材料测试1
材料分析测试习题及答案1

1.计算0.071 nm (MoK α)和0.154 nm (CuK α)的X 射线的振动频率和能量。
解:由公式max 0hceU h νλ==得 将题目中数据带入= = =892.998100.15410-⨯⨯= = == = 考虑相对论效应,220/1cv m m -=,结果会有小许不同。
2.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。
解:已知U=50kV ,电子的质量为m0 =9.1×10-31kg ,光速为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=8.01×10-15J由于所以电子与靶碰撞时的速度为=1.32×108m/s所发射连续谱的短波限=12400/U=0.248Å 辐射出来的光子的最大动能为= = 8.01×10-15J3.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。
解:(网上参考答案)根据经典原子模型,原子内的电子分布在一系列量子化的壳层上,在稳定状态下,每个壳层有一定数量的电子,他们有一定的能量。
最内层能量最低,向外能量依次增加。
根据能量关系,M 、K 层之间的能量差大于L 、K 成之间的能量差,K 、L 层之间的能量差大于M 、L 层能量差。
由于释放的特征谱线的能量等于壳层间的能量差,所以 K β的能量大于 K α的能量,K α能量大于L α的能量,即 。
因此在不考虑能量损失的情况下: CuK α能激发CuK α荧光辐射;(能量相同) CuK β能激发CuK α荧光辐射; (K β>K α)cνλ=0M ν892.998100.07110-⨯⨯1814.2310s -⨯Cu ν1811.9510s -⨯O M eU 34186.62610 4.2310-⨯⨯⨯152.810J -⨯Cu eU 34186.62610 1.9510-⨯⨯⨯151.2910J-⨯2012E mv =12002E v m ⎛⎫= ⎪⎝⎭0λ0E 00hc h νλ=CuKα能激发CuLα荧光辐射;(Kα>Lα)解:假设E K为K壳层的能量,E L为L壳层的能量,E M为M壳层的能量,CuKαX射线的能量为E K-E L,CuKβX射线的能量为E K-E M,CuKα荧光辐射的能量为E K-E L,CuLα荧光辐射的能量为E L-E M,(1)不可能,用CuKαX射线激发CuKα荧光辐射,需要E K的能量;(2)不可能,用CuKβX射线激发CuKα荧光辐射,需要E K的能量;(3)有可能,用CuKαX射线激发CuLα荧光辐射,需要E L的能量,具体能不能还要比较E K-E L 和E L的大小。
现代材料测试技术测试方法1精选全文

4.1差热分析
4.1.1差热分析的基本原理
2、差热分析的基本理论
ΔH=KS
差热曲线的峰谷面积S和 反应热效应△H成正比, 反应热效应越大,峰谷 面积越大。
具有相同热效应的反应, 传热系数K越小,峰谷面 积越大,灵敏度越高。
4.1差热分析
4.1.2差热分析曲线
1、DTA曲线的特征 DTA曲线是将试样和参比物置于
2、DTA曲线的温度测定及标定:外推法(反应起点、转变点、 终点) 外延起始温度——表示反应的起始温度
3、DTA曲线的影响因素 差热分析是一种热动态技术,在测试过程中体系的温度不断变 化,引起物质热性能变化。因此,许多因素都可影响DTA曲 线的基线、峰形和温度。归纳起来,影响DTA曲线的主要因 素有下列几方面:
用相同质量的试样和升温速度对不同粒度的胆矾进 行研究(如图)。说明颗粒大小影响反应产物的扩散 速度,过大的颗粒和过小的颗粒都可能导致反应温 度改变,相邻峰谷合并,分辨率下降。
