材料分析方法课后答案

1第一章一、选择题1.用来进行晶体结构分析的X射线学分支是（）A.X射线透射学；B.X射线衍射学；C.X射线光谱学；D.其它2.M层电子回迁到K层后，多余的能量放出的特征X射线称（）A.Kα；B.Kβ；C.Kγ；D.Lα。3.当X射线发生装置是Cu靶，滤波片应选（）A．Cu；B.Fe；C.Ni；D.Mo。4.当电子把所有能量都转换为X射线时，该X射线波长称（）A.短波限λ0；B.激发限λk；C.吸收限；D.特征X射线5.当X射线将某物质原子的K层电子打出去后，L层电子回迁K层，多余能量将另一个L层电子打出核外，这整个过程将产生（）（多选题）A.光电子；B.二次荧光；C.俄歇电子；D.（A+C）二、正误题1.随X射线管的电压升高，λ0和λk都随之减小。（）2.激发限与吸收限是一回事，只是从不同角度看问题。（）3.经滤波后的X射线是相对的单色光。（）4.产生特征X射线的前提是原子内层电子被打出核外，原子处于激发状态。（）5.选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料，而不需要考虑厚度。（）第二章一、选择题1.有一倒易矢量为cbag22，与它对应的正空间晶面是（）。A.（210）；B.（220）；C.（221）；D.（110）；。2.有一体心立方晶体的晶格常数是0.286nm，用铁靶Kα（λKα=0.194nm）照射该晶体能产生（）衍射线。A.三条；B.四条；C.五条；D.六条。3.一束X射线照射到晶体上能否产生衍射取决于（）。A．是否满足布拉格条件；B．是否衍射强度I≠0；C．A+B；D．晶体形状。4.面心立方晶体（111）晶面族的多重性因素是（）。A．4；B．8；C．6；D．12。二、正误题1.倒易矢量能唯一地代表对应的正空间晶面。（）2.X射线衍射与光的反射一样，只要满足入射角等于反射角就行。（）3.干涉晶面与实际晶面的区别在于：干涉晶面是虚拟的，指数间存在公约数n。（）4.布拉格方程只涉及X射线衍射方向，不能反映衍射强度。（）5.结构因子F与形状因子G都是晶体结构对衍射强度的影响因素。（）2第三章三、选择题1.最常用的X射线衍射方法是（）。A.劳厄法；B.粉末多法；C.周转晶体法；D.德拜法。2.德拜法中有利于提高测量精度的底片安装方法是（）。A.正装法；B.反装法；C.偏装法；D.A+B。3.德拜法中对试样的要求除了无应力外，粉末粒度应为（）。A.325目；B.250目；C.在250-325目之间；D.任意大小。4.测角仪中，探测器的转速与试样的转速关系是（）。A.保持同步1﹕1；B.2﹕1；C.1﹕2；D.1﹕0。5.衍射仪法中的试样形状是（）。A.丝状粉末多晶；B.块状粉末多晶；C.块状单晶；D.任意形状。四、正误题1.大直径德拜相机可以提高衍射线接受分辨率，缩短暴光时间。（）2.在衍射仪法中，衍射几何包括二个圆。一个是测角仪圆，另一个是辐射源、探测器与试样三者还必须位于同一聚焦圆。（）3.选择小的接受光栏狭缝宽度，可以提高接受分辨率，但会降低接受强度。（）4.德拜法比衍射仪法测量衍射强度更精确。（）5.衍射仪法和德拜法一样，对试样粉末的要求是粒度均匀、大小适中，没有应力。（）第四章五、选择题1.测定钢中的奥氏体含量，若采用定量X射线物相分析，常用方法是（）。A.外标法；B.内标法；C.直接比较法；D.K值法。2.X射线物相定性分析时，若已知材料的物相可以查（）进行核对。A.Hanawalt索引；B.Fenk索引；C.Davey索引；D.A或B。3.德拜法中精确测定点阵常数其系统误差来源于（）。A.相机尺寸误差；B.底片伸缩；C.试样偏心；D.A+B+C。4.材料的内应力分为三类，X射线衍射方法可以测定（）。A.第一类应力（宏观应力）；B.第二类应力（微观应力）；C.第三类应力；D.A+B+C。5.Sin2Ψ测量应力，通常取Ψ为（）进行测量。A.确定的Ψ角；B.0-45º之间任意四点；C.0º、45º两点；D.0º、15º、30º、45º四点。六、正误题1.要精确测量点阵常数。