【精品】材料研究方法复习资料.docx
材料研究方法复习题
1.Ｘ射线的波长范围大致为多少？Ｘ射线产生的基本原理及X射线管的基本结构（1）0。
0１-1０ｎm(２）高速运动的自由电子被突然减速便产生X射线；(3)X射线管的基本结构：使用最广泛的是封闭式热阴极X射线管，包括一个热阴极(绕成螺线形的钨丝）和一个阳极(靶），窗口，管内高真空（１０—7Ｔorr）2.X射线谱的基本类型及其特点X射线强度 I 随波长λ的变化曲线称为X射线谱，可分为连续X射线(由连续的各种波长组成,其波长与工作条件V、I有关）和特征X射线（又称标识X射线,不随工作条件而变，只取决于阳极靶的物质）。
3.描述X射线于物质的相互作用（俄歇效应和光电效应）课本图3.8补充俄歇效应：当较外层的电子跃迁到空穴时，所释放的能量随即在原子内部被吸收而逐出较外层的另一个次级光电子，此称为俄歇效应,所逐出的次级光电子称为俄歇电子。
它的能量是特征的，与入射辐射的能量无关。
4.X射线衍射的几何条件(布拉格方程或定律)Ｘ射线通过物质（晶体)后衍射线特征包括方向和强度，其中衍射线的方向与晶体的点阵参数（晶胞大小和形状）、入射线的方位及X射线波长有关,具体表现为:劳厄方程式、布拉格定律和倒易空间衍射公式.5.X射线衍射分析的方法主要有哪些？各自的特点是什么？(注意λ和Θ的变化）单晶：劳厄法（λ变，θ不变)；转晶法（λ不变，θ部分变化）粉末：粉末照相法（粉末法或粉晶法) (λ不变,θ变)；粉末衍射仪法(λ不变，θ变化）6.Ｘ射线衍射物相分析的基本原理（Ｉ/Ｉ0、2Θ)X射线衍射线的位置决定于晶胞的形状和大小，即决定于各晶面的晶面间距,而衍射线的强度决定于晶胞内原子种类、数目及排列方式,每种结晶物质具有独特的衍射花样，且试样中不同物质的衍射花样同时出现互不干涉，某物相的衍射强度取决于它在试样中的相对含量，当试样的衍射图谱中d值和I/I0与已知物质的数值一致时，即可判定试样中含有该已知物质.7.说明Ｘ射线衍射仪法定性分析物相组成的基本过程,注意事项及ＰＤＦ卡片的检索方法（1）X射线衍射定性分析是将试样的衍射谱与标准衍射谱进行比较鉴别,确定某种物相的存在以及确定该物相的结晶状态。
材料研究方法复习题库
材料研究方法1.均质体与非均质体介质的折射率不因光波在介质中的振动方向的不同而发生改变，其折射率值只有一个，此类介质属于光性均质体，简称均质体。
介质的折射率因光波在介质中的振动方向的不同而发生改变，其折射率值不止一个，此类介质属于光性非均质体，简称非均质体。
光波入射非均质体时，除特殊方向外，都要发生双折射现象，分解为振动方向垂直、传播速度不同、折射率不等的两种偏光，两者之差为双折射率。
2.正交偏光下晶体的消光现象和四次消光现象。
3.光学显微镜提高分辨能力的方式。
分辨率：d = 1.22λ/2n·sinα所以可以从三个方面提高：①、选用波长较短的光波，如紫外、X射线、电子束等。
②、采用折射率较大的材料，如油浸显微镜。
③、增大显微镜的孔径角，如采用复式透镜4.X射线管的结构、X射线产生原理工作原理X射线管由主要由电子枪阴极和金属靶阳极组成。
高速运动的电子或其他高能辐射流与物体发生碰撞时被突然减速，并与物质内层电子发生作用而产生X-ray。
在X射线管中，在通电时阴极被加热释放自由电子，这些电子在阴阳极的高压下被加速成高能电子束，高速射向阳极靶发生碰撞，由阳极靶产生X射线，经铍窗口射出。
由于高能电子撞击阳极靶后一部分能量转化为X射线，大部分的转化为热能，使得阳极靶温度剧增，因此必须对阳极靶进行冷却，一般采用循环水冷却，也可采用旋转靶材的方法。
5、X射线的线吸收系数和质量吸收系数与波长和原子序数的关系。
μl=μm·ρμm=aλ3+bλ4；μm≈Cλ3Z3μl：当x射线穿过单位长度为1cm物质时强度衰减的程度。
μl越大衰减越大μm：当x射线穿过单位质量物质（单位截面的1g物质时的强度衰减程度，其值与X射线照射的物质的原子序数和X射线波长有关。
波长一定时，其关系表达式为：μm∝Z36、X射线与物质作用后为什么会出现规则斑点、圆环、晕圈？多晶体的电子衍射花样是一系列不同半径的同心圆环，单晶衍射花样由排列得十分整齐的许多斑点所组成，而非晶体物质的衍射花样只有一个漫散的中心斑点（晕圈）。
北航材料考研材料现代研究方法复习资料.docx
材研复习资料目录第一章晶体学 (1)第二章X射线相关知识 (6)第三章常见的粉末与单晶衍射技术 (17)第四章扫描与透射电子显微镜 (23)第一章晶体学一、晶体结构概论1,固体无机物质分晶态和非晶态两种。
女口：铁、金刚石、玻璃、水品晶态：构成固体物质的分子或原子在三维空间有规律的周期性排列。
特点：长程有序，主要是周期有序或准周期性。
非晶态：构成物质的分子或原子不具有周期性排列。
特点：短程有序，长程无序2,点阵的概念构成晶体的原子呈周期性重复排列, 同时厂•个理想晶体也可以看成是由一个基本单位在空间按一定的规则周期性无限重复构成的。
晶体中所有基木单位的化学组成相同、空间结构相同、排列取向相同、周围环境相同。
将这种基本单位称为基元。
基元可以是单个原子，也可以是一组相同或不同的原子。
若将每个基元抽象成一个儿何点，即在基元中任意规定一点，然后在所有其他基元的相同位置也标出一点,这些点的阵列就构成了该晶体的点阵（lattice） o点阵是一个儿何概念，是按周期性规律在空间排布的一组无限多个的点，每个点都具有和同的周围环境,在其中连接任意两点的矢量进行平移时，能使点阵复原。
3,点阵和晶体结构阵点（几何点代替结构单元）和点阵（阵点的分布总体）注意与晶休结构（二点阵+结构单元）的区别空间点阵实际上是由晶体结构抽象而得到的儿何图形。
