现代材料分析方法复习题

《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。

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。

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。

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?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. 试计算当管电压为50 kV时，X射线管中电子击靶时的速度与动能,以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大能量是多少?解:已知条件：U=50kV电子静止质量:m0=9.1×10—31kg光速：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。

01×10-18kJ由于E=1/2m0v02所以电子击靶时的速度为：v0=（2E/m0）1/2=4。

2×106m/s所发射连续谱的短波限λ0的大小仅取决于加速电压：λ0(Å）＝12400/U（伏）＝0。

248Å辐射出来的光子的最大动能为：E0＝hv＝h c/λ0＝1.99×10-15J3.说明为什么对于同一材料其λK<λKβ<λKα？答:导致光电效应的X光子能量＝将物质K电子移到原子引力范围以外所需作的功hV k = W k以kα为例:hV kα= E L–E k= W k–W L= hV k–hV L∴h V k〉h V kα∴λk<λkα以kβ为例:h V k β= E M–E k= W k–W M=h V k–h V M∴h V k > h V k β∴λk<λkβE L–E k〈E M–E k∴hV kα< h V kβ∴λkβ〈λkα4。

材料现代分析复习题前八单元总结一、填空题1、影响透射电镜分辨率的因素主要有：衍射效应和电镜的像差（球差、像散、色差）等。

2、透射电子显微镜的照明系统由电子枪、聚光镜和相应的平移对中、倾斜调节装置组成。

它的作用是提供一束亮度高、照明孔经角小、平行度好、束流稳定的照明源。

它应满足明场和暗场成像需求。

3、透射电子显微镜的成像系统主要是由物镜、中间镜和投影镜组成。

4、当X射线管电压超过临界电压就可以产生特征谱X射线和连续谱X射线。

5、X射线与物质相互作用可以产生散射、入射、透射、吸收6、经过厚度为H的物质后，X射线的强度为I H=I0exp(-μH) 。

7、X射线的本质既有波动性,也是粒子性，具有波粒二象性。

8、短波长的X射线称硬X射线，常用于衍射分析；长波长的X射线称软X射线，常用于荧光分析。

9、德拜相机有两种，直径分别是57.3mm 、114.6mm。

测量θ角时，底片上每毫米对应2 º和1º。

10扫描电子显微镜常用的信号是二次电子和背散射电子。

11、衍射仪的核心是测角仪圆，它由试样台、辐射源和探测器共同组成。

12、可以用作X射线探测器的有气体电离计数器、闪烁计数器、半导体计数器等13、影响衍射仪实验结果的参数有狭缝宽度、扫描速度和时间常数等。

14、X 射线物相分析包括定性分析和定量分析，而定性分析更常用更广泛。

15、第一类应力导致X 射线衍射线峰线偏移（衍射线条位移）；第二类应力导致衍射线峰线宽化(线条变宽)；第三类应力导致衍射线衍射强度降低。

16、倒易矢量的方向是对应正空间晶面的法线，倒易矢量的长度等于对应正空间晶面间距的倒数。

17、X 射线物相定量分析方法有外标法（单线条法）、内标法、K值法、直接比较法等。

18、TEM 中的透镜有两种，分别是磁透镜和电透镜。

19、TEM 中的三个可动光栏分别是第二聚光镜光栏位于第二聚光镜焦点上，物镜光栏位于物镜的背焦面上，20、物相分析需要确定材料的物相组成和物相含量。

一、名词解释〔30分，每题3分〕1〕短波限:连续X 射线谱的X 射线波长从一最小值向长波方向伸展，该波长最小值称为短波限。

P7。

2〕质量吸收系数指X 射线通过单位面积上单位质量物质后强度的相对衰减量，这样就摆脱了密度的影响，成为反映物质本身对X 射线吸收性质的物质量。

P12。

3〕吸收限吸收限是指对一定的吸收体，X 射线的波长越短，穿透能力越强，表现为质量吸收系数的下降，但随着波长的降低，质量吸收系数并非呈连续的变化，而是在某些波长位置上突然升高，出现了吸收限。

每种物质都有它本身确定的一系列吸收限。

P12。

4〕X 射线标识谱当加于X 射线管两端的电压增高到与阳极靶材相应的某一特定值k U 时，在连续谱的某些特定的波长位置上，会出现一系列强度很高、波长范围很窄的线状光谱，它们的波长对一定材料的阳极靶有严格恒定的数值，此波长可作为阳极靶材的标志或特征，故称为X 射线标识谱。

