万克树《材料分析测试技术》材分思考题.pdf
材料科学：材料分析测试技术考试卷及答案(最新版).doc
材料科学：材料分析测试技术考试卷及答案（最新版） 考试时间：120分钟 考试总分：100分遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。
1、问答题 简述X 射线产生的基本条件。
本题答案： 2、问答题 测角仪在采集衍射图时，如果试样表面转到与入射线成300角，则计数管与入射线所成角度为多少？能产生衍射的晶面，与试样的自由表面是何种几何关系？ 本题答案： 3、单项选择题 洛伦兹因子中，第二几何因子反映的是（ ）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 本题答案： 4、问答题 你如何用学过的光谱来分析确定乙炔是否已经聚合成了聚乙炔？ 本题答案： 5、问答题 说明多晶、单晶及厚单晶衍射花样的特征及形成原理。
姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________ --------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------本题答案：6、问答题什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”？本题答案：7、问答题你如何用学过的光谱来分析确定乙炔是否已经聚合成为聚乙炔？本题答案：8、问答题球差、像散和色差是怎样造成的？如何减小这些像差？哪些是可消除的像差？本题答案：9、问答题假定需要衍射分析的区域属于未知相，但根据样品的条件可以分析其为可能的几种结构之一，试根据你的理解给出衍射图标定的一般步骤。
本题答案：10、问答题试述X射线衍射单物相定性基本原理及其分析步骤？本题答案：11、单项选择题由于电磁透镜中心区域和边缘区域对电子折射能力不同而造成的像差称为（）A、球差B、像散C、色差D、背散本题答案：12、问答题试总结德拜法衍射花样的背底来源，并提出一些防止和减少背底的措施。
材料分析报告测试技术习题及问题详解
第一章一、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征X射线称（）A.Kα；B. Kβ；C. Kγ；D. Lα。
3. 当X射线发生装置是Cu靶，滤波片应选（）A．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（）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（）（多选题）A.光电子；B. 二次荧光；C. 俄歇电子；D. （A+C）二、正误题1. 随X射线管的电压升高，λ0和λk都随之减小。
（）2. 激发限与吸收限是一回事，只是从不同角度看问题。
（）3. 经滤波后的X射线是相对的单色光。
（）4. 产生特征X射线的前提是原子内层电子被打出核外，原子处于激发状态。
（）5. 选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料，而不需要考虑厚度。
（）三、填空题1. 当X 射线管电压超过临界电压就可以产生 X 射线和 X 射线。
2. X 射线与物质相互作用可以产生 、 、 、 、 、 、 、 。
3. 经过厚度为H 的物质后，X 射线的强度为 。
4. X 射线的本质既是 也是 ，具有 性。
5. 短波长的X 射线称 ，常用于 ；长波长的X 射线称 ，常用于 。
习题1. X 射线学有几个分支？每个分支的研究对象是什么？2. 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。
