材料分析方法答案

1第一章一、選擇題1用來進行晶體結(jié)構(gòu)分析的X射線學分支是（）AX射線透射學；BX射線衍射學；CX射線光譜學；D其它2M層電子回遷到K層后，多余的能量放出的特征X射線稱（）AK；BK；CK；DL。3當X射線發(fā)生裝置是CU靶，濾波片應選（）ACU；BFE；CNI；DMO。4當電子把所有能量都轉(zhuǎn)換為X射線時，該X射線波長稱（）A短波限0；B激發(fā)限K；C吸收限；D特征X射線5當X射線將某物質(zhì)原子的K層電子打出去后，L層電子回遷K層，多余能量將另一個L層電子打出核外，這整個過程將產(chǎn)生（）（多選題）A光電子；B二次熒光；C俄歇電子；D（AC）二、正誤題1隨X射線管的電壓升高，0和K都隨之減小。（）2激發(fā)限與吸收限是一回事，只是從不同角度看問題。（）3經(jīng)濾波后的X射線是相對的單色光。（）4產(chǎn)生特征X射線的前提是原子內(nèi)層電子被打出核外，原子處于激發(fā)狀態(tài)。（）5選擇濾波片只要根據(jù)吸收曲線選擇材料，而不需要考慮厚度。（）三、填空題1當X射線管電壓超過臨界電壓就可以產(chǎn)生X射線和X射線。2X射線與物質(zhì)相互作用可以產(chǎn)生、。3經(jīng)過厚度為H的物質(zhì)后，X射線的強度為。4X射線的本質(zhì)既是也是，具有性。5短波長的X射線稱，常用于；長波長的X射線稱，常用于。習題1X射線學有幾個分支每個分支的研究對象是什么2分析下列熒光輻射產(chǎn)生的可能性，為什么（1）用CUKX射線激發(fā)CUK熒光輻射；（2）用CUKX射線激發(fā)CUK熒光輻射；（3）用CUKX射線激發(fā)CUL熒光輻射。3什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“熒光輻射”、“吸收限”、“俄歇效應”、“發(fā)射譜“吸收譜”4X射線的本質(zhì)是什么它與可見光、紫外線等電磁波的主要區(qū)別何在用哪些物理量描述它5產(chǎn)生X射線需具備什么條件26射線具有波粒二象性，其微粒性和波動性分別表現(xiàn)在哪些現(xiàn)象中7計算當管電壓為50KV時，電子在與靶碰撞時的速度與動能以及所發(fā)射的連續(xù)譜的短波限和光子的最大動能。8特征X射線與熒光X射線的產(chǎn)生機理有何異同某物質(zhì)的K系熒光X射線波長是否等于它的K系特征X射線波長9連續(xù)譜是怎樣產(chǎn)生的其短波限與某物質(zhì)的VEHC301024吸收限有何不同（V和VK以KV為單位）KKKVEHC312410射線與物質(zhì)有哪些相互作用規(guī)律如何對X射線分析有何影響反沖電子、光電子和俄歇電子有何不同11試計算當管壓為50KV時，射線管中電子擊靶時的速度和動能，以及所發(fā)射的連續(xù)譜的短波限和光子的最大能量是多少12為什么會出現(xiàn)吸收限K吸收限為什么只有一個而L吸收限有三個當激發(fā)X系熒光射線時，能否伴生L系當L系激發(fā)時能否伴生K系13已知鉬的K071，鐵的K193及鈷的K179，試求光子的頻率和能量。試計算鉬的K激發(fā)電壓，已知鉬的K0619。已知鈷的K激發(fā)電壓VK771KV，試求其K。14X射線實驗室用防護鉛屏厚度通常至少為LMM，試計算這種鉛屏對CUK、MOK輻射的透射系數(shù)各為多少15如果用1MM厚的鉛作防護屏，試求CRK和MOK的穿透系數(shù)。16厚度為1MM的鋁片能把某單色射線束的強度降低為原來的239，試求這種射線的波長。試計算含WC08，WCR4，WW18的高速鋼對MOK輻射的質(zhì)量吸收系數(shù)。17欲使鉬靶射線管發(fā)射的射線能激發(fā)放置在光束中的銅樣品發(fā)射K系熒光輻射，問需加的最低的管壓值是多少所發(fā)射的熒光輻射波長是多少18什么厚度的鎳濾波片可將CUK輻射的強度降低至入射時的70如果入射X射線束中K和K強度之比是51，濾波后的強度比是多少已知M4903CM2G，M290CM2G。19如果CO的K、K輻射的強度比為51，當通過涂有15MGCM2的FE2O3濾波片后，強度比是多少已知FE2O3的524GCM3，鐵對COK的M371CM2G，氧對COK的M15CM2G。20計算0071NM（MOK）和0154NM（CUK）的射線的振動頻率和能量。（答案4231018SL，28010L5J，1951018S1，L291015J）21以鉛為吸收體，利用MOK、RHK、AGKX射線畫圖，用圖解法證明式（116）的正確性。（鉛對于上述射線的質(zhì)量吸收系數(shù)分別為1228，8413，6614CM2G）。再由曲線求出鉛對應于管電壓為30KV條件下所發(fā)出的最短波長時質(zhì)量吸收系數(shù)。22計算空氣對CRK的質(zhì)量吸收系數(shù)和線吸收系數(shù)（假設空氣中只有質(zhì)量分數(shù)80的氮和質(zhì)量分數(shù)20的氧，空氣的密度為129103GCM3）。（答案2697CM2G，348102CM123為使CUK線的強度衰減12，需要多厚的NI濾波片（NI的密度為890GCM3）。CUK1和CUK2的強度比在入射時為21，利用算得的NI濾波片之后其比值會有什3么變化24試計算CU的K系激發(fā)電壓。（答案8980）25試計算CU的KL射線的波長。（答案01541NM）第二章一、選擇題1有一倒易矢量為，與它對應的正空間晶面是（）。CBAG2A（210）；B（220）；C（221）；D（110）；。2有一體心立方晶體的晶格常數(shù)是0286NM，用鐵靶K（K0194NM）照射該晶體能產(chǎn)生（）衍射線。A三條；B四條；C五條；D六條。