材料分析測試技術(shù)習(xí)題及答案

.第一章一、選擇題1.用來進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)分析的X射線學(xué)分支是（ ）A.X射線透射學(xué)；B.X射線衍射學(xué)；C.X射線光譜學(xué)；D.其它2. M層電子回遷到K層后，多余的能量放出的特征X射線稱（ ）A. K；B. K；C. K；D. L。3. 當(dāng)X射線發(fā)生裝置是Cu靶，濾波片應(yīng)選（ ）A Cu；B. Fe；C. Ni；D. Mo。4. 當(dāng)電子把所有能量都轉(zhuǎn)換為X射線時，該X射線波長稱（ ）A. 短波限0；B. 激發(fā)限k；C. 吸收限；D. 特征X射線5.當(dāng)X射線將某物質(zhì)原子的K層電子打出去后，L層電子回遷K層，多余能量將另一個L層電子打出核外，這整個過程將產(chǎn)生（ ） （多選題）A. 光電子；B. 二次熒光；C. 俄歇電子；D. （A+C）二、正誤題1. 隨X射線管的電壓升高，0和k都隨之減小。（ ）2. 激發(fā)限與吸收限是一回事，只是從不同角度看問題。（ ）3. 經(jīng)濾波后的X射線是相對的單色光。（ ）4. 產(chǎn)生特征X射線的前提是原子內(nèi)層電子被打出核外，原子處于激發(fā)狀態(tài)。（ ）5. 選擇濾波片只要根據(jù)吸收曲線選擇材料，而不需要考慮厚度。（ ）三、填空題1. 當(dāng)X射線管電壓超過臨界電壓就可以產(chǎn)生 X射線和 X射線。2. X射線與物質(zhì)相互作用可以產(chǎn)生 、 、 、 、 、 、 、 。 3. 經(jīng)過厚度為H的物質(zhì)后，X射線的強(qiáng)度為 。 4. X射線的本質(zhì)既是 也是 ，具有 性。 5. 短波長的X射線稱 ，常用于 ；長波長的X射線稱 ，常用于 。 習(xí)題1. X射線學(xué)有幾個分支？每個分支的研究對象是什么？2. 分析下列熒光輻射產(chǎn)生的可能性，為什么？（1）用CuKX射線激發(fā)CuK熒光輻射；（2）用CuKX射線激發(fā)CuK熒光輻射；（3）用CuKX射線激發(fā)CuL熒光輻射。3. 什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“熒光輻射”、“吸收限”、“俄歇效應(yīng)”、“發(fā)射譜”、“吸收譜”？4. X射線的本質(zhì)是什么？它與可見光、紫外線等電磁波的主要區(qū)別何在？用哪些物理量描述它？5. 產(chǎn)生X射線需具備什么條件？6. 射線具有波粒二象性，其微粒性和波動性分別表現(xiàn)在哪些現(xiàn)象中？7. 計算當(dāng)管電壓為50 kv時，電子在與靶碰撞時的速度與動能以及所發(fā)射的連續(xù)譜的短波限和光子的最大動能。8. 特征X射線與熒光X射線的產(chǎn)生機(jī)理有何異同？某物質(zhì)的K系熒光X射線波長是否等于它的K系特征X射線波長？9. 連續(xù)譜是怎樣產(chǎn)生的？其短波限與某物質(zhì)的吸收限有何不同（V和VK以kv為單位）？10. 射線與物質(zhì)有哪些相互作用？規(guī)律如何？對x射線分析有何影響？反沖電子、光電子和俄歇電子有何不同？ 11. 試計算當(dāng)管壓為50kv時，射線管中電子擊靶時的速度和動能，以及所發(fā)射的連續(xù)譜的短波限和光子的最大能量是多少？12. 為什么會出現(xiàn)吸收限？K吸收限為什么只有一個而L吸收限有三個？當(dāng)激發(fā)X系熒光射線時，能否伴生L系？當(dāng)L系激發(fā)時能否伴生K系？13. 已知鉬的K0.71，鐵的K1.93及鈷的K1.79，試求光子的頻率和能量。試計算鉬的K激發(fā)電壓，已知鉬的K0.619。已知鈷的K激發(fā)電壓VK7.71kv，試求其K。14. X射線實驗室用防護(hù)鉛屏厚度通常至少為lmm，試計算這種鉛屏對CuK、MoK輻射的透射系數(shù)各為多少？15. 如果用1mm厚的鉛作防護(hù)屏，試求CrK和MoK的穿透系數(shù)。16. 厚度為1mm的鋁片能把某單色射線束的強(qiáng)度降低為原來的23.9，試求這種射線的波長。試計算含Wc0.8，Wcr4，Ww18的高速鋼對MoK輻射的質(zhì)量吸收系數(shù)。17. 欲使鉬靶射線管發(fā)射的射線能激發(fā)放置在光束中的銅樣品發(fā)射K系熒光輻射，問需加的最低的管壓值是多少？所發(fā)射的熒光輻射波長是多少？18. 什么厚度的鎳濾波片可將CuK輻射的強(qiáng)度降低至入射時的70？如果入射X射線束中K和K強(qiáng)度之比是5：1，濾波后的強(qiáng)度比是多少？已知m49.03cm2g，m290cm2g。19. 如果Co的K、K輻射的強(qiáng)度比為5：1，當(dāng)通過涂有15mgcm2的Fe2O3濾波片后，強(qiáng)度比是多少？已知Fe2O3的=5.24gcm3，鐵對CoK的m371cm2g，氧對CoK的m15cm2g。20. 計算0.071 nm（MoK）和0.154 nm（CuK）的射線的振動頻率和能量。（答案：4.231018s-l，2.8010-l5J，1.951018s-1，l.2910-15J）21. 