3. 什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”、“发射谱”、“吸收谱”？4. X 射线的本质是什么？它与可见光、紫外线等电磁波的主要区别何在？用哪些物理量描述它？5. 产生X 射线需具备什么条件？6. Ⅹ射线具有波粒二象性，其微粒性和波动性分别表现在哪些现象中？7. 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。
材料分析测试方法部分课后习题答案
第一章X 射线物理学基础2、若X 射线管的额定功率为1。
5KW,在管电压为35KV 时，容许的最大电流是多少?答：1.5KW/35KV=0。
043A。
4、为使Cu 靶的Kβ线透射系数是Kα线透射系数的1/6，求滤波片的厚度。
答：因X 光管是Cu 靶，故选择Ni 为滤片材料。
查表得：μ m α＝49.03cm2／g，μ mβ＝290cm2／g，有公式，，，故：,解得：t=8.35um t6、欲用Mo 靶X 射线管激发Cu 的荧光X 射线辐射，所需施加的最低管电压是多少?激发出的荧光辐射的波长是多少？答：eVk=hc/λVk=6。
626×10—34×2.998×108/(1。
602×10-19×0。
71×10-10)=17。
46(kv）λ 0=1.24/v（nm）=1。
24/17.46(nm)=0。
071（nm）其中h为普郎克常数，其值等于6.626×10—34e为电子电荷，等于1。
602×10-19c故需加的最低管电压应≥17.46（kv)，所发射的荧光辐射波长是0。
071纳米。
7、名词解释：相干散射、不相干散射、荧光辐射、吸收限、俄歇效应答: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。
⑶一个具有足够能量的χ射线光子从原子内部打出一个K 电子,当外层电子来填充K 空位时，将向外辐射K 系χ射线，这种由χ射线光子激发原子所发生的辐射过程，称荧光辐射.或二次荧光。
⑷指χ射线通过物质时光子的能量大于或等于使物质原子激发的能量，如入射光子的能量必须等于或大于将K 电子从无穷远移至K 层时所作的功W,称此时的光子波长λ称为K 系的吸收限。
材料分析测试技术思考题及答案
第一章 X射线的性质1、X射线的本质――电磁波、高能粒子、物质2、X射线谱――管电压、电流对谱的影响、短波限的意义等连续谱短波限只与管电压有关，当固定管电压，增加管电流或改变靶时短波限不变。
随管电压增高，连续谱各波长的强度都相应增高，各曲线对应的最大值和短波限都向短波方向移动。
特征x射线：改变管电压、管电流，这些谱线只改变强度而峰的位置对应的波长不变，即波长只与靶材的原子序数有关，与电压无关。
3、高能电子与物质相互作用可产生哪两种X射线？产生的机理？连续X射线：当高速运动的电子(带电粒子)与原子核内电场作用而减速时会产生电磁辐射,这种辐射所产生的X射线波长是连续的,故称之为～特征(标识)X射线：由原子内层电子跃迁所产生的X射线叫做特征X射线。
4、两类散射的性质相干散射：与原子相互作用后光子的能量（波长）不变，而只是改变了方向。
非相干散射:与原子相互作用后光子的能量一部分传递给了原子，这样入射光的能量改变了，方向亦改变了，它们不会相互干涉。
称之为非相干散射。
5、吸收与吸收系数及基本计算6、二次特征辐射（X射线荧光）、饿歇效应产生的机理与条件二次特征辐射（X射线荧光）：由X射线所激发出的二次特征X射线叫X射线荧光。
俄歇电子：俄歇电子的产生过程是当原子内层的一个电子被电离后，处于激发态的电子将产生跃迁，多余的能量以无辐射的形式传给另一层的电子，并将它激发出来。
这种效应称为俄歇效应。
7、选靶的意义与作用：不产生样品的k系荧光，试样对入射x射线的吸收也最小。
第二章 X射线的方向1、晶体的定义、空间点阵的构建、七大晶系尤其是立方晶系的点阵几种类型原子或原子团在三维空间周期排列所构成的固体为晶体将相邻结点按一定的规则用线连接起来便构成了与晶体中原子的排布完全相同的骨架这叫做空间点阵七大晶系：立方、正方、斜方、菱方、六方、单斜、三斜。
