材料分析方法复习题
材料分析方法考试复习题
1）短波限:连续X 射线谱的X 射线波长从一最小值向长波方向伸展，该波长最小值称为短波限。
P7。
2）质量吸收系数指X 射线通过单位面积上单位质量物质后强度的相对衰减量，这样就摆脱了密度的影响，成为反映物质本身对X 射线吸收性质的物质量。
P12。
3）吸收限吸收限是指对一定的吸收体，X 射线的波长越短，穿透能力越强，表现为质量吸收系数的下降，但随着波长的降低，质量吸收系数并非呈连续的变化，而是在某些波长位置上突然升高，出现了吸收限。
每种物质都有它本身确定的一系列吸收限。
P12。
4）X 射线标识谱当加于X 射线管两端的电压增高到与阳极靶材相应的某一特定值k U 时，在连续谱的某些特定的波长位置上，会出现一系列强度很高、波长范围很窄的线状光谱，它们的波长对一定材料的阳极靶有严格恒定的数值，此波长可作为阳极靶材的标志或特征，故称为X 射线标识谱。
P9。
5）连续X 射线谱线强度随波长连续变化的X 射线谱线称连续X 射线谱线。
P7。
6）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，向周围辐射与入射X 射线波长相同的辐射，因为各电子所散射的射线波长相同，有可能相互干涉，故称相干散射。
P14。
7）闪烁计数器闪烁计数器利用X 射线激发磷光体发射可见荧光，并通过光电管进行测量。
P54。
8）标准投影图对具有一定点阵结构的单晶体，选择某一个低指数的重要晶面作为投影面，将各晶面向此面所做的极射赤面投影图称为标准投影图。
P99。
9）结构因数在X 射线衍射工作中可测量到的衍射强度HKL I 与结构振幅2HKL F 的平方成正比，结构振幅的平方2HKL F 称为结构因数。
P34。
10）晶带面（共带面）晶带轴我们说这些相交于平行直线的一组晶面属于同一晶带，称晶带面或共带面，其交线即为晶带轴。
P99。
11）选择反射镜面可以任意角度反射可见光，但X 射线只有在满足布拉格方程的θ角上才能发生反射，因此，这种反射亦称选择反射。
材料现代分析方法练习题及答案(XRD,EBSD,TEM,SEM,表面分析)
8. 什么是弱束暗场像？与中心暗场像有何不同？试用Ewald图解说明。
答：弱束暗场像是通过入射束倾斜，使偏离布拉格条件较远的一个衍射束通过物镜光阑，透射束和其他衍射束都被挡掉，利用透过物镜光阑的强度较弱的衍射束成像。
与中心暗场像不同的是，中心暗场像是在双光束的条件下用的成像条件成像，即除直射束外只有一个强的衍射束，而弱束暗场像是在双光阑条件下的g/3g的成像条件成像，采用很大的偏离参量s。
中心暗场像的成像衍射束严格满足布拉格条件，衍射强度较强，而弱束暗场像利用偏离布拉格条件较远的衍射束成像，衍射束强度很弱。
采用弱束暗场像，完整区域的衍射束强度极弱，而在缺陷附近的极小区域内发生较强的反射，形成高分辨率的缺陷图像。
图：PPT透射电子显微技术1页10. 透射电子显微成像中，层错、反相畴界、畴界、孪晶界、晶界等衍衬像有何异同？用什么办法及根据什么特征才能将它们区分开来？答：由于层错区域衍射波振幅一般与无层错区域衍射波振幅不同，则层错区和与相邻区域形成了不同的衬度，相应地出现均匀的亮线和暗线，由于层错两侧的区域晶体结构和位相相同，故所有亮线和暗线的衬度分别相同。
层错衍衬像表现为平行于层错面迹线的明暗相间的等间距条纹。
孪晶界和晶界两侧的晶体由于位向不同，或者还由于点阵类型不同，一边的晶体处于双光束条件时，另一边的衍射条件不可能是完全相同的，也可能是处于无强衍射的情况，就相当于出现等厚条纹，所以他们的衍衬像都是间距不等的明暗相间的条纹，不同的是孪晶界是一条直线，而晶界不是直线。
反相畴界的衍衬像是曲折的带状条纹将晶粒分隔成许多形状不规则的小区域。
层错条纹平行线直线间距相等反相畴界非平行线非直线间距不等孪晶界条纹平行线直线间距不等晶界条纹平行线非直线间距不等11.什么是透射电子显微像中的质厚衬度、衍射衬度和相位衬度。
形成衍射衬度像和相位衬度像时，物镜在聚焦方面有何不同？为什么？答：质厚衬度：入射电子透过非晶样品时，由于样品不同微区间存在原子序数或厚度的差异，导致透过不同区域落在像平面上的电子数不同，对应各个区域的图像的明暗不同，形成的衬度。
材料现代分析方法(复习题及答案)
1、埃利斑由于光的波动性，光通过小孔发生衍射,明暗相间的条纹衍射的图样，条纹间距随小孔尺寸的变大，衍射的图样的中心有最大的亮斑，称为埃利斑。
2、差热分析是在程序的控制条件下，测量在升温、降温或恒温过程中样品和参比物之间的温差。
3、差示扫描量热法（DSC）是在程序控制条件下，直接测量样品在升温、降温或恒温过程中所吸收的或放出的热量。
4、倒易点阵是由晶体点阵按照一定的对应关系建立的空间点阵,此对应关系可称为倒易变换。
5、干涉指数在（hkl）晶面组（其晶面间距记为dhkl）同一空间方位，设若有晶面间距为dhkl/n(n 为任意整数)的晶面组(nh，nk，nl）即（H,K，L)记为干涉指数.6、干涉面简化布拉格方程所引入的反射面（不需加工且要参与计算的面）。
7、景深当像平面固定时（像距不变）能在像清晰地范围内，允许物体平面沿透镜轴移动的最大距离。
8、焦长固定样品的条件下，像平面沿透镜主轴移动时能保持物象清晰的距离范围.9、晶带晶体中，与某一晶向【uvw】平行的所有(HKL）晶面属于同一晶带，称为晶带射线若K层产生空位,其外层电子向K层跃迁产生的X射线统称为K系特征辐射，其中有L 10、α层电子跃迁产生的K系特征辐射称为Ka。
