材料分析测试复习题及答案
答案均为同学整理，仅供参考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岀去，于是在原来的位置岀现空位，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岀来，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岀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，受激发逸岀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-dl/l=卩dx 。
线吸收系数：即为上式中的卩，指在X射线传播方向上，单位长度上的X射线强弱衰减程度。
8.晶面及晶面间距答：晶面：在空间点阵中可以作岀相互平行且间距相等的一组平面，使所有的节点均位于这组平面上，各平面的节点分布情况完全相同，这样的节点平面成为晶面。
晶面间距：两个相邻的平行晶面的垂直距离。
9.反射级数与干涉指数答：布拉格方程：2d'Si- n ■表示面间距为d '的（hkl ）晶面上产生了n级衍射，n就是反射级数干涉指数：当把布拉格方程写成： d '2 — Sin 日=&n时，这是面间距为1/n的实际上存在或不存在的假想晶面的一级反射，若把这个晶面叫作干涉面，其间的指数就叫作干涉指数10.衍射矢量与倒易矢量答：衍射矢量：当束X射线被晶面P反射时，假定N为晶面P的法线方向，入射线方向用单位矢量S0表示，衍射线方向用单位矢量S表示，则S-SO为衍射矢量。
倒易矢量：从倒易点阵原点向任一倒易阵点所连接的矢量叫倒易矢量，表示为:r* = Ha* + Kb* + L c*11.结构因子的定义答：定量表征原子排布以及原子种类对衍射强度影响规律的参数，即晶体结构对衍射强度的影响因子12.原子散射因子随衍射角的变化规律答：随sin 9 /入值减小，f增大，sine = 0时，f=Z论述题：一、推导劳埃方程和布拉格方程解：1。
推导劳埃方程：假定①满足干涉条件②X-ray单色且平行如图：以a0为入射角，a为衍射角，相邻原子波程差为a(COS a-COS a),产生相长干涉的条件是波程差为波长的整数倍，即：a(cos a-COS a)=h入式中：h为整数，入为波长。
一般地说，晶体中原子是在三维空间上排列的，所以为了产生衍射，必须同时满足：a(cos a-cos a0)=h 入b(cos B-cos p0)=k 入c(cos Y COS Y)=1入此三式即为劳埃方程。
2 •推导布拉格方程式：假定① X-ray单色且平行②晶体无限大且平整(无缺陷) 如右图：光程差为2dsin 9 ,要出现衍射条纹，则有：2dsin 9 =n X(n=1,2,)此式即为布拉格方程。
二、以体心立方(001 )衍射为例，利用心阵点存在规律推导体心和面心晶体的衍射消光规律三、证明厄瓦尔德球图解法等价于布拉格方程证明：根据倒易矢量的定义O*G=g，于是我们得到k/ -k=g上式与布拉格定律完全等价。
由O向O*G作垂线，垂足为D,因为g平行于(hkl)晶面的法向N hkl, 所以OD就是正空间中(hkl)晶面的方位，若它与入射束方向的夹角为9,则有时sin 9即g/2=ksin 9由于g=1/d k=1/ 入故有2dsin 9 =同时，由图可知，k z与k的夹角(即衍射束与透射束的夹角)等于是29，这与布拉格定律的结果也是一致的。
四、阐明消光现象的物理本质，并利用结构因子推导出体心和面心晶体的衍射消光规律解：参考P36-P42由系统消光的定义<把因原子在晶体中位置不同或原子种类不同而引起的某些方向上的衍射消失的现象〉知，消光的物理本质是原子的种类及其在晶胞中的位置。
由|F hkl =0| <=> 消光可推出如下消汇丰银行规律①体心晶体存在2个原子，坐标分别为(0,0,0),(1/2,1/2,1/2)则 F hkl = f + fe n(h+k+l)要消光，则有h+k+l=2n+1 (n=0,1,2,).②面心晶体存在4个原子，坐标分别为(0,0,0),(1/2,1/2,0) (1/2,0,1/2),(0,1/2,1/2)则F hkl = f + fe n(h+k) + fe n(h +l) + fe n(k+l)要消光则必使F hkl =0,故消光规律为：h,k,l 不能同时为奇或h,k,l不能同时为偶五、如何利用X射线衍射方法研究晶体的有序一无序转变(举例说明)解：本题答案谨供参考！本题是利用X射线衍射时，衍射线的岀现与消失来研究晶体的有序一无序转变对于TiAl，高温时为无序的体心立方晶体，低温时为有序的体心立方晶体。
