第十五章习题答案final

答：相同点：

①镜筒及样品室无本质差别。

②原理相同。利用电子束轰击固体样本产生的信号进行分析。

不同点：

①检测信号类型不同。电子探针检测的是特征X射线，扫描电镜检测的是二次电子和背散

电子。

②用途不同。电子探针得到的是元素种类和含量，用于成分分析；扫描电镜主要用于形貌

分析。

透射电镜成像操作用来组织观察，通过选取衍射操作用来分析选定区域的晶体结构，结合电子探针可分析选定区域的微区化化学成分，这样组织结构与微区化化学成分做到同位分析。扫描电镜用于形貌观察，结合电子探针可分析选定区域的微区化化学成分，这样形貌与微区化化学成分做到同位分析。

2、波谱仪和能谱仪各有什么优缺点?

答：

10 min 2~3 min

能谱仪：

①能谱仪分辨率比波谱仪低，能谱仪给出的波峰比较宽，容易重叠。在一般情况下，Si（Li）

检测器的能量分辨率约为160eV，而波谱仪的能量分辨率可达5-10eV。

②能谱仪中因Si（Li）检测器的铍窗口限制了超轻元素X射线的测量，因此它只能分析原

子系数大于11的元素，而波谱仪可测定原子序数4-92之间所有的元素。

③能谱仪的Si（Li）探头必须保持在低温状态，因此必须时时用液氮冷却。

波谱仪：

①波谱仪由于通过分光体衍射，探测X射线效率低，因而灵敏度低。

②波谱仪只能逐个测量每种元素的特征波长。

③波谱仪结构复杂。

④波谱仪对样品表面要求较高

3、直进式波谱仪和回转式波谱仪各有什么特点？

答：直进式波谱仪的优点是X射线照射分光晶体的方向是固定的，即出射角ψ保持不变，这样可以使X射线穿出样品表面过程中所走的路线相同，也就是吸收条件相等。

回转式波谱仪结构比直进式波谱仪结构来得简单，出射方向改变很大，在表面不平度较大的情况下，由于X射线在样品内行进路线不同，往往会因吸收条件变化而造成分析上的误差。

4、要分析钢中碳化物成分和基体中碳含量,应选用哪种电子探针仪？为什么？

答：分析钢中碳化物成分可用能谱仪(不分析原子序数少于11的元素)。能谱仪探测X射线的效率高。其灵敏度比波谱仪高约一个数量级。说明碳化物量少也能分析。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。

分析基体中碳含量可用波谱仪，这是因为能谱仪中因Si(Li)检测器的铍窗口限制了超轻元素的测量，因此它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。

5、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：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，选用能谱仪来分析其化学成分。先用扫描电镜观察其断口形貌，找到断口上粒状夹杂物，选用能谱仪进行成分点分析。

6、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。

如需分析ZrO2（Y2O3）陶瓷析出相与基体含量成分高低，用定点分析几分钟便可得到结果。

(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。

如需分析BaF2晶界上元素的分布情况，只需进行线扫描分析即可方便知道其分布。

(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。

如需分析Bi元素在ZnO-Bi2O3陶瓷烧结表面的面分布，只需将谱仪固定在接受其元素特征X射线信号的位置上，即可得到其面分布图像。

一、选择题

1、扫描电子显微镜配备的成分分析附件中最常见的仪器是（ B ）。

A. 波谱仪；

B. 能谱仪；

C. 俄歇电子谱仪；

D. 特征电子能量损失谱。

2、波谱仪与能谱仪相比，能谱仪最大的优点是（ A ）。

A. 快速高效；

B. 精度高；

C. 没有机械传动部件；

D. 价格便宜。

3、要分析基体中碳含量，一般应选用（A）电子探针仪，

A. 波谱仪型 B、能谱仪型

二、判断题

1、波谱仪是逐一接收元素的特征波长进行成分分析；能谱仪是同时接收所有元素的特征X

射线进行成分分析的。（√）

三、填空题

1、电子探针的功能主要是进行微区成分分析。

2、电子探针的信号检测系统是X射线谱仪，用来测定特征波长的谱仪叫做波谱仪。用来测定X射线特征能量的谱仪叫做能量分散谱仪。

3、电子探针仪的分析方法有定性分析和定量分析。其中定性分析包括定点分析、线分析、面分析。

4、电子探针包括能谱仪和波谱仪两种仪器。

四、名词解释

1、波谱仪：电子探针的信号检测系统是X射线谱仪，用来测定X射线特征波长的谱仪叫做波长分散谱仪。

2、能谱仪：电子探针的信号检测系统是X射线谱仪，用来测定X射线特征能量的谱仪叫做能量分散谱仪。

五、问答题

1、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？

答：能谱仪全称为能量分散谱仪(EDS)，波谱仪全称为波长分散谱仪(WDS)。

Si(Li)能谱仪的优点：

(1)分析速度快

能谱仪可以同时接受和检测所有不同能量的X射线光子信号，故可在几分钟内分析和确定样品中含有的所有元素。