立方晶系点阵类型：简单、面心、体心立方2、晶向指数、晶面指数（密勒指数）定义、表示方法，在空间点阵中的互对应晶向指数：从该晶列通过轴失坐标原点的直线上任取一格点，把格点指数化为互质整数称为晶向指数，表示为[h,k,l].晶面指数：是晶体的常数之一，是晶面在3个结晶轴上的截距系数的倒数比，当化为最简单的整数比后，所得出的3个整数称之为该晶面的密勒指数，表示为（h,k,l)。
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《材料分析测试技术》 考试时间：120分钟 考试总分：100分遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。
1、辐射的发射（ ） 2、俄歇电子（ ） 3、背散射电子（ ） 4、溅射（ ） 5、物相鉴定（ ） 姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线-------------------------6、电子透镜（）7、质厚衬度（）8、蓝移（）9、伸缩振动（）10、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11、M层电子回迁到K层后，多余的能量放出的特征X射线称（）（）A.Kα；B.Kβ；C.Kγ；D.Lα。
12、当X射线发生装置是Cu靶，滤波片应选（）（）A.Cu；B.Fe；C.Ni；D.Mo。
13、当电子把所有能量都转换为X射线时，该X射线波长称（）（）A.短波限λ0；B.激发限λk；C.吸收限；D.特征X射线14、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（）（）A.光电子；B.二次荧光；C.俄歇电子；D.A+C15、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。
16、德拜法中有利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。
17、测角仪中，探测器的转速与试样的转速关系是（）。
（）A.保持同步1﹕1；B.2﹕1；C.1﹕2；D.1﹕0。
18、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。
材料分析测试技术试卷答案
《材料分析测试技术》试卷（答案）一、分，每空一分）20（填空题：构成。
、阴极、和窗口射线管主要由1. X 阳极、光电效应、透射X射线2. X射线透过物质时产生的物理效应有：散射、热。
和和偏装三种。
3. 德拜照相法中的底片安装方法有：正装、反装分析两种；测钢中残余奥分析和定量 4. X射线物相分析方法分：定性氏体的直接比较法就属于其中的分析方法。
定量两因素影响。
像差 5. 透射电子显微镜的分辨率主要受衍射效应和来揭取第二相微小颗粒进行分析。
萃取复型 6. 今天复型技术主要应用于成分分析仪器。
7. 电子探针包括波谱仪和能谱仪背散射电子。
8. 扫描电子显微镜常用的信号是二次电子和分，每题一分）二、8（选择题：）。
射线衍射方法中最常用的方法是（1. X b．周转晶体法。
．劳厄法；ab．粉末多晶法；c X2. 已知光管是铜靶，应选择的滤波片材料是（ b）。
；c. Feb. Ni a．Co ；）。
3. X射线物相定性分析方法中有三种索引，如果已知物质名时可以采用（ cb. ；芬克无机数值索引；c. 戴维无机字母索引。
a．哈氏无机数值索引）。
b4. 能提高透射电镜成像衬度的可动光阑是（； a．第二聚光镜光阑 b. 物镜光阑选区光阑。
；c.。
5. 透射电子显微镜中可以消除的像差是（ b ） b. a．球差；像散；色差。
c.。
）a可以帮助我们估计样品厚度的复杂衍射花样是（6.a．高阶劳厄斑点；b. 超结构斑点；c. 二次衍射斑点。
7. 电子束与固体样品相互作用产生的物理信号中可用于分析1nm厚表层成分的信号是（b）。
a．背散射电子；b.俄歇电子；c. 特征X射线。
8. 中心暗场像的成像操作方法是（c）。
a．以物镜光栏套住透射斑；b．以物镜光栏套住衍射斑；c．将衍射斑移至中心并以物镜光栏套住透射斑。
