材料分析方法习题
材料分析方法题目(完整版)
.要观察钢中基体和析出相地组织形态，同时要分析其晶体结构和共格界面地位向关系，如何制备样品?以怎样地电镜操作方式和步骤来进行具体分析?资料个人收集整理，勿做商业用途
.动力学理论和运动学有什么区别?为什么说运动学理论是动力学在一定条件下地特例?
．洛伦兹因数是表示什么对衍射强度地影响？其表达式是综合了哪几方面考虑而得出地？
．试述衍射强度公式中各参数地含义？
．衍射线在空间地方位取决于什么？而衍射线地强度又取决于什么？
习题四
.试述射线粉末衍射仪由哪几部分组成，它们各自有哪些作用？
．测角仪在采集衍射图时，如果试样表面转到与入射线成角，则计数管与入射线所成角度为多少？能产生衍射地晶面，与试样地自由表面是何种几何关系？资料个人收集整理，勿做商业用途
．试比较外标法、内标法、值法、直接比较法和全谱拟合法五种定量分析方法地优缺点？
．精确测定点阵参数校正或消除误差常用地有哪三种方法？
．试总结衍射花样地背底来源，并提出一些防止和减少背底地措施.
习题六
．在一块冷轧钢板中可能存在哪几种内应力？它地衍射谱有什么特点？
．宏观应力对射线衍射花样地影响是什么？衍射仪法测定宏观应力地方法有哪些？
第八章
.透射电镜主要由哪几大系统构成？各系统之间关系如何？
.照明系统地作用是什么？它应满足什么要求？
.成像系统地主要构成及其特点是什么？
.分别说明成像操作和衍射操作地方法，并画出光路图
.样品台地结构与功能如何？它应满足那些要求？
第九章
.分析电子衍射与射线有何异同？
.倒易点阵与正点正间关系如何？倒易点阵与晶体地电子衍射斑点之间有何对应关系？
一、解释名词
材料分析方法课后习题答案
材料分析方法课后习题答案材料分析方法课后习题答案材料分析方法是现代科学研究中非常重要的一门学科，它涉及到材料的组成、结构和性质等方面的研究。
在材料分析方法课程中，我们学习了各种分析方法的原理和应用。
下面，我将根据课后习题，对其中的几个问题进行解答，并对相关的知识进行深入的探讨。
1. 什么是材料分析方法？材料分析方法是指通过一系列的实验技术和仪器设备，对材料的组成、结构和性质进行研究和分析的一门学科。
它可以帮助科学家们了解材料的内部结构和性质，从而为材料的设计、制备和应用提供科学依据。
2. 材料分析方法的分类有哪些？材料分析方法可以根据所使用的原理和技术进行分类。
常见的分类包括：光学分析方法、电子显微镜分析方法、表面分析方法、热分析方法、光谱分析方法等。
每种分类又包含了许多具体的方法和技术。
3. 光学分析方法有哪些？光学分析方法是利用光学原理对材料进行分析的方法。
其中包括：光学显微镜、红外光谱、紫外可见光谱、拉曼光谱等。
这些方法可以用于观察材料的形貌、表面结构以及分子结构等。
4. 电子显微镜分析方法有哪些？电子显微镜分析方法是利用电子束与材料相互作用来对材料进行分析的方法。
常见的电子显微镜包括：扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）。
它们可以提供高分辨率的图像，帮助研究人员观察材料的微观结构和成分。
5. 表面分析方法有哪些？表面分析方法是研究材料表面组成和性质的方法。
常见的表面分析方法包括：扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线光电子能谱（XPS）等。
这些方法可以提供关于材料表面的化学成分、形貌和结构等信息。
6. 热分析方法有哪些？热分析方法是通过对材料在不同温度下的热性质变化进行研究的方法。
常见的热分析方法包括：差热分析（DSC）、热重分析（TGA）、热膨胀分析（TMA）等。
这些方法可以用于研究材料的热稳定性、热分解行为等。
7. 光谱分析方法有哪些？光谱分析方法是利用物质与辐射相互作用产生的光谱信息来研究材料的方法。
材料现代分析方法练习题及答案(XRD,EBSD,TEM,SEM,表面分析)
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。
材料分析方法题库及答案
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. 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。
材料现代分析方法(复习题及答案)
1、埃利斑由于光的波动性，光通过小孔发生衍射,明暗相间的条纹衍射的图样，条纹间距随小孔尺寸的变大，衍射的图样的中心有最大的亮斑，称为埃利斑。
