材料测试方法.doc

测试方法分章思考题（答案版） 第一章 X射线的产生P3 答：实验室中用的X射线通常由X射线机产生，阴极灯丝产生电子，经过加速轰击阳极靶，一部分能量转化为X射线，大部分能量转化为热能。 X射线谱有哪两种类型？何谓K(射线？何谓K(射线？为什么K(射线中包含K(1 和K(2？P7-P8 答：X射线谱有连续X射线和特征X射线两种。 按照原子结构的壳层模型，原子中的电子分布在以原子核为核心的若干壳层中，光谱学依次称为K、L、M、N...壳层。L→K的跃迁产生的射线称为K(射线。M→K的跃迁产生的射线称为K(射线。L壳层能级实际上由三个子能级构成，由L3和L2子能级向K能级跃迁产生的射线分别为K(1 和K(2。 晶体对X射线的散射有哪两类？X射线衍射用的是哪一类？P10 答：X射线的散射分为相干散射和不相干散射两类。 X射线衍射用的是相干散射。 布拉格方程的表达式、阐明的问题以及所讨论的问题.P23 答：布拉格方程：2dsinθ=nλ 　　 d为晶面间距，θ为入射束与反射面的夹角，λ为X射线的波长，n为衍射级数θ=nλ/2d 由 sinθ≤1,得到nλ≤2d，n最小值为1，因而λ≤2d。说明X射线的波长必须小于晶面间距的二倍，才能产生衍射现象; 2、由nλ≤2d，得到d≥λ/2，因而只有那些晶面间距大于入射X射线波长一半的晶面才能发生衍射;(dhkl/n)*sinθ=λ，令dhkl/n=dHKL ，则2dHKLsinθ=λ，得到dHKL=dhkl/n，因而把(hkl)晶面的n级反射看成为与(hkl)晶面平行，面间距为dHKL=dhkl/n的晶面的一级反射。 3、 原子面对X射线的衍射并不是任意的，而是具有选择性的。θ）/sin2θcosθ、温度因数e-2m、吸收因数有关。 系统消光？产生衍射的条件？P29-P31 答：由于Fhkl=0使衍射线消光的现象叫做系统消光。 满足布拉格方程Fhkl≠0是产生衍射现象的充分条件。 第二章 如何提高显微镜分辨本领，电子透镜的分辨本领受哪些条件的限制？P97 答：由光学显微镜的分辨本领公式：r=0.61λ/nsinα,可知透镜的分辨本领r值与nsinα成反比，与照明源波长成正比，r值越小，分辨本领越高。提高分辨本领，即减小r值的途径有：（1）增加介质的折射率；（2）增大物镜孔径半角；（3）采用短波长的照明源 电子透镜的分辨本领受到衍射效应、球差、色差、轴上像散等因素的影响。 透射电子显微镜的成像原理是什么，为什么必须小孔径成像？P105-P107 答：透射电镜成像原理：电子枪产生的电子束经1-2级聚光镜会聚后均匀照射到试样上的某一待观察的微小区域，入射电子与试样物质相互作用，由于试样很薄，绝大部分电子穿透试样，其强度分布与所观察试样区的形貌、组织、结构一一对应，透射出的电子经物镜、中间镜、投影镜的三级磁透镜放大投射在观察图形的荧光屏上，荧光屏把电子强度分布转变为人眼可见的光强分布，于是在荧光屏上显示出与试样形貌、组织、结构相对应的图像。 球差是电子显微镜的主要像差之一，球球差弥散圆半径正比于透镜孔径半角的3次方，色差与轴上像散形成的最小弥散圆半径均与孔径半角成正比，减小孔径即可减小透镜孔径半角，可以提高透镜分辨本领。 扫描电子显微镜的工作原理是什么？P145 答：电子枪发射电子，经会聚称为微细电子束，在扫描线圈驱动下，在试样表面扫描，于试样相互作用，产生二次电子，二次电子信号被探测器收集转换为电讯号，经视频放大后，输入到显像管，得到反映试样表面的二次电子像。 与光学显微镜和透射电子显微镜比较扫描电镜有哪些优点？P145 扫描电镜制样简单，可以对大块材料直接观察； 场深大可以用于粗糙表面和断口的分析； 放大倍数变化范围大； 分辨率较高； 可以进行固体材料表面与界面分析； 可以通过电子学方法有效控制和改善图像质量； 配接其他仪器可以进行其他功能的分析； 可使用加热、冷却和拉伸等样品台进行动态试验； 电子探针X射线显微分析仪有哪些工作模式，能谱仪的特点是什么？P165 答：一是定点分析，即对样品表面选定微区作定点的全谱扫描，进行定性或半定量分析，并对其所含元素的质量分数进行定量分析； 二是线扫描分析，即电子束沿样品表面选定的直线轨迹进行所含元素质量分数的定性或半定量分析； 三是面扫描分析，即电子束在样品表面作光栅式面扫描，以特定元素的X射线的信号强度调制阴极射线管荧光屏的亮度，获得该元素质量分数分布的扫描图像。 能谱仪特点： 分析速度快；2、分辨率低；3、峰背底小，分析困难；4、分析范围从11-92（Na-V）元素；5、可低倍扫描，大视域元素分布图；6、样品污染小；7、可以进行粗糙表面分析；8、不受聚焦圆限制，样品位置可以起伏2-3mm；9、探测器在液氮下保存，维护费用高。