11、数值孔径子午光线能进入或离开纤芯（光学系统或挂光学器件）的最大圆锥的半顶角之余弦，乘以圆锥顶所在介质的折射率。
12、透镜分辨率用物理学方法(如光学仪器）能分清两个密切相邻物体的程度13 衍射衬度由样品各处衍射束强度的差异形成的衬度成为衍射衬度。
射线若K层产生空位，其外层电子向K层跃迁产生的X射线统称为K系特征辐射，其中有L 14α层电子跃迁产生的K系特征辐射称为Ka。
15质厚衬度由于样品不同区间存在原子序数或厚度的差异而形成的非晶体样品投射电子显微图像衬度，即质量衬度，简称质厚衬度。
16 质谱是离子数量（强度）对质荷比的分布，以质谱图或质谱表的形式的表达。
一、判断题1)、埃利斑半径与照明光源波长成反比，与透镜数值孔径成正比。
材料分析方法考试复习题
一、名词解释（30分，每题3分） 1）短波限:连续X 射线谱的X 射线波长从一最小值向长波方向伸展，该波长最小值称为短波限。
P7。
2）质量吸收系数指X 射线通过单位面积上单位质量物质后强度的相对衰减量，这样就摆脱了密度的影响，成为反映物质本身对X 射线吸收性质的物质量。
P12。
3）吸收限吸收限是指对一定的吸收体，X 射线的波长越短，穿透能力越强，表现为质量吸收系数的下降，但随着波长的降低，质量吸收系数并非呈连续的变化，而是在某些波长位置上突然升高，出现了吸收限。
每种物质都有它本身确定的一系列吸收限。
P12。
4）X 射线标识谱当加于X 射线管两端的电压增高到与阳极靶材相应的某一特定值k U 时，在连续谱的某些特定的波长位置上，会出现一系列强度很高、波长范围很窄的线状光谱，它们的波长对一定材料的阳极靶有严格恒定的数值，此波长可作为阳极靶材的标志或特征，故称为X 射线标识谱。
P9。
5）连续X 射线谱线强度随波长连续变化的X 射线谱线称连续X 射线谱线。
P7。
6）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，向周围辐射与入射X 射线波长相同的辐射，因为各电子所散射的射线波长相同，有可能相互干涉，故称相干散射。
P14。
7）闪烁计数器闪烁计数器利用X 射线激发磷光体发射可见荧光，并通过光电管进行测量。
P54。
8）标准投影图对具有一定点阵结构的单晶体，选择某一个低指数的重要晶面作为投影面，将各晶面向此面所做的极射赤面投影图称为标准投影图。
P99。
9）结构因数在X 射线衍射工作中可测量到的衍射强度HKL I 与结构振幅2HKL F 的平方成正比，结构振幅的平方2HKL F 称为结构因数。
P34。
10）晶带面（共带面）晶带轴我们说这些相交于平行直线的一组晶面属于同一晶带，称晶带面或共带面，其交线即为晶带轴。
材料分析复习题
第一章1.短波长的X射线称(硬X射线)，常用于(较深组织治疗)；长波长的X射线称(软X射线)，常用于(透视与摄像)。
2解释X射线相干散射与非相干散射。
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。
3.M层电子回迁到K层后，多余的能量放出的特征X射线称（B）A.Kα；B.Kβ；C.Kγ；D.Lα。
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）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（D）。
A.光电子；B.二次荧光；C.俄歇电子；D.（A+C）6X射线管的工作原理是什么？答：在阴极和阳极加高压直流电场，灯丝端加交流低压产生电子，直流电场会将阴极产生的电子加速并轰击阳极靶，阳极靶电子产生跃迁的同时产生X射线，电子的方向是从阴极到阳极，所以电流的方向是从阳极到阴极。
7写出并解释莫塞莱定律。
随着元素的原子序数的增加，特征X射线的波长有规律的变短，用式子表示为8滤波片的工作原理是什么？第二章1.有一倒易矢量为*ab2，与它对应的正空间晶面是（C）。
*cg2+*+=*A.（210）；B.（220）；C.（221）；D.（110）；。
2.面心立方晶体（111）晶面族的多重性因素是（A）。
A．4；B．8；C．6；D．12。
3.一束X射线照射到晶体上能否产生衍射取决于（C）。
A．是否满足布拉格条件；B．是否衍射强度I≠0；C．A+B；D．晶体形状。
4.只要倒易阵点落在厄瓦尔德球面上，就表示该（干涉面）满足（布拉格方程）条件，能产生（衍射）。
材料分析复习题
材料分析复习题一．-----名词解释一．名词解释：光电效应质厚衬度X射线谱特征X射线谱：二次电子系统消光俄歇效应衍射衬度连续谱背散射电子结构因数激发电压等同晶面明场成像暗场成像景深相干散射非相干散射短波限特征谱干涉面衬度焦长晶带复型标准零层倒易面相机常数多重性因子吸收电子光电效应：以光子激发原子所产生的激发和辐射过程称为光电效应。
质厚衬度：由试样的厚度和密度造成的衬度。
X射线谱： x射线管发出的x射线束的波长和强度的关系曲线。
特征X射线谱：在连续谱的基础上叠加若干条具有一定波长的谱线,称为特征X 射线谱。
它和可见光的单色相似，亦称单色X射线。
二次电子：在入射电子束作用下被轰击出来并离开样品表面的样品的核外电子。
系统消光：因原子在晶体中位置不同或原子种类不同而引起的某些方向上的衍射线消失的现象称之为系统消光。
俄歇效应如果原子在入射的x射线光子的作用下， K层电子被击出，L层电子向K层跃迁，其能量差不是以产生K系X射线光量子的形式释放，而是被邻近电子所吸收，使这个电子受激发而逸出原子成为自由电子-----俄歇电子(Auger electrons)。