2、差热分析是在程序的控制条件下，测量在升温、降温或恒温过程中样品和参比物之间的温差。
3、差示扫描量热法（DSC）是在程序控制条件下，直接测量样品在升温、降温或恒温过程中所吸收的或放出的热量。
4、倒易点阵是由晶体点阵按照一定的对应关系建立的空间点阵,此对应关系可称为倒易变换。
5、干涉指数在（hkl）晶面组（其晶面间距记为dhkl）同一空间方位，设若有晶面间距为dhkl/n(n 为任意整数)的晶面组(nh，nk，nl）即（H,K，L)记为干涉指数.6、干涉面简化布拉格方程所引入的反射面（不需加工且要参与计算的面）。
7、景深当像平面固定时（像距不变）能在像清晰地范围内，允许物体平面沿透镜轴移动的最大距离。
8、焦长固定样品的条件下，像平面沿透镜主轴移动时能保持物象清晰的距离范围.9、晶带晶体中，与某一晶向【uvw】平行的所有(HKL）晶面属于同一晶带，称为晶带射线若K层产生空位,其外层电子向K层跃迁产生的X射线统称为K系特征辐射，其中有L 10、α层电子跃迁产生的K系特征辐射称为Ka。
11、数值孔径子午光线能进入或离开纤芯（光学系统或挂光学器件）的最大圆锥的半顶角之余弦，乘以圆锥顶所在介质的折射率。
12、透镜分辨率用物理学方法(如光学仪器）能分清两个密切相邻物体的程度13 衍射衬度由样品各处衍射束强度的差异形成的衬度成为衍射衬度。
射线若K层产生空位，其外层电子向K层跃迁产生的X射线统称为K系特征辐射，其中有L 14α层电子跃迁产生的K系特征辐射称为Ka。
15质厚衬度由于样品不同区间存在原子序数或厚度的差异而形成的非晶体样品投射电子显微图像衬度，即质量衬度，简称质厚衬度。
16 质谱是离子数量（强度）对质荷比的分布，以质谱图或质谱表的形式的表达。
一、判断题1)、埃利斑半径与照明光源波长成反比，与透镜数值孔径成正比。
材料分析方法习题
注： *的多少仅代表该题可能的难易程度。
第一章 X 射线物理学基础1、X 射线有什么性质，本质是什么？波长为多少？与可见光的区别。
（*）2、什么是X 射线管的管电压、管电流？它们通常采用什么单位？数值通常是多少？（*）3、X 射线管的焦点与表观焦点的区别与联系。
（*）4、X 射线有几种？产生不同X 射线的条件分别是什么？产生机理是怎样的？晶体的X 射线衍射分析中采用的是哪种X 射线？（*）5、特征X 射线，连续X 射线与X 射线衍射的关系。
（*）6、什么是同一线系的特征X 射线？不同线系的特征X 射线的波长有什么关系？同一线系的特征X 射线的波长又有什么关系？7、什么是临界激发电压？为什么存在临界激发电压？（**）8、什么是、射线？其强度与波长的关系。
什么是、射线其强度与波长的关系。
（**）αK βK 1αK 2αK 9、为什么我们通常只选用Cr 、Fe 、Co 、Ni 、Mo 、Cu 、W 等作阳极靶，产生特征X 射线的波长与阳极靶的原子序数有什么关系。
10、 什么是相干散射、非相干散射？它们各自还有什么名称？相干散射与X 射线衍射的关系。
（*）11、 短波限，吸收限，激发限如何计算？注意相互之间的区别与联系。
（**）12、 什么是X 射线的真吸收？比较X 射线的散射与各种效应。
（*）13、 什么是二次特征辐射？其与荧光辐射是同一概念吗？与特征辐射的区别是什么？（**）14、 什么是俄吸电子与俄吸效应，及与二次特征辐射的区别。
（**）15、 反冲电子、光电子和俄歇电子有何不同? （**）16、 在X 射线与物质相互作用的信号中，哪些对我们进行晶体分析有益？哪些有害？非相干散射和荧光辐射对X 射线衍射产生哪些不利影响？（**）17、 线吸收系数与质量吸收系数的意义。
并计算空气对CrK α的质量吸收系数和线吸收系数（假如空气中只有质量分数80%的氮和质量分数20%的氧，空气的密度为1.29×10-3g/cm 3）(**)18、 阳极靶与滤波片的选择原则是怎样的？（*）19、 推导出X 射线透过物质时的衰减定律,并指出各参数的物理意义。
材料分析方法课后习题答案
材料分析测试方法复习题第一部分简答题：1. X射线产生的基本条件答：①产生自由电子；②使电子做定向高速运动；③在电子运动的路径上设置使其突然减速的障碍物。
2. 连续X射线产生实质答：假设管电流为10mA，则每秒到达阳极靶上的电子数可达6.25x10（16）个，如此之多的电子到达靶上的时间和条件不会相同，并且绝大多数达到靶上的电子要经过多次碰撞，逐步把能量释放到零，同时产生一系列能量为hv（i）的光子序列，这样就形成了连续X射线。
