材料现代分析技术

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X 射线谱分析两个方面。

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率、 放大倍数 、和 加速电压 。

19. 热分析测试过程中，粉体试样中粉体 粒度 与粉体 堆积密度 对热分析结果影响较大。

20. 用来进行晶体结构分析的X 射线学分支是 X 射线衍射学 。

21. M 层电子回迁到K 层后，多余的能量放出的特征X 射线称 K β。

22. X 射线衍射中，只有晶面间距大于 波长的一半的晶面才能产生衍射。

23.布拉格方程解决了X 射线衍射方向问题，即满足布拉格方程的晶面将参与衍射，但能否产 生衍射花样还取决于 衍射强度 。

24. 电子对X 射线散射分为两种情况， 一种是受原子核束缚较紧的电子，X 射线作用后，该 电子发生振动，向空间辐射与入射波频率相同的电磁波，由于波长、频率相同，会发生相干散 射 和 另一种X 射线作用在束缚电子上，产生康普顿效应---非相干散射，产生背底。

25. X 射线线扫描仪中的扫描方式主要有 光栅扫描 和 角光栅扫描。

26. 根据量子力学计算，L 壳层的能级实际上是由 3 个子能级构成,M 壳层的能级由 5 个能级 构成,N 层由 7 个子能级构成。

27.劳厄方程是确定 X 射线衍射方向的基本方程，常用与晶体 取向测定和晶体对称性的研究。

28. 影响多晶体衍射强度的其他因数主要有 多重因数P 、 吸收因子A(θ) 和 温度因子e-2M 。

29. X 射线定量分析的方法有 外标法 和 内标法 两大类。

30.有一体心立方晶体的晶格常数是0.286nm ，用铁靶K α（λK α=0.194nm ）照射该晶体能产生 四 条衍射线。

31. 电子显微分析方法以材料 微区形貌 、 晶体结构 和 化学组成 为基本目的。

三.名词解释

1. 非相干散射：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。

2. 结构消光：当阵点不是一个单原子，而是一个原子集团时基元内原子散射波间相互干涉也可能会导致消光，此外布拉菲点阵通过套构后形成的复式点阵，出现了布拉菲点阵本身没有的消光规律，称2

1111L

L f +=

这种复加的消光为结构消光。

3. 物相的定性分析：指确定材料有哪些相组成的分析过程。

4. 特征X射线：在连续谱的某些特定位置上出现一系列强度和高，波长很窄的线，称为特征X射线。或特征X射线是原子的内层电子受到激发以后，在能级跃迁过程中直接释放的具有特征能量和波长的一种电磁波辐射。

5.光阑：光具组件中光学元件的边缘，框架或特别设置的带孔屏障成为光阑是为挡掉发散电子，保证电子束的相干性和电子束照射所选区域而设计的带孔小片。

6. 蓝移效应：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（ 最大）向短波方向移动，这种现象称为蓝移（或紫移，或“向蓝”）

7. 拉曼位移：指入射线光子与分子发生非弹性碰撞作用，在光子运动方向改变的同时有能量增加或损失的散射。

8. 相干散射：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。

9. 干涉指数：虚拟晶面（HKL）为干涉面，（HKL）为干涉面指数，简称干涉指数。

10.DTA曲线峰宽：差热曲线偏离基线的始点与返回基线的终点间的距离。

11.电子散射：指电子受固体物质作用后，物质院子的库仑场使其运动方向发生改变的现象。

12.晶格分辨率：又称线分辨率，是让电子束作用标准样品后形成的透射束和衍射束同时进入透镜的成像系统，因而电子束存在相位差，造成干涉，在像平面上形成反映晶面间距大小和晶面方向的干涉条纹像，在保证条纹清晰的前提条件下，最小晶面间距即为电镜的晶格分辨率。

13.背散射电子：入射电子作用样品后被反射回来的部分入射电子。

14.热分析：在程序控温和一定气氛下，测量试样的物理性质虽温度或时间变化的一种技术。

15. 光电子：被击出去的电子或辐射均是入射X射线所为，故称被击出去的电子为光电子。

16.俄歇效应：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，K电离就变成了L电离，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。

17. 宏观应力：在较大范围内存在并保持平衡着的应力，释放该应力时使物体的体积或形状发生变化，这类应力称为宏观应力。

18. 弹性散射：电子能量不变的散射成为弹性散射。

19. 背散射电子：入射电子与固体作用后又离开固体的电子。

20. 基线：

21. 热重分析：在程序温度下，测量物质的质量随温度变化的关系。

四.简答题

1.简述特征X射线产生的物理机制。

答:当外来电子动能足够大时，可将原子内层（K壳层）中某个电子击出去，于是在原来的位置出现空位，原子系统的能量因此而升高，处于激发态，为使系统能量趋于稳定，由外层电子向内层跃迁。由于外层电子能量高于内层电子能量，在跃迁过程中，其剩余能量就释放出来，形成特征X射线。

2.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系荧光与其对应的X射线波长有何关系答：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

3.影响光学显微镜和电磁透镜分辨率的关键因素是什么？如何提高电磁透镜的分辨率？

答：前者影响因素：衍射效应，后者影响因素：衍射效应加像差。若只考虑衍射效应，在照明光源和介质一定的条件下，孔径角越大，透镜的分辨率越高。若考虑到衍射效应和像差，两者必须兼顾。

4.简述透射电镜成像系统主要构成及其特点？

(一)物镜

物镜是用来形成第一幅高分辨率电子显微图像或电子衍射花样的透镜。透射电子显微镜分辨本领