材料现代测试技术-期末复习题

材料现代测试技术-期末复习题
材料现代测试技术-期末复习题

1射线管主要由阳极,阴极,和窗口构成。

2射线透过物质时产生的物理效应有:散射,光电效应,荧光辐射,俄歇效应。

3.德拜照相法中的底片安装方法有:正装,反装,和偏装三种。

4射线物相分析方法分:定性分析和定量分析两种。

5.透射电子显微镜的分辨率主要受衍射效应和像差两因素

影响。

7.电子探针包括波谱仪和能谱仪成分分析仪器。

8.扫描电子显微镜常用的信号是二次电子和背散射电子。

9.人眼的分辨率本领大约是:0.2

10.扫描电镜用于成像的信号:二次电子和背散射电子,原理:光栅扫描,逐点成像。

11的功能是:物相分析和组织分析(物相分析利用电子和晶体物质作用可发生衍射的特点;组织分析;利用电子波遵循阿贝成像原理)

12:定性分析(或半定量分析),测温范围大。:定量分析,测温范围常在800℃以下。

13.放大倍数(扫描电镜):(b:显像管电子束在荧光屏上的扫描幅度,通常固定不变;B:入射电子束在样品上的扫描幅度,通常以改变B来改变M)

14射线衍射分析方法中,应用最广泛、最普通的是衍射仪法。

15.透射电镜室应用透射电子来成像。

16无机非金属材料大多数以多相、多组分的非导电材料,直到60年代初产生了离子轰击减薄法后,才使无机非金属材料的薄膜制备成为可能。

17.适合透射电镜观察的试样厚度小于200的对电子束“透明”的试样。

18.扫描电镜是用不同信号成像时分辨率不同,分辨率最高的是二次电子成像。

19.在电子与固体物质相互作用中,从试样表面射出的电子有背散射电子,二次电子,俄歇电子。

20.影响红外光谱图中谱带位置的因素有诱导效应,键应力,氢键,物质状态。

1.电离能:在激发光源作用下,原子获得足够的能量就

发生电离,电离所必须的能量称为电离能。

2.原子光谱分析技术:是利用原子在气体状态下发射或

吸收特种辐射所产生的光谱进行元素定性和定量分析的一种分析技术。

3.X射线光电效应:当X射线的波长足够短时,其光子的

能量就很大,以至能把原子中处于某一能级上的电子打出来,而它本身则被吸收,它的能量就传递给电子了,使之成为具有一定能量的光电子,并使原子处于高能的激发态。这种过程称为光电吸收或光电效应。

4.衍射角:入射线与衍射线的夹角。

5.背散射电子:电子射入试样后,受到原子的弹性和非

弹性散射,有一部分电子的总散射角大于90℃,重新从试样表面逸出,成为背散射电子。

6.磁透镜:产生旋转对称磁场的线圈装置称为磁透镜。

7.俄歇电子:当外层电子跃入内层空位时,其多余的能

量也可以不以X射线的形式放出,而是传递给其他外层电子,使之脱离原子,这样的电子称为俄歇电子。

8.热重法:把试样置于程序控制的加热或冷却环境中,

测定试样的质量变化对温度活时间作图的方法。

9.相干散射:X 射线光子与原子内的紧束缚电子相碰撞

时,光子的能量可以认为不受损失,而只改变方向。因此这种散射的波长与入射线相同,并且有一定的位相关系,它们可以相互干涉,形成衍射图样,称为相干散射。

10.质厚衬度:对于无定形或非晶体试样,电子图像的

衬度是由于试样各部分的密度ρ(或原子序数Z)和厚度t不同形成的,这种衬度称为质量厚度()衬度,简称质厚衬度。

11.景深:指透镜高低不平的样品各部位能同时聚焦成

像的一个能力范围,这个范围用一段距离来表示。

12.复型法:用对电子束透明的薄膜把材料表面或断口

的形貌复制下来的方法叫复型法,次薄膜即为复型。

13.差热分析:在程序控制温度下测定物质和参比物之

间的温度差随时间或温度变化的一种分析技术。

14.质谱分析:是通过对样品离子的质量和强度的测定

来进行成分和结构分析的一种方法。

15.分辨率:两个埃利斑中心间距等于埃利斑半径时,

平面上相应的两物点的间距△为透镜能分辨最小间距。

1.X射线衍射仪法中对粉末多晶样品的要求?

要求粉末粒度要大小适中,在15之间,粉末不能有应力和织构,样品有一个最佳厚度。

2.透射电子显微镜的主要组成部分,功能,应用?

组成部分:电子光学系统,真空系统和电源与控制系统。功能:观察材料内部组织形貌和进行电子衍射以了解选区的晶体结构。应用:可以进行材料组织形貌观察,研究材料的相变的规律,探索晶体缺陷对材料性能的影响,分析材料失效原因,剖析材料成分,组成及经过的加工工艺等。

3.与的原理,结构,用途不同?

透射电镜:原理:阿贝成像原理,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像。结构:由电子光学系统,真空系统及电源与控制系统组成。用途:微区物相分析。

扫描电镜:原理:即光栅扫描,逐点成像,电子束受到扫描系统的控制在样品表面上做逐行扫描。结构:由电子光学系统,扫描系统,信号检测盒放大系统,图像显示与记录系统,真空系统和电源系统组成。用途:物体表面形貌分析。

6.式样的制备方法?

1块体材料制备薄膜试样(离子减薄,电解双喷减薄)利用超薄砂轮片,金属丝锯等方法从试样切取0.7左右的薄片,利用机械研磨,化学抛光等方法将薄片试样减薄至100-150,离子减薄仪或双喷装置对薄片试样进行最后减薄直至试样穿孔。

2粉末试样,通常将粉末颗粒放入蒸馏水或其他合适的溶液中,形成悬浮液,最好将悬浮液放在超声波搅拌器中搅拌,使得颗粒尽可能的分散,然后用滴管将悬浮液滴在支持膜上,待其干燥后再蒸上一局碳膜,成为观察用的粉末样品。

3复型法

4超薄切片法

7.与测量原理不同点?

是在控制温度变化情况下,以温度或时间为横坐标,以样品与参比物温差为零所需供给的热量为纵坐标所得的扫描曲线,为差示扫描量热曲线或曲线,是测量△的关系,而是保持△0,测定△的关系。两者最大的差别是只能定性或半定量,而的结果可用于定量分析。

8.原子发射与原子吸收原理?

原子发射:元素受到热或电击发时,由基态跃迁到激发态,在返回基态时,发射出特征光谱。

原子吸收:基态原子吸收其共振辐射,外层电子由基态跃迁到激发态而产生原子吸收光谱。

9.差热分析的基本原理?

