材料研究与测试方法试卷
材料研究方法与测试技术试卷简答题答案
《材料研究方法与测试技术》课程简答题标准答案三简答题（每题4分，共52分）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？答：X射线的本质是一种横电磁波？伦琴首先发现了X射线，劳厄揭示了X射线的本质？2对X射线管施加不同的电压，再用适当的方法去测量由X射线管发出的X射线的波长和强度，便会得到X射线强度与波长的关系曲线，称之为X射线谱。
在管电压很低，小于20kv时的曲线是连续的，称之为连续谱。
大量能量为eV的自由电子与靶的原子整体碰撞时，由于到达靶的时间和条件不同，绝大多数电子要经过多次碰撞，于是产生一系列能量为hv的光子序列，形成连续的X射线谱，按照量子理论观点，当能量为eV的电子与靶的原子整体碰撞时，电子失去自己的能量，其中一部分以光子的形式辐射出去，在极限情况下，极少数的电子在一次碰撞中将全部的能量一次性转化为一个光量子，这个光量子具有最高的能量和最短的波长，即λ0。
3. 0.071nm(MoKα)和0.154nm(CuKα)的X-射线的振动频率和能量。
ν=c/λ=3*108/(0.071*10-9)=4.23*1018S-1E=hν=6.63*10-34*4.23*1018=2.8*10-15 Jν=c/λ=3*108/(0. 154*10-9)=1.95*1018S-1E=hν=6.63*10-34*2.8*1018=1.29*10-15 J4 试计算Cu的K系激发电压。
λ=0.154178 nmE=hv=h*c/λ=6.626*10-34*2.998*108/（0.13802*10-9）=144.87＊1017JV=144.87*10-17/1.602*10-19=8984 V2．若X射线管的额定功率为1.5kW，在管电压为35kV时，容许的最大电流是多少？答：1.5kW/35kV=0.043A3. 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射线管的原则是为避免或减少产生荧光辐射，应当避免使用比样品中主元素的原子序数大2~6（尤其是2）的材料作靶材的X射线管。
材料分析测试技术习题及答案
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．C u；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。
材料研究方法试卷A答案
材料研究方法试卷A答案The document was finally revised on 2021一、名词解释（每题5分，共20分）1、短波限各种管电压下的连续X射线谱都具有一个最短的波长值，该波长值称为短波限。
2、光电效应光电效应是入射X射线的光量子与物质原子中电子相互碰撞时产生的物理效应。
当入射光量子的能量足够大时，可以从被照射物质的原子内部（例如K壳层）击出一个电子，同时外层高能态电子要向内层的K空位跃迁，辐射出波长一定的特征X射线。
这种以光子激发原子所发生的激发和辐射过程称为光电效应。
3、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，向周围辐射电磁波，这些散射波之间符合波长相等、频率相同、位相差相同的光的干涉条件，故称相干散射。
4、球差球差即球面像差，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而造成的像差。
二、简答题（每题10分，共40分）1、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？答：实验中选择X射线管的原则是为避免或减少产生荧光辐射，应当避免使用比样品中主元素的原子序数大2~6（尤其是2）的材料作靶材的X射线管。
选择滤波片的原则是X射线分析中，在X射线管与样品之间一个滤波片，以滤掉Kβ线。
滤波片的材料依靶的材料而定，一般采用比靶材的原子序数小1或2的材料。
分析以铁为主的样品，应该选用Co或Fe靶的X射线管，它们的分别相应选择Fe和Mn为滤波片。
2、比较物相定量分析的外标法、内标法、K值法、直接比较法和全谱拟合法的优缺点？答：外标法就是待测物相的纯物质作为标样以不同的质量比例另外进行标定，并作曲线图。
