材料研究方法复习题

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材料研究方法复习题

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1.根据下图,试推导Bragg方程,并对方程中主要参数范围的确定进行讨论。

答:1)Bragg方程推导:根据题图,有:相邻两个原子面上的原子散射波光程差δ= AE + AF = ABsinθ+ ABsinθ=2 ABsinθ= 2dsinθ干涉加强条件是,晶体中任意相邻两个原子面上的原子散射波在原子面反射方向的相位差为2π的整数倍,光程差等于波长的整数倍。

因此,干涉加强的条件为:2dsinθ= nλ即Bragg方程。

2)方程中主要参数范围的讨论:a. 根据布拉格方程,sinθ不能大于1,因此:nλ/2d =sinθ< 1,对衍射而言,n的最小值为1,所以在任何可观测的衍射角下,产生衍射的条件为λ<2d,这也就是说,能够被晶体衍射的电磁波的波长必须小于参加反射的晶面中最大面间距的二倍,否则不能产生衍射现象。

b.当x射线波长一定时,晶体中存在可能参加反射的晶面族也是有限的,它们必须满足d>λ/2, 即只有那些晶面间距大于入射x射线波长一半的晶面才能发生衍射2.什么是X射线谱,连续X射线谱的产生机理是什么?答:1)X射线谱:x射线的强度随波长而变化的曲线称为X射线谱。

2)具有连续波长的X射线,构成连续X射线谱,其产生机理为:能量为eV的电子与阳极靶的原子碰撞时,电子失去自己的能量,其中部分以光子的形式辐射,碰撞一次产生一个能量为hv的光子,这样的光子流即为X射线。

单位时间内到达阳极靶面的电子数目是极大量的,绝大多数电子要经历多次碰撞,产生能量各不相同的辐射,因此出现连续X射线谱。

3.写出标识X射线谱的波长与阳极物质原子序数间的对应关系(莫塞莱定律),说明莫塞莱定律的意义。

答:1)莫塞莱定律:标识X射线谱的波长λ与原子序数Z关系为:1/λ=K/(Z-σ)22)莫塞莱定律的意义:莫塞莱定律指出了标识X射线谱的波长λ与阳极物质原子序数Z的关系,莫塞莱定律是X射线光谱分析中的重要理论基础。

用电子轰击待测试样辐射出标识X射线,并测定其波长,则可以知道试样中含有哪些元素。

材料研究方法复习题库

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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)。

材料研究与测试方法复习资料 (含答案)

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 。

材料研究方法复习题

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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。

材料研究方法考试

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”。

材料研发考试题库及答案

材料研发考试题库及答案

材料研发考试题库及答案一、选择题1. 材料科学中的“四要素”是指:A. 强度、硬度、韧性、延展性B. 化学组成、微观结构、宏观性能、加工工艺C. 弹性模量、屈服强度、抗拉强度、断裂韧性D. 原子排列、晶体缺陷、电子结构、热处理答案:B2. 以下哪种材料不属于金属材料?A. 钢B. 铝C. 塑料D. 铜答案:C3. 陶瓷材料的主要特点是:A. 高强度、高韧性B. 耐高温、耐腐蚀C. 良好的导电性D. 良好的延展性答案:B4. 以下哪种方法可以提高材料的强度?A. 增加材料的厚度B. 降低材料的温度C. 增加材料的孔隙率D. 进行热处理答案:D5. 金属材料的塑性变形主要通过以下哪种机制实现?A. 位错运动B. 原子扩散C. 相变D. 断裂答案:A二、填空题6. 材料的______是指材料在受到外力作用时,不发生破坏的最大应力。

