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材料现代分析方法试题1（参考答案）一、基本概念题（共10题，每题5分）1．X射线的本质是什么？是谁首先发现了X射线，谁揭示了X射线的本质？答：X射线的本质是一种横电磁波，伦琴首先发现了X射线，劳厄揭示了X射线的本质？2．下列哪些晶面属于[11]晶带？（1）、（1）、（231）、（211）、（101）、（01）、（13），（0），（12），（12），（01），（212），为什么？答：（0）（1）、（211）、（12）、（01）、（01）晶面属于[11]晶带，因为它们符合晶带定律：hu+kv+lw=0。
3．多重性因子的物理意义是什么？某立方晶系晶体，其{100}的多重性因子是多少？如该晶体转变为四方晶系，这个晶面族的多重性因子会发生什么变化？为什么？答：多重性因子的物理意义是等同晶面个数对衍射强度的影响因数叫作多重性因子。
某立方晶系晶体，其{100}的多重性因子是6？如该晶体转变为四方晶系多重性因子是4；这个晶面族的多重性因子会随对称性不同而改变。
4．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。
5．透射电镜主要由几大系统构成? 各系统之间关系如何?答：四大系统:电子光学系统,真空系统,供电控制系统,附加仪器系统。
其中电子光学系统是其核心。
其他系统为辅助系统。
6．透射电镜中有哪些主要光阑? 分别安装在什么位置? 其作用如何?答：主要有三种光阑：①聚光镜光阑。
在双聚光镜系统中,该光阑装在第二聚光镜下方。
作用:限制照明孔径角。
②物镜光阑。
安装在物镜后焦面。
作用: 提高像衬度；减小孔径角，从而减小像差；进行暗场成像。
《材料现代分析测试方法》习题及思考题一、名词术语波数、原子基态、原子激发、激发态、激发电位、电子跃迁（能级跃迁）、辐射跃迁、无辐射跃迁，分子振动、伸缩振动、变形振动（变角振动或弯曲振动）、干涉指数、倒易点阵、瑞利散射、拉曼散射、反斯托克斯线、斯托克斯线、 X射线相干散射（弹性散射、经典散射或汤姆逊散射）、X射线非相干散射（非弹性散射、康普顿-吴有训效应、康普顿散射、量子散射）、光电效应、光电子能谱、紫外可见吸收光谱（电子光谱）、红外吸收光谱、红外活性与红外非活性、弛豫、K系特征辐射、L系特征辐射、Kα射线、Kβ、短波限、吸收限、线吸收系数、质量吸收系数、散射角（2θ）、二次电子、俄歇电子、连续X射线、特征X射线、点阵消光、结构消光、衍射花样的指数化、连续扫描法、步进扫描法、生色团、助色团、反助色团、蓝移、红移、电荷转移光谱、运动自由度、振动自由度、倍频峰（或称泛音峰）、组频峰、振动耦合、特征振动频率、特征振动吸收带、内振动、外振动（晶格振动）、热分析、热重法、差热分析、差示扫描量热法、微商热重（DTG）曲线、参比物（或基准物、中性体）、程序控制温度、（热分析曲线）外推始点、核磁共振。
二、填空1.原子中电子受激向高能级跃迁或由高能级向低能级跃迁均称为( )跃迁或( )跃迁。
2.电子由高能级向低能级的跃迁可分为两种方式：跃迁过程中多余的能量即跃迁前后能量差以电磁辐射的方式放出，称之为( )跃迁；若多余的能量转化为热能等形式，则称之为( )跃迁。
3.多原子分子振动可分为( )振动与( )振动两类。
4.伸缩振动可分为( )和( )。
变形振动可分为( )和( )。
5.干涉指数是对晶面( )与晶面( )的标识。
6.晶面间距分别为d110／2，d110/3的晶面，其干涉指数分别为( )和( ).7. 倒易矢量r*HKL的基本性质为：r*HKL垂直于正点阵中相应的（HKL）晶面，其长度|r*HKL|等于(HKL)之晶面间距dHKL的( )。
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。
材料现代分析方法试题库一、填空1、第一个发现X射线的科学家是，第一个进行X射线衍射实验的科学家是。
2、X射线的本质是，其波长为。
3、X射线本质上是一种______________，它既具有_____________性，又具有____________性，X射线衍射分析是利用了它的__ ____________。
4、特征X射线的波长与和无关。
而与有关。
5、X射线一方面具有波动性，表现为具有一定的，另一方面又具有粒子性，体现为具有一定的，二者之间的关系为。
6、莫塞来定律反映了材料产生的与其的关系。
7、从X射线管射出的X射线谱通常包括和。
8、当高速的电子束轰击金属靶会产生两类X射线，它们是_____________和_____________，其中在X射线粉末衍射中采用的是____ _______ 。