外标法适合于特定两相混合物的定量分析，尤其是同质多相（同素异构体）混合物的定量分析。
内标法是在待测试样中掺入一定量试样中没有的纯物质作为标准进行定量分析，其目的是为了消除基体效应。
材料分析方法-试题及答案-西安理工大学
2010年秋季学期《材料分析测试方法》试卷A 命题教师卢正欣系主任审核考试形式闭卷考试类型√学位课非学位课（请打√选择)考试班级材物081~082，材化081~082，材081~084考试日期2010年12月21日考试时间2小时班级姓名学号成绩注意:1．命题时请适当留答题位置。
请用深蓝色墨水书写，字、图清晰,书写不出边框。
2．答题演草时不许使用附加纸，试卷背面可用于演草。
试卷不得拆开。
一、填空：(每题2分，共20分）1. X射线产生的三个基本条件是：、、。
2。
电子显微分析可获得材料的、_______________和方面的信息，并且可以将三者结合起来。
3。
X射线衍射的强度主要取决于_______因子、________因子、_______因子、________因子和________因子.4. 是衍射的必要条件; 是衍射的充分条件.5. 电子显微镜的分辨本领高是由于电子波的______________,其理论分辨本领是由______________和______________综合作用的结果。
6。
透射电子显微像的衬度来源于质厚衬度和衍射衬度，其中________衬度主要用于解释晶体样品，_________衬度主要用于解释非晶样品。
7。
在X射线衍射仪中，若X射线管固定，当样品转动θ角时，X射线探测器应转动______角；若样品固定，当X射线管转动θ角时，X射线探测器应转动_______角。
8。
在透射电镜中，明场（BF）像是用________光阑挡掉________束，只允许________束通过光阑成的像。
4. 在SrTiO3（立方晶系，晶格常数a=0.391nm）晶体中获得电子衍射花样如下，分别测得R1=11。
6mm，R2=16.7mm，R3=20.3mm，φ=90°。
电子衍射实验条件为：加速电压V=200KV（λ=0。
00251nm）,相机长度L=1800mm。
①确定示意图中各衍射斑点的指数h i k i l i ;②确定倒易面指数（uvw)* ;③以该晶体为标样，标定电子衍射的相机常数Lλ.（SrTiO3的d值见附录）R3 φR1R2CuK线（λ=0.1542nm)转换。
材料测试方法习题
材料测试方法习题1-1 计算0.071nm(MoKα)和0.154nm(CuKα)的X-射线的振动频率和能量。
1-2 计算当管电压为50kV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.1-3 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CuKβX射线激发CuLα荧光辐射；1-4 X 射线与物质有哪些相互作用？规律如何？对分析有何影响？1-5 为使CuKα线的强度衰减50%，需要多厚的Ni滤波片？（Ni的密度为8.9 g/cm3）1-6 试计算Cu的K系激发电压。
1-7试计算Cu的Kα1射线的波长。
1-8产生X 射线需具备什么条件？1-9连续X射线谱是如何产生的？1-10计算空气对CuKα的质量吸收系数和线吸收系数（假定空气中只有质量数为80％的氮、质量分数20％的氧，空气的密度为1.29＊10-3g/cm3）。
1-11标识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 系标识X射线波长？1-12 在立方点阵中画出下面的点阵面和结点方向。
1) (113) [110] [201] [101](010) (011-13 证实（1-10）、（1-21）、（-312）属于[111]晶带。
1-14 当波长为λ的X射线在晶体中发生衍射时，相邻两（hkl）晶面衍射线的波程差是多少？相邻两个HKL干涉面的波程差又是多少？1-15 对于晶粒直径分别为100、75、50、25 nm的粉末衍射图形，请计算由于晶粒细化引起的衍射条宽化幅度B（设θ=45°，λ=0.15 nm）。
又，对于晶粒直径为25 nm的粉末，试计算θ=10°，45°，80°的B值。
1-16 用粉末相机得到如下角度的谱线，试求出晶面间距（数字为θ角，所用射线为CuK α）。
