现代材料测试技术(1)-作业与思考题
现代材料测试技术试题答案
一、X射线物相分析的基本原理与思路在对材料的分析中我们大家可能比较熟悉对它化学成分的分析，如某一材料为Fe96.5%,C 0.4%,Ni1.8%或SiO2 61%, Al2O3 21%,CaO 10% ,FeO 4%等。
这是材料成分的化学分析。
一个物相是由化学成分和晶体结构两部分所决定的。
X射线的分析正是基于材料的晶体结构来测定物相的。
X射线物相分析的基本原理是什么呢？每一种结晶物质都有自己独特的晶体结构，即特定点阵类型、晶胞大小、原子的数目和原子在晶胞中的排列等。
因此，从布拉格公式和强度公式知道，当X射线通过晶体时，每一种结晶物质都有自己独特的衍射花样，它们的特征可以用各个反射晶面的晶面间距值d和反射线的强度来表征。
其中晶面网间距值d与晶胞的形状和大小有关，相对强度I则与质点的种类及其在晶胞中的位置有关。
衍射花样有两个用途：一是可以用来测定晶体的结构，这是比较复杂的；二是用来测定物相。
所以，任何一种结晶物质的衍射数据d和I是其晶体结构的必然反映，因而可以根据它们来鉴别结晶物质的物相，分析的思路将样品的衍射花样与已知标准物质的衍射花样进行比较从中找出与其相同者即可。
X射线物相分析方法有：定性分析——只确定样品的物相是什么？包括单相定性分析和多相定性分析定量分析——不仅确定物相的种类还要分析物相的含量。
二、单相定性分析利用X射线进行物相定性分析的一般步骤为:①用某一种实验方法获得待测试样的衍射花样；②计算并列出衍射花样中各衍射线的d值和相应的相对强度I值；③参考对比已知的资料鉴定出试样的物相。
1、标准物质的粉末衍射卡片标准物质的X射线衍射数据是X射线物相鉴定的基础。
为此，人们将世界上的成千上万种结晶物质进行衍射或照相，将它们的衍射花样收集起来。
由于底片和衍射图都难以保存，并且由于各人的实验的条件不同（如所使用的X射线波长不同），衍射花样的形态也有所不同，难以进行比较。
因此，通常国际上统一将这些衍射花样经过计算，换算成衍射线的面网间距d值和强度I，制成卡片进行保存。
材料现代分析试方法复习题
《材料现代分析测试方法》习题及思考题一、名词术语波数、原子基态、原子激发、激发态、激发电位、电子跃迁（能级跃迁）、辐射跃迁、无辐射跃迁，分子振动、伸缩振动、变形振动（变角振动或弯曲振动）、干涉指数、倒易点阵、瑞利散射、拉曼散射、反斯托克斯线、斯托克斯线、 X射线相干散射（弹性散射、经典散射或汤姆逊散射）、X射线非相干散射（非弹性散射、康普顿-吴有训效应、康普顿散射、量子散射）、光电效应、光电子能谱、紫外可见吸收光谱（电子光谱）、红外吸收光谱、红外活性与红外非活性、弛豫、K系特征辐射、L系特征辐射、Kα射线、Kβ、短波限、吸收限、线吸收系数、质量吸收系数、散射角（2θ）、二次电子、俄歇电子、连续X射线、特征X射线、点阵消光、结构消光、衍射花样的指数化、连续扫描法、步进扫描法、生色团、助色团、反助色团、蓝移、红移、电荷转移光谱、运动自由度、振动自由度、倍频峰（或称泛音峰）、组频峰、振动耦合、特征振动频率、特征振动吸收带、内振动、外振动（晶格振动）、热分析、热重法、差热分析、差示扫描量热法、微商热重（DTG）曲线、参比物（或基准物、中性体）、程序控制温度、（热分析曲线）外推始点、核磁共振。
二、填空1.原子中电子受激向高能级跃迁或由高能级向低能级跃迁均称为( )跃迁或( )跃迁。
2.电子由高能级向低能级的跃迁可分为两种方式：跃迁过程中多余的能量即跃迁前后能量差以电磁辐射的方式放出，称之为( )跃迁；若多余的能量转化为热能等形式，则称之为( )跃迁。
3.多原子分子振动可分为( )振动与( )振动两类。
4.伸缩振动可分为( )和( )。
变形振动可分为( )和( )。
5.干涉指数是对晶面( )与晶面( )的标识。
6.晶面间距分别为d110／2，d110/3的晶面，其干涉指数分别为( )和( ).7. 倒易矢量r*HKL的基本性质为：r*HKL垂直于正点阵中相应的（HKL）晶面，其长度|r*HKL|等于(HKL)之晶面间距dHKL的( )。
现代材料测试技术复习题及答案
现代材料测试技术复习题及答案现代材料测试技术复习第⼀部分填空题：1、X射线从本质上说，和⽆线电波、可见光、γ射线⼀样，也是⼀种电磁波。
2、尽管衍射花样可以千变万化，但是它们的基本要素只有三个：即衍射线的峰位、线形、强度。
3、在X射线衍射仪法中，对X射线光源要有⼀个基本的要求，简单地说，对光源的基本要求是稳定、强度⼤、光谱纯洁。
4、利⽤吸收限两边质量吸收系数相差⼗分悬殊的特点，可制作滤波⽚。
5、测量X射线衍射线峰位的⽅法有七种，它们分别是7/8⾼度法、峰巅法、切线法、弦中点法、中线峰法、重⼼法、抛物线法。
6、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的⽅法有三种，它们分别是哈那⽡尔特索引、芬克索引、字顺索引。
