材料分析方法部分课后习题集答案解析
材料测试技术课后题答案
大功率转靶衍射仪与普通衍射仪相比,在哪两方面有其优越性?答:①提高X射线强度:②缩短了试验时间2、何为特征X射线谱?特征X射线的波长与(管电压)、(管电流)无关,只与(阳极材料)有关。
答:由若干条特定波长的谱线构成。
当管电压超过一定的数值(激发电压V激)时产生。
不同元素的阳极材料发出不同波长的X射线。
因此叫特征X射线。
什么是Ka射线?在X射线衍射仪中使用的是什么类型的X射线?答:L壳层中的电子跳入K层空位时发出的X射线,称之为Ka射线。
Ka射线的强度大约是K 6射线强度的5倍,因此,在实验中均采用Ka射线。
Ka谱线又可分为Kal和Ka 2, K a 1的强度是K a 2强度的2倍,且Kal和Ka 2射•线的波长非常接近,仅相差0.004A左右,通常无法分辨,因此,一般用Ka来表示。
但在实际实验中有可能会出现两者分开的情况。
AI是面心立方点阵,点阵常数a=4.049A,试求(111)和(200)晶面的面间距。
计算公式为:dhkl=a (h2+k2+l2)-l/2答:dlll=4.049/(12+12+12)-l/2=2.338A:d200=4.049/(22)-l/2=2.0245A说说不相干散射对于衍射分析是否有利?为什么?答:有利。
不相干散射线由于波长各不相同,因此不会互相干涉形成衍射,所以它们散布于各个方向,强度一般很低,它们在衍射工作中只形成连续的背景。
不相干散射的强度随sin 0/'的增大而增强,而且原子序数越小的物质,其不相干散射愈大,造成对衍射分析工作的不利影响。
6、在X射线衍射分析中,为何要选用滤波片滤掉KB射线?说说滤波片材料的选取原则。
实验中,分别用Cu靶和M。
靶,若请你选滤波片,分别选什么材料?答:(1)许多X射线工作都要求应用单色X射线,由于Ka谱线的强度高,因此当要用单色X 射线时,一般总是选用Ka谱线。
但从X射线管发出的X射线中,当有Ka线时,必定伴有KB 谱线及连续光谱,这对衍射工作是不利的,必须设法除去或减弱之,通常使用滤波片来达到这一目的。
工程材料学课后习题答案
第一章钢的合金化基础1、合金钢是如何分类的?1) 按合金元素分类:低合金钢,含有合金元素总量低于5%;中合金钢,含有合金元素总量为5%-10%;中高合金钢,含有合金元素总量高于10%。
2) 按冶金质量S、P含量分:普通钢,P≤0.04%,S≤0.05%;优质钢,P、S均≤0.03%;高级优质钢,P、S均≤0.025%。
3) 按用途分类:结构钢、工具钢、特种钢2、奥氏体稳定化,铁素体稳定化的元素有哪些?奥氏体稳定化元素, 主要是Ni、Mn、Co、C、N、Cu等铁素体稳定化元素, 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr等3、钢中碳化物形成元素有哪些(强-弱),其形成碳化物的规律如何?1) 碳化物形成元素:Ti、Zr、Nb、V、Mo、W、Cr、Mn、Fe等(按形成的碳化物的稳定性程度由强到弱的次序排列) ,在钢中一部分固溶于基体相中,一部分形成合金渗碳体, 含量高时可形成新的合金碳化物。
2) 形成碳化物的规律a) 合金渗碳体—— Mn与碳的亲和力小,大部分溶入α-Fe或γ-Fe中,少部分溶入Fe3C中,置换Fe3C中的Fe而形成合金渗碳体(Mn,Fe)3C; Mo、W、Cr少量时,也形成合金渗碳体b) 合金碳化物——Mo、W 、Cr含量高时,形成M6C(Fe2Mo4C Fe4Mo2C),M23C6(Fe21W2C6 Fe2W21C6)合金碳化物c) 特殊碳化物——Ti 、V 等与碳亲和力较强时i. 当rc/rMe<0.59时,碳的直径小于间隙,不改变原金属点阵结构,形成简单点阵碳化物(间隙相)MC、M2C。
ii. 当rc/rMe>0.59时,碳的直径大于间隙,原金属点阵变形,形成复杂点阵碳化物。
★4、钢的四种强化机制如何?实际提高钢强度的最有效方法是什么?1) 固溶强化:溶质溶入基体中形成固溶体能够强化金属;2) 晶界强化:晶格畸变产生应力场对位错运动起到阻碍达到强化,晶格越细,晶界越细,阻碍位错运动作用越大,从而提高强度;3) 第二相强化:有沉淀强化和弥散强化,沉淀强化着眼于位错运动切过第二相粒子;弥散强化着眼于位错运动绕过第二相粒子;4) 位错强化:位错密度越高则位错运动越容易发生相互交割形成割阶,引起位错缠结,因此造成位错运动困难,从而提高了钢强度。
材料分析测试方法课后答案
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.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。
工程材料基础知识 课后习题答案
第一章工程材料基础知识参考答案1.金属材料的力学性能指标有哪些?各用什么符号表示?它们的物理意义是什么?答:常用的力学性能包括:强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度等。
强度是指金属材料在静荷作用下抵抗破坏(过量塑性变形或断裂)的性能。
强度常用材料单位面积所能承受载荷的最大能力(即应力σ,单位为Mpa)表示。
塑性是指金属材料在载荷作用下,产生塑性变形(永久变形)而不被破坏的能力。
金属塑性常用伸长率δ和断面收缩率ψ来表示:硬度是指材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕或划痕的能力,是衡量材料软硬程度的指标,是一个综合的物理量。
常用的硬度指标有布氏硬度(HBS、HBW)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC等)和维氏硬度(HV)。
以很大速度作用于机件上的载荷称为冲击载荷,金属在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力叫做冲击韧性。