3一束X射線照射到晶體上能否產(chǎn)生衍射取決于（）。A是否滿足布拉格條件；B是否衍射強度I0；CAB；D晶體形狀。4面心立方晶體（111）晶面族的多重性因素是（）。A4；B8；C6；D12。二、正誤題1倒易矢量能唯一地代表對應的正空間晶面。（）2X射線衍射與光的反射一樣，只要滿足入射角等于反射角就行。（）3干涉晶面與實際晶面的區(qū)別在于干涉晶面是虛擬的，指數(shù)間存在公約數(shù)N。（）4布拉格方程只涉及X射線衍射方向，不能反映衍射強度。（）5結(jié)構(gòu)因子F與形狀因子G都是晶體結(jié)構(gòu)對衍射強度的影響因素。（）三、填空題1倒易矢量的方向是對應正空間晶面的；倒易矢量的長度等于對應。2只要倒易陣點落在厄瓦爾德球面上，就表示該滿足條件，能產(chǎn)生。3影響衍射強度的因素除結(jié)構(gòu)因素、晶體形狀外還有，。4考慮所有因素后的衍射強度公式為，對于粉末多晶的相對強度為。5結(jié)構(gòu)振幅用表示，結(jié)構(gòu)因素用表示，結(jié)構(gòu)因素0時沒有衍射我們稱或。對于有序固溶體，原本消光的地方會出現(xiàn)。四、名詞解釋1倒易點陣2系統(tǒng)消光3衍射矢量4形狀因子5相對強度1、試畫出下列晶向及晶面（均屬立方晶系）111。121，21，（00）（110），21（123）（21）。2、下面是某立方晶系物質(zhì)的幾個晶面間距，試將它們從大到小按次序重新排列。（12）（100）（200）（11）（121）（111）（10）（220）（030）（21）（110）3323、當波長為的X射到晶體并出現(xiàn)衍射線時，相鄰兩個（HKL）反射線的程差是多少相鄰兩個（HKL）反射線的程差又是多少4、畫出FE2B在平行于（010）上的部分倒易點。FE2B屬正方晶系，點陣參數(shù)AB0510NM,C0424NM。45、判別下列哪些晶面屬于11晶帶（0），（13），（12），（2），（01），13（212）。6、試計算（11）及（2）的共同晶帶軸37、鋁為面心立方點陣，A0409NM。今用CRKA（0209NM）攝照周轉(zhuǎn)晶體相，X射線垂直于001。試用厄瓦爾德圖解法原理判斷下列晶面有無可能參與衍射（111），（200），（220），（311），（331），（420）。8、畫出六方點陣（001）倒易點，并標出A,B，若一單色X射線垂直于B軸入射，試用厄爾德作圖法求出（120）面衍射線的方向。9、試簡要總結(jié)由分析簡單點陣到復雜點陣衍射強度的整個思路和要點。10、試述原子散射因數(shù)F和結(jié)構(gòu)因數(shù)的物理意義。結(jié)構(gòu)因數(shù)與哪些因素有關系2HKLF11、計算結(jié)構(gòu)因數(shù)時，基點的選擇原則是什么如計算面心立方點陣，選擇0，0，0（1，1，0）、0，1，0與1，0，0四個原子是否可以，為什么12、當體心立方點陣的體心原子和頂點原子種類不相同時，關于HKL偶數(shù)時，衍射存在，HKL奇數(shù)時，衍射相消的結(jié)論是否仍成立13、計算鈉原子在頂角和面心，氯原子在棱邊中心和體心的立方點陣的結(jié)構(gòu)因數(shù)，并討論。14、今有一張用CUKA輻射攝得的鎢體心立方的粉末圖樣，試計算出頭四根線條的相對積分強度不計E2M和A（）。若以最強的一根強度歸一化為100，其他線強度各為多少這些線條的值如下，按下表計算。線條/HKLP1SINMFF2PF2強度歸一化1234203292364436第三章五、選擇題1最常用的X射線衍射方法是（）。A勞厄法；B粉末多法；C周轉(zhuǎn)晶體法；D德拜法。2德拜法中有利于提高測量精度的底片安裝方法是（）。A正裝法；B反裝法；C偏裝法；DAB。3德拜法中對試樣的要求除了無應力外，粉末粒度應為（）。A250目；C在250325目之間；D任意大小。4測角儀中，探測器的轉(zhuǎn)速與試樣的轉(zhuǎn)速關系是（）。A保持同步11；B21；C12；D10。5衍射儀法中的試樣形狀是（）。A絲狀粉末多晶；B塊狀粉末多晶；C塊狀單晶；D任意形狀。5六、正誤題1大直徑德拜相機可以提高衍射線接受分辨率，縮短暴光時間。（）2在衍射儀法中，衍射幾何包括二個圓。一個是測角儀圓，另一個是輻射源、探測器與試樣三者還必須位于同一聚焦圓。（）3選擇小的接受光欄狹縫寬度，可以提高接受分辨率，但會降低接受強度。（）4德拜法比衍射儀法測量衍射強度更精確。（）5衍射儀法和德拜法一樣，對試樣粉末的要求是粒度均勻、大小適中，沒有應力。（）七、填空題1在粉末多晶衍射的照相法中包括、和。2德拜相機有兩種，直徑分別是和MM。測量角時，底片上每毫米對應和。3衍射儀的核心是測角儀圓，它由、和共同組成。4可以用作X射線探測器的有、和等。5影響衍射儀實驗結(jié)果的參數(shù)有、和等。八、名詞解釋1偏裝法2光欄3測角儀4聚焦圓5正比計數(shù)器6光電倍增管習題1CUK輻射（0154NM）照射AG（FCC）樣品，測得第一衍射峰位置238，試求AG的點陣常數(shù)。2試總結(jié)德拜法衍射花樣的背底來源，并提出一些防止和減少背底的措施。3粉末樣品顆粒過大或過小對德拜花樣影響如何為什么板狀多晶體樣品晶粒過大或過小對衍射峰形影響又如何4試從入射光束、樣品形狀、成相原理（厄瓦爾德圖解）、衍射線記錄、衍射花樣、樣品吸收與衍射強度（公式）、衍射裝備及應用等方面比較衍射儀法與德拜法的異同點。5衍射儀與聚焦相機相比，聚焦幾何有何異同6從一張簡單立方點陣物的德拜相上，已求出四根高角度線條的角（系由CUK所產(chǎn)生）及對應的干涉指數(shù)，試用“ACOS2”的圖解外推法求出四位有效數(shù)字的點陣參數(shù)。