材料结构分析习题解析.doc

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1、材料结构分析习题解析一、名词解释：球差:由于电子透镜中心区域和边缘区域对电子会聚能力不同而使得与光轴夹角不同的光线交于光轴不同位置，在像平面上形成一个圆形的弥散斑。色差：是电子能量不同，从而波长不一造成的景深：在保持像清晰的前提下，试样在物平面上下沿镜轴可移动的距离或者说试样超过物平面所允许的厚度焦深：在保持像清晰的前提下，象平面沿镜轴可移动的距离或者说观察屏或照相底板沿镜轴所允许的移动距离分辨率：指所能分辨开来的物面上两点间的最小距离明场成像：只让中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。中心暗场像：入射电

2、子束相对衍射晶面倾斜角，此时衍射斑将移到透镜的中心位置，该衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像称为中心暗场成像。衬度：试样不同部位由于对入射电子作用不同，经成像放大系统后，在显示装置上显示的强度差异。消光距离：电子束强度由极大到极小再到极大完成一个周期变化沿入射束方向所经历的距离菊池花样：平行入射束经单晶非弹性散射失去很少的能量随后又与一组反射面满足布拉格定律发生弹性散射产生的由亮暗平行线对组成的一种花样。衍射衬度：由于晶体薄膜的不同部位满足布拉格衍射条件的程度有差异以及结构振幅不同而形成电子图像反差。双光束条件：电子束穿过样品后，除透射束外，只有一族晶面严格符合布拉格条件，其

3、他大大偏离布拉格条件，结果衍射花样除了透射斑外，只有一个衍射斑强度较大，其他衍射斑强度基本忽略，这种情况为双光束条件电子背散射衍射：在扫描电子显微镜中，利用非弹性散射的背散射电子与晶体衍射后，在样品的背面得到的菊池衍射结果二次电子：入射电子轰击试样，试样表层5~50A深度内原子的外层电子受激发而发射出来的电子背散射电子：入射电子在试样内经过一次或几次大角度弹性散射或非弹性散射后离开试样表面的电子，具有较高的能量，可从试样较深部位射出。二、简答1．透射电镜主要由几大系统构成?各系统之间关系如何?答：四大系统:电子光学系统,真空系统,供电控制系统,附加仪器系统。其中电子光学系

4、统是其核心。其他系统为辅助系统。2.照明系统的作用是什么?它应满足什么要求?其作用是提供一束亮度高、照明孔径半角小、平行度好、束流稳定的照明源。为了满足明场和暗场成像的需要，照明束可以在2~3度范围内倾转3.成像系统的主要构成及其特点是什么?成像系统主要由物镜、中间镜和投影镜及物镜光阑和选区光阑组成物镜：强激磁短焦距，放大倍数高，100~300倍中间镜：弱激磁长焦距，放大倍数0~20倍，当放大倍数大于1，用来进一步放大物象，小于1用来缩小物象投影镜：强激磁短焦距，激磁电流固定，景深焦长很大5．简要说明多晶（纳米晶体）、单晶及非晶衍射花样的特征及形成原理。答：单晶衍射花样：

5、排列十分整齐的斑点。其倒易原点附近的球面可看做一平面，故与反射球相交截的是二维倒易平面在该平面上的倒易点阵都坐落在反射球面上，即某一特征平行四边形平移花样多晶面的衍射花样为：为一系列同心圆环。每一族衍射晶面对应的倒易点分布集合而成一半径为1/d的倒易球面，与Ewald球的相惯线为园环，因此，样品各晶粒{hkl}晶面族晶面的衍射线轨迹形成以入射电子束为轴、2q为半锥角的衍射圆锥，不同晶面族衍射圆锥2q不同，但各衍射圆锥共顶、共轴。非晶的衍射花样为一个弥散的圆斑，因非晶无整齐的晶格结构。请说明孪晶的一般衬度特征。答：孪晶的衬度特征是：孪晶的衬度是平直的，有时存在台阶，且晶界两

6、侧的晶粒通常显示不同的衬度，在倾斜的晶界上可以观察到等厚条纹。6．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，在制备过程中，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、夹持和操作过程中不会引起变形和损坏；4）在样品制备过程中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

7、样2）非粉末冶金试样3）组织中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7.什么是衍射衬度?它与质厚衬度有什么区别?衍射衬度：由于晶体薄膜的不同部位满足布拉格衍射条件的程度有差异以及结构振幅不同而形成电子图像反差。它仅属于晶体物质，对于非晶体试样是不存在的。质厚衬度：由于试样的质量和厚度不同，各部分对入射电子发生相互作用，产生的吸收与散射程度不同，而使得透射电子束的强度分布不同形成反差。区别：衍射衬度利用不同晶粒晶体学位相不同获得衬度，利用于晶体薄膜样品中；质厚衬度利用薄膜样品厚度差别和原子序数差别来获得衬度，利