将样品和参比物同时升温,由于样品在加热或冷却过程中产

生的热变化而导致样品盒参比物间产生温度差,这个温度差通过差热电偶测出,温差的大小主要决定于样品本身的热特性,通过信号放大系统和记录仪记下的差热曲线,便能如实的反映出样品本身的特性,通过对差热曲线的分析,可以实现物相鉴定的目的。

10.扫描电镜图像的忖度?

1形貌忖度——由于样品表面形貌差别而形成的忖度(二次电子)。

2成分忖度——由于样品表面化学成分差别而形成的忖度(背散射电子像)。

3电压忖度——样品表面电位差别而形成的忖度。

11.影响差热曲线的因素?

1样品方面:热容量和热导率变化,样品的用量,样品的颗粒度和装填情况,样品的结晶度和纯度,参照物。 2仪器方面3实验条件:升温速率,气氛,压力。

12.光源:

1X射线衍射仪——X射线。

2光学显微镜——电子束。

3透射电子显微镜——高速电子束。

4扫描电子显微镜——高速电子束。

13.综合热分析的优点?

利用多种热分析方法联用形成的综合热分析,可以获取更多的热分析信息,同时,多种热分析技术集中在一个仪器上,实验条件相同,使用方便,实验误差小,可对物理或化学进行简单的判断。

14.原子吸收光谱仪由光源,原子化系统,单色器,检测器等部分组成(重点:光源的原理,雾化器的作用及原理)光源的原理:光源的作用是发射被测元素的共振辐射,对光源的要求:锐线光源,辐射强度大,稳定性高,背景小等。

雾化器的作用及原理:使气溶胶的雾粒更小,更均匀并与燃烧和助燃气混合均匀后进入燃烧器。

15.分析紫外——可见吸收光谱,可以得到的结论?

1同一种物质对不同波长光的吸光度不同,吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长。

2不同浓度的同种物质,吸收曲线形状相似,而最大吸收波长不变,而对于不同物质,它们的吸收曲线形状和最大吸收波长则不同。

3吸收曲线可以提供物质的结构信息,并作为物质定性分析的依据之一。

4不同浓度的同种物质,在某一定波长下吸光度A有差异,在最大吸收波长处吸光度A的差异最大,此特性可作为物质定量分析的依据。

5在最大吸收波长处吸光度随浓度变化的幅度最大,所以测定灵敏度最高,吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据。

16.红外吸收光谱产生的条件?

1辐射应具有刚好能满足物质跃迁时所需的能量。2辐射与物质之间有相互作用。

17.关于对峰位,峰数与峰强的理解?

峰位:化学键的力常数K越大,原子折合质量越小,键的振动频率越大,吸收峰将出现在高频率区(短波长区),反之出现在低频率区(高波长区)。

峰数:峰数与分子自由度有关,无瞬间偶极矩变化时,无红外吸收。

峰强:瞬间偶极矩变化大,吸收峰强,键两端原子电负性相差越大,吸收峰越强,由基态跃迁到第一激发态,产生一个强的吸收峰位基频峰,由基态直接跃迁到第二激发态,产生一个弱的吸收峰称为倍频峰。

18.色谱分析技术?

一类相关分离方法的总称,利用不同组分在两相间物化性质的差别,通过两相不断的相对运动,是使各组分以不同的速率移动,从而达到将各组分分离检测的目的的技术。

19.差热分析中,参比物的要求?常用什么物质作为参比物?

要求:1在整个测温范围内无热效应2比热和导热性能与试样接近3粒度与试样相近(50-150)

物质:α2O3(1720K煅烧过的高纯2O3粉)。

20.二次电子是怎样产生的?主要特点?

产生:单电子激发过程中被入射电子轰击出的试样原子核外电子,二次电子像主要反映试样表面的形貌特征。特点:1二次电子的能量小于50,主要反映试样表面10层内的状态,成像分辨率高。

2二次电子发射系数与入射束的能量有关,在入射束能量大于一定值后,随入射束能量的增加,二次电子的发射系数减小。

3二次电子发射系数和试样表面倾角q有关。

4二次电子在试样上方的角分布,在电子束垂直试样表面入射时,服从余弦定律。

21.提高显微镜的分辨率的方法?

选择更短的波长,采用折射率n较高的介质,增大显微镜的孔径角α。

材料现代分析方法试题2(参考答案)

材料现代分析方法试题4(参考答案) 一、基本概念题(共10题,每题5分) 1.实验中选择X射线管以及滤波片的原则是什么?已知一个以Fe为主要成分的样品,试选择合适的X射线管和合适的滤波片 答:实验中选择X射线管的原则是为避免或减少产生荧光辐射,应当避免使用比样品中主元素的原子序数大2~6(尤其是2)的材料作靶材的X射线管。 选择滤波片的原则是X射线分析中,在X射线管与样品之间一个滤波片, 以滤掉K β线。滤波片的材料依靶的材料而定,一般采用比靶材的原子序数小1或2的材料。 以分析以铁为主的样品,应该选用Co或Fe靶的X射线管,同时选用Fe和Mn 为滤波片。 2.试述获取衍射花样的三种基本方法及其用途? 答:获取衍射花样的三种基本方法是劳埃法、旋转晶体法和粉末法。劳埃法主要用于分析晶体的对称性和进行晶体定向;旋转晶体法主要用于研究晶体结构;粉末法主要用于物相分析。 3.原子散射因数的物理意义是什么?某元素的原子散射因数与其原子序数有何关系? 答:原子散射因数f 是以一个电子散射波的振幅为度量单位的一个原子散射波的振幅。也称原子散射波振幅。它表示一个原子在某一方向上散射波的振幅是一个电子在相同条件下散射波振幅的f倍。它反映了原子将X射线向某一个方向散射时的散射效率。 原子散射因数与其原子序数有何关系,Z越大,f 越大。因此,重原子对X射线散射的能力比轻原子要强。 4.用单色X射线照射圆柱多晶体试样,其衍射线在空间将形成什么图案?为摄取德拜图相,应当采用什么样的底片去记录? 答:用单色X射线照射圆柱多晶体试样,其衍射线在空间将形成一组锥心角不等的圆锥组成的图案;为摄取德拜图相,应当采用带状的照相底片去记录。