必须首先尽量减少系统误差，其次选高角度θ角，最后还要用直线外推法或柯亨法进行数据处理。（）32.X射线衍射之所以可以进行物相定性分析，是因为没有两种物相的衍射花样是完全相同的。（）3.理论上X射线物相定性分析可以告诉我们被测材料中有哪些物相，而定量分析可以告诉我们这些物相的含量有多少。（）4.只要材料中有应力就可以用X射线来检测。（）5.衍射仪和应力仪是相同的，结构上没有区别。（）第五章七、选择题1.若H-800电镜的最高分辨率是0.5nm，那么这台电镜的有效放大倍数是（）。A.1000；B.10000；C.40000；D.600000。2.可以消除的像差是（）。A.球差；B.像散；C.色差；D.A+B。3.可以提高TEM的衬度的光栏是（）。A.第二聚光镜光栏；B.物镜光栏；C.选区光栏；D.其它光栏。4.电子衍射成像时是将（）。A.中间镜的物平面与与物镜的背焦面重合；B.中间镜的物平面与与物镜的像平面重合；C.关闭中间镜；D.关闭物镜。5.选区光栏在TEM镜筒中的位置是（）。A.物镜的物平面；B.物镜的像平面C.物镜的背焦面；D.物镜的前焦面。八、正误题1.TEM的分辨率既受衍射效应影响，也受透镜的像差影响。（）2.孔径半角α是影响分辨率的重要因素，TEM中的α角越小越好。（）3.有效放大倍数与仪器可以达到的放大倍数不同，前者取决于仪器分辨率和人眼分辨率，后者仅仅是仪器的制造水平。（）4.TEM中主要是电磁透镜，由于电磁透镜不存在凹透镜，所以不能象光学显微镜那样通过凹凸镜的组合设计来减小或消除像差，故TEM中的像差都是不可消除的。（）5.TEM的景深和焦长随分辨率Δr0的数值减小而减小；随孔径半角α的减小而增加；随放大倍数的提高而减小。（）4第六章九、选择题1.单晶体电子衍射花样是（）。A.规则的平行四边形斑点；B.同心圆环；C.晕环；D.不规则斑点。2.薄片状晶体的倒易点形状是（）。A.尺寸很小的倒易点；B.尺寸很大的球；C.有一定长度的倒易杆；D.倒易圆盘。3.当偏离矢量S0时，倒易点是在厄瓦尔德球的（）。A.球面外；B.球面上；C.球面内；D.B+C。4.能帮助消除180º不唯一性的复杂衍射花样是（）。A.高阶劳厄斑；B.超结构斑点；C.二次衍射斑；D.孪晶斑点。5.菊池线可以帮助（）。A.估计样品的厚度；B.确定180º不唯一性；C.鉴别有序固溶体；D.精确测定晶体取向。6.如果单晶体衍射花样是正六边形，那么晶体结构是（）。A.六方结构；B.立方结构；C.四方结构；D.A或B。十、判断题1.多晶衍射环和粉末德拜衍射花样一样，随着环直径增大，衍射晶面指数也由低到高。（）2.单晶衍射花样中的所有斑点同属于一个晶带。（）3.因为孪晶是同样的晶体沿孪晶面两则对称分布，所以孪晶衍射花样也是衍射斑点沿两则对称分布。（）4.偏离矢量S=0时，衍射斑点最亮。这是因为S=0时是精确满足布拉格方程，所以衍射强度最大。（）5.对于未知晶体结构，仅凭一张衍射花样是不能确定其晶体结构的。还要从不同位向拍摄多幅衍射花样，并根据材料成分、加工历史等或结合其它方法综合判断晶体结构。（）6.电子衍射和X射线衍射一样必须严格符合布拉格方程。（）第八章十一、选择题1.仅仅反映固体样品表面形貌信息的物理信号是（）。A.背散射电子；B.二次电子；C.吸收电子；D.透射电子。2.在扫描电子显微镜中，下列二次电子像衬度最亮的区域是（）。A.和电子束垂直的表面；B.和电子束成30º的表面；C.和电子束成45º的表面；D.和电子束成60º的表面。3.可以探测表面1nm层厚的样品成分信息的物理信号是（）。5A.背散射电子；B.吸收电子；C.特征X射线；D.俄歇电子。4.扫描电子显微镜配备的成分分析附件中最常见的仪器是（）。A.波谱仪；B.能谱仪；C.俄歇电子谱仪；D.特征电子能量损失谱。5.波谱仪与能谱仪相比，能谱仪最大的优点是（）。A.快速高效；B.精度高；C.没有机械传动部件；D.价格便宜。十二、判断题1.扫描电子显微镜中的物镜与透射电子显微镜的物镜一样。（）2.扫描电子显微镜的分辨率主要取决于物理信号而不是衍射效应和球差。