4.1差热分析
4.1.2差热分析曲线
试样用量的多少与颗粒大 小对DTA曲线有着类似的 影响,试样用量多,放热 效应大,峰顶温度滞后, 容易掩盖邻近小峰谷,特 别是对在反应过程中有气 体放出的热分解反应。
(1)仪器方面的因素:包括加热炉的形状和尺寸,坩埚材料及大 小,热电偶的位置等。
(2)试样因素:包括试样的热容量、热导率和试样的纯度、结晶 度或离子取代以及试样的颗粒度、用量及装填密度等。
(3)实验条件:包括加热速度、气氛、压力和量程、纸速等。
4.1差热分析
4.1.2差热分析曲线
(1)热容和热导率的变化: 试样的热容和热导率的变化会引起 差热曲线的基线变化,一台性能良 好的差热仪的基线应是一条水平直 线,但试样差热曲线的基线在反应 的前后往往不会停留在同一水平上, 这是由于试样在反应前后热容或热 导率变化的缘故。
金属材料学1测试题及答案

金属材料学1测试题及答案1. 锻压性最好的是() [单选题] *A、低碳钢(正确答案)B、中碳钢C、高碳钢D、高合金钢2. 下列材料焊接性最差的是()。
[单选题] *A、低碳钢B、高碳钢C、铸铁(正确答案)D、中碳钢3. 强度是属于材料的()。
[单选题] *A、物理性能B、化学性能C、力学性能(正确答案)D、工艺性能4. 钢的质量以()划分。
[单选题] *A、碳含量多少B、合金元素含量多少C、S、P含量多少(正确答案)D、杂质Si、Mn含量5. 用拉伸试验可测定材料的()性能指标。
[单选题] *A、冲击韧性B、硬度C、塑性(正确答案)D、抗拉强度6. 在金属材料的机械性能指标中,“σe”是指()。
[单选题] *A、屈服强度B、抗拉强度C、弹性强度(正确答案)D、抗弯强度7. 用来反应材料在交变载荷作用下,抵抗破坏能力的物理概念是()。
[单选题] *A、韧性;B、疲劳强度;(正确答案)C、强度;D、硬度。
8. 下列材料焊接性能最好的是()。
[单选题] *A、低碳钢(正确答案)B、铸铁C、高碳钢D、铜合金9. 下面关于3Cr13 的说法正确的是()。
[单选题] *A、含C为3%B、含Cr为0.13%C、含Cr为1.3%D、含C为0.3%(正确答案)10. 在拉伸试验中,试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的()。
[单选题] *A、屈服极限B、抗拉强度(正确答案)C、弹性极限D、疲劳极限11. 某钢材的牌号为GCr9SiMn,它的用途为下列中的()。
[单选题] *A、制造锅炉B、制造弹簧C、制造滚动轴承(正确答案)D、制造量具12. 下列钢中,硬度最高的是()。
[单选题] *A、T12(正确答案)B、20钢C、65MnD、40Cr13. ()是金属材料在静载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。
[单选题] *A.强度(正确答案)B.硬度C.塑性D.韧性14. 材料的硬度越高其耐磨性就()。
部编第一次世界大战和战后初期的世界材料测试题(附答案)

部编第一次世界大战和战后初期的世界材料测试题(附答案)一、第三单元第一次世界大战和战后初期的世界材料辨析论述题1.阅读材料,回答问题。
材料一1918年11月11日,协约国和德国在法国贡比涅森林的一个火车车厢中签订了停战协定。
主持谈判的法国元帅福煦曾毫不忌讳地说过:“停战不是和平。
”这表现了欧洲列强的普遍心态。
一言以蔽之,欧洲列强偃旗息鼓并不意味着和平的到来,正如当初它们就不是为了“和平”而战是一样的道理。
列强的“战场”转移到巴黎和华盛顿的谈判桌上。
(1)材料一认为“当初它们就不是为了‘和平’而战”。