现代材料测试技术复习题及答案

. ... .. 现代材料测试技术复习 第一部分 填空题: 1、X射线从本质上说,和无线电波、可见光、γ射线一样,也是一种电磁波。 2、尽管衍射花样可以千变万化,但是它们的基本要素只有三个:即衍射线的峰位、线形、强度。 3、在X射线衍射仪法中,对X射线光源要有一个基本的要求,简单地说,对光源的基本要稳定、强度大、光谱纯洁。 4、利用吸收限两边质量吸收系数相差十分悬殊的特点,可制作滤波片。 5、测量X射线衍射线峰位的方法有七种,它们分别是7/8高度法、峰巅法、切线法、弦中点法、中线峰法、重心法、抛物线法。 6、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种,它们分别是哈那瓦尔特索引、芬克索引、字顺索引。 7、特征X射线产生的根本原因是原子层电子的跃迁。 8、X射线衍射仪探测器的扫描方式可分连续扫描、步进扫描、跳跃步进扫描三种。 9、实验证明,X射线管阳极靶发射出的X射线谱可分为两类:连续X射线光谱和特征X射线光谱。 10、当X射线穿过物质时,由于受到散射,光电效应等的影响,强度会减弱,这种现象称为X射线的衰减。 11、用于X射线衍射仪的探测器主要有盖革-弥勒计数管、闪烁计数管、正比计数管、固体计数管,其中闪烁计数管和正比计数管应用较为普遍。 12、光源单色化的方法:试推导布拉格方程,解释方程中各符号的意义并说明布拉格方程的应用 名词解释 1、X-射线的衰减:当X射线穿过物质时,由于受到散射,光电效应等的影响,强度会减弱,这种现象称为X-射线的吸收。 2、短波限:电子一次碰撞中全部能量转化为光量子,此光量子的波长 3、吸收限:物质对电磁辐射的吸收随辐射频率的增大而增加至某一限度即骤然增大,称吸收限。吸收限:引起原子层电子跃迁的最低能量。 4、吸收限电子--hv 最长波长与原子序数有关 5、短波限 hv--电子最短波长与管电压有关 6、X射线:波长很短的电磁波 7、特征X射线:是具有特定波长的X射线,也称单色X射线。 8、连续X射线:是具有连续变化波长的X射线,也称多色X射线。 9、荧光X射线:当入射的X射线光量子的能量足够大时,可以将原子层电子击出,被打掉了层的受激原子将发生外层电子向层跃迁的过程,同时辐射出波长严格一定的特征X射线 10、二次特征辐射:利用X射线激发作用而产生的新的特征谱线 11、Ka辐射:电子由L层向K层跃迁辐射出的K系特征谱线 12、相干辐射:X射线通过物质时在入射电场的作用下,物质原子中的电子将被迫围绕其平衡位置振动,同时向四周辐射出与入射X射线波长相同的散射X射线,称之为经典散射。由于散射波与入射波的频率或波长相同,位相差恒定,在同一方向上各散射波符合相干条件,称为相干散射 13、非相干辐射:散射位相与入射波位相之间不存在固定关系,故这种散射是不相干的 14、俄歇电子:原子中一个K层电子被激发出以后,L层的一个电子跃迁入K层填补空白,剩下的能量不是以辐射 15、原子散射因子:为评价原子散射本领引入系数f (f≤E),称系数f为原子散射因子。他是考虑了各个电子散射波的位相差之后原子中所有电子散射波合成的结果

材料现代分析方法试题及答案1

一、单项选择题(每题 2 分,共10 分) 3.表面形貌分析的手段包括【 d 】 (a)X 射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)(b) SEM 和透射电镜(TEM) (c) 波谱仪(WDS)和X 射线光电子谱仪(XPS)(d) 扫描隧道显微镜(STM)和 SEM 4.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 二、判断题(正确的打√,错误的打×,每题2 分,共10 分) 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.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。(√) 三、简答题(每题5 分,共25 分) 1. 扫描电镜的分辨率和哪些因素有关?为什么? 和所用的信号种类和束斑尺寸有关,因为不同信号的扩展效应不同,例如二次电子产生的区域比背散射电子小。束斑尺寸越小,产生信号的区域也小,分辨率就高。 1.透射电镜中如何获得明场像、暗场像和中心暗场像? 答: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。 2.简述能谱仪和波谱仪的工作原理。 答:能量色散谱仪主要由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。 3.电子束与试样物质作用产生那些信号?说明其用途。 (1)二次电子。当入射电子和样品中原子的价电子发生非弹性散射作用时会损失其部分能量(约30~50 电子伏特),这部分能量激发核外电子脱离原子,能量大于材料逸出功的价电子可从样品表面逸出,变成真空中的自由电子,即二次电子。二次电子对试样表面状态非常敏感,能有效地显示试样表面的微观形貌。 (2)背散射电子。背散射电子是指被固体样品原子反射回来的一部分入射电子。既包括与样品中原子核作用而形成的弹性背散射电子,又包括与样品中核外电子作用而形成的非弹性散射电子。利用背反射电子作为成像信号不仅能分析形貌特征,也可以用来显示原子序数衬度,进行定性成分分析。 (3)X 射线。当入射电子和原子中内层电子发生非弹性散射作用时也会损失其部分能量(约

(完整word版)教案-材料现代分析测试方法

西南科技大学 材料科学与工程学院 教师教案 教师姓名:张宝述 课程名称:材料现代分析测试方法 课程代码:11319074 授课对象:本科专业:材料物理 授课总学时:64 其中理论:64 实验:16(单独开课) 教材:左演声等. 材料现代分析方法. 北京工业大 学出版社,2000 材料学院教学科研办公室制

2、简述X射线与固体相互作用产生的主要信息及据此建立的主要分析方法。 章节名称第三章粒子(束)与材料的相互作用 教学 时数 2 教学目的及要求1.理解概念:(电子的)最大穿入深度、连续X射线、特征X射线、溅射;掌握概念:散射角(2 )、电子吸收、二次电子、俄歇电子、背散射电子、吸收电流(电子)、透射电子、二次离子。 2.了解物质对电子散射的基元、种类及其特征。 3.掌握电子与物质相互作用产生的主要信号及据此建立的主要分析方法。 4.掌握二次电子的产额与入射角的关系。 5.掌握入射电子产生的各种信息的深度和广度范围。 6.了解离子束与材料的相互作用及据此建立的主要分析方法。 重点难点重点:电子的散射,电子与固体作用产生的信号。难点:电子与固体的相互作用,离子散射,溅射。 教学内容提要 第一节电子束与材料的相互作用 一、散射 二、电子与固体作用产生的信号 三、电子激发产生的其它现象第二节离子束与材料的相互作用 一、散射 二、二次离子 作业一、教材习题 3-1电子与固体作用产生多种粒子信号(教材图3-3),哪些对应入射电子?哪些是由电子激发产生的? 图3-3入射电子束与固体作用产生的发射现象 3-2电子“吸收”与光子吸收有何不同? 3-3入射X射线比同样能量的入射电子在固体中穿入深度大得多,而俄歇电子与X光电子的逸出深度相当,这是为什么? 3-8配合表面分析方法用离子溅射实行纵深剖析是确定样品表面层成分和化学状态的重要方法。试分析纵深剖析应注意哪些问题。 二、补充习题 1、简述电子与固体作用产生的信号及据此建立的主要分析方法。 章节第四章材料现代分析测试方法概述教学 4