3. 特征X射线产生的物理机制答：原子系统中的电子遵从刨利不相容原理不连续的分布在K、L、M、N等不同能级的壳层上，而且按能量最低原理从里到外逐层填充。
当外来的高速度的粒子动能足够大时，可以将壳层中某个电子击出去，于是在原来的位置出现空位，原子系统的能量升高，处于激发态，这时原子系统就要向低能态转化，即向低能级上的空位跃迁，在跃迁时会有一能量产生，这一能量以光子的形式辐射出来，即特征X射线。
4. 短波限、吸收限答：短波限：X射线管不同管电压下的连续谱存在的一个最短波长值。
吸收限：把一特定壳层的电子击出所需要的入射光最长波长。
5. X射线相干散射与非相干散射现象答： 相干散射：当X射线与原子中束缚较紧的内层电子相撞时，电子振动时向四周发射电磁波的散射过程。
非相干散射：当X射线光子与束缚不大的外层电子或价电子或金属晶体中的自由电子相撞时的散射过程。
6. 光电子、荧光X射线以及俄歇电子的含义答：光电子：光电效应中由光子激发所产生的电子（或入射光量子与物质原子中电子相互碰撞时被激发的电子）。
荧光X射线：由X射线激发所产生的特征X射线。
俄歇电子：原子外层电子跃迁填补内层空位后释放能量并产生新的空位，这些能量被包括空位层在内的临近原子或较外层电子吸收，受激发逸出原子的电子叫做俄歇电子。
7. X射线吸收规律、线吸收系数答：X射线吸收规律：强度为I的特征X射线在均匀物质内部通过时，强度的衰减与在物质内通过的距离x成比例，即-dI/I=μdx 。
材料现代分析方法-练习含答案
第三篇 电子显微分析 习题.........................................................................................................8 一、选择题 ....................................................................................................................... 8 二、填空题 ....................................................................................................................... 9 二、判断题 ....................................................................................................................... 9 三、名词解释 ................................................................................................................... 9 四、简答题 ..................................................................................................................... 10
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材料分析方法哈尔滨工业大学周玉主编第二版
P41
3、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方面考虑而得出的？
答：洛伦兹因数是表示衍射的几何条件对衍射强度的影响。
它考虑了以下三个方面而得：1、衍射的积分强度2、参加衍射的晶粒分数3、单位弧长的衍射强度
4、多重性因数的物理意义是什么？某立方系晶体，其{100}的多重性因数是多少？如该晶体转变成四方系，这个晶面族的多重性因数会发生什么变化？为什么？
多重性因数的物理意义是某种晶面的等同晶面数
立方系{100}面族，P=6四方晶系{100}，P=4
6、多晶体衍射的积分强度表示什么？
答：若以波长为λ，强度为I0的X射线，照射在单位晶胞体积为V0的多晶试样上，被照射晶体的体积分数为V，在与入射线夹角为2θ的方向上产生了指数为（HKL）晶面的衍射，在距试样为R处记录到衍射线单位长度上的积分强度为：
P58
1、试用爱瓦尔德图解来说明德拜衍射花样的形成