你认为当初它们是为何而战?材料二法国收回阿尔萨斯和洛林,萨尔矿区交给法国开采,萨尔区由国际联盟代管15年:总的来说,德国失去了原来领土的1/8,同时却保留下了10万平方千米历来属于波兰的领土。
(2)材料二指的是什么条约哪方面的内容?其是什么会议通过的?它主要确立了哪些地方的统治秩序?材料三除中国外缔结各国协定:(一)尊重中国之主权与独立暨领土与行政之完整;(二)给予中国完全无碍之机会,以发展并维持一有力巩固之政府;(三)施用各国之权势,以期切实设立并维持各国在中国全境之商务实业机会均等之原则;(四)不得因中国状况乘机营谋特别权利,而减少友邦人民之权利,并不得奖许有害友邦安全之举动。
(3)材料三出自哪一国际条约?第四条规定主要针对哪个国家?该条约的作用是什么?(4)思考这两次会议之间有什么联系?这两次会议的实质是什么?【答案】(1)为争夺殖民地,争夺欧洲乃至世界霸权。
(2)《凡尔赛条约》;领土方面。
巴黎和会。
欧洲、西亚、非洲。
(3)《九国公约》。
日本。
作用:实现了美国长期追求的“门户开放”等目的,使日本独霸中国的企图未能实现,维持了几个帝国主义国家共同支配中国的局面。
(4)华盛顿会议是巴黎和会的继续。
帝国主义的分赃会议。
【解析】【分析】【详解】(1)根据材料一的时间、协约国,判断材料一中的战争是第一次世界大战,一战爆发的原因是为争夺殖民地,争夺欧洲乃至世界霸权,因此材料一认为“当初它们就不是为了‘和平’而战”。
现代材料分析测试技术材料分析测试技术-1

据说日本电子已经制造了带球差校正器的透射电 镜,但一个球差校正器跟一台场发射透射电镜的 价格差不多。
TEM Cs Corrector
Un-corrected
Corrected
No Fringe
什么原因导致这样的结果呢?原来电磁透镜也和光学透 镜一样,除了衍射效应对分辨率的影响外,还有像差对 分辨率的影响。由于像差的存在,使得电磁透镜的分辨 率低于理论值。电磁透镜的像差包括球差、像散和色差。
一、球差
球差是因为电磁透镜的中心区域磁场和边缘区域磁场对 入射电子束的折射能力不同而产生的。离开透镜主轴较 远的电子(远轴电子)比主轴附近的电子(近轴电子) 被折射程度大。
原来的物点是一个几何点,由于球差的影响现在变成了
半径为ΔrS的漫散圆斑。我们用ΔrS表示球差大小,计
算公式为:
rS
1 4
C
s
3
(1-10)
式中 Cs表示球差系数。 通常,物镜的球差系数值相当于它的焦距大小,
约为1-3mm,α为孔径半角。从式(1-10)中可以 看出,减小球差可以通过减小球差系数和孔径半 角来实现。
引起电子能量波动的原因有两个, 一是电子加速电压不稳,致使入射 电子能量不同;二是电子束照射试 样时和试样相互作用,部分电子产 生非弹性散射,致使能量变化。
最小的散焦斑RC。同 样将RC折算到物平面
上,得到半径为ΔrC 的圆斑。色差ΔrC由 下式来确定:
rC
Cc
E E
(1-12)
更短的波长是X射线。但是,迄今为止还没有找到能使X 射线改变方向、发生折射和聚焦成象的物质,也就是说 还没有X射线的透镜存在。因此X射线也不能作为显微镜 的照明光源。
材料测试方法

材料测试方法材料测试方法是指对材料进行性能测试的方法,通过测试可以了解材料的力学性能、物理性能、化学性能等各项指标,为材料的选用、设计和生产提供依据。
材料测试方法的选择对于材料的研究和开发具有重要意义,下面将介绍几种常见的材料测试方法。
首先,力学性能测试是材料测试的重要内容之一。
在材料的设计和使用过程中,了解材料的力学性能对于确定材料的使用范围、设计结构和预测材料的寿命具有重要意义。
常见的力学性能测试包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等。
通过这些测试可以得到材料的强度、韧性、硬度等指标,为材料的选用和设计提供依据。
