什么？板狀多晶體樣品晶粒過大或過小對衍射峰形

影響又如何？

4.試從入射光束、樣品形狀、成相原理（厄瓦爾德圖解）、衍射線記錄、衍射花樣、樣品吸收與衍射強

度（公式）、衍射裝備及應用等方面比較衍射儀法與德拜法的異同點。

5.衍射儀與聚焦相機相比，聚焦幾何有何異同？

6.從一張簡單立方點陣物的德拜相上，已求出四根高角度線條的e角（系由CuKa所產(chǎn)生）及對應的干

涉指數(shù)，試用“a-cos?/的圖解外推法求出四位有效數(shù)字的點陣參數(shù)。

HKL532620443541

611540

621

。.角72.0877.9381.1187.44

7.根據(jù)上題所給數(shù)據(jù)用柯亨法計算點陣參數(shù)至四位有效數(shù)字。

8.用背射平板相機測定某種鴿粉的點陣參數(shù)。從底片上量得鴇的400衍射環(huán)直徑2Lw=5L20毫米，用氮

化鈉為標準樣，其640衍射環(huán)直徑2LNaa=36.40毫米。若此二衍射環(huán)均系由CuKal輻射引起，試求精

確到四位數(shù)字的鴇粉的點陣參數(shù)值。

9.試用厄瓦爾德圖解來說明德拜衍射花樣的形成。

10.同一粉末相上背射區(qū)線條與透射區(qū)線條比較起來其。較高還是較低？相應的d較大還是較??？既然多

晶粉末的晶體取向是混亂的，為何有此必然的規(guī)律

11.衍射儀測量在人射光束、試樣形狀、試樣吸收以及衍射線記錄等方面與德拜法有何不同？

12.測角儀在采集衍射圖時，如果試樣表面轉到與入射線成30。角，則計數(shù)管與人射線所成角度為多少？

能產(chǎn)生衍射的晶面，與試樣的自由表面呈何種幾何關系？

13.CuKa輻射（入=0.154nm）照射Ag（f.c.c）樣品，測得第一衍射峰位置26=38。，試求Ag的點陣常

數(shù).

14.試總結德拜法衍射花樣的背底來源，并提出一些防止和減少背底的措施。

15.圖題為某樣品德拜相（示意圖），攝照時未經(jīng)濾波。巳知1、2為同一晶面衍射線，3、4為另一晶面

衍射線.試對此現(xiàn)象作出解釋.

透射區(qū)背射區(qū)

1234

16.粉未樣品顆粒過大或過小對德拜花樣影響如何？為什么？板狀多晶體樣品晶粒過大或過小對衍射峰形

影響又如何？

17.試從入射光束、樣品形狀、成相原理（厄瓦爾德圖解〉、衍射線記錄、衍射花樣、樣品吸收與衍射強

度（公式）、衍射裝備及應用等方面比較衍射儀法與德拜法的異同點。

18.衍射儀與聚焦相機相比，聚焦幾何有何異同？

第四章

9、選擇題

1.測定鋼中的奧氏體含量，若采用定量X射線物相分析，常用方法是（）。

A.外標法；B.內(nèi)標法；C.直接比較法；D.K值法。

2.X射線物相定性分析時，若已知材料的物相可以查（）進行核對。

A.Hanawalt索引；B.Fenk索引；C.Davey索引；D.A或B。

3.德拜法中精確測定點陣常數(shù)其系統(tǒng)誤差來源于（）。

A.相機尺寸誤差；B.底片伸縮；C.試樣偏心；D.A+B+C。

4.材料的內(nèi)應力分為三類，X射線衍射方法可以測定（）。

A.第一類應力（宏觀應力）：B.第二類應力（微觀應力）；C.第三類應力：D.A+B+C.

