现代材料测试技术期末测试题

《现代材料测试技术期末测试题》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、《材料现代分析测试技术》思考题1.电子束与固体物质作用可以产生哪些主要的检测信号？这些信号产生的原理是什么？它们有哪些特点和用途？(1)电子束与固体物质产生的检测信号有：特征X射线、阴极荧光、二次电子、背散射电子、俄歇电子、吸收电子等。(2)信号产生的原理：电子束与物质电子和原子核形成的电场间相互作用。(3)特征和用途：①背散射电子：特点：电子能量较大，分辨率低。用途：确定晶体的取向，晶体间夹角，晶粒度及晶界类型，重位点阵晶界分布，织构分析以及相鉴定等。②二次电子：特点：能量较低，分辨率高。用途：样品表面成像。③吸收电子：特点：被物质样品吸收，带负电。用途：样

2、品吸收电子成像，定性微区成分分析。④透射电子：特点：穿透薄试样的入射电子。用途：微区成分分析和结构分析。⑤特征X射线：特点：实物性弱，具有特征能量和波长，并取决于被激发物质原子能及结构，是物质固有的特征。用途：微区元素定性分析。⑥俄歇电子：特点：实物性强，具有特征能量。用途：表层化学成分分析。⑦阴极荧光：特点：能量小，可见光。用途：观察晶体内部缺陷。2.什么是电子散射，相干弹性散射和不相干弹性散射？电子衍射的成像基础是什么？①电子散射：当高速运动的电子穿过固体物质时，会受到原子中的电子作用，或受到原子核及周围电子形成的库伦电场的作用，从而改变了电子的运动方向的

3、现象叫电子散射②相干弹性散射：一束单一波长的电子垂直穿透一晶体薄膜样品时，由于原子排列的规律性，入射电子波与各原子的弹性散射波不但波长相同，而且有一定的相位关系，相互干涉。③不相干弹性散射：一束单一波长的电子垂直穿透一单一元素的非晶样品时，发生的相互无关的、随机的散射。④电子衍射的成像基础是弹性散射。3.电子束与固体物质作用所产生的非弹性散射的作用机制有哪些？非弹性散射作用机制有：单电子激发、等离子激发、声子发射、轫致辐射①单电子激发：样品内的核外电子在收到入射电子轰击时，有可能被激发到较高的空能级甚至被电离，这叫单电子激发。②等离子激发：高能电子入射晶体时，

4、会瞬时地破坏入射区域的电中性，引起价电子云的集体振荡，这叫等离子激发。③声子发射：入射电子激发或吸收声子后，使入射电子发生大角度散射，这叫声子发射。④轫致辐射：带负电的电子在受到减速作用的同时，在其周围的电磁场将发生急剧的变化，将产生一个电磁波脉冲，这种现象叫做轫致辐射。4.电子束激发固体物质产生二次电子和背散射电子是如何形成的？他们的成像有何异同点？在材料检测中有何应用？1）二次电子产生：单电子激发过程中，被入射电子轰击出来并离开样品原子的核外电子。应用：样品表面成像，显微组织观察，断口形貌观察等2）背散射电子：受到原子核弹性与非弹性散射或与核外电子发生非弹

5、性散射后被反射回来的入射电子。应用：确定晶体的取向，晶体间夹角，晶粒度及晶界类型，重位点阵晶界分布，织构分析以及相鉴定等。3）成像的相同点：都能用于材料形貌分析成像的不同点：二次电子成像特点：（1）分辨率高（2）景深大，立体感强（3）主要反应形貌衬度。 背散射电子成像特点：（1）分辨率低（2）背散射电子检测效率低，衬度小（3）主要反应原子序数衬度。5.特征X射线是如何产生的，其波长和能量有什么特点，有哪些主要的应用？特征X-Ray产生：当入射电子激发试样原子的内层电子，使原子处于能量较高的不稳定的激发态状态，外层的电子会迅速填补到内层电子空位上，并辐射释放一种

6、具有特征能量和波长的射线，使原子体系的能量降低、趋向较稳定状，这种射线即特征X射线。波长的特点：不受管压、电流的影响，只决定于阳极靶材元素的原子序。应用：物质样品微区元素定性分析6.俄歇电子是怎样产生的？对于孤立的原子来说，能够产生俄歇效应的最轻元素是什么？俄歇电子的产生：当入射电子激发试样原子的内层电子，使原子处于能量较高的不稳定的激发态状态，外层的电子会迅速填补到内层电子空位上，原子从激发态转变到基态释放的多余能量传给另一外层电子，使其脱离原子系统，成为二次电子，这种二次电子称为俄歇电子。能够产生俄歇效应的最轻元素是铍。1.特征X射线的波长与阳极靶材的原子

7、序数有什么关系？Kα谱线的强度与Kβ谱线的强度哪一个大一些？①莫塞莱定律得到关系式：，这定律表明，阳极靶材的原子序数越大，相应于同一系的特征谱波长越短。②Kα谱线是电子从L层跃迁到K层所发射的，Kβ谱线是M层电子向K层空位补充所发射的。由莫塞莱定律可以得出，Kα波长比Kβ波长大，但由于在K激发态下，L层电子向K层跃迁的几率远大于M层跃迁的几率，所以Kα谱线的强度约为Kβ的五倍。2.X射线的强度和硬度通常用什么表达？有什么物理含义？硬度表达：习惯上，用管电压的KV数表示X射线的硬度；物理含义：表示X射线的贯穿本领。强度表达：习惯上，用一定管电压下的管电流mA数表

8、示X射线的强度。物理意义：单位时间内通