现代材料测试技术试题答案
材料现代分析测试方法习题答案
材料现代分析测试方法习题答案【篇一：2012年材料分析测试方法复习题及解答】lass=txt>一、单项选择题（每题 3 分，共 15 分）1．成分和价键分析手段包括【 b 】（a）wds、能谱仪（eds）和 xrd （b）wds、eds 和 xps（c）tem、wds 和 xps （d）xrd、ftir 和 raman2．分子结构分析手段包括【 a】（a）拉曼光谱（raman）、核磁共振（nmr）和傅立叶变换红外光谱（ftir）（b） nmr、ftir 和 wds（c）sem、tem 和 stem（扫描透射电镜）（d） xrd、ftir 和raman3．表面形貌分析的手段包括【 d】（a）x 射线衍射（xrd）和扫描电镜（sem） (b) sem 和透射电镜（tem）(c) 波谱仪（wds）和 x 射线光电子谱仪（xps） (d) 扫描隧道显微镜（stm）和sem4．透射电镜的两种主要功能：【 b】（a）表面形貌和晶体结构（b）内部组织和晶体结构（c）表面形貌和成分价键（d）内部组织和成分价键5．下列谱图所代表的化合物中含有的基团包括：【c 】（a）–c-h、–oh 和–nh2 (b) –c-h、和–nh2,(c) –c-h、和-c=c- (d) –c-h、和 co2．扫描电镜的二次电子像的分辨率比背散射电子像更高。
（√）3．透镜的数值孔径与折射率有关。
（√）5．在样品台转动的工作模式下，x射线衍射仪探头转动的角速度是样品转动角速度的二倍。
（√ ）三、简答题（每题 5 分，共 25 分）1. 扫描电镜的分辨率和哪些因素有关？为什么?和所用的信号种类和束斑尺寸有关，因为不同信号的扩展效应不同，例如二次电子产生的区域比背散射电子小。
束斑尺寸越小，产生信号的区域也小，分辨率就高。
2．原子力显微镜的利用的是哪两种力，又是如何探测形貌的？范德华力和毛细力。
以上两种力可以作用在探针上，致使悬臂偏转,当针尖在样品上方扫描时，探测器可实时地检测悬臂的状态，并将其对应的表面形貌像显示纪录下来。
期末考试卷：材料现代测试分析方法和答案
期末考试卷：材料现代测试分析方法和答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪一项不是材料现代测试分析方法？A. 扫描电子显微镜（SEM）B. 光学显微镜（OM）C. 质谱仪（MS）D. 能谱仪（EDS）2. 在材料现代测试分析中，哪种技术可以用于测量材料的晶体结构？A. X射线衍射（XRD）B. 原子力显微镜（AFM）C. 扫描隧道显微镜（STM）D. 透射电子显微镜（TEM）3. 下列哪种测试方法主要用于分析材料的表面形貌？A. 扫描电子显微镜（SEM）B. 透射电子显微镜（TEM）C. 原子力显微镜（AFM）D. 光学显微镜（OM）4. 在材料现代测试分析中，哪种技术可以用于测量材料的磁性？A. 振动样品磁强计（VSM）B. 核磁共振（NMR）C. 红外光谱（IR）D. 紫外可见光谱（UV-Vis）5. 下列哪种测试方法可以同时提供材料表面形貌和成分信息？A. 扫描电子显微镜（SEM）B. 原子力显微镜（AFM）C. 能谱仪（EDS）D. 质谱仪（MS）二、填空题（每题2分，共20分）1. 扫描电子显微镜（SEM）是一种利用_____________来扫描样品表面，并通过_____________来获取样品信息的测试方法。
2. 透射电子显微镜（TEM）是一种利用_____________穿过样品，并通过_____________来观察样品内部结构的测试方法。
3. 原子力显微镜（AFM）是一种利用_____________与样品表面相互作用，并通过_____________来获取表面形貌和力学性质的测试方法。
4. 能谱仪（EDS）是一种利用_____________与样品相互作用，并通过_____________来分析样品成分的测试方法。
5. 振动样品磁强计（VSM）是一种利用_____________来测量样品磁性的测试方法。
三、简答题（每题10分，共30分）1. 请简要介绍扫描电子显微镜（SEM）的工作原理及其在材料测试中的应用。
材料现代测试分析方法期末考试卷加答案
江西理工大学材料分析测试题（可供参考）一、名词解释（共20分，每小题2分.)1.辐射的发射：指物质吸收能量后产生电磁辐射的现象。
2.俄歇电子：X射线或电子束激发固体中原子内层电子使原子电离，此时原子(实际是离子）处于激发态，将发生较外层电子向空位跃迁以降低原子能量的过程,此过程发射的电子。
