材料结构表征复习题课
木材的结构表征和物理性能考核试卷
A.密度
B.纤维素含量
C.腐蚀性
D.水分含量
10.木材的硬度通常是指：（）
A.抗冲击性能
B.抗弯曲性能
C.抗磨损性能
D.抗拉性能
11.木材的剪切强度通常比其抗拉强度：（）
A.高
B.低
C.相等
D.无法确定
12.木材的软化点是指：（）
A.木材开始变形的温度
B.木材开始燃烧的温度
A.树种
B.年龄
C.生长环境
D.加工方法
8.木材的弹性模量与哪些因素有关？（）
A.树种
B.年龄
C.生长环境
D.加工方法
9.木材的抗弯强度受哪些因素影响？（）
A.纤维排列
B.加工工艺
C.树种
D.生长环境
10.木材的抗拉强度受哪些因素影响？（）
A.纤维排列
B.加工工艺
C.树种
D.生长环境
11.木材的压缩强度受哪些因素影响？（）
A.树种
B.加工工艺
C.生长环境
D.使用条件
20.木材的耐化学性受哪些因素影响？（）
A.树种
B.加工工艺
C.生长环境
D.使用条件
三、填空题（本题共25小题，每小题1分，共25分，请将正确答案填到题目空白处）
1.木材的基本单位是______，由______、______和______组成。
2.木材的细胞壁主要由______构成，而细胞腔主要由______构成。
二、多选题
1. ABCD 2. ABC 3. ABCD 4. ABC 5. ABCD 6. ABCD 7. ABCD 8. ABCD 9. ABCD 10. ABCD 11. ABCD 12. ABCD 13. ABCD 14. ABCD 15. ABCD 16. ABCD 17. ABCD 18. ABCD 19. ABCD 20. ABCD
东华大学材料结构表征及其应用作业答案
“材料研究方法与测试技术”课程练习题第二章红外光谱法1.为什么说红外光谱是分子振动光谱？分子吸收红外光的条件是什么？双原子基团伸缩振动产生的红外光谱吸收峰的位置主要与哪些因素有关?答案:这是由于红外光谱是由样品分子振动吸收特定频率红外光发生能级跃迁而形成的。
分子吸收红外光的条件是：(1)分子或分子中基团振动引起分子偶极矩发生变化；(2)红外光的频率与分子或分子中基团的振动频率相等或成整数倍关系。
双原子基团伸缩振动产生的红外光谱吸收峰的位置主要与双原子的折合质量（或质量)和双原子之间化学键的力常数(或键的强度；或键的离解能）有关。
2.用诱导效应、共轭效应和键应力解释以下酯类有机化合物的酯羰基吸收峰所处位置的范围与饱和脂肪酸酯的酯羰基吸收峰所处位置范围（17３５~１75０cm-１）之间存在的差异。
芳香酸酯：１7１5~1730ｃm-１α酮酯：1740～175５ｃm-1丁内酯：～１82０cm-1答案：芳香酸酯:苯环与酯羰基的共轭效应使其吸收峰波数降低;α酮酯：酯羰基与其相连的酮羰基之间既存在共轭效应，也存在吸电子的诱导效应，由于诱导效应更强一些，导致酯羰基吸收峰的波数上升；丁内酯：四元环的环张力使酯羰基吸收峰的波数增大。
3.从以下FTIR谱图中的主要吸收峰分析被测样品的化学结构中可能存在哪些基团？分别对应哪些吸收峰?答案:3４８6ｃｍ－1吸收峰:羟基（－OH）；3335cｍ-1吸收峰：胺基（－NH２或-NH-)；2971cm-1吸收峰和2８７0cｍ-1吸收峰：甲基(-C Ｈ3）或亚甲基(-ＣH２-)；２115ｃm－1吸收峰:炔基或累积双键基团(-N＝C＝Ｎ-);1７28cm-1吸收峰：羰基；１604ｃm-1吸收峰、15２6cm-１吸收峰和1458cｍ-１吸收峰:苯环;1１08cｍ-１吸收峰和11４8cm-1吸收峰：醚基（C-O-C)。
1２３２ｃｍ-1吸收峰和1247cｍ－１吸收峰：C-N。
第三章拉曼光谱法1. 影响拉曼谱峰位置(拉曼位移)和强度的因素有哪些？如果分子的同一种振动既有红外活性又有拉曼活性，为什么该振动产生的红外光谱吸收峰的波数和它产生的拉曼光谱峰的拉曼位移相等？答案：影响拉曼谱峰位置的因素主要有:样品分子的化学结构和样品的聚集态结构。
《材料表面界面和微结构分析表征》复习提纲1
《材料表面界面和微结构分析表征》复习提纲绪论掌握现代分析技术的原理、特点和分类。
作业与思考: 试述体分析,表面分析和微区分析的概念并举例.第一章表面科学与表面分1. 了解表面分析仪的组成、各部分的功能和要求；2. 掌握X-射线发射机理、命名、谱线波长和相对强度变化规律。