其次,物理性能测试也是材料测试的重要内容之一。
物理性能测试包括材料的密度、导热系数、热膨胀系数等指标的测试。
这些指标对于材料的热学性能和物理性能具有重要意义,可以帮助工程师选择合适的材料,设计合理的结构。
另外,化学性能测试也是材料测试的重要内容之一。
化学性能测试包括材料的化学成分、腐蚀性能、耐热性能等指标的测试。
这些指标对于材料的耐腐蚀性能、耐高温性能等具有重要意义,可以帮助工程师选择合适的材料,设计耐腐蚀、耐高温的产品。
此外,表面性能测试也是材料测试的重要内容之一。
表面性能测试包括材料的表面粗糙度、表面硬度、表面清洁度等指标的测试。
这些指标对于材料的表面质量具有重要意义,可以帮助工程师选择合适的材料,设计表面质量良好的产品。
综上所述,材料测试方法是对材料进行性能测试的方法,通过测试可以了解材料的力学性能、物理性能、化学性能和表面性能等各项指标,为材料的选用、设计和生产提供依据。
选择合适的材料测试方法对于材料的研究和开发具有重要意义,可以帮助工程师选择合适的材料,设计合理的产品结构。
化学领域中的材料性能测试方法
化学领域中的材料性能测试方法材料性能测试是化学领域中至关重要的一项工作。
它对于研发和制造各种化学材料,如金属、塑料、橡胶、高分子材料等,具有重要的指导作用。
通过材料性能测试,可以评估材料的力学性能、热学性能、电学性能、光学性能等,为材料的研发和应用提供科学依据。
1. 力学性能测试方法力学性能是材料工程中最常见的性能之一,主要包括材料的强度、韧性、硬度等指标。
常用的力学性能测试方法有拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等。
拉伸试验是一种常见的力学性能测试方法,通过对试样施加正向力来测定材料的抗拉强度、屈服强度和延伸率等。
压缩试验用于测定材料的抗压强度和变形特性,常用于金属和陶瓷材料的测试。
弯曲试验则用于测定材料的弯曲强度和弯曲模量。
2. 热学性能测试方法热学性能测试涉及材料的导热性、热膨胀性等性能指标。
导热性测试是一种常用的热学性能测试方法,主要用于测定材料的导热系数。
常见的导热性测试方法有热传导仪法和热释电法等。
热膨胀性测试用于测定材料的线膨胀系数和体膨胀系数,常见的测试方法有膨胀仪法和激光干涉法等。
3. 电学性能测试方法电学性能测试是研究材料的电导率、介电常数等电学性质的方法。
电导率测试是电学性能测试中的重要方法之一,用于测定材料的电导率和电阻率。
常用的电导率测试方法有四探针法、电导率仪器法等。
介电常数测试用于测定材料在电场作用下的电导率和介电耗散因子,常见的测试方法有介电分析法和介电谐振法等。
4. 光学性能测试方法光学性能测试主要用于研究材料的光学特性,如折射率、透射率、反射率等。
透射率测试是光学性能测试中的一种常用方法,用于测定材料对光的透明程度。
反射率测试用于测定材料对光的反射能力,常见的测试方法有透射—反射法和半球积分法等。
折射率测试用于测定材料在光场中的折射性能,常用的测试方法有折射光栅法和竖直玻璃分杯法等。
总结而言,化学领域中的材料性能测试方法涵盖了力学性能、热学性能、电学性能和光学性能等多个方面。
材料测试技术第1章X射线的性质2
五、X射线的探测与防护
• 探测:荧光屏、照相底片、辐射 探测器等。 • 防护:铅板、铅玻璃、铅橡皮工 作服、铅玻璃眼镜等。
X射线对物质晶体的研究?
波的干涉
(a) 同位相,相长干涉 (b) 反位相,相消干涉
(c) 存在一定位相差
1.X射线的波-粒二象性 2.连续X射线谱的特点 3.X射线产生的基本条件与基本性质 4.特征(标识)X射线的特点, 5.光电效应与俄歇效应 6.相干散射与非相干散射 7.什么叫特征X射线激发电压V激?