5.Sin:V測量應力，通常取中為（）進行測量。

A.確定的W角；B.0-45。之間任意四點；C.0。、45。兩點；D.0。、15。、30。、45。四點。

10、正誤題

1.要精確測量點陣常數(shù)。必須首先盡量減少系統(tǒng)誤差，其次選高角度0角，最后還要用直線外推法或柯

亨法進行數(shù)據(jù)處理。（）

2.X射線衍射之所以可以進行物相定性分析，是因為沒有兩種物相的衍射花樣是完全相同的。（）

3.理論上X射線物相定性分析可以告訴我們被測材料中有哪些物相，而定量分析可以告訴我們這些物相的

含量有多少。（）

4.只要材料中有應力就可以用X射線來檢測。（）

5.衍射儀和應力儀是相同的，結構上沒有區(qū)別。（）

11、填空題

6.在△。一定的情況下，。一二，Asin。一—；所以精確測定點陣常數(shù)應選擇

7.X射線物相分析包括和,而更常用更廣泛。

8.第一類應力導致X射線衍射線；第二類應力導致衍射線;第三類應力導致衍射

線。

9.X射線測定應力常用儀器有和,常用方法有和。

10.X射線物相定量分析方法有、、等。

12、名詞解釋

1.柯亨法—

2.Hanawalt索引一

3.直接比較法—

4.Sin2V法一

習題

1.A-TiO2（銳鐵礦）與R—Ti02（金紅石：）混合物衍射花樣中兩相最強線強度比I

試用參比強度法計算兩相各自的質量分數(shù)。

2.求淬火后低溫回火的碳鋼樣品，不含碳化物（經(jīng)金相檢驗），A（奧氏體）中含碳1%,M（馬氏體）

中含碳量極低。經(jīng)過衍射測得A220峰積分強度為2.33（任意單位），M200峰積分強度為16.32,試

計算該鋼中殘留奧氏體的體積分數(shù)（實驗條件：FeKa輻射，濾波，室溫20，C,a-Fe點陣參數(shù)

a=0.2866nm,奧氏體點陣參數(shù)a=0.35氏+0.0044wc,wc為碳的質量分數(shù)。

3.在aFeqaFeg^Fe：。.混合物的衍射圖樣中，兩根最強線的強度比I-在收產(chǎn)1.3,試借助于索

引上的參比強度值計算aFeB的相對含量。

4.一塊淬火+低溫I可火的碳鋼，經(jīng)金相檢驗證明其中不含碳化物，后在衍射儀上用FeK。照射，分析出

Y相含現(xiàn)碳，a相含碳極低，又測得丫220線條的累積強度為5.40,a211線條的累積強度為51.2,

如果測試時室溫為31-C,問鋼中所含奧氏體的體積百分數(shù)為多少？

5.一個承受上下方向純拉伸的多晶試樣，若以X射線垂直于拉伸軸照射，間在其背射照片上衍射環(huán)的形

狀是什么樣的？為什么？

6.不必用無應力標準試樣對比，就可以測定材料的宏觀應力，這是根據(jù)什么原理？

7.假定測角儀為臥式，今要測定一個圓柱形零件的軸向及切向應力，問試樣應該如何放置？

8.總結出一條思路，說明平面應力的測定過程。

9.今要測定軋制7—3黃銅試樣的應力，用CoKa照射（400）,當W=0。時?測得2。=150.1。，當甲

=45°時20=150.99°,問試樣表面的宏觀應力為若干？（己知a=3.695埃，E=8.83X10X10"'牛

/米z,v=0.35）

10.物相定性分析的原理是什么？對食鹽進行化學分析與物相定性分析，所得信息有何不同？

11.物相定量分析的原理是什么？試述用K值法進行物相定量分析的過程。

12.試借助PDF（ICDD）卡片及索引，對表1、表2中未知物質的衍射資料作出物相鑒定。

表1?

d/AI/Ld/AI/Ld/AI/L

3.66501.46101.0610

3.171001.42501.0110

2.24801.31300.9610

1.91401.23100.8510

1.83301.1210

1.60201.0810

表2。

d/AI/Ld/AI/I,d/AI/I.