P9。

5〕连续X 射线谱线强度随波长连续变化的X 射线谱线称连续X 射线谱线。

P7。

6〕相干散射当入射线与原子内受核束缚较紧的电子相遇，光量子不足以使原子电离，但电子可在X 射线交变电场作用下发生受迫振动，这样的电子就成为一个电磁波的发射源，向周围辐射与入射X 射线波长相同的辐射，因为各电子所散射的射线波长相同，有可能相互干预，故称相干散射。

P14。

7〕闪烁计数器闪烁计数器利用X 射线激发磷光体发射可见荧光，并通过光电管进行测量。

P54。

8〕标准投影图对具有一定点阵结构的单晶体，选择某一个低指数的重要晶面作为投影面，将各晶面向此面所做的极射赤面投影图称为标准投影图。

P99。

9〕结构因数在X 射线衍射工作中可测量到的衍射强度HKL I 与结构振幅2HKL F 的平方成正比，结构振幅的平方2HKL F 称为结构因数。

P34。

10〕晶带面〔共带面〕晶带轴我们说这些相交于平行直线的一组晶面属于同一晶带，称晶带面或共带面，其交线即为晶带轴。

一、选择题：（每题2分，共30分）1. .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（D）。

A. 光电子；B. 二次荧光；C. 俄歇电子；D. （A+C）2. 当电子把所有能量都转换为X射线时，该X射线波长称（A ）A.短波限λ0；B. 激发限λk；C. 吸收限；D. 特征X射线3. 最常用的X射线衍射方法是（ B ）。

A. 劳厄法；B. 粉末多晶法；C. 周转晶体法；D. 德拜法。

4.有一倒易矢量为g*=2a*+2b*+c*，与它对应的正空间晶面是（C）。

A. （210）；B. （220）；C. （221）；D. （110）；。

5. 透射电子显微镜中不可以消除的像差是（A ）。

A．球差；B. 像散；C. 色差；D 球差和像散6. 面心立方晶体（111）晶面族的多重性因素是（B ）。

A．4；B．8；C．6；D．12。

7.下面分析方法中分辨率最高的是（ C ）。

A. SEMB. TEMC. STM D AFM8. 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．M层电子回迁到K层后，多余的能量放出的特征X射线称（ B ）A. Kα；B. Kβ；C. Kγ；D. Lα。

11. 德拜法中有利于提高测量精度的底片安装方法是（C ）。

A. 正装法；B. 反装法；C. 偏装法；D. A+B。

12. 衍射仪法中的试样形状是（B）。

A. 丝状粉末多晶；B. 块状粉末多晶；C. 块状单晶；D. 任意形状。

13. 选区光栏在TEM镜筒中的位置是（ B ）。

A. 物镜的物平面；B. 物镜的像平面C. 物镜的背焦面；D. 物镜的前焦面。

14. 单晶体电子衍射花样是（A）。

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？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. 试计算当管电压为50 kV时，X射线管中电子击靶时的速度与动能，以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大能量是多少？解：已知条件：U=50kV电子静止质量：m0=9。

1×10-31kg光速：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。

01×10-18kJ由于E=1/2m0v02所以电子击靶时的速度为：v0=（2E/m0）1/2=4.2×106m/s所发射连续谱的短波限λ0的大小仅取决于加速电压：λ0（Å)＝12400/U（伏）＝0.248Å辐射出来的光子的最大动能为：E0＝hv＝h c/λ0＝1.99×10-15J3.说明为什么对于同一材料其λK〈λKβ<λKα?答:导致光电效应的X光子能量＝将物质K电子移到原子引力范围以外所需作的功hV k = W k以kα为例:hV kα= E L–E k= W k–W L= hV k–hV L∴h V k > h V kα∴λk〈λkα以kβ为例：h V k β= E M–E k= W k–W M=h V k–h V M∴h V k〉h V k β∴λk<λkβE L–E k〈E M–E k∴hV kα〈h V kβ∴λkβ< λkα4。

下列哪些晶面属于［111］晶带？ （111）、（321）、（231）、(211）、(101）、（101）、（133），（-1-10），(1-12)，(1-32）,（0-11)，（212）,为什么？答：（-1-10）（321）、（211)、（1-12）、(-101）、（0-11)晶面属于［111］晶带，因为它们符合晶带定律：hu+kv+lw=0。