3. 掌握电子能量分析器工作原理以及表述方法。
作业与思考：1. 画图并通过数学推导详述CHA电子能量分析的工作原理；2. 画图并说明特征X-射线发射机理；3. 画图并说明特征X-射线的命名、谱线波长和相对强度的变化规律。
第二章俄歇电子能谱1. 掌握Auger效应，Auger 跃迁的过程和Auger 电子的命名2. 了解Auger电子能谱的认识3. 掌握决定Auger 峰能量的因素4. 了解Auger峰精细结构与化学状态分析5. 掌握Auger信号强度与AES 定量分析（概念、方法和公式等）。
作业与思考：1.分别画图并说明电子和X-射线与物质相互作用产生Auger 电子跃迁的过程；2.决定Auger 信号强度的主要因素有哪些？(1)元素电离几率；(2)Auger跃迁几率；(3)Auger的逃逸深度。
入射电流强度IP电离几率σax (1+γm )俄歇跃迁几率PA仪器因素T & D原子浓度NA信息深度Z3 AES 定性分析的依据是什么？(1)峰位(能量) ，由特定元素原子结构确定;(2)元素的峰数，由特定元素原子结构确定(可由量子力学估计);(3)各峰相对强度大小也是该元素特征;以上三条是俄歇能谱定性分析的依据，这些数据均有手册可查。
4. AES 定量分析方法和对应公式是什么？标样法灵敏度因素法5.根据不锈钢样品的AES谱图，量得Cr529(eV)、Fe703(eV) 和Ni848(eV)的Auger 峰高分别为4.6、9.8 和1.6，查表得Cr、Fe和Ni对应的灵敏度因子分别为0.28、0.19 和0.26,试计算该不锈钢样品表面的Fe、Cr 和Ni 的含量(%)。
3.1材料结构的表征
材料化学
材料结构的表征
材料结构表征的内容 *晶体结构的研究和表征 化学成分相同，但晶体结构不同，或相组成不同时， 材料性能往往不同。而晶体结构相同的材料，由于局部 点阵常数的改变，有些场合也是材料特性变化的重要因 素。晶体中的缺陷、各种类型的固溶体、烧结体及合金 晶界附近原子排列的无序等都会导致局部晶格畸变。所 以测定点阵常数，可以帮助我们了解晶体内部微小的变 化以及它们对材料特性产生的影响。晶体结构、点阵常 数可用X射线衍射和电子衍射等实验手段进行研究和表征。
材料化学
材料结构的表征
*晶态材料，应用射线结晶学等方法取得其晶体结 构方面的信息； *固体材料进行组成鉴定和结构测定（晶态还是非 晶态）之后，还必须接着进行下列工作： a.晶态材料——确定是单晶还是多晶 多晶——确定晶粒的数目、大小、形状和分 布的情况。 b.晶体结构的类型、点阵常数等。
材料化学
材料化学
材料结构的表征
*材料显微结构的研究 材料的显微结构受到材料化学组成、晶体结 构和工艺过程等因素的影响，它与材料性能有着 密切的关系。从某种意义上说，材料的显微结构 特征对材料性能起着决定性的作用。 材料显微结构的研究总的来说应包括以下主 要内容：
材料化学
材料结构的表征
（1）形貌观察及物相（组成、含量）分析。 （2）晶体结构（类型、点阵常数）的测定。 （3）固体结合键的类型及键力大小。 （4）杂质含量及分布情况。 （5）晶粒形态、大小、取向及其分布特征。 （6）晶粒中的晶格畸变和缺陷情况。 （7）晶体结构和畴结构及其分布特征。 （8）材料的应力状态及应变。
材料化学材料结构的表征来自材料结构表征的基本步骤和方法 对于材料（也可能是原料或半成品）的表征: (1)利用化学分析法、光谱分析法和X 射线粉末衍 射及性能测试来进行分析鉴定，即对未知固体 物质作出鉴定。 (2)测定它的结构，如果其结构尚属未知： *分子型材料，其几何学的细节可以从进一步的光 谱测量中获得；
材料结构表征重点 (2)
1紫外光谱1紫外吸收光谱：电子跃迁光谱，吸收光波长范围200-400nm（近紫外区），可用于结构鉴定和定量分析。
产生：外层电子从基态跃迁到激发态。
2四种电子能级跃迁所需能量ΔΕ大小顺序：n→π＊< π→π＊< n→σ＊< σ→σ＊3生色基：可以产生π→π* 和n→π*跃迁的基团。
如—C=C—，—N=N—，C=O，C=S，芳环，共轭双键4助色基;本身不具有生色基作用，但与生色基相连时，通过非键电子的分配，扩展了生色基的共轭效应，影响生色基的吸收波长，增大吸收系数，因常使化合物的颜色加深，故称助色基。
5红移：由于化合物结构变化（共轭、引入助色团取代基）或采用不同溶剂后，吸收峰位置向长波方向的移动，叫红移（长移）。