现代材料测试技术作业

现代材料测试技术 作业

第一章X射线衍射分析 一、填空题 1、X射线从本质上说,和无线电波、可见光、γ射线一样,也是一种。 2、尽管衍射花样可以千变万化,但是它们的基本要素只有三个:即、、。 3、在X射线衍射仪法中,对X射线光源要有一个基本的要求,简单地说,对光源的基本要求是、、。 4、利用吸收限两边相差十分悬殊的特点,可制作滤波片。 5、测量X射线衍射线峰位的方法有六种,它们分别是、、 、、、。 6、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种,它们分别是、 、。 7、特征X射线产生的根本原因是。 8、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种,它们分别是、 和字顺索引。 9、X射线衍射仪探测器的扫描方式可分、、三种。 10、实验证明,X射线管阳极靶发射出的X射线谱可分为两类:和 11、当X射线穿过物质时,由于受到散射,光电效应等的影响,强度会减弱,这种现象称为。 12、用于X射线衍射仪的探测器主要有、、、,其中和应 用较为普遍。 13、X射线在近代科学和工艺上的应用主要有、、三个方面 14、X射线管阳极靶发射出的X射线谱分为两类、。 15、当X射线照射到物体上时,一部分光子由于和原子碰撞而改变了前进的方向,造成散射线;另一部分光子可能被原子吸收,产生;再有部分光子的能量可能在与原子碰撞过程中传递给了原子,成为。 二、名词解释 X-射线的吸收、连续x射线谱、特征x射线谱、相干散射、非相干散射、荧光辐射、光电效应、俄歇电子、质量吸收系数、吸收限、X-射线的衰减 三、问答与计算 1、某晶体粉末样品的XRD数据如下,请按Hanawalt法和Fink法分别列出其所有可能的检索组。 2、产生特征X射线的根本原因是什么? 3、简述特征X-射线谱的特点。 4、推导布拉格公式,画出示意图。 5、回答X射线连续光谱产生的机理。

材料现代分析方法练习题及答案

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。 衍射衬度:由于样品中的不同晶体或同一晶体中不同部位的位向差异导致产生衍射程度不同而形成各区域图像亮度的差异,形成的衬度。 相位衬度:电子束透过样品,试样中原子核和核外电子产生的库伦场导致电子波的相位发生变化,样品中不同微区对相位变化作用不同,把相应的相位的变化情况转变为相衬度,称为相位衬度。 物镜聚焦方面的不同:透射电子束和至少一个衍射束同时通过物镜光阑成像时,透射束和衍射束相互干涉形成反应晶体点阵周期的条纹成像或点阵像或结构物象,这种相位衬度图像的形成是透射束和衍射束相干的结果,而衍射衬度成像只用透射束或者衍射束成像。

材料现代分析与测试技术论文

材料现代分析与测试技术论文 (1)X射线单晶体衍射仪(X-ray single crystal diffractometer,简写为XRD) 原理:根据布拉格公式:2dsinθ=λ可知,对于一定的晶体,面间距d一定,有两种途径可以使晶体面满足衍射条件,即改变波长λ或改变掠射角θ。X射线照射到某矿物晶体的相邻网面上,发生衍射现象。两网面的衍射产生光程差ΔL=2dsinθ,当ΔL等于X射线波长的整数倍nλ(n为1、2、3….,λ为波长)时,即当2dsinθ=nλ时,干涉现象增强,从而反映在矿物的衍射图谱上。不同矿物具有不同的d值。X射线分析法就是利用布拉格公式并根据x射线分析仪器的一些常数和它所照出的晶体结构衍射图谱数据,求出d,再根据d值来鉴定被测物。 主要功能:收集晶体衍射数据以及进一步确定晶体结构,过程主要包括:挑选样品,上机,确定晶胞参数,设定参数进行数据收集,数据还原,结构解析。(2)光学显微镜(Optical Microscopy ,简写为OM) 基本原理:显微镜是利用凸透镜的放大成像原理,将人眼不能分辨的微小物体放大到人眼能分辨的尺寸,其主要是增大近处微小物体对眼睛的张角(视角大的物体在视网膜上成像大),用角放大率M表示它们的放大本领。因同一件物体对眼睛的张角与物体离眼睛的距离有关,所以一般规定像离眼睛距离为25厘米(明视距离)处的放大率为仪器的放大率。显微镜观察物体时通常视角甚小,因此视角之比可用其正切之比代替。 显微镜放大原理光路图 显微镜由两个会聚透镜组成,光路图如图所示。物体AB经物镜成放大倒立的实像A1B1,A1B1位于目镜的物方焦距的内侧,经目镜后成放大的虚像A2B2于明视距离处。 主要功能:把人眼所不能分辨的微小物体放大成像,以供人们提取微细结构信息。(3)扫描式电子显微镜(scanning electron microscope,简写SEM)