HKL532620443541611540621角72087793811187447根據(jù)上題所給數(shù)據(jù)用柯亨法計算點陣參數(shù)至四位有效數(shù)字。68用背射平板相機測定某種鎢粉的點陣參數(shù)。從底片上量得鎢的400衍射環(huán)直徑2LW5120毫米，用氮化鈉為標準樣，其640衍射環(huán)直徑2LNACL3640毫米。若此二衍射環(huán)均系由CUKL輻射引起，試求精確到四位數(shù)字的鎢粉的點陣參數(shù)值。9試用厄瓦爾德圖解來說明德拜衍射花樣的形成。10同一粉末相上背射區(qū)線條與透射區(qū)線條比較起來其較高還是較低相應的D較大還是較小既然多晶粉末的晶體取向是混亂的，為何有此必然的規(guī)律11衍射儀測量在人射光束、試樣形狀、試樣吸收以及衍射線記錄等方面與德拜法有何不同12測角儀在采集衍射圖時，如果試樣表面轉(zhuǎn)到與入射線成30角，則計數(shù)管與人射線所成角度為多少能產(chǎn)生衍射的晶面，與試樣的自由表面呈何種幾何關系13CUK輻射（0154NM）照射AG（FCC）樣品，測得第一衍射峰位置238，試求AG的點陣常數(shù)。14試總結(jié)德拜法衍射花樣的背底來源，并提出一些防止和減少背底的措施。15圖題為某樣品德拜相（示意圖），攝照時未經(jīng)濾波。巳知1、2為同一晶面衍射線，3、4為另一晶面衍射線試對此現(xiàn)象作出解釋16粉未樣品顆粒過大或過小對德拜花樣影響如何為什么板狀多晶體樣品晶粒過大或過小對衍射峰形影響又如何17試從入射光束、樣品形狀、成相原理（厄瓦爾德圖解）、衍射線記錄、衍射花樣、樣品吸收與衍射強度（公式）、衍射裝備及應用等方面比較衍射儀法與德拜法的異同點。18衍射儀與聚焦相機相比，聚焦幾何有何異同第四章九、選擇題1測定鋼中的奧氏體含量，若采用定量X射線物相分析，常用方法是（）。A外標法；B內(nèi)標法；C直接比較法；DK值法。2X射線物相定性分析時，若已知材料的物相可以查（）進行核對。AHANAWALT索引；BFENK索引；CDAVEY索引；DA或B。3德拜法中精確測定點陣常數(shù)其系統(tǒng)誤差來源于（）。A相機尺寸誤差；B底片伸縮；C試樣偏心；DABC。4材料的內(nèi)應力分為三類，X射線衍射方法可以測定（）。A第一類應力（宏觀應力）；B第二類應力（微觀應力）；C第三類應力；DABC。5SIN2測量應力，通常取為（）進行測量。7A確定的角；B045之間任意四點；C0、45兩點；D0、15、30、45四點。十、正誤題1要精確測量點陣常數(shù)。必須首先盡量減少系統(tǒng)誤差，其次選高角度角，最后還要用直線外推法或柯亨法進行數(shù)據(jù)處理。（）2X射線衍射之所以可以進行物相定性分析，是因為沒有兩種物相的衍射花樣是完全相同的。（）3理論上X射線物相定性分析可以告訴我們被測材料中有哪些物相，而定量分析可以告訴我們這些物相的含量有多少。（）4只要材料中有應力就可以用X射線來檢測。（）5衍射儀和應力儀是相同的，結(jié)構(gòu)上沒有區(qū)別。（）十一、填空題6在一定的情況下，SIN；所以精確測定點陣常數(shù)應選擇。7X射線物相分析包括和，而更常用更廣泛。8第一類應力導致X射線衍射線；第二類應力導致衍射線；第三類應力導致衍射線。9X射線測定應力常用儀器有和，常用方法有和。10X射線物相定量分析方法有、等。十二、名詞解釋1柯亨法2HANAWALT索引3直接比較法4SIN2法習題1ATIO2（銳鐵礦）與RTIO2（金紅石）混合物衍射花樣中兩相最強線強度比IATIO2IRTO215。試用參比強度法計算兩相各自的質(zhì)量分數(shù)。2求淬火后低溫回火的碳鋼樣品，不含碳化物（經(jīng)金相檢驗），A（奧氏體）中含碳1，M（馬氏體）中含碳量極低。經(jīng)過衍射測得A220峰積分強度為233（任意單位），M200峰積分強度為1632，試計算該鋼中殘留奧氏體的體積分數(shù)（實驗條件FEK輻射，濾波，室溫20，F(xiàn)E點陣參數(shù)A02866NM，奧氏體點陣參數(shù)A0357100044WC，WC為碳的質(zhì)量分數(shù)。3在FE2O3FE2O3及FE3O4混合物的衍射圖樣中，兩根最強線的強度比IFE2O3/IFE3O413，試借助于索引上的參比強度值計算FE2O3的相對含量。4一塊淬火低溫回火的碳鋼，經(jīng)金相檢驗證明其中不含碳化物，后在衍射儀上用FEK照射，分析出相含1碳，相含碳極低，又測得220線條的累積強度為540，211線條的累積強度為512，如果測試時室溫為31，問鋼中所含奧氏體的體積百分數(shù)為多少5一個承受上下方向純拉伸的多晶試樣，若以X射線垂直于拉伸軸照射，問在其背射8照片上衍射環(huán)的形狀是什么樣的為什么6不必用無應力標準試樣對比，就可以測定材料的宏觀應力，這是根據(jù)什么原理7假定測角儀為臥式，今要測定一個圓柱形零件的軸向及切向應力，問試樣應該如何放置8總結(jié)出一條思路，說明平面應力的測定過程。9今要測定軋制73黃銅試樣的應力，用COK照射（400），當0時測得21501，當45時215099，問試樣表面的宏觀應力為若干（已知A3695埃，E883101010牛米2，035）10物相定性分析的原理是什么對食鹽進行化學分析與物相定性分析，所得信息有何不同11物相定量分析的原理是什么試述用K值法進行物相定量分析的過程。12試借助PDF（ICDD）卡片及索引，對表1、表2中未知物質(zhì)的衍射資料作出物相鑒定。表1。D/I/I1D/I/I1D/I/I1366501461010610317100142501011022480131300961019140123100851018330112101602010810表2。