这种现象叫做俄歇效应。
衍射衬度:由于样品中不同晶体(或同种晶体不同位向)衍射条件不同而造成的衬度差别称为衍射衬度。
连续谱：具有连续波长的X射线，构成连续X射线谱，它和可见+-光相似，亦称多色X射线。
（或答：管压很低时，X射线谱的曲线是连续变化的，称连续谱。
）背散射电子：背散射电子是被固体试样表面的原子核反射回来的一部份入射电子，包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子。
结构因数F2：反映了晶胞内原子种类、原子个数、原子位置对（hkl）晶面衍射方向上衍射强度的影响。
焦长：物平面固定,在保证象清晰的条件下，像平面沿透镜主轴上下移动的距离。
（或答：透镜像平面允许的轴向偏差）等同晶面：晶面间距相同,晶面上原子排列规律相同的晶面.明场成像：让透射束通过物镜光阑，而把衍射束挡住得到图象衬度的方法叫明场成像。
材料分析技术复习
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性X射线称.. ）Kα；B.Kβ；C.Kγ；D.Lα。
3.当X射线发生装置是Cu靶, 滤波片应选..）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.. ）短波限λ0；B.激发限λk；C.吸取限；D.特性X射线A. 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）光电子；B.二次荧光；C.俄歇电子；D.（A+C）1.有一倒易矢量为, 与它相应的正空间晶面是（）。
A.（210）；B.（220）；C.（221）；D.（110）；。
2.有一体心立方晶体的晶格常数是0.286nm, 用铁靶Kα（λKα=0.194nm）照射该晶体能产生（）衍射线。
A.三条...四条.C.五条；D.六条。
3.一束X射线照射到晶体上能否产生衍射取决于（）。
A. 是否满足布拉格条件；B. 是否衍射强度I≠0；C. A+B；D. 晶体形状。
4.面心立方晶体（111）晶面族的多重性因素是（）。
A. 4；B. 8；C. 6；D. 12。
1.最常用的X射线衍射方法是（）。
A.劳厄法；B.粉末多法；C.周转晶体法；D.德拜法。
2.德拜法中有助于提高测量精度的底片安装方法是（）。
A.正装法；B.反装法；C.偏装法；D.A+B。
3.德拜法中对试样的规定除了无应力外, 粉末粒度应为（）。
A.<325目；B.>250目；C.在250-325目之间；D.任意大小。
4.测角仪中, 探测器的转速与试样的转速关系是（）。
A.保持同步1﹕.；B.2﹕.；C.1﹕.；D.1﹕.。
5.衍射仪法中的试样形状是（）。
A.丝状粉末多晶；B.块状粉末多晶；C.块状单晶；D.任意形状。
材料分析测试复习题及答案
材料分析测试复习题及答案材料分析测试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、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）。
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 。
材料分析测试技术期末复习(重点)
材料分析测试技术期末复习1.X射线的本质：X射线属电磁波或电磁辐射，同时具有波动性和粒子性特征，波长较为可见光短，约与晶体的晶格常数为同一数量级，在10（-8次方）cm左右。
其波动性表现为以一定的频率和波长在空间传播；粒子性表现为由大量的不连续的粒子流构成。
X射线的产生条件：产生自由电子；使电子做定向高速运动；在电子运动的路径上设置使其突然减速的障碍物。
2.P7(计算题例题）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。
解：已知条件：U=50kv电子静止质量：m=9.1×10-31kg光速：c=2.998×108m/s电子电量：e=1.602×10-19C普朗克常数：h=6.626×10-34J.s电子从阴极飞出到达靶的过程中所获得的总动能为E=eU=1.602×10-19C×50kv=8.01×10-18kJ由于E=1/2m0v 02所以电子与靶碰撞时的速度为v0=(2E/m)1/2=4.2×106m/s所发射连续谱的短波限λ的大小仅取决于加速电压λ（Å）＝12400/U(伏) ＝0.248Å辐射出来的光子的最大动能为E0＝hʋ＝hc/λ＝1.99×10-15J3.靶材选择公式：为避免入射X射线在试样上产生荧光X射线，且被试样吸收最小，若试样的K系吸收限为λ k，则应选择靶的λKα略大于λ k 一般由如下经验公式：Z靶≤ Z试样＋14.底片安装方法：正装法、反装法、偏装法。
（记住书本上的图，P15）正装法：X射线从底片接口处入射，照射式样后从中心孔穿出，这样，低角的弧线接近中心孔，高角线则靠近端部。
由于高角线有较高的分辨率，有时能讲Kα双线分开。
正装法的几何关系和计算均较简单，常用于物相分析等工作。
反装法：X射线从底片中心孔摄入，从底片接口处穿出。
高角线条集中于孔眼附近，衍射线中除θ角极高的部分被光阑遮挡外，其余几乎全能记录下来。
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。