6蓝移：由于化合物结构变化（共轭、引入助色团取代基）或采用不同溶剂后，吸收峰位置向短波方向的移动，叫蓝移（紫移，短移）7吸收谱带的类型：R吸收带，K吸收带，B吸收带，E吸收带8.高强度的吸收为共轭重键，270nm以上左右的低强度吸收可能为醛酮的羰基吸收，210nm 左右的低强度吸收可能为羧基及其衍生物，250~300nm左右的中等强度吸收表明有芳环存在2红外光谱1红外光谱定义：当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收某些频率的辐射，并由其振动运动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生的分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁，从而形成的分子吸收光谱称为红外光谱。
又称为分子振动转动光谱。
2红外光谱图：纵坐标为吸收强度，横坐标为波长λ（微米）和波数1/λ单位：cm-1。
可分为两个区，即官能团区和指纹区。
mbert-Beer 定律:A=log(I0/I)=klcA: 吸光度I0,I: 入射光和透射光的强度k: 吸光系数l: 样品厚度c: 样品浓度4.IR产生的条件：(1)辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量；(2)辐射与物质间有相互偶合作用。
对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。
材料制备与表征复习资料
2009级《材料制备与表征》复习范围一．铁电材料1、感应式极化：离子晶体中最主要的极化形式是电子位移极化和离子位移极化，这两种极化都属于感应式极化，极化强度大小依赖于外施电场。
线性关系，E=0，P=0。
2、自发极化：铁电体所表现的自发极化，却是不依赖于外电场，并能随外电场反向而发生反转。
非线性关系，E=0，P≠0。
3、铁电体(ferroelectric)：具有自发极化，且自发极化方向能随外场改变的晶体。
它们最显著的特征，或者说宏观的表现就是具有电滞回线。
4、电滞回线(hysteresis curve)：铁电体在铁电态下极化对电场关系的典型回线。
5、电畴（domain）：在铁电体中，固有电偶极矩在一定的子区域内取向相同的这些区域就称为电畴或畴。
6、畴壁（domain wall）：畴的间界。
7、铁电相变：铁电相与顺电相之间的转变。
当温度超过某一值时，自发极化消失，铁电体变为顺电体。
8、居里温度（Curie temperature or Curie point）：铁电相变的温度。
9、铁电体的分类：1）按结晶化学；2）按力学性质；3）按相转变的微观机构；4）按极化轴多少。
10、铁电陶瓷：在一定温度范围内具有自发极化，且自发极化能为外电场所转向的陶瓷称为铁电陶瓷。
典型的铁电材料BaTiO3什么是电畴？电畴是如何形成的，180°畴和90°畴有何异同？答：在铁电体中，固有电偶极矩在一定的子区域内取向相同的这些区域就称为电畴或畴。
电畴的形成过程：新畴成核、畴的纵向长大、畴的横向扩张和畴的合并四个阶段。
180°畴自发极化方向相反，反平行，在晶体中不产生应力；180°畴前移速度比侧向移动速度快几个数量级。
畴壁薄。
90°畴的自发极化方向相互正交，有应力产生。
新畴的发展主要依靠外电场推动90°畴壁的侧向运动。
畴壁较厚。
自发极化与铁电体的概念？答：自发极化：铁电体所表现的自发极化，却是不依赖于外电场，并能随外电场反向而发生反转。
材料结构与表征-金属部分复习大纲2014-答案
《材料结构与表征》考试大纲金属部分：1．钢铁热处理有何特点及其适用范围是什么？定义：热处理是指将钢在固态下加热、保温和冷却。
以改变钢的组织结构，获得所需要性能的一种工艺；特点：热处理区别于其他加工工艺如铸造、压力加工等的特点是只通过改变工件的组织来改变性能，而不改变其形状；适用范围：只适用于固态下发生相变的材料，不发生固态相变的材料不能用热处理强化。
2．典型钢的普通热处理有哪些方法，适用范围如何？1、退火：将钢加热至适当温度保温，然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺。