三、分）8分，每题24（问答题：X射线衍射仪法中对粉末多晶样品的要求是什么1.射线衍射仪法中样品是块状粉末样品，首先要求粉末粒度要大小答： X之间；其次粉末不能有应力和织构；最后是样品有一适中，在1um-5um个最佳厚度（t =分析型透射电子显微镜的主要组成部分是哪些它有哪些功能在材料 2.科学中有什么应用四、分20证明题：1.证明衍射分析中的厄瓦尔德球图解与布拉格方程等价。
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《材料分析测试技术》课程教案《材料分析测试技术》课程教案根据大纲要求《材料分析测试技术》课程学时64,分配如下：1、课时学时分配讲课52学时绪论2 X射线的性质4 X射线衍射6多晶体分析方法4 X射线衍射应用6透射电子显微镜4电子衍射6晶体薄膜衍射成像分析6扫描电子显微镜与电子探针6光谱分析简介4其它显微分析方法简介4 2.实验学吋：12学时徳拜相机与徳拜相，立方晶系粉末相指标化.2学时衍射仪结构与实验2物相分析2透射电子显微镜结构与工作原理2选区电子衍射及明、暗场成像2扫描电子显微镜及电子探针2第一次课教学内容：绪论（50分钟）介绍材料分析测试技术在材料科学研究中的作用和应用，介绍材料分析测试方法的发展历史，让同学在了解了开设本门课程的意义后，激发同学们对材料分析方法的喜爱,对这们科学的向往.X射线的性质X射线在电磁波谱屮的波段，（5分钟）X射线的本质；（10分钟）X射线产生条件及X射线管；（35分钟）简要介绍X射线诞生和发展历史•讲解电磁波谱及X射线的波长范围•介绍X射线的性质和本质•详细讲解X射线产生条件及X射线管的构造•本节重点是X射线产生条件及X射线管部分的内容，难点是从物理本质上认识X 射线的产生机制.第二次课教学内容：X射线谱，连续谱（20分钟），特征谱产生机理（30分钟）；X射线与物质的相互作用（5分钟），相干散射（5分钟），非相干散射（10分钟）,X射线的吸收（15分钟）,吸收系数（5分钟）,吸收限（10分钟），X射线谱连续谱和特征谱产生机理是本节重点讲解的内容•要讲清楚X射线连续谱，特征谱的物理本质，产生机理,作用和特征谱的命名方法等.X射线与物质的相互作用是另一个重点,X射线与物质的相互作用产生散射和吸收是现象，其内在的物理过程和本质必须讲透彻•难点是电子、X射线与物质的原子及原子核外的电子相互作用的物理过程和本质.第三次课教学内容：X射线衰减规律及其在实际中的应用（15分钟），选靶与滤波片（25分钟）.X射线的防护（10分钟）.X射线衍射方向晶体几何学（25分钟），布拉格方程与讨论（25分钟）；本节课程着重讲解X射线与物质的相互作用后的强度衰减，这是X 射线与物质的相互作用的宏观表现，是X射线透射学基础.讲清楚线吸收系数和质量吸收系数的区别和作用;X射线与物质的相互作用产生真吸收的本质可以帮助我们进行选靶与滤波片的选择,这也是X 射线光谱学的基础.晶体几何学在前而课程已经讲过，这里是复习•布拉格方程与讨论是重点讲授内容•分析比较散射和衍射的异同，讨论布拉格方程.本节的难点是应用强度衰减公式解决实际问题和对布拉格方程的理解.第四次课教学内容：*倒易点阵（10分钟），定义与性质（30分钟），衍射矢量方程（10分钟）；*爱瓦尔徳图解（25分钟）；三种衍射方法（10分钟）.X射线衍射强度一个电子的衍射强度（15分钟），本节课程重点讲解倒易点阵的概念、定义与性质，这是本节的难点•讲清楚倒易点阵对后续课程致关重要，所以要通过正空间的复习、通过举例等方法使同学建立倒空间的概念•其次讲清楚衍射矢量方程对讲解爱瓦尔德图解是很重耍的，这里耍将倒空间的概念、布拉格方程和爱瓦尔德球联系起来讲，建立空间入射和衍射的空间思维•三种衍射方法的讲解进一步加深同学对上述问题的理解•本节的重屮之重的问题是建立空间入射和衍射的空间思维及其与倒空间的联系.