材料现代测试分析技术期末试卷

现代材料测试技术一．名词解释（12分每题3分）衍射衬度：由于样品中不同位向的晶体的衍射条件不同而造成的衬度差别。

能谱仪：能谱仪是利用X光量子的能量不同来进行元素分析的仪器。

E=hv=h分辨率：能区分成像物体两点间的最小距离球差：电磁透镜中心区域和边缘区域对电子的折射能力不符合预定规律而造成的现象二．简答题（20分每题5分）1.要观察陶瓷中基体和析出相的组织形态，同时要分析其晶体结构和共格界面的位向关系，如何制备样品？以怎样的电镜操作方式和步骤来进行具体分析？答：采用离子减薄方法制备电镜样品，观察包括基体和析出相的区域，拍摄明、暗场照片；采用样品倾转，使得基体与析出相的界面与电子束平行，用选区光阑套住基体和析出相进行衍射，获得包括基体和析出相的衍射花样进行分析，确定其晶体结构及位向关系。

2.要分析钢铁材料的断口形貌，请判断是采用金相分析还是扫描电镜的二次电子像更合适？并说明理由。

答：采用二次电子像更合适，因为二次电子对样品表面形貌敏感，空间分辨率高，信号收集率高，特别适合金属端口分析。

另外，扫描电镜的样品制备非常方便，可直接观察大块试样，适合观察材料断口和显微组织三维形态。

3.下图为TiO2压敏陶瓷的表面形貌像，其配方为0.97TiO2+0.8Nb2O5+0.3La2O3+0.3SiO2，烧结温度为400℃，XRD分析表明TiO2压敏陶瓷除了主晶相金红石型TiO2以外还存在LaNbTiO4、La4Ti9O2三种物相。

根据以上信息，回答图1（多晶电镜图略）为哪种信号的形貌像，并说明其特征，其中明亮区域可能是什么物质，为什么？元素符号Ti O Si Nb La原子序数22 8 14 41 57答：（1）图1为背散射电子的形貌像；（2）特征：背散射电子的数目随原子序数的增大而增多，故在荧光屏上的较亮。

（3）由于TiO2还存在LaNbTiO6、La4Ti9O2三种物相，它的平均原子序数最大，且含量最多，故应该是最为明亮的区域。

材料现代测试分析方法期末考试卷与答案江西省理工大学材料分析测试题（可供参考）一、名词解释（共有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（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）。

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。

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。

现代材料分析期末试题及答案文中为了方便阅读，以下试题和答案以表格形式展示，每个问题后面紧跟着对应的答案。

试题：1. 简述材料分析的定义和目的。

2. 请列举常用的材料分析方法及其原理。

3. 什么是扫描电子显微镜（SEM）？简述其工作原理。

4. 请描述二次离子质谱（SIMS）的原理和应用。

5. 简要介绍透射电子显微镜（TEM）的原理与特点。

6. 现代材料分析在材料科学研究和工程应用中的重要性。

答案：1. 材料分析是通过对材料进行测试和研究，以获取关于材料化学成分、微结构和性质等方面的信息的科学方法。

其目的是为了了解材料的组成、结构和性能，以帮助解决材料相关问题和优化材料的设计与应用。

2. 常用的材料分析方法及其原理包括：- X射线衍射（XRD）：利用材料中晶格的周期性排列产生的衍射现象，分析材料的晶体结构和晶体取向。

- 扫描电子显微镜（SEM）：利用电子束与材料相互作用的信号，获得材料的表面形貌、元素分布和晶粒结构等信息。

- 透射电子显微镜（TEM）：利用电子束通过材料的透射或散射，观察材料的微观结构、晶体缺陷等。

- 能谱分析（EDS）：在扫描电子显微镜（SEM）等仪器中，通过分析电子束与材料相互作用所产生的能量损失，确定样品中元素的种类和含量。

- 热重分析（TG）：通过持续加热或冷却材料，并测定其质量变化，分析材料的热稳定性、热分解反应和含水量等。

- 红外光谱（IR）：利用材料对红外辐射的吸收和散射，分析材料的化学结构和功能基团等。

3. 扫描电子显微镜（SEM）是一种利用电子束与材料作用产生的信号来观察样品表面形貌和元素分布的仪器。

它的工作原理是： - 使用电子枪产生高能电子束。

- 电子束经过透镜系统聚焦并打到样品表面。

- 与样品相互作用的电子束与样品表面的物质相互作用，产生多种信号，例如二次电子、反射电子、散射电子和X射线等。

- 探测器接收这些信号，并将信号转化为图像或者能量谱图等数据形式。

- 经过信号处理和图像重建处理后，我们可以观察到样品表面的形貌、元素分布、晶粒结构等信息。

期末考试卷-现代材料测试分析法与答案一、选择题1. 下列哪种测试方法不适用于现代材料的分析？A. X射线衍射B. 热重分析C. 磁力显微镜观察D. 电子显微镜观察正确答案：C2. 现代材料测试分析法的目的是什么？A. 确定材料的物理性质B. 评估材料的化学成分C. 分析材料的力学性能D. 检测材料的表面缺陷正确答案：B3. 下列哪种测试方法可以用于测定材料的热稳定性？A. 热重分析B. 磁力显微镜观察C. X射线衍射D. 电子显微镜观察正确答案：A4. 现代材料测试分析法中，常用的表面缺陷检测方法是：A. 热重分析B. 磁力显微镜观察C. X射线衍射D. 电子显微镜观察正确答案：B5. X射线衍射是一种常用的测试方法，其主要用途是：A. 分析材料的化学成分B. 检测材料的表面缺陷C. 确定材料的物理性质D. 分析材料的晶体结构正确答案：D二、简答题1. 简要说明热重分析的原理和应用。

热重分析是一种通过测量材料在加热过程中质量的变化来分析材料性质的方法。

它基于材料在不同温度下的热稳定性不同的原理，通过测量样品在加热过程中的质量变化来评估材料的热稳定性。

热重分析广泛应用于材料科学、化学工程和环境科学等领域，用于研究材料的热分解、热失重、腐蚀性等性质。

2. 简要说明磁力显微镜观察的原理和应用。

磁力显微镜观察是一种通过使用磁场来观察材料的磁性和磁结构的方法。

它利用材料的磁性与磁场的相互作用，通过观察材料在磁场中的行为来推断材料的磁性和磁结构。

磁力显微镜观察广泛应用于材料科学、磁学和电子学等领域，用于研究材料的磁性、磁相变、磁畴结构等性质。

三、解答题1. 现代材料测试分析法存在哪些优势？现代材料测试分析法具有以下优势：- 准确性：现代测试方法能够提供精确的数据和结果，用于准确评估材料的性能和特性。

- 高效性：现代测试方法通常能够在短时间内完成测试，提高了工作效率。

- 非破坏性：大部分现代测试方法是非破坏性的，可以对材料进行分析而不损坏其结构和性能。

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。