答案:强度7. 材料的______是指材料在受到外力作用时,能够承受的最大形变而不发生断裂的能力。

答案:韧性8. 金属材料的晶体结构通常分为______和______两种基本类型。

答案:面心立方(FCC)、体心立方(BCC)9. 材料的______是指材料在一定温度下,抵抗化学或电化学反应的能力。

答案:耐腐蚀性10. 材料的______是指材料在受到外力作用时,能够恢复到原始形状的能力。

答案:弹性三、简答题11. 简述材料的疲劳失效机理。

答案:材料的疲劳失效是指在反复或循环载荷作用下,材料在远低于其静态强度的情况下发生断裂的现象。

疲劳失效通常发生在材料表面或内部缺陷处,由于应力集中,材料在这些区域产生微裂纹,随着载荷的循环,微裂纹逐渐扩展,最终导致材料断裂。

12. 描述金属材料的热处理过程及其目的。

答案:金属材料的热处理是通过对材料进行加热、保温和冷却等过程,改变材料的微观结构,从而改善材料的宏观性能。

常见的热处理过程包括退火、正火、淬火和回火。

退火用于降低硬度,消除内应力;正火用于细化晶粒,提高材料的塑性;淬火用于提高材料的硬度和强度;回火用于降低淬火后的脆性,提高韧性。

材料研究方法复习题2011

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

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( )。

材料研究与测试方法复习题

材料研究与测试方法复习题

材料研究与测试方法复习题复习题一、名词解释1、系统消光2、某射线衍射方向3、Moeley定律4、相对强度5、积分强度6、明场像暗场像7、透射电镜点分辨率、线分辨率8、厚度衬度9、衍射衬度10相位衬度11球差、像散、色差12、透镜景深13、透镜焦长14、电子衍射15、二次电子16、背散射电子17、差热分析18、差示扫描量热法19、热重分析20综合热分析21、外推始点温度22、拉曼效应23、拉曼位移24、瑞利散射25、化学位移26、光电效应27、荷电效应二、简答题1、某射线谱有哪两种基本类型?各自的含义是什么?2、某射线是怎么产生的?连续某射线谱有何特点?3、何谓Ka射线/何谓Kβ射线?这两种射线中哪种射线强度大?哪种射线的波长短?4、晶体对某射线的散射包括哪两类?四种基本类型的空间点阵是什么?5、结构因子的概念6、布拉格方程的表达式、阐明的问题及所讨论的问题?7、晶体使某射线产生衍射的充分条件是什么?何谓系统消光?8、粉晶某射线衍射卡片(JCPDF卡)检索手册的基本类型有哪三种?每种手册如何编排?每种物相在手册上的形式?9、在进行混合物相的某射线衍射线定性分析鉴定时,应特别注意优先考虑的问题有哪些?衍射仪用粉末试样的粒度是多少?10、电子束与物质相互作用可以获得哪些信息?11、扫描电镜的原理?扫描电镜的放大倍数是如何定义的?12、简述电子透镜像差及产生的原因?13、透射电子显微图象包括哪几种类型?14、散射衬度与什么因素有关?这种图象主要用来观察什么?15、衍射衬度与什么因素有关?这种图象主要用来观察什么?16、何谓明场象?何谓暗场象?中心暗场像与偏心暗场像哪个分辨率高?17、何谓二次电子?扫描电镜中二次电子象的衬度与什么因素有关?最适宜研究什么?18、何背散射电子?扫描电镜中背散射电子象的衬度与什么因素有关?最适宜研究什么?19、什么是某射线的能谱分析和波谱分析?其方法有几种?20、何为差热分析?差热分析的基本原理是什么?21、何为差示扫描量热?示差扫描量热分析的基本原理是什么?22、在差热分析曲线上一个峰谷的温度主要用什么来表征?23、如何确定外推始点温度?24、影响差热曲线主要因素有哪些?25、分子振动吸收红外辐射必须满足哪些条件?拉曼散射产生的条件?26、红外吸收光谱的产生,主要是由于分子中什么能级的跃迁?27、H2O和CO2分子中有几种振动形式?红外光谱分析步骤及石膏红外谱图分析?28、红外光谱与拉曼光谱的比较?29、某射线光电子能谱是一种什么分析方法?采取剥离技术分析方法还可以进行什么分析?30、何为化学位移?化学位移规律?31、某PS伴线有哪些?并简明说明之?32、某射线光电子能谱分析常用的扣静电(荷电效应)方法是什么?三、综合题就具体的测试项目,根据你所学过的现代测试技术挑选最佳的测试方法(是否能测试,是否是最精确、最快速、最经济等);(1)尺寸小于5μ的矿物的形貌观察分析;(2)有机材料中化学键的分析鉴定;(3)多晶材料的物相分析鉴定;(4)物质的热稳定性的测定;(5)矿物中包裹体或玻璃气泡中物质的鉴定分析;(6)表面或界面元素化学状态分析;(7)晶界上增强相的成分分析;(8)晶界条纹或晶体缺陷(如位错、层错等)的观察分析;(9)纳米材料的微结构分析;(10材料的断口形貌观察四、计算题1、Lu2O3,立方晶系,已知a=1.0390nm,问用Co靶的Kα=0.17980nm照射,(400)面网组能产生几条衍射线?2、某立方晶系晶体的某一面网的二级衍射对应的d200=0.1760nm,对应的衍射角为60°,求该晶体的d100一级衍射面网能产生几条衍射线以及该晶体的晶胞参数。

材料研究方法试题库

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第一章一、选择题1.用来进行晶体结构分析的X射线学分支是()A.X射线透射学;B.X射线衍射学;C.X射线光谱学;D.其它2. M层电子回迁到K层后,多余的能量放出的特征X射线称()A.Kα;B. Kβ;C. Kγ;D. Lα。

