无机非金属材料测试方法复习资料

一、名

词解释

拉曼位移：拉曼散射光与入射光频率之差。

相对强度：同一衍射图中各个衍射线的绝对强度的比值。(必考)

积分强度：扣除背影强度后衍射峰下的累积强度。(必考)

系统消光：把由于F

=0而使衍射线有规律消失的现象称为系统消光。（重点）

HKL

X射线衍射方向：是两种相干波的光程差是波长整数倍的方向。（重点）

明暗场像：用物镜光栏挡去衍射束，让透射束成像，有衍射的为暗像，无衍射的为明像，这样形成的为明场像；用物镜光

栏挡去透射束和及其余衍射束，让一束强衍射束成像，则无衍射的为暗像，有衍射的为明像，这样形成的为暗场像。（重点）透射电镜的点线分辨率：点分辨率表示电镜所能分辨的两个点之间的最小距离；线分辨率表示电镜所能分辨的两条线之间

的最小距离。（重点）

拉曼效应：散射光中散射强度中约有1%的光频率与入射光束的频率不同。除在入射光频率处有一强的瑞利散射线外，在它

的较高和较低频率处还有比它弱得多的谱线。

二次电子：二次电子是指在入射电子作用下被轰击出来并离开样品表面的原子的核外电子。

背散射电子：背散射电子是指入射电子与试样的相互作用经多次散射后，重新逸出试样表面的电子。

差热分析：是指在程序控制温度下，测量物质和参比物的温度差与温度关系的一种方法。

差示扫描量热法：是把试样和参比物的温度差保持为零时，所需要的能量对时间关系的一种技术。

光电效应：当具有一定能量hv的入射光子与样品的原子互相作用时，单个光子把全部能量交换给原子某壳层上一个受束缚

的电子，这个电子就获得能量。如果该能量大于该电子的结合能Eb，该电子就将脱离原来受束缚的能级；若还有多余的能

量可以使电子克服功函数W，则电子就成为自由电子、并获得一定的动能Ek并且hv=Eb+Ek+W。该过程为光电效应。

化学位移：由于原子所处的化学环境不同而引起的原子内壳层电子结合能的变化，在谱图上表现为谱线的位移，这种现象

成为化学位移。

Moseley定律：对于一定线性系的某条谱线而言其波长与原子序数平方近似成反比关系。

二、简答题

1.X射线谱有哪两种类型其含义是什么（重点）

两种类型：连续X射线谱和特征X射线谱连续X射线谱：指X射线管中发出的一部分包含各种波长的光的光谱。从管

中释放的电子与阳极碰撞的时间和条件各不相同，绝大多数电子要经历多次碰撞，产生能量各不相同的辐射，因此出现连

续X射线谱

特征X射线谱：也称标识X射线谱，它是由若干特定波长而强度很大的谱线构成的，这种谱线只有当管电压超过一定数值

Vk(激发电压)时才能产生，而这种谱线的波长与X射线管的管电压、管电流等工作条件无关，只取决于阳极材料，不同金

属制成的阳极将发出不同波长的谱线，并称为特征X射线谱

?3.何谓Kα射线何谓Kβ射线这两种射线中哪种射线强度大哪种射线波长短X射线衍射用的是哪种射线为什么Kα射线中

包含Kα1和Kα2（重点）

Kα是L壳层中的电子跳入K层空位时发出的X射线，Kβ射线是M壳层中的电子跳入K层空位时发出的X射线；

Kα比Kβ强度大，因为L层电子跳入K层空位的几率比M层电子跳入K层空位的几率大；Kβ波长短；X射线衍射用的

是Kα射线；Kα射线是由Kα1和Kα2组成，它们分别是电子从L3和L2子能级跳入K层空位时产生的。

4.晶体对X射线的散射有哪两类四种基本类型的空间点阵是什么（重点）

晶体对X射线的散射有相干散射和不相干散射。简单立方、体心立方、面心立方、底心立方。

5.结构因子的概念和影响因素。（重点）

结构因子的绝对值为一个晶胞的想干散射振幅与一个电子的想干散射振幅的比值。结构因子只与原子的种类和在晶

胞中的位置有关，而不受晶胞形状和大小的影响。

6.晶体使X射线产生衍射的充分条件是什么何谓系统消光（重点）

充分条件是同时满足布拉格方程和F HKL≠0.系统消光：把由于F HKL=0而使衍射线有规律消失的现象称为系统消光。

7.粉晶X射线衍射卡片（JCPDS或PDF卡片）检索手册的基本类型有哪几种

字母索引按物质英文名称的字母顺序

哈那瓦尔特索引8条强线按d值相对强度递减顺序排列

芬克索引8条最强线以按d值递减顺序排列

8.对一张混合物相的X射线衍射图进行定性分析时，应注意哪几个问题优先考虑哪些衍射线为什么衍射仪用粉末试样的粒

度是多少（重点）

（1）d值比相对强度更为重要，核对时d值必须相当符合，一般只能在小数点后第二位有分歧；（2）重视小角度区域的衍

射线，即低角度的d值比高角度的d值更重要；（3）强线比弱线重要；（4）特征线（即不与其它线重叠的线）重要；（5）结合其它信息，如成份、热处理过程等等；（6）借助其它分析测试方法共同表征。优先考虑小角度区域的衍射线，强线及

特征线。粉末粒度是10~40μm.