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。
材料化学09级材料科学研究与测试方法习题
《材料科学研究与测试方法》习题及思考题一、名词解释电磁辐射（电磁波或光）、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）、倒易点阵、晶带、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、共振线、灵敏线、原子线，共振荧光、非共振荧光、斯托克斯荧光、反斯托克斯荧光、直跃线荧光、阶跃线荧光、热助直跃荧光、热助阶跃荧光、热助激发、分子光谱、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、K系特征辐射、L系特征辐射、Kα射线、Kβ、Kα1射线、Kα2射线、短波限、吸收限、二次电子、俄歇电子、连续X射线、特征X射线、背散射电子、吸收电流（电子）、透射电子、系统消光、点阵消光、结构消光、电磁透镜、明场像、暗场像、中心暗场像、质厚衬度、衍射衬度、d-d跃迁、f-f跃迁、生色团、助色团、蓝移、红移、振动自由度、倍频峰（或称泛音峰）、组频峰、振动耦合、费米共振、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）（下划线部分为重点要求的名词术语）二、填空1．电磁波谱可分为3个部分：①长波部分，包括( )与( )，有时习惯上称此部分为( )。
②中间部分，包括( )、( )和( )，统称为( )。
③短波部分，包括( )和( )（以及宇宙射线），此部分可称( )。
2．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。
3．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。
4．分子的运动很复杂，一般可近似认为分子总能量（E）由分子中各( )，( )及( )组成。
5．多原子分子振动可分为( )振动与( )振动两类。
材料测试分析技术真题试卷
材料测试分析技术真题试卷一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料的硬度测试中，布氏硬度测试使用的是：A. 钢球B. 金刚石锥C. 金刚石球D. 钢锥2. 下列哪项不是材料的机械性能测试？A. 拉伸测试B. 压缩测试C. 热膨胀测试D. 冲击测试3. X射线衍射分析主要用来研究材料的：A. 微观结构B. 化学成分C. 表面形貌D. 热稳定性4. 扫描电子显微镜（SEM）的主要优点是：A. 分辨率高B. 可进行元素分析C. 样品制备简单D. 所有以上选项5. 热重分析（TGA）主要用于：A. 测量材料的密度B. 测量材料的热稳定性C. 测量材料的导热性D. 测量材料的热膨胀系数二、填空题（每空2分，共20分）6. 材料的弹性模量是指材料在_________作用下，应力与应变的比值。
7. 材料的疲劳测试通常采用_________循环加载方式。
8. 材料的断裂韧性通常用_________表示，其单位是MPa·m^{1/2}。
9. 差示扫描量热法（DSC）可以用来测量材料的_________和相变温度。
10. 原子力显微镜（AFM）利用探针与样品表面之间的_________来获取表面形貌信息。
三、简答题（每题10分，共30分）11. 简述材料的冲击测试的基本原理及其在材料性能评价中的意义。
12. 描述透射电子显微镜（TEM）与扫描电子显微镜（SEM）的主要区别。
13. 解释差示热分析（DTA）与差示扫描量热法（DSC）的异同点。
四、计算题（每题15分，共30分）14. 某材料的拉伸测试结果如下：原始截面积A0=50mm²，最大载荷Fmax=5000N。
试计算该材料的抗拉强度σb。
15. 假设你正在分析一种合金的热重分析（TGA）曲线，曲线显示在600℃时质量损失了5%。
如果初始质量为100g，请计算在600℃时的质量损失量。
五、论述题（共30分）16. 论述材料的微观结构分析技术在新材料开发中的重要性，并举例说明。
材料分析方法 试题及答案 西安理工大学