3.背散射电子：入射电子与固体作用后又离开固体的电子.4.溅射:入射离子轰击固体时，当表面原子获得足够的动量和能量背离表面运动时，就引起表面粒子(原子、离子、原子团等）的发射,这种现象称为溅射。
5.物相鉴定:指确定材料（样品）由哪些相组成。
6.电子透镜：能使电子束聚焦的装置。
7.质厚衬度：样品上的不同微区无论是质量还是厚度的差别，均可引起相应区域透射电子强度的改变，从而在图像上形成亮暗不同的区域，这一现象称为质厚衬度。
8.蓝移:当有机化合物的结构发生变化时，其吸收带的最大吸收峰波长或位置（λ最大）向短波方向移动，这种现象称为蓝移（或紫移，或“向蓝")。
9.伸缩振动：键长变化而键角不变的振动，可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动。
10.差热分析：指在程序控制温度条件下，测量样品与参比物的温度差随温度或时间变化的函数关系的技术.二、填空题（共20分，每小题2分。
）1.电磁波谱可分为三个部分，即长波部分、中间部分和短波部分，其中中间部分包括( 红外线）、（可见光）和(紫外线），统称为光学光谱。
2.光谱分析方法是基于电磁辐射与材料相互作用产生的特征光谱波长与强度进行材料分析的方法。
光谱按强度对波长的分布（曲线）特点（或按胶片记录的光谱表观形态）可分为（连续 )光谱、（带状 )光谱和（线状）光谱3类。
3.分子散射是入射线与线度即尺寸大小远小于其波长的分子或分子聚集体相互作用而产生的散射.分子散射包括（瑞利散射）与(拉曼散射）两种。
4.X射线照射固体物质(样品），可能发生的相互作用主要有二次电子、背散射电子、特征X射线、俄歇电子、吸收电子、透射电子5.多晶体（粉晶）X射线衍射分析的基本方法为（照相法）和（X射线衍射仪法）。
材料现代分析测试方法习题答案
材料现代分析测试方法习题答案Revised by BETTY on December 25,2020现代材料检测技术试题及答案第一章1. X 射线学有几个分支每个分支的研究对象是什么2.3. 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。
4. 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” 5.6. 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7. 产生X 射线需具备什么条件？8. 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？ 9.10.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。
11.特征X 射线与荧光X 射线的产生机理有何异同某物质的K 系荧光X 射线波长是否等于它的K 系特征X 射线波长 12.13.连续谱是怎样产生的？其短波限VeV hc 31024.1⨯==λ与某物质的吸收限kk kV eV hc 31024.1⨯==λ有何不同（V 和V K 以kv 为单位） 14.15.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、光电子和俄歇电子有何不同16.试计算当管压为50kv 时，Ⅹ射线管中电子击靶时的速度和动能，以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大能量是多少？ 17.18.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19.已知钼的λK α＝，铁的λK α＝及钴的λK α＝，试求光子的频率和能量。
试计算钼的K 激发电压，已知钼的λK ＝。
已知钴的K 激发电压V K ＝，试求其λK 。
20.X 射线实验室用防护铅屏厚度通常至少为lmm ，试计算这种铅屏对CuK α、MoK α辐射的透射系数各为多少？ 21.22.如果用1mm 厚的铅作防护屏，试求Cr K α和Mo K α的穿透系数。
东大 15秋学期《现代材料测试技术》在线作业3满分答案
正确答案: B
7. 扫描电镜的表面形貌衬度是采用背散射电子形成的电子像。 A. 错误 B. 正确
正确答案: A
8. 面心点阵的系统消光规律是 H+k+L 为偶数时出现反射，而 H+K+L 为奇数不出现反射。 A. 错误 B. 正确
3. 吸收因子A（θ）越大，则X射线衍射累积强度( )。
A. 越大 B. 越小 C. 不影响
正确答案: A
4. 电子枪中给电子加速的称为（ ）。
A. 阳极 B. 阴极 C. 栅极