D/I/I1D/I/I1D/I/I12405012610093102095012520085102031001201008120175401062008020147301021013在一塊冷軋鋼板中可能存在哪幾種內(nèi)應力它的衍射譜有什么特點按本章介紹的方法可測出哪一類應力14一無殘余應力的絲狀試樣，在受到軸向拉伸載荷的情況下，從垂直絲軸的方向用單色射線照射，其透射針孔相上的衍射環(huán)有何特點15射線應力儀的測角器2掃描范圍143163，在沒有“應力測定數(shù)據(jù)表”的情況下，應如何為待測應力的試件選擇合適的射線管和衍射面指數(shù)（以CU材試件為例說明之）。16在水平測角器的衍射儀上安裝一側(cè)傾附件，用側(cè)傾法測定軋制板材的殘余應力，當測量軋向和橫向應力時，試樣應如何放置17用側(cè)傾法測量試樣的殘余應力，當0和45時，其X射線的穿透深度有何變化18ATIO2（銳鈦礦）與RTIO2（金紅石）混合物衍射花樣中兩相最強線強度比IA9TIO2IRTIO215試用參比強度法計算兩相各自的質(zhì)量分數(shù)。19某淬火后低溫回火的碳鋼樣品，不含碳化物（經(jīng)金相檢驗）。A（奧氏體中含碳1，M（馬氏體）中含碳量極低。經(jīng)過衍射測得A220峰積分強度為233（任意單位M211峰積分強度為1632。試計算該鋼中殘留奧氏體的體積分數(shù)（實驗條件FEK輻射，濾波，室溫20。FE點陣參數(shù)A02866NM，奧氏體點陣參數(shù)A0。357100044WC，WC為碳的質(zhì)量分數(shù)）。20某立方晶系晶體德拜花樣中部分高角度線條數(shù)據(jù)如右表所列。試用“A一COS2”的圖解外推法求其點陣常數(shù)（準確到4位有效數(shù)字）。H2K2L2SIN2380911440095634109761420998021欲在應力儀（測角儀為立式）上分別測量圓柱形工件之軸向、徑向及切向應力工件各應如何放置10第五章十三、選擇題1若H800電鏡的最高分辨率是05NM，那么這臺電鏡的有效放大倍數(shù)是（）。A1000；B10000；C40000；D600000。2可以消除的像差是（）。A球差；B像散；C色差；DAB。3可以提高TEM的襯度的光欄是（）。A第二聚光鏡光欄；B物鏡光欄；C選區(qū)光欄；D其它光欄。4電子衍射成像時是將（）。A中間鏡的物平面與與物鏡的背焦面重合；B中間鏡的物平面與與物鏡的像平面重合；C關閉中間鏡；D關閉物鏡。5選區(qū)光欄在TEM鏡筒中的位置是（）。A物鏡的物平面；B物鏡的像平面C物鏡的背焦面；D物鏡的前焦面。十四、正誤題1TEM的分辨率既受衍射效應影響，也受透鏡的像差影響。（）2孔徑半角是影響分辨率的重要因素，TEM中的角越小越好。（）3有效放大倍數(shù)與儀器可以達到的放大倍數(shù)不同，前者取決于儀器分辨率和人眼分辨率，后者僅僅是儀器的制造水平。（）4TEM中主要是電磁透鏡，由于電磁透鏡不存在凹透鏡，所以不能象光學顯微鏡那樣通過凹凸鏡的組合設計來減小或消除像差，故TEM中的像差都是不可消除的。（）5TEM的景深和焦長隨分辨率R0的數(shù)值減小而減??；隨孔徑半角的減小而增加；隨放大倍數(shù)的提高而減小。（）十五、填空題11TEM中的透鏡有兩種，分別是和。12TEM中的三個可動光欄分別是位于，位于，位于。13TEM成像系統(tǒng)由、和組成。14TEM的主要組成部分是、和觀；輔助部分由、和組成。15電磁透鏡的像差包括、和。十六、名詞解釋5景深與焦長6電子槍7點分辨與晶格分辨率8消像散器9選區(qū)衍射1110分析型電鏡11極靴12有效放大倍數(shù)13ARIY斑14孔徑半角思考題1什么是分辨率，影響透射電子顯微鏡分辨率的因素是哪些2有效放大倍數(shù)和放大倍數(shù)在意義上有何區(qū)別3球差、像散和色差是怎樣造成的如何減小這些像差哪些是可消除的像差4聚光鏡、物鏡和投影鏡各自具有什么功能和特點5影響電磁透鏡景深和焦長的主要因素是什么景深和焦長對透射電子顯微鏡的成像和設計有何影響6消像散器的作用和原理是什么7何為可動光闌第二聚光鏡光闌、物鏡光闌和選區(qū)光闌在電鏡的什么位置它們各具有什么功能8比較光學顯微鏡和電子顯微鏡成像的異同點。電子束的折射和光的折射有何異同點9比較靜電透鏡和磁透鏡的聚焦原理。10球差、色差和像散是怎樣造成的用什么方法可以減小這些像差11說明透鏡分辨率的物理意義，用什么方法提高透鏡的分辨率12電磁透鏡的景深和焦長是受哪些因素控制的13說明透射電鏡中物鏡和中間鏡在成像時的作用。14物鏡光闌和選區(qū)光闌各具有怎樣的功能15點分辨率和晶格分辨率在意義上有何不同16電子波有何特征與可見光有何異同17分析電磁透鏡對電子波的聚焦原理，說明電磁透鏡結(jié)構(gòu)對聚焦能力的影響。18說明影響光學顯微鏡和電磁透鏡分辨率的關鍵因素是什么如何提高電磁透分辨率19電磁透鏡景深和焦長主要受哪些因素影響說明電磁透鏡的景深大、焦長長，是什么因素影響的結(jié)果假設電磁透鏡沒有像差，也沒有衍射AIRY斑，即分辨率極高，此時景深和焦長如何20透射電鏡主要由幾大系統(tǒng)構(gòu)成各系統(tǒng)之間關系如何21照明系統(tǒng)的作用是什么它應滿足什么要求22成像系統(tǒng)的主要構(gòu)成及其特點是什么23分別說明成像操作與衍射操作時各級透鏡（像平面與物平面）之間的相對位置關系，并畫出光路圖。24樣品臺的結(jié)構(gòu)與功能如何它應滿足哪些要求25透射電鏡中有哪些主要光闌，在什么位置其作用如何26如何測定透射電鏡的分辨卒與放大倍數(shù)。電鏡的哪些主要參數(shù)控制著分辨率與放大倍數(shù)12第六章十七、選擇題1單晶體電子衍射花樣是（）。