材料分析方法(）

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1、1球差、像散和色差是怎样造成的？如何减小这些像差？哪些是可消除的像差？答：1.球差即球面像差，是出于电磁透镜的中心区域和边缘区域对屯子的折射能力能力不符合预定规律而造成的。一个物点散射的电了束经过具有球差的电磁透镜后并不聚在一点，所以像平面上得到一个弥散I员I斑,在某一位置可获得最小的弥散圆斑，成为弥散圆。述原到物平而上，则半径为rs=l/4Csa3rs为半径，Cs为透镜的球差系数，（X为透镜的孔径半角。所以见效透镜的孔径半角可减少球差（决定分辨率的像差因素）o2,色差是由于入射电了的波长（能量）的非单一性所造成的。一个物点散射的

2、具有不同波长的电子，进入透镜磁场后将沿各自的轨道运动，结果不能聚焦在一个像点上，而分别交在一定的轴向范围内，形成最小色差弥散鬪斑，半径为rc=Cca

3、AE/E

4、,Cc为透镜色差系数，a为透镜孔径半角，AE/E为成像电了束能量变化率。所以减小厶E/E（稳定加速电压）、a可减小色差。3,像散是由于透镜磁场的非旋转对称而引起的（极靴内孔不圆、上下极靴不同轴、材质磁性不均及污染）。消像散器。3什么是分辨率，影响透射电子显微镜分辨率的因素是哪些？答：分辨率：两个物点通过透镜成像，在像平面上形成两个爱里斑，如杲两个物点相距较远时，两个Airy

5、斑也各自分开，当两物点逐渐靠近时，两个Airy斑也相互靠近，直至发生部分重叠。根据LoadReyleigh建议分辨两个Airy斑的判据：当两个Airy斑的中心间距等于Airy斑半径时，此时两个Airy斑叠加，在强度曲线上，两个最强峰之间的峰谷强度差为19%,人的肉眼仍能分辨出是两物点的像。两个Airy斑再相互靠近，人的肉眼就不能分辨出是两物点的像。通常两Airy斑中心间距等于Airy斑半径时，物平面相应的两物点间距成凸镜能分辨的最小间距即分辨率。Ar0-0.61VNsina（N为介质的相对折射系数）影响透射电镜分辨率的因素主要冇：

6、1）衍射效应：airy斑，只考虑衍射效应，在照明光源及介质一定时,孔径角越大，分辨率越高。2）像差（球差、像散、色差）：选择最佳孔径半角；提高加速电压（减小电子束波长）；减小球差系数。4有效放大倍数和放大倍数在意义上有何区别？有效放大倍数是把显微镜最大分辨率放大到人眼的分辨本领（0.2mm）,让人眼能分辨的放大倍数。放大倍数是指显微镜本身具有的放大功能，与其具体结构有关。放大倍数超出冇效放大倍数的部分对提高分辨率没有贡献，仅仅是让人观察得更舒服而已，所以放大倍数意义不大。显微钱°=2如〜2Ar。、分辨率才是判断显微镜性能的主要参数

7、。；血Q«12深入而详细地比较X・i^y衍射和电子衍射的异同点。指出各自的应用领域及其分析特点。列举其它结构分析仪器及其应用。1）相同点：衍射原理相似，都遵从衍射产生的必要条件（布拉格方程）和系统消光规律。得到的衍射花样在儿何特征上也大致相似。2）相异点：（1）电子波的波长短得多,在同样满足布拉格条件时，衍射角0很小,约10-2rado而X・ray产生衍射时，其衍射角最大可接近兀/2;（2）在进行电子衍射操作时用薄晶样品（XRD—般用晶态固体），薄样品的倒易阵点会沿着样品厚度方向延伸成杆状，因此，增加了倒易阵点和爱瓦尔德球相交截的

8、机会，结果使略为偏离布拉格条件的电子束也能发生衍射；（3）因为电子波长短，采用爱瓦尔徳球图解时，反射球半径很大，在6较小的范围内反射球的球面可近似看成一个平面，从而也可以认为电子衍射产生的衍射斑点大致分在二维倒易截面内。这个结果使晶体产生的衍射花样能比较直观地反映，晶体内各晶面的位向，更方便于分析；（4）原子对电子的散射能力远高于X・ray（约高岀四个数量级），故电子衍射束的强度更强，适合微区分析，摄取衍射花样时暴光时间仅需数秒；（5）由丁•物质对电了的散射作用很强，因而电了束穿透物质的能力大大减弱，故电子只适丁•材料表层或薄膜样

9、品的结构分析；（6）透射电子显微镜上配置选区电子衍射装置，使得薄膜样品的结构分析与形貌有机结合起来，这是X射线衍射无法比拟的特点。电子衍射应用的领域：物相分析和结构分析；确定晶体位向；确定晶体缺陷的结构及其晶体学特征。X・ray衍射应用的领域：物相分析，应力测定，单晶体位向，测定多晶体的结构，最主要是物相定性分析。X射线的透射能力比较强，辐射厚度也比较深，约为几um到几十um,并且它的衍射角比较大，使XRD适宜于固态品体的深层度分析。13倒易空间：某一倒易矢量垂直于正点阵中和自己异名的二基本矢量组成的平面。性质：正倒点阵异名基木矢

10、量点乘为0,同名点乘为1；倒易矢量ghkl=ha，+kb，+lc：hkl为正点阵屮的晶面指数，表明倒易矢量垂直于正点阵中相应的（hkl）晶面，倒易点阵中一个点代表的是正点阵中的一组晶面；倒易矢量的长度等于正点阵中相应晶面间距的倒数；在立方点阵中，品