空间点阵中的结点只是几何点，并非具体的质点（离子或原子）。
空间点阵是几何上的无限图形。
而对于实际晶体來说，构成晶体的内部质点是具有实际内容的原子或离子，具体的宏观形态也是有限的。
但是空间点阵屮的结点在空间分布的规律性表征了晶体格子构造屮具休质点在空间排列的规律性。
4,十四种空间点阵根据品体的对称特点，可分为7个品系:三斜晶系(triclinic 或anorthic)1)aHbzc； a邙工仔90°。
2）单斜晶系（monoclinic）aHbHc； a=y=90°邙（第二种定向，晶体学常用）。
材料研究与测试方法复习资料 (含答案)
填空题(每空1分)1.当X 射线管电压超过临界电压就可以产生 连续谱X 射线和 特征谱 X 射线。
2. 点阵常数测定过程中需要确定峰位，确定峰位的常用方法有峰顶法 、 切线法 、半高宽法，和抛物线拟合法 。
3. 经过厚度为H 的物质后，X 射线的强度为 H H m e I I ρμ-=0 。
4. X 射线扫描仪中的常规测量中的实验参数包括狭缝宽度、扫描速度和 时间常数 。
5. 磁透镜的物距L 1，相距L 2和焦距f 三者之间的关系为 。
6. 透射电镜样品制备各方法主要有复型法、和薄膜法，其中复型样品制备中塑料-碳二的复型优于碳一的 复型是由于 其制备过程不损坏金相试样表面，重复性好，供观察的第二级复型一碳膜导电导热性好， 在电子束照射下较为稳定 。
7. 差热分析曲线总的峰高表示 试样和 参比物 之间的最大温差，即从封顶到该峰所在基线碱的垂直距离。
8. 第一类应力导致X 射线衍射线位移，第二类应力导致X 射线衍射线线形变化，第三类应力导致X 射线衍射线 强度降低。
9. 红外光谱法定量分析的具体方法主要有 标准法 、吸光度比法 和 补偿法 共同组成。
10.单晶体电子衍射花样是规则的衍射斑点组成。
11. 大量实验证明，X 射线具有波动性和微粒性 的双重性，即波粒二象性。
12. 布拉格方程式衍射分析中最基本的公式，其应用主要集中在 结构分析 和成分分析两个方面。
13.由于X 射线的发展，相继产生了X 射线透射学 、 X 射线衍射学 和 X 射线光谱学 等三个学科。
14.提高透镜分辨率的本领 波长 ， 介质 和 孔径半角 。
15. 电磁透镜的几何像差包括 球差和 像散，而电子束波长的稳定性决定的像差为色差 。
16. 透射电镜主要有电子光学系统、电源控制系统和 真空系统构成。
17. 非弹性散射机制主要有 单电子激发 、 等离子激发 、和 声子激发 。
18. 透射电镜的主要性能指标分辨本领、 放大倍数 、和 加速电压 。
材料研究方法考试
1、相比于纯铜而言，青铜具有哪些明显的优点？答：更坚韧，更耐磨。
2、请分别画出传统材料与环境材料的材料-环境系统示意图。
3、请画出材料科学与工程学科的四要素（四面体）。
请用该四面体来分析不锈钢和普通碳钢这两种材料。
答：性能：不锈钢密度略低于普通碳钢，而电阻率高于普通碳钢，不锈钢的线膨胀系数较大，而热导率较低。
不锈钢具有焊接性，耐腐蚀性，抛光性。
结构成分：普通碳钢的质量分数小于2.11%而不含有特意加入的合金元素，即以铁，碳，锰为主要元素的合金，所以机械性能通常不如合金钢；不锈钢隶属于合金钢范畴，一种高合金钢，含有大量的铬，还有的含有大量的镍和一定量的钛。
铬的作用就是让钢具有耐腐蚀性，镍的作用是降低不锈钢的奥氏体化温度。
合金元素的总含量可达到10~28%，所以它是高合金钢。
制备加工：普通碳钢：的冶炼通常在转炉、平炉中进行。
转炉一般冶炼普通碳素钢，而平炉可以冶炼各种优质钢。
近年来氧气顶吹转炉炼钢技术发展很快，有趋势可代替平炉炼钢。
不锈钢：在钢的冶炼是加入适当的铬、镍、钛等元素，这些元素的含量决定了不锈钢的牌号及防锈性能，冶炼好浇铸或连铸成毛坯，再经过轧机轧成各种规格的钢板及型材，轧好的钢板及型材还可以在表面进行拉丝和抛光处理，改善外观效果。
4、什么是纳米材料？材料的纳米效应有哪些？请举例说明其中的“量子效应”。
答：纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸(0.1-100 nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。
纳米效应：尺寸、晶界、量子→纳米结构表征。
美国1995年提出麻雀卫星，重量不足10千克，用纳米材料制造，采用微机电体化集成技术整合。
若在太阳同步轨道. 上布置648颗纳米卫星，就可以全面监视地球。
5、材料科学有哪些共性规律？答：1、晶体学结构规律；2、材料缺陷与强度；3、材料的相变原理；4、材料的形变与断裂；5、材料的强韧化原理6、材料设计的主要途径有哪些？答：根据服役条件确定性能要求→依据知识选择材料→设计相应工艺确定工艺参数→检测组织测试性能→达到设计要求进行实际试验→根据失效分析改进技术方案7、什么是纳米材料？材料的纳米效应有哪些？请举例说明其中的“小尺寸效应”。
材料研究方法-复习资料
绪论1、材料研究方法中，研究物相组成的主要有哪些方法？研究结构特征主要有那些方法？物相组成分析：非图像分析-成分谱分析（色谱分析；热普分析；能谱分析；光谱分析）；衍射法（X射线衍射法；电子衍射法；中子衍射法）结构特征分析：图像分析法-显微术（光学显微术；透射电子显微术；场离子显微术；扫描电子显微术；扫描隧道显微术）X射线衍射1、试述X射线的定义、性质，X射线的产生、特点？定义：X射线是一种波长为0.01纳米到10纳米之间的电磁波。
性质：具有波粒二象性。
波动性：以一定的频率和波长在空间传播；粒子性：由大量的不连续粒子流（光子）构成，每个光子具能量。