材料现代分析方法试题及答案1

《现代材料分析方法》期末试卷1 一、单项选择题(每题 2 分,共10 分) 1.成分和价键分析手段包括【b 】 (a)WDS、能谱仪(EDS)和XRD (b)WDS、EDS 和XPS (c)TEM、WDS 和XPS (d)XRD、FTIR 和Raman 2.分子结构分析手段包括【 a 】 (a)拉曼光谱(Raman)、核磁共振(NMR)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)(b)NMR、FTIR 和WDS (c)SEM、TEM 和STEM(扫描透射电镜)(d)XRD、FTIR 和Raman 3.表面形貌分析的手段包括【 d 】 (a)X 射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)(b) SEM 和透射电镜(TEM) (c) 波谱仪(WDS)和X 射线光电子谱仪(XPS)(d) 扫描隧道显微镜(STM)和 SEM 4.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 5.下列谱图所代表的化合物中含有的基团包括:【 c 】 (a)–C-H、–OH 和–NH2 (b) –C-H、和–NH2, (c) –C-H、和-C=C- (d) –C-H、和CO 二、判断题(正确的打√,错误的打×,每题2 分,共10 分) 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.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。(√) 三、简答题(每题5 分,共25 分) 1. 扫描电镜的分辨率和哪些因素有关?为什么? 和所用的信号种类和束斑尺寸有关,因为不同信号的扩展效应不同,例如二次电子产生的区域比背散射电子小。束斑尺寸越小,产生信号的区域也小,分辨率就高。 2.原子力显微镜的利用的是哪两种力,又是如何探测形貌的? 范德华力和毛细力。 以上两种力可以作用在探针上,致使悬臂偏转,当针尖在样品上方扫描时,探测器可实时地检测悬臂的状态,并将其对应的表面形貌像显示纪录下来。 3.在核磁共振谱图中出现多重峰的原因是什么? 多重峰的出现是由于分子中相邻氢核自旋互相偶合造成的。在外磁场中,氢核有两种取向,与外磁场同向的起增强外场的作用,与外磁场反向的起减弱外场的作用。根据自选偶合的组合不同,核磁共振谱图中出现多重峰的数目也有不同,满足“n+1”规律 4.什么是化学位移,在哪些分析手段中利用了化学位移? 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。在XPS、俄歇电子能谱、核磁共振等分析手段中均利用化学位移。 5。拉曼光谱的峰位是由什么因素决定的, 试述拉曼散射的过程。 拉曼光谱的峰位是由分子基态和激发态的能级差决定的。在拉曼散射中,若光子把一部分能量给样品分子,使一部分处于基态的分子跃迁到激发态,则散射光能量减少,在垂直方向测量到的散射光中,可以检测到频率为(ν0 - Δν)的谱线,称为斯托克斯线。相反,若光子从样品激发态分子中获得能量,样品分子从激发态回到基态,则在大于入射光频率处可测得频率为(ν0 + Δν)的散射光线,称为反斯托克斯线 四、问答题(10 分) 说明阿贝成像原理及其在透射电镜中的具体应用方式。 答:阿贝成像原理(5 分):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。在透射电镜中的具体应用方式(5 分)。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。 五、计算题(10 分) 用Cu KαX 射线(λ=0.15405nm)的作为入射光时,某种氧化铝的样品的XRD 图谱如下,谱线上标注的是2θ的角度值,根据谱图和PDF 卡片判断该氧化铝的类型,并写出XRD 物相分析的一般步骤。 答:确定氧化铝的类型(5 分) 根据布拉格方程2dsinθ=nλ,d=λ/(2sinθ) 对三强峰进行计算:0.2090nm,0.1604nm,0.2588nm,与卡片10-0173 α-Al2O3 符合,进一步比对其他衍射峰的结果可以确定是α-Al2O3。 XRD 物相分析的一般步骤。(5 分) 测定衍射线的峰位及相对强度I/I1: 再根据2dsinθ=nλ求出对应的面间距 d 值。 (1) 以试样衍射谱中三强线面间距d 值为依据查Hanawalt 索引。

最新现代流动测试技术大作业

现代流动测试技术 大作业 姓名: 学号: 班级: 电话: 时间:2016

第一次作业 1)孔板流量计测量的基本原理是什么?对于液体、气体和蒸汽流动,如何布置测点? 基本原理:充满管道的流体流经管道的节流装置时,在节流件附近造成局部收缩,流速增加,在上下游两侧产生静压差。在已知有关参数的条件下,根据流动连续性原理和伯努利方程可以推导出差压与流量之间的关系而求得流量。公式如下: 4v q d π α== 其中: C -流出系数 无量纲 d -工作条件下节流件的节流孔或喉部直径 D -工作条件下上游管道内径 qv -体积流量 m3/s β-直径比d/D 无量纲 ρ—流体的密度Kg/m3 测量液体时,测点应布置在中下部,应为液体未必充满全管,因此不可以布置的太靠上。 测量气体时,测点应布置在管道的中上部,以防止气体中密度较大的颗粒或者杂质对测量产生干扰。 测量水蒸气时,测点应该布置在中下部。 2)简述红外测温仪的使用方法、应用领域、优缺点和技术发展趋势。 使用方法:红外测温仪只能测量表面温度,无法测量内部温度;安装地点尽量避免有强磁场的地方;现场环境温度高时,一定要加保护套,并保证水源的供应;现场灰尘、水汽较大时,应有洁净的气源进行吹扫,保证镜头的洁净;红外探头前不应有障碍物,注意环境条件:蒸汽、尘土、烟雾等,它阻挡仪器的光学系统而影响精确测温;信号传输线一定要用屏蔽电缆。 应用领域:首先,在危险性大、无法接触的环境和场合下,红外测温仪可以作为首选,比如: 1)食品领域:烧面管理及贮存温度 2)电气领域:检查有故障的变压器,电气面板和接头 3)汽车工业领域:诊断气缸和加热/冷却系统 4)HVAC 领域:监视空气分层,供/回记录,炉体性能。 5)其他领域:许多工程,基地和改造应用等领域均有使用。 优点:可测运动、旋转的物体;直接测量物料的温度;可透过测量窗口进行测量;远距离测量;维护量小。 缺点:对测量周围的环境要求较高,避免强磁场,探头前不应有障碍物,信号传输线要用屏蔽电缆,当环境很恶劣时红外探头应进行保护。 发展趋势:红外热像仪,可对有热变化表面进行扫描测温,确定其温度分布图像,迅速检测出隐藏的温差。便携化,小型化也是其发展趋势。 3)简述LDV 和热线的测速原理及使用方法。

现代测试技术复习试题

一、选择 1.把连续时间信号进行离散化时产生混迭的主要原因是( ) a.记录时间太长; b.采样时间间隔太宽; c.记录时间太短; d. 采样时间间隔太窄 2.下述参量的测量属于间接测量法的是( ) a.用天平测量物体质量; b.用弹簧秤称物体重量; c.声级计测声强级; d.线圈靶测速 3.磁感应测速传感器中的速度线圈之所以用两个线圈串联而成,其作用主要为( ) a.提高传感器的灵敏度及改善线性; b. 提高传感器的灵敏度及改善频响特性; c.改善传感器的频响特性及补偿永久磁铁在线圈铁心垂直方向上的微小跳动对感应电动势的影响; d.提高传感器的灵敏度及补偿永久磁铁在线圈铁心垂直方向上的微小跳动对感应电动势的影响; 4.表示随机信号中动态分量的统计常数是( ) a.均方值; b.均值; c.均方差; d.概率密度函数 5.半导体应变片是根据( )原理工作的。 a.电阻应变效应; b.压电效应; c.热阻效应; d.压阻效应 6.压电式加速度计测量系统的工作频率下限取决于( ) a.压电测压传感器的力学系统的频率特性; b.压电晶体的电路特性; c.测量电路的时间常数; d.放大器的时间常数τ 7.二阶系统中引入合适的阻尼率的目的是( ) a.使得系统输出值稳定; b.使系统不共振; c.获得较好的幅频、相频特性; d.获得好的灵敏度 8.带通滤波器所起的作用是只允许( )通过。 a.低频信号; b.高频信号; c.某一频带的信号; d.所有频率分量信号 9.压电加速度测量系统的工作频率下限取决于( ) a.加速度力学系统的频率特性; b. 压电晶体的电路特性; c. 测量电路的时间常数 10. 自相关函数是一个( )函数 a.奇函数; b.偶函数; c.非奇非偶函数; d. 三角函数 11.在光作用下,使物体的内部产生定向电动势的现象,称( )效应。 a.内光电; b.外光电; c.热电; d.阻挡层光电 12.( )传感器是根据敏感元件材料本身的物理性质变化而工作的。 a.差动变压器式; b.变间隙电容式; c.变阻器式; d. 电压式 13.半导体热敏电阻的电阻温度系数α可用下式( )表示(已知半导体热敏电阻与温度系数关系可用T B Ae R =描述) a.α=dT R dR ;b. α=2T B ;c. α=2T A ;d. α=00111ln ln T T R R --(R 1,R 0分别是温度T 1,T 0时的电阻值) 14.如果一信号的自相关函数R x (τ)是一定周期性不衰减,则说明该信号( ) a.均值不为0; b.含周期分量; c.是各态历经的 ; d.是各态不历经的 15.用方程法求解回归直线时,误差最小的方法是( )

