材料分析方法題

1、1. X射線產(chǎn)生1）產(chǎn)生自由電子2 ）使電子做定向高速運(yùn)動(dòng) 3 ）在其運(yùn)動(dòng)的路徑上設(shè)置一個(gè) 障礙物使電子突然減速或停止影響因素：管電壓（強(qiáng)度、波長）；管電流（強(qiáng)度）；陽極靶種類（強(qiáng)度）2. 透射電鏡主要由幾大系統(tǒng)構(gòu)成 ？各系統(tǒng)之間關(guān)系如何？答：三大系統(tǒng)：電子光學(xué)系統(tǒng)，真空系統(tǒng)，電源與控制系統(tǒng)。其中電子光學(xué)系統(tǒng)是其核心。其他系統(tǒng)為輔助系統(tǒng)。3衍射線在空間的方位取決于什么？而衍射線的強(qiáng)度又取決于什么？方位取決于：晶胞的大小、形狀強(qiáng)度取決于：原子的種類、個(gè)數(shù)、位置4什么是缺陷不可見判據(jù) ？答：缺陷不可見判據(jù)是指 N=g*R當(dāng)N為整數(shù)時(shí)，缺陷不顯示衍 射襯度。 當(dāng)N為分?jǐn)?shù)是，缺陷均存在引起衍射強(qiáng)度的變

2、化，顯示襯度故缺陷可見。g*b=0位錯(cuò)線可見性判據(jù)。如果等于零，螺型則位錯(cuò)線不顯示襯度。當(dāng)不等于零，螺型位錯(cuò)線附近的襯度和完整晶體部分的襯度不同。5什么是衍射襯度？它與質(zhì)厚襯度有什么區(qū)別？由于樣品中不同位向的晶體的衍射條件不同而造成的襯度差別叫衍射襯度。區(qū)別：衍射襯度不是由原子種類和厚度造成的，而是由于晶體取向差異和晶體結(jié)構(gòu)造成的。6. 布拉格方程：2d si nr二n' , d為晶面間距，為X射線波長，二是入射線或反射線與 晶面夾角，n為反射級(jí)數(shù)。布拉格方程的應(yīng)用：1）結(jié)構(gòu)分析：用已知波長的X射線去照射未知結(jié)構(gòu)的晶體，通過二的測(cè)量，求得晶體中各晶面的面間距。2）X射線光譜學(xué)：用已知面

3、間距的晶體反射從樣品發(fā)射出來的X射線，通過二的測(cè)量，求得 X射線的波長。7. 透射電鏡中有哪些主要光闌 ？分別安裝在什么位置？其作用如何？主要有三種光闌：聚光鏡光闌。在雙聚光鏡系統(tǒng)中，該光闌裝在第二聚光鏡下方。作用:限制照明孔徑角。 物鏡光闌。安裝在物鏡后焦面。作用：提高像襯度；減小孔徑角，從而減小像差；進(jìn)行暗場(chǎng)成像。 選區(qū)光闌：放在物鏡的像平面位置。作用：對(duì)樣品進(jìn)行微區(qū)衍射分析。8. 說明透射電子顯微鏡成像系統(tǒng)的主要構(gòu)成？答：主要由物鏡、物鏡光欄、選區(qū)光欄、中間鏡和投影鏡組成。9. 用單色x射線照射圓柱多晶體試樣，其衍射線在空間將形成什么圖案？為攝取徳拜圖像，應(yīng)采用什么樣的底片去記錄？答：用