A規(guī)則的平行四邊形斑點；B同心圓環(huán)；C暈環(huán)；D不規(guī)則斑點。2薄片狀晶體的倒易點形狀是（）。A尺寸很小的倒易點；B尺寸很大的球；C有一定長度的倒易桿；D倒易圓盤。3當偏離矢量S0；DIGIMAX。3已知一位錯線在選擇操作反射G1（110）和G2（111）時，位錯不可見，那么它的15布氏矢量是（）。AB（010）；BB（110）；CB（011）；DB（010）。4當?shù)诙嗔Ｗ优c基體呈共格關系時，此時的成像襯度是（）。A質(zhì)厚襯度；B衍襯襯度；C應變場襯度；D相位襯度。5當?shù)诙嗔Ｗ优c基體呈共格關系時，此時所看到的粒子大小（）。A小于真實粒子大?。籅是應變場大??；C與真實粒子一樣大小；D遠遠大于真實粒子。二十二、判斷題1實際電鏡樣品的厚度很小時,能近似滿足衍襯運動學理論的條件,這時運動學理論能很好地解釋襯度像。（）2厚樣品中存在消光距離G，薄樣品中則不存在消光距離G。（）3明場像是質(zhì)厚襯度，暗場像是衍襯襯度。（）4晶體中只要有缺陷，用透射電鏡就可以觀察到這個缺陷。（）5等厚消光條紋和等傾消光條紋通常是形貌觀察中的干擾，應該通過更好的制樣來避免它們的出現(xiàn)。（）二十三、填空題21運動學理論的兩個基本假設是和。22對于理想晶體，當或連續(xù)改變時襯度像中會出現(xiàn)或。23對于缺陷晶體，缺陷襯度是由缺陷引起的導致衍射波振幅增加了一個，但是若2的整數(shù)倍時，缺陷也不產(chǎn)生襯度。24一般情況下，孿晶與層錯的襯度像都是平行，但孿晶的平行線，而層錯的平行線是的。25實際的位錯線在位錯線像的，其寬度也大大小于位錯線像的寬度，這是因為位錯線像的寬度是寬度。二十四、名詞解釋19中心暗場像20消光距離G21等厚消光條紋和等傾消光條紋22不可見性判據(jù)23應變場襯度習題71制備薄膜樣品的基本要求是什么具體工藝如何雙噴減薄與離子減薄各適用于制備什么樣品72何謂襯度TEM能產(chǎn)生哪幾種襯度象，是怎樣產(chǎn)生的，都有何用途73畫圖說明衍襯成象原理，并說明什么是明場象，暗場象和中心暗場象。1674衍襯運動學理論的最基本假設是什么怎樣做才能滿足或接近基本假設75用理想晶體衍襯運動學基本方程解釋等厚條紋與等傾條紋。76用缺陷晶體衍襯運動學基本方程解釋層錯與位錯的襯度形成原理。77要觀察鋼中基體和析出相的組織形態(tài)，同時要分析其晶體結(jié)構(gòu)和共格界面的位向關系，如何制備樣品以怎樣的電鏡操作方式和步驟來進行具體分析78什么是消光距離/影響消光距離的主要物性參數(shù)和外界條件是什么79什么是雙束近似單束成像，為什么解釋衍襯象有時還要拍攝相應衍射花樣710用什么辦法、根據(jù)什么特征才能判斷出FCC晶體中的層錯是抽出型的還是插入型的711怎樣確定球型沉淀是空位型還是間隙型的712當下述像相似時，寫出區(qū)別它們的實驗方法及區(qū)別根據(jù)。1）球形共格沉淀與位錯線垂直于試樣表面的位錯。2）垂直于試樣表面的晶界和交叉位錯像。3）片狀半共格沉淀和位錯環(huán)。4）不全位錯和全位錯。711層錯和大角晶界均顯示條紋襯度，那么如何區(qū)分層錯和晶界第八章二十五、選擇題1僅僅反映固體樣品表面形貌信息的物理信號是（）。A背散射電子；B二次電子；C吸收電子；D透射電子。2在掃描電子顯微鏡中，下列二次電子像襯度最亮的區(qū)域是（）。A和電子束垂直的表面；B和電子束成30的表面；C和電子束成45的表面；D和電子束成60的表面。3可以探測表面1NM層厚的樣品成分信息的物理信號是（）。A背散射電子；B吸收電子；C特征X射線；D俄歇電子。4掃描電子顯微鏡配備的成分分析附件中最常見的儀器是（）。A波譜儀；B能譜儀；C俄歇電子譜儀；D特征電子能量損失譜。5波譜儀與能譜儀相比，能譜儀最大的優(yōu)點是（）。A快速高效；B精度高；C沒有機械傳動部件；D價格便宜。二十六、判斷題1掃描電子顯微鏡中的物鏡與透射電子顯微鏡的物鏡一樣。（）2掃描電子顯微鏡的分辨率主要取決于物理信號而不是衍射效應和球差。（）3掃描電子顯微鏡的襯度和透射電鏡一樣取決于質(zhì)厚襯度和衍射襯度。（）4掃描電子顯微鏡具有大的景深，所以它可以用來進行斷口形貌的分析觀察。（）175波譜儀是逐一接收元素的特征波長進行成分分析；能譜儀是同時接收所有元素的特征X射線進行成分分析的。（）二十七、填空題26電子束與固體樣品相互作用可以產(chǎn)生、等物理信號。27掃描電子顯微鏡的放大倍數(shù)是的掃描寬度與的掃描寬度的比值。在襯度像上顆粒、凸起的棱角是襯度，而裂紋、凹坑則是襯度。28分辨率最高的物理信號是為NM，分辨率最低的物理信號是為NM以上。29電子探針包括和兩種儀器。30掃描電子顯微鏡可以替代進行材料觀察，也可以對進行分析觀察。二十八、名詞解釋24背散射電子、吸收電子、特征X射線、俄歇電子、二次電子、透射電子。25電子探針、波譜儀、能譜儀。習題1掃描電子顯微鏡有哪些特點2電子束和固體樣品作用時會產(chǎn)生哪些信號它們各具有什么特點3掃描電子顯微鏡的分辨率和信號種類有關試將各種信號的分辨率高低作一比較。4掃描電子顯微鏡的放大倍數(shù)是如何調(diào)節(jié)的試和透射電子顯微鏡作一比較。5表面形貌襯度和原子序數(shù)襯度各有什么特點6和波譜儀相比，能譜儀在分析微區(qū)化學成分時有哪些優(yōu)缺點18部分習題解1X射線學有幾個分支每個分支的研究對象是什么答X射線學分為三大分支X射線透射學、X射線衍射學、X射線光譜學。X射線透射學的研究對象有人體，工件等，用它的強透射性為人體診斷傷病、用于探測工件內(nèi)部的缺陷等。