2010年秋季学期《材料分析测试方法》试卷A 命题教师卢正欣系主任审核考试形式闭卷考试类型√学位课非学位课（请打√选择）考试班级材物081~082，材化081~082，材081~084考试日期2010年12月21日考试时间2小时班级姓名学号成绩注意：1．命题时请适当留答题位置。
请用深蓝色墨水书写，字、图清晰，书写不出边框。
2．答题演草时不许使用附加纸，试卷背面可用于演草。
试卷不得拆开。
一、填空：（每题2分，共20分）1. X射线产生的三个基本条件是：、、。
2. 电子显微分析可获得材料的、_______________和方面的信息，并且可以将三者结合起来。
3. X射线衍射的强度主要取决于_______因子、________因子、_______因子、________因子和________因子。
4. 是衍射的必要条件；是衍射的充分条件。
5. 电子显微镜的分辨本领高是由于电子波的______________，其理论分辨本领是由______________和______________综合作用的结果。
6. 透射电子显微像的衬度来源于质厚衬度和衍射衬度，其中________衬度主要用于解释晶体样品，_________衬度主要用于解释非晶样品。
7. 在X射线衍射仪中，若X射线管固定，当样品转动θ角时，X射线探测器应转动______角；若样品固定，当X射线管转动θ角时，X射线探测器应转动_______角。
8. 在透射电镜中, 明场（BF）像是用________光阑挡掉________束，只允许________束通过光阑成的像。
4. 在SrTiO3（立方晶系，晶格常数a=0.391nm）晶体中获得电子衍射花样如下，分别测得R1=11.6mm，R2=16.7mm，R3=20.3mm，φ=90°。
电子衍射实验条件为：加速电压V=200KV（λ=0.00251nm），相机长度L=1800mm。
①确定示意图中各衍射斑点的指数h i k i l i ；②确定倒易面指数(uvw)* ；③以该晶体为标样，标定电子衍射的相机常数Lλ。
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。
材料科学：材料分析测试技术考试题及答案模拟考试.doc
材料科学：材料分析测试技术考试题及答案模拟考试 考试时间：120分钟 考试总分：100分遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。
1、单项选择题 可以消除的像差是（ ）。
A.球差； B.像散； C.色差； D.A+B 。
本题答案： 2、问答题 何谓“指纹区”？它有什么特点和用途？ 本题答案： 3、名词解释 Ariy 斑 本题答案： 4、单项选择题 当第二相粒子与基体呈共格关系时，此时所看到的粒子大小（ ）。
A.小于真实粒子大小； B.是应变场大小； C.与真实粒子一样大小； D.远远大于真实粒子 本题答案： 5、问答题 现代分析型电镜具有那些功能？如何在材料微观分析中运用这些功能？姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------本题答案：6、问答题什么是光电效应？光电效应在材料分析中有哪些用途？本题答案：7、问答题洛伦兹因数是表示什么对衍射强度的影响？其表达式是综合了哪几方面考虑而得出的？本题答案：8、问答题和波谱仪相比，能谱仪在分析微区化学成分时有哪些优缺点？本题答案：9、单项选择题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。
本题答案：10、问答题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？本题答案：11、名词解释二次电子本题答案：12、问答题消像散器的作用和原理是什么？本题答案：13、问答题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进行具体分析？本题答案：14、问答题什么叫干涉面？当波长为λ的X射线在晶体上发生衍射时，相邻两个（hkl）晶面衍射线的波程差是多少？相邻两个HKL干涉面的波程差又是多少？本题答案：15、问答题影响红外光谱吸收峰位置的主要因素有哪些？本题答案：16、问答题试述罗伦兹三种几何因子各表示什么？本题答案：17、问答题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？本题答案：18、问答题红外谱图在1600-1700cm-1有吸收峰，则可能含有几种什么基团？本题答案：19、单项选择题在待测试样中掺入一定含量的标准物质，把试样中待测相的某根衍射线条强度与掺入试样中含量已知的标准物质的某根衍射线条相比较，从而获得待测相含量的定量分析方法称为（）A、外标法B、内标法C、直接比较法D、K值法本题答案：20、单项选择题当第二相粒子与基体呈共格关系时，此时的成像衬度是（）。