冲击韧性的常用指标为冲击韧度,用符号αk表示。
疲劳强度是指金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。
疲劳强度用σ–1表示,单位为MPa。
2.对某零件有力学性能要求时,一般可在其设计图上提出硬度技术要求而不是强度或塑性要求,这是为什么?答:这是由它们的定义、性质和测量方法决定的。
硬度是一个表征材料性能的综合性指标,表示材料表面局部区域内抵抗变形和破坏的能力,同时硬度的测量操作简单,不破坏零件,而强度和塑性的测量操作复杂且破坏零件,所以实际生产中,在零件设计图或工艺卡上一般提出硬度技术要求而不提强度或塑性值。
3.比较布氏、洛氏、维氏硬度的测量原理及应用范围。
答:(1)布氏硬度测量原理:采用直径为D的球形压头,以相应的试验力F压入材料的表面,经规定保持时间后卸除试验力,用读数显微镜测量残余压痕平均直径d,用球冠形压痕单位表面积上所受的压力表示硬度值。
实际测量可通过测出d值后查表获得硬度值。
布氏硬度测量范围:用于原材料与半成品硬度测量,可用于测量铸铁;非铁金属(有色金属)、硬度较低的钢(如退火、正火、调质处理的钢)(2)洛氏硬度测量原理:用金刚石圆锥或淬火钢球压头,在试验压力F 的作用下,将压头压入材料表面,保持规定时间后,去除主试验力,保持初始试验力,用残余压痕深度增量计算硬度值,实际测量时,可通过试验机的表盘直接读出洛氏硬度的数值。
材料分析方法习题
注: *的多少仅代表该题可能的难易程度。
第一章 X 射线物理学基础1、X 射线有什么性质,本质是什么?波长为多少?与可见光的区别。
(*)2、什么是X 射线管的管电压、管电流?它们通常采用什么单位?数值通常是多少?(*)3、X 射线管的焦点与表观焦点的区别与联系。
(*)4、X 射线有几种?产生不同X 射线的条件分别是什么?产生机理是怎样的?晶体的X 射线衍射分析中采用的是哪种X 射线?(*)5、特征X 射线,连续X 射线与X 射线衍射的关系。
(*)6、什么是同一线系的特征X 射线?不同线系的特征X 射线的波长有什么关系?同一线系的特征X 射线的波长又有什么关系?7、什么是临界激发电压?为什么存在临界激发电压?(**)8、什么是、射线?其强度与波长的关系。
什么是、射线其强度与波长的关系。
(**)αK βK 1αK 2αK 9、为什么我们通常只选用Cr 、Fe 、Co 、Ni 、Mo 、Cu 、W 等作阳极靶,产生特征X 射线的波长与阳极靶的原子序数有什么关系。
10、 什么是相干散射、非相干散射?它们各自还有什么名称?相干散射与X 射线衍射的关系。
(*)11、 短波限,吸收限,激发限如何计算?注意相互之间的区别与联系。
(**)12、 什么是X 射线的真吸收?比较X 射线的散射与各种效应。
(*)13、 什么是二次特征辐射?其与荧光辐射是同一概念吗?与特征辐射的区别是什么?(**)14、 什么是俄吸电子与俄吸效应,及与二次特征辐射的区别。
(**)15、 反冲电子、光电子和俄歇电子有何不同? (**)16、 在X 射线与物质相互作用的信号中,哪些对我们进行晶体分析有益?哪些有害?非相干散射和荧光辐射对X 射线衍射产生哪些不利影响?(**)17、 线吸收系数与质量吸收系数的意义。
并计算空气对CrK α的质量吸收系数和线吸收系数(假如空气中只有质量分数80%的氮和质量分数20%的氧,空气的密度为1.29×10-3g/cm 3)(**)18、 阳极靶与滤波片的选择原则是怎样的?(*)19、 推导出X 射线透过物质时的衰减定律,并指出各参数的物理意义。
材料分析测试方法部分课后习题集答案解析
第一章X射线物理学基础2、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=0.043A 。
4、为使Cu靶的K 3线透射系数是K”线透射系数的1/6,求滤波片的厚度。
答:因X光管是Cu靶,故选择Ni为滤片材料。
查表得:科m a =49.03cm2 /g, m 3 = 290cm2/g, 有公式,,,故:,解得:t=8.35um t6、欲用Mo靶X射线管激发Cu的荧光X射线辐射,所需施加的最低管电压是多少?激发出的荧光辐射的波长是多少?答:eVk=hc/ 入Vk=6.626 X10-34 >2.998 M08/(1.602 M0-19 X0.71 M0-10)=17.46(kv)入0=1.24/v(nm)=1.24/17.46(nm)=0.071(nm)其中h为普郎克常数,其值等于6.626 X10-34e为电子电荷,等于1.602 X10-19C故需加的最低管电压应声7.46(kv),所发射的荧光辐射波长是0.071纳米。
7、名词解释:相干散射、不相干散射、荧光辐射、吸收限、俄歇效应答:⑴ 当x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x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x射线长的X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x射线光子从原子部打出一个K电子,当外层电子来填充K空位时,将向外辐射K系x射线,这种由x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x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层时所彳^的功W,称此时的光子波长入称为K系的吸收限。
材料分析方法课后习题答案
材料分析测试方法复习题第一部分简答题: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。