正确答案: A
5. 倒易点阵中的一点代表的是正点阵中的（ ）。 A. 一个点 B. 一个晶面
C. 一组晶面。
正确答案: C
6. 样品微区成分分析手段包括( ) 。 A. WDS、EDS 和XRD B. WDS、EDS和EPMA C. TEM、WDS和XRD
正确答案: B
7. 入射电子C. 偏离矢量
正确答案: B
8. 二次电子的产额随样品的倾斜度而变化，倾斜度最小，二次电子产额（ ）。
A. 最少 B. 最多 C. 中等
正确答案: A
9. 在debye照相法中，不受底片收缩影响的底片安装方法是（ ）。 A. 正装 B. 反装 C. 不对称
正确答案: C
10. 塑料一级复型的分辨率一般只能达到（ ）。
A. 5nm左右
B. 10nm左右 C. 20nm左右
正确答案: C
15秋学期《现代材料测试技术》在线作业3
正确答案: A
9. 电子衍射和X射线衍射一样必须严格符合布拉格方程。 A. 错误 B. 正确
正确答案: A
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。
现代材料测试技术习题2
现代材料测试技术习题2习题一1-1 讨论Mg 的晶体结构、点阵结构（布拉菲点阵）。
按比例尺绘出晶胞，点阵胞的图形。
写出基点原子、基本阵点的数目和坐标。
1-2 Fe 3C 是正交晶系晶体，其点阵常数为：a=0.4518nm ，b=0.5069nm ，c=0.6736nm 。
按比例尺绘出其倒易点阵，并从图上直接测量出（111）晶面的面间距（nm ）。
1-3 在一个立方晶系晶体内，确定下列衍射面中那些衍射面属于[011]晶带：（001）；（101）；（111）；（121）；（021）；（131）；（100）；（311）；（221）；（123）；（222）。
绘出[011]晶向的零层倒易面，标出上述各共带面的位置。
1-4 证明点阵面（110）、（121）和（312）属于[111]晶带。
1-5 证明在立方晶系中，[HKL]晶向垂直于（HKL ）晶面。
在其他晶系中则一定不变。
求出在任意晶系中，（HKL ）晶面发现的晶向指数的表达式。
1-6 是找出一个正六面体的全部宏观对称性，写出其全对称组合符号，国际符号。
一个四方棱柱体的情况又如何？1-7 平面A 在极射赤平面投影图上系用通过N 极、S 级和点0°N 、70°W 的大圆来表示。
平面B 的极点位于30°N 、50°W 。
试求此二平面之间的夹角，并绘出平面B 的大圆。
1-8 极点A 的位置为20°N 、50°E 。
经下列旋转操作以后，起最终位置坐标是什么？并描绘出其旋转时的途径。
①从N 向S 看去，以逆时针方向，绕NS 轴旋转100°②对观察者而言，以顺时针方向，绕垂直于投影面的轴旋转60°③围绕极点坐标为10°S,30°W 的倾斜轴B ，顺时针方向旋转60°1-9 在倒易点阵中是如何表示同一晶带中所有共带面的？在极射赤平面投影图中又是如何表示的？1-10 绘出立方晶系晶体的（111）标准极射赤平面投影图，表明{100}、{110}、{111}所有极点的位置，并描绘出几个低指数晶带圆（把属于同一晶带的晶带面的极点联结而成的大圆）。
现代材料测试技术 功材121原题_51365
1. 一束X射线照射到晶体上能否产生衍射取决于哪一种？A+B答：A.是否满足布拉格条件 B.是否衍射强度（即几何条件和强度条件）8.Sin2Ψ测量应力，通常取Ψ为（ 0°,15°,30°,45°四点）进行测量。
12.特征X射线与荧光X射线的产生机理有何异同？某物质的K系荧光X射线波长是否等于它的K系特征X射线波长？答：特征X射线与荧光X射线都是由激发态原子中的高能级电子向低能级跃迁时，多余能量以X射线的形式放出而形成的。
不同的是：高能电子轰击使原子处于激发态，高能级电子回迁释放的是特征X射线；以 X射线轰击，使原子处于激发态，高能级电子回迁释放的是荧光X射线。
某物质的K系特征X射线与其K系荧光X射线具有相同波长。
16.铝为面心立方点阵，a=0.409nm。
今用CrKa（ =0.209nm）摄照周转晶体相，X 射线垂直于[001]。
试用厄瓦尔德图解法原理判断下列晶面有无可能参与衍射：（111），（200），（220），（311），（331），（420）。
答：由题可知以上六个晶面都满足了 h k l 全奇全偶的条件。
根据艾瓦尔德图解法在周转晶体法中只要满足 sinØ<1就有可能发生衍射。