材料研究与测试方法重点
一、填空题1、当X射线管的管电压超过临界电压会产生连续 X射线和标识 X射线。
2、X射线衍射方法有劳厄法、转晶法、粉末法。
3、电子能谱分析法是基于电磁辐射或运动实物粒子照射或轰击材料产生的电子能谱进行材料分析的方法，最常用的主要有俄歇电子能谱、 X 射线光电子能谱和紫外光电子能谱三种。
4、影响差热曲线的因素有升温速度、粒度和颗粒形状、装填密度和压力和气氛5、X射线测定应力常用的方法有 Sin2Ψ法和0º-45º法。
6、产生衍射的必要条件是2dsinθ=nλ ，充分条件是IFI2≠0 。
7、结构因数=0时没有衍射我们称系统消光，它包括点阵消光和结构消光。
8、在GPC测试过程中，如果流动相的流速小于设定值会使测量结果偏小。
9、培养细胞的生长方式一般有贴附型生长、悬浮型生长两第一页种。
10、凝胶渗透色谱仪一般由进样系统、分离系统、检测系统、数据处理系统四个部分组成。
11、体外培养一般可分为：细胞培养、组织培养、器官培养。
12、第一共振线是发射光谱的最灵敏线，它是由第一激发态跃迁至 ___基态_ _ 时产生的辐射。
13、第一共振线是发射光谱的最灵敏线，它是由第一激发态跃迁至基态时产生的辐射。
14、富燃焰适用于一些在火焰中易形成难原子化氧化物的元素的原子吸收测定15、在原子吸收光谱法中，要使吸光度与原子蒸气中待测元素的基态原子数之间的关系遵循朗伯-比耳定律，必须使发射线宽度小于吸收线宽度。
16、扫描电子显微镜主要利用电子与物质相作用，产生的二次电子和背散射电子信号进行检测。
17、透射电镜的块状材料制样是通过减薄的方法，减薄的方法主要有超薄切片、电解抛光、化学抛光和离子轰击。
18、表面分析方法有俄歇电子能谱、紫外电子能谱、光电子能谱和离子探针显微分析四种方法19、透射电子显微镜是利用电子与物质相作用后的透射电子信号进行检测。
二、名词解释最后线：是指当样品中某元素的含量逐渐减少时，最后仍能观察到的几条谱线。
10《材料研究与测试方法》---透射电镜样品制备及衍衬成像
1.2 粉磨样品的制备
需透射电镜分析的粉末颗 粒一般都小于铜网小孔， 应此要先制备对电子束透 明的支持膜。
常用支持膜有火棉胶膜和 碳膜，将支持膜放在铜网 上，再把粉末放在支持膜 上送入电镜分析。
粉末或颗粒样品制备的关 键取决于能否使其均匀分 散到支持膜上。
纳米粉末样品的制备过程
★用超声波分散器将需要观察的粉末在分散介质 〈不与粉末发生作用〉中分散成悬浮液。 ★用滴管滴几滴在覆盖有支持膜的电镜铜网上， 待其干燥(或用滤纸吸干)后, 即成为电镜观察 用的粉末样品。
二级复型
图为二级复型制备过程示意图。 图 (a) 为塑料中间复型，图 (b) 为在揭下的中间复型上进行碳 复型。为了增加衬度可在倾斜 15-45°的方向上喷镀一层重 金属，如 Cr 、 Au 等（称为投 影）。一般情况下，是在一次 复型上先投影重金属再喷镀碳 膜，但有时也可喷投次序相反， 图(c)表是溶去中间复型后的最 终复型。
将待观察的试样按预定取向切割成薄片，再经
机械减薄抛光等过程预减薄至30~40μm的薄膜。
把薄膜钻取或切取成尺寸为2.5~3mm的小片。
装入离子轰击减薄装置进行离子轰击减薄和离 子抛光。
离子轰击减薄原理
在高真空中，两个相对的冷阴 极离子枪，提供高能量的氩离 子流，以一定角度对旋转的样 品的两面进行轰击。 当轰击能量大于样品材料表层 原子的结合能时，样品表层原 子受到氩离子击发而溅射、经 较长时间的连续轰击、溅射， 最终样品中心部分穿孔。 穿孔后的样品在孔的边缘处极 薄，对电子束是透明的，就成 为薄膜样品。
阴极发射电子阳极加速聚光 镜会聚作用样品物镜放大 中间镜放大投影镜放大荧光 屏成像照相记录
电子衍射基本公式、花样及标定？
《材料分析测试技术》试卷(答案)
《材料分析测试技术》试卷（答案）一、填空题：（20分，每空一分）1. X射线管主要由阳极、阴极、和窗口构成。