9、特征X射线是由元素原子中___________引起的，因此各元素都有特定的___________和___________电压，特征谱与原子序数之间服从_____ ______定律。
10、同一元素的入Kα1、入Kα2、入Kβ的相对大小依次为___________；能量从小到大的顺序是_______________。
(注：用不等式标出)11、X射线通过物质时，部分X射线将改变它们前进的方向，即发生散射现象。
X射线的散射包括两种：和。
12、hu+kv+lw=0关系式称为______________ ,若晶面(hkl)和晶向[uvw]满足该关系式，表明__________________________________ 。
15、倒易点阵是由晶体点阵按照式中，为倒易点阵基矢，为正点阵基矢的对应关系建立的空间点阵。
在这个倒易点阵中，倒易矢量的坐标表达式为，其基本性质为。
14、X射线在晶体中产生衍射时，其衍射方向与晶体结构、入射线波长和入射线方位间的关系可用_ _____ ______、____ ___________、________________和____________________四种方法来表达。
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。
一、名词解释（共20分，每小题2分。
）1.辐射的发射：指物质吸收能量后产生电磁辐射的现象。
2.俄歇电子：X射线或电子束激发固体中原子内层电子使原子电离，此时原子(实际是离子)处于激发态，将发生较外层电子向空位跃迁以降低原子能量的过程，此过程发射的电子。
3.背散射电子：入射电子与固体作用后又离开固体的电子。
4.溅射：入射离子轰击固体时，当表面原子获得足够的动量和能量背离表面运动时，就引起表面粒子（原子、离子、原子团等）的发射，这种现象称为溅射。
5.物相鉴定：指确定材料（样品）由哪些相组成。
6.电子透镜：能使电子束聚焦的装置。
7.质厚衬度：样品上的不同微区无论是质量还是厚度的差别，均可引起相应区域透射电子强度的改变，从而在图像上形成亮暗不同的区域，这一现象称为质厚衬度。
8.蓝移：当有机化合物的结构发生变化时，其吸收带的最大吸收峰波长或位置（λ最大）向短波方向移动，这种现象称为蓝移（或紫移，或“向蓝”）。
9.伸缩振动：键长变化而键角不变的振动，可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动。
10.差热分析：指在程序控制温度条件下，测量样品与参比物的温度差随温度或时间变化的函数关系的技术。
二、填空题（共20分，每小题2分。
）1.电磁波谱可分为三个部分，即长波部分、中间部分和短波部分，其中中间部分包括（红外线）、（可见光）和（紫外线），统称为光学光谱。
2.光谱分析方法是基于电磁辐射与材料相互作用产生的特征光谱波长与强度进行材料分析的方法。
光谱按强度对波长的分布（曲线）特点（或按胶片记录的光谱表观形态）可分为（连续）光谱、（带状）光谱和（线状）光谱3类。
3.分子散射是入射线与线度即尺寸大小远小于其波长的分子或分子聚集体相互作用而产生的散射。
分子散射包括（瑞利散射）与（拉曼散射）两种。
4.X射线照射固体物质(样品)，可能发生的相互作用主要有二次电子、背散射电子、特征X射线、俄歇电子、吸收电子、透射电子5.多晶体（粉晶）X射线衍射分析的基本方法为（照相法）和（X射线衍射仪法）。
XRD X 射线衍射 TEM 透射电镜—ED 电子衍射 SEM 扫描电子显微镜—EPMA 电子探针（EDS能谱仪 WPS 波谱仪） XPS X 射线光电子能谱分析 AES 原子发射光谱或俄歇电子能谱IR —FT —IR 傅里叶变换红外光谱 RAMAN 拉曼光谱 DTA 差热分析法 DSC 差示扫描量热法 TG 热重分析 STM 扫描隧道显微镜 AFM 原子力显微镜测微观形貌：TEM 、SEM 、EPMA 、STM 、AFM 化学元素分析：EPMA 、XPS 、AES （原子和俄歇）物质结构：远程结构（XRD 、ED ）、近程结构（RAMAN 、IR ）分子结构：RAMAN官能团：IR 表面结构：AES （俄歇）、XPS 、STM 、AFMX 射线的产生：高速运动着额电子突然受阻时，随着电子能量的消失和转化，就会产生X 射线。
产生条件：1.产生并发射自由电子；2.在真空中迫使电子朝一定方向加速运动，以获得尽可能高的速度；3.在高速电子流的运动路线上设置一障碍物（阳极靶），使高速运动的电子突然受阻而停止下来。