第五次课教学内容：一个原子的衍射强度（15分钟），一个晶胞的衍射强度与结构因子（35分钟）；多晶体衍射强度（50分钟），通过一个电子的衍射强度、一个原子的衍射强度、一个晶胞的衍射强度、一个晶体的衍射强度和多个晶体的衍射强度循序渐进地导出多晶体衍射强度•重点讲清楚结构因子，也就是原子种类及其在晶胞中位置对衍射强度的影响，同时讲清楚实际衍射屮多晶X射线衍射强度是多个晶体的衍射强度的集合，而每个晶体的衍射强度又是多个晶胞的衍射强度的集合等等•本节重点是一个晶胞的衍射强度与结构因子的内容.第六次课教学内容：多重性因子（10分钟），罗仑兹因子（10分钟）, 吸收因子（10分钟），温度因子（10分钟），粉末衍射强度（10分钟）;积分强度（15分钟），总结（35分钟）.上节课循序渐进地导出多晶体衍射强度，但是实际衍射强度述受多种因索影响•讲清楚这些影响因素的影响机理，最后给出最终的积分强度和相对强度.讲完前面内容后将X射线衍射方向和强度问题结合起来，强调X 射线衍射方向取决于晶体的大小和类型,X射线衍射强度则取决于晶体中原子位置与种类•因此X射线衍射方向和强度的结合才能分析被测物质的晶体学内容•阐述这些是本节的重点•本节的难点是形状因子和多重性因子，罗仑兹因子，吸收因子，温度因子对强度影响的机制.第七次课教学内容：多晶体分析方法粉末照相法（德拜照相法）（65分钟）；X射线衍射仪法（35分钟）；徳拜照相法是传统的X射线衍射方法•本节课在介绍德拜相机后着重讲述德拜照相法对试样的要求、德拜照相法中底片安装方法及其作用、德拜照相法对辐射的要求、底片上2 e角和衍射线的强度测量、德拜照相法的衍射花样的分析标定.对于衍射仪法，重点讲解的是测角仪的工作原理包括•测角仪圆和聚焦圆，重点讲解影响衍射仪法测量精度的因素（试样、辐射参数、狭缝光栏和接受光栏的宽度、扫描速度、时间常数等）•难点是测角仪的工作原理包括测角仪圆和聚焦圆.第八次课教学内容：衍射仪的测量方法与实验参数，（15分钟）衍射线的指标化（35分钟）；点阵常数测量中的误差来源（25分钟），点阵常数的精确测定（25分钟）本节继续讲述衍射仪的测量方法与实验参数，重点讲解衍射线的指标化方法•主耍讲述面心立方晶体的衍射线的指标化，简要介绍四方和六方晶体的衍射线的指标化•其中难点是衍射花样的分析标定，而这一工作对后续课程也有重要的影响，务必讲清楚.点阵常数的精确测定主要讲解点阵常数测量中的误差来源及其主要影响因素和消除误差的方法•难点是消除误差方法的数学处理技术，通过例题解决这一问题.第九次课教学内容：X射线物相分析定性分析的原理和分析思路（15分钟）；粉末衍射卡的组成（25分钟）；PDF卡片的索引（25分钟）；物相定性分析方法（35分钟）本次课讲述X射线物相分析屮的定性分析原理、解决的途径、粉末衍射卡的组成和索引书的使用方法、定性分析的程序•重点是粉末衍射卡的组成和索引书的使用方法、定性分析的程序•难点是多物相的衍射花样的物相定性分析方法•可以通过例题详细介绍多物相的衍射花样的物相定性分析中的注意事项和过程，为未来的实际应用奠定基础.第十次课教学内容：物相定量分析方法（50分钟）宏观应力测定X射线应力测定原理（25分钟）,单轴应力测定原理（25分钟）,本节介绍物相定量分析方法，包括物相定量分析原理、外标法、内标法和直接比较法•重点是物相定量分析原理和直接比较法，难点是物相定量分析方法的原理推导和各种方法中的具体使用.X射线应力测定讲解残余应力的分类和范围、X射线应力测定的特点和方法概论、介绍单轴应力的测定原理•这一节中的难点是单轴应力测定原理.第十一次课教学内容：平面应力测定原理（50分钟）；实验方法（10分钟），衍射仪法（25分钟），应力仪法（15分钟）继上次课单轴应力测定原理的介绍,着重讲述和推导平面应力测定原理•通过平面应力测定原理的推导得到X射线宏观应力测定的基本公式,通过衍射仪和应力仪两个仪器的具体应用讲解X射线宋观应力测定的方法及其区别与特点•本次课程的难点是涉及一些弹性力学的知识，要用弹性力学的知识结合X 射线衍射的特点推导许多公式•讲课中力求删繁就简，深入浅出讲清原理.