7、特征X射线产⽣的根本原因是原⼦内层电⼦的跃迁。
8、X射线衍射仪探测器的扫描⽅式可分连续扫描、步进扫描、跳跃步进扫描三种。
9、实验证明，X射线管阳极靶发射出的X射线谱可分为两类：连续X射线光谱和特征X射线光谱。
10、当X射线穿过物质时，由于受到散射，光电效应等的影响，强度会减弱，这种现象称为X射线的衰减。
11、⽤于X射线衍射仪的探测器主要有盖⾰-弥勒计数管、闪烁计数管、正⽐计数管、固体计数管，其中闪烁计数管和正⽐计数管应⽤较为普遍。
12、光源单⾊化的⽅法：试推导布拉格⽅程，解释⽅程中各符号的意义并说明布拉格⽅程的应⽤名词解释1、X-射线的衰减：当X射线穿过物质时，由于受到散射，光电效应等的影响，强度会减弱，这种现象称为X-射线的吸收。
2、短波限：电⼦⼀次碰撞中全部能量转化为光量⼦，此光量⼦的波长3、吸收限：物质对电磁辐射的吸收随辐射频率的增⼤⽽增加⾄某⼀限度即骤然增⼤，称吸收限。
吸收限：引起原⼦内层电⼦跃迁的最低能量。
4、吸收限电⼦--hv 最长波长与原⼦序数有关5、短波限 hv--电⼦最短波长与管电压有关6、Ｘ射线：波长很短的电磁波7、特征Ｘ射线：是具有特定波长的X射线，也称单⾊X射线。
8、连续Ｘ射线：是具有连续变化波长的X射线，也称多⾊X射线。
22春“冶金工程”专业《现代材料测试技术》在线作业一答案参考6
22春“冶金工程”专业《现代材料测试技术》在线作业答案参考1. 测量氮化层的硬度，一般选择( )。
A．洛氏硬度HRAB．布氏硬度HBSC．洛氏硬度HRCD．维氏硬度HV测量氮化层的硬度，一般选择( )。
A．洛氏硬度HRAB．布氏硬度HBSC．洛氏硬度HRCD．维氏硬度HV正确答案：D2. 在三元相图的变温截面上，四相平衡平面为一水平线，若在水平线以上有一个三相区邻接，水平线以下有三个三相区在三元相图的变温截面上，四相平衡平面为一水平线，若在水平线以上有一个三相区邻接，水平线以下有三个三相区邻接，则可判定该四相平衡转变为包共晶转变。
错误该四相平衡转变为包晶型转变。
3. 石灰在应用时不能单独应用，因为( )。
A．熟化时体积膨胀导致破坏 B．硬化时体积收缩导致破坏 C．过火石灰的石灰在应用时不能单独应用，因为( )。
A．熟化时体积膨胀导致破坏 B．硬化时体积收缩导致破坏 C．过火石灰的危害B4. 试说明离子交换树脂在水的净化和海水淡化方面的应用。
试说明离子交换树脂在水的净化和海水淡化方面的应用。
离子交换树脂可以净化水和使海水淡化，因为当水或溶液通过阳离子交换树脂后，水中的阳离子Na+、Ca2+、Mg2+等进入树脂中，树脂上的H+进入水中或溶液中，因而，水中的阳离子只剩下H+；而后再将水通过阴离子交换树脂，水中的阴离子Cl-、、等进入树脂中，树脂上的-OH进入水中或溶液中，因而水中的阴离子只剩下OH-从而使水净化，海水淡化。
用离子交换树脂处理过的水称为去离子水，它在工业、实验室和锅炉用水中得到广泛应用。
用离子交换树脂处理水比用蒸馏方法效率高，设备简单，节约电能。
5. 电子衍射和X射线衍射一样必须严格符合布拉格方程。
( )A.正确B.错误参考答案：B6. 经______处理能改善低碳钢的切削加工性能，经______处理消除高碳高合金钢中的残余奥氏体。
经______处理能改善低碳钢的切削加工性能，经______处理消除高碳高合金钢中的残余奥氏体。
现代材料测试技术作业
现代材料测试技术作业第一章X射线衍射分析一、填空题1、X射线从本质上说，和无线电波、可见光、γ射线一样，也是一种。
2、尽管衍射花样可以千变万化，但是它们的基本要素只有三个：即、、。
3、在X射线衍射仪法中，对X射线光源要有一个基本的要求，简单地说，对光源的基本要求是、、。
4、利用吸收限两边相差十分悬殊的特点，可制作滤波片。
5、测量X射线衍射线峰位的方法有七种，它们分别是、、、、、、。
6、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是、、。
7、特征X射线产生的根本原因是。
8、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是、和字顺索引。
9、X射线衍射仪探测器的扫描方式可分、、三种。
10、实验证明，X射线管阳极靶发射出的X射线谱可分为两类：和11、当X射线穿过物质时，由于受到散射，光电效应等的影响，强度会减弱，这种现象称为。
12、用于X射线衍射仪的探测器主要有、、、，其中和应用较为普遍。
13、X射线在近代科学和工艺上的应用主要有、、三个方面14、X射线管阳极靶发射出的X射线谱分为两类、。
15、当X射线照射到物体上时，一部分光子由于和原子碰撞而改变了前进的方向，造成散射线；另一部分光子可能被原子吸收，产生；再有部分光子的能量可能在与原子碰撞过程中传递给了原子，成为。
