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材料分析测试技术习题及答案

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。（）

三、填空题

1. 当X射线管电压超过临界电压就可以产生X射线和X射线。

2. X射线与物质相互作用可以产生、、、、

、、、。

3. 经过厚度为H的物质后，X射线的强度为。

4. X射线的本质既是也是，具有性。

5. 短波长的X射线称，常用于；长波长的X射线称

，常用于。

习题

1.X射线学有几个分支？每个分支的研究对象是什么？

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CuK βX 射线激发CuK α荧光辐射；

（3）用CuK αX 射线激发CuL α荧光辐射。

3. 什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”、“发

射谱”、“吸收谱”？

4. X 射线的本质是什么？它与可见光、紫外线等电磁波的主要区别何在？用哪些物理量描述它？

5. 产生X 射线需具备什么条件？

6. 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？

7. 计算当管电压为50 kv 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。

8. 特征X 射线与荧光X 射线的产生机理有何异同？某物质的K 系荧光X 射线波长是否等于它的K 系特征X 射线波长？

9. 连续谱是怎样产生的？其短波限V

eV hc 301024.1?==λ与某物质的吸收限k

k k V eV hc 31024.1?==λ有何不同（V 和V K 以kv 为单位）？ 10. Ⅹ射线与物质有哪些相互作用？规律如何？对x 射线分析有何影响？反冲电子、光电子和俄歇