3. 当X射线发生装置是Cu靶,滤波片应选()A.Cu;B. Fe;C. Ni;D. Mo。

4. 当电子把所有能量都转换为X射线时,该X射线波长称()A.短波限λ0;B. 激发限λk;C. 吸收限;D. 特征X射线5.当X射线将某物质原子的K层电子打出去后,L层电子回迁K层,多余能量将另一个L层电子打出核外,这整个过程将产生()(多选题)A.光电子;B. 二次荧光;C. 俄歇电子;D. (A+C)二、正误题1. 随X射线管的电压升高,λ0和λk都随之减小。

()2. 激发限与吸收限是一回事,只是从不同角度看问题。

()3. 经滤波后的X射线是相对的单色光。

()4. 产生特征X射线的前提是原子内层电子被打出核外,原子处于激发状态。

()5. 选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料,而不需要考虑厚度。

()三、填空题1. 当X射线管电压超过临界电压就可以产生X射线和X射线。

2. X射线与物质相互作用可以产生、、、、、、、。

3. 经过厚度为H的物质后,X射线的强度为。

4. X射线的本质既是也是,具有性。

5. 短波长的X射线称,常用于;长波长的X射线称,常用于。

习题1.X射线学有几个分支?每个分支的研究对象是什么?2. 分析下列荧光辐射产生的可能性,为什么?(1)用CuK αX 射线激发CuK α荧光辐射;(2)用CuK βX 射线激发CuK α荧光辐射;(3)用CuK αX 射线激发CuL α荧光辐射。

3. 什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”、“发射谱”、“吸收谱”?4. X 射线的本质是什么?它与可见光、紫外线等电磁波的主要区别何在?用哪些物理量描述它?5. 产生X 射线需具备什么条件?6. Ⅹ射线具有波粒二象性,其微粒性和波动性分别表现在哪些现象中?7. 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。

《材料现代研究方法》复习题及答案

《材料现代研究方法》复习题及答案
9.要使标识x-ray谱上I标/I连最大,工作电压/激发电压应在(3~5)之间。
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。

材料分析方法试题(2)精选全文

材料分析方法试题(2)精选全文

可编辑修改精选全文完整版《材料科学研究方法》考试试卷(第一套)一、 1、基态 2、俄歇电子 3、物相分析 4、 色散 5、振动耦合 6、热重分析一.填空题(每空1分,选做20空,共20分,多答不加分)1. 对于X 射线管而言,在各种管电压下的连续X 射线谱都存在着一个最短的波长长值,称为 ,当管电压增大时,此值 。

2. 由点阵常数测量精确度与θ角的关系可知,在相同条件下,θ角越大,测量的精确度 。

3. 对称取代的S=S 、C ≡N 、C=S 等基团在红外光谱中只能产生很弱的吸收带(甚至无吸收带),而在 光谱中往往产生很强的吸收带。

4. 根据底片圆孔位置和开口位置的不同,德拜照相法的底片安装方法可以分为: 、 、 。

5. 两组相邻的不同基团上的H 核相互影响,使它们的共振峰产生了裂分,这种现象叫 。

6. 德拜法测定点阵常数,系统误差主要来源于相机的半径误差、底片的伸缩误差、样品的偏心误差和 。

7. 激发电压是指产生特征X 射线的最 电压。

8. 凡是与反射球面相交的倒易结点都满足衍射条件而产生衍射,这句话是对是错? 。

9. 对于电子探针,检测特征X 射线的波长和强度是由X 射线谱仪来完成的。

常用的X 射线谱仪有两种:一种 ,另一种是 。

10. 对于红外吸收光谱,可将中红外区光谱大致分为两个区: 和 。

区域的谱带有比较明确的基团和频率对应关系。

11. 衍射仪的测量方法分哪两种: 和 。

12. DTA 曲线描述了样品与参比物之间的 随温度或时间的变化关系。

13. 在几大透镜中,透射电子显微镜分辨本领的高低主要取决于 。

14. 紫外吸收光谱是由分子中 跃迁引起的。

红外吸收光谱是由分子中跃迁引起的。

15. 有机化合物的价电子主要有三种,即 、 和 。

16. 核磁共振氢谱规定,标准样品四甲基硅δ TMS = 。

17. 红外吸收光谱又称振-转光谱,可以分析晶体的结构,对非晶体却无能为力。

此种说法正确与否?0λ18.透射电子显微镜以 为成像信号,扫描电子显微镜主要以 为成像信号。

材料研究与测试方法复习题版

材料研究与测试方法复习题版

复习题一、名词解释1、系统消光: 把由于F HKL=0而使衍射线有规律消失的现象称为系统消光。

2、X射线衍射方向: 是两种相干波的光程差是波长整数倍的方向。

3、Moseley定律:对于一定线性系的某条谱线而言其波长与原子序数平方近似成反比关系。

4、相对强度:同一衍射图中各个衍射线的绝对强度的比值。

5、积分强度:扣除背影强度后衍射峰下的累积强度。

6、明场像暗场像:用物镜光栏挡去衍射束,让透射束成像,有衍射的为暗像,无衍射的为明像,这样形成的为明场像;用物镜光栏挡去透射束和及其余衍射束,让一束强衍射束成像,则无衍射的为暗像,有衍射的为明像,这样形成的为暗场像。