某一粉末相上背射区线条与透射区线条比起来，其θ较高抑或较低？相应的d较大还是较小？既然多晶体粉末的晶体取向是混乱的，为何有此必然的规律？
答：某一粉末相上背射区线条与透射区线条比起来，其θ较高，相应的d较小，虽然多晶体粉末的晶体取向是混乱的，但是衍射倒易球与反射球的交线，倒易球半径由小到大，θ也由小到大，d是倒易球半径的倒数，所以θ较高，相应的d较小。
3、衍射仪测量在入射光束、试样形状、试样吸收以及衍射线记录等方面与德拜法有何不同？
答：
入射光束
试样形
状
试样吸
收
衍射线
记录
强度吸
收项
德拜法X射线源
点状圆柱状平板底
片同时接收
衍射
衍射环A（θ）
衍射仪法
X射线源
线状
平板状、
块状、粉末
辐射探
测器沿测角
仪圆转动逐
一接收衍射
衍射峰1/2μ1
4、测角仪在采集衍射图时，如果试样表面转到与入射角成30°角，即计数管与入射线所成角度为多少？能产生衍射的晶面，与试样的自由表面成何种几何关系？
答：60°。
因为计数管的转速是试样的二倍。
辐射探测器接收的是那些与试样表面平行的晶面产生的衍射。
晶面若不平行于试样表面，尽管也产生衍射，但衍射线进入不了探测器，
不能被接收。
P77
1、物相定性分析的原理是什么？对食盐进行化学分析和物相定性分析，所得的信息有何不同？
答：1、先制备各种标准单相物质，经X射线衍射，得到标准衍射花样，并使之规范化并存档；2、分析时，将待测物质衍射花样与标准衍射花样对比，从中选出相同者，就可以确定其组成相了
进行化学分析可测定出其含有Na和Cl
而物相定性分析则可知其中含有NaCl
2、物相定量分析的原理是什么？试用K值法进行物相定量分析的过程
答：根据X射线衍射强度公式，某一物相的相对含量的增加，其衍射线的强度亦随之增加，所以通过衍射线强度的数值可以确定对应物象的相对含量。
由于各个物相对X射线的吸收影响不同，X射线衍射强度应与该物相的相对含量之间不成线性比例关系，必须加以修正。
这是内标法的一种，是事先在待测样品种中加入纯元素，然后测出定标曲线的斜率，即K值。
当要进行这类待测材料衍射分析时，已知K值和标准物相质量分数Ws，只要测出a 相强度Ia与标准物相的强度Is的比值Ia/Is，就可以求出a的质量分数Wa 多相物质分析与示例
例如：待测样衍射花样d-I／Il值数据如下表。
可知：三强线順序：2.09×、2.477和1.805；
1.设此三强线属同一物相，即d1＝
2.09，d2＝2.47，d3＝1.80。
2.估计误差：d1=2.11～2.07，d2=2.49～2.45，d3=1.82～1.78。
表5-1待测试样的衍射数据
（d1＝2.11～2.07，d2＝2.49～2.45，d3＝1.82～1.78
3.查哈氏（d值）数值索引：
查得：d1值位于2.14～2.10和2.09～2.05两小组中，且其中有好几种物相的d3值位于1.82～1.78范围内；
但没有一个物相的d2值在2.49～2.45之间；
这意味着待测试样为多相物质或复相混合物，且上述三强线条可能不属于同一相。
即d1＝2.09、d3＝1.80为同一物相，而d2＝2.47为另一物相。
三强线：d1＝2.09，d2＝2.47，d3＝1.80。
误差范围：d1＝2.11～2.07，d2＝2.49～2.45，d3＝1.82～1.78。
再按某相dl＝2.09和d2＝1.80，继续在2.14～2.10和2.09～2.05两小组检索，看其中d3值是否与数据表中某d值相符。
发现：有五种物质d3值在1.29～1.27区间。
说明：d值为：2.09、1.80、1.28三条衍射线可能是待测试样中某相的三强线。
以d1＝2.09、d2＝1.80、d3＝1.28三强线查得一个条目，其物相为铜（Cu）（4-0836）。
而其它四种物质都不能满意地吻合。
进一步查看：待测样衍射数据（表5-1）与Cu卡片（4-836）的衍射数据（表5-3）。
可见：待测相的某些数据（表5-1以*号标示）与Cu卡片每个衍射数据（表5-3）都满意地吻合。
最后可确认：待测试样中含有Cu。
进一步鉴定待测试样衍射花样中其余线条属于哪一相：
将属于Cu的各线条数据去除；把剩余线条另列于表；并把各衍射线的相对强度归一化处理，即乘以因子1.43（即余下的最强线为d=2.47、I/I1=72，则因子100/72=1.43），使得最强线的相对强度为100。
按定性分析步骤，再检索和核对PDF卡片，结果表明：这些线条与氧化亚铜（Cu02）PDF卡片所列线条数据相一致。
结论：待分析样由铜（Cu）＋氧化亚铜（Cu02）两相组成。