《材料结构分析》试卷答案3.doc

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1、材料结构分析试题3（参考答案）一、基本概念题（共8题，每题7分）1.布拉格方程2dsinO=A中的乩0、久分别表示什么？布拉格方程式有何用途？答：dHKL表示HKL晶面的面网间距，&角表示掠过角或布拉格角，即入射X射线或衍射线与面网间的夹角，入表示入射X射线的波长。该公式有二个方面用途:（1）已知晶体的d值。通过测量（），求特征X射线的入，并通过入判断产生特征X射线的元素。这主要应用于X射线荧光光谱仪和电子探针屮。（2）已知入射X射线的波长，通过测量求晶面问距。并通过晶面间距，测定晶体结构或进行物相分析。2.什么叫干涉面？当波长为入的X射线在晶体上发生衍射时，相邻两个

2、（hkl）晶面衍射线的波程差是多少？相邻两个HKL干涉面的波程差又是多少？答：晶面间距为（T/n、干涉指数为肪，nk、讯的假想晶面称为千避礁。当波长为入的X射线照射到晶体上发生衍射，相邻两个（hkl）晶面的波程差是!1入，相邻两个（HKL）晶面的波程差是入。3•测角仪在采集衍射图时，如果试样表面转到与入射线成30°角，则计数管与入射线所成角度为多少？能产生衍射的晶面，与试样的自由表面是何种几何关系？答：当试样表面与入射X射线束成30。角时，计数管与入射X射线束的夹角是60%能产生衍射的晶面与试样的自由表面平行。4.宏观应力对X射线衍射花样的影响是什么？衍射仪法测定宏观

3、应力的方法有哪些？答：宏观应力对X射线衍射花样的影响是造成衍射线位移。衍射仪法测定宏观应力的方法有两种，一种是0°-45°法。另一•种是Sin^ur法。5.薄膜样品的基本要求是什么？具体工艺过程如何？双喷减薄与离子减薄各适用于制备什么样品？答：样品的基本要求：1）薄膜样品的组织结构必须和大块样品相同，在制备过程屮，组织结构不变化；2）样品相对于电子束必须有足够的透明度3）薄膜样品应有一定强度和刚度，在制备、夹持和操作过程小不会引起变形和损坏；4）在样品制备过程屮不允许表面产生氧化和腐蚀。样品制备的工艺过程1）切薄片样品2）预减薄3）终减薄离子减薄：1）不导电的陶瓷样品

4、2）要求质量高的金属样品3）不宜双喷电解的金属与合金样品双喷电解减薄：1）不易于腐蚀的裂纹端试样2）非粉末冶金试样3）组织屮各相电解性能相差不大的材料4）不易于脆断、不能清洗的试样4.图说明衍衬成像原理，并说明什么是明场像、暗场像和中心暗场像。答：设薄膜有A、B两晶粒B内的某（hkl）晶面严格满足Bragg条件，或B晶粒内满足“双光束条件”，则通过（hkl）衍射使入射强度10分解为Hi和IO・Ihki两部分A晶粒内所有晶面与Bragg角相差较大，不能产生衍射。在物镜背焦而丄的物镜光阑，将衍射束挡掉，只让透射束通过光阑孔进行成像（明场），此时，像平而上A和B晶粒的光强度

5、或亮度不同，分别为Ia~IoIb»Io-IhkiB晶粒相对A晶粒的像衬度为I"X4明场成像：只让屮心透射束穿过物镜光栏形成的衍衬像称为明场镜。喑场成像：只让某一衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像称为喑场像。屮心暗场像：入射电子束相对衍射晶面倾斜角，此吋衍射斑将移到透镜的屮心位置，该衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像称为屮心喑场成像。4.说明透射电子显微镜成像系统的主要构成、安装位置、特点及其作用。答：主要由物镜、物镜光栏、选区光栏、屮间镜和投影镜组成.1）物镜：强励磁短焦透镜（f=l・3mm）,放大倍数100—300倍。作用：形成第一幅放大像2）物镜光栏：装在物镜背焦面，直径

6、20—120um,无磁金属制成。作用：a.提高像衬度，b.减小孔经角，从而减小像差。C.进行喑场成像3）选区光栏：装在物镜像平面上，直径20-400um,作用：对样殆进行微区衍射分析。4）屮间镜：弱压短透镜，长焦，放大倍数可调节0—20倍作用a.控制电镜总放大倍数。B.成像/衍射模式选择。5）投影镜：短焦、强磁透镜，进一步放大屮间镜的像。投影镜内孔径较小,使电子束进入投影镜孔径角很小。小孔径角有两个特点：a.景深大，改变屮间镜放大倍数，使总倍数变化大，也不影响图象清晰度。焦深长，放宽对荧光屏和底片平面严格位置要求。5.何为晶带定理和零层倒易截面？说明同一晶带中各晶面及

7、其倒易矢量与晶带轴之间的关系。答：晶体屮，与某一晶向［uvw］平行的所有晶面（HKL）属于同一晶带，称为［uvw］晶带，该晶向［uvw］称为此晶带的晶带轴，它们之间存在这样的关系：//〃+£卩+厶“=0取某点O*为倒易原点，则该晶带所有晶面对应的倒易矢（倒易点）将处于同一倒易平而屮，这个倒易平而与Z垂直。由正、倒空间的对应关系，与Z垂直的倒易面为（uvw）*，即［uvw］丄（uvw）*,因此，由同晶带的晶而构成的倒易而就可以用（uvw）*表示，且因为过原点O*,则称为0层倒易截面（uvw）二、综合及分析题（共4题，每题11分）1.请说明多相混合物物相