7. X射线吸收规律、线吸收系数答:X射线吸收规律:强度为I的特征X射线在均匀物质内部通过时,强度的衰减与在物质内通过的距离x成比例,即-dI/I=μdx 。
小学教师资格学生观材料分析题练习题及答案
小学教师资格学生观材料分析题1、材料:李老师在教学中发现,学生小辉的阅读理解能力较差。
为了帮助小辉提高阅读能力,李老师经常在课后给他单独辅导,并鼓励他多读书、多思考。
一段时间后,小辉的阅读理解能力有了明显提高。
问题:请从学生观的角度,分析李老师的教育行为。
答案:李老师的教育行为体现了“以人为本”的学生观。
具体表现如下:学生是发展的人,具有巨大的发展潜能。
材料中,李老师通过课后单独辅导,帮助小辉提高阅读能力,说明李老师相信学生是发展的人,能够通过教育和引导实现学生的发展。
学生是独特的人,每个学生都有自身的独特性。
材料中,李老师关注到小辉的阅读理解能力较差,并针对他的情况进行个性化辅导,体现了李老师尊重学生的独特性,因材施教。
学生是具有独立意义的人,是学习的主体。
材料中,李老师鼓励小辉多读书、多思考,调动了小辉的学习积极性,发挥了学生的主体地位。
2、材料:张老师在课堂上经常会提问一些成绩不太好的学生,并且会给予他们积极的反馈和鼓励。
她相信每个学生都有自己的闪光点,只要给予适当的引导和支持,他们都能取得进步。
问题:请从学生观的角度,评价张老师的做法。
答案:张老师的做法符合现代学生观的要求,值得肯定和学习。
具体分析如下:学生是发展的人,学生具有巨大的发展潜能。
张老师提问成绩不太好的学生,并给予他们积极的反馈和鼓励,说明她相信学生是发展的人,看到了学生的潜力。
学生是独特的人,每个学生都有自身的独特性。
张老师认为每个学生都有自己的闪光点,体现了她尊重学生的个性差异,能够做到因材施教。
学生是具有独立意义的人,学生是学习的主体。
张老师在课堂上引导和支持学生,调动了学生的积极性,体现了她对学生主体地位的尊重。
3、材料:在一次数学课上,老师让学生分组讨论数学问题。
小明所在的小组讨论非常激烈,每个成员都积极发言。
但是小明却一直沉默不语,似乎对讨论的问题不感兴趣。
老师发现后,没有批评小明,而是在课后与小明进行了单独交流,了解他的情况。
材料力学性能学习题与解答[教材课后答案]
度越高。
3、计算: 某低碳钢的摆锤系列冲击实验列于下表, 温度(℃) 60 40 35 25 试计算: a. 绘制冲击功-温度关系曲线; 冲击功(J) 75 75 70 60 温度(℃) 10 0 -20 -50 冲击功(J) 40 20 5 1
冲击吸收功—温度曲线 80 70 60 50
Ak
40 30 20 10 0 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 10 20 30 40 50 60 70 0 0 0 0 0 0 t/℃
第三章 冲击韧性和低温脆性 1、名词解释: 冲击韧度 冲击吸收功 低温脆性
解: 冲击韧度:一次冲断时,冲击功与缺口处截面积的比值。 冲击吸收功:冲击弯曲试验中,试样变形和断裂所吸收的功。 低温脆性:当试验温度低于某一温度时,材料由韧性状态转变为脆性状态。 韧脆转变温度:材料在某一温度 t 下由韧变脆,冲击功明显下降。该温度即韧脆转 变温度。 迟屈服:用高于材料屈服极限的载荷以高加载速度作用于体心立方结构材料时,瞬 间并不屈服,需在该应力下保持一段时间后才屈服的现象。
2) 简述扭转实验、弯曲实验的特点?渗碳淬火钢、陶瓷玻璃试样研究其力学 性能常用的方法是什么? 1 扭转实验的应力状态软性系数较拉伸的应力状态软性系数高。可 解: 扭转实验的特点是○
2 扭转实验 对表面强化处理工艺进行研究和对机件的热处理表面质量进行检验。 ○ 3 圆柱试样在扭转时,不产生缩颈现象,塑 时试样截面的应力分布为表面最大。○
韧脆转变温度 迟屈服
2、简答 1) 缺口冲击韧性实验能评定哪些材料的低温脆性?哪些材料不能用此方法 检验和评定?[提示:低中强度的体心立方金属、Zn 等对温度敏感的材料,高强 度钢、铝合金以及面心立方金属、陶瓷材料等不能]
解:缺口冲击韧性实验能评定中、低强度机构钢的低温脆性。面心立方金属及合金如氏 体钢和铝合金不能用此方法检验和评定。
材料分析方法部分课后习题答案解析
第一章X 射线物理学基础2、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=0.043A。
4、为使Cu 靶的Kβ线透射系数是Kα线透射系数的1/6,求滤波片的厚度。
答:因X 光管是Cu 靶,故选择Ni 为滤片材料。
查表得:μ m α=49.03cm2/g,μ mβ=290cm2/g,有公式,,,故:,解得:t=8.35um t6、欲用Mo 靶X 射线管激发Cu 的荧光X 射线辐射,所需施加的最低管电压是多少?激发出的荧光辐射的波长是多少?答:eVk=hc/λVk=6.626×10-34×2.998×108/(1.602×10-19×0.71×10-10)=17.46(kv)λ 0=1.24/v(nm)=1.24/17.46(nm)=0.071(nm)其中h为普郎克常数,其值等于6.626×10-34e为电子电荷,等于1.602×10-19c故需加的最低管电压应≥17.46(kv),所发射的荧光辐射波长是0.071纳米。
7、名词解释:相干散射、不相干散射、荧光辐射、吸收限、俄歇效应答: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。
材料分析方法课后习题答案
第十四章1、波谱仪和能谱仪各有什么优缺点?优点:1)能谱仪探测X射线的效率高。
2)在同一时间对分析点内所有元素X射线光子的能量进行测定和计数,在几分钟内可得到定性分析结果,而波谱仪只能逐个测量每种元素特征波长。
3)结构简单,稳定性和重现性都很好4)不必聚焦,对样品表面无特殊要求,适于粗糙表面分析。
缺点:1)分辨率低。
2)能谱仪只能分析原子序数大于11的元素;而波谱仪可测定原子序数从4到92间的所有元素。