二、名词解释X-射线的吸收、连续x射线谱、特征x射线谱、相干散射、非相干散射、荧光辐射、光电效应、俄歇电子、质量吸收系数、吸收限、三、问答与计算(只做带下划线部分)1、某晶体粉末样品的XRD数据如下，请按Hanawalt法和Fink法分别列出其所有可能的检2、简述特征X-射线谱的特点。
3、推导布拉格公式，画出示意图。
4、定性物相分析的注意事项？5、回答X射线连续光谱产生的机理。
6、简述以阴极射线的方式获得X射线所必须具备的条件。
7、简述连续X射线谱的特征8. x射线衍射仪对x光源的要求、光源单色化的方法9. 测角仪的调整要求？10. 测角仪的工作原理以及各狭缝作用？11. 哈纳瓦特与芬克索引的规则？电子显微分析部分（第2、3、4章）一、填空题1、电子显微分析是利用聚焦电子束与试样物质相互作用产生的各种物理信号，分析试样物质的、和。
现代材料分析技术第一章部分作业答案
a (030)
O
(020)
(010)
b O*
.(010)
. . (020) (030)
2d2 L2
arcsin(
H 2 K 2 L2 )
2a
2 0.006721
2d sin
d
a
H 2 K 2 L2
arcsin(
H 2 K 2 L2 )
2a
线 条
F2
强度
Ф
P F2Ф
归一化
1 13689.0 13.9662 2294199.74 100 2 10691.6 6.1348 393544.97 17 3 8873.6 3.8366 817066.89 36 4 7569.0 2.9105 264354.89 12
2.计算当管电压为50 kv时，电子在与靶碰撞时的速度与 动能以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大动能。 解： 电子从阴极飞出到达靶的过程中所获得的总动能为
E=eU=1.602×10-19C×50kv=8.01×10-18kJ 所以电子与靶碰撞时的速度为
v0=(2E/m)1/2=4.2×106m/s 所发射连续谱的短波限λ0的大小仅取决于加速电压
若L为奇数 F 0 若L为偶数且H和K奇偶混杂 F 0
线 条
θ/（*）
HKL
P
Sinθ/λ nm-1
f
1 20.3 （110） 12 2.2501 58.5
2 29.2 （200） 6 3.1641 51.7
3 36.4 （211） 24 3.8488 47.1
4 43.6 （220） 12 4.4727 43.5
故需加的最低管电压应≥8.86(kv)， 所发射的荧光辐射波长是0.154纳米。
材料现代分析测试技术思考题
《材料现代分析测试技术》思考题1.电子束与固体物质作用可以产生哪些主要的检测信号？这些信号产生的原理是什么？它们有哪些特点和用途？2.什么是电子散射，相干弹性散射和不相干弹性散射？3.电子束激发固体物质产生二次电子和背散射电子是如何形成的？在材料检测中有何应用？4.电子束与固体物质作用所产生的非弹性散射的作用机制有哪些？5.特征X射线是如何产生的，其波长和能量有什么特点，有哪些主要的应用？6.俄歇电子是怎样产生的？对于孤立的原子来说，能够产生俄歇效应的最轻元素是什么？7.特征X射线的波长与阳极靶材的原子序数有什么关系？Kα谱线的强度与Kβ谱线的强度哪一个大一些？8.X射线的硬度通常用什么表达？有什么物理含义？9.α-Fe（体心立方），点阵参数a=2.866 À,如果用Cr KαX射线（λ=2.291À）照射，如果（110）发生衍射，其掠射角是多少？10.简述从X射线衍射图谱中可以知道被检测样品那些结构信息？11.如果一个样品的X射线衍射图谱中某个晶面衍射峰的2θ角比卡片值偏低，而衍射峰强度比卡片值明显偏高，说明该样品就有什么样的结构特征？12.如果要对样品中一块微区（微米量级）进行物相分析，可以采用哪些测试方法？如果对该微区进行化学成分分析，可用那些测试方法？13.透射电镜的中间镜的作用有哪些？14.爱瓦尔德球是如何建立的？用爱瓦尔德球说明电子束[uvw]对于晶体（hkl）晶面发生衍射的充分必要条件。
15.X射线衍射与电子衍射有何异同点？16.什么是晶带轴定理？求（002）和（1-10）晶面的晶带轴[uvw]？17.倒易点阵与正点阵之间存在何种关系，倒易点阵与晶体电子衍射斑点之间有何对应关系？18.分析倒易点阵为面心立方和体心立方，其对应的正点阵的晶体结构点阵类型是什么？19.下图是单晶体、多晶体和非晶体的电子衍射花样，选择对应结构类型的电子衍射花样，并说明原因。
(a) (b) (c)20. 下图是用熔胶-凝胶法制备的二氧化钛薄膜（TiO2），从初始状态（As-prepared）到温度800℃一个小时保温处理后的X射线衍射图，分析二氧化钛薄膜结构随温度变化的规律。
现代材料测试技术试题答案
一、X射线物相分析基础原理与思绪在对材料分析中我们大家可能比较熟悉对它化学成份分析, 如某一材料为Fe96.5%,C 0.4%,Ni1.8%或SiO2 61%, Al2O3 21%,CaO 10% ,FeO 4%等。
这是材料成份化学分析。