X 射线荧光：入射的X 射线光量子的能量足够大将原子内层电子击出，外层电子向内层跃迁，辐射出波长严格一定的X 射线俄歇电子产生：原子K 层电子被击出，L 层电子如L2电子像K 层跃迁能量差不是以产生一个K 系X 射线光量子的形式释放，而是被临近的电子所吸收，使这个电子受激发而成为自由电子，即俄歇电子14种布拉菲格子特征：立方晶系（等轴）a=b=c α=β=γ=90°；正方晶系（四方）a=b ≠cα=β=γ=90°；斜方晶系（正交）a ≠b ≠c α=β=γ=90°；菱方晶系（三方）a=b=c α=β=γ≠90°；六方晶系a=b ≠c α=β=90°γ=120°；单斜晶系a ≠b ≠c α=β=90°≠γ；三斜晶系a ≠b ≠c α≠β≠γ≠90°布拉格方程的推导 含义：线照射晶体时，只有相邻面网之间散射的X 射线光程差为波长的整数倍时，才能产生干涉加强，形成衍射线，反之不能形成衍射线。
材料现代分析测试方法习题答案Revised by BETTY on December 25,2020现代材料检测技术试题及答案第一章1. X 射线学有几个分支每个分支的研究对象是什么2.3. 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。
4. 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” 5.6. 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7. 产生X 射线需具备什么条件？8. 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？ 9.10.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。
11.特征X 射线与荧光X 射线的产生机理有何异同某物质的K 系荧光X 射线波长是否等于它的K 系特征X 射线波长 12.13.连续谱是怎样产生的？其短波限VeV hc 31024.1⨯==λ与某物质的吸收限kk kV eV hc 31024.1⨯==λ有何不同（V 和V K 以kv 为单位） 14.15.Ⅹ射线与物质有哪些相互作用规律如何对x 射线分析有何影响反冲电子、光电子和俄歇电子有何不同16.试计算当管压为50kv 时，Ⅹ射线管中电子击靶时的速度和动能，以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大能量是多少？ 17.18.为什么会出现吸收限K 吸收限为什么只有一个而L 吸收限有三个当激发X 系荧光Ⅹ射线时，能否伴生L 系当L 系激发时能否伴生K 系19.已知钼的λK α＝，铁的λK α＝及钴的λK α＝，试求光子的频率和能量。
试计算钼的K 激发电压，已知钼的λK ＝。
已知钴的K 激发电压V K ＝，试求其λK 。
20.X 射线实验室用防护铅屏厚度通常至少为lmm ，试计算这种铅屏对CuK α、MoK α辐射的透射系数各为多少？ 21.22.如果用1mm 厚的铅作防护屏，试求Cr K α和Mo K α的穿透系数。
期末考试卷：材料现代测试分析方法和答案第一部分：选择题（共10题，每题2分，共20分）1. 以下哪项不是材料现代测试分析的主要方法？- A. X射线衍射分析- B. 扫描电子显微镜分析- C. 质谱分析- D. 核磁共振分析2. 在材料现代测试分析中，以下哪种方法适用于分析材料的晶体结构？- A. 红外光谱分析- B. 热重分析- C. X射线衍射分析- D. 高效液相色谱分析3. 以下哪项不是扫描电子显微镜分析的主要应用？- A. 表面形貌观察- B. 元素分析- C. 晶体结构分析- D. 电子能谱分析4. 质谱分析主要用于检测和分析材料中的什么？- A. 元素成分- B. 分子结构- C. 表面形貌- D. 晶体结构5. 核磁共振分析常用于确定材料中的什么信息？- A. 元素含量- B. 晶体结构- C. 分子结构- D. 表面形貌6. 以下哪种方法适用于分析材料的热性能？- A. 红外光谱分析- B. 热重分析- C. 扫描电子显微镜分析- D. 核磁共振分析7. 在材料现代测试分析中，以下哪种方法适用于分析材料的表面形貌？- A. 红外光谱分析- B. 扫描电子显微镜分析- C. X射线衍射分析- D. 质谱分析8. 以下哪项不是红外光谱分析的主要应用？- A. 元素分析- B. 分子结构分析- C. 表面形貌观察- D. 化学成分分析9. 在材料现代测试分析中，以下哪种方法适用于分析材料的化学成分？- A. 红外光谱分析- B. 热重分析- C. X射线衍射分析- D. 高效液相色谱分析10. 高效液相色谱分析主要用于检测和分析材料中的什么？- A. 元素成分- B. 分子结构- C. 化学成分- D. 表面形貌第二部分：简答题（共5题，每题10分，共50分）1. 简述材料现代测试分析的意义和应用范围。