7、透射电镜点分辨率、线分辨率:点分辨率表示电镜所能分辨的两个点之间的最小距离;线分辨率表示电镜所能分辨的两条线之间的最小距离。

8、厚度衬度:由于试样各部分的密度(或原子序数)和厚度不同形成的透射强度的差异;9、衍射衬度:由于晶体薄膜内各部分满足衍射条件的程度不同形成的衍射强度的差异;10相位衬度:入射电子收到试样原子散射,得到透射波和散射波,两者振幅接近,强度差很小,两者之间引入相位差,使得透射波和合成波振幅产生较大差异,从而产生衬度。

11像差:从物面上一点散射出的电子束,不一定全部聚焦在一点,或者物面上的各点并不按比例成像于同一平面,结果图像模糊不清,或者原物的几何形状不完全相似,这种现象称为像差球差:由于电磁透镜磁场的近轴区和远轴区对电子束的汇聚能力不同造成的像散:由于透镜磁场不是理想的旋转对称磁场而引起的像差色差:由于成像电子的波长(或能量)不同而引起的一种像差12、透镜景深:在不影响透镜成像分辨本领的前提下,物平面可沿透镜轴移动的距离13、透镜焦深:在不影响透镜成像分辨本领的前提下,像平面可沿透镜轴移动的距离14、电子衍射:电子衍射是指当一定能量的电子束落到晶体上时,被晶体中原子散射,各散射电子波之间产生互相干涉现象。

它满足劳厄方程或布拉格方程,并满足电子衍射的基本公式Lλ=Rd L是相机长度,λ为入射电子束波长,R是透射斑点与衍射斑点间的距离。

材料研究方法习题

材料研究方法习题

第一章一、选择题1.用来进行晶体结构分析的X射线学分支是()A.X射线透射学;B.X射线衍射学;C.X射线光谱学;D.其它2. M层电子回迁到K层后,多余的能量放出的特征X射线称()A.Kα;B. Kβ;C. Kγ;D. Lα。

3. 当X射线发生装置是Cu靶,滤波片应选()A.Cu;B. Fe;C. Ni;D. Mo。

4. 当电子把所有能量都转换为X射线时,该X射线波长称()A.短波限λ0;B. 激发限λk;C. 吸收限;D. 特征X射线5.当X射线将某物质原子的K层电子打出去后,L层电子回迁K层,多余能量将另一个L层电子打出核外,这整个过程将产生()(多选题)A.光电子;B. 二次荧光;C. 俄歇电子;D. (A+C)二、正误题1. 随X射线管的电压升高,λ0和λk都随之减小。

()2. 激发限与吸收限是一回事,只是从不同角度看问题。

()3. 经滤波后的X射线是相对的单色光。

()4. 产生特征X射线的前提是原子内层电子被打出核外,原子处于激发状态。

()5. 选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料,而不需要考虑厚度。

()三、填空题1. 当X射线管电压超过临界电压就可以产生X射线和X射线。

2. X射线与物质相互作用可以产生、、、、、、、。

3. 经过厚度为H的物质后,X射线的强度为。

4. X射线的本质既是也是,具有性。

5. 短波长的X射线称,常用于;长波长的X射线称,常用于。

习题1.X射线学有几个分支?每个分支的研究对象是什么?2. 分析下列荧光辐射产生的可能性,为什么?(1)用CuK αX 射线激发CuK α荧光辐射;(2)用CuK βX 射线激发CuK α荧光辐射;(3)用CuK αX 射线激发CuL α荧光辐射。

3. 什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”、“发射谱”、“吸收谱”?4. X 射线的本质是什么?它与可见光、紫外线等电磁波的主要区别何在?用哪些物理量描述它?5. 产生X 射线需具备什么条件?6. Ⅹ射线具有波粒二象性,其微粒性和波动性分别表现在哪些现象中?7. 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。