一个物相是由化学成份和晶体结构两部分所决定。
X射线分析正是基于材料晶体结构来测定物相。
X射线物相分析基础原理是什么呢？每一个结晶物质都有自己独特晶体结构, 即特定点阵类型、晶胞大小、原子数目和原子在晶胞中排列等。
所以, 从布拉格公式和强度公式知道, 当X射线经过晶体时, 每一个结晶物质都有自己独特衍射花样, 它们特征能够用各个反射晶面晶面间距值d和反射线强度来表征。
其中晶面网间距值d与晶胞形状和大小相关, 相对强度I则与质点种类及其在晶胞中位置相关。
衍射花样有两个用途:一是能够用来测定晶体结构, 这是比较复杂;二是用来测定物相。
所以, 任何一个结晶物质衍射数据d和I是其晶体结构肯定反应, 所以能够依据它们来判别结晶物质物相,分析思绪将样品衍射花样与已知标准物质衍射花样进行比较从中找出与其相同者即可。
X射线物相分析方法有:定性分析——只确定样品物相是什么？包含单相定性分析和多相定性分析定量分析——不仅确定物相种类还要分析物相含量。
二、单相定性分析利用X射线进行物相定性分析通常步骤为:①用某一个试验方法取得待测试样衍射花样;②计算并列出衍射花样中各衍射线d值和对应相对强度I值;③参考对比已知资料判定出试样物相。
1、标准物质粉末衍射卡片标准物质X射线衍射数据是X射线物相判定基础。
为此, 大家将世界上成千上万种结晶物质进行衍射或摄影, 将它们衍射花样搜集起来。
因为底片和衍射图都难以保留, 而且因为各人试验条件不一样（如所使用X射线波长不一样）, 衍射花样形态也有所不一样, 难以进行比较。
所以, 通常国际上统一将这些衍射花样经过计算, 换算成衍射线面网间距d值和强度I, 制成卡片进行保留。
东北大学2021年9月《现代材料测试技术》作业考核试题及答案参考4
东北大学2021年9月《现代材料测试技术》作业考核试题及答案参考1. 下列铁碳合金基本组织中与纯铁的性能相似的是( )。
A．Fe3CB．PC．LdD．F 下列铁碳合金基本组织中与纯铁的性能相似的是( )。
A．Fe3CB．PC．LdD．F正确答案：C2. 在缓慢冷却条件下，ωC=0.77%的钢比ωC=0.45%的钢塑性______，强度______。
在缓慢冷却条件下，ωC=0.77%的钢比ωC=0.45%的钢塑性______，强度______。
差$高3. 试说明离子交换树脂在水的净化和海水淡化方面的应用。
试说明离子交换树脂在水的净化和海水淡化方面的应用。
离子交换树脂可以净化水和使海水淡化，因为当水或溶液通过阳离子交换树脂后，水中的阳离子Na+、Ca2+、Mg2+等进入树脂中，树脂上的H+进入水中或溶液中，因而，水中的阳离子只剩下H+；而后再将水通过阴离子交换树脂，水中的阴离子Cl-、、等进入树脂中，树脂上的-OH进入水中或溶液中，因而水中的阴离子只剩下OH-从而使水净化，海水淡化。
用离子交换树脂处理过的水称为去离子水，它在工业、实验室和锅炉用水中得到广泛应用。
用离子交换树脂处理水比用蒸馏方法效率高，设备简单，节约电能。
4. 试用经典形核理论计算在固态相变中，由n个原子构成立方体晶核时，新相的形状系数η。
试用经典形核理论计算在固态相变中，由n个原子构成立方体晶核时，新相的形状系数η。
按经典形核理论，固态相变时，系统的自由能变化为：△G=n△GV+Sγ+nEs式中△GV——新旧两相每个原子的自由能差；S——晶核表面面积；γ——平均界面能；Es——晶核中每个原子的应变能；n——晶核中的原子数。
假设新相的密度为ρ，相对原子质量为Ar，则每克原子新相物质所占容积为Ar/10；每个新相原子所占的容积为Ar/(ρN0)；n个原子的晶核体积为nAr/(ρN0)。
若构成立方体晶核，其边长为[nAr/(ρN0)]1/3，晶核表面积为6[nAr/(ρN0)]2/3。
现代材料测试技术(1)-作业与思考题
6．制备薄膜样品的基本要求是什么？具体工艺过程如何，双喷减薄与离子减薄各适用于制备什么样品?
7．什么是衍射衬度，它与质厚衬度有什么区别?
8．画图说明衍衬成像原理，并说明什么是明场像，暗明场像和中心暗场像。
思考题：10．要观察钢中基体和析出相的组织形态．同时要分析其晶体结构和共格界面的位向关系，如何制备样品?以怎样的电镜操作方式和步骤来近行具体分析?
6.要同时断口形貌和断口上粒状夹杂物的化学成分，选用什么仪器？如何操作？
7.简述电子探针的三种工作方式在显微成分分析中的应用。
第7章电子光学基础
1．电磁透镜的像差是怎样产生的，如何来消除和减少像差？
2．电磁透镜景深和焦长主要受哪些因素影响?说明电磁透镜的景深大、焦长长，是什么因素影响的结果?假设电磁透镜没有像差，也没有衍射Airy斑，即分辨率极高，此时它的景深和焦长如何?
第8章电子束与材料的相互作用
1．电子束入射固体样品表面会激发哪些信号?它们有哪些特点和用途?
第10章电子衍射
1．分析电子衍射与X射线衍射有何异同?
2．倒易点阵与正点阵之间关系如何?倒易点阵与晶体的电子衍射斑点之间有何对应关系?