由：Sin2Ø=λ2(h2+k2+l2)/4a2把（h k l）为以上六点的数代入可的：sin2Ø=0.195842624 ------------------------------(1 1 1);sin2Ø=0.261121498-------------------------------(2 0 0);sin2Ø=0.522246997-------------------------------(2 2 0);sin2Ø=0.718089621--------------------------------(3 1 1);sin2Ø=1.240376619---------------------------------(3 3 1);sin2Ø=1.305617494---------------------------------(4 2 0).19.在一块冷轧钢板中可能存在哪几种内应力？它们的衍射谱有什么特点？答：钢板在冷轧过程中，常常产生残余应力。
材料的现代分析方法 测试题及答案
2
答：⑴ 当χ射线通过物质时，物质原子的电子在电磁场的作用下将产生受迫振动，受迫 振 动产生交变电磁场， 其频率与入射线的频率相同， 这种由于散射线与入射线的波 长和频率一 致，位相固定，在相同方向上各散射波符合相干条件，故称为相干散射。 ⑵ 当χ射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后，可以得到波长比入射χ射线长的χ 射 线，且波长随散射方向不同而改变，这种散射现象称为非相干散射。 ⑶ 一个具有足够能量的χ射线光子从原子内部打出一个 K 电子，当外层电子来填充 K 空位 时，将向外辐射 K 系χ射线，这种由χ 射线光子激发原子所发生的辐射过程， 称荧光辐射。 或二次荧光。 ⑷ 指χ射线通过物质时光子的能量大于或等于使物质原子激发的能量， 如入射光子的能 量 必须等于或大于将 K 电子从无穷远移至 K 层时所作的功 W， 称此时的光子波长 λ称为 K 系的 吸收限。 ⑸ 当原子中 K 层的一个电子被打出后，它就处于 K 激发状态，其能量为 Ek 。如果 一个 L 层 电子来填充这个空位，电离就变成了 L 电离， K 其能由 Ek 变成 El ，此 时将释 Ek-El 的能量， 可能产生荧光χ射线，也可能给予 L 层的电子，使其脱离原子 产生二次电离。 即 K 层的一个 空位被 L 层的两个空位所替代， 这种现象称俄歇效应。 29．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？ 答：波动性 主要表现为以一定的频率和波长在空间传播，反映了物质运动的连续性；微粒性 主要表现 为以光子形式辐射和吸收时具有一定的质量， 能量和动量， 反映了物质运动的分立性。 30．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 的波限和光子的最大动能。 解： 已知条件：U=50kv -31 电子静止质量：m0=9.1×10 kg 8 光速：c=2.998×10 m/s -19 电 子电量：e=1.602×10 C -34 普朗克常数：h=6.626×10 J.s 电子从阴极飞出到达靶的过程中所 获得的总动能为 -19 -18 E=eU=1.602×10 C×50kv=8.01×10 kJ 2 由于 E=1/2m0v0 所以电子 与靶碰撞时的速度为 1/2 6 v0=(2E/m0) =4.2×10 m/s 所发射连续谱的短波限 λ0 的大小仅取 决于加速电压 λ0（?）＝12400/v(伏) ＝0.248? 辐射出来的光子的最大动能为 -15 E0 ＝h?0 ＝hc/λ0＝1.99×10 J 31．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 K 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？ 答：一束 X 射线通 过物体后，其强度将被衰减，它是被散射和吸收的结果。并且吸收是造成 强度衰减的主要 原因。 物质对 X 射线的吸收， 是指 X 射线通过物质对光子的能量变成了其他 形成的能 量。X 射线通过物质时产生的光电效应和俄歇效应，使入射 X 射线强度被衰减，是 物质 对 X 射线的真吸收过程。 光电效应是指物质在光子的作用下发出电子的物理过程。 因为 L 层有三个亚层，每个亚层的能量不同，所以有三个吸收限，而 K 只是一层，所以 只有一 个吸收限。 激发 K 系光电效应时， 入射光子的能量要等于或大于将 K 电子从 K 层移 到无穷远时所做 的功 Wk。从 X 射线被物质吸收的角度称入 K 为吸收限。