材料研究方法复习题.doc

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1、1.X射线的波长范围大致为多少？X射线产生的基本原理及X射线管的基本结构（1）0.01-10nm（2）高速运动的自由电子被突然减速便产生X射线；（3）X射线管的基本结构：使用最广泛的是封闭式热阴极X射线管，包括一个热阴极（绕成螺线形的钨丝）和一个阳极（靶），窗口，管内高真空（10-7Torr）2.X射线谱的基本类型及其特点X射线强度I随波长λ的变化曲线称为X射线谱，可分为连续X射线(由连续的各种波长组成，其波长与工作条件V、I有关)和特征X射线(又称标识X射线，不随工作条件而变，只取决于阳极靶的物质)。3.描述X射线于物质的相互作用（俄歇效应和光电效应）课本图3.8补充俄歇效应：当较外层的电子

2、跃迁到空穴时，所释放的能量随即在原子内部被吸收而逐出较外层的另一个次级光电子，此称为俄歇效应，所逐出的次级光电子称为俄歇电子。它的能量是特征的，与入射辐射的能量无关。4.X射线衍射的几何条件（布拉格方程或定律）X射线通过物质（晶体）后衍射线特征包括方向和强度，其中衍射线的方向与晶体的点阵参数（晶胞大小和形状）、入射线的方位及X射线波长有关，具体表现为：劳厄方程式、布拉格定律和倒易空间衍射公式.5.X射线衍射分析的方法主要有哪些？各自的特点是什么？（注意λ和Θ的变化）单晶：劳厄法（λ变，θ不变）；转晶法（λ不变，θ部分变化）粉末：粉末照相法（粉末法或粉晶法）(λ不变，θ变)；粉末衍射仪法（λ不变

3、，θ变化）6.X射线衍射物相分析的基本原理（I/I0、2Θ）X射线衍射线的位置决定于晶胞的形状和大小，即决定于各晶面的晶面间距，而衍射线的强度决定于晶胞内原子种类、数目及排列方式，每种结晶物质具有独特的衍射花样，且试样中不同物质的衍射花样同时出现互不干涉，某物相的衍射强度取决于它在试样中的相对含量，当试样的衍射图谱中d值和I/I0与已知物质的数值一致时，即可判定试样中含有该已知物质。7.说明X射线衍射仪法定性分析物相组成的基本过程，注意事项及PDF卡片的检索方法（1）X射线衍射定性分析是将试样的衍射谱与标准衍射谱进行比较鉴别，确定某种物相的存在以及确定该物相的结晶状态。其过程为：获得试样的衍射

4、图谱——求d值和I/I0值——查索引——核对卡片。（2）注意事项：1）d值的数据比相对强度的数据重要，d值一般要到小数点后第二位才允许有误差；2）低角度区域的数据比高角度区域的数据重要；3）了解试样的来源、化学成分和物理特性对作出正确结论十分有帮助；4）进行多样混合试样分析时要多次核对，若某些物质含量少，只出现一两条衍射线，以致无法鉴定；5）尽量与其它方法结合起来使用，如偏光显微镜、电子显微镜等；6）从目前所应用的粉末衍射仪看，绝大部分 仪器均是由计算机进行自动物相检索过程，需结合专业人员的丰富专业知识，判断物相，给出正确的结论。（3）检索方法：字母索引：对已知物质，按物质英文名称的字母顺序排

5、列；哈那瓦特法（Hanawaltmethod）：未知矿物，三强线或数值索引；芬克索引（Finkmethod）8.何为X射线和荧光X射线？（1）X射线的产生见第一题（2）当较外层的电子跃入内层空穴所释放的能量不在原子内被吸收，而是以辐射形式放出，便产生荧光X射线，其能量等于两能级之间的能量差。9.X射线荧光光谱分析的基本原理和主要用途（1）荧光X射线的能量或波长是特征性的，与元素有一一对应的关系。测出荧光X射线的波长或能量,就可以知道元素的种类(定性分析基础)。此外,荧光X射线的强度与相应元素的含量有一定的关系(定量分析基础)。（2）定性分析：根据荧光X射线的波长或能量可以确定元素的组成。定量分

6、析：定量分析的依据是元素的荧光X射线强度Ii与试样中该元素的含量Wi成正比。10.X射线分析的主要用途（物相分析、晶体结构分析）11.电子和固体物质相互作用可以产生哪些物理信号？各有何特点？（1）二次电子；对试样状态非常敏感，显示表面微小的形貌结构非常有效，所成的电子像分辨率高，是扫描电镜中的主要手段。（2）背散射电子：能量较高，但背散射电子像的分辨率较低。（3）透射电子：能量损失情况视试样厚薄而定，较薄时大部分为弹性散射电子，成像比较清晰，电子衍射斑点比较明锐；试样较厚时，成像清晰度降低。（4）吸收电子：入射电子经多次非弹性散射后能量损失殆尽，被试样吸收，这种电子称为吸收电子。5（5）特征能

7、量损失电子：入射电子激发等离子后就要损失能量，损失能量后的电子称为特征能量损失电子。（6）特征X射线：当电子轰击试样原子核内层电子时，原子处于激发状态，高能级的电子跃迁到低能级，释放特征X射线等。1.电子显微镜的原理（放大及分辨率）和主要类型电子显微分析是利用聚焦电子束与试样物质相互作用产生的各种物理信号分析试样的微区形貌、晶体结构和化学组成，主要有透射电镜TEM、扫描电镜SEM、电子探针EPMA