以鉛為吸收體，利用MoK、RhK、AgKX射線畫圖，用圖解法證明式（1-16）的正確性。（鉛對于上述射線的質(zhì)量吸收系數(shù)分別為122.8，84.13，66.14 cm2g）。再由曲線求出鉛對應(yīng)于管電壓為30 kv條件下所發(fā)出的最短波長時質(zhì)量吸收系數(shù)。22. 計算空氣對CrK的質(zhì)量吸收系數(shù)和線吸收系數(shù)（假設(shè)空氣中只有質(zhì)量分?jǐn)?shù)80的氮和質(zhì)量分?jǐn)?shù)20的氧，空氣的密度為1.2910-3gcm3）。（答案：26.97 cm2g，3.4810-2 cm-123. 為使CuK線的強(qiáng)度衰減12，需要多厚的Ni濾波片？（Ni的密度為8.90gcm3）。CuK1和CuK2的強(qiáng)度比在入射時為2：1，利用算得的Ni濾波片之后其比值會有什么變化？ 24. 試計算Cu的K系激發(fā)電壓。（答案：8980）25. 試計算Cu的Kl射線的波長。（答案：0.1541 nm）.第二章1、 選擇題1.有一倒易矢量為，與它對應(yīng)的正空間晶面是（ ）。A. （210）；B. （220）；C. （221）；D. （110）；。2.有一體心立方晶體的晶格常數(shù)是0.286nm，用鐵靶K（K=0.194nm）照射該晶體能產(chǎn)生（ ）衍射線。A. 三條； B .四條； C. 五條；D. 六條。3.一束X射線照射到晶體上能否產(chǎn)生衍射取決于（ ）。A是否滿足布拉格條件；B是否衍射強(qiáng)度I0；CA+B；D晶體形狀。4.面心立方晶體（111）晶面族的多重性因素是（ ）。A4；B8；C6；D12。2、 正誤題1.倒易矢量能唯一地代表對應(yīng)的正空間晶面。（ ）2.X射線衍射與光的反射一樣，只要滿足入射角等于反射角就行。（ ）3.干涉晶面與實際晶面的區(qū)別在于：干涉晶面是虛擬的，指數(shù)間存在公約數(shù)n。（ ）4.布拉格方程只涉及X射線衍射方向，不能反映衍射強(qiáng)度。（ ）5.結(jié)構(gòu)因子F與形狀因子G都是晶體結(jié)構(gòu)對衍射強(qiáng)度的影響因素。（ ）3、 填空題1. 倒易矢量的方向是對應(yīng)正空間晶面的 ；倒易矢量的長度等于對應(yīng) 。2. 只要倒易陣點落在厄瓦爾德球面上，就表示該 滿足 條件，能產(chǎn)生 。3. 影響衍射強(qiáng)度的因素除結(jié)構(gòu)因素、晶體形狀外還有 ， ， ， 。4. 考慮所有因素后的衍射強(qiáng)度公式為 ，對于粉末多晶的相對強(qiáng)度為 。5. 結(jié)構(gòu)振幅用 表示，結(jié)構(gòu)因素用 表示，結(jié)構(gòu)因素=0時沒有衍射我們稱 或 。對于有序固溶體，原本消光的地方會出現(xiàn) 。4、 名詞解釋1. 倒易點陣2. 系統(tǒng)消光3. 衍射矢量4. 形狀因子5. 相對強(qiáng)度1、試畫出下列晶向及晶面（均屬立方晶系）：111。121，21，（00）（110），（123）（21）。2、下面是某立方晶系物質(zhì)的幾個晶面間距，試將它們從大到小按次序重新排列。（12）（100）（200）（11）（121）（111）（10）（220）（030）（21）（110）3、當(dāng)波長為的X射到晶體并出現(xiàn)衍射線時，相鄰兩個（hkl）反射線的程差是多少？相鄰兩個（HKL）反射線的程差又是多少？4、畫出Fe2B在平行于（010）上的部分倒易點。Fe2B屬正方晶系，點陣參數(shù)a=b=0.510nm,c=0.424nm。5、判別下列哪些晶面屬于11晶帶：（0），（13），（12），（2），（01），（212）。6、試計算（11）及（2）的共同晶帶軸。7、鋁為面心立方點陣，a=0.409nm。今用CrKa（=0.209nm）攝照周轉(zhuǎn)晶體相，X射線垂直于001。試用厄瓦爾德圖解法原理判斷下列晶面有無可能參與衍射：（111），（200），（220），（311），（331），（420）。8、畫出六方點陣（001）*倒易點，并標(biāo)出a*,b*，若一單色X射線垂直于b軸入射，試用厄爾德作圖法求出（120）面衍射線的方向。9、試簡要總結(jié)由分析簡單點陣到復(fù)雜點陣衍射強(qiáng)度的整個思路和要點。10、試述原子散射因數(shù)f和結(jié)構(gòu)因數(shù)的物理意義。結(jié)構(gòu)因數(shù)與哪些因素有關(guān)系?11、計算結(jié)構(gòu)因數(shù)時，基點的選擇原則是什么?如計算面心立方點陣，選擇(0，0，0)（1，1，0）、(0，1，0)與(1，0，0)四個原子是否可以，為什么?12、當(dāng)體心立方點陣的體心原子和頂點原子種類不相同時，關(guān)于H+K+L=偶數(shù)時，衍射存在，H+K+L=奇數(shù)時，衍射相消的結(jié)論是否仍成立?13、計算鈉原子在頂角和面心，氯原子在棱邊中心和體心的立方點陣的結(jié)構(gòu)因數(shù)，并討論。14、今有一張用CuKa輻射攝得的鎢(體心立方)的粉末圖樣，試計算出頭四根線條的相對積分強(qiáng)度不計e-2M和A（）。若以最強(qiáng)的一根強(qiáng)度歸一化為100，其他線強(qiáng)度各為多少?