3)能谱仪的Si(Li)探头必须保持在低温态,因此必须时时用液氮冷却。
分析钢中碳化物成分可用能谱仪;分析基体中碳含量可用波谱仪。
2、举例说明电子探针的三种工作方式(点、线、面)在显微成分分析中的应用。
答:(1)、定点分析:将电子束固定在要分析的微区上用波谱仪分析时,改变分光晶体和探测器的位置,即可得到分析点的X射线谱线;用能谱仪分析时,几分钟内即可直接从荧光屏(或计算机)上得到微区内全部元素的谱线。
(2)、线分析:将谱仪(波、能)固定在所要测量的某一元素特征X射线信号(波长或能量)的位置把电子束沿着指定的方向作直线轨迹扫描,便可得到这一元素沿直线的浓度分布情况。
改变位置可得到另一元素的浓度分布情况。
(3)、面分析:电子束在样品表面作光栅扫描,将谱仪(波、能)固定在所要测量的某一元素特征X射线信号(波长或能量)的位置,此时,在荧光屏上得到该元素的面分布图像。
改变位置可得到另一元素的浓度分布情况。
也是用X射线调制图像的方法。
3、要在观察断口形貌的同时,分析断口上粒状夹杂物的化学成分,选用什么仪器?用怎样的操作方式进行具体分析?答:(1)若观察断口形貌,用扫描电子显微镜来观察:而要分析夹杂物的化学成分,得选用能谱仪来分析其化学成分。
(2)A 、用扫描电镜的断口分析观察其断口形貌:a 、沿晶断口分析:靠近二次电子检测器的断裂面亮度大,背面则暗,故短裤呈冰糖块状或呈石块状。
沿晶断口属于脆性断裂,断口上午塑性变形迹象。
材料科学基础下学期习题整理-部分答案
一、名词解释或填空:刃型位错:晶体内有一原子平面中断于晶体内部,这一原子平面中断处的边沿及其周围区域就是一个刃型位错螺型位错:滑移方向与位错线方向互相平行的位错称为螺型位错。
肖脱基空位:脱位原子一般进入其他空位或者逐渐迁移到晶界或表面,这样的空位称为肖脱基空位。
弗兰克空位:晶体中的原子挤入节点的间隙,形成间隙原子,同时原来的结点位置也空缺,产生了一个空位,通常把这一对点缺陷(空位和间隙原子)称为弗兰克尔空位。
科垂尔气团:通常把溶质原子与位错交互作用后,在位错周围偏聚的现象称为柯垂尔气团。
铃木气团:溶质原子在层错区偏聚,由于形成化学交互作用使金属强度升高。
层错:如果堆垛顺序与正常堆垛顺序有差异,即堆垛层之间发生错排,则此处产生了晶体缺陷,称为层错或堆垛层错。
不全位错:柏氏矢量不等于单位点阵矢量或其整数倍的称为不全位错或部分位错。
面角位错:在fcc晶体中形成两个面的面角上,由三个不完全位错和两个层错构成的不能运动的位错组态。
扩展位错与位错束集:由一个全位错分解成两个不全位错,中间夹杂着一个堆垛层错的整个位错组态称为扩展位错,扩展位错所形成的两个不全位错重新合并成一个全位错的过程称为位错束集。
奥罗万机制:合金相中与基体非共格的较硬第二相粒子与位错线作用时不变形,位错绕过粒子,在粒子周围留下一个位错环使材料得到强化的机制。
(位错绕过机制)晶界:晶粒与晶粒的交界区相界:各相之间的交界面晶界偏聚:由于晶内和晶界的畸变能差别或空位的存在使得溶质原子或杂质原子在晶界上的富集现象。
非平衡偏析:实际上,表面区成分的偏析主要发生在几十纳米到几个微米的范围,这种偏析称为非平衡偏析滑移系:滑移面以及该面上的一个滑移方向的组合称为一个滑移系交滑移:两个或多个滑移面共同沿着一个滑移方向的滑移。
实质是螺位错在不该表滑移方向的情况下,从一个滑移面滑到与另外一个滑移面的交线处,转移到另一个滑移面的过程。
织构:多晶体中位向不同的晶粒取向变得大体一致,就称择优取向,简称织构。
材料分析方法第二版课后练习题含答案
材料分析方法第二版课后练习题含答案第一章:材料的物理化学性质分析1. 硬度测试根据维氏硬度测试的原理,硬度的数值与什么有关?答案:硬度的数值与材料的抵抗力有关。
2. 热膨胀系数测试热膨胀系数的测试方法包括哪些?答案:常用的测试方法包括极差法、压力计法、光栅测量法等。
第二章:材料的成分分析1. 光谱分析常用的光谱分析方法有哪些?答案:常用的光谱分析方法包括紫外吸收光谱、可见光吸收光谱、红外光谱、拉曼光谱、荧光光谱、原子发射光谱、质谱等。
2. 微量元素分析微量元素分析常用的方法有哪些?答案:常用的微量元素分析方法有火焰原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法等。
第三章:材料的表面形貌分析1.原子力显微镜测试原子力显微镜常用于什么领域?答案:原子力显微镜常用于材料表面形貌分析、生物医学领域等。
2.扫描电子显微镜测试扫描电子显微镜常用于哪些领域?答案:扫描电子显微镜常用于材料表面形貌分析、生物医学领域、纳米材料研究等。
第四章:材料的力学性能分析1.拉伸测试拉伸测试包括哪些参数?答案:拉伸测试包括屈服强度、抗拉强度、延伸率等参数。
2.压缩测试压缩测试的测试条件有哪些?答案:压缩测试的测试条件包括样品的几何形状和尺寸、加载速率、温度等。
第五章:材料的热力学性能分析1.热重分析热重分析的测试原理是什么?答案:热重分析利用样品在升温过程中的质量变化来研究材料的热稳定性、热降解等热力学性能。
2.热膨胀系数测试热膨胀系数的测试方法有哪些?答案:常用的测试方法包括极差法、压力计法、光栅测量法等。
总结本文主要介绍了材料分析方法第二版的课后练习题和答案。
通过练习题的学习,我们可以更好地掌握各种分析方法的原理和测试步骤,同时也能够提高自己的分析能力和实验操作技能。
我们希望读者能够认真学习、勤于实践,不断提高自己在材料分析领域的能力和水平。
材料成型工艺基础习题答案剖析
材料成型工艺基础(第三版)部分课后习题答案第一章⑵.合金流动性决定于那些因素?合金流动性不好对铸件品质有何影响?答:①合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。
决定于合金的化学成分、结晶特性、粘度、凝固温度范围、浇注温度、浇注压力、金属型导热能力。