材料研究方法习题

材料研究方法习题

第二章一、选择题1.有一倒易矢量为*+*+*=*c b a g 22,与它对应的正空间晶面是( )。

A. (210);B. (220);C. (221);D. (110);。

3.一束X 射线照射到晶体上能否产生衍射取决于( )。

A .是否满足布拉格条件;B .是否衍射强度I ≠0;C .A+B ;D .晶体形状。

1. 倒易矢量的方向是对应正空间晶面的 ;倒易矢量的长度等于对应 。

2. 只要倒易阵点落在厄瓦尔德球面上,就表示该 满足 条件,能产生 。

二、选择题1.若H-800电镜的最高分辨率是0.5nm ,那么这台电镜的有效放大倍数是( )。

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 的衬度的光栏是( )。

A. 第二聚光镜光栏;B. 物镜光栏;C. 选区光栏;D. 其它光栏。

4. 电子衍射成像时是将( )。

A. 中间镜的物平面与与物镜的背焦面重合;B. 中间镜的物平面与与物镜的像平面重合;C. 关闭中间镜;D. 关闭物镜。

5.选区光栏在TEM 镜筒中的位置是( )。

A. 物镜的物平面;B. 物镜的像平面C. 物镜的背焦面;D. 物镜的前焦面。

1.TEM 的分辨率既受衍射效应影响,也受透镜的像差影响。

( )2.孔径半角α是影响分辨率的重要因素,TEM 中的α角越小越好。

( )3.有效放大倍数与仪器可以达到的放大倍数不同,前者取决于仪器分辨率和人眼分辨率,后者仅仅是仪器的制造水平。

( )4.TEM 中主要是电磁透镜,由于电磁透镜不存在凹透镜,所以不能象光学显微镜那样通过凹凸镜的组合设计来减小或消除像差,故TEM 中的像差都是不可消除的。

( )5.TEM 的景深和焦长随分辨率Δr 0的数值减小而减小;随孔径半角α的减小而增加;随放大倍数的提高而减小。

( )1. TEM 中的透镜有两种,分别是 和 。

材料研发考试题库及答案

材料研发考试题库及答案

材料研发考试题库及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料科学中,下列哪一项不是材料的基本性能?A. 力学性能B. 热学性能C. 光学性能D. 化学稳定性答案:D2. 金属材料的强度和硬度通常与下列哪个因素有关?A. 晶粒尺寸B. 合金元素含量C. 冷却速率D. 所有以上选项答案:D3. 陶瓷材料的主要特性是什么?A. 良好的导电性B. 高熔点C. 良好的延展性D. 良好的弹性答案:B4. 聚合物材料的玻璃化转变温度(Tg)是指?A. 聚合物从固态转变为液态的温度B. 聚合物从液态转变为固态的温度C. 聚合物从高弹性状态转变为玻璃态的温度D. 聚合物从玻璃态转变为高弹性状态的温度答案:C5. 以下哪种材料不属于复合材料?A. 碳纤维增强塑料B. 金属基复合材料C. 陶瓷基复合材料D. 纯金属答案:D6. 金属的腐蚀通常与哪种因素有关?A. 温度B. 湿度C. 氧气D. 所有以上选项答案:D7. 材料的疲劳寿命与以下哪个因素无关?A. 材料的强度B. 材料的硬度C. 材料的韧性D. 材料的导电性答案:D8. 以下哪种方法不用于材料的微观结构分析?A. 扫描电子显微镜(SEM)B. 透射电子显微镜(TEM)C. X射线衍射(XRD)D. 光谱分析答案:D9. 材料的断裂韧性是指材料在受到冲击或断裂时的哪种能力?A. 抗拉强度B. 抗弯强度C. 抗冲击能力D. 抗压缩能力答案:C10. 以下哪种材料不是通过熔融法制备的?A. 玻璃B. 金属C. 陶瓷D. 聚合物答案:C二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述材料的疲劳现象及其影响因素。

答案:材料的疲劳现象是指在反复加载和卸载过程中,材料在远低于其静态强度的情况下发生断裂。

影响因素包括加载频率、应力幅度、材料的微观结构、环境条件等。

2. 描述金属腐蚀的基本原理及其防护措施。

答案:金属腐蚀是金属与周围环境发生化学反应,导致材料性能下降的过程。

基本原理包括电化学腐蚀和化学腐蚀。

材料科学研究方法复习题

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。

材料研究方法试题库

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第一章一、选择题1、用来进行晶体结构分析得X射线学分支就是( )A、X射线透射学;B、X射线衍射学;C、X射线光谱学;D、其它2、M层电子回迁到K层后,多余得能量放出得特征X射线称()A.Kα;B、Kβ;C、Kγ;D、Lα.3、当X射线发生装置就是Cu靶,滤波片应选()A.Cu;B、Fe;C、Ni;D、Mo.4、当电子把所有能量都转换为X射线时,该X射线波长称( )A.短波限λ0;B、激发限λk;C、吸收限;D、特征X射线5、当X射线将某物质原子得K层电子打出去后,L层电子回迁K层,多余能量将另一个L层电子打出核外,这整个过程将产生()(多选题)A.光电子;B、二次荧光;C、俄歇电子;D、(A+C)二、正误题1、随X射线管得电压升高,λ0与λk都随之减小。