這些線條的值如下，按下表計算。線條/(*)HKLPfF2PF2強(qiáng)度歸一化123420.329.236.443.6第三章5、 選擇題1.最常用的X射線衍射方法是（ ）。A. 勞厄法；B. 粉末多法；C. 周轉(zhuǎn)晶體法；D. 德拜法。2.德拜法中有利于提高測量精度的底片安裝方法是（ ）。A. 正裝法；B. 反裝法；C. 偏裝法；D. A+B。3.德拜法中對試樣的要求除了無應(yīng)力外，粉末粒度應(yīng)為（ ）。A. 250目；C. 在250-325目之間；D. 任意大小。4.測角儀中，探測器的轉(zhuǎn)速與試樣的轉(zhuǎn)速關(guān)系是（ ）。A. 保持同步11 ；B. 21 ；C. 12 ；D. 10 。5.衍射儀法中的試樣形狀是（ ）。A. 絲狀粉末多晶；B. 塊狀粉末多晶；C. 塊狀單晶；D. 任意形狀。6、 正誤題1.大直徑德拜相機(jī)可以提高衍射線接受分辨率，縮短暴光時間。（ ）2.在衍射儀法中，衍射幾何包括二個圓。一個是測角儀圓，另一個是輻射源、探測器與試樣三者還必須位于同一聚焦圓。（ ）3.選擇小的接受光欄狹縫寬度，可以提高接受分辨率，但會降低接受強(qiáng)度。（ ）4.德拜法比衍射儀法測量衍射強(qiáng)度更精確。（ ）5.衍射儀法和德拜法一樣，對試樣粉末的要求是粒度均勻、大小適中，沒有應(yīng)力。（ ）7、 填空題1. 在粉末多晶衍射的照相法中包括 、 和 。2. 德拜相機(jī)有兩種，直徑分別是 和 mm。測量角時，底片上每毫米對應(yīng) 和 。3. 衍射儀的核心是測角儀圓，它由 、 和 共同組成。4. 可以用作X射線探測器的有 、 和 等。5. 影響衍射儀實驗結(jié)果的參數(shù)有 、 和 等。8、 名詞解釋1. 偏裝法2. 光欄3. 測角儀4. 聚焦圓5. 正比計數(shù)器6. 光電倍增管習(xí)題：1. CuK輻射（=0.154 nm）照射Ag（f.c.c）樣品，測得第一衍射峰位置2=38，試求Ag的點陣常數(shù)。2. 試總結(jié)德拜法衍射花樣的背底來源，并提出一些防止和減少背底的措施。3. 粉末樣品顆粒過大或過小對德拜花樣影響如何？為什么？板狀多晶體樣品晶粒過大或過小對衍射峰形影響又如何？4. 試從入射光束、樣品形狀、成相原理（厄瓦爾德圖解）、衍射線記錄、衍射花樣、樣品吸收與衍射強(qiáng)度（公式）、衍射裝備及應(yīng)用等方面比較衍射儀法與德拜法的異同點。5. 衍射儀與聚焦相機(jī)相比，聚焦幾何有何異同？6. 從一張簡單立方點陣物的德拜相上，已求出四根高角度線條的角（系由CuK所產(chǎn)生）及對應(yīng)的干涉指數(shù)，試用“a-cos2”的圖解外推法求出四位有效數(shù)字的點陣參數(shù)。 HKL 532 620 443 541 611 540 621 .角 72.08 77.93 81.11 87.447. 根據(jù)上題所給數(shù)據(jù)用柯亨法計算點陣參數(shù)至四位有效數(shù)字。8. 用背射平板相機(jī)測定某種鎢粉的點陣參數(shù)。從底片上量得鎢的400衍射環(huán)直徑2Lw51.20毫米，用氮化鈉為標(biāo)準(zhǔn)樣，其640衍射環(huán)直徑2LNaCl36.40毫米。若此二衍射環(huán)均系由CuKl輻射引起，試求精確到四位數(shù)字的鎢粉的點陣參數(shù)值。9. 試用厄瓦爾德圖解來說明德拜衍射花樣的形成。10. 同一粉末相上背射區(qū)線條與透射區(qū)線條比較起來其較高還是較低？相應(yīng)的d較大還是較?。考热欢嗑Х勰┑木w取向是混亂的，為何有此必然的規(guī)律11. 衍射儀測量在人射光束、試樣形狀、試樣吸收以及衍射線記錄等方面與德拜法有何不同？12. 測角儀在采集衍射圖時，如果試樣表面轉(zhuǎn)到與入射線成30角，則計數(shù)管與人射線所成角度為多少？能產(chǎn)生衍射的晶面，與試樣的自由表面呈何種幾何關(guān)系？13. Cu K輻射（0.154 nm）照射Ag（f.c.c）樣品，測得第一衍射峰位置2=38，試求Ag的點陣常數(shù)。14. 試總結(jié)德拜法衍射花樣的背底來源，并提出一些防止和減少背底的措施。15. 圖題為某樣品德拜相（示意圖），攝照時未經(jīng)濾波。巳知1、2為同一晶面衍射線，3、4為另一晶面衍射線試對此現(xiàn)象作出解釋16. 粉未樣品顆粒過大或過小對德拜花樣影響如何？為什么？板狀多晶體樣品晶粒過大或過小對衍射峰形影響又如何？17. 試從入射光束、樣品形狀、成相原理（厄瓦爾德圖解）、衍射線記錄、衍射花樣、樣品吸收與衍射強(qiáng)度（公式）、衍射裝備及應(yīng)用等方面比較衍射儀法與德拜法的異同點。18. 衍射儀與聚焦相機(jī)相比，聚焦幾何有何異同？ 第四章9、 選擇題1.測定鋼中的奧氏體含量，若采用定量X射線物相分析，常用方法是（ ）。A. 外標(biāo)法；B. 內(nèi)標(biāo)法；C. 直接比較法；D. K值法。2. X射線物相定性分析時，若已知材料的物相可以查（ ）進(jìn)行核對。A. Hanawalt索引；B. Fenk索引；C. Davey索引；D. A或B。3.德拜法中精確測定點陣常數(shù)其系統(tǒng)誤差來源于（ ）。A. 相機(jī)尺寸誤差；B. 