3．用爱瓦尔德图解法证明布拉掐定律。
4．何为零层倒易截面和晶带定理?说明一晶带中各晶面及其倒易矢量与晶带轴之间的关系。
5．说明多晶、单晶及非晶衍射花样的特征及形成原理。
（2）解释“干涉面指数（HKL）”与“晶面指数（hkl）”之间的区别。若某种立方晶体的（111）晶面间距为0.1506 nm，而X射线波长为0.0724 nm，问有多少干涉面参与反射，它们分别在什么角度上反射？
（3）用Cu Kα(=0.154 nm)射线照射点阵常数a = 0.286 nm的α-Fe多晶体,试用厄瓦尔德作图法求(110)晶面发生反射的θ角。
现代测试技术思考题答案
1、回弹法检测混凝土强度时的影响因素有哪些？答：1.回弹仪测试角度的影响。
在非水平故应进行修正。
2.混凝土不同浇筑面的影响。
要尽量选择在构件的侧面,否则要进行修正。
3.龄期和碳化的影响。
随着龄期的增长,混凝土表面产生碳化现象,表面硬度随碳化深度的增加逐步增大,这会影响对混凝土强度值的推定。
因此,必须量测和考虑碳化深度的影响。
4.养护方法和温度的影响。
自然养护的回弹值高于标准养护的回弹值。
混凝土表面湿度愈大,回弹值愈低,故应尽可能采用干燥状态的混凝土进行测试。
采用回弹仪测定混凝土表面硬度以确定混凝土抗压强度是根据混凝土硬化后其表面硬度（主要是混凝土内沙浆部分的硬度）与抗压强度之间有一定的相关关系。
通常，影响混凝土的抗压强度与回弹值的因素并不都是一致的，某些因素只对其中一项有影响，而对另一项不产生影响或影响甚微。
弄清这些影响因素的作用及影响程度，对正确制订及选择测强曲线、提高测试精度是很重要的。
我国回弹发研究成果基本只适用普通混凝土（由水泥、普通碎（卵）石、砂和水配制的质量密度为1950~2500Kg/m3的混凝土）。
一、原材料混凝土抗压强度大小主要取决于其中的水泥沙浆的强度、粗集料的强度及二者的粘结力。
混凝土的表面硬度除主要与水泥沙浆强度有关外，一般和粗骨料与沙浆的粘结力以及混凝土内部性能关系并不明显。
1、水泥浙江省建研院的试验结果表明：当碳化深度为零或同一碳化深度下，用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥的混凝土抗压强度与回弹值之间的基本规律相同，对测强曲线没有明显差别。
自然养护条件下的长龄期试块，在相同强度条件下，已经碳化的试块回弹值高，龄期越长，此现象越明显。
这主要是不同水泥品种的混凝土碳化速度不同引起的。
广州市建筑科学研究所和冶金部第十七冶金建设公司建研所、陕西省建研院试验后认为：用于普通混凝土的五大水泥品种不同标号、不同用量对回弹法的影响在考虑了碳化深度的条件下，可以不考虑。
现代材料测试技术复习题及答案
现代材料测试技术复习第一部分填空题：1、X射线从本质上说，和无线电波、可见光、γ射线一样，也是一种电磁波。
2、尽管衍射花样可以千变万化，但是它们的基本要素只有三个：即衍射线的峰位、线形、强度。
3、在X射线衍射仪法中，对X射线光源要有一个基本的要求，简单地说，对光源的基本要求是稳定、强度大、光谱纯洁。
4、利用吸收限两边质量吸收系数相差十分悬殊的特点，可制作滤波片。
5、测量X射线衍射线峰位的方法有七种，它们分别是7/8高度法、峰巅法、切线法、弦中点法、中线峰法、重心法、抛物线法。
6、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是哈那瓦尔特索引、芬克索引、字顺索引。
7、特征X射线产生的根本原因是原子内层电子的跃迁。
8、X射线衍射仪探测器的扫描方式可分连续扫描、步进扫描、跳跃步进扫描三种。
9、实验证明，X射线管阳极靶发射出的X射线谱可分为两类：连续X射线光谱和特征X射线光谱。
10、当X射线穿过物质时，由于受到散射，光电效应等的影响，强度会减弱，这种现象称为X射线的衰减。
11、用于X射线衍射仪的探测器主要有盖革-弥勒计数管、闪烁计数管、正比计数管、固体计数管，其中闪烁计数管和正比计数管应用较为普遍。
12、光源单色化的方法：试推导布拉格方程，解释方程中各符号的意义并说明布拉格方程的应用名词解释1、X-射线的衰减：当X射线穿过物质时，由于受到散射，光电效应等的影响，强度会减弱，这种现象称为X-射线的吸收。
2、短波限：电子一次碰撞中全部能量转化为光量子，此光量子的波长3、吸收限：物质对电磁辐射的吸收随辐射频率的增大而增加至某一限度即骤然增大，称吸收限。
吸收限：引起原子内层电子跃迁的最低能量。
4、吸收限电子--hv 最长波长与原子序数有关5、短波限 hv--电子最短波长与管电压有关6、Ｘ射线：波长很短的电磁波7、特征Ｘ射线：是具有特定波长的X射线，也称单色X射线。
8、连续Ｘ射线：是具有连续变化波长的X射线，也称多色X射线。
现代材料测试技术作业
现代材料测试技术作业-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII现代材料测试技术作业第一章 X射线衍射分析一、填空题1、X射线从本质上说，和无线电波、可见光、γ射线一样，也是一种。
2、尽管衍射花样可以千变万化，但是它们的基本要素只有三个：即、、。
3、在X射线衍射仪法中，对X射线光源要有一个基本的要求，简单地说，对光源的基本要求是、、。
4、利用吸收限两边相差十分悬殊的特点，可制作滤波片。
5、测量X射线衍射线峰位的方法有六种，它们分别是、、、、、。
6、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是、、。