2.40501.26100.9310

2.09501.25200.8510

2.031001.20100.8120

1.75401.06200.8020

1.47301.0210

13.在一塊冷軋鋼板中可能存在哪幾種內(nèi)應力？它的衍射譜有什么特點？按本章介紹的方法可測出哪一類

應力？

14.一無殘余應力的絲狀試樣，在受到軸向拉伸載荷的情況下，從垂直絲軸的方向用單色X射線照射，其

透射針孔相上的衍射環(huán)有何特點？

15.X射線應力儀的測角器2。掃描范圍143。?163。，在沒有“應力測定數(shù)據(jù)表”的情況下，應如何為

待測應力的試件選擇合適的X射線管和衍射面指數(shù)（以Cu材試件為例說明之）。

16.在水平測角器的衍射儀上安裝一側傾附件，用側傾法測定軋制板材的殘余應力，當測量軋向和橫向應

力時，試樣應如何放置？

17.用側傾法測量試樣的殘余應力，當甲=0。和￥=45°時，其x射線的穿透深度有何變化？

18.A-TiOz%（銳鈦礦）與R-Ti02（金紅石）混合物衍射花樣中兩相最強線強度比IA-TiO2/IR-TiO,=

1-5"試用參比強度法計算兩相各自的質量分數(shù).

19.某淬火后低溫回火的碳鋼樣品，不含碳化物（經(jīng)金相檢驗）。A（奧氏體）中含碳1%,M（馬氏體）

中含碳量極低。經(jīng)過衍射測得A珈峰積分強度為2.33（任意單位））此“峰積分強度為16.32。試計算該

鋼中殘留奧氏體的體積分數(shù)（實驗條件：FeKa輻射，濾波，室溫20℃。a-Fe點陣參數(shù)a=0.2866

nm,奧氏體點陣參數(shù)a=0。3571+0.0044Wc,Wc為碳的質量分數(shù)）。

20.某立方晶系晶體德拜花樣中部分高角度線條數(shù)據(jù)如右表所列。試用“a—cos20"的圖解外推法求其

點陣常數(shù)（準確到4位有效數(shù)字）。

H2+K2+L2Sin20

380.9114

400.9563

410.9761

420.9980

21.欲在應力儀（測角儀為立式）上分別測量圓柱形工件之軸向、徑向及切向應力

工件各應如何放歸.？

第五章

13、選擇題

1.若H-800電鏡的最高分辨率是0.5nm,那么這臺電鏡的有效放大倍數(shù)是（）。

A.1000；B.10000：C.40000；D.600000?

2.可以消除的像差是（）。

A.球差；B.像散：C.色差；D.A+B。

3.可以提高TEM的襯度的光欄是（）。

A.第二聚光鏡光欄；B.物鏡光欄；C.選區(qū)光欄；D.其它光欄。

4.電子衍射成像時是將（）。

A.中間鏡的物平面與與物鏡的背焦面重合；B.中間鏡的物平面與與物鏡的像平面重合；C.關閉中間

鏡；D.關閉物鏡。

5.選區(qū)光欄在TEM鏡筒中的位置是（）。

A.物鏡的物平面；B.物鏡的像平面C.物鏡的背焦面；D.物鏡的前焦面。

14、正誤題

1.TEM的分辨率既受衍射效應影響，也受透鏡的像差影響。（）

2.孔徑半角a是影響分辨率的重要因素，TEM中的a角越小越好。（）

3.有效放大倍數(shù)與儀器可以達到的放大倍數(shù)不同，前者取決于儀器分辨率和人眼分辨率，后者僅僅是儀器

的制造水平。（）

4.TEM中主要是電磁透鏡，由于電磁透鏡不存在凹透鏡，所以不能象光學顯微鏡那樣通過凹凸鏡的組合設

計來減小或消除像差，故TEM中的像差都是不可消除的。（）

5.TEM的景深和焦長隨分辨率的數(shù)值減小而減??；隨孔徑半角a的減小而增加；隨放大倍數(shù)的提高而

減小。（）

15、填空題

11.TEM中的透鏡有兩種，分別是和。

12.TEM中的三個可動光欄分別是位于,位

于，位于

13.TEM成像系統(tǒng)由、和組成。

14.TEM的主要組成部分是、和觀：輔助部分山.