②合金流动性不好铸件易产生浇不到、冷隔等缺陷,也是引起铸件气孔、夹渣、缩孔缺陷的间接原因。
⑷.何谓合金的收缩?影响合金收缩的因素有哪些?答:①合金在浇注、凝固直至冷却至室温的过程中体积和尺寸缩减的现象,称为收缩。
②影响合金收缩的因素:化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件。
⑹.何谓同时凝固原则和定向凝固原则?试对下图所示铸件设计浇注系统和冒口及冷铁,使其实现定向凝固。
答:①同时凝固原则:将内浇道开在薄壁处,在远离浇道的厚壁处出放置冷铁,薄壁处因被高温金属液加热而凝固缓慢,厚壁出则因被冷铁激冷而凝固加快,从而达到同时凝固。
②定向凝固原则:在铸件可能出现缩孔的厚大部位安放冒口,使铸件远离冒口的部位最先凝固,靠近冒口的部位后凝固,冒口本身最后凝固。
第二章⑴ .试从石墨的存在和影响分析灰铸铁的力学性能和其他性能特征。
答:石墨在灰铸铁中以片状形式存在,易引起应力集中。
石墨数量越多,形态愈粗大、分布愈不均匀,对金属基体的割裂就愈严重。
灰铸铁的抗拉强度低、塑性差,但有良好的吸震性、减摩性和低的缺口敏感性,且易于铸造和切削加工。
石墨化不充分易产生白口,铸铁硬、脆,难以切削加工;石墨化过分,则形成粗大的石墨,铸铁的力学性能降低。
⑵.影响铸铁中石墨化过程的主要因素是什么?相同化学成分的铸铁件的力学性能是否相同?答:①主要因素:化学成分和冷却速度。
②铸铁件的化学成分相同时铸铁的壁厚不同,其组织和性能也不同。
在厚壁处冷却速度较慢,铸件易获得铁素体基体和粗大的石墨片,力学性能较差;而在薄壁处,冷却速度较快,铸件易获得硬而脆的白口组织或麻口组织。
⑸.什么是孕育铸铁?它与普通灰铸铁有何区别?如何获得孕育铸铁?答:①经孕育处理后的灰铸铁称为孕育铸铁。
材料分析方法第三版课后答案
材料分析方法第三版课后答案【篇一:材料现代分析方法试题3(参考答案)】ss=txt>一、基本概念题(共10题,每题5分)1.试述获取衍射花样的三种基本方法及其用途?答:获取衍射花样的三种基本方法是劳埃法、旋转晶体法和粉末法。
劳埃法主要用于分析晶体的对称性和进行晶体定向;旋转晶体法主要用于研究晶体结构;粉末法主要用于物相分析。
3.试述罗伦兹三种几何因子各表示什么?答:洛伦兹因数第一种几何因子是表示样品中参与衍射的晶粒大小对衍射强度的影响。
,第二种几何因子是表示样品中参与衍射的晶粒的数目对衍射强度的影响,第三种几何因子是表示样品中衍射线位置对衍射强度的影响。
4.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:在一块冷轧钢板中可能存在三种内应力,它们是:第一类内应力是在物体较大范围内或许多晶粒范围内存在并保持平衡的应力。
称之为宏观应力。
它能使衍射线产生位移。
第二类应力是在一个或少数晶粒范围内存在并保持平衡的内应力。
它一般能使衍射峰宽化。
第三类应力是在若干原子范围存在并保持平衡的内应力。
它能使衍射线减弱。
5.设[uvw]是(hkl)的法线,用正、倒空间的变换矩阵写出它们之间的指数互换关系。
***答:[uvw]?=〔〕[uv13wa11gaa?]12??*?0?i?jg?aaa其中 2223?,ai?aj21??1i?j??6.给出简单立方、面心立方、体心立方以及密排六方晶体结构电子衍射发?a31a32a33??生消光的晶面指数规律。
答:常见晶体的结构消光规律简单立方对指数没有限制(不会产生结构消光)f. c. ch. k. l. 奇偶混合b. c. ch+k+l=奇数h. c. ph+2k=3n, 同时l=奇数体心四方h+k+l=奇数7.假定需要衍射分析的区域属于未知相,但根据样品的条件可以分析其为可能的几种结构之一,试根据你的理解给出衍射图标定的一般步骤。
答:(1)测定低指数斑点的r值。
材料研究方法课后习题答案
材料研究方法课后习题答案第一章绪论1. 材料时如何分类的?材料的结构层次有哪些?答:材料按化学组成和结构分:金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料材料的结构层次有:微观结构、亚微观结构、显微结构、宏观结构。
2.材料研究的主要任务和对象是什么?有哪些相应的研究方法?答:任务:研究、制造和合理使用各类材料。
研究对象:材料的组成、结构和性能。
研究方法:图像分析法、非图形分析法:衍射法、成分谱分析。
成分谱分析法:光谱、色谱、热谱等;光谱包括:紫外、红外、拉曼、荧光;色谱包括:气相、液相、凝胶色谱等;热谱包括:DSC、DTA等。
3.材料研究方法是如何分类的?如何理解现代研究方法的重要性?答:按研究仪器测试的信息形式分为图像分析法和非图形分析法;按工作原理,前者为显微术,后者为衍射法和成分谱分析。
重要性:1)理论:新材料的结构鉴定分析;2)实际应用需要:配方剖析、质量控制、事故分析等。
第二章光学显微分析1.区分晶体的颜色、多色性及吸收性,为何非均质体矿物晶体具有多色性?答:颜色:晶体对白光中七色光波选择吸收的结果。
多色性:由于光波和晶体中的振动方向不同,使晶体颜色发生改变的现象。
吸收性:颜色深浅发生改变的现象称为吸收性。
光波射入非均质矿物晶体时,振动方向是不同的,折射率也是不同的,因此体现了多色性。
2.什么是贝克线?其移动规律如何?有什么作用?答:在两个折射率不同的物质接触处,可以看到比较黑暗的边缘,称为晶体的轮廓。
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。
移动规律:提升镜筒,贝克线向折射率答的介质移动。
作用:根据贝克线的移动规律,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?答:糙面:在单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,好像粗糙皮革一样这种现象称为糙面。