2. 请列举并解释任意两种材料现代测试分析方法。
3. 简述扫描电子显微镜分析的原理和应用领域。
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。
期末考试卷：材料现代测试分析方法和答案第一部分：选择题1. 在材料现代测试分析方法中，下列哪种方法可以用来确定材料的成分？- A. 热分析法- B. 机械测试法- C. 磁性测试法- D. 光谱分析法- 答案：D2. 材料现代测试分析方法的主要目的是什么？- A. 确定材料的力学性能- B. 分析材料的热性能- C. 评估材料的化学稳定性- D. 确定材料的组成和结构- 答案：D3. 以下哪种测试方法可以用来评估材料的耐腐蚀性能？- A. 硬度测试- B. 疲劳测试- C. 电化学测试- D. 热膨胀测试- 答案：C4. 材料的断裂韧性可以通过下列哪种测试方法进行评估？- A. 硬度测试- B. 拉伸测试- C. 冲击测试- D. 磁性测试- 答案：C5. 下列哪种测试方法可以用来评估材料的疲劳寿命？- A. 硬度测试- B. 拉伸测试- C. 冲击测试- D. 疲劳测试- 答案：D第二部分：简答题1. 简要解释材料现代测试分析方法的定义和作用。
答案：材料现代测试分析方法是一种使用现代科学技术手段对材料进行分析和测试的方法。
它的作用是确定材料的组成、结构和性能，以便评估材料的适用性和可靠性。
2. 举例说明材料现代测试分析方法在工程领域中的应用。
答案：材料现代测试分析方法在工程领域中有广泛的应用。
例如，在航空航天工程中，可以使用材料现代测试分析方法来评估航天器的耐热性能和抗腐蚀性能，以确保航天器在极端环境下的安全运行。
在建筑工程中，可以使用材料现代测试分析方法来评估建筑材料的力学性能和耐久性，以确保建筑物的结构安全可靠。
3. 请简要描述一种材料现代测试分析方法，并说明其适用性。
答案：一种材料现代测试分析方法是扫描电子显微镜（SEM）分析。
它通过扫描材料表面并记录电子显微图像，可以对材料的形貌、结构和成分进行分析。
SEM分析适用于对材料的微观结构和成分进行研究，可以用于材料的质量控制、故障分析和新材料的研发。
现代材料分析测试方法：期末考试卷和答案第一部分：选择题1. 以下哪项不是常用的材料分析测试方法？- A. 扫描电子显微镜（SEM）- B. 红外光谱（IR）- C. 傅里叶变换红外光谱（FTIR）- D. 核磁共振（NMR）答案：D2. 扫描电子显微镜（SEM）主要用于：- A. 表面形貌观察- B. 元素成分分析- C. 分子结构分析- D. 力学性能测试答案：A3. X射线衍射（XRD）常用于：- A. 表面形貌观察- B. 元素成分分析- C. 分子结构分析- D. 晶体结构分析答案：D4. 热重分析（TGA）主要用于：- A. 表面形貌观察- B. 元素成分分析- C. 分子结构分析- D. 热稳定性分析答案：D5. 扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）的区别在于：- A. SEM可以观察表面形貌，TEM可以观察内部结构- B. SEM可以观察内部结构，TEM可以观察表面形貌- C. SEM只能观察金属材料，TEM只能观察非金属材料- D. SEM只能观察非金属材料，TEM只能观察金属材料答案：A第二部分：简答题1. 简述红外光谱（IR）的原理和应用领域。
红外光谱是一种基于物质吸收、散射和透射红外光的测试方法。
它利用物质分子的特定振动模式与入射红外光发生相互作用，从而获得物质的结构信息和化学成分。
红外光谱广泛应用于有机物的鉴定、无机物的分析、聚合物材料的检测以及药物和食品的质量控制等领域。
2. 简述傅里叶变换红外光谱（FTIR）的原理和优势。
傅里叶变换红外光谱是一种红外光谱的分析技术，它通过对红外光信号进行傅里叶变换，将时域信号转换为频域信号，从而获得高分辨率和高灵敏度的红外光谱图谱。
相比传统的红外光谱，FTIR 具有快速测量速度、高信噪比、宽波数范围和高分辨率等优势。
它广泛应用于材料分析、有机合成、生物医学和环境监测等领域。
3. 简述热重分析（TGA）的原理和应用领域。
热重分析是一种测量物质在升温过程中质量变化的测试方法。