产生：高速运动的电子与物体碰撞时，发生能量转换，电子运动受阻失去动能，小部分-X射线，大部分-热能。
特点：1）穿透力强。
2）能使底片感光。
3）能使荧光物质发光。
4）能使气体电离。
5）对生物细胞有杀伤作用。
2、X射线定性相分析的目的和原理是什么？步骤是什么？目的：判定物质中的物相组成。
原理：1）每种结晶物质具有特定的衍射花样。
2）多相试样的衍射花样是由所含各物相的衍射花样机械叠加。
基本步骤：1）通过用粉末衍射法或粉末照相法等获取被测试物质的衍射图像。
2）计算或查找出衍射图谱上每根峰的d值与I值。
3）利用I值最大的三根强线的对应d 值查找索引，找出基本符合的物相名称及卡片号。
4）将实测的d、I值与卡片上的数据一一对照，若基本符合，就可定为该物相。
3、X射线谱——X射线随波长而变化的关系曲线。
4、连续X射线——波长连续变化的X射线。
5、标识X射线——具有特定波长的X射线。
透射电镜和扫描电镜1、分辨本领——显微镜能分辨的样品上两点间的最小距离。
2、景深——透镜对高低不平的试样各部位能同时聚焦成像的一个能力范围。
3、二次电子——被入射电子轰击出来的样品核外电子。
4、背散射电子——被固体样品中院子反射回来的一部分入射电子。
5、衍射衬度——晶体中各部分因满足衍射条件的程度不同而引起的衬度。
材料研究方法复习终结版word精品文档8页
1.材料科学的四要素：组成，合成，性能，效能2.结构：指材料系统内各组成单元的相互联系和相互作用方式存在形式：晶体结构，非晶体结构，孔结构以及他们不同形式且错综复杂的相互组合或复合。
尺度：微观结构，亚微观结构，显微结构，宏观结构。
宏观结构和显微结构是以人眼的分辨率为界；显微，亚显微以光学显微镜的分辨率为界；亚显微和微观是以普通扫描电子显微镜的分辨率为界。
3.材料研究方法的仪器分析：图像分析法，非图像分析法。
前者主要工作原理是显微术，后者是衍射法和成分谱分析。
衍射法是用来研究材料结晶及其晶格常数，成分谱分析是测定材料化学成分。
第三章X射线衍射分析1. X射线的性质：首先，X射线具有很强的穿透能力，可以穿透黑纸以及许多对于可见光不透明的物质，当穿过物质时，能被偏振化并被物质吸收而使强度减弱；其次，X射线沿直线传播，即使存在电场磁场也不能使其传播方向发生偏转。
再次，X射线不能被肉眼观察到，但可以使照相底片感光，在通过一些物质时，使物质中外层电子发生跃迁产生可见光；通过气体时，X射线光子能与气体原子发生碰撞，使气体电离。
最后，X射线能够杀死生物细胞和组织。
人体组织在受到X射线辐射时，生理上会产生一定反应。
2. X射线的产生：凡是高速运动的电子流或其他高能辐射流（X射线，r射线，中子流）被突然减速时，均能产生X射线。
3、阳极靶高速旋转：x射线管工作时，高速电子轰击阳极靶，一部分能量转化为x射线，而大部分能量转化为热能，使阳极靶温度急剧升高，因此为防止阳极靶过热而使x射线管损坏，必须对阳极靶进行冷却，目前主要是采用循环水冷却。
为解决阳极靶过热并提高其发射功率，采用使阳极靶高速旋转的方法，不断改变电子束轰击的位置，使阳极靶面热量有充分时间散发，以达到提高x射线管发射功率并解决阳极靶过热问题。
3：特征x射线：特征x射线为一线性光谱，由若干互相分离且具有特定波长的谱线组成，其强度大大超过连续谱线的强度并可叠加于连续谱线之上。
材料研究方法重点
材料研究方法重点第四章电子显微分析这一章节是出题很多的一个章节电子显微分析主要由三部分组成4.2 透射电镜 4.3 扫描电镜 4.4 电子探针仪4.1引言中重要的内容有两个知识点.一个是分辨本领的定义以及光学显微镜分辨本领的极限,这个知识点过去就考过.另外一个知识点是透射电镜分辨本领的影响因素.理解此处内容要注意图4.2 历年真题有：9. 为何电子显微分析可以获得较光学显微分析高得多的分辨率。
这道题比较容易解答。
答案就在4.1的第一页。
4.2 透射电镜(TEM)TEM有两个知识点必须掌握（一）射电镜样品制备原理（4.2.3）（二）射电镜的三个衬度1.质厚衬度（4.2.4）质厚衬度的内容都应该熟记于心，尤其是图4.19质厚衬度形成原理，应能完整画出。
2.衍射衬度（4.2.6）衍射衬度远离需要掌握。
图4.24衍射效应光路原理也很重要。
4.2.6.2衍射衬度光路分析作为阅读内容就可以了，这方面内容的理论性太强了，同济大学的考题很难把这方面的内容涉及到。
3.位相衬度（4.5.2）位相衬度非考纲内容中，但掌握它就基本上掌握了透射电镜的基本原理，它是三个基本衬度利于对透镜的进一步了解。
4.2.5透射电镜的电子衍射为透射电镜中的另一重点内容。
TEM中的电子衍射能够给出晶体样品内部结构信息，可以确定某一微区的点阵类型，点阵常数和晶向关系等晶体学类型。
使 TEM即可以观察晶体样品微区组织形态，又可对其进行原位晶体结构分析。
.2.5.2TEM电子衍射的特点也可能出上一道比较TEM与电子衍射的特点与XRD电子衍射的特点的题目。
这里去年出题了，题目是：详述电子衍射和X射线衍射的异同点这道题是研究生复习题中的原题。
下面是一个好消息：4.2.5.3简单电子衍射花样的分析，4.2.5.4多晶衍射花样的分析这些内容作为阅读内容就行了。
这方面的内容不会直接出：给出图4.27的衍射花样花样，让分析它属于那种晶系？这样的题。
但是要知道的是：除了XRD这个确定物相的手段外，还要知道TEM电子衍射这个手段。
材料研究方法复习资料
材料研究方法复习1．X射线的本质是什么？是谁首先发现了X射线，谁揭示了X射线的本质？本质是一种波长很短的电磁波，其波长介于0.01-1000A。