和組成。

15.電磁透鏡的像差包括.和

16、名詞解釋

5.景深與焦長一一

6.電子槍——

7.點分辨與晶格分辨率一一

8.消像散器一一

9.選區(qū)衍射一一

10.分析型電鏡一一

11.極靴——

12.有效放大倍數(shù)—

13.Ariy斑-

14.孔徑半角一

思考題

1.什么是分辨率，影響透射電子顯微鏡分辨率的因素是哪些？

2.有效放大倍數(shù)和放大倍數(shù)在意義上有何區(qū)別？

3.球差、像散和色差是怎樣造成的？如何減小這些像差？哪些是可消除的像差？

4.聚光鏡、物鏡和投影鏡各自具有什么功能和特點？

5.影響電磁透鏡景深和焦長的主要因素是什么？景深和焦長對透射電子顯微鏡的成像和設計有何影響？

6.消像散器的作用和原理是什么？

7.何為可動光闌？第二聚光鏡光闌、物鏡光闌和選區(qū)光闌在電鏡的什么位置？它們各具有什么功能？

8.比較光學顯微鏡和電子顯微鏡成像的異同點。電子束的折射和光的折射有何異同點？

9.比較靜電透鏡和磁透鏡的聚焦原理。

10.球差、色差和像散是怎樣造成的？用什么方法可以減小這些像差？

11.說明透鏡分辨率的物理意義，用什么方法提高透鏡的分辨率？

12.電磁透鏡的景深和焦長是受哪些因素控制的？

13.說明透射電鏡中物鏡和中間鏡在成像時的作用。

14.物鏡光闌和選區(qū)光闌各具有怎樣的功能

15?點分辨率和晶格分辨率在意義上有何不同？

16.電子波有何特征？與可見光有何異同？

17.分析電磁透鏡對電子波的聚焦原理，說明電磁透鏡結構對聚焦能力的影響。

18.說明影響光學顯微鏡和電磁透鏡分辨率的關鍵因素是什么？如何提高電磁透分辨率？

19.電磁透鏡景深和焦長主要受哪些因素影響？說明電磁透鏡的景深大、焦長長，是什么因素影響的結

果？假設電磁透鏡沒有像差，也沒有衍射Airy斑，即分辨率極高，此時景深和焦長如何？

20.透射電鏡主要由幾大系統(tǒng)構成？各系統(tǒng)之間關系如何？

21.照明系統(tǒng)的作用是什么？它應滿足什么要求？

22.成像系統(tǒng)的主要構成及其特點是什么？

23.分別說明成像操作與衍射操作時各級透鏡（像平面與物平面）之間的相對位置關系，并畫出光路圖。

24.樣品臺的結構與功能如何？它應滿足哪些要求？

25.透射電鏡中有哪些主要光闌，在什么位置？其作用如何？

26.如何測定透射電鏡的分辨卒與放大倍數(shù)。電鏡的哪些主要參數(shù)控制著分辨率與放

大倍數(shù)？

第六章

17、選擇題

1.單晶體電子衍射花樣是（）。

A,規(guī)則的平行四邊形斑點；B.同心圓環(huán)；C.暈環(huán)；I）.不規(guī)則斑點。

2.薄片狀晶體的倒易點形狀是（）。

A.尺寸很小的倒易點；B.尺寸很大的球；C.有一定長度的倒易桿；D.倒易圓盤。

3.當偏離矢量S<0時，倒易點是在厄瓦爾德球的（）。

A.球面外；B.球面上；C.球面內(nèi)；I）.B+C.

4.能幫助消除180°不唯一性的復雜衍射花樣是（）。

A.高階勞厄斑；B.超結構斑點；C.二次衍射斑：D.攣晶斑點。

5.菊池線可以幫助（）。

A.估計樣品的厚度；B.確定180°不唯--性；C.鑒別有序固溶體；1）.精確測定晶體取向。

6.如果單晶體衍射花樣是正六邊形，那么晶體結構是（）。

A.六方結構；B.立方結構；C.四方結構；D.A或B。

18、判斷題

1.多晶衍射環(huán)和粉末德拜衍射花樣一樣，隨著環(huán)直徑增大，衍射晶面指數(shù)也由低到高。（）

2.單晶衍射花樣中的所有斑點同屬于一個晶帶。（）

3.因為攣晶是同樣的晶體沿攣晶面兩則對稱分布，所以攣晶衍射花樣也是衍射斑點沿兩則對稱分布。

（）

4.偏離矢量S=0時，衍射斑點最亮。這是因為S=0時是精確滿足布拉格方程，所以衍射強度最大。（）

5.對于未知晶體結構，僅憑一張衍射花樣是不能確定其晶體結構的。還要從不同位向拍攝多幅衍射花樣，

并根據(jù)材料成分、加工歷史等或結合其它方法綜合判斷晶體結構。（）

6.電子衍射和X射線衍射一樣必須嚴格符合布拉格方程。（）

19、填空題

16.電子衍射和X射線衍射的不同之處在于不同、不同，以及

不同。

17.電子衍射產(chǎn)生的復雜衍射花樣是、、、

和.