可编辑修改精选全文完整版材料现代分析测试方法王富耻答案【篇一：北航材料考研材料现代研究方法复习资料】第一章晶体学 (1)第二章 x射线相关知识 (6)第三章常见的粉末与单晶衍射技术 (17)第四章扫描与透射电子显微镜 (23)第一章晶体学一、晶体结构概论1，固体无机物质分晶态和非晶态两种。
如：铁、金刚石、玻璃、水晶晶态：构成固体物质的分子或原子在三维空间有规律的周期性排列。
特点：长程有序，主要是周期有序或准周期性。
非晶态：构成物质的分子或原子不具有周期性排列。
特点：短程有序，长程无序2，点阵的概念构成晶体的原子呈周期性重复排列,同时,一个理想晶体也可以看成是由一个基本单位在空间按一定的规则周期性无限重复构成的。
晶体中所有基本单位的化学组成相同、空间结构相同、排列取向相同、周围环境相同。
将这种基本单位称为基元。
基元可以是单个原子,也可以是一组相同或不同的原子。
若将每个基元抽象成一个几何点,即在基元中任意规定一点,然后在所有其他基元的相同位置也标出一点,这些点的阵列就构成了该晶体的点阵(lattice)。
点阵是一个几何概念,是按周期性规律在空间排布的一组无限多个的点,每个点都具有相同的周围环境,在其中连接任意两点的矢量进行平移时,能使点阵复原。
3，点阵和晶体结构阵点(几何点代替结构单元)和点阵(阵点的分布总体)注意与晶体结构(=点阵+结构单元)的区别空间点阵实际上是由晶体结构抽象而得到的几何图形。
空间点阵中的结点只是几何点，并非具体的质点（离子或原子）。
空间点阵是几何上的无限图形。
而对于实际晶体来说，构成晶体的内部质点是具有实际内容的原子或离子，具体的宏观形态也是有限的。
但是空间点阵中的结点在空间分布的规律性表征了晶体格子构造中具体质点在空间排列的规律性。
4，十四种空间点阵根据晶体的对称特点,可分为7个晶系：1) 三斜晶系(triclinic 或anorthic)2) 单斜晶系(monoclinic)3) 正交晶系(orthorhombic)系)。
第四章 材料现代分析测试方法概述一、填空1、常见的衍射分析主要有3种，即( )、( )和( )。
2、常见的3种电子显微分析是( )、( )和( )。
3、依据入射电子的能量大小，电子衍射分为（ ）和（ ）；依据电子束是否穿透样品，电子衍射分为（ ）和（ ）。
二、选择1、下列分析方法中，（ ）可用于区别FeO 、Fe 2O 3和Fe 3O 4。
A 、原子发射光谱；B 、扫描电镜；C 、原子吸收光谱；D 、穆斯堡尔谱2、下列分析方法中，（ ）可用于测定Ag 的点阵常数。
A 、X 射线衍射分析；B 、红外光谱；C 、原子吸收光谱；D 、紫外光电子能谱3、下列分析方法中，（ ）可用于测定高纯Y 2O 3中稀土杂质元素的质量分数。
A 、X 射线衍射分析；B 、透射电镜；C 、原子吸收光谱；D 、紫外可见吸收光谱4、砂金中含金量的检测，可选用下列方法中的（ ）。
A 、X 射线荧光光谱；B 、原子力显微镜；C 、红外吸收光谱；D 、电子衍射5、黄金制品中含金量的无损检测，可选用下列方法中的（ ）。
A 、电子探针；B 、X 射线衍射分析；C 、俄歇电子能谱；D 、热重法6、几种高聚物组成之混合物的定性分析与定量分析，可选用下列方法中的（ ）。
A 、描隧道显微镜；B 、透射电镜；C 、红外吸收光谱；D 、X 射线光电子能谱7、某薄膜样品中极小弥散颗粒（直径远小于1μm ）的物相鉴定，可以选择下列方法中的（ ）。
A 、X 射线衍射分析；B 、原子吸收光谱；C 、差示扫描量热法；D 、分析电子显微镜8、验证奥氏体(γ)转变为马氏体(α)的取向关系(即西山关系)：γα)111//()011(，γα]110//[]001[，可选用下列方法中的（ ）。
A 、X 射线衍射；B 、红外光谱；C 、透射电镜；D 、俄歇电子能谱9、淬火钢中残留奥氏体质量分数的测定，可选用下列方法中的（ ）。
A 、X 射线衍射；B 、红外光谱；C 、透射电镜；D 、俄歇电子能谱10、镍-铬合金钢回火脆断口晶界上微量元素锑的分布（偏聚）的研究，可以选择下列方法中的（ ）。
材料现代分析方法试题6（参考答案）一、基本概念题（共10题，每题5分）1．试述获取衍射花样的三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。
2．试述布拉格公式2dHKLsin θ=λ中各参数的含义，以及该公式有哪些应用？ 答：d HKL 表示HKL 晶面的面网间距，θ角表示掠过角或布拉格角，即入射X 射线或衍射线与面网间的夹角，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。