当激发 K 系 荧光 X 射线时，能伴生 L 系， 因为 L 系跃迁到 K 系自身产生空位，可使外层电子迁入， 而 L 系激发时不能伴生 K 系。 32．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。 答：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。 这是内标法的一种，是事先在待测样品中加入纯元素，然后测出定标曲线的斜率即 K 值。 当要进行这类待测材料衍射分析时，已知 K 值和标准物相质量分数ωs ，只要测出 a 相 强 度 Ia 与标准物相的强度 Is 的比值 Ia/Is 就可以求出 a 相的质量分数ωa。
现代材料分析方法习题汇总及答案
现代材料分析⽅法习题汇总及答案材料分析测试⽅法复习题简答题：1. X射线产⽣的基本条件答：①产⽣⾃由电⼦；②使电⼦做定向⾼速运动；③在电⼦运动的路径上设置使其突然减速的障碍物。
2. 连续X射线产⽣实质答：假设管电流为10mA，则每秒到达阳极靶上的电⼦数可达6.25x10（16）个，如此之多的电⼦到达靶上的时间和条件不会相同，并且绝⼤多数达到靶上的电⼦要经过多次碰撞，逐步把能量释放到零，同时产⽣⼀系列能量为hv（i）的光⼦序列，这样就形成了连续X射线。
3. 特征X射线产⽣的物理机制答：原⼦系统中的电⼦遵从刨利不相容原理不连续的分布在K、L、M、N等不同能级的壳层上，⽽且按能量最低原理从⾥到外逐层填充。
当外来的⾼速度的粒⼦动能⾜够⼤时，可以将壳层中某个电⼦击出去，于是在原来的位置出现空位，原⼦系统的能量升⾼，处于激发态，这时原⼦系统就要向低能态转化，即向低能级上的空位跃迁，在跃迁时会有⼀能量产⽣，这⼀能量以光⼦的形式辐射出来，即特征X射线。
4. 短波限、吸收限答：短波限：X射线管不同管电压下的连续谱存在的⼀个最短波长值。
吸收限：把⼀特定壳层的电⼦击出所需要的⼊射光最长波长。
5. X 射线相⼲散射与⾮相⼲散射现象答：相⼲散射：当X 射线与原⼦中束缚较紧的内层电⼦相撞时，电⼦振动时向四周发射电磁波的散射过程。
⾮相⼲散射：当X 射线光⼦与束缚不⼤的外层电⼦或价电⼦或⾦属晶体中的⾃由电⼦相撞时的散射过程。
6. 光电⼦、荧光X 射线以及俄歇电⼦的含义答：光电⼦：光电效应中由光⼦激发所产⽣的电⼦（或⼊射光量⼦与物质原⼦中电⼦相互碰撞时被激发的电⼦）。
荧光X 射线：由X 射线激发所产⽣的特征X 射线。
俄歇电⼦：原⼦外层电⼦跃迁填补内层空位后释放能量并产⽣新的空位，这些能量被包括空位层在内的临近原⼦或较外层电⼦吸收，受激发逸出原⼦的电⼦叫做俄歇电⼦。
8. 晶⾯及晶⾯间距答:晶⾯：在空间点阵中可以作出相互平⾏且间距相等的⼀组平⾯，使所有的节点均位于这组平⾯上，各平⾯的节点分布情况完全相同，这样的节点平⾯成为晶⾯。
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。
材料现代分析测试技术试卷
期末考试试卷课程名称：材料现代分析技术 闭卷 A 卷 120分钟一、选择题（每小题2分，共20分）1、下列材料现代分析方法中能进行局部点的微结构分析的是（ ）A ）X 射线衍射分析B ）扫描电子显微镜C ）透射电子显微镜D ）热重分析法 2、X 射线衍射分析是近代材料微观结构与缺陷分析必不可少的重要手段之一，以下哪个选项不是X 射线衍射分析的应用 （ ）A ）晶体结构研究 B) 物相分析 C ）精细结构研究 D ）表面元素分析 3、X 射线管所产生的特征谱的波长受以下哪种因素所影响（ ）A ）管电压 B) 管电流 C ）阳极靶材的原子序数 D ）电子电荷4、利用吸收限两边吸收系数相差十分悬殊的特点，可制作X 射线滤波片，滤波片材料是根据靶材元素确定的，根据滤波片材料选择规律，当阳极靶材料为元素Mo 时，选择的滤波片材料应该是下列选项中的（ ）A ）FeB ）CoC ）NiD ）Zr5、X 射线衍射定量分析中，如待测样品中含有多个物相，各相的质量吸收系数又不同，常常采用下列哪种方法（ ）A ）外标法B ）内标法C ）参比强度法D ）直接对比法6、透射电子显微镜成像系统中通常包含三级放大系统，下列选项中不是其三级放大系统的是（ ）A ）物镜B ）中间镜C ）目镜D ）投影镜7、利用透射电子显微镜观察纳米二氧化钛形态，通常采用下列哪种制样方法（ ）A ）支持膜法 B) 超薄切片法 C ）复型法 D ）晶体减薄法8、扫描电子显微镜观察中，二次电子像的衬度主要受以下哪个因素所影响（ ）A ）形貌B ）成分C ）电压D ）电磁9、采用X 光电子能谱分析Be 的化学状态，根据影响其化学位移的规律，下列选项中Be 的1s 电子结合能排列正确的是（ ）A ）BeO > BeF 2 > Be B) BeF 2 > Be > BeO C) BeF 2 > BeO > Be D) Be > BeF 2 > BeO 10、根据差热曲线方程，为了提高仪器的检测灵敏度，采用如下哪种方法（ ）二、填空题（每空1分，共20分） 1、X 射线管发出的X 射线，其波长并不相同，根据其波长变化的特点可分为 和 。