1895年由德国物理学家伦琴首先发现了X射线，1912年由德国物理学家laue揭示了X射线本质。
2．试述连续X射线谱与特征X射线谱产生的机理连续X射线谱:从阴极发出的电子经高压加速到达阳极靶材时，由于单位时间内到达的电子数目极大，而且达到靶材的时间和条件各不相同，并且大多数电子要经过多次碰撞，能量逐步损失掉，因而出现连续变化的波长谱。
特征X射线谱: 从阴极发出的电子在高压加速后，如果电子的能量足够大而将阳极靶原子中内层电子击出留下空位，原子中其他层电子就会跃迁以填补该空位，同时将多余的能量以X射线光子的形式释放出来，结果得到具有固定能量，频率或固定波长的特征X射线。
4. 连续X射线谱强度随管电压、管电流和阳极材料原子序数的变化规律？发生管中的总光子数(即连续X射线的强度)与:1 阳极原子数Z成正比;2 与灯丝电流i成正比;3 与电压V二次方成正比:I 正比于i Z V2可见，连续X射线的总能量随管电流、阳极靶原子序数和管电压的增加而增大5. Kα线和Kβ线相比，谁的波长短？谁的强度高？Kβ线比Kα线的波长短，强度弱8. X射线强度衰减规律是什么？质量吸收系数的计算？X射线通过整个物质厚度的衰减规律：I/I0 = exp(-μx)式中I/I0称为X射线穿透系数，I/I0 ＜1。
I/I0愈小,表示x射线被衰减的程度愈大。
μ为线性吸收系数吸收常用质量吸收系数μm表示，μm＝μ/ρ如果材料中含多种元素，则μm＝Σμmi w i其中w i为质量分数9．下列哪些晶面属于[111]晶带？（111）、（321）、（231）、（211）、（101）、（101）、（133），（-1-10），（1-12），（1-32），（0-11），（212），为什么？晶面（crystal plane）——晶体结构一系列原子所构成的平面。
材料研究方法复习题2011
一、名词解释：1）短波限连续X 射线谱的X 射线波长从一最小值向长波方向伸展，该波长最小值称为短波限。
P7。
2）质量吸收系数指X 射线通过单位面积上单位质量物质后强度的相对衰减量，这样就摆脱了密度的影响，成为反映物质本身对X 射线吸收性质的物理量。
P12。
3）吸收限吸收限是指对一定的吸收体，X 射线的波长越短，穿透能力越强，表现为质量吸收系数的下降，但随着波长的降低，质量吸收系数并非呈连续的变化，而是在某些波长位置上突然升高，出现了吸收限。
每种物质都有它本身确定的一系列吸收限。
P12。
4）X 射线标识谱当加于X 射线管两端的电压增高到与阳极靶材相应的某一特定值k U 时，在连续谱的某些特定的波长位置上，会出现一系列强度很高、波长范围很窄的线状光谱，它们的波长对一定材料的阳极靶有严格恒定的数值，此波长可作为阳极靶材的标志或特征，故称为X 射线标识谱。
P9。
5）连续X 射线谱线强度随波长连续变化的X 射线谱线称连续X 射线谱线。
P7。
6）相干散射当入射线与原子内受核束缚较紧的电子相遇，光量子不足以使原子电离，但电子可在X 射线交变电场作用下发生受迫振动，这样的电子就成为一个电磁波的发射源，向周围辐射与入射X 射线波长相同的辐射，因为各电子所散射的射线波长相同，有可能相互干涉，故称相干散射。
P14。
7）闪烁计数器闪烁计数器利用X 射线激发磷光体发射可见荧光，并通过光电管进行测量。
P54。
8）标准投影图对具有一定点阵结构的单晶体，选择某一个低指数的重要晶面作为投影面，将各晶面向此面所做的极射赤面投影图称为标准投影图。
P99。
9）结构因数在X 射线衍射工作中可测量到的衍射强度HKL I 与结构振幅2HKL F 的平方成正比，结构振幅的平方2HKL F 称为结构因数。
P34。
10）晶带面（共带面）晶带轴我们说这些相交于平行直线的一组晶面属于同一晶带，称晶带面或共带面，其交线即为晶带轴。
P99。
11）选择反射镜面可以任意角度反射可见光，但X 射线只有在满足布拉格方程的θ角上才能发生反射，因此，这种反射亦称选择反射。
材料研究方法知识题库及答案
材料研究方法知识题库及答案1、【单选题】由于近轴光线和远轴光线的折射程度不同,导致平面物体经透镜后形成曲面状的像称为( )A、像差B、球差C、像场弯曲D、色差答案：像场弯曲--------------------------------2、【单选题】由于透镜的中心区域和边缘区域对光的折射能力不符合预定规律而造成的图像模糊现象称为( )。
A、像差B、球差C、像散D、色差答案：球差--------------------------------3、【单选题】因光源的( )而导致图像模糊不清的现象称为色差。
A、波长长B、波长短C、波长有差异答案：波长有差异--------------------------------4、【单选题】光学显微镜具有( )放大功能。
A、一级B、二级C、三级答案：二级--------------------------------5、【单选题】成像物体上能分辨出来的两物点间的最小距离称为( )A、分辨率B、有效放大倍数C、景深答案：分辨率--------------------------------6、【单选题】光学显微镜的极限分辨能力为( )。
A.400nmB.400μmC.200nmD.200μm答案：C--------------------------------7、【单选题】金相显微镜的物镜放大倍数为100倍时,其景深有可能是( )A、1nmB、1μmC、1cmD、1dm答案：1μm--------------------------------8、【单选题】硬度最高的磨料是( )。
A、氧化铝B、氧化镁C、氧化锆D、碳化硅答案：碳化硅--------------------------------9、【单选题】取样后,对金相磨面方向没有要求的材料是( )。