3．试述罗伦兹三种几何因子各表示什么？答：洛伦兹因数第一种几何因子是表示样品中参与衍射的晶粒大小对衍射强度的影响。
，第二种几何因子是表示样品中参与衍射的晶粒的数目对衍射强度的影响，第三种几何因子是表示样品中衍射线位置对衍射强度的影响。
4．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。
5．设[uvw]是(hkl)的法线，用正、倒空间的变换矩阵写出它们之间的指数互换关系。
答：[uvw]＝〔G 〕[u ＊v ＊w ＊]其中[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=333231232221131211A A A A A A A A A G ，()()⎩⎨⎧=≠=⋅j i j i a a j i 10* 6．给出简单立方、面心立方、体心立方以及密排六方晶体结构电子衍射发生消光的晶面指数规律。
现代材料测试分析方法的期末考试卷及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪一项不是材料的力学性能？A. 强度B. 硬度C. 导热性D. 韧性2. 下列哪种方法不属于无损检测？A. 超声波检测B. 射线检测C. 磁粉检测D. 拉伸试验3. 下列哪种材料不属于金属材料？A. 钢B. 铝C. 陶瓷D. 铜4. 下列哪种方法不是用于测定材料硬度的方法？A. 布氏硬度试验B. 维氏硬度试验C. 里氏硬度试验D. 拉伸试验5. 下列哪种材料不属于高分子材料？A. 聚乙烯B. 聚丙烯C. 聚氯乙烯D. 钢6. 下列哪种方法不是用于测定材料熔点的 method？A. 示差扫描量热法B. 热重分析法C. 熔点测定仪D. 红外光谱法7. 下列哪种材料不属于复合材料？A. 碳纤维增强复合材料B. 玻璃纤维增强复合材料C. 陶瓷基复合材料D. 金属基复合材料8. 下列哪种方法不是用于材料表面处理的方法？A. 镀层B. 阳极氧化C. 喷涂D. 拉伸试验9. 下列哪种材料不属于电子陶瓷材料？A. 氧化铝B. 氧化锆C. 氮化硅D. 铜10. 下列哪种方法不是用于材料疲劳寿命测试的方法？A. 疲劳试验机B. 扫描电子显微镜C. 红外光谱法D. 超声波检测二、填空题（每题2分，共20分）1. 材料的____性能是指材料在受到外力作用时能够承受的最大应力，即材料的强度。
2. 无损检测是指在不破坏材料____的情况下，对其进行检测和评价的方法。
3. 金属材料的____性能是指材料在受到外力作用时能够承受的最大变形量，即材料的韧性。
4. 布氏硬度试验是通过在材料表面施加____N的力，用硬度计压头压入材料表面，测量压痕直径来确定材料的硬度。
5. 高分子材料是由长链____分子组成的材料，具有较高的分子量和较好的柔韧性。
6. 示差扫描量热法（DSC）是一种用于测定材料____的方法，通过测量样品在加热或冷却过程中的热量变化来确定材料的熔点。
《近代材料测试方法》复习题1．材料微观结构和成分分析可以分为哪几个层次？分别可以用什么方法分析？答：化学成分分析、晶体结构分析和显微结构分析化学成分分析——常规方法（平均成分）：湿化学法、光谱分析法——先进方法（种类、浓度、价态、分布）：X射线荧光光谱、电子探针、光电子能谱、俄歇电子能谱晶体结构分析：X射线衍射、电子衍射显微结构分析：光学显微镜、透射电子显微镜、扫面电子显微镜、扫面隧道显微镜、原子力显微镜、场离子显微镜2．X射线与物质相互作用有哪些现象和规律？利用这些现象和规律可以进行哪些科学研究工作，有哪些实际应用？答：除贯穿部分的光束外，射线能量损失在与物质作用过程之中，基本上可以归为两大类：一部分可能变成次级或更高次的X射线，即所谓荧光X射线，同时，激发出光电子或俄歇电子。
另一部分消耗在X射线的散射之中，包括相干散射和非相干散射。
此外，它还能变成热量逸出。
（1）现象/现象：散射X射线（想干、非相干）、荧光X射线、透射X射线、俄歇效应、光电子、热能（2）①光电效应：当入射X射线光子能量等于某一阈值，可击出原子内层电子，产生光电效应。
应用：光电效应产生光电子，是X射线光电子能谱分析的技术基础。
光电效应使原子产生空位后的退激发过程产生俄歇电子或X射线荧光辐射是X射线激发俄歇能谱分析和X射线荧光分析方法的技术基础。
②二次特征辐射（X射线荧光辐射）：当高能X射线光子击出被照射物质原子的内层电子后，较外层电子填其空位而产生了次生特征X射线（称二次特征辐射）。
应用：X射线被物质散射时，产生两种现象：相干散射和非相干散射。
相干散射是X射线衍射分析方法的基础。