如a、完全退火：细化组织和降低硬度提高塑性，去除内应力，主要用于亚共析钢铸、锻件；b、不完全退火：细化组织，降低硬度，主要用于中、高碳钢及低合金钢内的锻、轧件，组织细化程度低于完全退火；c、去应力退火：消除内应力，使之达到稳定状态，主要用于铸件、焊接件、锻轧件及机加工件。
对于过共析钢，必须采用正火消除网状渗碳体及其他组织缺陷后，才可采用这种退火法；2、正火：将亚共析钢加热到Ac3+30-50度，共析钢加热到Ac1+30-50度，过共析钢加热到Accm+30-50度保温后空冷的工艺。
适用范围：①低碳钢：提高硬度，改善加工性能，防止机加工粘刀，降低表面粗造度值；②中碳钢和合金钢：细化晶粒，均匀组织，为淬火做好准备；③高碳钢和高合金钢：消除网状碳化物，为球化退火作准备；④渗碳钢：消除渗层中的网状碳化物；⑤锻件和铸件：消除不正常组织（如粗晶等）；⑥要求不高的碳钢：消除不正常组织（如粗晶等）；3、淬火：将钢加热到临界点以上，保温后以大于Vk速度冷却，使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。
如a、单介质淬火：在单一冷却介质（如水、油、空气等）中淬火，达到硬度、强度等要求，为最常用的方法；b、双介质淬火：在两种淬火介质（如水—油、水—空气、油—空气等）中淬火，保证足够的淬硬层，避免淬裂，减少变形，适用于中、高碳钢零件和合金钢大型零件；c、分级淬火：先淬入浴槽中，使零件内外温度都达到浴槽介质的温度，然后再淬入另一种冷却较缓慢的介质，减少变形和开裂，适用于形状复杂、变形要求严格的零件，包括尺寸较小的合金钢、碳钢零件，尺寸较大零件或淬透性差的钢种；d、固溶处理：将其他相充分溶解到固溶体中，适用于沉淀硬化不锈钢、马氏体时效钢。
材料结构与表征金属部分整理题目
《材料结构与表征》考试大纲（金属部分）1. 热处理：是指将钢在固态下加热、保温和冷却，以改变钢的组织结构，获得所需要性能的一种工艺•热处理区别于其他加工工艺如铸造、压力加工等的特点是只通过改变工件的组织来改变性能，而不改变其形状。
只适用于固态下发生相变的材料，不发生固态相变的材料不能用热处理强化。
热处理原理：描述热处理时钢中组织转变的规律称热处理原理。
热处理工艺：根据热处理原理制定的温度、时间、介质等参数称热处理工-f-p乙。
加热是热处理的第一道工序。
加热分两种：一种是在A1以下加热，不发生相变；另一种是在临界点以上加热，目的是获得均匀的奥氏体组织，称奥氏体化。
2. 大晶系包含的点阵类型为什么不是28种，而是14种？划分点阵类型的原则有两个，分别是：1）晶胞的顶点、面心、体心均为等同点；2）不改变对称性。
根据条件1,每种晶系应该都包括4种点阵类型，即简单点阵、底心点阵、面心点阵、体心点阵。
似乎7大晶系应该共包括28种点阵类型。
但是，依据条件2,根据旋转对称性，这28种点阵类型中有14种是重复的。
3. 从晶体结构和堆垛模式说明为什么FCC和HCP如此相似。
根据FCC和HCP晶体的堆垛特点论证这两种晶体中的八面体和四面体间隙尺寸必相同。
1）主要从HCP和FCC两种晶体按密排面的堆垛次序来讨论。
HCP晶体的密排面为（0001）面。
从图1-15可以看出晶胞中部（处）2的密排原子层相对于底层错动了l［1010］，而顶层又相对于中间层错动了,1010］。
3 3因此，沿［0001］方向看，底层和顶层原子是重合的。
也就是说，HCP晶体按密排面（0001）的堆垛次序是ABAB••…。
图1-15 HCP晶胞沿（0001 ）面的堆垛FCC晶体的密排面是（111）面。
如图1-16所示，第二层（111）面上的W原子和第一层（111）面上的X、丫、Z原子相切，投影应该在XYZ三角形的重心上。
因此，第二层相对于第一层错动了丄［112］。
材料结构表征及应用复习资料.
2.7激光拉曼光谱
1.几个基本概念？
1拉曼散射当一束频率为υ0的入射光照射到气体、液体或透明晶体样品上时，绝大部分可以通过，大约有0.1%的入射光子与样品发生碰撞后向各个方向散射。若入射光子与样品分子之间发生碰撞有能量交换，即称为非弹性碰撞，这种光的散射称为拉曼散射。
3肯定法这种分析方法主要针对谱图上强的吸收带，确定是属于什么官能团，然后再分析具有较强特征性的吸收带。
3.影响谱图质量的因素？
1仪器参数的影响光通量、增益、扫描次数等直接影响信噪比S/N.