精品 课后习题及参考答案-材料性能学课后习题与解答
材料性能学课后习题与解答绪论1、简答题什么是材料的性能?包括哪些方面?[提示] 材料的性能定量地反映了材料在给定外界条件下的行为;解:材料的性能是指材料在给定外界条件下所表现出的可定量测量的行为表现。
包括○1力学性能(拉、压、、扭、弯、硬、磨、韧、疲)○2物理性能(热、光、电、磁)○3化学性能(老化、腐蚀)。
第一章单向静载下力学性能1、名词解释:弹性变形塑性变形弹性极限弹性比功包申格效应弹性模量滞弹性内耗韧性超塑性韧窝解:弹性变形:材料受载后产生变形,卸载后这部分变形消逝,材料恢复到原来的状态的性质。
塑性变形:微观结构的相邻部分产生永久性位移,并不引起材料破裂的现象。
弹性极限:弹性变形过度到弹-塑性变形(屈服变形)时的应力。
弹性比功:弹性变形过程中吸收变形功的能力。
包申格效应:材料预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余应力(弹性极限或屈服强度)增加;反向加载,规定残余应力降低的现象。
弹性模量:工程上被称为材料的刚度,表征材料对弹性变形的抗力。
实质是产生100%弹性变形所需的应力。
滞弹性:快速加载或卸载后,材料随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。
内耗:加载时材料吸收的变形功大于卸载是材料释放的变形功,即有部分变形功倍材料吸收,这部分被吸收的功称为材料的内耗。
韧性:材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
超塑性:在一定条件下,呈现非常大的伸长率(约1000%)而不发生缩颈和断裂的现象。
韧窝:微孔聚集形断裂后的微观断口。
2、简答(1) 材料的弹性模量有那些影响因素?为什么说它是结构不敏感指标?解:○1键合方式和原子结构,共价键、金属键、离子键E高,分子键E低原子半径大,E小,反之亦然。
○2晶体结构,单晶材料在弹性模量在不同取向上呈各向异性,沿密排面E大,多晶材料为各晶粒的统计平均值;非晶材料各向E同性。
○3化学成分,○4微观组织○5温度,温度升高,E下降○6加载条件、负载时间。
对金属、陶瓷类材料的E没有影响。
(完整版)材料分析方法部分课后习题答案
第一章X 射线物理学基础2、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=0.043A。
4、为使Cu 靶的Kβ线透射系数是Kα线透射系数的1/6,求滤波片的厚度。
答:因X 光管是Cu 靶,故选择Ni 为滤片材料。
查表得:μ m α=49.03cm2/g,μ mβ=290cm2/g,有公式,,,故:,解得:t=8.35um t6、欲用Mo 靶X 射线管激发Cu 的荧光X 射线辐射,所需施加的最低管电压是多少?激发出的荧光辐射的波长是多少?答:eVk=hc/λVk=6.626×10-34×2.998×108/(1.602×10-19×0.71×10-10)=17.46(kv)λ 0=1.24/v(nm)=1.24/17.46(nm)=0.071(nm)其中h为普郎克常数,其值等于6.626×10-34e为电子电荷,等于1.602×10-19c故需加的最低管电压应≥17.46(kv),所发射的荧光辐射波长是0.071纳米。
7、名词解释:相干散射、不相干散射、荧光辐射、吸收限、俄歇效应答: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。
材料分析测试技术左演声课后答案
第一章 电磁辐射与材料结构一、教材习题1-1 计算下列电磁辐射的有关参数:(1)波数为3030cm -1的芳烃红外吸收峰的波长(μm ); 答:已知波数ν=3030cm -1根据波数ν与波长λ的关系)μm (10000)cm (1λν=-可得: 波长μm 3.3μm 3030100001≈==νλ(2)5m 波长射频辐射的频率(MHz ); 解:波长λ与频率ν的关系为λνc=已知波长λ=5m ,光速c ≈3×108m/s ,1s -1=1Hz则频率MHz 6010605/103168=⨯=⨯=-s msm ν (3)588.995nm 钠线相应的光子能量(eV )。
答:光子的能量计算公式为λνchh E ==已知波长λ=588.995nm=5.88995⨯10-7m ,普朗克常数h =6.626×10-34J ⋅s ,光速c ≈3×108m/s ,1eV=1.602×10-19J 则光子的能量(eV )计算如下:eVeV J ms m s J E 107.210602.110375.3 10375.31088995.5/10310626.61919197834≈⨯⨯=⨯=⨯⨯⨯⋅⨯=-----1-3 某原子的一个光谱项为45F J ,试用能级示意图表示其光谱支项与塞曼能级。
答:对于光谱项45F J ,n =4,L =3,M =5;S =2(M =2S +1=5),则J =5,4,3,2,1,当J=5,M J=0,±1,±2,···±5;……J=1,M J=0,±1。
光谱项为45F J的能级示意图如下图:1-4辨析原子轨道磁矩、电子自旋磁矩与原子核磁矩的概念。
答:原子轨道磁矩是指原子中电子绕核旋转的轨道运动产生的磁矩;电子自旋磁矩是指电子自旋运动产生的磁矩;原子核磁矩是指原子中的原子核自旋运动产生的磁矩。
《材料科学基础》课后习题及参考答案
绪论1、仔细观察一下白炽灯泡,会发现有多少种不同的材料?每种材料需要何种热学、电学性质?2、为什么金属具有良好的导电性和导热性?3、为什么陶瓷、聚合物通常是绝缘体?4、铝原子的质量是多少?若铝的密度为2.7g/cm3,计算1mm3中有多少原子?5、为了防止碰撞造成纽折,汽车的挡板可有装甲制造,但实际应用中为何不如此设计?说出至少三种理由。
6、描述不同材料常用的加工方法。