9.电子束与物质相互作用可以获得哪些信息

a,透射电子b,二次电子c,背散射电子d,特征X射线e,阴极荧光f,俄歇电子g,吸收电子

10.扫描电镜的放大倍数（重点）

扫描电镜的放大倍数：电子束在荧光屏上扫描振幅与入射电子束在样品表面的扫描振幅之比

11.简述电子透镜缺陷的种类及产生的原因.（重点）

a,球差——由于电磁透镜近轴区和远轴区对电子束汇聚能力不同引起。b,色差——由于成像电子波长不同引起。c,轴上像散——由于透镜磁场不是理想旋转对称磁场引起。

d,畸变

12.透射电子显微镜的电子显微图像包括哪几种类型（重点）

相位衬度、质厚衬度、衍射衬度

13.散射衬度与什么因素有关这种图像主要用来观察什么

散射衬度也称为质厚衬度，它是指穿过样品且散射角度小的那些电子即弹性散射所形成的衬度，散射衬度与样品的密度、原子序数、厚度等因素有关。

这种图像主要用来观察非晶试样和复形膜样品所成图像。

?14.衍衬象的衬度是怎么产生的利用这种图像可观察干什么

衍射衬度是由晶体薄膜内各部分满足衍射条件的程度不同而形成的衬度。根据衍射衬度原理形成的电子图像称为衍

射衬度像。

利用这种图像可观察晶体缺陷，如位错、层错等。

15.何谓明场象何谓暗场象中心暗场像与偏心暗场像哪个分辨率高（重点）

明场象是指用物镜光栏挡去衍射束，让透射束成像，有衍射的为暗象，无衍射的为明象。

暗场像指用物镜光栏挡去透射束及其余衍射束，让一束强衍射束成像，则无衍射的为暗像，有衍射的为明像。

因为偏心暗场像衍射束偏离光轴，暗场像朝一个方向拉长，分辨率低；中心暗场像无畸变，分辨率高。

16.何谓二次电子扫描电镜中二次电子像的衬度与什么因素有关为什么最适宜观察什么（重点）

二次电子是指在入射电子作用下被轰击出来并离开样品表面的原子的核外电子，二次电子的衬度与两个因素有关：

（1）入射电子的能量，入射电子能量在2-3KW时，二次电子发射系数达到最大，衬度明显

（2）入射电子束在试样表面的倾斜角度，因为δ（θ）=δ0/cosθ,当倾斜角度增加时，二次电子发射系数增大，衬度也明

显。二次电子像也最适宜观察试样的表面形貌。

?17.何谓背散射电子扫描电镜中背散射电子衬度与什么因素有关为什么最适宜观察什么（重点）

背散射电子是指入射电子与试样的相互作用经多次散射后，重新逸出试样表面的电子。背散射电子衬度与试样的形貌及成

分有关，因为背散射电子的产额随试样原子序数的增大而增大，其来自试样表面几百纳米的深度范围。背散射电子衬度最

适宜观察试样的平均原子序数兼形貌。

18. X射线显微分析方法有哪三种（重点）

分析方法：定点分析、线扫描分析、面扫描分析

19.差热分析（DTA）的定义是什么（重点）

差热分析（DTA）是指在程序控制温度下,测量物质和参比物的温度差与温度关系的一种方法。

20.差示扫描量热分析（DSC）的定义是什么（重点）

差示扫描量热分析是把试样和参比物的温度差保持为零时，所需要的能量对温度或时间关系的一种技术。

21.在差热分析曲线上一个峰谷的温度主要用什么来表征哪个受实验条件影响小

主要用外推始点温度和峰值温度来表征。其中外推始点温度受实验条件影响小。

22.如何确定外推始点温度（重点）

曲线开始偏离基线那点的切线与曲线最大斜率的切线的交点。

23.影响差热曲线主要因素有哪些（重点）

内因：晶体结构、阳离子电负性、离子半径及电价、氢氧离子浓度。

外因：加热速度、试样形状、称量及装填、气氛和压力、试样粒度。

24.分子振动吸收红外辐射必须满足哪些条件

（1）振动频率与红外光谱段某频率相等；（2）振动分子有偶极矩变化。

25.红外吸收光谱的产生，主要由于分子中什么能级的跃迁（重点）

是振动或转动能级。

26.H2O和CO2分子有几种振动形式

H2O:对称伸缩振动、非对称伸缩振动、剪式弯曲振动

CO2:对称伸缩振动、非对称伸缩振动、弯曲振动(必考)

27.X射线光能谱是一种什么分析方法

利用X射线光子激发原子的内层电子，产生光电子：不同元素的内层能级的电子结合能具有特定的值；通过测定这些

特定的值可定性鉴定除H和He之外的全部元素；对峰的强度采用灵敏度因子法进行定量分析。

28.何谓化学位移

由于原子所处化学环境不同而引起原子内壳层电子结合能的变化，在谱图上表现为谱线的位移，该现象称为化学位移。

29.XPS伴线有哪些（重点）

俄歇线、X射线卫星线、多重劈裂线、振激振离线、能量损失线、鬼线

30.红外与拉曼活性判断规律指出下列分子的振动方式哪些具有红外活性，哪些具有拉曼活性。为什么

（1）O2(2)H2(3)H2O的对称振动、非对阵振动和弯曲振动（4）CO2的对称振动、非对称振动和弯曲振动活性判断规律：偶极矩变有红外活性，反之没有。极化率变有拉曼活性，反之没有。有对称中心的分子其分子振动对

红外和拉曼之一有活性，则另一非话性。无对称中心的分子其分子振动对红外和拉曼都是有活性的。

（1）O

2 和H

2

分子的振动具有拉曼活性，因为其振动中并没有偶极矩的变化，有极化率的变化。