产生X 射线需具备什么条件？答：实验证实:在高真空中，凡高速运动的电子碰到任何障碍物时，均能产生X 射线,对于其他带电的基本粒子也有类似现象发生。

电子式X 射线管中产生X 射线的条件可归纳为：1，以某种方式得到一定量的自由电子；2,在高真空中,在高压电场的作用下迫使这些电子作定向高速运动；3，在电子运动路径上设障碍物以急剧改变电子的运动速度。

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。

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)14. 试述原子散射因数f 和结构因数2HKL F 的物理意义.结构因数与哪些因素有关系? 答:原子散射因数:f=A a /A e =一个原子所有电子相干散射波的合成振幅/一个电子相干散射波的振幅，它反映的是一个原子中所有电子散射波的合成振幅。

现代材料分析⽅法习题汇总及答案材料分析测试⽅法复习题简答题：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。

8. 晶⾯及晶⾯间距答:晶⾯：在空间点阵中可以作出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。

1在电镜中，电子束的波长主要取决于什么？答：取决于电子运动的速度和质量2什么是电磁透镜？电子在电磁透镜中如何运动？与光在光学系统中的运动有何不同？答：运用磁场对运动电荷有力的作用这一特点使使电子束聚焦的装置称为电磁透镜。

近轴圆锥螺旋运动。

不同点：光学系统中光是沿直线运动的，在电磁透镜中电子束作近轴圆锥螺旋运动。

3电磁透镜具有哪几种像差？是怎样产生的，是否可以消除？如何来消除和减少像差？答：有球差、像散、色差。

球差：是磁透镜中心区和边沿区对电子的折射能力不同引起的。

像散：像散是由于电磁透镜的周向磁场非旋转对称引起不同方向上的聚焦能力出现差别。

色差：色差是由入射电子的波长或能量的非单一性造成的。

球差可以消除，用小孔径成像时，可使其明显减小；像散只能减弱，可以通过引入一强度和方位都可以调节的矫正磁场来进行补偿；色差也只能减弱，稳定加速电压和透镜电流可减小色差。

4什么是电磁透镜的分辨本领？主要取决于什么？为什么电磁透镜要采用小孔径角成像？答：分辨本领是指成像物体（试样）上能分辨出来的两个物点间的最小距离；电磁透镜的分辨率主要由衍射效应和像差来决定；用小孔径成像原因是可以使球差明显减小。

5说明影响光学显微镜和电磁透镜分辨率的关键因素是什么？如何提高电磁透镜的分辨率？答：关键因素是用来分析的光源的波长，对于光学显微镜光源是光束，对于电磁透镜是电子束；减小电磁透镜的电子光束的波长可提高分辨率。

6试比较光学显微镜成像和透射电子微镜成像的异同点，答：相同点：都要用到光源，都需要装置使光源聚焦成像。

异同点：光学显微镜的光源是可见光，聚焦用的是玻璃透镜，而透射电子显微镜的分别是电子束和电磁透镜。

光学显微镜分辨本领低，放大倍数小，景深小，焦长短，投射显微镜分辨本领高，放大倍数大，景深大，焦长长。

7为什么透射电镜的样品要求非常薄，而扫描电镜无此要求？答：因为用透射电镜分析时，电子光束要透过样品在底片上形成衍射图案，样品过厚则无法得到衍射图案，对于扫描电镜，对样品无此要求是因为用扫描电镜时是通过分析电子束与固体样品作用时产生的信号来研究物质，所以对样品不要求非常薄。