X射線衍射學是根據(jù)衍射花樣，在波長已知的情況下測定晶體結(jié)構(gòu)，研究與結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)變化的相關的各種問題。X射線光譜學是根據(jù)衍射花樣，在分光晶體結(jié)構(gòu)已知的情況下，測定各種物質(zhì)發(fā)出的X射線的波長和強度，從而研究物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)和成分。2分析下列熒光輻射產(chǎn)生的可能性，為什么（1）用CUKX射線激發(fā)CUK熒光輻射；（2）用CUKX射線激發(fā)CUK熒光輻射；（3）用CUKX射線激發(fā)CUL熒光輻射。答根據(jù)經(jīng)典原子模型，原子內(nèi)的電子分布在一系列量子化的殼層上，在穩(wěn)定狀態(tài)下，每個殼層有一定數(shù)量的電子，他們有一定的能量。最內(nèi)層能量最低，向外能量依次增加。根據(jù)能量關系，M、K層之間的能量差大于L、K成之間的能量差，K、L層之間的能量差大于M、L層能量差。由于釋放的特征譜線的能量等于殼層間的能量差，所以K的能量大于KA的能量，KA能量大于LA的能量。因此在不考慮能量損失的情況下（1）CUKA能激發(fā)CUKA熒光輻射；（能量相同）（2）CUK能激發(fā)CUKA熒光輻射；（KKA）（3）CUKA能激發(fā)CULA熒光輻射；（KALA）3什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“熒光輻射”、“吸收限”、“俄歇效應”答當射線通過物質(zhì)時，物質(zhì)原子的電子在電磁場的作用下將產(chǎn)生受迫振動，受迫振動產(chǎn)生交變電磁場，其頻率與入射線的頻率相同，這種由于散射線與入射線的波長和頻率一致，位相固定，在相同方向上各散射波符合相干條件，故稱為相干散射。當射線經(jīng)束縛力不大的電子或自由電子散射后，可以得到波長比入射射線長的射線，且波長隨散射方向不同而改變，這種散射現(xiàn)象稱為非相干散射。一個具有足夠能量的射線光子從原子內(nèi)部打出一個K電子，當外層電子來填充K空位時，將向外輻射K系射線，這種由射線光子激發(fā)原子所發(fā)生的輻射過程，稱熒光輻射?；蚨螣晒?。指射線通過物質(zhì)時光子的能量大于或等于使物質(zhì)原子激發(fā)的能量，如入射光子的能量必須等于或大于將K電子從無窮遠移至K層時所作的功W，稱此時的光子波長稱為K系的吸收限。當原子中K層的一個電子被打出后，它就處于K激發(fā)狀態(tài)，其能量為EK。如果一個L層電子來填充這個空位，K電離就變成了L電離，其能由EK變成EL，此時將釋EKEL19的能量，可能產(chǎn)生熒光射線，也可能給予L層的電子，使其脫離原子產(chǎn)生二次電離。即K層的一個空位被L層的兩個空位所替代，這種現(xiàn)象稱俄歇效應。4產(chǎn)生X射線需具備什么條件答實驗證實在高真空中，凡高速運動的電子碰到任何障礙物時，均能產(chǎn)生X射線，對于其他帶電的基本粒子也有類似現(xiàn)象發(fā)生。電子式X射線管中產(chǎn)生X射線的條件可歸納為1，以某種方式得到一定量的自由電子；2，在高真空中，在高壓電場的作用下迫使這些電子作定向高速運動；3，在電子運動路徑上設障礙物以急劇改變電子的運動速度。5射線具有波粒二象性，其微粒性和波動性分別表現(xiàn)在哪些現(xiàn)象中答波動性主要表現(xiàn)為以一定的頻率和波長在空間傳播，反映了物質(zhì)運動的連續(xù)性；微粒性主要表現(xiàn)為以光子形式輻射和吸收時具有一定的質(zhì)量，能量和動量，反映了物質(zhì)運動的分立性。6計算當管電壓為50KV時，電子在與靶碰撞時的速度與動能以及所發(fā)射的連續(xù)譜的短波限和光子的最大動能。解已知條件U50KV電子靜止質(zhì)量M0911031KG光速C2998108M/S電子電量E16021019C普朗克常數(shù)H66261034JS電子從陰極飛出到達靶的過程中所獲得的總動能為EEU16021019C50KV8011018KJ由于E1/2M0V02所以電子與靶碰撞時的速度為V02E/M01/242106M/S所發(fā)射連續(xù)譜的短波限0的大小僅取決于加速電壓0（）12400/V伏0248輻射出來的光子的最大動能為E0H0HC/01991015J7特征X射線與熒光X射線的產(chǎn)生機理有何異同某物質(zhì)的K系熒光X射線波長是否等于它的K系特征X射線波長答特征X射線與熒光X射線都是由激發(fā)態(tài)原子中的高能級電子向低能級躍遷時，多余能量以X射線的形式放出而形成的。不同的是高能電子轟擊使原子處于激發(fā)態(tài)，高能級電20子回遷釋放的是特征X射線；以X射線轟擊，使原子處于激發(fā)態(tài)，高能級電子回遷釋放的是熒光X射線。某物質(zhì)的K系特征X射線與其K系熒光X射線具有相同波長。8連續(xù)譜是怎樣產(chǎn)生的其短波限與某物質(zhì)的VEHC20104吸收限有何不同（V和VK以KV為單位）KKKVEHC214答當射線管兩極間加高壓時，大量電子在高壓電場的作用下，以極高的速度向陽極轟擊，由于陽極的阻礙作用，電子將產(chǎn)生極大的負加速度。根據(jù)經(jīng)典物理學的理論，一個帶負電荷的電子作加速運動時，電子周圍的電磁場將發(fā)生急劇變化，此時必然要產(chǎn)生一個電磁波，或至少一個電磁脈沖。由于極大數(shù)量的電子射到陽極上的時間和條件不可能相同，因而得到的電磁波將具有連續(xù)的各種波長，形成連續(xù)射線譜。