4、單色 X射線照射圓柱多晶體試樣，其衍射線在空間將形成一組錐心角不等的圓錐組成的圖案；為攝取德拜圖相，應(yīng)當(dāng)采用帶狀的照相底片去記錄。10. 在一塊冷軋鋼板中可能存在哪幾種內(nèi)應(yīng)力？它的衍射譜有什么特點(diǎn)？按本章介紹的方法可以測(cè)出那一類應(yīng)力？答：第一類內(nèi)應(yīng)力是在物宏觀體積內(nèi)存在并保持平衡的應(yīng)力，稱之為宏觀應(yīng)力。它能使衍射線產(chǎn)生位移。第二類應(yīng)力是在數(shù)個(gè)晶粒范圍內(nèi)存在并保持平衡的內(nèi)應(yīng)力。它一般能使衍射峰寬化。第三類應(yīng)力是在若干原子范圍存在并保持平衡的內(nèi)應(yīng)力。第一類內(nèi)應(yīng)力。11. 電磁透鏡景深和焦長主要受那些因素影響？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(shè)電磁透鏡沒有相差， 也沒有衍射埃

5、利斑，即分辨率極高，此時(shí)它的景深 和焦長如何？答：1）分辨率和孔隙半徑。 2）衍射效應(yīng)和球差的存在。 3）消失了。12. 磁透鏡的像差是怎樣產(chǎn)生的 ？如何來消除和減少像差 ？答：像差為球差、像散、色差。球差：由于電磁透鏡的中心區(qū)域和邊緣區(qū)域?qū)﹄娮拥恼凵淠芰Σ环项A(yù)定的規(guī)律而造成的。 通過減小球差系數(shù) Cs值和縮小孔徑半角來減小球差像散：由透鏡磁場(chǎng)的非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱而引起的。用消散器消除像散色差：由于入射電子波長的非單一性造成的。采取穩(wěn)定加速電壓的方法。14. 電子束入射固體樣品表面會(huì)激發(fā)哪些信號(hào)？它們有哪些特點(diǎn)和用途 ？答：主要有六種：1）背散射電子：能量高；來自樣品表面幾百nm深度范圍；其產(chǎn)額隨原

6、子序數(shù)增大而增多用作形貌分析、成分分析以及結(jié)構(gòu)分析。2）二次電子：能量較低；來自表層 5 10nm深度范圍；對(duì)樣品表面化狀態(tài)十分敏感。 不能進(jìn)行成分分析，主要用于分析樣品表面形貌。3）吸收電子：其襯度恰好和二次電子或背散射電子信號(hào)調(diào)制圖像襯度相反；與背散射電子的 襯度互補(bǔ)。吸收電子能產(chǎn)生原子序數(shù)襯度，即可用來進(jìn)行定性的微區(qū)成分分析。4）透射電子：透射電子信號(hào)由微區(qū)的厚度、成分和晶體結(jié)構(gòu)決定可進(jìn)行微區(qū)成分分析。5）特征X射線：原子內(nèi)層電子受到激發(fā)后，在能級(jí)躍遷過程中直接釋放出具有特征能量和特征波長的一種電磁波輻射元素分析6）俄歇電子：各元素的俄歇電子能量值很低；來自樣品表面1 2nm范圍。它適合

7、做表面分析。15. 掃描電鏡的分辨率受哪些因素影響？用不同的信號(hào)成像時(shí)，其分辨率有何不同？所謂掃描電鏡的分辨率是指用何種信號(hào)成像時(shí)的分辨率？答：1）影響因素：電子束束斑大小，檢測(cè)信號(hào)類型，檢測(cè)部位原子序數(shù)。2）SE和HE信號(hào)的 分辨率最高,BE其次,X射線的最低。3）掃描電鏡的分辨率是指用 SE和HE信號(hào)成像時(shí)的分 辨率。16何為零層道易截面和晶帶定理？說明同一晶帶中各晶面及其倒易矢量與晶帶軸之間的關(guān)系？答：1）零層倒易截面：和入射電子束方向垂直，經(jīng)過倒易原點(diǎn)的倒易層面。晶帶定理：因?yàn)榱銓拥挂酌嫔系母鞯挂资噶慷己途лSr = uvw垂直，固有g(shù)hkl即hu kv lw =0。2）前者平行，后者