期末考试：现代材料测试分析方法及答案一、引言本文旨在介绍现代材料测试分析方法，并提供相关。

现代材料测试分析方法是材料科学与工程领域的重要内容之一，它帮助我们了解材料的性质和特性，为材料的设计和应用提供依据。

本文将首先介绍几种常见的现代材料测试分析方法，然后给出相应的。

二、现代材料测试分析方法1. 机械性能测试方法机械性能是材料的重要指标之一，它包括材料的强度、硬度、韧性等方面。

常见的机械性能测试方法包括拉伸试验、压缩试验、冲击试验等。

这些测试方法通过施加外力或载荷，测量材料在不同条件下的变形和破坏行为，从而评估材料的机械性能。

2. 热性能测试方法热性能是材料在高温或低温条件下的表现，它包括热膨胀性、热导率、热稳定性等方面。

常见的热性能测试方法包括热膨胀试验、热导率测试、热分析等。

这些测试方法通过加热或冷却材料，测量其在不同温度下的性能变化，从而评估材料的热性能。

3. 化学性能测试方法化学性能是材料在不同化学环境中的表现，它包括耐腐蚀性、化学稳定性等方面。

常见的化学性能测试方法包括腐蚀试验、酸碱浸泡试验等。

这些测试方法通过将材料置于不同的化学介质中，观察其在化学环境下的变化，从而评估材料的化学性能。

三、1. 机械性能测试方法的应用机械性能测试方法广泛应用于材料工程领域。

例如，在汽车工业中，拉伸试验可以评估材料的抗拉强度和延伸性，从而选择合适的材料制造汽车零部件。

在建筑工程中，压缩试验可以评估材料的抗压强度，确保建筑结构的稳定性和安全性。

在航空航天领域，冲击试验可以评估材料的抗冲击性能，确保飞机在遭受外力冲击时不会破坏。

2. 热性能测试方法的意义热性能测试方法对于材料的设计和应用非常重要。

通过热膨胀试验，我们可以了解材料在高温条件下的膨胀性，从而避免热膨胀引起的构件变形和破坏。

通过热导率测试，我们可以评估材料的导热性能，为热传导设备的设计提供依据。

通过热分析，我们可以了解材料在不同温度下的热行为，为材料的热稳定性评估提供依据。

一、名词解释（30分，每题3分） 1）短波限:连续X 射线谱的X 射线波长从一最小值向长波方向伸展，该波长最小值称为短波限。

P7。

2）质量吸收系数指X 射线通过单位面积上单位质量物质后强度的相对衰减量，这样就摆脱了密度的影响，成为反映物质本身对X 射线吸收性质的物质量。

P12。

3）吸收限吸收限是指对一定的吸收体，X 射线的波长越短，穿透能力越强，表现为质量吸收系数的下降，但随着波长的降低，质量吸收系数并非呈连续的变化，而是在某些波长位置上突然升高，出现了吸收限。

每种物质都有它本身确定的一系列吸收限。

P12。

4）X 射线标识谱当加于X 射线管两端的电压增高到与阳极靶材相应的某一特定值k U 时，在连续谱的某些特定的波长位置上，会出现一系列强度很高、波长范围很窄的线状光谱，它们的波长对一定材料的阳极靶有严格恒定的数值，此波长可作为阳极靶材的标志或特征，故称为X 射线标识谱。

P9。

5）连续X 射线谱线强度随波长连续变化的X 射线谱线称连续X 射线谱线。

P7。

6）相干散射当入射线与原子内受核束缚较紧的电子相遇，光量子不足以使原子电离，但电子可在X 射线交变电场作用下发生受迫振动，这样的电子就成为一个电磁波的发射源，向周围辐射与入射X 射线波长相同的辐射，因为各电子所散射的射线波长相同，有可能相互干涉，故称相干散射。

P14。

7）闪烁计数器闪烁计数器利用X 射线激发磷光体发射可见荧光，并通过光电管进行测量。

P54。

8）标准投影图对具有一定点阵结构的单晶体，选择某一个低指数的重要晶面作为投影面，将各晶面向此面所做的极射赤面投影图称为标准投影图。

P99。

9）结构因数在X 射线衍射工作中可测量到的衍射强度HKL I 与结构振幅2HKL F 的平方成正比，结构振幅的平方2HKL F 称为结构因数。

P34。

10）晶带面（共带面）晶带轴我们说这些相交于平行直线的一组晶面属于同一晶带，称晶带面或共带面，其交线即为晶带轴。

材料现代分析方法复习题材料分析方法习题一、选择题1. M层电子回迁到K层后，多余的能量放出的特征X射线称（ B ）A. Kα；B. Kβ；C. Kγ；D. Lα。

2. 当X射线发生装置是Cu靶，滤波片应选（ C ）A． Cu；B. Fe；C. Ni；D. Mo。

3. 当电子把所有能量都转换为X射线时，该X射线波长称（ A ）A. 短波限λ0；B. 激发限λk；C. 吸收限；D. 特征X射线4.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（ D ）A. 光电子；B. 二次荧光；C. 俄歇电子；D. （A+C）5.最常用的X射线衍射方法是（ B ）。

