透射电镜思考练习题1-2012

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1、复习与思考题-1一、电子束与样品作用1.电子束与样品的作用1为什么电子显微分析方法在材料研究中非常有用？2.电子与样品作用产生的信号是如何被利用的？扫描电镜利用了那几个信号？3.属于弹性散射的信号有哪几个？4.荧光X射线、二次电子和背散电子哪一个在样品上扩展的体积最大？5.在铝合金中距离样品表面0.5um的亚表层有一块富铜相。是否可以用二次电子或者背散电子看到它？请详细解释原因。2.二次电子与背散电子1.解释扫描电镜放大倍率的控制方法。2.采集二次电子信号的探头在样品的什么位置，何能有效收集二次电子？3.背散电子的探头

2、为什么总是位于样品的正上方？4.要用扫描电镜观察不导电样品，可以采取哪些措施避免放电对图像清晰的影响？5.EBSD是背散电子衍射花样分析，它可以用来研究样品的晶体结构和晶体取向分布。EBSD分析的信号采集与一般扫描电镜中的背散电子成像有何不同？二、电子探针与能谱分析1.能谱如何与扫描电镜配合进行微区化学成分分析？2.扫描电镜是进行断口分析的有效手段，缺陷组织的成分如何分析？3.从特征X射线形成的原理，分析采用30kV电压做电子探针分析时，可以检测到铜元素的几个特阵峰？考虑能量分辨率因素，进一步分析能谱方法可能检测到几个

3、特征峰。4.讨论电子探针的分辨率，即可以检测的最小尺寸范围。影响分辨率的主要因素有哪些？5.当合金中杂质元素含量低于0.5%时，低于能谱的检测极限，此时还能用能谱检测出夹杂物成分吗？6.描述能谱定量分析时需要哪些校正。为了让定量分析数据可靠最有效措施是什么？7.在能谱的左端，即能量低于2keV时如何正确定性峰？比如，如何正确定在1.7keV处出现的峰是来自硅的还是来自钽的？8.要分析钢的碳含量可以选用能谱吗？要分析钢中碳化物成分可以选用能谱吗？复习与思考题-2三、电子衍射41.说明单晶，多晶及非晶体衍射花样的特征及形成

4、原理2.何为零层倒易截面和晶带定律？说明同一晶带中各晶面及其倒易矢量与晶带轴之间的关系。说明零层倒易截面与单晶衍射斑点的关系。3.画出光路图，说明如何进行选区衍射来得到微小区域的电子衍射花样。4．写出单晶电子衍射花样的标定步骤。分别按照面心立方和体心立方结构标定以下花样：R1R2R3R1=R2=R3=10mmR1与R2夹角120度Lλ=21.6mmǺR1R2R3R1=R2=10mm，R3=14.1mmR1与R2夹角90度Lλ=21.6mmǺ综合分析1.Cd65Mg20Yb15是受人关注的准晶体合金。研究中将该合金在空气

5、中长期放置后看到表面生长出晶须，现预用电镜对其研究，请说明要用到的设备和研究技术方案：1）欲知道晶须的长度和直径；2）要分析晶须的组成元素所需设备，如果分析发现晶须含有氧是否合理？3）欲知道晶须是否结晶并展开晶体结构研究；4）某选区衍射花样中有两套斑点，如图，估计来自Cd和CdO，请对两套斑点指标化。已知CdO为FCC结构，a=0.46948nm；Cd为六方结构，a=0.29788nm,c=0.56167。5）Cd和CdO具有怎样的取向关系？6）如果要分别显示Cd和CdO，在电镜上该怎样控制？4参考文献：路璐，王建波，

6、Cd65Mg20Yb15合金中晶须的电子显微研究2.AZ291是重要的Mg-Al系轻合金。有良好的寿命和加工性能。将合金在688K保温24小时后水淬到室温，再在473K保温8小时空冷。按照相图，以上处理后将有γ相（Mg17Al12）析出，现预用电镜对其研究，请说明研究技术方案。已知γ为FCC结构；Mg为六方结构。1）欲知道γ相晶体结构所用设备；欲知道γ相与基体相的取向关系，如何选取衍射区域；2）某选区衍射花样中有两套斑点如图，来自γ相和基体相，请对两套斑点指标化。3）γ相和基体相具有怎样的取向关系？4）如果在电镜图像上

7、只显示γ相，在电镜上该怎样控制？5）描述该样品的制样步骤，以何种手段做终减薄好？复习与思考题-34四、高分辨电镜1.理想透镜的成像过程可以用线性函数描绘，为什么实际透镜不能同样描绘？2.解释阿贝成像原理。既然高频电子衍射束降低图像的质量，为何不能只收集低角度的电子束？降低高频电子衍射束传递质量的原因?3.在高分辨成像系统种,样品出射波经过傅立叶变换后，得到的结果是什么？此结果再进行反傅立叶变换得到什么?4.结合传递函数图像解释最佳欠焦条件为什么通常选在Scherzer’sfocus。如果选取200kV的电压成像,电镜的

8、球差系数Cs=0.7,样品厚度50nm，请计算最佳欠焦条件。（以下公式中换算成纳米计算）5.高分辨电镜图像中显示的条纹或者亮暗分布是否就对应原子排列？为什么说得到的是晶格像，而不是原子像？6.高分辨电镜分析时如何控制用于成像的衍射束？如何得到一位晶格像?二维晶格像至少需要几个电子束参与成像?如何控制?7.获得晶格条纹像后是否可以从