特征X射线小结
3)特征谱结构
K系特征谱 : Kα、Kβ、Kγ,
Kα(Kα1、Kα2)
4)λ 与Z的关系
√1/λ =K(Z-σ )
荧光X射线光谱分析(XRF、XFS)
四、 X射线与物质的相互作用
散射 X射线作用于物质 吸收 透过→衰减
1
X射线的散射
X射线与物质内层电子作用时, 电子便成为新的电磁波源向空间各个方向辐射与入射 X射线频率相同的电磁波,新的散射波之间可以发生 干涉作用。 X射线 光量子 →碰撞(原子中束缚较紧、Z较大电子 )→新振动波源群(原子中的电子);与X射线的周期 、频率相同,方向不同。
2. K的透射率计算:
滤波片的厚度已确定为15.3 m log [100 / I ] = 0.434×49.2×8.92×0.00153 log I = log100 - 0.291 I = 101.71 = 51.3 即在此条件下CuK辐射的透射率为51.3%。
多元素物质(机械混合物、固溶体或化合物): μm = w1μm1 + w2μm2 + … 式中: w1,w2…-各元素的重量百分数 μm1,μm2…—各元素的质量吸收系数
现代材料测试技术习题1
习题1-1 试计算当管电压为50kV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?1-2 分析下列荧光辐射产生的可能性,为什么?(1)用CuKαX射线激发CuKα荧光辐射;(2)用CuKβX射线激发CuKα荧光辐射;(3)用CuKαX射线激发CuLα荧光辐射。
1-3 X射线实验室用防护铅屏,其厚度通常至少为1mm,试计算这种铅屏对CuKα、M oKα辐射的透射因子(I投射/I入射)各为多少?1-4 试计算含w c=0.8%,w Cr=4%,w w=18%的高速钢对MoKɑ辐射的质量吸收系数。
1-5 欲使钼靶X射线管发射的X射线能激发放置在光束中的铜样品发射K系荧光辐射,问需加的最低的管压值是多少?所发射出的荧光辐射波长是多少?2-1试画出下列晶向及晶面(均属立方晶系):[111],[121],[221],(010),(110),(123),(121)。
2-2 下面是某立方晶系物质的几个面间距,试将它们按大小次序重新排列。
(312),(100),(200),(311),(121),(111),(210),(220),(130),(030),(221),(110)。
2-3 当X射线在原子列中衍射时,相邻原子散射线在某个方向上的程差若不为波长的整数倍,则此方向必然不存在衍射线,这是为什么?2-4 当波长为λ的X射线照射到晶体并出现衍射线时,相邻两个(hkl)反射线的程差是多少?相邻两个(HKL)发射线的程差又是多少?2-5 画出Fe2B在平行于(010)上的部分倒易点。
Fe2B属正方晶系,点阵参数a=b=5.10Å,c=4.24Å。
2-6 判别下列哪些晶面属于[111]晶带:(110),(231),(231),(211),(101),(133),(112),(132),(011),(212)。
2-7 试计算(311)及(132)的共同晶带轴。
材料测试答案1(1)
1.名词解释:相干散射(汤姆逊散射):入射线光子与原子内受核束缚较紧的电子(如内层电子)发生弹性碰撞作用,仅其运动方向改变而没有能量改变的散射。
又称弹性散射;不相干散射(康普顿散射):入射线光子与原子内受核束缚较弱的电子(如外层电子)或晶体中自由电子发生非弹性碰撞作用,在光子运动方向改变的同时有能量损失的散射。
又称非弹性散射;荧光辐射:物质微粒受电磁辐射激发(光致激发)后辐射跃迁发射的光子(二次光子)称为荧光或磷光,吸收一次光子与发射二次光子之间延误时间很短(10-8~10-4s)称荧光,延误时间较长(10-4~10s)则为磷光;(有待确定)俄歇效应:如原子的退激发不以发射X射线的方式进行则将以发射俄歇电子的德方式进行,此过程称俄歇过程或俄歇效应;吸收限:当入射X射线光子能量达到某一阈值可击出物质原子内层电子时,产生光电效应。