A、轧制钢板B、渗碳小工件C、薄壁铸件D、经均匀化退火后的大型工件答案：经均匀化退火后的大型工件--------------------------------10、【多选题】会导致景深变小的因素有( )。
《材料现代研究方法》复习题及答案
10．在选择滤波片时，当靶材原子序数Z靶＜40时，Z滤波片=（Z靶-1）；
Z靶≥40时，Z滤波片=（Z靶-2）
11．德拜相机底片的安装方法包括（正装法）、（反装法）、（不对称安装），其中（不对称安装）比较常用。
12．X-Ray衍射仪的结构主要包括（X-Ray发生装置）、（测角仪）、（X-Ray探测器）、（记录系统）。
七试推导内标法的基本公式并说明其意义。
设n个相的质量分别为W1 W2 W3…..Wn，总质量为W= W1+W2+W3…..+Wn，试样中加入的标准物质为S，其质量为Ws。第j相质量为Wj。 为第j相在为加入标准物质时的质量分数， ，为加入标准物质之后的质量分数， 为s相在新式样中的质量分数。
，
则 ，
4．什么是热分析参比物？选用原则是什么？经常用的参比物有哪些？
参比物是在测定条件下不产生任何热效应的惰性物质，应选择整个测温范围无热反应、比热与导热性及粒度与试样相近的作为参比物，如α－Al2O3（经1270K煅烧的高纯氧化铝粉，α－Al2O3晶型）
5.什么是磁透镜的像差？有哪些种类？其形成原因和减少的措施是什么？
名词解释有错的地方说一下啊
x-ray强度：单位时间内通过垂直于X-ray传播方向的单位截面的X-ray的能量
吸收限:物质的质量吸收系数随波长 变化发生突变时的临界波长
结构消光：由两个以上等同点构成的复杂晶体，除了遵守各自所属的点阵消光外还会附加的消光
景深：成像时像平面不动，在满足成像清晰的前提下，物平面沿轴线前后可移动的距离
像差是指从物平面上一点散射出来的电子束不一定全部汇聚一点，或物平面上各点并不是按比例成像于同一像平面而导致图像模糊不清或与原物几何形状不成比例的现象。包括几何相差和色差。几何相差主要包括球差和像散。球差是由于电磁透镜磁场对近轴电子和远轴电子的会聚能力不同引起的，可通过减小电磁透镜孔径角来改善。像散是由于透镜的磁场不是旋转对称磁场引起的，可加装消像散器来改善。色差是由于入射电子的波长不单一引起的，可通过稳定电压与电流、减小试样厚度来改善。
(完整版)材料研究方法
材料研究方法（王培铭，许乾慰）第二章光学显微分析2什么是贝克线？此移动规律如何？有什么作用？贝克线：在轮廓附近可以看到一条比较明亮的细线，当升降镜筒时，亮线发生移动，这条较亮的细线称为贝克线。
提升镜筒，贝克线向折射率大的介质移动。
可以比较相邻两晶体折射率的相对大小3什么是晶体的糙面、突起、闪突起？决定晶体糙面和突起等级的因素是什么？在但偏光镜下观察晶体表面时，可发现某些晶体表面较为光滑，某些晶体表面显得粗糙呈麻点状，这种现象称为糙面；某些晶体显得高些某些晶体显得低平一些，这种现象称为突起；双折射率很大的晶体，在单偏光镜下，旋转物台，突起高低发生明显变化，这种现象称为闪突起因素是周围树胶折射率的不同引起的4什么叫干涉色？影响晶体干涉色的因素有那些？有七种单色光的明暗条纹相互叠加而形成的光程差相对应的特殊混合色，称为干涉色，他是有白光干涉而成。
第一是光程差第二是光片厚度第三是双折射率的大小11 如何提高光学显微镜分析的分辨能力？第一：波长更短的照明光源第二：选用折射率大的材料12 阐述光学显微分析用光片制备方法1 取样：取样应该具有代表性，不仅包括研究的对象而且包括研究的特殊条件2 镶嵌：对于一些形状特殊或尺寸细小而不宜握持的样品，需进行样品镶嵌。
3磨光：去除取样时引入的样品表层损伤，获得平整光滑的样品表面4抛光：去除细磨痕，以获得平滑无疵的镜面并去除样品表层，得以观察样品的显微组织 5浸蚀：清晰的看到样品的显微结构13分析近场光学显微分析的原理及与传统光学显微分析技术的异同原理：用纳米局域光源在纳米尺度的近场距离内照明样品，然后由光电接收器接受这些信号，再借助计算机才能把来自样品各点的局域光信号勾画出样品的图像。
异同：照明光源的尺度和照明方法：传统光学显微镜用扩展光源在远场照明样品，近场光学显微镜是用纳米局域光源在纳米尺度的近场距离内照明样品；成像方法：传统光学显微镜可以用肉眼或成像仪器直接观察或放大了的物体图像。
材料科学研究方法复习题
复习题（2015）1、归纳与演绎法、分析与综合法、类比与移植法、系统与优化法、假说与理论法，特别注意各研究方法的特点、分类及事例应用等。
归纳与演绎法：归纳是从特殊到一般；演绎是从一般到特殊。
（1）归纳法：通过简单枚举某类事物中的一部分对象都具有某种属性，而又没有观察到相反的事例，由此推及全体,概括出该类事物的所有对象都具有此种属性。
分类：（Ⅰ）完全归纳法（Ⅱ）不完全归纳法：①简单枚举法②科学归纳法：Ⅰ求异法Ⅱ求同法Ⅲ同异并用法Ⅳ剩余法Ⅴ共变法。
（2）演绎法：从已知的一般原理、定理、法则、公理或科学概念出发，推论出某些事物或现象具有某种属性或规律的新结论的一种科学研究方法。
1.归纳与演绎之间是一个辩证的关系，是一个对立统一的关系。
2.两者相互联系，相互依赖，相互补充和相互渗透。
3.归纳和演绎在一定条件下会互相转化。
分析与综合法：（1）分析的作用与特点：分析就是把研究对象分解成几个组成部分，然后分别加以研究，从而认识事物的基础或本质的一种科学研究方法。
分析方法是以客观事物的整体与部分的关系为客观基础的。
在于它从事物的整体深入到它的各个组成部分，通过深的认识事物的各个组成部分来认识事物的内在本质或整体规律。