现代材料分析测试技术试卷
现代材料分析测试技术试卷一、选择题（每题2分，共10分）1.以下哪种材料分析测试技术主要用于检测材料的结构和组成？– A. 透射电子显微镜（TEM）– B. X射线衍射（XRD）– C. 红外光谱（IR）– D. 质谱（MS）– E. 核磁共振（NMR）2.以下哪种材料分析测试技术主要用于测量材料的热性能？– A. 热重分析（TGA）– B. 差示扫描量热法（DSC）– C. 热膨胀系数测量（DIL）– D. 拉伸试验（Tensile Test）– E. 扫描电子显微镜（SEM）3.X射线衍射（XRD）用于材料表面形貌和结晶性质的测试，以下哪个选项是错的？– A. XRD可以检测材料的晶格常数– B. XRD可以检测材料的晶体结构– C. XRD可以检测材料的晶粒尺寸– D. XRD可以检测材料的组分含量– E. XRD可以检测材料的晶体缺陷4.红外光谱（IR）主要用于分析材料的哪些组成？– A. 表面形貌– B. 晶体结构– C. 晶粒尺寸– D. 分子结构– E. 晶体缺陷5.扫描电子显微镜（SEM）主要用于分析材料的哪些特性？– A. 表面形貌– B. 结晶性质– C. 力学性能– D. 导热性能– E. 弹性性能二、填空题（每题3分，共15分）1.热重分析（TGA）是一种通过测量材料在______________条件下的质量变化，来分析材料的热性能的测试技术。
2.______________是指材料在受外力作用下发生形状、体积或尺寸的改变。
3.扫描电子显微镜（SEM）可以得到材料的______________形貌。
4.透射电子显微镜（TEM）主要用于观察材料的______________。
5.扫描电子显微镜（SEM）主要用于观察材料的______________。
三、简答题（每题10分，共10分）1.简述透射电子显微镜（TEM）的工作原理以及应用领域。
答：透射电子显微镜（TEM）是一种通过射线电子透射来观察材料的高分辨率显微镜。
现代材料测试技术复习试题及答案解析
完美格式整理版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。
现代材料分析测试题答案
现代材料分析测试题答案一、选择题1. 材料的力学性能主要包括哪些方面？A. 硬度和韧性B. 强度和塑性C. 韧性和导电性D. 硬度和导热性答案：B2. 扫描电子显微镜（SEM）的主要优点是什么？A. 可以观察活细胞B. 可以获得元素的化学成分信息C. 可以进行大范围的形貌观察D. 分辨率高于透射电子显微镜答案：B3. 差示扫描量热法（DSC）主要用于测量材料的哪些特性？A. 热导率和比热容B. 相变温度和焓变C. 热膨胀系数和热稳定性D. 热分解温度和质量损失答案：B4. X射线衍射（XRD）技术主要用于分析材料的哪些方面？A. 晶体结构和晶格常数B. 表面形貌和元素分布C. 化学成分和热性能D. 力学性能和电学性能答案：A5. 拉曼光谱是一种非破坏性的分析手段，它主要用于分析材料的哪些特性？A. 晶体缺陷和杂质含量B. 分子结构和化学键振动C. 热稳定性和耐腐蚀性D. 电导率和磁性质答案：B二、填空题1. 材料的硬度是指材料抵抗__________的能力，而韧性是指材料在受到冲击或载荷作用时抵抗__________的能力。
答案：硬度；断裂2. 原子力显微镜（AFM）能够达到的横向分辨率可以达到__________，这使得它能够观察到单个原子或分子的结构。
答案：纳米级3. 动态机械分析（DMA）是一种用于测量材料在动态载荷下的__________和__________的分析技术。
答案：模量；阻尼4. 红外光谱（FTIR）可以用于分析材料中的__________和__________，从而获得材料的化学组成和结构信息。
答案：官能团；化学键5. 紫外-可见光谱（UV-Vis）主要用于分析材料的__________和__________，这对于研究材料的光学性质非常重要。
答案：吸收光谱；反射光谱三、简答题1. 简述材料的疲劳性能及其对工程应用的重要性。
答：材料的疲劳性能是指材料在循环载荷作用下抵抗裂纹形成和扩展的能力。
