材料分析方法_俞建长_试卷3.doc

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1、材料现代分析方法试题3材料学院材料科学与工程专业_年级_班级材料现代分析方法课程200-200学年第—学期()卷期末考试题(120分钟)考生姓名学号考试时间题号得分分数主考教师:阅卷教师:材料现代分析方法试题3(参考答案)—、基本概念题(共10题,每题5分)1.什么是光电效应?光电效应在材料分析中有哪些用途?答:光电效应是指:当用X射线轰击物质吋,若X射线的能量大于物质原子对其内层电子的束缚力吋,入射X射线光子的能量就会被吸收,从而导致其内层电子被激发,产生光电子。材料分析屮应用光电效应原理研制了光电子能谱仪和荧光光谱仪,对材料物质的兀素组成等进行分析。2

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(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cT/n、干涉指数为必’nk.nl的假想晶面称为弋渺也。当波长为入的X射线照射到晶体上发生衍射,相邻两个(hkl)晶而的波程差是n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°角吋,计数管与入射X射线束的夹角是60°。能产生衍射的晶而与试

3、样的自由表而平行。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Sin2ur法。1.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)薄膜样甜的组织结构必须和大块样甜札I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)薄膜样甜应有一•定强度和刚度,在制备、夹持和操作过程屮不会引起变形和损坏;4)在样品制备过程小不允许表而产生氧

4、化和腐蚀。样品制备的工艺过程1)切薄片样詁2)预减薄3)终减薄离子减薄:1)不导电的陶瓷样品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詁双喷电解减薄:1)不易于腐蚀的裂纹端试样2)非粉末冶金试样3)组织小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2.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”,贝lj通过(hkl)衍射使入射强度10分解为Ihki和IO・Ihki两部分A晶粒内所有晶而与Bragg角相差较大,不能产生衍射

5、。在物镜背焦面上的物镜光阑,将衍射束挡掉,只让透射束通过光阑孔进行成像(明场),此时,像平面上A和B晶粒的光强度或亮度不同,分别为Ia~IoIbu1()-IhklB晶粒相对A晶粒的像衬度为(仝£)=空糾如z乙厶明场成像:只让屮心透射束穿过物镜光栏形成的衍衬像称为明场镜。暗场成像:只让某一衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像称为暗场像。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暗场成像。1.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

6、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2()—120um,无磁金属制成。作用:"•提高像衬度,b.减小孔经角,从而减小像差。C.进行暗场成像3)选区光栏:装在物镜像平面上,直径20-400um,作用:对样站进行微区衍射分析。4)屮间镜:弱压短透镜,长焦,放大倍数可调节()—20倍作用"•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

7、,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。1.何为晶带定理和零层倒易截面?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。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Z间存在这样的关系:H就+Ky+厶w=0取某点O*为倒易原点,贝骸晶带所有晶面对应的倒易矢(倒易点)将处于同一倒易平面屮,这个倒易平面与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

8、面构成的倒易面就可以用(uvw)*表示,且因为过原点0*,则称为0

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