A. 劳厄法；B. 粉末法；C. 周转晶体法；D. 德拜法。

6.射线衍射方法中，试样为单晶体的是（D ）A、劳埃法B、周转晶体法C、平面底片照相法D、 A和B7.晶体属于立方晶系，一晶面截x轴于a/2、y轴于b/3、z轴于c/4，则该晶面的指标为（ B）A、(364)B、(234)C、(213)D、(468)8.立方晶系中，指数相同的晶面和晶向（B ）A、相互平行B、相互垂直C、成一定角度范围D、无必然联系9.晶面指数（111）与晶向指数（111）的关系是（ C ）。

A. 垂直；B. 平行；C. 不一定。

10.在正方晶系中，晶面指数{100}包括几个晶面（ B ）。

A. 6；B. 4；C. 2D. 1；。

11.用来进行晶体结构分析的X射线学分支是（ B ）A.X射线透射学；B.X射线衍射学；C.X射线光谱学；D.其它12、对于简单点阵结构的晶体，系统消光的条件是（ A ）A、不存在系统消光B、h+k为奇数C、h+k+l为奇数D、h、k、l为异性数13、立方晶系{100}晶面的多重性因子为（ D ）A、2B、3C、4D、614、洛伦兹因子中，第一几何因子反映的是（ A ）A、晶粒大小对衍射强度的影响B、参加衍射晶粒数目对衍射强度的影响C、衍射线位置对衍射强度的影响D、试样形状对衍射强度的影响15、洛伦兹因子中，第二几何因子反映的是（ B ）A、晶粒大小对衍射强度的影响B、参加衍射晶粒数目对衍射强度的影响C、衍射线位置对衍射强度的影响D、试样形状对衍射强度的影响16、洛伦兹因子中，第三几何因子反映的是（ C ）A、晶粒大小对衍射强度的影响B、参加衍射晶粒数目对衍射强度的影响C、衍射线位置对衍射强度的影响D、试样形状对衍射强度的影响17、对于底心斜方晶体，产生系统消光的晶面有（ C ）A、112B、113C、101D、11118、对于面心立方晶体，产生系统消光的晶面有（ C ）A、200B、220C、112D、11119、热振动对x-ray衍射的影响中不正确的是（E ）A、温度升高引起晶胞膨胀B、使衍射线强度减小C、产生热漫散射D、改变布拉格角E、热振动在高衍射角所降低的衍射强度较低角下小20、衍射仪的测角仪在工作时，如试样表面转到与入射线成30度角时，计数管与入射线成多少度角?（B）A. 30度；B. 60度；C. 90度。

现代材料分析测试题答案一、选择题1. 材料的力学性能主要包括哪些方面？A. 硬度和韧性B. 强度和塑性C. 韧性和导电性D. 硬度和导热性答案：B2. 扫描电子显微镜（SEM）的主要优点是什么？A. 可以观察活细胞B. 可以获得元素的化学成分信息C. 可以进行大范围的形貌观察D. 分辨率高于透射电子显微镜答案：B3. 差示扫描量热法（DSC）主要用于测量材料的哪些特性？A. 热导率和比热容B. 相变温度和焓变C. 热膨胀系数和热稳定性D. 热分解温度和质量损失答案：B4. X射线衍射（XRD）技术主要用于分析材料的哪些方面？A. 晶体结构和晶格常数B. 表面形貌和元素分布C. 化学成分和热性能D. 力学性能和电学性能答案：A5. 拉曼光谱是一种非破坏性的分析手段，它主要用于分析材料的哪些特性？A. 晶体缺陷和杂质含量B. 分子结构和化学键振动C. 热稳定性和耐腐蚀性D. 电导率和磁性质答案：B二、填空题1. 材料的硬度是指材料抵抗__________的能力，而韧性是指材料在受到冲击或载荷作用时抵抗__________的能力。

答案：硬度；断裂2. 原子力显微镜（AFM）能够达到的横向分辨率可以达到__________，这使得它能够观察到单个原子或分子的结构。

答案：纳米级3. 动态机械分析（DMA）是一种用于测量材料在动态载荷下的__________和__________的分析技术。

答案：模量；阻尼4. 红外光谱（FTIR）可以用于分析材料中的__________和__________，从而获得材料的化学组成和结构信息。

答案：官能团；化学键5. 紫外-可见光谱（UV-Vis）主要用于分析材料的__________和__________，这对于研究材料的光学性质非常重要。

答案：吸收光谱；反射光谱三、简答题1. 简述材料的疲劳性能及其对工程应用的重要性。

答：材料的疲劳性能是指材料在循环载荷作用下抵抗裂纹形成和扩展的能力。