18.偏離矢量s的最大值對應倒易桿的長度,它反映的是e角布拉格方程的程度。

19.單晶體衍射花樣標定中最重要的一步是。

20.二次衍射可以使密排六方、金剛石結構的花樣中在產(chǎn)生衍射花樣，但體心立方和面

心立方結構的花樣中。

20、名詞解釋

15.偏離矢量S

16.180°不唯一性

17.菊池線

18.高階勞厄斑

習題

6-1.從原理及應用方面分析電子衍射與X衍射在材料結構分析中的異、同點。

6-2.用愛瓦爾德圖解法證明布拉格定律。

6-3.試推導電子衍射的基本公式，并指出L人的物理意義。

6-4.簡述單晶子電子衍射花樣的標定方法。

6-5.說明多晶、單晶及厚單晶衍射花樣的特征及形成原理。

6-6.下圖為18Cr2N4WA經(jīng)900℃油淬后在透射電鏡下攝得的選區(qū)電子衍射花樣示意圖，衍射花樣中有馬氏

體和奧氏體兩套斑點，請對其指數(shù)斑點進行標定。

O

?。?

O

O

?O?

O

O

0

O

?電?

0

6-1.18Cr2N4WA經(jīng)900C油淬后電子衍射花樣示意圖

Ri=10.2mm,RFIO.0mm,

R2=10.2mmR2=10.Onun,

,R；F14.4nun,R：F16.8mm,

R和比間夾角為90°,R和R間夾角為70。，

L入=2.05mm*nni

6-7.下圖為18Cr2N4WA經(jīng)900℃油淬400℃回火后在透射電鏡下攝得的滲碳體選區(qū)電子衍射花樣示意圖,

請對其指數(shù)斑點進行標定.

RI=9.8mm,R2=10.Omm,

中=95°,LA.=2.05mm*nm

6-8.為何對稱入射時，即只有倒易點陣原點在愛瓦爾德球面上，也能得到除中心斑點以外的?系列衍射

斑點？

6-9.舉例說明如何用選區(qū)衍射的方法來確定新相的慣習面及母相與新相的位相關系。

6-10.試正明倒易矢g與所對應的（hkl）面指數(shù)關系為

g=ha*+kb*+lc*o

6-11.為什么說從衍射觀點看有些倒易點陣也是衍射點陣，其倒易點不是幾何點？其形狀和所具有的強度

取決于哪些因素，在實際上有和重要意義？

6-12.為什么說斑點花樣是相應倒易而放大投影？繪出fcc（lll）*倒易面。

6-13.為什么TEM既能選區(qū)成象又能選區(qū)衍射？怎樣才能做到兩者所選區(qū)域的?致性。在實際應用方面有

和重要意義？

6-14.在fee中，若季晶面（111），求攣晶（31-1）倒易陣點在基體倒易點陣中的位置。

6-15.試說明菊池線測試樣取向關系比斑點花樣精確度為高的原因。

第七章

21、選擇題

1.將某?衍射斑點移到熒光屏中心并用物鏡光欄套住該衍射斑點成像，這是（）。

A.明場像；B.暗場像：C.中心暗場像；D.弱束暗場像。

2.當t=5s/2時，衍射強度為（）。

A.Ig=0；B.Ig<0；C.Ig>0；D.Ig=Imaxo

3.已知一位錯線在選擇操作反射gi=（110）和g2=（lll）時，位錯不可見，那么它的布氏矢量是（）。

A.b=（0-10）；B.b=（1-10）；C.b=（0-11）；D.b=（010）,

4.當?shù)诙嗔Ｗ优c基體呈共格關系時，此時的成像襯度是（）。

A.質厚襯度；B.衍襯襯度；C.應變場襯度；D.相位襯度。

5.當?shù)诙嗔Ｗ优c基體呈共格關系時，此時所看到的粒子大小（）。

A.小于真實粒子大小；B.是應變場大小；C.與真實粒子一樣大小；D.遠遠大于真實粒子。

22、判斷題

1.實際電鏡樣品的厚度很小時，能近似滿足衍襯運動學理論的條件，這時運動學理論能很好地解釋襯度像。

()