(完整版)材料现代分析方法第一章习题答案解析

第一章 1.X射线学有几个分支?每个分支的研究对象是什么? 答:X射线学分为三大分支:X射线透射学、X射线衍射学、X射线光谱学。 X射线透射学的研究对象有人体,工件等,用它的强透射性为人体诊断伤病、用于探测工件内部的缺陷等。 X射线衍射学是根据衍射花样,在波长已知的情况下测定晶体结构,研究与结构和结构变化的相关的各种问题。 X射线光谱学是根据衍射花样,在分光晶体结构已知的情况下,测定各种物质发出的X射线的波长和强度,从而研究物质的原子结构和成分。 2. 试计算当管电压为50 kV时,X射线管中电子击靶时的速度与动能,以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大能量是多少? 解:已知条件:U=50kV 电子静止质量:m0=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=1/2m0v02 所以电子击靶时的速度为: v0=(2E/m0)1/2=4.2×106m/s 所发射连续谱的短波限λ0的大小仅取决于加速电压: λ0(?)=12400/U(伏) =0.248? 辐射出来的光子的最大动能为: E0=hv=h c/λ0=1.99×10-15J 3. 说明为什么对于同一材料其λK<λKβ<λKα? 答:导致光电效应的X光子能量=将物质K电子移到原子引力范围以外所需作的功hV k = W k 以kα为例: hV kα = E L– E k

h e = W k – W L = hV k – hV L ∴h V k > h V k α∴λk<λk α以k β 为例:h V k β = E M – E k = W k – W M =h V k – h V M ∴ h V k > h V k β∴ λk<λk βE L – E k < E M – E k ∴hV k α < h V k β∴λk β < λk α 4. 如果用Cu 靶X 光管照相,错用了Fe 滤片,会产生什么现象? 答:Cu 的K α1,K α2, K β线都穿过来了,没有起到过滤的作用。 5. 特征X 射线与荧光X 射线的产生机理有何不同?某物质的K 系荧光X 射线波长是否等于它的K 系特征X 射线波长? 答:特征X 射线与荧光X 射线都是由激发态原子中的高能级电子向低能级跃迁时,多余能 量以X 射线的形式放出而形成的。不同的是:高能电子轰击使原子处于激发态,高能级电子回迁释放的是特征X 射线;以 X 射线轰击,使原子处于激发态,高能级电子回迁释放 的是荧光X 射线。某物质的K 系特征X 射线与其K 系荧光X 射线具有相同波长。6. 连续谱是怎样产生的?其短波限 与某物质的吸收限 有何不同(V 和 V K 以kv 为单位)? 答:当X 射线管两极间加高压时,大量电子在高压电场的作用下,以极高的速度向阳极轰 击,由于阳极的阻碍作用,电子将产生极大的负加速度。根据经典物理学的理论,一个带 负电荷的电子作加速运动时,电子周围的电磁场将发生急剧变化,此时必然要产生一个电 磁波,或至少一个电磁脉冲。由于极大数量的电子射到阳极上的时间和条件不可能相同,因而得到的电磁波将具有连续的各种波长,形成连续X 射线谱。 在极限情况下,极少数的电子在一次碰撞中将全部能量一次性转化为一个光量子,这 个光量子便具有最高能量和最短的波长,即短波限。连续谱短波限只与管压有关,当固定

2016《材料现代分析测试方法》复习题

《近代材料测试方法》复习题 1.材料微观结构和成分分析可以分为哪几个层次?分别可以用什么方法分析? 答:化学成分分析、晶体结构分析和显微结构分析 化学成分分析——常规方法(平均成分):湿化学法、光谱分析法 ——先进方法(种类、浓度、价态、分布):X射线荧光光谱、电子探针、 光电子能谱、俄歇电子能谱 晶体结构分析:X射线衍射、电子衍射 显微结构分析:光学显微镜、透射电子显微镜、扫面电子显微镜、扫面隧道显微镜、原子力显微镜、场离子显微镜 2.X射线与物质相互作用有哪些现象和规律?利用这些现象和规律可以进行哪些科学研究工作,有哪些实际应用? 答:除贯穿部分的光束外,射线能量损失在与物质作用过程之中,基本上可以归为两大类:一部分可能变成次级或更高次的X射线,即所谓荧光X射线,同时,激发出光电子或俄歇电子。另一部分消耗在X射线的散射之中,包括相干散射和非相干散射。此外,它还能变成热量逸出。 (1)现象/现象:散射X射线(想干、非相干)、荧光X射线、透射X射线、俄歇效 应、光电子、热能 (2)①光电效应:当入射X射线光子能量等于某一阈值,可击出原子内层电子,产生光电效应。 应用:光电效应产生光电子,是X射线光电子能谱分析的技术基础。光电效应 使原子产生空位后的退激发过程产生俄歇电子或X射线荧光辐射是 X射线激发俄歇能谱分析和X射线荧光分析方法的技术基础。 ②二次特征辐射(X射线荧光辐射):当高能X射线光子击出被照射物质原子的 内层电子后,较外层电子填其空位而产生了次生特征X射线(称二次特征辐射)。 应用:X射线被物质散射时,产生两种现象:相干散射和非相干散射。相干散射 是X射线衍射分析方法的基础。 3.电子与物质相互作用有哪些现象和规律?利用这些现象和规律可以进行哪些科学研究工作,有哪些实际应用? 答:当电子束入射到固体样品时,入射电子和样品物质将发生强烈的相互作用,发生弹性散 射和非弹性散射。伴随着散射过程,相互作用的区域中将产生多种与样品性质有关的物理信 息。 (1)现象/规律:二次电子、背散射电子、吸收电子、透射电子、俄歇电子、特征X射 线 (2)获得不同的显微图像或有关试样化学成分和电子结构的谱学信息