底片伸縮；C. 試樣偏心；D. A+B+C。4.材料的內(nèi)應(yīng)力分為三類，X射線衍射方法可以測定（ ）。A. 第一類應(yīng)力（宏觀應(yīng)力）；B. 第二類應(yīng)力（微觀應(yīng)力）；C. 第三類應(yīng)力；D. A+B+C。5.Sin2測量應(yīng)力，通常取為（ ）進(jìn)行測量。A. 確定的角；B. 0-45之間任意四點；C. 0、45兩點；D. 0、15、30、45四點。10、 正誤題1.要精確測量點陣常數(shù)。必須首先盡量減少系統(tǒng)誤差，其次選高角度角，最后還要用直線外推法或柯亨法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。（ ）2. X射線衍射之所以可以進(jìn)行物相定性分析，是因為沒有兩種物相的衍射花樣是完全相同的。（ ）3.理論上X射線物相定性分析可以告訴我們被測材料中有哪些物相，而定量分析可以告訴我們這些物相的含量有多少。（ ）4.只要材料中有應(yīng)力就可以用X射線來檢測。（ ）5.衍射儀和應(yīng)力儀是相同的，結(jié)構(gòu)上沒有區(qū)別。（ ）11、 填空題6. 在一定的情況下， ，sin ；所以精確測定點陣常數(shù)應(yīng)選擇 。7. X射線物相分析包括 和 ，而 更常用更廣泛。8. 第一類應(yīng)力導(dǎo)致X射線衍射線 ；第二類應(yīng)力導(dǎo)致衍射線 ；第三類應(yīng)力導(dǎo)致衍射線 。9. X射線測定應(yīng)力常用儀器有 和 ，常用方法有 和 。10. X射線物相定量分析方法有 、 、 等。12、 名詞解釋1. 柯亨法2. Hanawalt索引3. 直接比較法4. Sin2法習(xí)題1. ATiO2（銳鐵礦）與RTiO2（金紅石：）混合物衍射花樣中兩相最強(qiáng)線強(qiáng)度比I ATiO2IR-TO21.5。試用參比強(qiáng)度法計算兩相各自的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 2. 求淬火后低溫回火的碳鋼樣品，不含碳化物（經(jīng)金相檢驗），A（奧氏體）中含碳1，M（馬氏體）中含碳量極低。經(jīng)過衍射測得A220峰積分強(qiáng)度為2.33（任意單位），M200峰積分強(qiáng)度為16.32，試計算該鋼中殘留奧氏體的體積分?jǐn)?shù)（實驗條件：Fe K輻射，濾波，室溫20，-Fe點陣參數(shù)a=0.286 6 nm，奧氏體點陣參數(shù)a=0.35710.0044wc，wc為碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。3. 在Fe2O3Fe2O3及Fe3O4混合物的衍射圖樣中，兩根最強(qiáng)線的強(qiáng)度比IFe2O3/I Fe3O4=1.3，試借助于索引上的參比強(qiáng)度值計算Fe2O3的相對含量。4. 一塊淬火+低溫回火的碳鋼，經(jīng)金相檢驗證明其中不含碳化物，后在衍射儀上用FeK照射，分析出相含1%碳，相含碳極低，又測得220線條的累積強(qiáng)度為5.40，211線條的累積強(qiáng)度為51.2，如果測試時室溫為31，問鋼中所含奧氏體的體積百分?jǐn)?shù)為多少？ 5. 一個承受上下方向純拉伸的多晶試樣，若以X射線垂直于拉伸軸照射，問在其背射照片上衍射環(huán)的形狀是什么樣的？為什么？6. 不必用無應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)試樣對比，就可以測定材料的宏觀應(yīng)力，這是根據(jù)什么原理？ 7. 假定測角儀為臥式，今要測定一個圓柱形零件的軸向及切向應(yīng)力，問試樣應(yīng)該如何放置？8. 總結(jié)出一條思路，說明平面應(yīng)力的測定過程。9. 今要測定軋制73黃銅試樣的應(yīng)力，用CoK照射（400），當(dāng)0時測得2150.1，當(dāng)45時2150.99，問試樣表面的宏觀應(yīng)力為若干？（已知a3.695埃，E8.83101010牛米2，=0.35）10. 物相定性分析的原理是什么？對食鹽進(jìn)行化學(xué)分析與物相定性分析，所得信息有何不同？11. 物相定量分析的原理是什么？試述用K值法進(jìn)行物相定量分析的過程。12. 試借助PDF（ICDD）卡片及索引，對表1、表2中未知物質(zhì)的衍射資料作出物相鑒定。表1。d/I/I1d/I/I1d/I/I13.66501.46101.06103.171001.42501.01102.24801.31300.96101.91401.23100.85101.83301.12101.60201.0810表2。d/I/I1d/I/I1d/I/I12.40501.26100.93102.09501.25200.85102.031001.20100.81201.75401.06200.80201.47301.021013. 在一塊冷軋鋼板中可能存在哪幾種內(nèi)應(yīng)力？它的衍射譜有什么特點？按本章介紹的方法可測出哪一類應(yīng)力？ 14. 