7、叙述金属材料的类型及其分类依据。
8、试将下列材料按金属、陶瓷、聚合物或复合材料进行分类:黄铜钢筋混凝土橡胶氯化钠铅-锡焊料沥青环氧树脂镁合金碳化硅混凝土石墨玻璃钢9、 Al2O3陶瓷既牢固又坚硬且耐磨,为什么不用Al2O3制造铁锤?晶体结构1、解释下列概念晶系、晶胞、晶胞参数、空间点阵、米勒指数(晶面指数)、离子晶体的晶格能、原子半径与离子半径、配位数、离子极化、同质多晶与类质同晶、正尖晶石与反正尖晶石、反萤石结构、铁电效应、压电效应.2、(1)一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c,求出该晶面的米勒指数;(2)一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c,求出该晶面的米勒指数。
3、在立方晶系的晶胞中画出下列米勒指数的晶面和晶向:(001)与[210],(111)与[112],(110)与[111],(322)与[236],(257)与[111],(123)与[121],(102),(112),(213),[110],[111],[120],[321]4、写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。
5、已知Mg2+半径为0.072nm,O2-半径为0.140nm,计算MgO晶体结构的堆积系数与密度。
6、计算体心立方、面心立方、密排六方晶胞中的原子数、配位数、堆积系数。
7、从理论计算公式计算NaC1与MgO的晶格能。
MgO的熔点为2800℃,NaC1为80l℃, 请说明这种差别的原因。
8、根据最密堆积原理,空间利用率越高,结构越稳定,金钢石结构的空间利用率很低(只有34.01%),为什么它也很稳定?9、证明等径圆球面心立方最密堆积的空隙率为25.9%;10、金属镁原子作六方密堆积,测得它的密度为1.74克/厘米3,求它的晶胞体积。
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第一章X 射线物理学基础2、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=0.043A。
4、为使Cu 靶的Kβ线透射系数是Kα线透射系数的1/6,求滤波片的厚度。
答:因X 光管是Cu 靶,故选择Ni 为滤片材料。
查表得:μ m α=49.03cm2/g,μ mβ=290cm2/g,有公式,,,故:,解得:t=8.35um t6、欲用Mo 靶X 射线管激发Cu 的荧光X 射线辐射,所需施加的最低管电压是多少?激发出的荧光辐射的波长是多少?答:eVk=hc/λVk=6.626×10-34×2.998×108/(1.602×10-19×0.71×10-10)=17.46(kv)λ 0=1.24/v(nm)=1.24/17.46(nm)=0.071(nm)其中h为普郎克常数,其值等于6.626×10-34e为电子电荷,等于1.602×10-19c故需加的最低管电压应≥17.46(kv),所发射的荧光辐射波长是0.071纳米。
7、名词解释:相干散射、不相干散射、荧光辐射、吸收限、俄歇效应答: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原子钟一个K层电子被光量子击出后,L层中一个电子跃入K层填补空位,此时多余的能量使L层中另一个电子获得能量越出吸收体,这样一个K层空位被两个L层空位代替的过程称为俄歇效应。
第二章X 射线衍射方向2、下面是某立方晶第物质的几个晶面,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),(130),(030),(221),(110)。
答:立方晶系中三个边长度相等设为a,则晶面间距为d=a/ 则它们的面间距从大小到按次序是:(100)、(110)、(111)、(200)、(210)、(121)、(220)、(221)、(030)、(130)、(311)、(123)。
4、α-Fe 属立方晶体,点阵参数a=0.2866。
如用CrKαX 射线(λ=0.2291mm)照射,试求(110)、(200)及(211)可发生衍射的掠射角。
答:立方晶系的晶面间距:= a / ,布拉格方程:2dsinθ =λ,故掠射角θ =arcsin(λ /2 ),由以上公式得:2d(110)sinθ 1=λ,得θ 1=34.4°,同理θ 2=53.1°,θ 3=78.2°。
6、判别下列哪些晶面属于[111]晶带:(110),(231),(231),(211),(101),(133),(112),(132),(011),(212)。
答:(110)、(231)、(211)、(112)、(101)、(011)属于[111]晶带。
因为它们符合晶带定律公式:hu+kv+lw=07、试计算(311)及(132)的共同晶带轴。
答:由晶带定律:hu+kv+lw=0,得:-3u+v+w=0 (1) , -u-3v+2w=0 (2) ,联立两式解得:w=2v, v=u, 化简后其晶带轴为:[112]。
第三章X 射线衍射强度1、用单色X 射线照射圆柱柱多晶体试样,其衍射线在空间将形成什么图案?为摄取德拜图相,应当采用什么样的底片去记录?答:当单色X 射线照射圆柱柱多晶体试样时,衍射线将分布在一组以入射线为轴的圆锥而上。
在垂直于入射线的平底片所记录到的衍射花样将为一组同心圆。
此种底片仅可记录部分衍射圆锥,故通常用以试样为轴的圆筒窄条底片来记录。
2、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?答:(1)原子散射因数f是一个原子中所有电子相干散射波的合成振幅与单个电子相干散射波的振幅的比值。
它反映了原子将X 射线向某一个方向散射时的散射效率。