第十二次课教学内容：实验精度的保证及测试原理的适用条件（50分钟）电子光学基础电子波与电磁透镜；（50分钟）本节课首先讲完X射线宏观应力测定中测试原理的适用条件，保证实验精度的前提下的注意事项•重点总结X射线衍射在材料科学屮的实际应用：点阵常数的精确测定,X射线物相分析和X射线宏观应力测定•告诉同学X射线衍射的实际应用并非这些，还可以用于X射线衍射测定晶体的织构等，未来实践中还耍参阅更多的文献资料.电镜课程的开始应介绍电子显微学的发展及其作用与意义，然后介绍电子波、透镜的分辨率概念和电磁透镜,难点是分辨率概念、电磁透镜的构成与电子在透镜中的运动及其轨迹.本次课程的重点是X射线篇的总结与电镜篇的开篇•注意承上启下.第十三次课教学内容：电磁透镜的像差与分辨本领（30分钟）电磁透镜的景深与焦长（20分钟）透射电子显微镜透射电子显微镜的结构与成像原理（20分钟），照明系统（15分钟），成像系统（10分钟），观察记录系统（5分钟）；本次课程重点讲清楚电磁透镜的像差类型、像差与分辨本领的关系,分辨本领与放大倍数的关系•讲述电磁透镜的景深与焦长在电子显微分析中作用和意义，以及与成像质量的关系. 在透射电子显微镜的结构与成像原理的介绍结合实际的透射电子显微镜讲，重点讲解照明系统和成像系统的构成与原理，以及这两个系统的优劣对整个电镜的影响•难点是分辨本领与像差的关系和成像系统中的光路图.第十四次课教学内容：主要部件（测角器、样晶杆、消像散器、光栏）的结构与工作原理（30分钟）；透射电子显微镜的分辨率和放大倍数测定（20分钟）复型技术概述；（20分钟）一级复型、二级复型、萃取复型；（30分钟）本次课程介绍透射电镜的主要部件（测角器、样品杆、消像散器、光栏）的结构与工作原理和透射电子显微镜的分辨率和放大倍数测定•这部分的重点是分辨率和放大倍数测定方法•难点是晶格分辨率和点分辨率的概念.关于复型技术着重讲清楚它的发展过程和现在在电子显微分析工作中作用和地位.介绍一级复型、二级复型、萃取复型技术的具体制作过程,重点讲述萃取复型技术在电子显微分析工作中的作用.第十五次课教学内容：质厚衬度原理（20分钟）复型技术在材料研究方面的应用（金相分析、断口分析）（25分钟）.粉末样品制备（5分钟）电子衍射电子衍射与X射线衍射的比较（20分钟）；电子衍射原理，布拉格方程、（30分钟）介绍与推导复型技术中质厚衬度原理，既从小孔成像的散射截面的角度讲，也从物质对电子的吸收角度讲•在讲复型技术在材料研究方面的应用吋既介绍它的优点也指出这种方法的局限性•结合纳米材料介绍粉末样品的具体制备方法.重点讲述电子衍射与X射线衍射的异同点,通过分析比较讲述各自的特点•讲解电子衍射原理，回顾复习布拉格方程，点出布拉格方程在电子衍射中的应用特点,强调与X射线衍射时的不同之处.第十六次课教学内容：倒易点阵（10分钟）、偏离矢量（20分钟）、电子衍射基本公式（20分钟）；电子显微镜中的电子衍射（10分钟），有效相机常数（10分钟），选区衍射（15分钟），磁偏转角（15分钟）；复习倒易点阵的概念及性质•重点讲述电子衍射的特别之处:偏离矢量.讲解和证明电子衍射基本公式•回顾第八次课中介绍的成像系统的光路图，讲解电子显微镜中的电子衍射、有效相机常数、选区衍射的概念•重点讲述选区衍射的作用和意义•讲清楚磁偏转角的概念和测量校正方法，指出现代电子显微镜因仪器的进步，已经在设计中矫正了磁偏转角.本次课程难点在于偏离矢量的概念和磁偏转角的概念.第十七次课教学内容：单晶体电子衍射花样的标定（75分钟）复杂电子衍射花样（5分钟），高阶劳埃斑点（20分钟），单晶体电子衍射花样的标定是电子衍射课程内容的重中之重的问题，结合X射线衍射花样标定,详细讲解单晶体电子衍射花样的标定方法•从已知晶体结构的单晶体电子衍射花样的标定到未知晶体结构的单晶体电子衍射花样的标定,逐一讲解各种方法的具体标定步骤，可能出现的问题及解决的方法•每一种方法都要结合具体衍射花样讲解•难点是未知晶体结构的单晶体电子衍射花样的标定方法•对于复杂衍射花样，本门课程只作简介•但要讲清楚复杂衍射花样的产生、形态及其在电子衍射分析中作用•这部分的难点在于如何从复杂衍射花样中进行区分与识别.第十八次课教学内容：超点阵斑点（10分钟）、二次衍射斑点（10 分钟）、李晶斑点（10分钟），菊池衍射花样（20分钟）.