（）3.扫描电子显微镜的衬度和透射电镜一样取决于质厚衬度和衍射衬度。（）4.扫描电子显微镜具有大的景深，所以它可以用来进行断口形貌的分析观察。（）5.波谱仪是逐一接收元素的特征波长进行成分分析；能谱仪是同时接收所有元素的特征X射线进行成分分析的。（）部分习题解1.X射线学有几个分支？每个分支的研究对象是什么？答：X射线学分为三大分支：X射线透射学、X射线衍射学、X射线光谱学。X射线透射学的研究对象有人体，工件等，用它的强透射性为人体诊断伤病、用于探测工件内部的缺陷等。X射线衍射学是根据衍射花样，在波长已知的情况下测定晶体结构，研究与结构和结构变化的相关的各种问题。X射线光谱学是根据衍射花样，在分光晶体结构已知的情况下，测定各种物质发出的X射线的波长和强度，从而研究物质的原子结构和成分。2.分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？（1）用CuKαX射线激发CuKα荧光辐射；（2）用CuKβX射线激发CuKα荧光辐射；（3）用CuKαX射线激发CuLα荧光辐射。答：根据经典原子模型，原子内的电子分布在一系列量子化的壳层上，在稳定状态下，每个壳层有一定数量的电子，他们有一定的能量。最内层能量最低，向外能量依次增加。根据能量关系，M、K层之间的能量差大于L、K成之间的能量差，K、L层之间的能量差大于M、L层能量差。由于释放的特征谱线的能量等于壳层间的能量差，所以Kß的能量大于Ka的能量，Ka能量大于La的能量。因此在不考虑能量损失的情况下：（1）CuKa能激发CuKa荧光辐射；（能量相同）（2）CuKß能激发CuKa荧光辐射；（KßKa）（3）CuKa能激发CuLa荧光辐射；（Kala）3.什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”？6答：⑴当χ射线通过物质时，物质原子的电子在电磁场的作用下将产生受迫振动，受迫振动产生交变电磁场，其频率与入射线的频率相同，这种由于散射线与入射线的波长和频率一致，位相固定，在相同方向上各散射波符合相干条件，故称为相干散射。⑵当χ射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后，可以得到波长比入射χ射线长的χ射线，且波长随散射方向不同而改变，这种散射现象称为非相干散射。⑶一个具有足够能量的χ射线光子从原子内部打出一个K电子，当外层电子来填充K空位时，将向外辐射K系χ射线，这种由χ射线光子激发原子所发生的辐射过程，称荧光辐射。或二次荧光。⑷指χ射线通过物质时光子的能量大于或等于使物质原子激发的能量，如入射光子的能量必须等于或大于将K电子从无穷远移至K层时所作的功W，称此时的光子波长λ称为K系的吸收限。⑸当原子中K层的一个电子被打出后，它就处于K激发状态，其能量为Ek。如果一个L层电子来填充这个空位，K电离就变成了L电离，其能由Ek变成El，此时将释Ek-El的能量，可能产生荧光χ射线，也可能给予L层的电子，使其脱离原子产生二次电离。即K层的一个空位被L层的两个空位所替代，这种现象称俄歇效应。4.产生X射线需具备什么条件？答：实验证实:在高真空中，凡高速运动的电子碰到任何障碍物时，均能产生X射线，对于其他带电的基本粒子也有类似现象发生。电子式X射线管中产生X射线的条件可归纳为：1，以某种方式得到一定量的自由电子；2，在高真空中，在高压电场的作用下迫使这些电子作定向高速运动；3，在电子运动路径上设障碍物以急剧改变电子的运动速度。5.Ⅹ射线具有波粒二象性，其微粒性和波动性分别表现在哪些现象中？答：波动性主要表现为以一定的频率和波长在空间传播，反映了物质运动的连续性；微粒性主要表现为以光子形式辐射和吸收时具有一定的质量，能量和动量，反映了物质运动的分立性。6.计算当管电压为50kv时，电子在与靶碰撞时的速度与动能以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大动能。解：已知条件：U=50kv电子静止质量：m0