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。
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12. 定性物相分析的注意事项电子显微分析部分（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。
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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。
卡片最早是由J. D. Hanawalt 于1936年发创立的，1964年由美国材料试验协会（Amerian Society for Testing Materials）接管，所以过去称为ASTM 卡片或PDF卡片（Powder Diffraction File）。
目前这套卡片由“国际粉末衍射标准联合会”（Joint Committee on Powder Diffraction Standards）与美国材料试验协会（ASTM）、美国结晶学协会（ACA）、英国物理研究所（IP）、美国全国腐蚀工程师协会（NACE）等十个专业协会联合编纂。
称JCPDS卡片。
是目前上最为完备的X射线粉末衍射数据。
至1985年出版了46000张卡片，并且在不断补充。
现在已可以通过光盘进行检索。
此外一些专门的部门或组织也出版一些用于特定领域的X射线粉末衍射数据集。
如中国科学院贵阳地球化学所编的《矿物X射线粉晶鉴定手册》JCPDS卡片的格式(3)辐射光源波长滤波片相机直径所用仪器可测最大面间距测量相对强度的方法（衍射仪法、强度标法、目估法等）；I/Icor最强衍射峰的强度与刚玉最强峰的比强度。
数据来源(6)样品来源、制备方法、升华温度、分解温度等JCPDS(PDF)衍射数据卡片分为有机和无机两类，常用的形式有三种，一是卡片；二是微缩胶片；第三种是书，将所有的卡片印到书中，每页可以印3张卡片。
现在已可以通过光盘进行检索要从成千上万张卡片中查对物相是十分困难的，必须建立一个有效的索引。
2、JCPDS卡片的索引JCPDS包括检索手册和卡片集两大部分在检索手册中共有四种按不同方法编排的索引：A．哈氏（Hanawalt）索引。
是一种按d值编排的数字索引，是鉴定未知中相时主要使用的索引。
B．芬克（Fink）索引：也是一种按d 值编排的数字索引。
它主要是为强度失真的衍射花样和具有择尤取向的衍射花样设计的，在鉴定未知的混合物相时，它比使用哈那瓦尔特索引来得方便。
•C．戴维（Davey－KWIC）索引；是以物质的单质或化合物的英文名称，按英文字母顺序排列而成的索引。
•D．矿物名称索引：按矿物英文名称的字母顺序排列。
•在整个索引书中，无机化合物（包括单质）及有机化合物是分开编排的。
重点介绍使用哈那瓦尔特索引来鉴定未知物相的方法和过程。
哈氏（Hanawalt）索引：在哈氏索引中，第一种物相的数据占一行，成为一个项。
由每个物质的八条最强线的d值和相对强度、化学式、卡片号、显微检索号组成。
8条强线的构成首先在2θ＜90°的线中选三条最强线，d1、d2、d3，下标1、2、3表示强度降低的顺序。
然后在这三条最强线之外，再选出五条最强线，按相对强度由大而小的顺序其对应的d值依次为d4、d5、d6、d7、d8，它们按如下三种排列:d1、d2、d3、d4、d5、d6、d7、d8d2、d3、d1、d4、d5、d6、d7、d8d3、d1、d2、d4、d5、d6、d7、d8即前三条轮番作循环置换，后五条线的d值之顺序始终不变。
这样每种物相在索引中会出现三次以提高被检索的机会。
在索引中，每条线的相对强度写在其d 值的右下角。
在此，原来百分制的相对强度值用四舍五入的办法转换成十级制。
其中10用“X”来代表。
哈氏组各个项在索引中的编排次序，由列在每个项的第一、第二两个d值来决定。
首先根据第一个d值的大小，把从用999.99到1.00A的d值分成51个区间，这就是所谓的哈氏组。
各个项就按本身的第一个d值归入相应的组。
属于同一个组的所有各个项的排列的先后则以第二个d值的大小为准，按d值由大而小的顺序排列。
当有两个或若干个项它们的第二个d值彼此相同时，则按第一个d值由大而小排列。
若第一个d值也相同时。
则由第三个d值的大小来确定。
3、分析方法：（1）获得衍射图后，测量衍射线的2θ，计算出晶面间距d。
并测量每条衍射线的峰高，以是最高的峰的强度作为100，计算出每条衍射线的相对强度I／I0。