无序时：Ti或Al占据A或B点的几率各为50%，f平均=0.5f Ni+0.5f A；注：A为顶点，B为体心点有序时:Ti 100%占据A位，Al 100%占据B位，则乐冃^ 土 f A贝U： F hk=f N i-f AI工0,由本该消光的地方，重新出现衍射条纹，可判断无序向有序的转变，反之亦然。
六、如何使用角因子中洛仑兹因子研究晶体的尺寸解：利用布拉格公式2dsin9=入和晶面间距d与晶格常数之间的关系(如：立方晶系d=a/(h 2+k2+|2)"2)可以建立衍射束方向与晶胞尺寸的关系式。
对于立系为sin2&=/(h2+k2+|2)/4a2,测写了衍射束的方向，便可推知晶胞尺寸。
洛仑兹因子便是一个只与衍射束方向(即布拉格角9)有关的式子：21/ (4sin 9cos 9)以布拉格角9为中介，通过洛仑兹因子便函要以研究晶体尺寸。
七、阐述多晶体X射线衍射强度影响因素及其应用解：参考P42-P50 影响X射线衍射强度的因素有如下5项：①结构因子②角因子包括极化因子和洛仑兹因子③多重性因子④吸收因子⑤温度因子。
应用：利用各影响因子对衍射强度的影响，可判断出晶胞内原子的种类，原子个数，原子位置。
结构因子：①消光规律的判断；②金属间化合物的有序度的判断。
角因子：利用谢乐公式研究晶粒尺寸大小；多重性因子：等同晶面对衍射强度的影响吸收规律：试样形状和衍射方向的不同，衍射线在试样中穿行的路径便不同，引起吸收效果的不一样。
温度因子：研究晶体的热运动，测定热膨胀系数等。
八、以立方晶系为例，分析利用XRD测量点阵常数时为何采用高角度线条而不采用各个线条测量结果的平均值：答：对于立方晶系2dsin 9 =入，d 二a/ . h2 k2丨2: a - 2sin J . h2 k2 l29的误差主要来源于△ 9 △ (sin 9 )2dsin 9 =入dsin 9 =入/2 △ dsin 9 +dcos 9 △ 9 =0△ a/a=A d/d=-cos 9 △ 9 当9=90° 时厶a/a=0故9尽可能高而对于外推法取9 =90°九、给岀物相定性分析与定量分析的原理及一般步骤。
答：定性分析：原理：目前所知结晶物质，之所以表现岀种类的差别，是由于不同的物质个具有自己特定的原子种原子排列方式和点阵常数，进而呈现岀特定的衍射花样；多相物质的衍射花样互不干扰、相互独立，只是机械的叠加；衍射花样可以表明物相中元素的化学结合态。
这样只要把晶体全部进行衍射或照相再将衍射花样存档，试验时，只要把试样的衍射花样和标准衍射花样相对比，从中选出相同者就可以确定了。
步骤：先求出晶面间距d和相对强度1/11后有以下三个程序：(1 )根据待测相得衍射数据，得出三强面的晶面间距值d1、d2、d3.(2)根据d1值，在数值索引中检索适当d组，找岀与d1、d2、d3值复合较好的一些卡片。
(3)把待测相的三强线的d值和1/11值与这些卡片上各物质的三强线d值和I//I1值相比较，淘汰不相符的卡片，最后获得与试验数据一一吻合的卡片，卡片上所示物质即为待测相。
(4)若待测试样为复相混合物时，需反复测试定量分析：原理87页十、讨论内应力对X- Ray衍射线条的影响规律，并说明如何测定平面宏观残余应力宏观应力：使衍射峰左右移动微观应力：使衍射峰变宽超微观应力：使衍射峰的强度变弱平面宏观残余应力的测定：:::样品表面法线与所测晶面法线的夹角课本98页图6.32 2 2s = a1s1■ a2s2■ a3s3a— sin cos a2= sin sin a3= cos = . 1 -sin2 : s =(sin cos )2s1(sin :sin )2s2s3-sin2工s*i = (；-1 - * 2) / ES2 = (；- 2 -' i) / E s3 =—、■■(；-1 ■；- 2) / E岂—岂=(1 • )(cos2— sin2；「2)sin2 /E cos2 g sin2；「2 因为二3=0 所以s 毋=(d 申-d o)/ d os3 =(d n -d o)/d o所以—二[E/(1、)](1/sin2 )(d.：-d n)/d o第二部分1分析电磁透镜对波的聚焦原理，说明电磁透镜的结构对聚焦能力的影响。
解：聚焦原理：通电线圈产生一种轴对称不均匀分布的磁场，磁力线围绕导线呈环状。
磁力线上任一点的磁感应强度 B 可以分解成平行于透镜主轴的分量Bz和垂直于透镜主轴的分量Bro速度为V的平行电子束进入透镜磁场时在A点处受到Br分量的作用，由右手法则，电子所受的切向力Ft的方向如下图(b); Ft使电子获得一个切向速度Vt, Vt与Bz分量叉乘，形成了另一个向透镜主轴靠近的径向力Fr，使电子向主轴偏转。