2.厚樣品中存在消光距離gg,薄樣品中則不存在消光距離gg。()

3.明場像是質厚襯度，暗場像是衍襯襯度。()

4.晶體中只要有缺陷，用透射電鏡就可以觀察到這個缺陷。()

5.等厚消光條紋和等傾消光條紋通常是形貌觀察中的干擾，應該通過更好的制樣來避免它們的出現(xiàn)。

()

23、填空題

21.運動學理論的兩個基本假設是和。

22.對于理想晶體，當或連續(xù)改變時襯度像中會出現(xiàn)

或。

23.對于缺陷晶體，缺陷襯度是由缺陷引起的導致衍射波振幅增加了一個，

但是若=231的整數(shù)倍時，缺陷也不產(chǎn)生襯度。

24.-?般情況下，李晶與層錯的襯度像都是平行—，但李晶的平行線,而層錯的平行線是

的。

25.實際的位錯線在位錯線像的,其寬度也大大小于位錯線像的寬度，這是因為位錯線像的寬度是

寬度。

24、名詞解釋

19.中心暗場像

20.消光距離；g

21.等厚消光條紋和等傾消光條紋

22.不可見性判據(jù)

23.應變場襯度

習題

7-1.制備薄膜樣品的基本要求是什么？具體工藝如何？雙噴減薄與離子減薄各適用于制備什么樣品？

7-2.何謂襯度？TEM能產(chǎn)生哪幾種襯度象，是怎樣產(chǎn)生的，都有何用途

7-3.畫圖說明衍襯成象原理，并說明什么是明場象，喑場象和中心暗場象。

7-4.衍襯運動學理論的最基本假設是什么？怎樣做才能滿足或接近基本假設？

7-5.用理想晶體衍襯運動學基本方程解釋等厚條紋與等傾條紋。

7-6.用缺陷晶體衍襯運動學基本方程解釋層錯與位錯的襯度形成原理。

7-7.要觀察鋼中基體和析出相的組織形態(tài)，同時要分析其晶體結構和共格界面的位向關系，如何制備樣

品？以怎樣的電鏡操作方式和步驟來進行具體分析？

7-8.什么是消光距離/影響消光距離的主要物性參數(shù)和外界條件是什么？

7-9.什么是雙束近似單束成像，為什么解釋衍襯象有時還要拍攝相應衍射花樣？

7-10.用什么辦法、根據(jù)什么特征才能判斷出fee晶體中的層錯是抽出型的還是插入型的？

7-11.怎樣確定球型沉淀是空位型還是間隙型的？

7-12.當下述像相似時，寫出區(qū)別它們的實驗方法及區(qū)別根據(jù)。

1)球形共格沉淀與位錯線垂直于試樣表面的位錯。

2）垂直于試樣表面的晶界和交叉位錯像。

3）片狀半共格沉淀和位錯環(huán)。

4）不全位錯和全位錯。

7-11.層錯和大角晶界均顯示條紋襯度，那么如何區(qū)分層錯和晶界？

第八章

25、選擇題

1.僅僅反映固體樣品表面形貌信息的物理信號是（）。

A.背散射電子；B.二次電子；C.吸收電子；I）.透射電子。

2.在掃描電子顯微鏡中，下列二次電子像襯度最亮的區(qū)域是（）。

A.和電子束垂直的表面；B.和電子束成30"的表面：C.和電子束成45°的表面；D.和電子束成60°的表

面。

3.可以探測表面Inm層厚的樣品成分信息的物理信號是（）。

A.背散射電子；B.吸收電子；C.特征X射線；D.俄歇電子。

4.掃描電子顯微鏡配備的成分分析附件中最常見的儀器是（）。

A.波譜儀；B.能譜儀；C.俄歇電子譜儀；1）.特征電子能量損失譜。

5.波譜儀與能譜儀相比，能譜儀最大的優(yōu)點是（）。

A.快速高效；B.精度高；C.沒有機械傳動部件；D.價格便宜。

26、判斷題

1.掃描電子顯微鏡中的物鏡與透射電子顯微鏡的物鏡一樣。（）