晶体薄膜衍射成像分析概述（2分钟）；金属薄膜样品的制备（48 分钟）继续讲述复杂衍射花样:超点阵斑点、二次衍射斑点、李晶斑点,菊池衍射花样•重点是总结比较各种复杂衍射花样的形态特点，区分复杂花样与多套重叠晶体衍射,列出容易的区分类型和方法•难点是各种复杂衍射花样的产生机理.概述衬度理论,比较光学成像衬度、复型技术中的质厚衬度来简耍介绍透射电子显微镜中衍衬衬度.详细讲述透射电子显微镜的样品制备技术与方法，比较区分各种方法的适用场合与材料，制样的成本与难度，制样的水平和质量•比较分析各种仪器的优缺点及注意事项.难点是如何针对具体材料选择试样制备方法.第十九次课教学内容：衍衬成像原理（35分钟），消光距离（15分钟）；衍衬运动学简介（50分钟）；衍衬衬度是一个新概念，首先从直观的成像示意图给同学建立直观感性认识的•讲解电子束在晶体材料内的传播过程，解释电子束从入射束到产生衍射束、入射束和衍射束在传播过程中的能量转换,导出消光距离的概念•建立衍衬运动学的物理模型，详细讲解衍衬运动学理论的先决条件和假设，推导衍衬运动学的衍射波振幅公式和强度公式，通过强度公式讨论，导出等厚消光和等倾消光.本次课重点是衍衬运动学的讲解并由此介绍衍衬衬度. 难点是建立衍衬运动学的物理模型，推导衍衬运动学的衍射波振幅公式和强度公式，通过强度公式讨论，导出等厚消光和等倾消光.第二十次课教学内容：晶体缺陷分析（25分钟）•层错（25分钟）、位错、第二相粒子衬度（50分钟）.本次课程首先在上次课程内容的基础上，引进缺陷位移矢量R,在理想晶体的衍射波振幅和强度公式的基础上深入讨论缺陷晶体的衍射波振幅和强度公式•将缺陷晶体的衍射波振幅和强度公式应用到具体的晶体缺陷上，分别讨论层错、位错、第二相粒子的强度因缺陷存在而引起的变化以及缺陷部位的衬度特征•课程的重点是导出缺陷晶体的衍射波振幅和强度公式，以及三种晶体缺陷的衍射波振幅、强度、衬度•难点是具体的晶体缺陷:层错、位错、第二相粒子的衍射波振幅和强度的推导和衬度特征分析.第二十…次课教学内容：扫描电子显微镜电子束与固体样品相互作用时产生的物理信号（50分钟）；扫描电子显微镜的结构和工作原理（25分钟）；扫描电子显微镜的主要性能（25分钟）；本次课程讲授电子束与固体样品相互作用吋产生的各种物理信号,分析各种物理信号的产生机理、作用深度、信号特点和在微分析工作屮的应用等. 然后介绍扫描电子显微镜的结构和工作原理、扫描电子显微镜的主要性能•重点内容是分析各种物理信号的产生机理、作用深度、信号特点和在微分析工作中的应用•难点是这些物理信号产生机制.扫描电子显微镜的特点也是一个重点阐述的内容，要和透射电子显微镜的特点加以比较,认识扫描电子显微镜的放大倍数、分辨率等与透射电镜的不同之处.第二十二次课教学内容：表面形貌衬度原理及其应用（35分钟）；原子序数衬度原理及其应用（25分钟）.电子探针显微分析电子探针仪的结构与工作原理（40分钟），本节课着重讲解扫描电子显微镜的表面形貌衬度原理及其应用、原子序数衬度原理及其应用•至此我们已经介绍了多种衬度,每一种衬度的原理、机制都各不相同，引导同学比较区分，加深认识和理解.在扫描电子显微镜的基础上引入电子探针仪的结构与工作原理. 重点是引导同学加深对电子束与固体样品相互作用时产生的物理信号的认识与理解可以看到电子探针仪与扫描电子显微镜的区别就是仪器探测的物理信号不同而已对材料分析来说它们的分析内容也就不同了.第二十三次课教学内容：电子探针仪的分析方法及应用（10分钟），波谱仪（30分钟）,能谱仪（25分钟）.其它显微分析方法简介离子探针（35分钟）本节课程具体介绍波谱仪和能谱仪的仪器结构和工作原理，比较两种仪器的特点和区别, 并介绍在实际材料分析中如何将两者结合，各取所长充分发挥仪器的性能•另外讲述波谱仪和能谱仪在材料分析时的具体应用方法:点扫描、线扫描和面扫描，介绍在材料分析时为了获得高的精度和准确性应该注意哪些问题•这些都是本节课的重点内容.