（2）综合的作用与特点：综合方法：把研究对象的各个部分联系起来加以研究，从而在整体上把握事物的本质和规律的一种科学研究方法。
综合方法在思维方式上的特点:它把事物的各个部分连接为整体时，力求通过全面掌握事物各部分、各方面的特点以及它们之间的内在联系，然后加以概括和上升，从事物各部分及其属性、关系的真实联结和本来面目，复现事物的整体，综合为多样性的统一体。
类比与移植法：（1）类比法：通过两个或两类事物或现象进行比较，根据相似点或相同点推论出它们的其他属性或规律，也可能有相似点或相同点的结论。
这是以比较为基础，既包含从特殊到特殊，又包含从一般到一般的逻辑思维方法。
分类：①数学相似类比法：根据对象的属性之间具有某种确定的函数变化关系来进行推理。
同济材料研究方法材料研究方法重点内容
2020/6/16
4
4 电子显微分析 ★ TEM像衬度 （质厚衬度和衍射衬度） ★ SEM像衬度 ★ 电镜要素 ★ SEM和TEM样品制备，应用
2020/6/16
5
5 热分析 ★ 热分析技术的分类 ★ DTA和DSC的基本原理及其主要应用 ★ TGA与材料失重机理的关系 ★ 热膨胀和热机械分析种类
★ Raman和IR的比较，应用
2020/6/16
8
7 NMR ★ 基本原理 ★ 屏蔽效应与化学位移 ★ 自旋偶合和自旋分裂 ★ 积分强度 ★ NMR的应用
2020/6/16
9
8 MS ★ 质谱分析基本原理 ★ 离子类型 ★ 质谱图的表示和解释方法 ★ 质谱定性分析及其应用
2020/6/16
10
9 材料综合分析和剖析 ★ 材料综合分析和剖析的一般步骤
2020/6/16
11
材料研究方法 重点复习内容
2009.6.10
2020/6/16
1
1 绪论 ★ 材料研究的意义和内容 ★ 材料研究的分类
2020/6/16
2
2 光学显微分析 ★ 光的物理性质 ★ 光与物体的相互作用 ★ 显微镜的分辨率极限
2020/6/16
3
3 X-ray衍射分析 ★ X射线的产生,特征X射线，吸收限及其 应用
（静态和动态）
2020/6/16
6
6 光谱分析（1）
★ 吸收光谱的分类和基本的产生和应用
2020/6/16
7
6 光谱分析（2）
★ IR产生条件，虎克定律与振动频率，分子振 动形式
★ IR基团特征频率，影响IR基团频率的因素
现代材料研究分析方法考研复习精华
二、X射线荧光光谱仪 X-ray fluorescence spectrometer
（3）检测器
正比计数器(充气型)： 工作气 Ar；抑制气 甲烷 利用X射线使气体电离的作用，辐射能转化电能； 闪烁计数器： 瞬间发光—光电倍增管； 半导体计数器：下图
背散射电子的特点
03
背散射电子能量很高，其中相当部分接近入射电子能量，在试样中产生的范围大，像的分辨率低；
背散射电子发射系数随试样原子序数增加而增大；
虽然作用体积虽入射束能量增加而增大，但背散射电子的发射系数受入射束能量影响不大；
当试样表面倾角增加时，作用体积改变，将显著增加被散射电子的发射系数；
DTA仪的基本结构
差热分析仪通常由加热炉、温度控制系统、信号放大系统、差热系统及记录系统组成。
影响曲线形状的因素
影响差热分析的主要因素有三个方面：仪器因素，实验条件和试样。 实验条件 升温速率；稀释剂的影响；
差热曲线分析
差热曲线分析就是解释曲线上每个峰谷产生的原因，从而分析被测物质是有那些物相组成的。峰谷产生的原因有： 矿物质脱水 相变 物质的化合或分解 氧化还原 差热分析的峰只表示试样的热效应，本身不反应更多的物理化学本质。为此，单靠差热曲线很难做正确的解释。现在普遍采用的联用技术。
定性物相分析原理
X射线衍射线的位置决定于晶胞的形状和大小，也即决定于各晶面的面间距，而衍射线的相对强度则决定于晶胞内原子的种类、数目及排列方式。每种晶态物质都有其特定的结构，不是前者有异，就是后者有别，因而就有其独特的衍射花样。 当试样中包含两种或两种以上的结晶物质时，它们的衍射花样同时出现，而不会相互干涉。 混合物中某相的衍射线强度取决于它在试样中的相对含量，因此根据各相衍射线的强度比，可以推算出它们的相对含量。
《材料研究方法》期末考试知识要点
1.俄歇效应：由于光电效应而处于激发态的原子还有一种释放能量的方式，及俄歇效应。
原子中一个K层电子被入射光量子击出后，L层一个电子跃入K层填补空位，此时多余的能量不以辐射X光量子放出，而是以另一个L层电子活的能量跃出吸收体，这样的一个K层空位被两个L层空位代替的过程称为俄歇效应，跃出的L层电子称为俄歇电子。
2劳埃法：采用连续X射线照射不动的单晶体，因为X射线的波长连续可变，故可从中挑选出其波长满足布拉格关系的X射线使产生衍射。
2、电磁透镜的像差是怎样产生的，如何来消除或减小像差？解：电磁透镜的像差可以分为两类：几何像差和色差。
几何像差是因为投射磁场几何形状上的缺陷造成的，色差是由于电子波的波长或能量发生一定幅度的改变而造成的。
几何像差主要指球差和像散。
球差是由于电磁透镜的中心区域和边缘区域对电子的折射能力不符合预定的规律造成的，像散是由透镜磁场的非旋转对称引起的。
消除或减小的方法：球差：减小孔径半角或缩小焦距均可减小球差，尤其小孔径半角可使球差明显减小。
像散：引入一个强度和方向都可以调节的矫正磁场即消像散器予以补偿。
色差：采用稳定加速电压的方法有效地较小色差。
3周转晶体法：采用单色X射线照射转动的单晶体，并用一张以旋转轴为轴的圆筒形底片来记录4.物相定性分析的原理：X射线衍射分析是以晶体结构为基础的。
每种结晶物质都有其特定的结构参数，包括点阵类型、单胞大小、单胞中原子（离子或分子）的数目及其位置等，而这些参数在X射线衍射花样中均有所反映。