一無殘余應(yīng)力的絲狀試樣，在受到軸向拉伸載荷的情況下，從垂直絲軸的方向用單色射線照射，其透射針孔相上的衍射環(huán)有何特點？ 15. 射線應(yīng)力儀的測角器2掃描范圍143163，在沒有“應(yīng)力測定數(shù)據(jù)表”的情況下，應(yīng)如何為待測應(yīng)力的試件選擇合適的射線管和衍射面指數(shù)（以Cu材試件為例說明之）。16. 在水平測角器的衍射儀上安裝一側(cè)傾附件，用側(cè)傾法測定軋制板材的殘余應(yīng)力，當(dāng)測量軋向和橫向應(yīng)力時，試樣應(yīng)如何放置？17. 用側(cè)傾法測量試樣的殘余應(yīng)力，當(dāng)0和45時，其x射線的穿透深度有何變化？18. A-TiO2（銳鈦礦）與R-TiO2（金紅石）混合物衍射花樣中兩相最強(qiáng)線強(qiáng)度比I A-TiO2I R-TiO215試用參比強(qiáng)度法計算兩相各自的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。19. 某淬火后低溫回火的碳鋼樣品，不含碳化物（經(jīng)金相檢驗）。A（奧氏體中含碳1，M（馬氏體）中含碳量極低。經(jīng)過衍射測得A220峰積分強(qiáng)度為2.33（任意單位M211峰積分強(qiáng)度為16.32。試計算該鋼中殘留奧氏體的體積分?jǐn)?shù)（實驗條件：Fe K輻射，濾波，室溫20。Fe點陣參數(shù)a0.286 6 nm，奧氏體點陣參數(shù)a0。35710.0044Wc，Wc為碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。20. 某立方晶系晶體德拜花樣中部分高角度線條數(shù)據(jù)如右表所列。試用“a一cos2”的圖解外推法求其點陣常數(shù)（準(zhǔn)確到4位有效數(shù)字）。H2+K2+L2Sin2380.9114400.9563410.9761420.998021. 欲在應(yīng)力儀（測角儀為立式）上分別測量圓柱形工件之軸向、徑向及切向應(yīng)力工件各應(yīng)如何放置？第五章13、 選擇題1.若H-800電鏡的最高分辨率是0.5nm，那么這臺電鏡的有效放大倍數(shù)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的襯度的光欄是（ ）。A. 第二聚光鏡光欄；B. 物鏡光欄；C. 選區(qū)光欄；D. 其它光欄。4. 電子衍射成像時是將（ ）。A. 中間鏡的物平面與與物鏡的背焦面重合；B. 中間鏡的物平面與與物鏡的像平面重合；C. 關(guān)閉中間鏡；D. 關(guān)閉物鏡。5.選區(qū)光欄在TEM鏡筒中的位置是（ ）。A. 物鏡的物平面；B. 物鏡的像平面C. 物鏡的背焦面；D. 物鏡的前焦面。14、 正誤題1.TEM的分辨率既受衍射效應(yīng)影響，也受透鏡的像差影響。（ ）2.孔徑半角是影響分辨率的重要因素，TEM中的角越小越好。（ ）3.有效放大倍數(shù)與儀器可以達(dá)到的放大倍數(shù)不同，前者取決于儀器分辨率和人眼分辨率，后者僅僅是儀器的制造水平。（ ）4.TEM中主要是電磁透鏡，由于電磁透鏡不存在凹透鏡，所以不能象光學(xué)顯微鏡那樣通過凹凸鏡的組合設(shè)計來減小或消除像差，故TEM中的像差都是不可消除的。（ ）5.TEM的景深和焦長隨分辨率r0的數(shù)值減小而減??；隨孔徑半角的減小而增加；隨放大倍數(shù)的提高而減小。（ ）15、 填空題11. TEM中的透鏡有兩種，分別是 和 。12. TEM中的三個可動光欄分別是 位于 ， 位于 ， 位于 。13. TEM成像系統(tǒng)由 、 和 組成。14. TEM的主要組成部分是 、 和觀 ；輔助部分由 、 和 組成。15. 電磁透鏡的像差包括 、 和 。16、 名詞解釋5. 景深與焦長6. 電子槍7. 點分辨與晶格分辨率8. 消像散器9. 選區(qū)衍射10. 分析型電鏡11. 極靴12. 有效放大倍數(shù)13. Ariy斑14. 孔徑半角思考題1. 什么是分辨率，影響透射電子顯微鏡分辨率的因素是哪些？2. 有效放大倍數(shù)和放大倍數(shù)在意義上有何區(qū)別？3. 球差、像散和色差是怎樣造成的？如何減小這些像差？哪些是可消除的像差？4. 聚光鏡、物鏡和投影鏡各自具有什么功能和特點？5. 影響電磁透鏡景深和焦長的主要因素是什么？景深和焦長對透射電子顯微鏡的成像和設(shè)計有何影響？6. 消像散器的作用和原理是什么？7. 何為可動光闌？第二聚光鏡光闌、物鏡光闌和選區(qū)光闌在電鏡的什么位置？它們各具有什么功能？8. 比較光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡成像的異同點。電子束的折射和光的折射有何異同點？9. 比較靜電透鏡和磁透鏡的聚焦原理。10. 球差、色差和像散是怎樣造成的？用什么方法可以減小這些像差？11. 說明透鏡分辨率的物理意義，用什么方法提高透鏡的分辨率？12. 電磁透鏡的景深和焦長是受哪些因素控制的？13. 說明透射電鏡中物鏡和中間鏡在成像時的作用。14. 物鏡光闌和選區(qū)光闌各具有怎樣的功能15. 點分辨率和晶格分辨率在意義上有何不同？ 16. 電子波有何特征？與可見光有何異同？17. 