材料分析测试技术复习题 附答案
材料分析测试技术复习题【第一至第六章】1.X射线的波粒二象性波动性表现为：－以波动的形式传播，具有一定的频率和波长－波动性特征反映在物质运动的连续性和在传播过程中发生的干涉、衍射现象粒子性突出表现为：－在与物质相互作用和交换能量的时候－X射线由大量的粒子流(能量E、动量P、质量m)构成，粒子流称为光子－当X射线与物质相互作用时，光子只能整个被原子或电子吸收或散射2.连续x射线谱的特点，连续谱的短波限定义：波长在一定范围连续分布的X射线，I和λ构成连续X射线谱开始直到波长无穷大λ∞，•当管压很低（小于20KV 时），由某一短波限λ波长连续分布处)向短•随管压增高，X射线强度增高，连续谱峰值所对应的波长（1.5 λ0波端移动•λ正比于1/V, 与靶元素无关•强度I：由单位时间内通过与X射线传播方向垂直的单位面积上的光量子数的能量总和决定（粒子性观点描述）•单位时间通过垂直于传播方向的单位截面上的能量大小，与A2成正比（波动性观点描述）短波限:对X射线管施加不同电压时，在X射线的强度I 随波长λ变化的关系，称为短波限。
曲线中，在各种管压下的连续谱都存在一个最短的波长值λ3.连续x射线谱产生机理【a】.经典电动力学概念解释：一个高速运动电子到达靶面时，因突然减速产生很大的负加速度，负加速度引起周围电磁场的急剧变化，产生电磁波，且具有不同波长，形成连续X射线谱。
【b】.量子理论解释：* 电子与靶经过多次碰撞，逐步把能量释放到零，同时产生一系列能量为hυi的光子序列，形成连续谱* 存在 ev=hυmax，υmax=hc/ λ0, λ0为短波限，从而推出λ0＝1.24/ V （nm) （V 为电子通过两极时的电压降，与管压有关）。
* 一般 ev ≥ h υ,在极限情况下，极少数电子在一次碰撞中将全部能量一次性转化为一个光量子4.特征x 射线谱的特点对于一定元素的靶，当管压小于某一限度时，只激发连续谱，管压增高，射线谱曲线只向短波方向移动，总强度增高，本质上无变化。
材料分析测试方法复习题
一、选择题：（每题2分，共30分）1. .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（D）。
A. 光电子；B. 二次荧光；C. 俄歇电子；D. （A+C）2. 当电子把所有能量都转换为X射线时，该X射线波长称（A ）A.短波限λ0；B. 激发限λk；C. 吸收限；D. 特征X射线3. 最常用的X射线衍射方法是（B ）。
A. 劳厄法；B. 粉末多晶法；C. 周转晶体法；D. 德拜法。
4. 有一倒易矢量为g*=2a*+2b*+c*，与它对应的正空间晶面是（C）。
A. （210）；B. （220）；C. （221）；D. （110）；。
5. 透射电子显微镜中不可以消除的像差是（A ）。
A．球差；B. 像散；C. 色差；D 球差和像散6. 面心立方晶体（111）晶面族的多重性因素是（B ）。
A．4；B．8；C．6；D．12。
7.下面分析方法中分辨率最高的是（C ）。
A. SEMB. TEMC. STM D AFM8. 仅仅反映固体样品表面形貌信息的物理信号是（B ）。
A. 背散射电子；B. 二次电子；C. 吸收电子；D.透射电子。
9．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10．M层电子回迁到K层后，多余的能量放出的特征X射线称（B ）A. Kα；B. Kβ；C. Kγ；D. Lα。
11. 德拜法中有利于提高测量精度的底片安装方法是（C ）。
A. 正装法；B. 反装法；C. 偏装法；D. A+B。
12. 衍射仪法中的试样形状是（B）。
A. 丝状粉末多晶；B. 块状粉末多晶；C. 块状单晶；D. 任意形状。
13. 选区光栏在TEM镜筒中的位置是（B ）。
A. 物镜的物平面；B. 物镜的像平面C. 物镜的背焦面；D. 物镜的前焦面。
14. 单晶体电子衍射花样是（A）。
材料分析方法总复习
计算题：利用布拉格方程计算晶面间距，晶格常数，根据消光规律做指数标定
透射电镜的放大倍数
电子束与固体作用时激发的信号？
对X射线衍射
连比规律(立方晶系) 三级放大成像MT = MO MI MP 立方晶系多晶电子衍射关系式：
第五章第六章
4.透射电镜的像衬度
质厚衬度 ：非晶样品衬度的主要来源 （厚度和原子序数 ） 衍射衬度 ：晶体样品衬度的主要来源
波长分辨率很高 如，它可将波长十分接近的VK(0.228434nm)、CrK1(0.228962nm)和CrK2(0.229351nm)3根谱线清晰地分开； 分析的元素范围宽 4Be~92U； 定量比能谱仪准确。
X射线信号的利用率极低； 灵敏度低，难以在低束流和低激发强度下使用； 分析速度慢，不适合定性分析；
波谱仪的特点：
01
DTA、TG和DSC热分析的概念原理和分析方法。
02
简述几个简单矿物的失重过程的原因和具体的反应。
发射
分子光谱
原子光谱
吸收
荧光
原子的外层电子能级跃迁
线光谱
紫外-可见吸收
红外吸收光谱
电子在分子轨道能级之间的跃迁,伴随不同振动能级之间的跃迁
带光谱
分子的不同振动(转动)能级之间的跃迁
原子的内层电子的能级跃迁
特征X射线
1．衍射线在空间的方位取决于什么？而衍射线的强度又取决于什么？ 衍射线在空间的方位主要取决于晶体的面网间距，或者晶胞的大小。 衍射线的强度主要取决于晶体中原子的种类和它们在晶胞中的相对位置。
.