2. X射线透过物质时产生的物理效应有：散射、光电效应、透射X射线、和热。
3. 德拜照相法中的底片安装方法有：正装、反装和偏装三种。
4. X射线物相分析方法分：定性分析和定量分析两种；测钢中残余奥氏体的直接比较法就属于其中的定量分析方法。
5. 透射电子显微镜的分辨率主要受衍射效应和像差两因素影响。
6. 今天复型技术主要应用于萃取复型来揭取第二相微小颗粒进行分析。
7. 电子探针包括波谱仪和能谱仪成分分析仪器。
8. 扫描电子显微镜常用的信号是二次电子和背散射电子。
二、选择题：（8分，每题一分）1. X射线衍射方法中最常用的方法是（ b ）。
a．劳厄法；b．粉末多晶法；c．周转晶体法。
2. 已知X光管是铜靶，应选择的滤波片材料是（b）。
a．Co ；b. Ni ；c. Fe。
3. X射线物相定性分析方法中有三种索引，如果已知物质名时可以采用（c ）。
a．哈氏无机数值索引；b. 芬克无机数值索引；c. 戴维无机字母索引。
4. 能提高透射电镜成像衬度的可动光阑是（b）。
a．第二聚光镜光阑；b. 物镜光阑；c. 选区光阑。
5. 透射电子显微镜中可以消除的像差是（ b ）。
a．球差；b. 像散；c. 色差。
6. 可以帮助我们估计样品厚度的复杂衍射花样是（a）。
a．高阶劳厄斑点；b. 超结构斑点；c. 二次衍射斑点。
7. 电子束与固体样品相互作用产生的物理信号中可用于分析1nm厚表层成分的信号是（b）。
a．背散射电子；b.俄歇电子；c. 特征X射线。
8. 中心暗场像的成像操作方法是（c）。
a．以物镜光栏套住透射斑；b．以物镜光栏套住衍射斑；c．将衍射斑移至中心并以物镜光栏套住透射斑。
三、问答题：（24分，每题8分）1.X射线衍射仪法中对粉末多晶样品的要求是什么？答：X射线衍射仪法中样品是块状粉末样品，首先要求粉末粒度要大小适中，在1um-5um之间；其次粉末不能有应力和织构；最后是样品有一个最佳厚度（t =2.分析型透射电子显微镜的主要组成部分是哪些？它有哪些功能？在材料科学中有什么应用？答：透射电子显微镜的主要组成部分是：照明系统，成像系统和观察记录系统。
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。
【材料研究与测试方法】原子吸收光谱法-2
（3）选择性比较好，谱线较简单，谱线数目比AES法少得多，谱 线干扰少，大多数情况下共存元素对被测定元素不产生干扰。
（4）分析速度快，能够测定的元素多达70多种，不仅可以测定 金属元素，也可以用间接法测定某些非金属元素和有机化合物。
11
3、碰撞变宽（压力变宽）
是由于微粒间相互碰撞的结果。
被测原子与蒸汽中的原子或其它粒子相互碰撞引
起激发态原子的平均寿命发生变化，导致吸收线
变宽，这种变宽与吸收区气体的压力有关，因此
也称压力变宽。根据与其碰撞粒子的不同，又分
为劳伦兹(Lorents)变宽和赫鲁兹马克(Holtsmark)
变宽两种
使被测组分变成变成气态基态原子。 • （3）用被测元素的同种原子发射的特征辐射照射原子
化器中的原子蒸汽，则该辐射部分被吸收，强度减小。 • （4）分光。把待测元素的共振线与其他谱线分离，只
让待测元素的共振线通过。 • （5）检测特征辐射被吸收的情况。
6
原子吸收光谱法的特点：
（1）灵敏度高、检测限低，火焰原子化法的检测限可达ng/cm3 级，石墨炉原子化法更低，可达10-10～10-14g；
AAS与AES之比较：
相似之处——产生光谱的对象都是原子； 不同之处——AAS：选择性吸收光辐射能(h)－共振吸收线；
AES：原子从基态跃迁至激发态，返回到基态时所产生的光 谱（共振发射线和非共振发射线)。
AAS 实现多元素的同时测定较困难！
5
AAS的分析过程
• （1）把分析试样经适当的化学处理后变为试液。 • （2）把试液引入原子化器中进行蒸发离解及原子化，
材料研究与测试方法