3．电子与物质相互作用有哪些现象和规律？利用这些现象和规律可以进行哪些科学研究工作，有哪些实际应用？答：当电子束入射到固体样品时，入射电子和样品物质将发生强烈的相互作用，发生弹性散射和非弹性散射。
伴随着散射过程，相互作用的区域中将产生多种与样品性质有关的物理信息。
（1）现象/规律：二次电子、背散射电子、吸收电子、透射电子、俄歇电子、特征X射线（2）获得不同的显微图像或有关试样化学成分和电子结构的谱学信息4．光电效应、荧光辐射、特征辐射、俄歇效应，荧光产率与俄歇电子产率。
特征X射线产生机理。
光电效应：当入射X射线光子能量等于某一阈值，可击出原子内层电子，产生光电效应。
荧光辐射：被打掉了内层电子的受激原子，将发生外层电子向内层跃迁的过程，同时辐射出波长严格一定的特征X射线。
这种利用X射线激发而产生的特征辐射为二次特征辐射，也称为荧光辐射。
特征辐射：俄歇效应：原子K层电子被击出，L层电子向K层跃迁，其能量差被邻近电子或较外层电子所吸收，使之受激发而成为自由电子。
这种过程就是俄歇效应，这个自由电子就称为俄歇电子。
荧光产率：激发态分子中通过发射荧光而回到基态的分子占全部激发态分子的分数。
俄歇电子产率：5．拉曼光谱分析的基本原理及应用。
什么斯托克斯线和反斯托克斯线？什么是拉曼位移？（振动能级）原理：光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射. 弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分,非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分, 统称为拉曼效应。
应用：拉曼光谱对研究物质的骨架特征特别有效。
红外和拉曼分析法结合，可更完整地研究分子的振动和转动能级，从而更可靠地鉴定分子结构。
可以进行半导体、陶瓷等无机材料的分析。
是合成高分子、生物大分子分析的重要手段。
在燃烧物和大气污染物分析等方面有重要应用。
有两种情况：（1）分子处于基态振动能级，与光子碰撞后，从光子中获取能量达到较高的能级。
若与此相应的跃迁能级有关的频率是ν1，那么分子从低能级跃到高能级从入射光中得到的能量为hν1，而散射光子的能量要降低到hν0-hν1，频率降低为ν0-ν1。
（2）分子处于振动的激发态上，并且在与光子相碰时可以把hν1的能量传给光子，形成一条能量为hν0+hν1和频率为ν0+ν1的谱线。
通常把低于入射光频的散射线ν0-ν1称为斯托克斯线。
高于入射光频的散射线ν0+ν1称为反斯托克斯线。
6．X射线荧光光谱定性、定量分析的基本原理及应用（适用），什么是基本体吸收效应？如何消除？定性分析：在谱仪上配上计算机，可以直接给出试样内所有元素的名称。
1、确定某元素的存在，除要找到易识别的某一强线外，最好找出另一条强度高的线条，以免误认。
2、区分哪些射线是从试样内激发的，那哪射线是靶给出的，靶还可能有杂质，也会发出X射线。
3、当X射线照射到轻元素上时，由于康普顿效应，还会出现非相干散射。
可通过相应的实验将它们识别。
定量分析：如果没有影响射线强度的因素，试样内元素发出的荧光射线的强度与该元素在试样内的原子分数成正比。
但是实际上存在影响荧光X射线强度的因素，这些因素叫做基体吸收效应和增强效应。
元素A的荧光X射线强度不但与元素A的含量有关，还与试样内其他元素的种类和含量有关。
当A元素的特征x射线能量高于B元素的吸收限(或相反)时，则A元素的特征X射线也可以激发B元素，于是产生两种影响，其中A元素的特征x荧光照射量率削弱的为吸收效应。
吸收包括两部分：一次X射线进入试样时所受的吸收和荧光X射线从试样射出时所受的吸收。
实验校正法：外标法、内标法、散射线标准法，增量法数学校正法：经验系数法、基本参数法7．波谱仪与能谱仪的展谱原理及特点。
（特征X射线检测）波谱仪：利用X射线的波长不同来展谱。
1）能量分辨率高——突出的优点，分辨率为5eV2）峰背比高：这使WDS所能检测的元素的最低浓度是EDS的1/10，大约可检测100 ppm。
3）采集效率低，分析速度慢。
4）由于经晶体衍射后，X射线强度损失很大，其检测效率低。
5）波谱仪难以在低束流和低激发强度下使用，因此其空间分辨率低且难与高分辨率的电镜（冷场场发射电镜等）配合使用。
能谱仪：利用X射线的能量不同来展谱。
优点：1）分析速度快：同时接收和检测所有信号，在几分钟内分析所有元素。
2）灵敏度高：收集立体角大，不用聚焦，探头可靠近试样，不经衍射，强度没有损失。
可在低束流（10-11 A）条件下工作，有利于提高空间分辨率。