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。
材料现代分析测试方法习题答案
材料现代分析测试方法习题答案【篇一：2012年材料分析测试方法复习题及解答】lass=txt>一、单项选择题（每题 3 分，共 15 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 raman2．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raman3．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sem4．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 co2．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。
（√）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。
材料分析测试技术习题及答案
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。
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。
材料分析测试方法课后答案
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。
期末考试卷：材料现代测试分析方法和答案
期末考试卷：材料现代测试分析方法和答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪一项不是材料现代测试分析方法？A. 扫描电子显微镜（SEM）B. 光学显微镜（OM）C. 质谱仪（MS）D. 能谱仪（EDS）2. 在材料现代测试分析中，哪种技术可以用于测量材料的晶体结构？A. X射线衍射（XRD）B. 原子力显微镜（AFM）C. 扫描隧道显微镜（STM）D. 透射电子显微镜（TEM）3. 下列哪种测试方法主要用于分析材料的表面形貌？A. 扫描电子显微镜（SEM）B. 透射电子显微镜（TEM）C. 原子力显微镜（AFM）D. 光学显微镜（OM）4. 在材料现代测试分析中，哪种技术可以用于测量材料的磁性？A. 振动样品磁强计（VSM）B. 核磁共振（NMR）C. 红外光谱（IR）D. 紫外可见光谱（UV-Vis）5. 下列哪种测试方法可以同时提供材料表面形貌和成分信息？A. 扫描电子显微镜（SEM）B. 原子力显微镜（AFM）C. 能谱仪（EDS）D. 质谱仪（MS）二、填空题（每题2分，共20分）1. 扫描电子显微镜（SEM）是一种利用_____________来扫描样品表面，并通过_____________来获取样品信息的测试方法。
2. 透射电子显微镜（TEM）是一种利用_____________穿过样品，并通过_____________来观察样品内部结构的测试方法。
3. 原子力显微镜（AFM）是一种利用_____________与样品表面相互作用，并通过_____________来获取表面形貌和力学性质的测试方法。
4. 能谱仪（EDS）是一种利用_____________与样品相互作用，并通过_____________来分析样品成分的测试方法。
5. 振动样品磁强计（VSM）是一种利用_____________来测量样品磁性的测试方法。
三、简答题（每题10分，共30分）1. 请简要介绍扫描电子显微镜（SEM）的工作原理及其在材料测试中的应用。
材料科学：材料分析测试技术测试模拟考试.doc
材料科学：材料分析测试技术测试模拟考试 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 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。
本题答案： 2、单项选择题 能帮助消除180不唯一性的复杂衍射花样是（ ）。
A.高阶劳厄斑； B.超结构斑点； C.二次衍射斑； D.孪晶斑点 本题答案： 3、名词解释 溅射 本题答案： 4、问答题 如何操作透射电子显微镜使其从成像方式转为衍射方式 本题答案： 5、问答题 扫描电镜的分辨率受哪些因素影响？用不同的信号成像时，其分辨率有何不同？所谓扫描电镜的分辨率是指用何种信号成像时的分辨率？ 本题答案：姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------6、单项选择题测角仪中，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。