7、特征X射线产生的根本原因是。
8、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是、和字顺索引。
9、X射线衍射仪探测器的扫描方式可分、、三种。
10、实验证明，X射线管阳极靶发射出的X射线谱可分为两类：和11、当X射线穿过物质时，由于受到散射，光电效应等的影响，强度会减弱，这种现象称为。
12、用于X射线衍射仪的探测器主要有、、、，其中和应用较为普遍。
13、X射线在近代科学和工艺上的应用主要有、、三个方面14、X射线管阳极靶发射出的X射线谱分为两类、。
15、当X射线照射到物体上时，一部分光子由于和原子碰撞而改变了前进的方向，造成散射线；另一部分光子可能被原子吸收，产生；再有部分光子的能量可能在与原子碰撞过程中传递给了原子，成为。
二、名词解释X-射线的吸收、连续x射线谱、特征x射线谱、相干散射、非相干散射、荧光辐射、光电效应、俄歇电子、质量吸收系数、吸收限、X-射线的衰减三、问答与计算1、某晶体粉末样品的XRD数据如下，请按Hanawalt法和Fink法分别列出其所有可能的检索组。
2、产生特征X射线的根本原因是什么？3、简述特征X-射线谱的特点。
4、推导布拉格公式，画出示意图。
5、回答X射线连续光谱产生的机理。
6、简述以阴极射线的方式获得X射线所必须具备的条件。
现代材料检测技术期末考试卷与答案
现代材料检测技术期末考试卷与答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料检测技术的目的是什么？A. 确定材料的化学成分B. 确定材料的物理性质C. 确定材料的力学性能D. 确定材料的生产工艺答案：B2. 以下哪种检测方法属于无损检测？A. 拉伸试验B. 硬度试验C. 超声波检测D. 金相试验答案：C3. 材料检测中，哪种试验主要用于测定材料的弹性模量？A. 拉伸试验B. 压缩试验C. 弯曲试验D. 冲击试验答案：C4. 哪种试验可以检测材料的硬度？A. 拉伸试验B. 压缩试验C. 弯曲试验D. 硬度试验答案：D5. 金相显微镜观察材料的主要目的是什么？A. 确定材料的化学成分B. 观察材料的晶体结构C. 确定材料的物理性质D. 确定材料的生产工艺答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 材料检测技术主要包括________、________、________、________和________等方法。
答案：拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、冲击试验、金相试验2. 无损检测方法主要包括________、________、________和________等。
答案：超声波检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测3. 材料的________、________和________是衡量材料力学性能的主要指标。
答案：强度、韧性、硬度4. 金相试验主要用于观察材料的________、________和________等。
答案：晶体结构、晶粒大小、相结构5. 材料检测报告应包括检测________、________、________、________、________和________等内容。
答案：方法、结果、结论、数据、图表、参考文献三、简答题（每题10分，共30分）1. 请简述材料检测技术在工程领域的应用。
答案：材料检测技术在工程领域中具有重要作用，可以确保材料的质量、安全及可靠性。
在工程设计、制造、验收、维护和更新等各个阶段，通过材料检测技术可以得到关于材料性能的准确数据，为工程决策提供依据。
现代材料分析与测试技术作业
作业
第一章X射线物理学基础
1、名词解释
相干散射不相干散射俄歇效应连续X射线特征X射线
荧光辐射光电效应
2、试计算用50千伏操作时，X射线管中的电子在撞击靶时所发射的X射线
短波限为多少？
3、简述X射线的产生及其与物质的相互作用。
第四章多晶体分析方法
1．德拜-谢乐法中，底片的安装方法有哪些？并分别进行说明。
2.X射线衍射仪由哪些部分构成？
第八章电子光学基础
1．电子波有何特性？与可见光有何异同？
2．电磁透镜像差是怎样产生的，如何消除和减小像差？
3．影响电磁透镜分辨本领的关键因素是什么？如何提高电磁透镜的分辨本领？
第九章透射电子显微镜
1. 透射电镜主要由几大系统构成？其核心是什么，它又由哪些系统构成？
2. 透射电子显微镜可以获得哪些信息？
3. 透射电镜中有哪些主要光阑？其作用如何？
4.什么是点分辨率和晶格分辨率？
第十章电子衍射
说明倒易矢量的定义及倒易矢量的基本性质。
倒易矢量的定义：以任一倒易阵点为坐标原点（以下称倒易原点，一般取其与正点阵坐标原点重合），以a*、b*2、c*3分别为三坐标轴单位矢量。
由倒易原点向任意倒易阵点（以下常简称为倒易点）的连接矢量称为倒易矢量，用r*表示；
倒易矢量的基本性质：g*hkl垂直于正点阵中相应的（hkl）晶面，其长度r*hkl 等于(hkl)之晶面间距d hkl的倒数。
第十三章扫描电子显微镜
1.扫描电子显微镜的构造。
2.电子束与固体样品作用时产生的信号有哪几种？请对其中的一种信号进行解释说明。
3.扫描电子显微镜的分辨率受哪些因素的影响？用不同的信号成像时，其分辨率有何不同？。
现代材料测试技术习题1