分析電磁透鏡對電子波的聚焦原理，說明電磁透鏡結(jié)構(gòu)對聚焦能力的影響。18. 說明影響光學(xué)顯微鏡和電磁透鏡分辨率的關(guān)鍵因素是什么？如何提高電磁透分辨率？19. 電磁透鏡景深和焦長主要受哪些因素影響？說明電磁透鏡的景深大、焦長長，是什么因素影響的結(jié)果？假設(shè)電磁透鏡沒有像差，也沒有衍射Airy斑，即分辨率極高，此時景深和焦長如何？ 20. 透射電鏡主要由幾大系統(tǒng)構(gòu)成？各系統(tǒng)之間關(guān)系如何？21. 照明系統(tǒng)的作用是什么？它應(yīng)滿足什么要求？22. 成像系統(tǒng)的主要構(gòu)成及其特點是什么？23. 分別說明成像操作與衍射操作時各級透鏡（像平面與物平面）之間的相對位置關(guān)系，并畫出光路圖。24. 樣品臺的結(jié)構(gòu)與功能如何？它應(yīng)滿足哪些要求？25. 透射電鏡中有哪些主要光闌，在什么位置？其作用如何？26. 如何測定透射電鏡的分辨卒與放大倍數(shù)。電鏡的哪些主要參數(shù)控制著分辨率與放大倍數(shù)？第六章17、 選擇題1.單晶體電子衍射花樣是（ ）。A. 規(guī)則的平行四邊形斑點；B. 同心圓環(huán)；C. 暈環(huán)；D.不規(guī)則斑點。2. 薄片狀晶體的倒易點形狀是（ ）。A. 尺寸很小的倒易點；B. 尺寸很大的球；C. 有一定長度的倒易桿；D. 倒易圓盤。3. 當(dāng)偏離矢量S0時，倒易點是在厄瓦爾德球的（ ）。A. 球面外；B. 球面上；C. 球面內(nèi)；D. B+C。4. 能幫助消除180不唯一性的復(fù)雜衍射花樣是（ ）。A. 高階勞厄斑；B. 超結(jié)構(gòu)斑點；C. 二次衍射斑；D. 孿晶斑點。5. 菊池線可以幫助（ ）。A. 估計樣品的厚度；B. 確定180不唯一性；C. 鑒別有序固溶體；D. 精確測定晶體取向。6. 如果單晶體衍射花樣是正六邊形，那么晶體結(jié)構(gòu)是（ ）。A. 六方結(jié)構(gòu)；B. 立方結(jié)構(gòu)；C. 四方結(jié)構(gòu)；D. A或B。18、 判斷題1.多晶衍射環(huán)和粉末德拜衍射花樣一樣，隨著環(huán)直徑增大，衍射晶面指數(shù)也由低到高。（ ）2.單晶衍射花樣中的所有斑點同屬于一個晶帶。（ ）3.因為孿晶是同樣的晶體沿孿晶面兩則對稱分布，所以孿晶衍射花樣也是衍射斑點沿兩則對稱分布。（ ）4.偏離矢量S=0時，衍射斑點最亮。這是因為S=0時是精確滿足布拉格方程，所以衍射強(qiáng)度最大。（ ）5.對于未知晶體結(jié)構(gòu)，僅憑一張衍射花樣是不能確定其晶體結(jié)構(gòu)的。還要從不同位向拍攝多幅衍射花樣，并根據(jù)材料成分、加工歷史等或結(jié)合其它方法綜合判斷晶體結(jié)構(gòu)。（ ）6.電子衍射和X射線衍射一樣必須嚴(yán)格符合布拉格方程。（ ）19、 填空題16. 電子衍射和X射線衍射的不同之處在于 不同、 不同，以及 不同。17. 電子衍射產(chǎn)生的復(fù)雜衍射花樣是 、 、 、 和 。18. 偏離矢量S的最大值對應(yīng)倒易桿的長度，它反映的是角 布拉格方程的程度。19. 單晶體衍射花樣標(biāo)定中最重要的一步是 。20. 二次衍射可以使密排六方、金剛石結(jié)構(gòu)的花樣中在 產(chǎn)生衍射花樣，但體心立方和面心立方結(jié)構(gòu)的花樣中 。20、 名詞解釋15. 偏離矢量S16. 180不唯一性17. 菊池線18. 高階勞厄斑習(xí)題6-1從原理及應(yīng)用方面分析電子衍射與X衍射在材料結(jié)構(gòu)分析中的異、同點。6-2用愛瓦爾德圖解法證明布拉格定律。6-3試推導(dǎo)電子衍射的基本公式，并指出L的物理意義。6-4簡述單晶子電子衍射花樣的標(biāo)定方法。6-5說明多晶、單晶及厚單晶衍射花樣的特征及形成原理。6-6下圖為18Cr2N4WA經(jīng)900油淬后在透射電鏡下攝得的選區(qū)電子衍射花樣示意圖，衍射花樣中有馬氏體和奧氏體兩套斑點，請對其指數(shù)斑點進(jìn)行標(biāo)定。6-118Cr2N4WA經(jīng)900油淬后電子衍射花樣示意圖R1=10.2mm, R1=10.0mm, R2=10.2mm R2=10.0mm, ,R3=14.4mm , R3=16.8mm,R1和R2間夾角為90， R1和R2間夾角為70,L=2.05mmnm6-7下圖為18Cr2N4WA經(jīng)900油淬400回火后在透射電鏡下攝得的滲碳體選區(qū)電子衍射花樣示意圖，請對其指數(shù)斑點進(jìn)行標(biāo)定。R1=9.8mm, R2=10.0mm,=95, L=2.05mmnm6-8為何對稱入射時，即只有倒易點陣原點在愛瓦爾德球面上，也能得到除中心斑點以外的一系列衍射斑點？6-9舉例說明如何用選區(qū)衍射的方法來確定新相的慣習(xí)面及母相與新相的位相關(guān)系。6-10試正明倒易矢g與所對應(yīng)的（hkl）面指數(shù)關(guān)系為g=ha+kb+lc。6-11為什么說從衍射觀點看有些倒易點陣也是衍射點陣，其倒易點不是幾何點？其形狀和所具有的強(qiáng)度取決于哪些因素，在實際上有和重要意義？