3）谱线重复性好：没有运动部件，稳定性好，没有聚焦要求，所以谱线峰值位置的重复性好且不存在失焦问题，适合于比较粗糙表面的分析。
缺点：1）能量分辨率低：在130 eV左右，比WDS的5eV低得多，谱线的重叠现象严重。
2）峰背比低：探头直接对着样品，在强度提高的同时，背底也相应提高。
EDS所能检测的元素的最低浓度是WDS的十倍，最低大约是1000 ppm。
3）工作条件要求严格：探头必须保持在液氦冷却的低温状态，即使是在不工作时也不能中断，否则导致探头功能下降甚至失效。
8．XPS的分析原理是什么？（什么效应）光电效应：在外界光的作用下，物体（主要指固体）中的原子吸收光子的能量，使其某一层的电子摆脱其所受的束缚，在物体中运动，直到这些电子到达表面。
如果能量足够、方向合适，便可离开物体的表面而逸出，成为光电子。
光电子动能为：Ec =hv- E B -(-w)9．XPS的应用及特点，XPS中的化学位移有什么用？分析表面化学元素的组成、化学态及其分布，特别是原子的价态、表面原子的电子密度、能级结构。
最大特点是可以获得丰富的化学信息，它对样品的损伤是最轻微的，定量也是最好的。
它的缺点是由于X射线不易聚焦，因而照射面积大，不适于微区分析。
(1) 可以分析除H和He以外的所有元素，可以直接得到电子能级结构的信息。
(2) 它提供有关化学键方面的信息，即直接测量价层电子及内层电子轨道能级，而相邻元素的同种能级的谱线相隔较远，互相干扰少，元素定性的标志性强。
(3) 是一种无损分析。
(4) 是一种高灵敏超微量表面分析技术。
分析所需试样约10-8g即可，绝对灵敏度高达10-18g，样品分析深度约2 nm。
由于原子处于不同的化学环境里而引起的结合能位移称为化学位移。
化学位移的量值与价电子所处氧化态的程度和数目有关。
氧化态愈高，则化学位移愈大。
10．紫外光电子能谱原理及应用。
（激发什么电子？）紫外光电子能谱仪与X射线光电子能谱仪非常相似，只需把激发源变换一下即可。
真空紫外光源只能激发样品中原子、分子的外层价电子或固体的价带电子。
测量固体表面价电子和价带分布、气体分子与固体表面的吸附、以及化合物的化学键、研究振动结构。
11．俄歇电子能谱分析的原理、应用及特点。
（俄歇电子与什么有关？）原理：俄歇效应。
俄歇电子的能量与参与俄歇过程的三个能级能量有关。
能量是特定的，与入射X射线波长无关，仅与产生俄歇效应的物质的元素种类有关。
应用：可以做物体表面的化学分析、表面吸附分析、断面的成分分析。
1）材料表面偏析、表面杂质分布、晶界元素分析；2）金属、半导体、复合材料等界面研究；3）薄膜、多层膜生长机理的研究；4）表面化学过程（如腐蚀、钝化、催化、晶间腐蚀、氢脆、氧化等）研究；5）集成电路掺杂的三维微区分析；6）固体表面吸附、清洁度、沾染物鉴定等。
特点：1）作为固体表面分析法，其信息深度取决于俄歇电子逸出深度（电子平均自由程）。
对于能量为50eV-2keV范围内的俄歇电子，逸出深度为0.4-2nm，深度分辨率约为l nm,，横向分辨率取决于入射束斑大小。
2）可分析除H、He以外的各种元素。
3）对于轻元素C、O、N、S、P等有较高的分析灵敏度。
4）可进行成分的深度剖析或薄膜及界面分析。
12．扫描隧道显微镜基本原理及特点、工作模式。
（量子隧道效应，如何扫描？恒高、恒电流工作模式，隧道谱应用）基本原理：尖锐金属探针在样品表面扫描，利用针尖-样品间纳米间隙的量子隧道效应引起隧道电流与间隙大小呈指数关系，获得原子级样品表面形貌特征图象。
量子隧道效应：当微观粒子的总能量小于势垒高度时，该粒子仍能穿越这一势垒。
金属探针安置在三个相互垂直的压电陶瓷（Px、Py、Pz）架上，当在压电陶瓷器件上施加一定电压时，由于压电陶瓷器件产生变形，便可驱动针尖在样品表面实现三维扫描；隧道谱应用：可对样品表面显微图像作逐点分析，以获得表面原子的电子结构（电子态）等信息。
在样品表面选一定点，并固定针尖与样品间的距离，连续改变偏压值从负几V~正几V，同时测量隧道电流，便可获得隧道电流随偏压的变化曲线，即扫描隧道谱。
特点：1）STM结构简单。
2）其实验可在多种环境中进行：如大气、超高真空或液体（包括在绝缘液体和电解液中）。
3）工作温度范围较宽，可在mK到1100K范围内变化。
这是目前任何一种显微技术都不能同时做到的。
4）分辨率高，扫描隧道显微镜在水平和垂直分辨率可以分别达到0.1nm和0.01nm。
因此可直接观察到材料表面的单个原子和原子在材料表面上的三维结构图像。
5）在观测材料表面结构的同时，可得到材料表面的扫描隧道谱（STS），从而可以研究材料表面化学结构和电子状态。