(2)原子散射因数与其原子序数有何关系,Z 越大,f 越大。
因此,重原子对X 射线散射的能力比轻原子要强。
3、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个方面考虑而得出的?答:洛伦兹因数是表示几何条件对衍射强度的影响。
洛伦兹因数综合了衍射积分强度,参加衍射的晶粒分数与单位弧长上的积分强度。
4、多重性因数的物理意义是什么?某立方第晶体,其{100}的多重性因数是多少?如该晶体转变为四方系,这个晶体的多重性因数会发生什么变化?为什么?答:(1)表示某晶面的等同晶面的数目。
多重性因数越大,该晶面参加衍射的几率越大,相应衍射强度将增加。
(2)其{100}的多重性因子是6;(3)如该晶体转变为四方晶系多重性因子是4;(4)这个晶面族的多重性因子会随对称性不同而改变。
6、多晶体衍射的积分强度表示什么?今有一用CuKα摄得的钨(体心立方)的德拜相,试计算出头4 根线的相对积分强度(不计算A(θ)和e-2M,以最强线的强度为100)。
头4 根线的θ值如下:答:多晶体衍射的积分强度表示晶体结构与实验条件对衍射强度影响的总和I = I0 λ3 32πR(e2 mc2 )2 V VC2 P|F|2φ(θ)A(θ)e−2M即:查附录表F (p314),可知:20.20 Ir = P F 2 1+COS2θ sin2θcos θ = 14.12;29.20 Ir = P F 2 1+COS2θ sin2 θcos θ = 6.135 ;36.70 Ir = P F 2 1+COS2θ sin2θcos θ = 3.777 ;43.60Ir = P F 2 1+COS2θ sin2 θcos θ = 2.911不考虑A(θ) )、e−2M 、P 和|F|2 I1=100; I2=6.135/4.12=43.45; I3=3.777/14.12=26.75; I4=2.911/4.12=20.62头4 根线的相对积分强度分别为100、43.45、26.75、20.26。
第四章多晶体分析方法2、同一粉末相上背射区线条与透射区线条比较起来其θ较高还是较低?相应的d较大还是较小?既然多晶粉末的晶体取向是混乱的,为何有此必然的规律。
答:背射区线条与透射区线条比较,θ较高,相应的d较小。
产生衍射线必须符合布拉格方程,2dsinθ=λ,对于背射区属于2θ高角度区,根据d=λ/2sinθ, θ越大,d越小。
3、衍射仪测量在入射光束、试样形状、试样吸收以及衍射线记录等方面与德拜法有何不同?答:(1)入射X射线的光束:都为单色的特征X射线,都有光栏调节光束。
不同:衍射仪法:采用一定发散度的入射线,且聚焦半径随2θ变化;德拜法:通过进光管限制入射线的发散度。
(2)试样形状:衍射仪法为平板状,德拜法为细圆柱状。
(3)试样吸收:衍射仪法吸收时间短,德拜法吸收时间长,约为10~20h。
(4)记录方式:衍射仪法采用计数率仪作图,德拜法采用环带形底片成相,而且它们的强度(I)对(2θ)的分布(I-2θ曲线)也不同;4、测角仪在采集衍射图时,如果试样表面转到与入射线成30°角,则计数管与入射线所成角度为多少?能产生衍射的晶面,与试样的自由表面呈何种几何关系?答:当试样表面与入射X射线束成30°角时,计数管与入射线所成角度为60°,能产生衍射的晶面与试样的自由表面平行。
第八章电子光学基础1、电子波有何特征?与可见光有何异同?答:(1)电子波与其它光一样,具有波粒二象性。
(2)可见光的波长在390—760nm,在常用加速电压下,电子波的波长比可见光小5个数量级。
2、分析电磁透镜对电子波的聚焦原理,说明电磁透镜的结构对聚焦能力的影响。
答:电磁透镜的聚焦原理:利用通电短线圈制造轴对称不均匀分布磁场,是进入磁场的平行电子束做圆锥螺旋近轴运动。
电磁透镜的励磁安匝数越大,电子束偏转越大,焦距越短。
3、电磁透镜的像差是怎样产生的?如何来消除和减少像差?答:电磁透镜的像差包括球差、像散和色差。
(1)球差即球面像差,是磁透镜中心区和边沿区对电子的折射能力不同引起的,增大透镜的激磁电流可减小球差。
(2)像散是由于电磁透镜的轴向磁场不对称旋转引起。
可以通过引入一强度和方位都可以调节的矫正磁场来进行补偿(3)色差是电子波的波长或能量发生一定幅度的改变而造成的。
稳定加速电压和透镜电流可减小色差。
4、说明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:(1)光学显微镜分辨本领主要取决于照明源的波长;衍射效应和像差对电磁透镜的分辨率都有影响。
(2)使波长减小,可降低衍射效应。
考虑与衍射的综合作用,取用最佳的孔径半角。
5、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,也没有衍射埃利斑,即分辨率极高,此时它们的景深和焦长如何?答:(1)电磁透镜景深为Df=2Δr0/tanα,受透镜分辨率和孔径半角的影响。
分辨率低,景深越大;孔径半角越小,景深越大。
焦长为DL=2Δr0αM2/,M为透镜放大倍数。
焦长受分辨率、孔径半角、放大倍数的影响。
当放大倍数一定时,孔径半角越小焦长越长。
(2)透镜景深大,焦长长,则一定是孔径半角小,分辨率低。
(3)当分辨率极高时,景深和焦长都变小。
第九章透射电子显微镜1、透射电镜主要由几大系统构成?各系统之间关系如何?答:(1)由三大系统构成,分别为电子光学系统、电源与控制系统和真空系统。
(2)电子光学系统是透射电镜的核心,为电镜提供射线源,保证成像和完成观察记录任务。
供电系统主要用于提供电子枪加速电子用的小电流高压电源和透镜激磁用的大电流低压电源。
真空系统是为了保证光学系统时为真空,防止样品在观察时遭到污染,使观察像清晰准确。
电子光学系统的工作过程要求在真空条件下进行。
2、照明系统的作用是什么?它应满足什么要求?答:照明系统由电子枪、聚光镜和相应的平移对中、倾斜调节装置组成。