（2）根据待测相的衍射数据，得出三强线的晶面间距值d1、d2、d3（最好还应当适当地估计它们的误差）。
（3）根据d1值，在数值索引中检索适当d组。
（4）在该组内，根据d2和d3找出与d1、d2、d3值符合较好的一些卡片。
（5）若无适合的卡片，改变d1、d2、d3顺序，再按（2）-（4）方法进行查找。
（6）最后把待测相的所有衍射线的d 值和I/I0与查找出的卡片上数据进行一一对比，若获得与卡片数据基本吻合，该卡片上所示物质即为待测相。
举例：如某物质的衍射图如下图所示。
选8条强度最大的衍射线，按强度顺序排列为3.027、1.908、2.279、1.872、2.090、2.49、3.842、1.923查哈氏索引3.04~3.00组发现: 当第一个d值为3.04，第二个d值为2.29，第三个d值为2.10时，这个卡片的8个数据:3.04, 2.29, 2.10, 1.91, 1.88, 2.50, 3.86, 1.60与上述的实验数据较吻合，所列卡片号为5-586，该物质为CaCO3。
找出卡片，将卡片上所有数据与实验数据一一比较列表，光盘版数据库的使用4、物相鉴定中应注意的问题实验所得出的衍射数据，往往与标准卡片或表上所列的衍射数据并不完全一致，通常只能是基本一致或相对地符合。
尽管两者所研究的样品确实是同一种物相，也会是这样。
因而，在数据对比时注意下列几点，可以有助于作出正确的判断。
（1）d的数据比I/I0数据重要。
•即实验数据与标准数据两者的d值必须很接近，一般要求其相对误差在上±1％以内。
I/I0值容许有相当大的出入。
即使是对强线来说，其容许误差甚至可能达到50％以上。
这是因为，作为面网间距本身来说。
d值是不会随实验条件的不同而改变的，只是在实验和测量过程中可能产生微小的误差。
然而。
I/I0值却会随实验条件(如靶的不同、制样方法的不同等)不同产生较大的变化。
(2) “少”比“多”“好”。
•有时还会出现在同一扫描角度的范围内，实验数据与卡片上的数据数量不同，即实验数据比卡片上少了几条弱峰（I 值小）数据，在上述比较中所测的实验数据与卡片数据在误差范围内，可以确定是该物相，因早期为照相法积累的卡片数据，曝光时间长，很弱的衍射线也可能出现。
若实验数据比卡片上多了几条弱的衍射线数据，可能样品中有杂质混入；若多了几条较强的衍射线数据，那可能对比错，或不是单物相，可能是多相的混合物，多相混合物就得用后面介绍的多相鉴定方法。
（3）低角度线的数据比高角度线的数据重要这是因为，对于不同晶体来说，低角度线的d值相一致的机会很少；但是对于高角度线（即d值小的线），不同晶体间相互近似的机会就增多。
（4）强线比弱线重要，特别要重视d 值大的强线。
这是因为，强线的出现情况是比较稳定的，同时也较易测得精确；而弱线则可能由于强度的减低而不再能被察觉。
（5）应重视特征线。
有些结构相似的物相，例如某些粘土矿物，以及许多多型晶体，它们的粉晶衍射数据相互间往往大同小异，只有当某几根线同时存在时，才能肯定它是某个物相。
这些线就是所谓的特征线。
对于这些物相的鉴定，必须充分重视特征线。
（6）初步确定出样品可能是什么物相•在前面所提到的鉴定过程，也就是查表的具体手续，仅仅是从原理上来讲述的，而在实际鉴定过程中往往并不完全遵循。
通常总是尽可能地先利用其他分析、鉴定手段，初步确定出样品可能是什么物相，将它局限于一定的范围内。
从而即可直接查名称索引，找出有关的可能物相的卡片或表格来进行对比鉴定，而不一定要查数据索引。
这样可以简化手续，而且也减少了盲目性，使所得出的结果更为可靠。
同时，在最后作出鉴定时，还必须考虑到样品的其他特征，如形态、物理性质以及有关化学成分的分析数据等等，以便作出正确的判断。
（7）不要过于迷信卡片上的数据，特别是早年的资料，注意资料的可靠性。
•如果标准卡片本身有误差，则将给分析者带来更大的困难。
但这种误差已经逐渐得到纠正，新的比较精确的标准卡片正在不断取代一些误差比较大的卡片。
如果分析者在鉴定物相过程中对卡片有所怀疑时，即应制备自己的标准衍射图谱。
最后应注意的问题：•当多相混合物中某相的含量很少时，或某相各晶面反射能力很弱时，它的衍射线条可能难于显现。
因此，X 射线衍射分析只能肯定某相的存在，而不能确定某相的不存在。
在钨和碳化钨的混合物中，仅含0.1wt%0.2wt%钨时，就能观察到它的衍射线条；而碳化钨的含量在不少于0.30.5wt%时，其衍射线条才可见。
此外，对混合物中含量很少的物相进行物相分析时，最要紧的是对照衍射图谱中的特征线条，即强度最大的三强线，因为过少的含量将不足以产生该相完整的衍射图样。