习题1-1 试计算当管电压为50kV时，X射线管中电子击靶时的速度与动能，以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大能量是多少？1-2 分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？（1）用CuKαX射线激发CuKα荧光辐射；（2）用CuKβX射线激发CuKα荧光辐射；（3）用CuKαX射线激发CuLα荧光辐射。
1-3 X射线实验室用防护铅屏，其厚度通常至少为1mm，试计算这种铅屏对CuKα、M oKα辐射的透射因子（I投射/I入射）各为多少？1-4 试计算含w c=0.8%，w Cr=4%，w w=18%的高速钢对MoKɑ辐射的质量吸收系数。
1-5 欲使钼靶X射线管发射的X射线能激发放置在光束中的铜样品发射K系荧光辐射，问需加的最低的管压值是多少？所发射出的荧光辐射波长是多少？2-1试画出下列晶向及晶面（均属立方晶系）：[111]，[121]，[221]，（010），（110），（123），（121）。
2-2 下面是某立方晶系物质的几个面间距，试将它们按大小次序重新排列。
（312），（100），（200），（311），（121），（111），（210），（220），（130），（030），（221），（110）。
2-3 当X射线在原子列中衍射时，相邻原子散射线在某个方向上的程差若不为波长的整数倍，则此方向必然不存在衍射线，这是为什么？2-4 当波长为λ的X射线照射到晶体并出现衍射线时，相邻两个（hkl）反射线的程差是多少？相邻两个（HKL）发射线的程差又是多少？2-5 画出Fe2B在平行于（010）上的部分倒易点。
Fe2B属正方晶系，点阵参数a=b=5.10Å，c=4.24Å。
2-6 判别下列哪些晶面属于[111]晶带：（110），（231），（231），（211），（101），（133），（112），（132），（011），（212）。
2-7 试计算（311）及（132）的共同晶带轴。
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（8）用Cu Kα(=0.154 nm)射线和Cr Kα(=0.229 nm)射线分别摄取α-Fe多晶体(体心立方点阵,点阵常数a = 0.286 nm)的衍射花样,问两者中将各有几对衍射线出现?并写出其指数.
第5章X射线物相分析
第7章电子光学基础
1．电磁透镜的像差是怎样产生的，如何来消除和减少像差？
2．电磁透镜景深和焦长主要受哪些因素影响?说明电磁透镜的景深大、焦长长，是什么因素影响的结果?假设电磁透镜没有像差，也没有衍射Airy斑，即分辨率极高，此时它的景深和焦长如何?
第8章电子束与材料的相互作用
1．电子束入射固体样品表面会激发哪些信号?它们有哪些特点和用途?
（1）简述X射线物相定性分析的基本步骤.
（2）请说明物相定性分析所用的三种索引(字母索引、哈氏索引、芬克索引)的特点。
（3）JCPDS粉末衍射卡片包含晶体物质的哪些基本信息？
（3）简述X射线物相定量分析的基本原理。
（4）分别说明外标法和内标法是如何对试样进行物相定量分析的。
（5）某种黄铜试样为α+β双相组织，采用Cu Kα射线照射试样测得其α相的200衍射线强度为484（任意单位），在相同条件下对一个纯α相试样测得200衍射线的强度为760（任意单位），据此求试样中α相的含量。假设α相和β相对Cu Kα射线的质量吸收系数近似相等。
Cu
0.15418
0.13922
Mn
0.18964
Mo
0.07107
0.06323
V
0.22690
Ag
0.05609
0.04970
Zr
0.06888
（11）试推导出X射线穿过厚度为H的物体后,强度的衰减规律公式: I= I0e–μH
（12）试证明某元素的特征X射线Kα的波长λKα与其K吸收限λK和L吸收限λL之间具有关系:
6.要同时断口形貌和断口上粒状夹杂物的化学成分，选用什么仪器？如何操作？
7.简述电子探针的三种工作方式在显微成分分析中的应用。
（3）何谓多重性因数？
（4）何谓角度因数？
（5）何谓温度因数？
（6）何谓吸收因数？
（7）当AuCu3固溶体完全有序化时, Au原子占据立方晶胞的顶角,而Cu原子占据各个面的中心,试计算其结构因数FHKL。
（8）NaCl单位晶胞中,含有4个氯原子和4个钠原子,其坐标为: Na : 0,0,0；1/2,1/2, 0；1/2,0,1/2；0,1/2,1/2。Cl：1/2,1/2,1/2；0,0,1/2；; 0,1/2,0；1/2,0,0。计算结构因子，确定可反射晶面的指数。
补：制备复型的材料应具备的三个主要条件
6．制备薄膜样品的基本要求是什么？具体工艺过程如何，双喷减薄与离子减薄各适用于制备什么样品?
7．什么是衍射衬度，它与质厚衬度有什么区别?
8．画图说明衍衬成像原理，并说明什么是明场像，暗明场像和中心暗场像。
思考题：10．要观察钢中基体和析出相的组织形态．同时要分析其晶体结构和共格界面的位向关系，如何制备样品?以怎样的电镜操作方式和步骤来近行具体分析?
（9）对于简单、体心和面心立方三种结构的晶体，其系统消光条件各有何规律？
（10）粉末多晶体衍射线的积分强度与哪些参数有关?
第4章粉末多晶体衍射实验及分析方法
（1）有哪三种最基本的X射线衍射实验方法?概述它们的主要区别.
（2）粉末衍射方法可分为哪两种?试述它们的主要特点.
（3）简述粉末法成像原理.
