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(完整版)材料现代分析⽅法考试试卷
班级学号姓名考试科⽬现代材料测试技术A卷开卷⼀、填空题(每空1分,共计20分;答案写在下⾯对应的空格处,否则不得
分)
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_辐射跃迁__跃迁或_⽆辐射跃迁__跃迁。
2.多原⼦分⼦振动可分为__伸缩振动_振动与_变形振动__振动两类。
3.晶体中的电⼦散射包括_弹性、__与⾮弹性___两种。
4.电磁辐射与物质(材料)相互作⽤,产⽣辐射的_吸收_、_发射__、_散射/光电离__等,是光谱分析⽅法的主要技术基础。
5.常见的三种电⼦显微分析是_透射电⼦显微分析、扫描电⼦显微分析___和_电⼦探针__。
6.透射电⼦显微镜(TEM)由_照明__系统、_成像__系统、_记录__系统、_真空__系统和__电器系统_系统组成。
7.电⼦探针分析主要有三种⼯作⽅式,分别是_定点_分析、_线扫描_分析和__⾯扫描_分析。
⼆、名词解释(每⼩题3分,共计15分;答案写在下⾯对应的空格处,否则不得分)
1.⼆次电⼦⼆次电⼦:在单电⼦激发过程中被⼊射电⼦轰击出来的核外电⼦.
2.电磁辐射:在空间传播的交变电磁场。在空间的传播遵循波动⽅程,其波动性表现为反射、折射、⼲涉、衍射、偏振等。
3.⼲涉指数:对晶⾯空间⽅位与晶⾯间距的标识。
4.主共振线:电⼦在基态与最低激发态之间跃迁所产⽣的谱线则称为主共振线
5.特征X射线:迭加于连续谱上,具有特定波长的X射线谱,⼜称单⾊X射线谱。
三、判断题(每⼩题2分,共计20分;对的⽤“√”标识,错的⽤“×”标识)
1.当有外磁场时,只⽤量⼦数n、l与m表征的原⼦能级失去意义。(√)2.⼲涉指数表⽰的晶⾯并不⼀定是晶体中的真实原⼦
⾯,即⼲涉指数表⽰的晶⾯上不⼀定有原⼦分布。(√)
3.晶⾯间距为d101/2的晶⾯,其⼲涉指数为(202)。(×)
4.X射线衍射是光谱法。(×)
5.根据特征X射线的产⽣机理,λKβλKα。(√)
6.物质的原⼦序数越⾼,对电⼦产⽣弹性散射的⽐例就越⼤。(√)
7.透射电镜分辨率的⾼低主要取决于物镜。(√)
8.通常所谓的扫描电⼦显微镜的分辨率是指⼆次电⼦像的分辨率。(√)
9.背散射电⼦像与⼆次电⼦像⽐较,其分辨率⾼,景深⼤。(×)
10.⼆次电⼦像的衬度来源于形貌衬度。(×)
四、简答题(共计30分;答案写在下⾯对应的空格处,否则不得分)
1.简述电磁波谱的种类及其形成原因?(6分)答:按照波长的顺序,可分为:(1)长波部分,包括射频波与微波。长波辐
射光⼦能量低,与物质间隔很⼩的能级跃迁能量相适应,主要通过分⼦转动能级跃迁或电⼦⾃旋或核⾃旋形成;(2)中间部
分,包括紫外线、可见光核红外线,统称为光学光谱,此部分辐射光⼦能量与原⼦或分⼦的外层电⼦的能级跃迁相适应;
(3)短波部分,包括X射线和γ射线,此部分可称射线谱。X射线产⽣于原⼦内层电⼦能级跃迁,⽽γ射线产⽣于核反应。
2.什么叫结构因⼦?试计算体⼼晶胞的F与|F|2值。(5分)答:晶胞所含各原⼦相应⽅向上散射波的合成波称为结构因⼦。体
⼼点阵每个晶胞中有2个同类原⼦,其坐标为(0,0,0)和(?,?,?),其原⼦散射因⼦相同
在体⼼点阵中,只有当H+K+L为偶数时才能产⽣衍射
3.⼊射X射线⽐同样能量的⼊射电⼦在固体中穿⼊深度⼤的多,⽽俄歇电⼦与X光电⼦的逸出深度相当,原因是什么?(8
分)答:由于库仑相互作⽤,⼊射电⼦在固体中的散射⽐X射线强得多,同样固体对电⼦的吸收“”⽐对X射线的吸收快得多.电⼦
吸收主要指由于电⼦能量衰减⽽引起的强度(电⼦数)衰减电⼦激发过程有差别,多数情况下激发⼆次电⼦是⼊射电⼦能量损失的
主要过程.X射线激发固体中原⼦内层电⼦使原⼦电离,原⼦在发射光电⼦的同时内层出现空位,此时原⼦(实际是离⼦)处于激发
态,过程可称为退激发或去激发过程.退激发过程有两种互相竞争的⽅式,即发射特征X射线或发射俄歇电⼦。两者能量相似,在
固体中传播时经历⾮弹性散射,其逸出深度近似等于⾮弹性散射平均⾃由程。
4.观察冷加⼯处理的⾦属材料中的位错应采⽤何种分析⼿段,并制定相应的样品处理流程。答:采⽤透射电⼦显微镜来分析。
处理流程如下:超声切割机Ф3mm初减薄:制备厚度约100-200µm的薄⽚,平⾯磨预减薄:从圆⽚的⼀侧或两侧将圆⽚中⼼区
域减薄⾄数µm,机械研磨终减薄:100-200nm,电解抛光或离⼦减薄最后得到Φ3mm有微细穿孔的薄⽚样品
5.试述差热分析法的原理,并讨论放热峰和吸热
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