本题答案：7、问答题一种化合物含有两个基团与各含一个基团的两种化合物的混合物，其红外谱图有大的差别吗？为什么？本题答案：8、单项选择题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.K；B.K；C.K；D.L。
本题答案：9、名词解释暗场像本题答案：10、问答题举例说明如何用选区衍射的方法来确定新相的惯习面及母相与新相的位相关系。
本题答案：11、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：12、问答题哪些因素影响着透射电镜的分辨率？它们的影响程度如何？如果透射电镜的分辨率极高，此时它的景深和焦长如何？本题答案：13、单项选择题已知一位错线在选择操作反射g1=（110）和g2=（111）时，位错不可见，那么它的布氏矢量是（）。
材料分析测试方法部分习题答案黄新民
材料分析测试方法课后习题答案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.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。
答：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Kß的能量大于Ka的能量，Ka能量大于La的能量。
因此在不考虑能量损失的情况下：（1）CuKa能激发CuKa荧光辐射；（能量相同）（2）CuKß能激发CuKa荧光辐射；（Kß>Ka）（3）CuKa能激发CuLa荧光辐射；（Ka>la）3.什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“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。
材料分析与测试复习题
• 7. 在一块冷轧钢板中可能存在哪几种内应力？它们的衍射 谱有什么特点？ • 答：在一块冷轧钢板中可能存在三种内应力，它们是：第 一类内应力是在物体较大范围内或许多晶粒范围内存在并 保持平衡的应力。称之为宏观应力。它能使衍射线产生位 移。 • 第二类应力是在一个或少数晶粒范围内存在并保持平衡的 内应力。它一般能使衍射峰宽化。 • 第三类应力是在若干原子范围存在并保持平衡的内应力。 它能使衍射线减弱。 • 8. 什么叫干涉面？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：晶面间距为d’/n、干涉指数为nh、 nk、 nl的假想晶面 称为干涉面。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λ。
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X射线测定应力常用方法有Sin2Ψ法和0º-45º法。 德拜照相法中的底片安装方法有： 正装 、 反装 和 偏装 三种。 测钢中残余奥氏体的直接比较法就属于X射线物 相分析方法中的 定量 分析方法。 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。 扫描电子显微镜常用的信号是 二次电子 和 背散射电子。
5. 可以提高TEM的衬度的光栏是（B ）。 A. 第二聚光镜光栏；B. 物镜光栏；C. 选区光栏；D. 其它光栏。 6. 如果单晶体衍射花样是正六边形，那么晶体结构是（ D ） A. 六方结构；B. 立方结构；C. 四方结构；D. A或B。 7.下面分析方法中分辨率最高的是（ C ）。 A. SEM B. TEM C. STM D AFM 8. 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。 9．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 10．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（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。 14．简要说明多晶（纳米晶体）、单晶及非晶衍射花样的特征 及形成原理。 答：单晶花样是一个零层二维倒易截面，其倒易点规则排列， 具有明显对称性，且处于二维网络的格点上。因此表达花样 对称性的基本单元为平行四边形。单晶电子衍射花样就是 (uvw)*0零层倒易截面的放大像。 多晶面的衍射花样为：各衍射圆锥与垂直入射束方向的荧光屏 或照相底片的相交线，为一系列同心圆环。每一族衍射晶面 对应的倒易点分布集合而成一半径为1/d的倒易球面，与 Ewald球的相惯线为园环，因此，样品各晶粒{hkl}晶面族晶 面的衍射线轨迹形成以入射电子束为轴、2q为半锥角的衍 射圆锥，不同晶面族衍射圆锥2q不同，但各衍射圆锥共顶、 共轴。 非晶的衍射花样为一个圆斑。