尽管物质的种类有千千万万，但却没有两种衍射花样完全相同的物质。
某种物质的多晶体衍射线条的数目、位置及强度，是该种物质的特征，因而可以成为鉴别物相的标志.定量分析（物质的衍射强度与参与衍射的该物质的体积成正比）根据X射线衍射强度公式，某一物相的相对含量的增加，其衍射线的强度亦随之增加，所以通过衍射线强度的数值可以确定对应物相的相对含量。
由于各个物相对X射线的吸收影响不同，X射线衍射强度与该物相的相对含量之间不成线性比例关系，必须加以修正。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
材料研究方法复习1.X射线的本质是什么？是谁首先发现了X射线，谁揭示了X射线的本质？本质是一种波长很短的电磁波，其波长介于0.01-1000Ao 1895年由德国物理学家伦琴首先发现了X射线，1912年由德国物理学家laue揭示了X射线本质。
2.试计算波长0.071nm (Mo-Ka)和0.154A (Cu-Ka)的X 射线束，其频率和每个量子的能量？E=h v =hc/ 入3.试述连续X射线谱与特征X射线谱产生的机理连续X射线谱：从阴极发出的电子经高压加速到达阳极靶材时,由于单位时间内到达的电子数目极大，而且达到靶材的时间和条件各不相同,并且大多数电子要经过多次碰撞，能量逐步损失掉，因而出现连续变化的波长谱。
特征X射线谱：从阴极发出的曳土在高压加速后，如果电子的能量足够大而将阳极靶原子中内层电子击出留下空位,原子中其他层电子就会跃迁以填补该空位，同时将多余的能量以X射线光子的形式释放出来，结果得到具有固定能量，频率或固定波长的特征X射线。
4.连续X射线谱强度随管电压、管电流和阳极材料原子序数的变化规律？发生管中的总光子数(即连续X射线的强度)与：1阳极原子数Z成正比；2与灯丝电流i成正比；3与电压V二次方成正比：I正比于iZV2可见，连续X射线的总能量随管电流、阳极靶原子序数和管电压的增加而增5.Ka线和KB线相比，谁的波长短？谁的强度高？KB线比Ka线的波长短，强度弱6.实验中选择X射线管以及滤波片的原则是什么？已知一个以Fe为主要成分的样品，试选择合适的X射线管和合适的滤波片？实验中选择X射线管要避免样品强烈吸收入射X射线产生荧光幅射,对分析结果产生干扰。
必须根据所滋'J样品的化学成分选用不同靶材的X射线管。
其选择原则是：Z靶WZ样品+1应当避免使用比样品中的主元素的原子序数大2 — 6 (尤其是2)的材料作靶材。
滤波片材料选择规律是：Z靶V 40时：Z滤=乙靶一1Z靶>40时：乙滤=Z靶一2例如：铁为主的样品，选用Co或Fe靶,不选用Ni或Cu靶；对应滤波片选择Mn7・X射线与物质的如何相互作用的，产生那些物理现象？X射线与物质的作用是通过X射线光子与物质的电子相互碰撞而实现的。
与物质作用后会产生X射线的散射(弹性散射和非弹性散射)，X射线的吸收,光电效应与荧光辐射等现象&X射线强度衰减规律是什么？质量吸收系数的计算？X射线通过整个物质厚度的衰减规律：1/10 = exp(- x)式中1/10称为X射线穿透系数，1/10 <lo 1/10愈小，表示X射线被衰减的程度愈大。
口为线性吸收系数吸收常用质量吸收系数Um表示，Um= U/P如果材料中含多种元素，则U ni=Z U mi Wi其中Wi为质量分数9.下列哪些晶面属于［T11］晶带？(TT1). (23 1)^ (231)、(211)、(101)、(亍01)、(133), (1 10), (112), —(132), (01 1), (212),为什么？晶面(crystal plane) --------- 晶体结构一系列原子所构成的平面。
在晶体中如果许多晶面同时平行于一个轴向,前者总称为一个晶带，后者为晶带轴。
hu+kv+lw=O与［Ill］晶带垂直，彼此相互平行10.下面是某立方晶系物质的几个晶面.试将它们的面间距从大到小按次序——重新排列：(123), (100), (200), (311〉，(121), (111), (210),(220), C130), (030), (221), (110)o参考ch7-2-XRD P3711・某正交(斜方〉晶体的a=7.417A, b=4.945A, c=2・547A,计算dllO和d200o参考ch7-2-XRD P3712.X射线衍射与可见光反射的差异可见光的反射只是物体表面上的光学现象，而衍射是一定厚度内许多相同间距的晶面共同作用的结果；可见光在任意入射角方向都能产生反射,而X射线只能在有限的布拉格方向发生反射。
因此X射线的反射是选择性的反射。
13 •请问是hkl值大的还是小的面网容易出现衍射？要使某个晶体的衍射数量增加，你选长波的X射线还是短波的？2dsinO=nX, hkl小，则cUi大，，可观测衍射线多，因此〜〜由于sin0<l所以要产生衍射，必须有d>X/2用短波的X射线14.布拉格方程2dsinO=Z中的d、0、九分别表示什么？布拉格方程式有何用途？d为某一面网间距(可以把某一面网的n级衍射看成另一假想面(其面网间距dhki =d/n)的一级衍射)，0为Bragg角，又称衍射角；入为入射X射线波长布拉格方程的应用：1)已知波长入的X射线，测定。
角，计算晶体的晶面间距d,结构分析;2)已知晶体的晶面间距，测定e角，计算x射线的波长，x射线光谱学。
15.衍射线在空间的方位取决于什么？而衍射线的强度又取决于什么？前者取决于衍射角，后者由多种因素决定。
相对强度I相严F?P (l+cos22e/sin2 e cos e ）e'2M F■结构因子；P・多重性因子；■温度因子；分式为角因子16.原子散射因数的物理意义是什么？某元素的原子散射因数与其原子序数有何关系？原子散射因子匸一个原子散射波的振幅/一个自由电子散射波振幅，f相当于散射X 射线的有效电子数。