6-12為什么說斑點花樣是相應(yīng)倒易面放大投影？繪出fcc(111)倒易面。6-13為什么TEM既能選區(qū)成象又能選區(qū)衍射？怎樣才能做到兩者所選區(qū)域的一致性。在實際應(yīng)用方面有和重要意義？6-14在fcc中，若孿晶面（111）,求孿晶（31-1）倒易陣點在基體倒易點陣中的位置。6-15試說明菊池線測試樣取向關(guān)系比斑點花樣精確度為高的原因。第七章21、 選擇題1.將某一衍射斑點移到熒光屏中心并用物鏡光欄套住該衍射斑點成像，這是（ ）。A. 明場像；B. 暗場像；C. 中心暗場像；D.弱束暗場像。2. 當(dāng)t=5s/2時，衍射強(qiáng)度為（ ）。A.Ig=0；B. Ig0；D. Ig=Imax。3. 已知一位錯線在選擇操作反射g1=（110）和g2=（111）時，位錯不可見，那么它的布氏矢量是（ ）。A. b=（0 -1 0）；B. b=（1 -1 0）；C. b=（0 -1 1）；D. b=（0 1 0）。4. 當(dāng)?shù)诙嗔Ｗ优c基體呈共格關(guān)系時，此時的成像襯度是（ ）。A. 質(zhì)厚襯度；B. 衍襯襯度；C. 應(yīng)變場襯度；D. 相位襯度。5. 當(dāng)?shù)诙嗔Ｗ优c基體呈共格關(guān)系時，此時所看到的粒子大?。?）。A. 小于真實粒子大?。籅. 是應(yīng)變場大?。籆. 與真實粒子一樣大??；D. 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于真實粒子。22、 判斷題1.實際電鏡樣品的厚度很小時,能近似滿足衍襯運動學(xué)理論的條件,這時運動學(xué)理論能很好地解釋襯度像。（ ）2.厚樣品中存在消光距離g，薄樣品中則不存在消光距離g。（ ）3.明場像是質(zhì)厚襯度，暗場像是衍襯襯度。（ ）4.晶體中只要有缺陷，用透射電鏡就可以觀察到這個缺陷。（ ）5.等厚消光條紋和等傾消光條紋通常是形貌觀察中的干擾，應(yīng)該通過更好的制樣來避免它們的出現(xiàn)。（ ）23、 填空題21. 運動學(xué)理論的兩個基本假設(shè)是 和 。22. 對于理想晶體，當(dāng) 或 連續(xù)改變時襯度像中會出現(xiàn) 或 。23. 對于缺陷晶體，缺陷襯度是由缺陷引起的 導(dǎo)致衍射波振幅增加了一個 ，但是若 =2的整數(shù)倍時，缺陷也不產(chǎn)生襯度。24. 一般情況下，孿晶與層錯的襯度像都是平行 ，但孿晶的平行線 ，而層錯的平行線是 的。25. 實際的位錯線在位錯線像的 ，其寬度也大大小于位錯線像的寬度，這是因為位錯線像的寬度是 寬度。24、 名詞解釋19. 中心暗場像20. 消光距離g21. 等厚消光條紋和等傾消光條紋22. 不可見性判據(jù)23. 應(yīng)變場襯度習(xí)題7-1制備薄膜樣品的基本要求是什么？具體工藝如何？雙噴減薄與離子減薄各適用于制備什么樣品？7-2何謂襯度？TEM能產(chǎn)生哪幾種襯度象，是怎樣產(chǎn)生的，都有何用途7-3畫圖說明衍襯成象原理，并說明什么是明場象，暗場象和中心暗場象。7-4衍襯運動學(xué)理論的最基本假設(shè)是什么？怎樣做才能滿足或接近基本假設(shè)？7-5用理想晶體衍襯運動學(xué)基本方程解釋等厚條紋與等傾條紋。7-6用缺陷晶體衍襯運動學(xué)基本方程解釋層錯與位錯的襯度形成原理。7-7要觀察鋼中基體和析出相的組織形態(tài)，同時要分析其晶體結(jié)構(gòu)和共格界面的位向關(guān)系，如何制備樣品？以怎樣的電鏡操作方式和步驟來進(jìn)行具體分析？7-8什么是消光距離/影響消光距離的主要物性參數(shù)和外界條件是什么？7-9什么是雙束近似單束成像，為什么解釋衍襯象有時還要拍攝相應(yīng)衍射花樣？7-10用什么辦法、根據(jù)什么特征才能判斷出fcc晶體中的層錯是抽出型的還是插入型的？7-11怎樣確定球型沉淀是空位型還是間隙型的？7-12當(dāng)下述像相似時，寫出區(qū)別它們的實驗方法及區(qū)別根據(jù)。1） 球形共格沉淀與位錯線垂直于試樣表面的位錯。2） 垂直于試樣表面的晶界和交叉位錯像。3） 片狀半共格沉淀和位錯環(huán)。4） 不全位錯和全位錯。7-11層錯和大角晶界均顯示條紋襯度，那么如何區(qū)分層錯和晶界？第八章25、 選擇題1. 僅僅反映固體樣品表面形貌信息的物理信號是（ ）。A. 背散射電子；B. 二次電子；C. 吸收電子；D.透射電子。2. 在掃描電子顯微鏡中，下列二次電子像襯度最亮的區(qū)域是（ ）。A.和電子束垂直的表面；B. 和電子束成30的表面；C. 和電子束成45的表面；D. 和電子束成60的表面。3. 可以探測表面1nm層厚的樣品成分信息的物理信號是（ ）。A. 背散射電子；B. 吸收電子；C. 特征X射線；D. 俄歇電子。4. 掃描電子顯微鏡配備的成分分析附件中最常見的儀器是（ ）。A. 波譜儀；B. 能譜儀；C. 俄歇電子譜儀；D. 特征電子能量損失譜。5. 波譜儀與能譜儀相比，能譜儀最大的優(yōu)點是（ ）。A. 快速高效；B. 精度高；C. 沒有機(jī)械傳動部件；D. 價格便宜。26、 判斷題1.掃描電子顯微鏡中的物鏡與透射電子顯微鏡的物鏡一樣。（ ）2.掃描電子顯微鏡的分辨率主要取決于物理信號而不是衍射效應(yīng)和球差。（ ）3. 