与此能量阈值相应的波长称为物质的吸收限。
晶面指数与晶向指数:为了表示晶向和晶面的空间取向(方位),采用统一的标识,称为晶向指数和晶面指数;晶带:晶体中平行于同一晶向的所有晶面的总体干涉面:晶面间距为d HKL/n、干涉指数为nh、 nk、 nl的假想晶面称为干涉面X射线散射:X射线衍射:X射线反射:结构因子:晶胞沿(HKL)面反射方向的散射波即衍射波F HKL是晶胞所含各原子相应方向上散射波的合成波,表征了晶胞的衍射强度;多重因子:通常将同一晶面族中等同晶面组数P称为衍射强度的多重性因数。
罗仑兹因子:系统消光:因︱F︱2=0而使衍射线消失的现象称为系统消光。
2.讨论下列各组概念中二者之间的关系:1)同一物质的吸收谱和发射谱;答:当构成物质的分子或原子受到激发而发光,产生的光谱称为发射光谱,发射光谱的谱线与组成物质的元素及其外围电子的结构有关。
吸收光谱是指光通过物质被吸收后的光谱,吸收光谱则决定于物质的化学结构,与分子中的双键有关。
2)X射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。
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1.名词解释:相干散射(汤姆逊散射):入射线光子与原子内受核束缚较紧的电子(如内层电子)发生弹性碰撞作用,仅其运动方向改变而没有能量改变的散射。
又称弹性散射;不相干散射(康普顿散射):入射线光子与原子内受核束缚较弱的电子(如外层电子)或晶体中自由电子发生非弹性碰撞作用,在光子运动方向改变的同时有能量损失的散射。
又称非弹性散射;荧光辐射:物质微粒受电磁辐射激发(光致激发)后辐射跃迁发射的光子(二次光子)称为荧光或磷光,吸收一次光子与发射二次光子之间延误时间很短(10-8~10-4s)称荧光,延误时间较长(10-4~10s)则为磷光;(有待确定)俄歇效应:如原子的退激发不以发射X射线的方式进行则将以发射俄歇电子的德方式进行,此过程称俄歇过程或俄歇效应;吸收限:当入射X射线光子能量达到某一阈值可击出物质原子内层电子时,产生光电效应。
与此能量阈值相应的波长称为物质的吸收限。
晶面指数与晶向指数:为了表示晶向和晶面的空间取向(方位),采用统一的标识,称为晶向指数和晶面指数;晶带:晶体中平行于同一晶向的所有晶面的总体干涉面:晶面间距为d HKL/n、干涉指数为nh、 nk、 nl的假想晶面称为干涉面X射线散射:X射线衍射:X射线反射:结构因子:晶胞沿(HKL)面反射方向的散射波即衍射波F HKL是晶胞所含各原子相应方向上散射波的合成波,表征了晶胞的衍射强度;多重因子:通常将同一晶面族中等同晶面组数P称为衍射强度的多重性因数。
罗仑兹因子:系统消光:因︱F︱2=0而使衍射线消失的现象称为系统消光。
2.讨论下列各组概念中二者之间的关系:1)同一物质的吸收谱和发射谱;答:当构成物质的分子或原子受到激发而发光,产生的光谱称为发射光谱,发射光谱的谱线与组成物质的元素及其外围电子的结构有关。
吸收光谱是指光通过物质被吸收后的光谱,吸收光谱则决定于物质的化学结构,与分子中的双键有关。
2)X射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。
答:可以选择λK刚好位于辐射源的Kα和Kβ之间的金属薄片作为滤光片,放在X射线源和试样之间。
这时滤光片对Kβ射线强烈吸收,而对Kα吸收却少。
3.X射线的本质是什么?答:X射线是一种电磁波,有明显的波粒二象性。