03
物镜
04
物镜下面
05
中间镜
06
投影镜
07
中间镜下面
材料分析方法考试复习题
一、名词解释（30分，每题3分） 1）短波限:连续X 射线谱的X 射线波长从一最小值向长波方向伸展，该波长最小值称为短波限。
P7。
2）质量吸收系数指X 射线通过单位面积上单位质量物质后强度的相对衰减量，这样就摆脱了密度的影响，成为反映物质本身对X 射线吸收性质的物质量。
P12。
3）吸收限吸收限是指对一定的吸收体，X 射线的波长越短，穿透能力越强，表现为质量吸收系数的下降，但随着波长的降低，质量吸收系数并非呈连续的变化，而是在某些波长位置上突然升高，出现了吸收限。
每种物质都有它本身确定的一系列吸收限。
P12。
4）X 射线标识谱当加于X 射线管两端的电压增高到与阳极靶材相应的某一特定值k U 时，在连续谱的某些特定的波长位置上，会出现一系列强度很高、波长范围很窄的线状光谱，它们的波长对一定材料的阳极靶有严格恒定的数值，此波长可作为阳极靶材的标志或特征，故称为X 射线标识谱。
P9。
5）连续X 射线谱线强度随波长连续变化的X 射线谱线称连续X 射线谱线。
P7。
6）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，向周围辐射与入射X 射线波长相同的辐射，因为各电子所散射的射线波长相同，有可能相互干涉，故称相干散射。
P14。
7）闪烁计数器闪烁计数器利用X 射线激发磷光体发射可见荧光，并通过光电管进行测量。
P54。
8）标准投影图对具有一定点阵结构的单晶体，选择某一个低指数的重要晶面作为投影面，将各晶面向此面所做的极射赤面投影图称为标准投影图。
P99。
9）结构因数在X 射线衍射工作中可测量到的衍射强度HKL I 与结构振幅2HKL F 的平方成正比，结构振幅的平方2HKL F 称为结构因数。
P34。
10）晶带面（共带面）晶带轴我们说这些相交于平行直线的一组晶面属于同一晶带，称晶带面或共带面，其交线即为晶带轴。
材料现代分析方法复习题
材料现代分析方法复习题材料分析方法习题一、选择题1. M层电子回迁到K层后，多余的能量放出的特征X射线称（ B ）A. Kα；B. Kβ；C. Kγ；D. Lα。
2. 当X射线发生装置是Cu靶，滤波片应选（ C ）A． Cu；B. Fe；C. Ni；D. Mo。
3. 当电子把所有能量都转换为X射线时，该X射线波长称（ A ）A. 短波限λ0；B. 激发限λk；C. 吸收限；D. 特征X射线4.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（ D ）A. 光电子；B. 二次荧光；C. 俄歇电子；D. （A+C）5.最常用的X射线衍射方法是（ B ）。
A. 劳厄法；B. 粉末法；C. 周转晶体法；D. 德拜法。
6.射线衍射方法中，试样为单晶体的是（D ）A、劳埃法B、周转晶体法C、平面底片照相法D、 A和B7.晶体属于立方晶系，一晶面截x轴于a/2、y轴于b/3、z轴于c/4，则该晶面的指标为（ B）A、(364)B、(234)C、(213)D、(468)8.立方晶系中，指数相同的晶面和晶向（B ）A、相互平行B、相互垂直C、成一定角度范围D、无必然联系9.晶面指数（111）与晶向指数（111）的关系是（ C ）。
A. 垂直；B. 平行；C. 不一定。
10.在正方晶系中，晶面指数{100}包括几个晶面（ B ）。
A. 6；B. 4；C. 2D. 1；。
11.用来进行晶体结构分析的X射线学分支是（ B ）A.X射线透射学；B.X射线衍射学；C.X射线光谱学；D.其它12、对于简单点阵结构的晶体，系统消光的条件是（ A ）A、不存在系统消光B、h+k为奇数C、h+k+l为奇数D、h、k、l为异性数13、立方晶系{100}晶面的多重性因子为（ D ）A、2B、3C、4D、614、洛伦兹因子中，第一几何因子反映的是（ A ）A、晶粒大小对衍射强度的影响B、参加衍射晶粒数目对衍射强度的影响C、衍射线位置对衍射强度的影响D、试样形状对衍射强度的影响15、洛伦兹因子中，第二几何因子反映的是（ B ）A、晶粒大小对衍射强度的影响B、参加衍射晶粒数目对衍射强度的影响C、衍射线位置对衍射强度的影响D、试样形状对衍射强度的影响16、洛伦兹因子中，第三几何因子反映的是（ C ）A、晶粒大小对衍射强度的影响B、参加衍射晶粒数目对衍射强度的影响C、衍射线位置对衍射强度的影响D、试样形状对衍射强度的影响17、对于底心斜方晶体，产生系统消光的晶面有（ C ）A、112B、113C、101D、11118、对于面心立方晶体，产生系统消光的晶面有（ C ）A、200B、220C、112D、11119、热振动对x-ray衍射的影响中不正确的是（E ）A、温度升高引起晶胞膨胀B、使衍射线强度减小C、产生热漫散射D、改变布拉格角E、热振动在高衍射角所降低的衍射强度较低角下小20、衍射仪的测角仪在工作时，如试样表面转到与入射线成30度角时，计数管与入射线成多少度角?