材料研究与测试方法一、选择题1.电子能级差愈小，跃迁时发射光子的( )A 能量越大B 波长越长C 波数越大D 频率越高2.原子发射光谱与原子吸收光谱产生的共同点在于( )A 辐射能使气态原子内层电子产生跃迁B 基态原子对共振线的吸收C 气态原子外层电子产生跃迁D 激发态原子产生的辐射3.原子发射光谱仪中光源的作用是( )A 提供足够能量使试样蒸发、原子化/离子化、激发B 提供足够能量使试样灰化C 将试样中的杂质除去，消除干扰D 得到特定波长和强度的锐线光谱4.用原子发射光谱分析法分析污水中的Cr、Mn、Cu、Fe等（含量为10-6数量级），应选用下列哪种激发光源（）A 火焰B 直流电弧C 高压火花D 电感耦合等离子炬5.矿石粉未的定性分析，一般选用下列那种光源为好( )A 交流电弧B 直流电弧C 高压火花D 等离子体光源6.在谱片板上发现某元素的清晰的10级线，且隐约能发现一根9级线，但未找到其它任何8级线，译谱的结果是( )A从灵敏线判断，不存在该元素B既有10级线，又有9级线，该元素必存在C未发现8级线，因而不可能有该元素D不能确定7.某摄谱仪刚刚可以分辨310.0305nm及309.9970nm的两条谱线，则用该摄谱仪可以分辨出的谱线组是( )A Si 251.61 nm—Zn 251.58 nmB Ni 337.56 nm----Fe 337.57 nmC Mn 325.40 nm---Fe 325.395 nmD Cr 301.82 nm----Ce 301.88 nm8.下列哪种仪器可用于合金的定性、半定量全分析测定( )A 核磁共振波谱仪B 紫外可见分光光度计C 原子发射光谱仪D 红外光谱仪9.原子化器的主要作用是( )A 将试样中待测元素转化为基态原子B 将试样中待测元素转化为激发态原子C 将试样中待测元素转化为中性分子D 将试样中待测元素转化为离子10.在原子吸收光谱分析中，若组分较复杂且被测组分含量较低时，为了简便准确的进行分析，最好选择何种方法进行分析？( )A 工作曲线法B 外标法C 标准加入法D 间接测定法11.原子吸收光谱法测定试样中的钡元素含量，通常需加入适量的钾盐，这里钾盐被称为( )A 释放剂B 缓冲剂C 消电离剂D 保护剂12.在原子吸收分析中，如怀疑存在化学干扰，例如采取下列一些补救措施，指出哪种措施是不适当的( )A 加入释放剂B 加入保护剂C 提高火焰温度D 改变狭缝宽度13.原子吸收光谱分析过程中，被测元素的相对原子质量愈小，温度愈高，则谱线的热变宽将是( )A 愈严重B愈不严重C基本不变D不变14.在电热原子吸收分析中，多利用氘灯或塞曼效应进行背景扣除，扣除的背景主要是( )A 原子化器中分子对共振线的吸收B原子化器中干扰原子对共振线的吸收C空心阴极灯发出的非吸收线的辐射D火焰发射干扰15.在原子吸收分析中, 通常分析线是共振线, 因为一般共振线灵敏度高, 如Hg 的共振线185.0 nm比Hg的共振线253.7 nm的灵敏度大50倍, 但实际在测汞时总是使用253.7nm 作分析线, 其原因是( )A汞蒸气有毒不能使用185.0nmB汞蒸气浓度太大不必使用灵敏度高的共振线C Hg185.0 nm线被大气和火焰气体强烈吸收D 汞空心阴极灯发射的185.0 nm线的强度太弱16.在原子吸收光谱法分析中, 能使吸光度值增加而产生正误差的干扰因素是( )A物理干扰B化学干扰C电离干扰D背景干扰17.紫外-可见吸收光谱主要决定于( )A分子的振动、转动能级的跃迁B分子的电子结构C原子的电子结构D原子的外层电子能级间跃迁18.助色团对谱带的影响是使谱带( )A波长变长B波长变短C波长不变D谱带蓝移19.对化合物CH3COCH=C(CH3)2的n—p *跃迁,当在下列溶剂中测定,谱带波长最短的是( )A环己烷B氯仿C甲醇D水20.在紫外－可见吸收光谱中，下列具有最大吸收波长的物质是（）A B C D二、分析题1. 火焰原子化法测定某物质中的Ca 时，(1) 选择什么火焰？(2) 为了防止电离干扰采取什么办法？(3) 为了消除PO43-的干扰采取什么办法？2. 要测量质量分数为0.5％~2％的钠, 可用锌空心阴极灯发射的非共振线Zn 330.259nm 和Zn 330.294nm来测定。
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明场像 5分 暗场像 5分 中心暗场像 5分
五、20分
答：
由晶带定律：h任意，且k＝－l 2分
由消光条件：全奇全偶时有斑点 2分
则可以分析出可能存在的斑点指数：
h＝0、2时，k、l为偶数。包括：（02 ）、（0 2）、（200）、（ 00）、
B物镜光阑。安装在物镜后焦面。作用：提高像衬度；减小孔径角，从而减小像差；进行暗场成像。（4分）；
C选区光阑:放在物镜的像平面位置。作用：对样品进行微区衍射分析。（3分）
3、10分
答：