4.如何选用滤波片的材料?如何选用X射线管的材料?答:选择λK刚好位于辐射源的Kα和Kβ之间的金属薄片作为滤光片,滤波片是根据靶元素确定的。
经验规律:当靶固定后应满足当Z靶<40时,则Z片=Z靶–1;当Z靶≥40时,则Z片=Z靶–2;若试样的K系吸收限为λK,应选择靶的Kα波长稍大于并尽量靠近λK,这样不产生荧光,并且吸收又最小。
经验公式:Z靶≤Z试样+1。
5.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Kβ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。
6.试画出下列晶向及晶面(均属立方晶系):[111],[121],[21],(00),[110],(123),(21)。
答:(晶面),[晶向],图见书16页7.下面是某立方晶系物质的几个晶面,试将它们的面间距从大到小按次序重新排列:(12),(100),(200),(11),(121),(111),(10),(220),(130),(030),(21),(110)。
答:,它们的面间距从大到小按次序是:(100)、(110)、(111)、(200)、(-210)、(121)、(220)、(2-21)、(030)、(130)、(-311)、(12-3)。
8.证明()、()、()晶面属于[111]晶带。
答:已知一个晶面(hkl) 和它所属的晶带[uvw],根据解析几何中直线与平面的关系,从很容易得到二者之间的关系:hu+kv+lw=0通常把这个关系式称为晶带定律。
9.判别下列哪些晶面属于[11]晶带:(0),(1),(231),(211),(01),(13),(12),(12),(01),(212)。
答:公式如8题。
10.晶面(110)、(311)、(132)是否属于同一晶带?晶带轴是什么?再指出属于这个晶带的其他几个晶面。
答:公式如8题,貌似题目有问题11.试计算(11)及(2)的共同晶带轴。
答:公式如8题,[112]12.试述布拉格公式2dHKLsinθ=λ中各参数的含义,以及该公式有哪些应用?答:d HKL表示HKL晶面的面间间距,θ角表示掠过角或布拉格角,即入射X射线或衍射线与面间间的夹角,λ表示入射X射线的波长。
该公式有二个方面用途:(1)已知晶体的d值。
通过测量θ,求特征X射线的λ,并通过λ判断产生特征X射线的元素。
这主要应用于X射线荧光光谱仪和电子探针中。
(2)已知入射X射线的波长,通过测量θ,求晶面间距。
并通过晶面间距,测定晶体结构或进行物相分析。
13.当波长为λ的X射线在晶体上发生衍射时,相邻两个(hkl)晶面衍射线的波程差是多少?相邻两个HKL干涉面的波程差又是多少?答:当波长为λ的X射线照射到晶体上发生衍射,相邻两个(hkl)晶面的波程差是nλ,相邻两个(HKL)晶面的波程差是λ14.“一束X射线照射一个原子列(一维晶体),只有镜面反射方向上才有可能产生衍射线”,此种说法是否正确?答:不正确,因为一束X射线照射一个原子列上,原子列上每个原子受迫都会形成新的X射线源向四周发射与入射光波长一致的新的X射线,只要符合光的干涉三个条件(光程差是波长的整数倍),不同点光源间发出的X射线都可产生干涉和衍射。
镜面反射,其光程差为零,是特殊情况。
15.α-Fe属立方晶系,点阵参数a=0.2866nm。
如用CrKαX射线(λ=0.2291nm)照射,试求(110)、(200)及(211)可发生衍射的掠射角。
答:,2d HKL sinθ=λ,得θ16.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。
17.总结简单点阵、体心点阵和面心点阵衍射线的系统消光规律。
答:简单点阵不存在系统消光,体心点阵衍射线的系统消光规律是(h+k+l)偶数时出现反射,(h+k+l)奇数时消光。