掃描電子顯微鏡的襯度和透射電鏡一樣取決于質(zhì)厚襯度和衍射襯度。（ ）4. 掃描電子顯微鏡具有大的景深，所以它可以用來進(jìn)行斷口形貌的分析觀察。（ ）5.波譜儀是逐一接收元素的特征波長進(jìn)行成分分析；能譜儀是同時接收所有元素的特征X射線進(jìn)行成分分析的。（ ）27、 填空題26. 電子束與固體樣品相互作用可以產(chǎn)生 、 、 、 、 、 等物理信號。27. 掃描電子顯微鏡的放大倍數(shù)是 的掃描寬度與 的掃描寬度的比值。在襯度像上顆粒、凸起的棱角是 襯度，而裂紋、凹坑則是 襯度。28. 分辨率最高的物理信號是 為 nm，分辨率最低的物理信號是 為 nm以上。29. 電子探針包括 和 兩種儀器。30. 掃描電子顯微鏡可以替代 進(jìn)行材料 觀察，也可以對 進(jìn)行分析觀察。28、 名詞解釋24. 背散射電子、吸收電子、特征X射線、俄歇電子、二次電子、透射電子。25. 電子探針、波譜儀、能譜儀。習(xí)題1. 掃描電子顯微鏡有哪些特點？2. 電子束和固體樣品作用時會產(chǎn)生哪些信號？它們各具有什么特點？3. 掃描電子顯微鏡的分辨率和信號種類有關(guān)？試將各種信號的分辨率高低作一比較。4. 掃描電子顯微鏡的放大倍數(shù)是如何調(diào)節(jié)的？試和透射電子顯微鏡作一比較。5. 表面形貌襯度和原子序數(shù)襯度各有什么特點？6. 和波譜儀相比，能譜儀在分析微區(qū)化學(xué)成分時有哪些優(yōu)缺點？部分習(xí)題解1. X射線學(xué)有幾個分支？每個分支的研究對象是什么？答：X射線學(xué)分為三大分支：X射線透射學(xué)、X射線衍射學(xué)、X射線光譜學(xué)。X射線透射學(xué)的研究對象有人體，工件等，用它的強(qiáng)透射性為人體診斷傷病、用于探測工件內(nèi)部的缺陷等。X射線衍射學(xué)是根據(jù)衍射花樣，在波長已知的情況下測定晶體結(jié)構(gòu)，研究與結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)變化的相關(guān)的各種問題。X射線光譜學(xué)是根據(jù)衍射花樣，在分光晶體結(jié)構(gòu)已知的情況下，測定各種物質(zhì)發(fā)出的X射線的波長和強(qiáng)度，從而研究物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)和成分。2. 分析下列熒光輻射產(chǎn)生的可能性，為什么？（1）用CuKX射線激發(fā)CuK熒光輻射；（2）用CuKX射線激發(fā)CuK熒光輻射；（3）用CuKX射線激發(fā)CuL熒光輻射。答：根據(jù)經(jīng)典原子模型，原子內(nèi)的電子分布在一系列量子化的殼層上，在穩(wěn)定狀態(tài)下，每個殼層有一定數(shù)量的電子，他們有一定的能量。最內(nèi)層能量最低，向外能量依次增加。根據(jù)能量關(guān)系，M、K層之間的能量差大于L、K成之間的能量差，K、L層之間的能量差大于M、L層能量差。由于釋放的特征譜線的能量等于殼層間的能量差，所以K的能量大于Ka的能量，Ka能量大于La的能量。因此在不考慮能量損失的情況下：（1） CuKa能激發(fā)CuKa熒光輻射；（能量相同）（2） CuK能激發(fā)CuKa熒光輻射；（KKa）（3） CuKa能激發(fā)CuLa熒光輻射；（Kala）3. 什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“熒光輻射”、“吸收限”、“俄歇效應(yīng)”？答： 當(dāng)射線通過物質(zhì)時，物質(zhì)原子的電子在電磁場的作用下將產(chǎn)生受迫振動，受迫振動產(chǎn)生交變電磁場，其頻率與入射線的頻率相同，這種由于散射線與入射線的波長和頻率一致，位相固定，在相同方向上各散射波符合相干條件，故稱為相干散射。 當(dāng)射線經(jīng)束縛力不大的電子或自由電子散射后，可以得到波長比入射射線長的射線，且波長隨散射方向不同而改變，這種散射現(xiàn)象稱為非相干散射。 一個具有足夠能量的射線光子從原子內(nèi)部打出一個K電子，當(dāng)外層電子來填充K空位時，將向外輻射K系射線，這種由射線光子激發(fā)原子所發(fā)生的輻射過程，稱熒光輻射?；蚨螣晒?。 指射線通過物質(zhì)時光子的能量大于或等于使物質(zhì)原子激發(fā)的能量，如入射光子的能量必須等于或大于將K電子從無窮遠(yuǎn)移至K層時所作的功W，稱此時的光子波長稱為K系的吸收限。 當(dāng)原子中K層的一個電子被打出后，它就處于K激發(fā)狀態(tài)，其能量為Ek。如果一個L層電子來填充這個空位，K電離就變成了L電離，其能由Ek變成El，此時將釋Ek-El的能量，可能產(chǎn)生熒光射線，也可能給予L層的電子，使其脫離原子產(chǎn)生二次電離。即K層的一個空位被L層的兩個空位所替代，這種現(xiàn)象稱俄歇效應(yīng)。4. 產(chǎn)生X射線需具備什么條件？答：實驗證實:在高真空中，凡高速運動的電子碰到任何障礙物時，均能產(chǎn)生X射線，對于其他帶電的基本粒子也有類似現(xiàn)象發(fā)生。 電子式X射線管中產(chǎn)生X射線的條件可