在極限情況下，極少數(shù)的電子在一次碰撞中將全部能量一次性轉(zhuǎn)化為一個光量子，這個光量子便具有最高能量和最短的波長，即短波限。連續(xù)譜短波限只與管壓有關，當固定管壓，增加管電流或改變靶時短波限不變。原子系統(tǒng)中的電子遵從泡利不相容原理不連續(xù)地分布在K,L,M,N等不同能級的殼層上，當外來的高速粒子（電子或光子）的動能足夠大時，可以將殼層中某個電子擊出原子系統(tǒng)之外，從而使原子處于激發(fā)態(tài)。這時所需的能量即為吸收限，它只與殼層能量有關。即吸收限只與靶的原子序數(shù)有關，與管電壓無關。9為什么會出現(xiàn)吸收限K吸收限為什么只有一個而L吸收限有三個當激發(fā)K系熒光射線時，能否伴生L系當L系激發(fā)時能否伴生K系答一束X射線通過物體后，其強度將被衰減，它是被散射和吸收的結(jié)果。并且吸收是造成強度衰減的主要原因。物質(zhì)對X射線的吸收，是指X射線通過物質(zhì)對光子的能量變成了其他形成的能量。X射線通過物質(zhì)時產(chǎn)生的光電效應和俄歇效應，使入射X射線強度被衰減，是物質(zhì)對X射線的真吸收過程。光電效應是指物質(zhì)在光子的作用下發(fā)出電子的物理過程。因為L層有三個亞層，每個亞層的能量不同，所以有三個吸收限，而K只是一層，所以只有一個吸收限。激發(fā)K系光電效應時，入射光子的能量要等于或大于將K電子從K層移到無窮遠時所做的功WK。從X射線被物質(zhì)吸收的角度稱入K為吸收限。當激發(fā)K系熒光X射線時，能伴生L系，因為L系躍遷到K系自身產(chǎn)生空位，可使外層電子遷入，而L系激發(fā)時不能伴生K系。10已知鉬的K071，鐵的K193及鈷的K179，試求光子的頻率和能量。試計算鉬的K激發(fā)電壓，已知鉬的K0619。已知鈷的K激發(fā)電壓VK771KV，試求其K。解由公式KAC/KA及EH有對鉬，3108/07110104231018（HZ）21E663103442310182801015（J）對鐵，3108/（1931010）1551018（HZ）E663103415510181031015（J）對鈷，3108/17910101681018（HZ）E663103416810181111015（J）由公式K124/VK，對鉬VK124/K124/0061920KV對鈷K124/VK124/7710161NM161。11X射線實驗室用防護鉛屏厚度通常至少為LMM，試計算這種鉛屏對CUK、MOK輻射的透射系數(shù)各為多少解穿透系數(shù)IH/IOEMH，其中M質(zhì)量吸收系數(shù)/CM2G1，密度/GCM3H厚度/CM，本題PB1134GCM3,H01CM對CRK，查表得M585CM2G1，其穿透系數(shù)IH/IOEMHE585113401782E2897130對MOK，查表得M141CM2G1，其穿透系數(shù)IH/IOEMHE141113401362E7012512厚度為1MM的鋁片能把某單色射線束的強度降低為原來的239，試求這種射線的波長。試計算含WC08，WCR4，WW18的高速鋼對MOK輻射的質(zhì)量吸收系數(shù)。解IHI0E/HI0EMH式中M/稱質(zhì)量衷減系數(shù)，其單位為CM2G，為密度，H為厚度。今查表AL的密度為270G/CM3H1MM,IH239I0帶入計算得M530查表得007107NM（MOK）M1M12M2IMI1,2I為吸收體中的質(zhì)量分數(shù)，而M1，M2MI各組元在一定X射線衰減系數(shù)M080704304181054（108418）383497612（CM2G）14欲使鉬靶X射線管發(fā)射的X射線能激發(fā)放置在光束中的銅樣品發(fā)射K系熒光輻射，問需加的最低的管壓值是多少所發(fā)射的熒光輻射波長是多少解EVKHC/VK662610342998108/1602101907110101746KV0124/VNM124/1746NM0071NM其中H為普郎克常數(shù)，其值等于66261034E為電子電荷，等于16021019C22故需加的最低管電壓應1746KV，所發(fā)射的熒光輻射波長是0071納米。15什么厚度的鎳濾波片可將CUK輻射的強度降低至入射時的70如果入射X射線束中K和K強度之比是51，濾波后的強度比是多少已知M4903CM2G，M290CM2G。解有公式II0EUMMI0EUT查表得890G/CM3UM4903CM2/G因為II070UMT07解得T0008MM所以濾波片的厚度為0008MM又因為I50EMT0EMT帶入數(shù)據(jù)解得I/288濾波之后的強度之比為29116如果CO的K、K輻射的強度比為51，當通過涂有15MGCM2的FE2O3濾波片后，強度比是多少已知FE2O3的524GCM3，鐵對COK的M371CM2G，氧對COK的M15CM2G。解設濾波片的厚度為TT15103/524000286CM由公式II0EUMT得IA5IOEUMAFET，IIOEUMOT；查表得鐵對COK的M595,氧對COK的M202；M（K）07595032024771；M（K）0737103152642I/I5EUMT/EUMT5EXPMFE2O3K524000286/EXPMFE2O3K5240002865EXP4771524000286/EXP26425240002865EXP（324）128答濾波后的強度比為1281。17計算0071NM（MOK）和0154NM（CUK）的X射線的振動頻率和能量。解對于某物質(zhì)X射線的振動頻率；能量WHC其中C為X射線的速度299810M/S8為物質(zhì)的波長；H為普朗克常量為6625J3410S對于MOKK1898234107/2SMSWH1365J1579223對于CUKK2SMSWHK36JJ52918以鉛為吸收體，利用MOK、RHK、AGKX射線畫圖，用圖解法證明式（116）的正確性。