现代化材料分析测试方法期末试题及解答
现代化材料分析测试方法期末试题及解答试卷分析本试卷主要考察了现代化材料分析测试方法的基本概念、原理、技术及其应用。
试题涵盖了各种测试方法的特点、优缺点、适用范围以及相关设备的操作和维护等内容。
试题部分一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪一项不属于材料分析测试方法的分类？A. 物理方法B. 化学方法C. 力学方法D. 生物学方法2. 扫描电子显微镜（SEM）的分辨率通常高于透射电子显微镜（TEM）。
其主要原因是？A. 加速电压更高B. 样品制备更简单C. 电磁透镜的放大倍数更大D. 信号采集方式更优越3. 在能谱分析中，能量色散谱（EDS）与波谱分析（WDS）的主要区别是什么？A. 能量分辨率不同B. 信号采集方式不同C. 检测元素种类不同D. 谱图形态不同4. 以下哪种测试方法可以同时获得材料的微观形貌和成分信息？A. X射线衍射B. 光学显微镜C. 扫描电子显微镜D. 原子力显微镜5. 某同学在使用X射线光电子能谱（XPS）进行分析时，发现获取的信号强度较低。
可能的原因是？A. 样品制备不充分B. 仪器灵敏度不够C. 加速电压设置不当D. 样品与仪器接触不良二、简答题（每题5分，共25分）6. 请简述透射电子显微镜（TEM）的工作原理及其在材料分析中的应用。
7. 什么是拉曼光谱？请列举其在材料分析中的应用。
8. 请简述原子力显微镜（AFM）的工作原理及其在材料分析中的优势。
三、论述题（每题10分，共30分）9. 论述能谱分析（EDS）在材料分析中的应用范围及其局限性。
10. 结合实际情况，论述现代化材料分析测试方法在科研和工业领域的应用前景。
答案部分一、选择题答案1. D2. D3. A4. C5. B二、简答题答案6. 透射电子显微镜（TEM）的工作原理是利用电子束透过样品，样品对电子束产生散射和吸收，形成衍射图样和吸收图像。
在材料分析中，TEM可以用于观察材料的微观结构、晶体学分析、相变研究等方面。
材料分析测试技术考试复习题三
填空题1.透射电镜、扫描电镜、电子探针、扫描燧道显微镜的英文字母缩写分别是、、、。
2.透射电镜主要由、、三大部分组成。
3.若一个分子是由N个原子组成，则非线性分子的振动自由度为，而线性分子的振动自由度为。
4.利用电子束与样品作用产生的特征X射线来分析样品的微区成分，有、i.二种方法。
5.透射电镜的复型技术主要有、、三类。
6.在光谱法中，测量的信号是物质内部能级跃迁所产生的发射、吸收或散射光谱的和。
7.根据光谱的波长是否连续，可将光谱分为三种类型，即光谱、光谱、光谱。
8.原子吸收分光光度计一般概括为四大基本组成部分，它们分别是：、、、。
9.根据分子轨道理论，当两个原子靠近而结合成分子时，两个原子的原子轨道就可以线性组合生成两个分子轨道。
其中一个分子轨道具有低能量，称为轨道。
另一个分子轨道具有高能量，称为轨道。
10.根据朗伯—比尔定律，一束平行电磁辐射，强度为0I，穿过厚度为b、组分浓度为c的透明介质溶液后，由于介质中粒子对辐射的吸收，结果强度衰减为e I，则溶液的吸光度A表示为。
11.透射电镜、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、核磁共振的英文字母缩写分别是、、、。
12.根据衍衬成像原理，透射电镜可进行二种衍衬成像操作，分别得到像和i.像。
13.电子探针分析主要有三种工作方式，分别是分析、分析和分析。
14.高能电子束照射在固体样品表面时激发的信号主要有、、、等。
（至少答四种信号）15.简正振动可分为振动和振动两种基本类型。
16.拉曼位移定义为_________________散射线与______________或________________i.散射线之间的频率差。
17.在电子能谱仪的试样系统中, 真空度往往要达到10-6~10-8Pa , 这是因为_________。
18.在电子能谱法中, 从X射线管中发出的特征X射线, 常常选择K系X射线作为激发辐射, 其原因是_______________________。