面心点阵衍射线的系统消光规律是h,k,l 全奇或全偶出现反射,h,k,l 有奇有偶时消光。
18.洛伦兹因数是表示什么对衍射强度的影响?其表达式是综合了哪几个方面考虑而得出的?答:罗仑兹因数是三种几何因子对衍射强度的影响,第一种几何因子表示衍射的晶粒大小对衍射强度的影响,罗仑兹第二种几何因子表示晶粒数目对衍射强度的影响,罗仑兹第三种几何因子表示衍射线位置对衍射强度的影响。
19.试述衍射强度公式中各参数的含义?答:X 射线衍射强度的公式式中各参数的含义是:I 0为入射X 射线的强度;λ为入射X 射线的波长;R 为试样到观测点之间的距离;V 为被照射晶体的体积;V c 为单位晶胞体积;P 为多重性因子,表示等晶面个数对衍射强度的影响因子;F 为结构因子,反映晶体结构中原子位置、种类和个数对晶面的影响因子;A(θ)为吸收因子,圆筒状试样的吸收因子与布拉格角、试样的线吸收系数μl 和试样圆柱体的半径有关;平板状试样吸收因子与μ有关,而与θ角无关。
φ(θ)为角因子,反映样品中参与衍射的晶粒大小,晶粒数目和衍射线位置对衍射强度的影响;e -2M 为温度因子20.某斜方晶体晶胞含有两个同类原子,坐标位置分别为:(,,1)和(,, ),该晶体属何种布拉菲点阵?写出该晶体(100)、(110)、(211)、(221)等晶面反射线F 2值。
答:F=fe 2PI i (3/4H+3/4K+L )+fe 2PI i (1/4H+1/4K+1/2L )(100),F=0, F 2=0;(110),F=-2f, F 2=4f 2;(211),F=2f, F 2=4f 2;(221),F=0, F 2=021.说明原子散射因子、结构因子F 、结构振幅各自的物理意义。
答:原子散射因子:原子散射振幅与电子散射波振幅之比f=E_a/E_e结构因子:晶胞所含个原子相应方向上散射波的合成波。
结构振幅:晶胞散射波幅和电子散射波幅振幅之比│F│=E_b/E_e干涉函数:小晶体散射波强度与晶胞散射波强度之比│G│^2=I_m/I_b22.金刚石晶体属面心立方点阵,每个晶胞含8个原子,坐标为:(0,0,0)、(,,0)、(,0,)、(0,,)、(,,)、(,,)、(,,)、(,,)原子散射因子a ,求其系统消光规律(F 2最简表达式),并据此说明结构消光的概念。
答: = 21)(222][)l k h (∑=++⋅=n j lz ky hx i j j j j e f F π22c s F F ⋅式中|Fs|为晶体点阵中各结点的结构振幅,|Fc| 为晶胞的结构振幅。
由上式可知,|Fs|2=0 或|Fc|2=0均可使|F(hkl)|2=0,从而使上式晶体衍射线强度I c为零,这种满足布喇格方程条件但衍射线强度为零的现象称之为消光。
晶体所属的点阵类型不同,使|F c|2=0的h、k、l指数规律不同。
点阵相同,结构不同的晶体,|F c|2=0的指数规律相同,但|F s|2=0的指数规律不同,所以,称|F c|2=0的条件为点阵消光条件;|F(hkl)|2=0的条件为结构消光条件。
实际晶体中,位于阵点上的结构基元若非由一个原子组成,则结构基元内各原子散射波间相互干涉也可能产生F2=0的现象。
此种在点阵消光的基础上,因结构基元内原子位置不同而进一步产生的附加消光现象,称为结构消光(补充)。
23.“衍射线在空间的方位仅取决于晶胞的形状与大小,而与晶胞中的原子位置无关;衍射线的强度则仅取决于晶胞中原子位置,而与晶胞形状及大小无关”,此种说法是否正确?答:衍射线在空间的方位主要取决于晶体的面间间距,或者晶胞的大小。
衍射线的强度主要取决于晶体中原子的种类和它们在晶胞中的相对位置。
(有待补充)24.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。