2环境的影响光谱中的吸收带并非都是由样品本身产生的，潮湿的空气、样品的污染、残留溶剂、由玛瑙研钵或玻璃器皿所带入的二氧化硅，溴化钾压片时吸附的水等原因均可产生附加的吸收带，故在光谱解析时应特别注意。
材料结构表征及应用复习资料
--2013材料化学
第一章绪论
1.材料研究的四大要素：材料的固有性质、材料的结构、材料的使用性能、材料的合成与加工；
2.材料的固有性质大都取决于物质的电子结构、原子结构和化学键结构。
3.材料结构表征的三大任务及主要测试技术：
1化学成分分析：传统的化学分析技术、质谱、色谱、红外光谱、核磁共振、X射线光电子能谱；
2结构测定：X射线衍射、电子衍射、中子衍射、热分析；
3形貌观察：光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、原子力显微镜；
第二章红外光谱及激光拉曼光谱
2.1红外光谱的基本原理
1.红外光谱定义：当用一束具有连续波长的红外光照射物质时，该物质的分子就要吸收一定波长的红外光的光能，并将其转变为分子的振动能和转动能，从而引起分子振动—转动能级的跃迁。通过仪器记录下不同波长的透过率(或吸光度)的变化曲线，即是该物质的红外吸收光谱。
材料结构表征及应用思考题
材料结构表征及应用思考题Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT第二章1、什么是贝克线其移动规律如何有什么作用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，在这轮廓附近可以看到一条比较明亮的线细线，当升降镜筒时，亮线发生移动，这条明亮的细线称为贝克线。
贝克线的移动规律：提升镜筒，贝克线向折射率大的介质移动。
根据贝克线的移动，可以比较相邻两晶体折射率的相对大小。
2、单偏光镜和正交偏光镜有什么区别单偏光下和正交偏光下分别可以观察哪些现象单偏光（仅使用下偏光）下可以观察晶体的形态、结晶习性、解理、颜色以及突起、糙面、多色性和吸收性，比较晶体的折光率（贝克线移动），用油浸法测定折光率等，对矿物鉴定十分重要。
正交偏光镜：联合使用上、下偏光镜，且两偏光镜的振动面处于互相垂直位置。
可看到消光现象、球晶。
第三章1. 电子透镜的分辨率受哪些条件的限制透镜的分辨率主要取决于照明束波长λ。
其次还有透镜孔径半角和物方介质折射率。
2. 透射电镜主要分为哪几部分电子光线系统（镜筒）、电源系统、真空系统和操作控制系统。
3. 透射电镜的成像原理是什么透射电镜，通常采用热阴极电子枪来获得电子束作为照明源。
热阴极发射的电子，在阳极加速电压的作用下，高速穿过阳极孔，然后被聚光镜会聚成具有一定直径的束斑照到样品上。
具有一定能量的电子束与样品发生作用，产生反映样品微区厚度、平均原子序数、晶体结构或位向差别的多种信息。
透过样品的电子束强度，其取决于这些信息，经过物镜聚焦放大在其平面上形成一幅反映这些信息的透射电子像，经过中间镜和投影镜进一步放大，在荧光屏上得到三级放大的最终电子图像，还可将其记录在电子感光板或胶卷上。
4. 请概述透射电镜的制样方法。
支持膜法，复型法、晶体薄膜法和超薄切片法。
高分子材料必要时还需染色、刻蚀。
5. 扫描电镜的工作原理是什么由三极电子枪发射出来的电子束，在加速电压作用下，经过2～3个电子透镜聚焦后，在样品表面按顺序逐行进行扫描，激发样品产生各种物理信号，如二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线、俄歇电子等。
中南大学材料结构分析试题及答案(5套)
材料结构分析试题1材料学院 材料科学与工程 专业 年级 班级 材料结构分析 课程 200 —200 学年 第 学期（ ）卷 期末考试题（ 120 分钟） 考生姓名 学 号 考试时间 题 号 得 分分 数主考教师： 阅卷教师：一、基本概念题（共8题，每题7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？ 2．下列哪些晶面属于[111]晶带？（111）、（321）、（231）、（211）、（101）、（101）、（133），（0），（12），（12），（01），（212），为什么？-1-1-1-3-1 3．多重性因子的物理意义是什么？某立方晶系晶体，其{100}的多重性因子是多少？如该晶体转变为四方晶系，这个晶面族的多重性因子会发生什么变化？为什么？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？5．透射电镜主要由几大系统构成? 各系统之间关系如何?6．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? 7．什么是消光距离? 影响晶体消光距离的主要物性参数和外界条件是什么? 8．倒易点阵与正点阵之间关系如何? 画出fcc 和bcc 晶体的倒易点阵，并标出基本矢量a *, b *, c *。