()2、激发限与吸收限就是一回事,只就是从不同角度瞧问题。

( )3、经滤波后得X射线就是相对得单色光.()4、产生特征X射线得前提就是原子内层电子被打出核外,原子处于激发状态。

()5、选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料,而不需要考虑厚度。

( )三、填空题1、当X射线管电压超过临界电压就可以产生X射线与X射线。

2、X射线与物质相互作用可以产生、、、、、、、.3、经过厚度为H得物质后,X射线得强度为。

4、X射线得本质既就是也就是,具有性。

5、短波长得X射线称,常用于;长波长得X射线称,常用于.习题1.X射线学有几个分支?每个分支得研究对象就是什么?2.分析下列荧光辐射产生得可能性,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。

3.什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”、“发射谱”、“吸收谱”?4.X射线得本质就是什么?它与可见光、紫外线等电磁波得主要区别何在?用哪些物理量描述它?5.产生X射线需具备什么条件?6.Ⅹ射线具有波粒二象性,其微粒性与波动性分别表现在哪些现象中?7.计算当管电压为50 kv时,电子在与靶碰撞时得速度与动能以及所发射得连续谱得短波限与光子得最大动能.8.特征X射线与荧光X射线得产生机理有何异同?某物质得K系荧光X射线波长就是否等于它得K系特征X射线波长?9.连续谱就是怎样产生得?其短波限与某物质得吸收限有何不同(V与V K以kv为单位)?10.Ⅹ射线与物质有哪些相互作用?规律如何?对x射线分析有何影响?反冲电子、光电子与俄歇电子有何不同?11.试计算当管压为50kv时,Ⅹ射线管中电子击靶时得速度与动能,以及所发射得连续谱得短波限与光子得最大能量就是多少?12.为什么会出现吸收限?K吸收限为什么只有一个而L吸收限有三个?当激发X系荧光Ⅹ射线时,能否伴生L系?当L系激发时能否伴生K系?13.已知钼得λKα=0、71Å,铁得λKα=1、93Å及钴得λKα=1、79Å,试求光子得频率与能量。

材料研究与测试方法复习题

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材料研究与测试方法复习题材料研究与测试方法复习题1.X射线的产生P3答:实验室中用的X射线通常由X射线机产生,阴极灯丝产生电子,经过加速轰击阳极靶,一部分能量转化为X射线,大部分能量转化为热能。

2.X射线谱有哪两种类型?何谓Kα射线?何谓Kβ射线?为什么Kα射线中包含Kα1 和Kα2?P7-P8答:X射线谱有连续X射线和特征X射线两种。

按照原子结构的壳层模型,院子中的电子分布在以原子核为核心的若干壳层中,光谱学依次称为K、L、M、N...壳层。

L→K的跃迁产生的射线称为Kα射线。

M→K的跃迁产生的射线称为Kβ射线。

L壳层能级实际上由三个子能级构成,由L3和L2子能级向K能级跃迁产生的射线分别为Kα1 和Kα2。

3.晶体对X射线的散射有哪两类?X射线衍射用的是哪一类?P10X射线的散射分为相干散射和不相干散射两类。

X射线衍射用的是相干散射。

4.布拉格方程的表达式、阐明的问题以及所讨论的问题.P23布拉格方程:2dsinθ=nλd为晶面间距,θ为入射束与反射面的夹角,λ为X射线的波长,n为衍射级数。

讨论:1、sinθ=nλ/2d 由 sinθ≤1,得到nλ≤2d,n最小值为1,因而λ≤2d。

说明X射线的波长必须小于晶面间距的二倍,才能产生衍射现象;2、由nλ≤2d,得到d≥λ/2,因而只有那些晶面间距大于入射X射线波长一半的晶面才能发生衍射;(dhkl/n)*sinθ=λ,令dhkl/n=dHKL ,则2dHKLsinθ=λ,得到dHKL=dhkl/n,因而把(hkl)晶面的n级反射看成为与(hkl)晶面平行,面间距为dHKL=dhkl/n的晶面的一级反射。

3、原子面对X射线的衍射并不是任意的,而是具有选择性的。

4、一种晶体结构对应独特的衍射花样。

5.粉晶X射线衍射卡片检索手册的基本类型有哪几种?每种手册的编排特点是什么?P66-P67答:索引共有三种:字顺索引(Alphabetical Index);哈那瓦特法(Hanawalt Method);芬克索引法(Fink Index).字顺索引是按照物质的英文名称的字母顺字排列的,每种物质名称后面列出其化学分子式,三根最强线d值和相对强度数据,以及该物质的PDF卡片号码;哈那瓦特法是按照强弱顺序列出八条强线的面间距d、相对强度、化学式以及卡片序号。