（鉛對于上述射線的質(zhì)量吸收系數(shù)分別為1228，8413，6614CM2G）。再由曲線求出鉛對應于管電壓為30KV條件下所發(fā)出的最短波長時質(zhì)量吸收系數(shù)。解查表得以鉛為吸收體即Z82K33Z3MMO071403642006981228RH061502331284698413AG056701821003496614畫以M為縱坐標，以3Z3為橫坐標曲線得K849104，可見下圖鉛發(fā)射最短波長0124103/V00413NM3Z338844103M33CM3/G19計算空氣對CRK的質(zhì)量吸收系數(shù)和線吸收系數(shù)（假設空氣中只有質(zhì)量分數(shù)80的氮和質(zhì)量分數(shù)20的氧，空氣的密度為129103GCM3）。解M082770240122168023018（CM2/G）M3018129103389102CM120為使CUK線的強度衰減12，需要多厚的NI濾波片（NI的密度為890GCM3）。CUK1和CUK2的強度比在入射時為21，利用算得的NI濾波片之后其比值會有什24么變化解設濾波片的厚度為T根據(jù)公式I/I0EUMT；查表得鐵對CUK的M493（CM2/G）,有1/2EXPMT即TLN05/M000158CM根據(jù)公式MK3Z3，CUK1和CUK2的波長分別為0154051和0154433NM，所以MK3Z3，分別為4918（CM2/G），4956（CM2/G）I1/I22EUMT/EUMT2EXP491889000158/EXP495689000158201答濾波后的強度比約為21。21鋁為面心立方點陣，A0409NM。今用CRKA（0209NM）攝照周轉(zhuǎn)晶體相，X射線垂直于001。試用厄瓦爾德圖解法原理判斷下列晶面有無可能參與衍射（111），（200），（220），（311），（331），（420）。答有題可知以上六個晶面都滿足了HKL全齊全偶的條件。根據(jù)艾瓦爾德圖解法在周轉(zhuǎn)晶體法中只要滿足SIN1。所以著兩個晶面不能發(fā)生衍射其他的都有可能。22試簡要總結(jié)由分析簡單點陣到復雜點陣衍射強度的整個思路和要點。答在進行晶體結(jié)構(gòu)分析時,重要的是把握兩類信息,第一類是衍射方向,即角,它在一定的情況下取決于晶面間距D。衍射方向反映了晶胞的大小和形狀因素,可以利用布拉格方程來描述。第二類為衍射強度,它反映的是原子種類及其在晶胞中的位置。簡單點陣只由一種原子組成，每個晶胞只有一個原子，它分布在晶胞的頂角上，單位晶胞的散射強度相當于一個原子的散射強度。復雜點陣晶胞中含有N個相同或不同種類的原子，它們除占據(jù)單胞的頂角外，還可能出現(xiàn)在體心、面心或其他位置。復雜點陣的衍射波振幅應為單胞中各原子的散射振幅的合成。由于衍射線的相互干涉，某些方向的強度將會加強，而某些方向的強度將會減弱甚至消失。這樣就推導出復雜點陣的衍射規(guī)律稱為系統(tǒng)消光（或結(jié)構(gòu)消光）。23試述原子散射因數(shù)F和結(jié)構(gòu)因數(shù)的物理意義。結(jié)構(gòu)因數(shù)與哪些因素有關系2HKLF答原子散射因數(shù)FAA/AE一個原子所有電子相干散射波的合成振幅/一個電子相干散射波的振幅，它反映的是一個原子中所有電子散射波的合成振幅。結(jié)構(gòu)因數(shù)25式中結(jié)構(gòu)振幅FHKLAB/AE一個晶胞的相干散射振幅/一個電子的相干散射振幅結(jié)構(gòu)因數(shù)表征了單胞的衍射強度，反映了單胞中原子種類，原子數(shù)目，位置對（HKL）晶面方向上衍射強度的影響。結(jié)構(gòu)因數(shù)只與原子的種類以及在單胞中的位置有關，而不受單胞的形狀和大小的影響。24計算結(jié)構(gòu)因數(shù)時，基點的選擇原則是什么如計算面心立方點陣，選擇0，0，0、（1，1，0）、0，1，0與1，0，0四個原子是否可以，為什么答基點的選擇原則是每個基點能代表一個獨立的簡單點陣，所以在面心立方點陣中選擇0，0，0、（1，1，0）、0，1，0與1，0，0四個原子作基點是不可以的。因為這4點是一個獨立的簡單立方點陣。25當體心立方點陣的體心原子和頂點原子種類不相同時，關于HKL偶數(shù)時，衍射存在，HKL奇數(shù)時，衍射相消的結(jié)論是否仍成立答假設A原子為頂點原子，B原子占據(jù)體心，其坐標為A000（晶胞角頂）B1/21/21/2（晶胞體心）于是結(jié)構(gòu)因子為FHKLFAEI2（0K0H0L）FBEI2H/2K/2L/2FAFBEIHKL因為ENIENI1N所以，當HKL偶數(shù)時FHKLFAFBFHKL2FAFB2當HKL奇數(shù)時FHKLFAFBFHKL2FAFB2從此可見,當體心立方點陣的體心原子和頂點原主種類不同時，關于HKL偶數(shù)時，衍射存在的結(jié)論仍成立，且強度變強。而當HKL奇數(shù)時，衍射相消的結(jié)論不一定成立，只有當FAFB時,FHKL0才發(fā)生消光，若FAFB，仍有衍射存在，只是強度變?nèi)趿恕?6今有一張用CUKA輻射攝得的鎢體心立方的粉末圖樣，試計算出頭四根線條的相對積分強度（不計E2M和A（）。若以最強的一根強度歸一化為100，其他線強度各為多少這些線條的值如下，按下表計算。線條/HKLP1SINMFF2（）PF2強度歸一化12203292212122SINCOJJJJJJJNJJJHKLHKLLZKYXFH