二、综合及分析题（共4题，每题11分）1．决定X 射线强度的关系式是Mce A F P V V mc e R I I 22222230)()(32-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=θθφπλ， 试说明式中各参数的物理意义?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？3．请导出电子衍射的基本公式，解释其物理意义，并阐述倒易点阵与电子衍射图之间有何对应关系? 解释为何对称入射(B//[uvw])时，即只有倒易点阵原点在爱瓦尔德球面上，也能得到除中心斑点以外的一系列衍射斑点?4．单晶电子衍射花样的标定有哪几种方法？图1是某低碳钢基体铁素体相的电子衍射花样，请以尝试—校核法为例，说明进行该电子衍射花样标定的过程与步骤。
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51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
材料结构表征复习题课
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
材表复习题答案(曾巍)
电流，使其物平面由物镜背焦面下降到物镜像平面处。 6） 什么是影响电磁透镜分辨本领的主要因素？透射电镜的分辨率是多少，提高分别率的途
径。
因为电磁透镜总是会聚透镜，所以球差是影响电磁透镜分辨本领的主要因素。如同时考
虑衍射和球差对分辨率的影响，则在 rs
1 4
Cs
3
r0
0.61 N sin
0.61 N
r0
辨率将迅速变差，为减小球
差，孔径半角α 宜取得小
其半径(折算到透镜物平面) 可由下式确定：
rA fA ， f A 为由透镜
磁场非旋转对称产生的焦距 差。 像散是像差中对电子显微镜 获得高分辨本领有严重影响 的缺陷，但它能通过消像散 器有效地加以补偿矫正 造成电子束能量变化的原因 很多，主要由两方面的因素： ①电子枪加速电压的不稳 定，引起照明电子束的能量 波动； ②即使单一能量的电子束通 过样品后，也将与样品原子 的核外电子发生非弹性散射 而造成能量损失；另外，透 镜电流的波动Δ I，虽然与电 子速度无关，但Δ I 也影响焦 距的变化，同样造成像的失 焦现象。
电子枪优点缺点钨丝灯价格便宜真空度要求低操作温度高寿命短能量发散度高lab亮度较钨丝灯高能量散布较小加热活性强真空要求高冷场发射亮度最高能量散布最小分辨率最高允许低电压操作超高真空度要求材料强度要求高发射总电流小热场发射免除了针尖flashing的需要发射电流稳定较低真空要求电子能量散布较冷式大35倍分辨率较差试比较电磁透镜在成像中与玻璃薄凸透镜的异同性
围内也存在着一个最小散焦斑，称为色差散
焦斑 r0
C0
|
E E
|
C0为电子透镜的色差
系数，Δ E/E为成像电子束能量变化率
优化措施 最小散焦斑的半径：
材料结构表征复习题课
计算题：
用Cu的Kα 射线在直径为57.3cm的德拜相机上照得一张衍 射花样，试计算Kα双线在θ=10度角处的分离度数和毫米数。
答：查表可得 CuK1 0.154051nm CuK 2 0.154433nm
假的设 角度CuK2对满1 应足的下衍面射公角式：1 为10o，根据Bragg公式CuK的2 衍射线对应
sin2 sin10 K 2 K1 0.154433 0.154051 1.0025
2 10.0025o
则两条线在照片上的分离角度为0.0025o,线分离距离 为L：
L 2 R 2 0.002557.3 10 0.05mm
180
180
计算题：
一个体心正交晶系的晶胞参数为: a=0.286nm, b=0.300nm, c=0.320nm。利用λ＝0.1790nm的X射线照 射，其衍射仪谱图上最初三条谱线对应的角度是多少， 它们分别来自哪个晶面？
6. SEM形貌像中，样品表面突起的部分通常（）。
1. 在X 射线物象分析中，定性分析用的卡片是 由 粉末衍射标准联合 委员会编制，称为 JCPDS 卡片，又称为 PDF(或ASTM) 卡片。 2. X 射线衍射方法有 劳厄法 、 转晶法 、 粉 晶法 和 衍射仪法 。 3. 电磁透镜的像差有 球差 、 色差 、 像散 和 畸变 。 4. X射线是电磁波，波长为0.001-10nm。 5. 方程2dsinθ=λ叫Bragg方程，其中θ为 Bragg角。 6. SEM形貌像中，样品表面突起的部分通常较亮。
011 24.1380o 101 24.8216o 110 25.6179o