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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。

其过程为:获得试样的衍射图谱—-求d值和I/I0值-—查索引——核对卡片。

(2)注意事项:1)d值的数据比相对强度的数据重要,d值一般要到小数点后第二位才允许有误差;2)低角度区域的数据比高角度区域的数据重要;3)了解试样的来源、化学成分和物理特性对作出正确结论十分有帮助;4)进行多样混合试样分析时要多次核对,若某些物质含量少,只出现一两条衍射线,以致无法鉴定;5)尽量与其它方法结合起来使用,如偏光显微镜、电子显微镜等;6)从目前所应用的粉末衍射仪看,绝大部分仪器均是由计算机进行自动物相检索过程,需结合专业人员的丰富专业知识,判断物相,给出正确的结论.(3)检索方法:字母索引:对已知物质,按物质英文名称的字母顺序排列;哈那瓦特法(Hanawalt method):未知矿物,三强线或数值索引;芬克索引(Fink method)8.何为X射线和荧光X射线?(1)X射线的产生见第一题(2)当较外层的电子跃入内层空穴所释放的能量不在原子内被吸收,而是以辐射形式放出,便产生荧光X射线,其能量等于两能级之间的能量差。

9.X射线荧光光谱分析的基本原理和主要用途(1)荧光X射线的能量或波长是特征性的,与元素有一一对应的关系。

测出荧光X射线的波长或能量,就可以知道元素的种类(定性分析基础).此外,荧光X射线的强度与相应元素的含量有一定的关系(定量分析基础)。

(2)定性分析:根据荧光X射线的波长或能量可以确定元素的组成。

定量分析:定量分析的依据是元素的荧光X 射线强度Ii与试样中该元素的含量Wi成正比。

10.X射线分析的主要用途(物相分析、晶体结构分析)11.电子和固体物质相互作用可以产生哪些物理信号?各有何特点?(1)二次电子;对试样状态非常敏感,显示表面微小的形貌结构非常有效,所成的电子像分辨率高,是扫描电镜中的主要手段。

(2)背散射电子:能量较高,但背散射电子像的分辨率较低。

(3)透射电子:能量损失情况视试样厚薄而定,较薄时大部分为弹性散射电子,成像比较清晰,电子衍射斑点比较明锐;试样较厚时,成像清晰度降低。

(4)吸收电子:入射电子经多次非弹性散射后能量损失殆尽,被试样吸收,这种电子称为吸收电子。

(5)特征能量损失电子:入射电子激发等离子后就要损失能量,损失能量后的电子称为特征能量损失电子。

(6)特征X射线:当电子轰击试样原子核内层电子时,原子处于激发状态,高能级的电子跃迁到低能级,释放特征X射线等。

12.电子显微镜的原理(放大及分辨率)和主要类型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的微区形貌、晶体结构和化学组成,主要有透射电镜TEM、扫描电镜SEM、电子探针EPMA等.13.TEM的原理和方法(1)TEM使用电子束作为照射源,透射电子为成像电子信号。

(2)入射电子束(照明束)有两种主要形式:平行束:透射电镜成像及衍射;会聚束:扫描透射电镜成像、微分析及微衍射。

14.TEM的样品制备及主要类型经悬浮分散的超细粉末颗粒(支持膜法)——直接样品;材料薄膜(晶体薄膜法和超薄切片法) —-直接样品;复型膜:将材料表面或断口形貌复制下来-—间接样品15.图像衬度的概念图像衬度是图像上不同区域间明暗程度的差别。

由于图像上不同区域间存在明暗程度的差别即衬度的存在,才使得我们能观察到各种具体的图像.包括厚度衬度、衍射衬度、相位差衬度16.TEM的主要图像衬度(质厚衬度和衍射衬度)17.TEM的特点及主要用途(1)TEM是一种高分辨率、高放大倍数的显微镜,是观察和分析形貌组织结构的有效工具,利用附件也可以进行微区成分分析。

(2)分析固体颗粒的的形状、大小及粒度分布等;研究由表面起伏现象表现的微观结构;研究试样中各部分对电子散射能力有差异的微观结构;研究金属薄膜及其它晶态物质薄膜中各种对电子衍射敏感的结构.18.SEM的基本原理SEM是利用聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像,试样为块状或粉末颗粒,成像信号可以是二次电子、背散射电子或吸收电子等,其中二次电子是最主要的成像信号.19.SEM的结构和特点(与TEM对比)(1)由电子光学系统(镜筒)、偏转系统(扫描系统)、信号探测放大系统、图像显示记录系统、真空系统和电源系统等。