2.掃描電子顯微鏡的分辨率主要取決于物理信號而不是衍射效應和球差。（）

3.掃描電子顯微鏡的襯度和透射電鏡一樣取決于質厚襯度和衍射襯度。（）

4.掃描電子顯微鏡具有大的景深，所以它可以用來進行斷口形貌的分析觀察。（）

5.波譜儀是逐?接收元素的特征波長進行成分分析；能譜儀是同時接收所有元素的特征X射線進行成分分

析的。（）

27、填空題

26.電子束與固體樣品相互作用可以產(chǎn)生

、、、、、等物理信號。

27.掃描電子顯微鏡的放大倍數(shù)是的掃描寬度與的掃描寬度的比值。在襯度像上顆

粒、凸起的棱角是—襯度，而裂紋、凹坑則是—襯度。

28.分辨率最高的物理信號是為_詢，分辨率最低的物理信號是為nm以上。

29.電子探針包括和兩種儀器。

30.掃描電子顯微鏡可以替代進行材料觀察，也可以對—進行分析觀察。

28、名詞解釋

24.背散射電子、吸收電子、特征X射線、俄歇電子、二次電子、透射電子。

25.電子探針、波譜儀、能譜儀。

習題

1.掃描電子顯微鏡有哪些特點？

2.電子束和固體樣品作用時會產(chǎn)生哪些信號？它們各具有什么特點？

3.掃描電子顯微鏡的分辨率和信號種類有關？試將各種信號的分辨率高低作一比較。

4.掃描電子顯微鏡的放大倍數(shù)是如何調(diào)節(jié)的？試和透射電子顯微鏡作一比較。

5.表面形貌襯度和原子序數(shù)襯度各有什么特點？

6.和波譜儀相比，能譜儀在分析微區(qū)化學成分時有哪些優(yōu)缺點？

部分習題解

1.X射線學有幾個分支？每個分支的研究對象是什么？

答：X射線學分為三大分支：X射線透射學、X射線衍射學、X射線光譜學。

X射線透射學的研究對象有人體,工件等，用它的強透射性為人體診斷傷病、用于探測工件內(nèi)部的缺

陷等。

X射線衍射學是根據(jù)衍射花樣,在波長已知的情況下測定晶體結構，研究與結構和結構變化的相關的

各種問題。

X射線光譜學是根據(jù)衍射花樣,在分光晶體結構已知的情況下，測定各種物質發(fā)出的X射線的波長和

強度，從而研究物質的原子結構和成分。

2.分析下列熒光輻射產(chǎn)生的可能性，為什么？

(1)用CuK.X射線激發(fā)CuK.熒光輻射；

(2)用CuK,X射線激發(fā)CuK.熒光輻射；

(3)用CuKX射線激發(fā)CuL熒光輻射。

答：根據(jù)經(jīng)典原子模型，原子內(nèi)的電子分布在一系列量子化的殼層上，在穩(wěn)定狀態(tài)下，每個殼層有一定數(shù)

量的電子，他們有一定的能量。最內(nèi)層能量最低，向外能量依次增加。

根據(jù)能量關系，M、K層之間的能量差大于L、K成之間的能量差，K、L層之間的能量差大于M、L層

能量差。由于釋放的特征譜線的能量等于殼層間的能量差，所以KB的能量大于Ka的能量，Ka能量大于La

的能量。

因此在不考慮能量損失的情況下：

(1)CuKa能激發(fā)CuKa熒光輻射；(能量相同)

(2)CuKB能激發(fā)CuKa熒光輻射；(KB>Ka)

(3)CuKa能激發(fā)CuLa熒光輻射；(Ka>la)

3.什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“熒光輻射”、“吸收限”、“俄歇效應”？

答：

⑴當x射線通過物質時，物質原子的電子在電磁場的作用下將產(chǎn)生受迫振動，受迫振動產(chǎn)生交變電磁

場，其頻率與入射線的頻率相同，這種由于散射