衍射仪上前三个峰对应的角度分别为48.28o, 49.64o和51.24o。它们分别来自(011)、(101)和 （110）晶面。
结构材料复习资料
第一章钢的合金化原理一、填空题1、合金元素在钢中的存在形式有以固溶体形式存在、形成强化相、形成非金属夹杂物、以游离态存在。
2、合金钢按用途可分成结构钢、工具钢和特殊性能刚三类。
3、按照与铁的相互作用的特点，合金元素分为 A 形成元素和 F 形成元素。
4、奥氏体形成元素降低A3点，提高A4点。
5、按照与碳相互作用的特点，合金元素分为非碳化物形成元素和碳化物形成元素。
6、所有的合金元素均使S点左移，这意味着合金钢共析点的碳浓度将移向---低碳方向，使共析体中的含碳量降低。
7、几乎所有的合金元素（除Co外）均使C曲线向右移动，其结果是降低了钢的临界冷却速度，提高了钢的淬透性。
,8、几乎所有的合金元素（除Co、Al外）都使Ms、Mf点降低，因此淬火后相同碳含量的合金钢比碳钢的残余 A 增多，使钢的硬度降低，疲劳抗力下降。
二、名词解释合金元素：为保证获得所要求的组织结构，物理、化学性能而特别添加到钢中的化学元素。
合金钢：在化学成分上特别添加合金元素用以保证一定的生产和加工工艺以及所要求的组织与性能的铁基合金。
奥氏体形成元素：使A3点↓，A4点↑，在较宽的成分范围内，促使奥氏体形成，即扩大了γ相区。
铁素体形成元素：使A3点↑，A4点↓，在较宽的成分范围内，促进铁素体形成，依缩小γ相区的程度又分为两小类。
二次淬火：已淬火的高合金钢中的残余奥氏体在回火冷却中转变为马氏体的现象。
二次硬化：钢在回火时出现的硬度回升现象。
三、问答题1、合金元素在钢中有哪几种存在形式这些存在形式对钢的性能有什么影响,（1）以溶质形式溶入固溶体，如：溶入铁素体，奥氏体和马氏体中。
（有利）（2）形成强化相，形成碳化物或金属间化合物。
（有利）（3）形成非金属夹杂物，如氧化物（Al2O3、SiO2等），氮化物和硫化物（MnS、FeS等）（有害、尽量减少）（4）以游离态存在，如C以石墨状态存在（一般也有害）元素以哪种形式存在，取决于元素的种类、含量、冶炼方法及热处理工艺等。
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sin2 sin10 K 2 K1 0.154433 0.154051 1.0025
2 10.0025o
则两条线在照片上的分离角度为0.0025o,线分离距离 为L：
L 2 gRg 2 0.002557.3 10 0.05mm
180
180
计算题：
用Cu的Kα 射线在直径为57.3cm的德拜相机上照得一张衍 射花样，试计算Kα双线在θ=10度角处的分离度数和毫米数。
答：查表可得 CuK1 0.154051nm CuK 2 0.154433nm
假的设 角度CuK2对满1 应足的下衍面射公角式：1 为10o，根据Bragg公式CuK的2 衍射线对应
(hk0)系列晶面
220
020
220 由于晶体是面心立方，只有h
和k为偶数的晶面才有衍射。
200 000
220 020
200 a
因此在原点周围8个点对应的晶 面应该分别属于<200>和<220>
220晶面族。
选择题
1、元素成分和价态分析的手段包括： a）WDS、EDS和XRD；b）WDS、EDS和 XPS cX2a））、PSTX表ER面MD形、和貌WSE的DMS手；和段bX包）PS括S；E：Md）和XTREMD、；FTIR和 c）EDS和XPS；d）STM和SEM
3、透射电镜的两种主要功能： （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
填空题
1. 在X 射线物象分析中，定性分析用的卡片是由
( )委员会编制，称为
卡片，又称为()
卡片。
2. X 射线衍射方法有 ( ) 、 ( )、 ( )
和( )。3. 电磁透镜的像源自有 ( ) 、 ( ) 、 ( )
和 ( )。
4. X射线是（），波长为（）。
5. 方程2dsinθ=λ叫（）方程，其中θ为（）角。
衍射仪上前三个峰对应的角度分别为48.28o, 49.64o和51.24o。它们分别来自(011)、(101)和 （110）晶面。
如果是面心晶胞呢？
如下衍射花样是电子束沿面心立方单晶的[001]晶带 轴入射时产生的衍射斑点，如何确定中心斑点周围八 个点的指标。
b
根据晶带定律，[001]晶带的晶面应该是
6. SEM形貌像中，样品表面突起的部分通常（）。
1. 在X 射线物象分析中，定性分析用的卡片是 由 粉末衍射标准联合 委员会编制，称为 JCPDS 卡片，又称为 PDF(或ASTM) 卡片。 2. X 射线衍射方法有 劳厄法 、 转晶法 、 粉 晶法 和 衍射仪法 。 3. 电磁透镜的像差有 球差 、 色差 、 像散 和 畸变 。 4. X射线是电磁波，波长为0.001-10nm。 5. 方程2dsinθ=λ叫Bragg方程，其中θ为 Bragg角。 6. SEM形貌像中，样品表面突起的部分通常较亮。