（B）A. 30度；B. 60度；C. 90度。
完整版材料分析方法复习题
材料分析方法复习题名词解释分辨率：两物点间距（△ r0）定义为透镜能分辨的最小间距，即透镜分辨率（也称分辨本领）。
明场像：在电子显微镜中，用透明样品的非散射电子以及在物镜孔径角区域内的散射电子的电子束对样品所形成的像。
为直射束成像。
暗场像：在电子显微镜中，仅利用透过样品的散射电子束对样品所形成的像。
景深：景深是指当成像时，像平面不动，在满足成像清晰的前提下，物平面沿轴线前后可移动的距离。
焦长：焦长是指物点固定不变（物距不变），在保持成像清晰的条件下，像平面沿透镜轴线可移动的距离。
像差：在光学系统中，由透镜材料的特性、折射或反射表面的几何形状引起实际像与理想像的偏差。
包括球差、像散、色差。
等厚条纹：在衍称图像上楔形边缘上得到几列明暗相间的条纹，同一条纹上晶体厚道相同，所以称等厚条纹。
等倾条纹：由于样品弹性弯曲变形引起的，在衍称图像上出现的弯曲消光条纹称等倾条纹。
衬度：人眼观察物体感受到的光强度的差异。
质厚衬度：由于样品质子数不同，所以在荧光屏上明或暗的区域形成质量衬度，而厚度t 不同所以在荧光屏上明或暗的区域形成厚度衬度，统称为质厚衬度。
衍射衬度：由于样品中不同晶体（或同一晶体不同位向）衍射条件不同而造成的衬度差•双束近似：电子束穿过样品时，除透射束以外，只存在一束较强的衍射束（此衍射束的反射晶面接近布拉格条件，存在偏离矢量）故］ I I10 _ 1T 十1D柱体近似：所谓柱体近似就是把成像单元缩小到和一个晶胞相当的尺度。
消光距离：E g是衍衬理论中一个重要的参数，表示在精确符合布拉格条件时透射波与衍射波之间能量交换或强度振荡的深度周期。
简答题1、比较光学显微镜成像和透射电子显微镜成像的异同点。
同：都是要照明束照射样品，通过透镜，然后对组成相都可作形貌分析。
异：1）光镜用可见光作照明束，电镜以电子束作照明束。
2）光镜用玻璃透镜，电镜用电磁透镜。
3）光镜对组成相形貌分析，电镜兼有组成相形貌和结构分析。
材料分析测试复习题及答案
1、分析电磁透镜对波的聚焦原理,说明电磁透镜的结构对聚焦能力的影响。
解:聚焦原理:通电线圈产生一种轴对称不均匀分布的磁场,磁力线围绕导线呈环状。
磁力线上任一点的磁感应强度B 可以分解成平行于透镜主轴的分量Bz 和垂直于透镜主轴的分量Br 。
速度为V 的平行电子束进入透镜磁场时在A 点处受到Br 分量的作用,由右手法则,电子所受的切向力Ft 的方向如下图(b );Ft 使电子获得一个切向速度Vt ,Vt 与Bz 分量叉乘,形成了另一个向透镜主轴靠近的径向力Fr ,使电子向主轴偏转。
当电子穿过线圈到达B 点位置时,Br 的方向改变了180°,Ft 随之反向,但是只是减小而不改变方向,因此,穿过线圈的电子任然趋向于主轴方向靠近。
结果电子作圆锥螺旋曲线近轴运动。
当一束平行与主轴的入射电子束通过投射电镜时将会聚焦在轴线上一点,这就是电磁透镜电子波的聚焦对原理。
(教材135页的图9.1 a,b 图)电磁透镜包括螺旋线圈,磁轭和极靴,使有效磁场能集中到沿轴几毫米的范围内,显著提高了其聚焦能力。
2、电磁透镜的像差是怎样产生的,如何来消除或减小像差?解:电磁透镜的像差可以分为两类:几何像差和色差。
几何像差是因为投射磁场几何形状上的缺陷造成的,色差是由于电子波的波长或能量发生一定幅度的改变而造成的。
几何像差主要指球差和像散。
球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造成的,像散是由透镜磁场的非旋转对称引起的。
消除或减小的方法:球差:减小孔径半角或缩小焦距均可减小球差,尤其小孔径半角可使球差明显减小。
像散:引入一个强度和方向都可以调节的矫正磁场即消像散器予以补偿。