8、垂直。17. 掃描電鏡的成像原理與透射電鏡有何不同？答：掃描電子顯微鏡的成像原理和透射電鏡的成像原理不同，掃描電子顯微鏡把電子束作為照明光源，把聚焦的很細(xì)的電子束以光柵狀掃描方式照射到試樣上，產(chǎn)生各種與試樣有關(guān)的信息，然后加以收集和處理，從而獲得微觀形貌放大像。18. 1）相干散射：散射線和入射線頻率一致，位相固定，在相同方向上，這些散射線可以 相互干涉加強(qiáng)。2）不相干散射：由于散射 X射線與入射X射線波長不同，不能產(chǎn)生干涉效應(yīng)，故稱為非相 干散射。3） 熒光輻射：由入射 X射線所激發(fā)出來的特征 X射線稱為熒光輻射。4）吸收限：激發(fā) K層電子的最長波長。5） 俄歇效應(yīng)：原子中一個(gè) K層電子被入

9、射的光量子擊出后，L層的一個(gè)電子躍遷到 K層填補(bǔ)空位，此時(shí)多余的能量不以輻射X光量子的方式放出，而是被另一個(gè)L層電子獲得能量躍出吸收體，這樣的一個(gè)K層空位被兩個(gè) L層空位代替的過程。19. 埃利斑：由于衍射效應(yīng)的作用，電光源在像平面上得到的并不是一個(gè)點(diǎn)，而是一個(gè)中心 最亮，周圍帶有明暗相間的同心圓環(huán)的圓斑。20. 系統(tǒng)消光：由于衍射的相互干涉，某些方向的強(qiáng)度會(huì)加強(qiáng)而某些方向的強(qiáng)度會(huì)減弱甚至 消失。21. 分辨率：是指成像物體上能分辨出的兩個(gè)物點(diǎn)間的最小距離。0.2um22. 景深：透鏡物平面允許的軸向偏差定義為透鏡的景深。 焦長：透鏡像平面允許的軸向偏差定義為透鏡的焦長。人眼0.2mm光學(xué)顯微

10、鏡23.電子衍射的基本公式：R=' Lg=Kg24. K值法:是內(nèi)標(biāo)法延伸。K值法同樣要在樣品中加入標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為內(nèi)標(biāo)，人們經(jīng)常也稱之為清洗劑。K值法不作標(biāo)準(zhǔn)曲線，而是選用剛玉AI2O3作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，并在 JCPDS卡片中，進(jìn)行參比強(qiáng)度比較，K值法是一種較常用的定量分析方法。明場(chǎng)成像：只讓中心透射束穿過物鏡光欄形成的衍襯像稱為明場(chǎng)鏡。暗場(chǎng)成像：只讓某一衍射束通過物鏡光欄形成的衍襯像稱為暗場(chǎng)像。中心暗場(chǎng)像：入射電子束相對(duì)衍射晶面傾斜角，此時(shí)衍射斑將移到透鏡的中心位置，該衍射束通過物鏡光欄形成的衍襯像稱為中心暗場(chǎng)成像。25. 什么是消光距離？影響晶體消光距離的主要物性參數(shù)和外界條件是什么？答：消光距離：由于透射波和衍射波強(qiáng)烈的動(dòng)力學(xué)相互作用結(jié)果，使I0和Ig在晶體深度方向上發(fā)生周期性的振蕩，此振蕩的深度周期叫消光距離。影響因素：晶胞體積，結(jié)構(gòu)因子,Bragg角，電子波長。I決定X射線強(qiáng)度的關(guān)系式是 各參數(shù)的物理意義？ 答: I0為入射X射線的強(qiáng)度；入為入射X射線的波長；R為試樣到觀測(cè)點(diǎn)之間的距離；V為被照射晶體的體積；Vc為單位晶胞體積P為多重性因子，表示等晶面?zhèn)€數(shù)對(duì)衍射強(qiáng)度的影響因子；F為結(jié)構(gòu)因子，反映晶體結(jié)構(gòu)中原子位置、種類和個(gè)數(shù)對(duì)晶面的影響因子；0 ( 0 )為角因子，反映樣品中參與衍射的晶粒大小，