a、选择靠近中心且不在一直线上的几个斑点，测量其R，利用R2比值规律确定点阵类型和斑点所属｛h k l｝；3分
b、进一步确定（h k l）.先假定其中一个斑点指数h1k1l1,而第二个斑点的指数h2k2l2。根据夹角公式确定。 3分
试计算试样表面的宏观应力。（已知：a＝0.3695nm，E＝8.83×104MPa，ν=0.35）
（10分）
四、作图说明衍衬成像原理，并说明什么是明场像、暗场像和中心暗场像。
（20分）
五、画出fcc晶体[011]晶带的标准电子衍射花样，取N＝h2＋k2＋l2≤12的斑点。
（20分）
武汉理工大学教务处
（22 ）、（2 2）、（ 2 ）、（ 2）
h＝1、3时，k、l为奇数。 包括：（11 ）、（1 1）、（ 1 ）、（ 1）、
（31 ）、（3 1）、（ 1 ）、（ 1） 4分
再计算夹角：
（200）与（02 ）之间的夹角： ，φ＝90°
（200）与（22 ）之间的夹角：： ，φ＝54.7° 2分
10分
c、 其余斑点指数通过矢量运算得到。 2分
d、任取不在一条直线上的两个斑点，确定晶带轴指数〔u v w〕。 2分
三、10分
答：
2分
2dsinθ＝λsinθ＝λ/2d＝0.17903÷（2×0.0924）＝0.9688
θ＝75.6° 2分
2分
2分
MPa/(°) 2分
四、20分
答：
设薄膜有A、B两晶粒。B内的某(hkl)晶面严格满足Bragg条件，或B晶粒内满足“双光束条件”，则通过(hkl)衍射使入射强度I0分解为Ihkl和IO-Ihkl两部分。A晶粒内所有晶面与Bragg角相差较大，不能产生衍射。
在物镜背焦面上的物镜光阑，将衍射束挡掉，只让透射束通过光阑孔进行成像（明场），此时，像平面上A和B晶粒的光强度或亮度不同，分别为：
IAI0IBI0- Ihkl
B晶粒相对A晶粒的像衬度为：
明场成像： 只让中心透射束穿过物镜光栏形成的衍衬像称为明场镜。
暗场成像：只让某一衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像称为暗场像。
1、简述X-ray反射（衍射）与可见光反射的区别。
2、透射电镜中有哪些主要光阑? 分别安装在什么位置? 其作用如何?
3、简述单晶电子衍射花样的分析步骤（机常数未知）。
三、以CoKα（λ＝0.15405nm）线照射某黄铜试样的（400）面：
当ψ＝0°时，2θ＝150.4°；当ψ＝45°时，2θ＝150.9°，
二、30分
1、10分
答：
a、X-ray衍射中，只有一定数目的入射角能产生反射。 3分
b、X-ray衍射中，不仅是晶体表面，内层原子也参与。 3分
c、强度不同，X-ray衍射强度微弱。 2分
d、本质不同，X-ray衍射是由于相干散射而产生的。 2分
2、10分
答：
主要有三种光阑：A聚光镜光阑。在双聚光镜系统中，该光阑装在第二聚光镜下方。作用:限制照明孔径角。（3分）；
*武汉理工大学考试试题纸（B卷）
课程名称材料研究与测试方法专业班级材科0602－03
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
总分
题分
20
30
10
20
20
100
备注:学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题)
一、填空（20分）
1、电磁透镜的分辨本领主要取决于电子波的和由焦距与后焦面上光阑孔直径确定的角大小。
2、在选区成像时，中间镜的物平面在物镜面上，即光阑平面上；拍摄电子衍射花样时，通过降低镜的，使中间镜的物平面处在镜的面上，即光阑平面上。
试题标准答案及评分标准用纸
课程名称材料研究与测试方法（B卷）
一、每空1分，共20分
1、波长、孔径角；
2、像平面、选区光阑、中间镜、激磁电流、物镜、焦平面、物镜光阑；
3、一系列不同半径的同心圆、排列整齐的斑点；
4、衍射电子、透射电子；
5、数字索引、字母索引；
6、正比计数器、盖革计数器、闪烁计数器；
7、球差、像散。
3、多晶体电子衍射花样为，单晶衍射花样为组成。
4、暗场成像是指让通过物镜光阑，而把遮挡掉得到图像衬度的方法。
5、在物相定性分析中，检索ASTM卡片时，有两种索引，分别是和。
6、在X-ray衍射仪中，纪录衍射强度的计数器通常有三种，分别是、、。
7、像差分成几何像差和色差，几何像差主要是指和。
二、简答题（30分）