色差:采用稳定加速电压的方法有效地较小色差。
3、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?解:光学显微镜的分辨本领取决于照明光源的波长。
电磁透镜的分辨率由衍射效应和球面像差来决定,球差是限制电磁透镜分辨本领的主要因素。
材料分析技术复习题
1 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。
2 什么是吸收限，为什么会出现吸收限?吸收限的公式如何表达，从物理上分析它和短波限的公式有什么区别？3解释KL 1L 24从产生机理上分析连续X 射线和特征X 射线的区别以及特征X 射线和荧光X 射线的区别 5 为使Cuk α线的强度衰减1/2，需要多厚的Ni 滤波片？（Ni 的μm=49.2/cm 2g -1 ,ρ=8.9/gcm -3）。
6 按照量子力学原理，受原子束缚的电子具有一定的能量，为何能被任意电场加速并瞬间吸收能量？7 请从入射角，入射波长和样品对转晶法，劳厄法，德拜法和XRD 方法进行比较？ 8 衍射分析的五个要素及其对结果的影响？9 为什么转晶法得到的底片中图像呈现的是直线？10 如何利用XRD 方法对物质进行定性分析？11 证明衍射分析中的厄瓦尔德球图解与布拉格方程等价12 XRD 工作方式中连续扫描就是让试样和探测器以什么样的角速度做匀速圆周运动，为什么？13 为什么X 射线衍射实验可以对混合物的各个相进行鉴别？14 为什么在XRD 中d 总是可靠的依据，而I 只是参考？15计算二氧化硅对于CuK α（波长为1.5418埃）的质量吸收系数（已知硅原子量为28.09，氧为16.0，对于CuK α辐射，硅的质量吸收系数为60.6，而氧的为11.5）16如果在短波限公式中不是利用Vhch eV 4.12max ===λυ，而是根据电磁学理论中的221mv eV = ，那么结果就变成了 V25.12=λ ，请问如何理解？ 17为了获得不同波长的X 射线，靶材可以选用过渡金属，那么采用W ，Ag ，Cu ，Fe 时，波长如何变化？为什么 ?18 用Mo 的K α（λ＝0.7107×10-10m ）辐射晶体Al （面心立方晶系 ，a ＝4.0491×10-10m ）， 求（1）（111）面的1，2，3级衍射的布拉格角能否出现，如果出现会是多少？（2）（202）（303）1级衍射的布拉格角能否出现，如果出现会是多少？19 用Mo 的K α（λ＝0.7107×10-10m ）辐射晶体Ag （体心立方晶系 ，a ＝4.0856×10-10m ）， 求（1）（112）面的1，2，3级衍射的布拉格角能否出现，如果出现会是多少？（2）（222）（333）1级衍射的布拉格角能否出现，如果出现会是多少？20已知NaCl为面心立方晶体，请标示出各个峰所对应的晶面指数，如果入射波为Cu的K α射线，（111）面的横坐标为27.34°，（220）面的横坐标为42.01°，请问NaCl的点阵常数为多少？（结果保留3位有效数字）。
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材料分析方法复习题
名词解释
分辨率:两物点间距（Δr0）定义为透镜能分辨的最小间距，即透镜分辨率（也称分辨本领）。
明场像：在电子显微镜中，用透明样品的非散射电子以及在物镜孔径角区域内的散射电子的 电子束对样品所形成的像。
为直射束成像。
暗场像:在电子显微镜中，仅利用透过样品的散射电子束对样品所形成的像。
景深：景深是指当成像时，像平面不动，在满足成像清晰的前提下，物平面沿轴线前后可移
动的距离 。
焦长：焦长是指物点固定不变（物距不变），在保持成像清晰的条件下，像平面沿透镜轴线
可移动的距离。
像差:在光学系统中，由透镜材料的特性、折射或反射表面的几何形状引起实际像与理想像
的偏差。
包括球差、像散、色差。
等厚条纹：在衍称图像上楔形边缘上得到几列明暗相间的条纹，同一条纹上晶体厚道相同，
所以称等厚条纹。
等倾条纹 ：由于样品弹性弯曲变形引起的，在衍称图像上出现的弯曲消光条纹称等倾条纹。
衬度：人眼观察物体感受到的光强度的差异。
质厚衬度： 由于样品质子数不同，所以在荧光屏上明或暗的区域形成质量衬度，而厚度t
不同所以在荧光屏上明或暗的区域形成厚度衬度，统称为质厚衬度。
衍射衬度：由于样品中不同晶体（或同一晶体不同位向）衍射条件不同而造成的衬度差.