表明一束非偏振的X・ray经过曳土散射后，散射波的强度在空间上的分布不相同，即被偏振化了Z增大，f增大17•多重性因子的物理意义是什么？某立方晶系晶体，其｛100｝的多重性因子是多少？如该晶体转变为四方晶系，这个晶面族的多重性因子会发生什么变化？为什么？多重性因子表示多遇生中某一晶面族｛hkl｝中等同晶面的数目。
立方晶系晶体，其｛100｝的多重性因子是6如该晶体转变为四方晶系？？？18・衍射强度的影响因数有哪些，各有什么物理意义327rR\inc见课本P26-2719.非晶态物质的x射线衍射图样与晶态物质的有何不同？非晶态物质由于其结构的近程有序、长程无序,因而与X射线作用不会发生相干散射与衍射。
因此在其衍射图样上不能得到特征X射线谱且其强度I随26 角变化不明显。
20.对于晶粒直径分别为100, 75, 50, 25nm的粉末衍射图形，请计算由于晶粒细化引起的衍射线条宽化幅度B （设0=450, Z=0.15nm）o对于晶粒直径为25nm的粉末，试计算8=100、450、800时的B值。
由Scherrer （谢乐）公式t=k 入/BcosOt:在hkl法线方向上的平均尺寸（A）k: Scherrer形状因子：0.89B:衍射峰的半高宽（弧度）21.多晶体衍射的积分强度表示什么？今有一张用CuKa摄得的铸（体心立方)的德拜图相，试计算出头4根线的相对积分强度(不计算A (0)和e-2M, 以最强线的强度为100)o头4根线的0值如下：线条e120.20229.20336.70443.6022.CuKa射线(Xka=0.154nm〉照射Cu样品，已知Cu的点阵常数6/=0.361nm, 试用布拉格方程求其(200》反射的0角。
布拉格方程2dsin0=X求d Cu的晶系以及对立方晶系d=a/ V (h2+k?+12)23.a-Fe属立方晶系，点阵参数a=0.2866nm o如用CrKaX射线U=0・2291nm) 照射，试求(110)、(200)及(211)可发生衍射的掠射角(衍射角0? )o布拉格方程2dsinO=X立方晶系d=a/V (h2+k2+l2)24.金刚石晶体属面心立方点阵，每个晶胞含8个原子，坐标为：(0, 0, 0〉、丄丄1 丄丄1 111 221 2<2, 2, 0)> (2, 0,空〉、(0, 2, 2), (4 , 4, 4), (4, 4, 4), (4, ]_ 3 j_ 3 34 , 4), (4 , 4 ,忆)原子散射因子求其系统消光规律(F2最简表达式)，并据此说明结构消光的概念。
见幻灯片ch7-3-XRD P56晶体结构中如果存在着带心的点阵、滑移面等，则产生的衍射会成群地或系统地消失，这种现象称为系统消光，即由于原子在晶胞中位置不同而导致某些衍射方向的强度为零的现象。
立方晶系的系统消光规律是：体心点阵(I) h + k + l=奇数面心点阵(F) h, k, 1奇偶混杂底心(c) h + k =奇数(a)k + 1=奇数(b)h + I=奇数简单点阵（P）无消光现象25・总结简单点阵、体心点阵和面心点阵衍射线的系统消光规律。
类型简单点阵体心面心消光条件无h+k+匸奇hkl奇偶混杂26•试推导Bragg方程，并对方程中的主要参数的范围确定进行讨论见课本p22-p2327.物相定量分析的原理是什么？试述用k值法进行物相定量分析的过程。
原理见课本P70; k值法见课本P74-75依据：从衍射线强度理论可知，多相混合物中某一相的衍射强度,随该相的相对含量的增加而增加。
但由于试样的吸收等因素的影响，一般来说某相的衍射线强度与其相对含量并不成线性的正比关系，而是曲线关系。
如果我们用实验测量或理论分析等办法确定了该关系曲线,就可以从实验测得的强度算出该相的含量。
2&名词解释：相干散射（汤姆逊散射）、不相干散射（康普顿散射〉、荧光辐射、俄歇效应、吸收限、俄歇效应、晶面指数与晶向指数、晶带、X射线散射、衍射结构因子、多重因子、罗仑兹因子、系统消光相干散射（汤姆逊散射）：X射线光子作用于内层电子,散射波波长不变，方向改变。
不相干散射（康普顿散射）：X射线与弱束缚的外层电子作用,使散射波波长变长，方向改变的散射。
荧光辐射：X射线将内层电子击出导致外层电子向内层跃迁引起的辐射。
俄歇效应：原子内层电子被击出，外层电子向该层跃迁，其能量被相邻电子吸收而激发成自由电子的现象。
吸收限：质量吸收系数发生突变的波长为〜晶面指数：结晶平面在三个坐标轴上截距倒数的最小整数比,用（hkl）表示晶向指数：点阵中结点坐标的最小整数比，用［uvw］表示晶带：晶体中平行于同一晶向的所有晶面的总体。
X射线散射：X射线与物质发生相互作用后传掩方向发生改变的现象。
衍射结构因子：|F|=—个晶格内全部原子散射波的振幅之和/一个电子的散射波振幅，即晶胞内全部原子散射的总和为衍射结构因子。
多重因子：反映(hkl)晶面处于有利取向几率的因数，指某个面族中具有同样晶面间距的不同点阵面组数目。
罗仑兹因子：(l+cos^O) /2sin20,反映了晶块尺寸，参加衍射晶粒个数对衍射强度I的影响。
(:衍射角对积分强度的影响，归纳为角因数)系统消光：由晶胞内原子种类，原子数量，原子位置而引起X射线衍射相消，其强度为零的现象。
29.PDF卡片每一部分代表的意义和内容是什么？P64参考课本或见课件ch7-4-XRD P26-3330.试述X射线衍射物相分析步骤及其鉴定时应注意问题？分别从原理、衍射特点及应用方面比较X射线衍射和透射电镜中的电子衍射在材料结构分析中的异同点。