材料现代分析方法考试试卷

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1、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、

2、_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

3、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,λKβ<λKα。(√)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

4、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。102.什么

5、叫结构因子?试计算体心晶胞的F与

6、F

7、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(½,½,½),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

8、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

9、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峰产生的原因。(6分)答:在程序控制温度条件下,测量样品与参比物(基准物,是在测量温度范围内不发生任何热效应的物质)之间的温度差与温度关系的一种热分析方法。五、分析题(共计15分;1(8分),2(7分)答案写在下面对应的空格处,否则不得分)1.写出<110>并做图表示,计算(110)和(111)的夹角。10(111)和(110)的夹角约为35°2.下列

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