（4）采用Cu Kα(=0.154 nm)射线和德拜相机得到某多晶体试样(立方晶系)的衍射花样,其8根线条的θ角分别为: 12.54°, 14.48°, 20.70°, 24.25°, 25.70°, 30.04°, 33.04°, 34.02°,求出各线条对应的晶面间距和指数,并计算点阵常数.
（5）用Cu Kα(=0.154 nm)射线摄得钨的德拜相，从照片上测得由低角度数起的前4对线的θ角分别为20.3, 29.2, 36.7, 43.6。已知钨具有体心立方点阵，点阵常数a=0.3164 nm,试计算各线条的相对强度(可不计温度因子和吸收因子).
（6）说明用X射线衍射仪进行多晶试样衍射测量的原理和过程。在试样的形状、试样的吸收等方面，它与德拜照相法有何区别？
5某种黄铜试样为双相组织采用cuk射线照射试样测得其相的200衍射线强度为484任意单位在相同条件下对一个纯相试样测得200衍射线的强度为760任意单位据此求试样中相的含量
章
作业与思考题
0绪论
1.现代材料测试技术概述
第1章X射线的物理基础
（1）什么是X射线？它和可见光有何不同？
（2）X射线管中产生的连续谱和标识谱与管的电学参量（管电压，管电流）之间有何关系？如何控制X射线管的电学参量以达到改变X射线波长和强度的目的？
1 /λKα= 1 /λK－1 /λL
第2章X射线衍射的几何原理
（1）说明X射线衍射与可见光反射有何差别？
（2）解释“干涉面指数（HKL）”与“晶面指数（hkl）”之间的区别。若某种立方晶体的（111）晶面间距为0.1506 nm，而X射线波长为0.0724 nm，问有多少干涉面参与反射，它们分别在什么角度上反射？
补：多晶电子衍射花样的标定
补：单晶电子衍射花样的标定
第11章扫描电镜与电子探针分析
1.SEM的成像原理与TEM有何不同？
2.二次电子像与背散射电子像在显示表面形貌衬度时有何异同？
3.简述SEM的分辨率。
4.波谱仪和能谱仪的优缺点。
5.要分析钢中碳化物成分和基体中碳含量，应选用哪种电子探针仪？为什么？
（7）计算空气对Cr Kα的质量吸收系数和线吸收系数（空气中含有质量为80 %的N和20 %的O，空气的密度为1.29×10-3g／cm3）。
（8）何谓“相干散射”、“非相干散射”、“荧光X射线”、“短波限”、“吸收限（激发限）”？
（9）Cu的K系激发电压为8.98KV，求其吸收限λk。并确定阳极靶为铜的X射线管适宜的工作电压。
第10章电子衍射
1．分析电子衍射与X射线衍射有何异同?
2．倒易点阵与正点阵之间关系如何?倒易点阵与晶体的电子衍射斑点之间有何对应关系?
3．用爱瓦尔德图解法证明布拉掐定律。
4．何为零层倒易截面和晶带定理?说明同一晶带中各晶面及其倒易矢量与晶带轴之间的关系。
5．说明多晶、单晶及非晶衍射花样的特征及形成原理。
（3）X射线与物质相互作用有哪些现象和规律？
（4）某元素的Kα辐射波长为0.190 A，另一元素的Kα辐射波长为0.196 A，它们之中哪一个元素的原子序数大？
（5）设X射线的波长为0.01nm,它的频率是多少?每一个光子的能量是多少?
（6）求X射线管电压为50 KV时,电子在与靶面撞击瞬间的速度与动能,所产生的连续谱的短波限。
（3）用Cu Kα(=0.154 nm)射线照射点阵常数a = 0.286 nm的α-Fe多晶体,试用厄瓦尔德作图法求(110)晶面发生反射的θ角。
（4）试由布拉格公式和倒易点阵概念推导出衍射矢量方程。
（5）何谓厄瓦尔德图解法？它有何用途？
第3章X射线衍射线束的强度
（1）何谓原子散射因数？
（2）何谓结构因数？试推导出其表达式。
（10）根据下表数据确定不同X射线管应采用的滤波片
阳极靶
波长(nm)
滤波片
Kα
Kβ
材料
λk (nm)Cr0来自229090.20849
Ni
0.14880
Fe
0.19373
0.17566
Co
0.16081
Co
0.17902
0.16208
Rh
0.05338
Ni
0.16591
0.15001
Fe
0.17433
（6）一块淬火碳钢（含1.0 %C）,用金相方法检验未见碳化物，在衍射仪上用Co Kα（=0.179nm）辐射测得奥氏体的311线条的积分强度为2.325,而马氏体的112线条强度为16.32,试计算钢中残余奥氏体含量.
第6章宏观内应力测定
（1）简述X射线测定材料表面宏观内应力的的基本原理。
（2）欲测定轧制态单相黄铜（含30%锌）试样的应力，用CoKα照射（400）晶面，当ψ=0°时测得2θ=150.1°,当ψ=45°时2θ=150.9°,问试样表面的宏观应力为多大?（已知a = 0.3695nm, E = 8.83×1010 N/m2, ν=0.35）
第9章透射电子显微分析
1．透射电镜主要由几大系统构成?各系统之间关系如何?
2．分别说明成像操作与衍射操作时各级透镜(像平面与物平面)之间的相对位置关并画出光路图。
3．透射电镜中有哪些主要光阑，在什么位置?其作用如何?
4．复型样品在透射电镜下的衬度是如何形成的?
5．说明如何用透射电镜观察超细粉末的尺寸和形态，如何制备样品？