双束近似 ：电子束穿过样品时，除透射束以外，只存在一束较强的衍射束（此衍射束的反
射晶面接近布拉格条件，存在偏离矢量 ） 故
柱体近似:所谓柱体近似就是把成像单元缩小到和一个晶胞相当的尺度。
消光距离：ξg 是衍衬理论中一个重要的参数，表示在精确符合布拉格条件时透射波与衍射
波之间能量交换或强度振荡的深度周期。
简答题
1、比较光学显微镜成像和透射电子显微镜成像的异同点。
同：都是要照明束照射样品，通过透镜，然后对组成相都可作形貌分析。
异 ：1）光镜用可见光作照明束，电镜以电子束作照明束。
2）光镜用玻璃透镜，电镜用电磁透镜。
3）光镜对组成相形貌分析，电镜兼有组成相形貌和结构分析。
2、试述薄晶体样品的衍射衬度形成原理，并画出明场像，暗场像，中心暗场像形成示意图。
原理：
薄晶体样品在电子束照射下，严格满足布拉格条件的晶面产生强衍射束，不严格满足布拉格
条件的晶面产生弱衍射束，不满足布拉格条件的晶面不产生衍射束，如果只让透射束通过物
镜光阑成像，则因样品中各晶面或强衍射束或弱衍射束或不衍射，导致透射束强度相应变化，
在荧光屏上形成衬度。
明场像： 中心暗场像：
暗场像：
D T I I I ＋＝0D T I
I I ＋＝0
3、试分别说明复型样品和金属薄膜样品在透射电镜中的形成的图像衬度原理。
4、与x射线衍射对比，（尤其透射电镜中的）电子衍射的特点是什么？
不同点:波长λ短,试样是薄片
1）.倒易点变成倒易杆
2.）不要精确满足布拉格条件
3）.衍射角很小
4）.衍射强度强,暴光时间短
5、画出透射电子显微镜光路示意图，并说明样品图像和衍射图像的成像过程的差别。
示意图P130
1）光镜用可见光作照明束，电镜以电子束作照明束。
2）光镜用玻璃透镜，电镜用电磁透镜。
3）光镜对组成相形貌分析，电镜兼有组成相形貌和结构分析。
6、某样品（立方晶系）的电子衍射图如图。
已知仪器的有效相机常数为32.819mm埃，各
衍射直径为：第一个环27.5mm，第二个环33.0mm，第三个环47.0mm，第四个环51.0mm。
计算出各衍射环对应的晶面间距d 值。
标定衍射花样并求晶格常数。
7、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？
电磁透镜的分辨率受两个因素控制：衍射效应和像差（主要是球差）。
孔径半角α对两个因素的影响作用相反。
方法：
8、简述选区电子衍射操作的步骤。
光阑选区衍射：先在明场像上找到感兴趣的微区，将其移到荧光屏中心，再用选区光阑套住微区而将其余部分挡掉。
9、说明透射电镜的工作原理及在材料科学研究中的应用。
工作原理：
电子枪发射的电子束在阳极加速电压作用下加速，经聚光镜会聚成平行电子束照明样品，穿过样品的电子束携带样品本身的结构信息，经物镜、中间镜、投影镜接力聚焦放大，以图像或衍射谱形式显示于荧光屏。
应用：一、复型样品的应用
1、样品的组织形貌分析
2、断口形貌分析
3、第二相的衍射分析
二、晶体薄膜样品的应用
1、晶体缺陷衍衬分析
2、组织观察
M 、B 、P 形貌及内部结构图像
3、衍射分析
选区衍射分析
10、透射电镜中有哪些主要光阑，在什么位置？并作用如何？
1）聚光镜光阑。
一般在第二聚光镜的下方。
作用是限制照明孔径角。
2）物镜光阑。
在物镜的后焦面上。
作用是使物镜孔径角减小，能减小像差，得到质量较高的显微图像。
另一个作用是在后焦面上套取衍射束的斑点成像，这就是所谓的暗场像。
3）选区光阑。
放在物镜的像平面位置。
作用是分析样品上的一个微小区域。
11、说明多晶、单晶及非晶电子衍射花样的特征及形成原理？
r r n r n r A
A μ
λααλλ
2.0200076003900,5.1,7570020max 00=∆=∆=-=∆∆ ＝，－＝对可见光，极限情况：越小，分辨率越高
越大，越大、越小，分辨率越高越小，
12、为什么衍射晶面和透射电子显微镜入射电子束之间的夹角不精确符合布拉格条件时仍能产生衍射？
原因：在进行电子衍射操作时采用薄晶样品，薄样品的倒易阵点会沿着样品厚度方向延伸成杆状，因此，增加了倒易阵点和厄瓦尔德球相交截的机会，结果使略为偏离布格条件的电子束也能发生衍射。
13、制备薄膜样品的基本要求是什么？具体工艺过程如何？双喷减薄和离子减薄各适用于制备什么样品?
基本要求：1.薄膜样品的组织结构必须和大块样品相同，在制备过程中，这些组织结构不发生变化。
2.薄膜样品厚度必须足够薄，只有能被电子束透过，才有可能进行观察和分析。
3.薄膜样品应有一定强度和刚度，在制备，夹持和操作过程中，在一定的机械力作用下不会引起变形或损坏。
4.在样品制备过程中不容许表面产生氧化和腐蚀。
氧化和腐蚀会使样品的透明度下降，并造成多种假象。
过程：第一步是从大块试样上切割厚度为0.3—0.5mm厚的薄片。
第二步骤是样品的预先减薄。
预先减薄的方法有两种，即机械法和化学法。
第三步骤是最终减薄。
最终减薄方法有两种，即双喷减薄和离子减薄。
双喷减薄：金属与部分合金
离子减薄：矿物、陶瓷、
半导体及多相合金。