4、说明阿贝成像原理及其在透射电镜中的具体 应用方式。
平行入射波受到有周期性特征物体的散射作用在 物镜的后焦面上形成衍射谱，各级衍射波通过干 涉重新在像平面上形成反映物的特征的像。 利用阿贝成像原理，样品对电子束起散射作用， 在物镜的后焦面上可以获得晶体的衍射谱，在物 镜的像面上形成反映样品特征的形貌像。当中间 镜的物面取在物镜后焦面时, 则将衍射谱放大，则 在荧光屏上得到一幅电子衍射花样；当中间镜物 面取在物镜的像面上时，则将图像进一步放大,这 就是电子显微镜中的成像操作
计算题：
一个体心正交晶系的晶胞参数为: a=0.286nm, b=0.300nm, c=0.320nm。利用λ＝0.1790nm的X射线照 射，其衍射仪谱图上最初三条谱线对应的角度是多少， 它们分别来自哪个晶面？
由于是体心晶胞，只有h+k+l为偶数的晶面才会出现衍射， 即只有（110），（200），（211） 等晶面才能有衍射。 由于晶胞属于正交晶系，来自<110>晶面族的三个晶面 （110）, (101), (011)的晶面间距都不相同。因此在衍射
3．X射线扫描仪的工作方式有哪两种？各有 什么优缺点？
连续式和步进式 连续式：快速、方便；但有滞后和平滑效 应，造成分辨率低、线形畸变 步进式：无滞后和平滑效应，峰位准确、 分辨率好，但测试时间较长。
5．透射电镜分析中有哪几种衬度，分别适用 于何种试样？
质厚衬度、衍射衬度和相位衬度 质厚衬度：适用于非晶体薄膜和复形膜试 样所成图象的解释 衍射衬度和相位衬度：适用于晶体薄膜试 样所成图象的解释
1 b2
1 c2
1 0.3002
1 0.3202
d011 0.2189nm
根据Bragg方程： 2d011 sin011 0.1790 2d101 sin101 0.1790 2d110 sin110 0.1790
011 24.1380o 101 24.8216o 110 25.6179o
仪谱图上的最初三条衍射线应该来自这三个晶面。根据晶 胞参数，可以得到三个晶面的晶面间距如下：
1 11 1
1
d2 110
a2
b2
0.2862
0.3002
1 11 1
1
d2 101
a2
c2
0.2862
0.3202
d110 0.207nm d101 0.2132nm
1 d2
001
5. 简述能谱仪和波谱仪的工作原理。
能谱仪主要由Si(Li)半导体探测器、在电子束照射下，样 品发射所含元素的荧光标识X射线，这些X射线被Si(Li)半 导体探测器吸收，进入探测器中被吸收的每一个X射线光 子都使硅电离成许多电子—空穴对，构成一个电流脉冲， 经放大器转换成电压脉冲，脉冲高度与被吸收的光子能量 成正比。最后得到以能量为横坐标、强度为纵坐标的X射 线能量色散谱。 在波谱仪中，在电子束照射下，样品发 出所含元素的特征x射线。若在样品上方水平放置一块具 有适当晶面间距d的晶体，入射X射线的波长、入射角和 晶面间距三者符合布拉格方程时，这个特征波长的X射线 就会发生强烈衍射。波谱仪利用晶体衍射把不同波长的X 射线分开，即不同波长的X射线将在各自满足布拉格方程 的2θ方向上被检测器接收，最后得到以波长为横坐标、强 度为纵坐标的X射线能量色散谱。
简答题
1． 什么是XPS的化学位移？
同种原子处于不同化学环境而引起的电子结 合能的变化，在谱线上造成的位移称为化学 位移。
2．透射电镜中如何获得明场像、暗场像和中 心暗场像？
如果让透射束进入物镜光阑，而将衍射束挡 掉，在成像模式下，就得到明场象。如果把 物镜光阑孔套住一个衍射斑，而把透射束挡 掉，就得到暗场像，将入射束倾斜，让某一 衍射束与透射电镜的中心轴平行，且通过物 镜光阑就得到中心暗场像。
判断题
1．透射电镜图像的衬度与样品成分无关。 （ ） 2．扫描电镜的二次电子像的分辨率比背散射电 子像更高。（ ） 3．电磁透镜的数值孔径与折射率有关。 （） 4． 放大倍数是判断显微镜性能的根本指标。 （） 5．在样品台转动的工作模式下，X射线衍射仪探 头转动的角速度是样品转动角速度的二倍。（） 6. 扫描电镜的分辨率比透射电镜高。（）
需要掌握的知识点：
1. X射线的产生（特征X射线） 2. Bragg方程的原理。 3. 晶体的消光规律。 4. 晶面间距的计算（到正交晶系）。 5. 掌握德拜照相和衍射仪法的工作原理（德拜法中如何 确定衍射角）。 6. 掌握EDS和WDS的工作原理及优缺点。 7. 掌握XPS的工作原理，双靶的目的。 8. TEM的工作原理及衬度、相差来源。 9. 选区电子衍射的工作流程及原理，它与XRD的比较。晶 带定律。 10. 扫描电镜的成像原理。衬度来源及分辨率影响因素。