现代测试技术试题A----答案

现代道路交通测试技术 试题A----答案 一. 解:由题意频谱函数:x (ω)= dt e t x j ? +-∞ ∞ -t )(ω = dt e j ?+--2 /2 /t ττ ω =2/2/12t/ττω ω-+--j e j = () 2 /2/1ωτωτω j j e e j -- = ω 2 sin 2 ωτ =τ /2 /2sin ωτωτ ∴频谱函数虚部为0,故相频谱为0; X(0)=τωτωττ ωωω==→→2 /2 /sin lim )(lim 0 x 当ω= τ π n (n=1,2,3……)时 X (ω)=0 故幅频谱图如下: 二.解:因为信号是周期信号,可以用一个共同周期内的平均值代替整个历程的平均值 故:dt t y t x T R T T xy ? +=∞→0)()(1lim )(ττ = 1 T dt t y t x T ? -+++0 00])(sin[)sin(φθτωθω =)cos(2 1 00φωτ-y x

三.1.试述瞬态瑞雷面波无损检测基本原理及其相应的测试技术要求。 参考答案: ①基本原理:对于均匀的弹性半空间分层介质,其结构表面受到瞬态冲击作用时,将产生瞬态振动。振动组份中包括纵波、横波和瑞雷波。在一次冲击产生的波能中,瑞雷波占67%,即从一个振源向一个半无限介质表面辐射的总能量的三分之二形成瑞雷型表面波。而纵波和横波只占有少量能量;并且在表面,随着波传播距离的增大其衰减比瑞雷面波大得多。确切地说,纵波和横波引起的位移振幅沿表面随着距离的平方衰减,而瑞雷面波是随着距离的平方根而衰减,因此,在地基表面的瞬态振动中,瑞雷面波的衰减比纵波和横波衰减慢得多,瞬态表面波主要是由瑞雷波组成。我们通过一系列的关系可以得出,利用瞬态瑞雷面波的传播速度和频率可以确定不同介质的穿透深度。 ②技术要求:检测系统设计是否合理、仪表选型与安装是否符合要求,是保证质量检测精度和可靠性的关键,对其各组成部分有相应的技术要求。 1).激振部分——力锤的选择 它是整套测量系统的前哨,对路面冲击信号的产生和冲击响应信号的正确检取,是系统准确测试的基本保证。预先应根据检测深度做一些力锤冲击试验,以选择合理的力锤重量或合适材料的锤头。使瞬态冲击施加于路面表面后,能产生一组具有不同频率的瑞雷面波在介质中传播。 2).垂向检波器的选型 垂向检波器选用压电式加速度传感器。 对于层状路面结构来说,一般选择小冲击源作为振源,使其产生具有丰富频率的瑞雷面波沿地表一定深度向四周传播。对于高频短波长的波来说,选择加速度传感器,因为它具有频率范围宽,对冲击振动的频响特性好等特点。如检测像硅酸盐、水泥混凝土和沥青混凝土路面的刚性层状体系时需要选择加速度传感器。 速度、位移传感器一般不用作冲击测量。另外,正确选定压电式加速度传感器的型号也是十分重要的(必须考虑它的频率范围、动态范围、灵敏度等主要特征参数是否符合测试精度要求)。 3).安装位置的确定 测试前,应对现场路面进行调查,确定检测点,并合理布置。一般两个垂向检 波器之间的距离应视测试的路面深度而定,通常应使两个间距大于路面深度的一半以上,并且取振源到最近的传感器的距离等于两传感器之间的距离。 4).连接导线选择 仪器之间的连接导线应尽量短,且记不应将各种导线混合使用,尽量选择相同线种,且忌抖动,以免引起现场测量不稳定。 四. 参考答案:令SAM(t)=Х(t)﹡cos ω0t,则SAM(t)的傅立叶变换为 SAM(ω)= ? ∞ ∞ - Х(t)﹡cos ω0t*e t j ωdt=1/2[X(ω+ω0)+X(ω-ω0)]

现代材料分析方法试题及答案

1《现代材料分析方法》期末试卷 一、单项选择题(每题 2 分,共 10 分) 1.成分和价键分析手段包括【 b 】 (a)WDS、能谱仪(EDS)和 XRD (b)WDS、EDS 和 XPS (c)TEM、WDS 和 XPS (d)XRD、FTIR 和 Raman 2.分子结构分析手段包括【 a 】 (a)拉曼光谱(Raman)、核磁共振(NMR)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)(b) NMR、FTIR 和 WDS (c)SEM、TEM 和 STEM(扫描透射电镜)(d) XRD、FTIR 和 Raman 3.表面形貌分析的手段包括【 d 】 (a)X 射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM) (b) SEM 和透射电镜(TEM) (c) 波谱仪(WDS)和 X 射线光电子谱仪(XPS) (d) 扫描隧道显微镜(STM)和 SEM 4.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 5.下列谱图所代表的化合物中含有的基团包括:【 c 】 (a)–C-H、–OH 和–NH2 (b) –C-H、和–NH2, (c) –C-H、和-C=C- (d) –C-H、和 CO 二、判断题(正确的打√,错误的打×,每题 2 分,共 10 分) 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.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。(√) 三、简答题(每题 5 分,共 25 分) 1. 扫描电镜的分辨率和哪些因素有关?为什么? 和所用的信号种类和束斑尺寸有关,因为不同信号的扩展效应不同,例如二次电子产生的区域比背散射电子小。束斑尺寸越小,产生信号的区域也小,分辨率就高。 2.原子力显微镜的利用的是哪两种力,又是如何探测形貌的? 范德华力和毛细力。

