最新现代材料分析习题课教学讲义ppt课件.ppt

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1、现代材料分析习题课基本概念题1、X射线的本质是什么？是谁首先发现了X射线，谁揭示了X射线的本质？答：X射线的本质是一种电磁波。伦琴首先发现了X射线，劳埃揭示了X射线的本质。2基本概念题3基本概念题6、透射电镜中有哪些主要光阑？分别安装在什么位置？其作用如何？答：主要由三种光阑。聚光镜光阑。在双聚光镜系统中，该光阑安装在第二聚光镜下方，主要起限制照明孔径角的作用；物镜光阑。安装在物镜后焦面，主要提高像衬度，减小像差，进行暗场成像；选区光阑。安装在物镜的像平面位置。主要对样品进行微区选定衍射分析；7基本概念

2、题7、什么是消光距离？影响晶体消光距离的主要物性参数和外界条件是什么？答：由于透射波和衍射波强烈的动力学相互作用结果，使其强度在晶体深度方向上发生周期性的振荡，此振荡的深度周期即为消光距离。影响消光距离的因素主要有晶胞体积、结构因子、布拉格角、电子波长等。8基本概念题8、实验中选择X射线管以及滤波片的原则是什么？已知一个以Fe为主要成分的样品，试选择合适的X射线管和合适的滤波片？答：试验中选择X射线管的原则是为避免或减少产生荧光辐射，应当避免使用比样品中主元素的原子序数大2~6的材料作靶材的X射线管。选

3、择滤波片的原则是X射线分析中，在X射线管与样品之间一个滤波片，以滤掉Kβ线。滤波片的材料依靶材而定，一般采用比靶材的原子序数小1或2的材料。分析以Fe为主的样品，应该选用Co或Fe靶的X射线管，它们分别相应选择Fe或Mn为滤波片9基本概念题9、洛伦兹因数是表示什么对衍射强度的影响？其表达式是综合了哪几方面考虑而得出的？答：洛伦兹因数说明了衍射的几何条件对对衍射强度的影响。它们分别是衍射的积分强度、参加衍射的晶粒分数、单位弧长的衍射强度共三种衍射几何。10基本概念题10、电磁透镜的像差是怎样产生的？如何来

4、消除和减少像差？答：像差分为球差、像散、色差。球差是电磁透镜中心区和边沿区对电子的折射能力不同引起的。通过增大透镜的激励电流可减小球差。像散是由于电磁透镜的周向磁场为非旋转对称引起的，可以通过引入一强度和方位都可以调节的矫正磁场来进行补偿。色差是电子波的波长或能量发生一定幅度的改变而造成的，稳定加速电压和透镜电流可减小。11基本概念题11、分别从原理、衍射特点及应用方面比较X射线衍射和透射电镜中的电子衍射在材料结构分析中的异同点。原理：X射线照射晶体，电子受迫振动产生相干散射；同一原子内各电子散射波相互

5、干涉形成了原子散射波；晶体内原子呈周期排列，因而各原子散射波间也存在固定的位相关系而产生干涉作用，在某些方向上发生相长干涉，即形成衍射12特点：电子波的波长比X射线短的多电子衍射产生斑点大致分布在一个二维倒易截面内电子衍射中略偏离布拉格条件的电子束也能发生衍射电子衍射束的强度较大，拍摄衍射花样时间短应用：硬X射线适用于金属部件的无损探伤及金属物相分析，软X射线可用于非金属的分析。透射电镜主要用于形貌分析和电子衍射分析（确定微区的晶体结构或晶体学性质）13基本概念题12、电子束入射固体样品表面会激发哪些信

6、号？它们有哪些特点和用途？主要有六种：背散射电子：能量高；来自样品表面几百纳米深度范围；其产额随原子序数增大而增多，用作形貌分析、成分分析以及结构分析二次电子：能量较低；来自表层5~10nm深度范围；对样品表面状态十分敏感。主要用于分析样品表面形貌，不能进行成分分析吸收电子：与背散射电子和二次电子像的衬度互补；吸收电子能产生原子序数衬度，即可用来进行定性的微区成分分析14信号种类（续）：透射电子：透射电子信号由微区的厚度、成分和晶体结构决定，可进行微区成分分析特征X射线：用特征值进行成分分析，来自样品较

7、深的区域俄歇电子：各元素的俄歇电子能量值很低；来自样品表面1~2nm范围，适合做表面分析15基本概念题13、何为波谱仪和能谱仪？比较波谱仪和能谱仪的优缺点。波谱仪：用来检测X射线的特征波长的仪器能谱仪：用来检测X射线特征能量的仪器EDS优点：能谱仪探测X射线的效率高；能谱仪可以很快测得定性分析结果、波谱仪只能逐个测量；结构简单、稳定性和重复性很好能谱仪不用聚焦，因此对样品表面没有特殊要求，适合于粗糙表面的分析工作16EDS缺点：能谱仪分辨率低能谱仪只能分析原子序数大于5的元素；而波谱仪可测定原子序数4-

8、92间所有元素能谱仪的探头必须保持在低温态，因此必须时刻用液氮冷却17基本概念题14、什么是光电效应？光电效应在材料分析中有哪些用途？光电效应是指当用X射线轰击物质时，若X射线的能量大于物质原子对其内层电子的束缚力时，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。材料分析中应用光电效应原理研制了光电子能谱仪和荧光光谱仪，对材料物质的元素组成等进行分析。18基本概念题15、什么叫干涉面？当波长为λ的X射线在晶体上发生衍