作用:使电子束产生横向偏转,包括用于形成光栅状扫描的扫描系统,以及使样品上的电子束间断性消隐或截断的偏转系统。

偏转系统可以采用横向静电场,也可采用横向磁场。

(2)可直接观察直径10—30mm大块试样,制样方法简单;场深大(景深大),适用于粗糙表面和断口形貌分析观察,图像富有立体感、真实感、易于识别和解释;放大倍数变化范围大,一般为15—20万倍,最大可达30万倍,对于多相、多组成的非均质体材料,便于低倍下的普查和高倍观察分析;具有相当的分辨率,一般为3-6nm,最高可达2nm,但对样品苛求;可以通过电子学方法,有效地控制和改善图像的质量;可进行多种功能的分析:配X射线谱仪进行微区成分分析;配光学显微镜和单色仪进行阴极发光研究等;可使用加热、冷却和拉伸等对样品进行动态试验,观察样品各种环境条件的相变和形态变化.20.SEM图像衬度的产生原因、类型及主要特点(1)SEM像衬度的形成主要基于样品微区如表面形貌、原子序数、晶体结构、表面电场和磁场等方面存在着差异。

入射电子与之相互作用,产生各种特征信号,其强度就存在着差异,最后反映到显像管荧光屏上的图像就有一定的衬度。

(2)表面形貌衬度;映试样表面形貌特点,分辨率高,无明显阴影效应,场深大,立体感强,适用于粗糙表面及断口的形貌观察。

(主要为二次电子扫描图像)原子序数衬度:原子序数大,亮度高.(主要为背散射电子、吸收电子图像)21.SEM在材料研究的主要用途(1)形貌相研究:适用于微细矿物材料的形态、解理、晶面花纹、生长纹、断口及裂理纹等表面特征ﻭ和矿物颗粒的空间关系等。

(2)成分相的研究——WDS或EDS附件:通过点扫描、线扫描和面扫描等方式分析具有色差、色带材料的成分差异。

22.电子探针分析的基本原理电子探针仪是一种微区成分分析仪器,它利用被聚焦成小于1μm的高速电子束轰击样品表面,由X射线波谱仪或能谱仪检测从试样表面有限深度和侧向扩展的微区体积内产生的特征X射线的波长和强度,得到1μm3微区的定性或定量的化学成分。

23.电子探针的主要分析方法(1)电子探针的点分析:利用电子探针可以对试样某一点(微区)进行定性或半定量成分分析,以确定该点存在的元素及其大致含量.(2)电子探针线分析:使聚焦电子束在试样观察区内沿一选定直线(穿越粒子或界面)进行慢扫描。

(3)电子探针面分析:聚焦电子束在试样上作二维光栅扫描,X射线谱仪处于能探测某一元素特征X射线状态,用谱仪输出的脉冲信号调制同步扫描的显象管亮度,在荧光屏上得到由许多亮点组成的图象,根据图象上亮点的疏密和分布,可确定元素在试样中的分布情况.24.能谱分析和波谱分析的异同(1)同:检测特征X射线的波长和强度是由X射线谱仪(波谱仪或能谱仪)来完成的。

(2)异:1)波长分散谱仪入射电子束激发样品产生的特征X射线是多波长的。

波谱仪利用某些晶体对X射线的衍射作用来达到使不同波长分散的目的.X射线光子能量展谱的。

2)探测效率:EDS远远大于WDS;3)分辨率:EDS谱峰易重叠,谱峰宽,数据处理方法复杂;4)分析速度:EDS快,WDS慢;5)分析能力:WDS分析元素范围广,Be-U,探测极限小,EDS可分析Na—U,探测极限不如WDS.25.电子探针对材料的成分分析与EDXRF成分分析有何异同?(1)异:EDXRF检测的是由X射线激发产生的荧光X射线,EPMA检测的是由电子束激发产生的特征X射线。

(2)同:检测激发的荧光X射线或特征X射线的强度和波长就可以定量分析成分和含量;同样用到了WDS和EDS进行分析。

26.质谱分析的基本原理质谱分析法是通过对被测样品离子质荷比的测定来进行分析的一种分析方法。

被分析的样品首先要离子化,然后利用不同离子在电场或磁场的运动行为的不同,把离子按质荷比(m/z)分开而得到质谱,通过样品的质谱和相关信息,可以得到样品的定性定量结果.27.质谱仪的种类(1)按照应用分类:有机质谱仪:气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)、基质辅助激光解吸飞行时间质谱仪(MALDI—TOFMS)、傅立叶变换质谱仪(FT-MS);无机质谱仪:火花源双聚焦质谱仪(SSMS)、感应耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)、辉光放电质谱(GDMS)、二次离子质谱仪(SIMS);同位素质谱仪;气体分析质谱仪。

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