东北大学考试《现代材料测试技术X》考核作业参考806

东北大学继续教育学院 现代材料测试技术X 试卷(作业考核线上2) A 卷(共 3 页) (√)1. 从X射线管射出的X射线谱通常包括连续X射线和特征X射线。 (√)2. 布拉格公式λ=2dsinθ中λ表示入射线波长,d表示衍射(干涉)面的间距,θ表示掠射角。 (×)3. 利用衍射卡片鉴定物相的主要依据是d值,参考厚度。 (×)4. 透射电镜中的电子光学系统可分为照明、成像和显示记录三部分。 (×)5. 电镜中的电子衍射花样有斑点花样、环状花样、菊池线花样和会聚束花样。(√)6. 等厚条纹是衍射强度随试样厚度的变化而发生周期性变化引起的,图像特征为明暗相间的条纹。 (×)7. 电子探针X射线显微分析中常用X射线谱仪有光谱仪和能谱仪。 (×)8. 俄歇电子能谱仪最适合做材料的厚度和轻元素的成分分析。 (√)9. 电子探针定性分析时是通过测定特征X射线波长或能量确定元素,定量分析时通过测定X射线的强度确定含量。 (√)10. 当X射线照射在一个晶体时,产生衍射的必要条件是满足布拉格方程, 而产生衍射的充要条件是同时满足结构因数不等于零。 (√)11. 随X射线管的电压升高,λ 0和λ k 都随之减小。 (√)12. 当X射线管电压低于临界电压时仅可以产生连续X射线;当X射线管电压超过临界电压就可以产生特征X射线和连续X射线。 (×)13.当X射线照射在一个晶体时,产生衍射的必要和充分条件是必须满足布拉格方程。(×)14. 面心点阵的系统消光规律是 H+k+L 为偶数时出现反射,而 H+K+L 为奇数不出现反射。 (×)15. 扫描电镜的表面形貌衬度是采用背散射电子形成的电子像。 二、选择题:(20分) 1.当X射线将某物质原子的K层电子打出后,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( C )。 A.特征X射线 B. 背反射电子 C.俄歇电子 2. 吸收电子的产额与样品的原子序数关系是原子序数越小,吸收电子( A )。 A.越多 B.越少 C.不变 3. 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。 4. 让透射束通过物镜光阑而把衍射束挡掉得到图像衬度的方法,叫做( A )。 A.明场成像 B.暗场成像 C.中心暗场成像 5. 透射电镜的两种主要功能是检测( B )。 A.表面形貌和晶体结构 B.内部组织和晶体结构 C.表面形貌和内部组织 6. 由电磁透镜磁场中近轴区域对电子束的折射能力与远轴区域不同而产生的像差,称为( A )。 A.球差 B.像散 C.色差

现代测试技术课后答案

现测课后习题答案 第1章 1. 直接的间接的 2. 测量对象测量方法测量设备 3. 直接测量间接测量组合测量直读测量法比较测量法时域测量频域测量数据域测量 4. 维持单位的统一,保证量值准确地传递基准量具标准量具工作用量具 5. 接触电阻引线电阻 6. 在对测量对象的性质、特点、测量条件(环境)认真分析、全面了解的前提下,根据对测量结果的准确度要求选择恰当的测量方法(方式)和测量设备,进而拟定出测量过程及测量步骤。 7. 米(m) 秒(s) 千克(kg) 安培(A) 8. 准备测量数据处理 9. 标准电池标准电阻标准电感标准电容 第2章 填空题 1. 系统随机粗大系统 2. 有界性单峰性对称性抵偿性 3. 置信区间置信概率 4. 最大引用0.6% 5. 0.5×10-1[100.1Ω,100.3Ω] 6. ± 7.9670×10-4±0.04% 7. 测量列的算术平均值 8. 测量装置的误差不影响测量结果,但测量装置必须有一定的稳定性和灵敏度 9. ±6Ω 10. [79.78V,79.88V]

计算题 2. 解: (1)该电阻的平均值计算如下: 1 28.504n i i x x n == =∑ 该电阻的标准差计算如下: ?0.033σ == (2)用拉依达准则有,测量值28.40属于粗大误差,剔除,重新计算有以下结果: 28.511?0.018x σ '='= 用格罗布斯准则,置信概率取0.99时有,n=15,a=0.01,查表得 0(,) 2.70g n a = 所以, 0?(,) 2.700.0330.09g n a σ =?= 可以看出测量值28.40为粗大误差,剔除,重新计算值如上所示。 (3) 剔除粗大误差后,生于测量值中不再含粗大误差,被测平均值的标准差为: ?0.0048σσ ''== (4) 当置信概率为0.99时,K=2.58,则 ()0.012m K V σ'?=±=± 由于测量有效位数影响,测量结果表示为 28.510.01x x m U U V =±?=± 4. 解: (1) (2) 最大绝对误差?Um=0.4,则最大相对误差=0.4%<0.5% 被校表的准确度等级为0.5 (3) Ux=75.4,测量值的绝对误差:?Ux=0.5%× 100=0.5mV

材料现代测试技术

材料现代测试技术 学院:材料科学与工程学院专业班级:材料科学02班 姓名:吴明玉 学号:20103412

SnO 基纳米晶气敏材料微观结构的表征 2 一.摘要 随着现代物理科学技术的迅速发展,现代分析测试技术的不断更新和进步为人们对材料结构和性能的深入研究提供了可能,从而促进人们对气敏材料机理有了更为客观的认识。本文主要以X衍射分析仪(XRD),X射线光电子能谱(XPS),扫描电镜(SEM),高分辨电子显微镜(HRTEM)等现代材料测试技术为基础,设计出了可行的气敏材料微观结构表征方案。 关键词:XRD XPS SEM HRTEM 二.引言 材料是人类社会赖以生存和发展的物质基础,材料的发展关系到国民经济发展,国防建设和人民生活水平的提高。半导体SnO2气敏材料在防止火灾爆炸事故的发生、大气环境的检测以及工业生产有毒有害气体的检测等领域的发挥了巨大作用。但是,目前开发的半导体气敏材料仍存在着灵敏度不高、交叉敏感严重、长期使用敏感材料易中毒失效稳定性差、重复性不好等缺点。针对上述问题,研究者们做了大量工作。气敏材料的研究热点主要集中在改进、优化成膜工艺和对现有材料进行掺杂、改性、表面修饰等处理,以提高气体传感器的气敏性能,降低工作温度,提高选择性稳定性等性能。掺杂不仅可以提高元件的电导率,还可以提高稳定性和选择性,金属掺杂是最为常见的掺杂方式,掺杂物的电子效应可以起到催化活性中心的作用,降低被测气体化学吸附的活化能,有效提高气敏元件的灵敏度和缩短响应时间。 成分,结构,加工和性能是材料科学与工程的四个基本要素,成分和结构从根本上决定了材料的性能,对材料的成分和结构进行精确表征是实现材料性能控制的前提。材料的分析包括表面和内部组织形貌,晶体的相结构,化学成分和价键结构,相应地,材料分析方法有形貌分析,物相分析,成分与价键分析和分子结构分析。为了对SnO 掺杂金属离子复合材料的性能进行研究,本文设计出了 2 微观结构表征方案,为微观结构研究做好了铺垫。 三.正文 3.1材料的制备及表征方法 纳米材料,并对其分别进行Cd,Ni等金属的掺杂。通采用水热法制备SnO 2 过X衍射分析仪(XRD),X射线光电子能谱(XPS)等,得到薄膜的晶体结构以及表面的化学组成,原子价态,表面能态分布信息;通过扫描电镜(SEM)等得到材料的表面微观形貌信息;通过高分辨电子显微镜(HRTEM)得到材料的晶体取向, 3.2表征方案 3.2.1X衍射分析仪(XRD)

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