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