首先介绍简介其它显微分析方法的特点和在材料科学中的应用，然后介绍离子探针仪器的结构，工作原理，分析的内容•强调离子探针是一种成分分析仪器，指出它的特点，和其它成分分析仪器相比，离子探针有哪些优越性.第二十四次课教学内容：低能电子衍射（35分钟）俄歇电子能谱仪（40分钟）场离子显微镜（25分钟）介绍低能电子衍射、俄歇电子能谱仪、场离子显微镜仪器的结构，工作原理，分析的内容•着重介绍低能电子衍射是一种表面结构分析仪器,和其它结构分析仪器不同之处是低能电子衍射仅分析表层1-2个原子层厚的表面结构;俄歇电子能谱仪是一种成分分析仪器，和其它成分分析仪器相比，俄歇电子能谱仪是极表层的成分分析仪器,分析的深度仅10nm以内.俄歇电子能谱仪和低能电子衍射是目前其它分析仪器所不能取代的表面成分和结构分析仪器•场离子显微镜是表而原子结构的分析仪器，也能作表面原子类型的鉴别•本次课程的重点是介绍各种仪器在材料分析工作中的作用、有哪些优越性.第二十五次课教学内容：扫描隧道电子显微镜和原子力显微镜（50分钟）X射线光电子能谱仪（50分钟）本次课程重点讲解扫描隧道电子显微镜和原子力显微镜的结构与工作原理，讲清楚隧道电流与针尖距离的关系、两个原子接近时的引力斥力的变化•重点介绍扫描隧道电子显微镜和原子力显微镜在材料科学研究中作用和一些具体应用•难点是扫描隧道电子显微镜和原子力显微镜的结构与工作原理.介绍X射线与物质相互作用，回顾第二次课中的教学内容，讲述X 射线光电子能谱的产生机制，着重比较X射线光电子能谱和X射线荧光光谱在元素分析上的异同点，比较X射线光电子能谱和其它成分分析方法的异同点•举例介绍X射线光电子能谱在材料分析中的作用和应用.。
材料分析测试技术习题与答案
第一章一、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征X 射线称（）A.Kα；B. K β；C. K γ；D. L α 。
3. 当 X 射线发生装置是Cu 靶，滤波片应选（）A． 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（）A.短波限λ 0；B. 激发限λ k；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（）（多选题）A.光电子；B. 二次荧光；C. 俄歇电子；D. （ A+C）二、正误题1.随 X 射线管的电压升高，λ0和λk都随之减小。
（）2.激发限与吸收限是一回事，只是从不同角度看问题。
（）3.经滤波后的 X 射线是相对的单色光。
（）4.产生特征 X 射线的前提是原子内层电子被打出核外，原子处于激发状态。
（）5.选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料，而不需要考虑厚度。
（）三、填空题1. 当 X 射线管电压超过临界电压就可以产生 X 射线和X 射线。
2. X 射线与物质相互作用可以产生、 、、、、 、、。
3. 经过厚度为 H 的物质后， X 射线的强度为。
4. X 射线的本质既是 也是 ，具有性。
5. 短波长的 X 射线称，常用于；长波长的 X 射线称，常用于。
习题1. X 射线学有几个分支？每个分支的研究对象是什么？2. 分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？（ 1）用 CuK α X 射线激发 CuK α 荧光辐射； （ 2）用 CuK β X 射线激发 CuK α 荧光辐射；（ 3）用 CuK α X 射线激发 CuL α 荧光辐射。
3. 什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”、“发射谱”、“吸收谱”？4. X 射线的本质是什么？它与可见光、紫外线等电磁波的主要区别何在？用哪些物理量描述它？5. 产生 X 射线需具备什么条件？6. Ⅹ射线具有波粒二象性，其微粒性和波动性分别表现在哪些现象中？7. 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。