电子有何不同？

11. 试计算当管压为50kv 时，Ⅹ射线管中电子击靶时的速度和动能，以及所发射的连续谱的短波

限和光子的最大能量是多少？

12. 为什么会出现吸收限？K 吸收限为什么只有一个而L 吸收限有三个？当激发X 系荧光Ⅹ射线

时，能否伴生L 系？当L 系激发时能否伴生K 系？

13. 已知钼的λK α＝0.71?，铁的λK α＝1.93?及钴的λK α＝1.79?，试求光子的频率和能量。试计

算钼的K 激发电压，已知钼的λK ＝0.619?。已知钴的K 激发电压V K ＝7.71kv ，试求其λK 。

14. X 射线实验室用防护铅屏厚度通常至少为lmm ，试计算这种铅屏对CuK α、MoK α辐射的透射系

数各为多少？

15. 如果用1mm 厚的铅作防护屏，试求Cr K α和Mo K α的穿透系数。

16. 厚度为1mm 的铝片能把某单色Ⅹ射线束的强度降低为原来的23.9％，试求这种Ⅹ射线的波长。

试计算含Wc ＝0.8％，Wcr ＝4％，Ww ＝18％的高速钢对MoK α辐射的质量吸收系数。

17. 欲使钼靶Ⅹ射线管发射的Ⅹ射线能激发放置在光束中的铜样品发射K 系荧光辐射，问需加的最

低的管压值是多少？所发射的荧光辐射波长是多少？

18. 什么厚度的镍滤波片可将Cu K α辐射的强度降低至入射时的70％？如果入射X 射线束中K α和K β

强度之比是5：1，滤波后的强度比是多少？已知μm α＝49.03cm 2／g ，μ

m β＝290cm 2／g 。 19. 如果Co 的K α、K β辐射的强度比为5：1，当通过涂有15mg ／cm 2的Fe 2O 3滤波片后，强度比是多

少？已知Fe 2O 3的ρ=5.24g ／cm 3，铁对CoK α的μm ＝371cm 2／g ，氧对CoK β的μm ＝15cm 2

／g 。

20. 计算0.071 nm （MoK α）和0.154 nm （CuK α）的Ⅹ射线的振动频率和能量。（答案：4.23×1018s -l ，

2.80×10-l5J ，1.95×1018s -1，l.29×10-15J ）

21. 以铅为吸收体，利用MoK α、RhK α、AgK αX 射线画图，用图解法证明式（1-16）的正确性。（铅

对于上述Ⅹ射线的质量吸收系数分别为122.8，84.13，66.14 cm 2／g ）。再由曲线求出铅对应

于管电压为30 kv 条件下所发出的最短波长时质量吸收系数。

22. 计算空气对CrK α的质量吸收系数和线吸收系数（假设空气中只有质量分数80％的氮和质量分

数20％的氧，空气的密度为1.29×10-3g ／cm 3）。（答案：26.97 cm 2／g ，3.48×10-2 cm

-1 23. 为使CuK α线的强度衰减1／2，需要多厚的Ni 滤波片？（Ni 的密度为8.90g ／cm 3）。CuK α1和

CuK α2的强度比在入射时为2：1，利用算得的Ni 滤波片之后其比值会有什么变化？

24. 试计算Cu 的K 系激发电压。（答案：8980Ⅴ）

25. 试计算Cu 的K αl 射线的波长。（答案：0.1541 nm ）.

第二章

1、选择题

1.有一倒易矢量为*+*+*=*c b a g 22，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K α（λK α=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。

2、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。（）

3、填空题

1. 倒易矢量的方向是对应正空间晶面的；倒易矢量的长度等于对应。

2. 只要倒易阵点落在厄瓦尔德球面上，就表示该满足条件，能产生。

3. 影响衍射强度的因素除结构因素、晶体形状外还

有，，，。

4. 考虑所有因素后的衍射强度公式为，对于粉末多晶的

相对强度为。

5. 结构振幅用表示，结构因素用表示，结构因素=0时没有衍射我们称

或。对于有序固溶体，原本消光的地方会出现。

4、名词解释

1.倒易点阵——

2.系统消光——

3.衍射矢量——

4.形状因子——

5.相对强度——

1、试画出下列晶向及晶面（均属立方晶系）：[111]。[121]，[21-2]，（0-10）（110），（123）（21-1）。

2、下面是某立方晶系物质的几个晶面间距，试将它们从大到小按次序重新排列。（12-

3）（100）

（200）（-

311）（121）（111）（-210）（220）（030）（2-21）（110）

3、当波长为λ的X射到晶体并出现衍射线时，相邻两个（hkl）反射线的程差是多少？相邻两个（HKL）反射线的程差又是多少？

4、画出Fe2B在平行于（010）上的部分倒易点。Fe2B属正方晶系，点阵参数

a=b=0.510nm,c=0.424nm。

5、判别下列哪些晶面属于[-111]晶带：（-110），（1-33），（1-12），（-132），（0-11），（212）。

6、试计算（-

311）及（

132）的共同晶带轴。

7、铝为面心立方点阵，a=0.409nm。今用CrKa（λ=0.209nm）摄照周转晶体相，X射线垂直于[001]。试用厄瓦尔德图解法原理判断下列晶面有无可能参与衍射：（111），（200），（220），（311），（331），（420）。

8、画出六方点阵（001）*倒易点，并标出a*,b*，若一单色X射线垂直于b轴入射，试用厄尔德作图法求出（120）面衍射线的方向。

9、试简要总结由分析简单点阵到复杂点阵衍射强度的整个思路和要点。

10、试述原子散射因数f和结构因数

HKL

F的物理意义。结构因数与哪些因素有关系?

11、计算结构因数时，基点的选择原则是什么?如计算面心立方点阵，选择(0，0，0)（1，1，0）、(0，1，0)与(1，0，0)四个原子是否可以，为什么?

12、当体心立方点阵的体心原子和顶点原子种类不相同时，关于H+K+L=偶数时，衍射存在，

H+K+L=奇数时，衍射相消的结论是否仍成立?

13、计算钠原子在顶角和面心，氯原子在棱边中心和体心的立方点阵的结构因数，并讨论。

14、今有一张用CuKa辐射摄得的钨(体心立方)的粉末图样，试计算出头四根线条的相对积分强度

[不计e-2M和A（θ）]。若以最强的一根强度归一化为100，其他线强度各为多少?这些线条的θ值如下，按下表计算。

线条θ/(*) HKL P f F2 ΦPF2Φ强度

归一化

1 2 3 4 20.3

29.2

36.4

43.6

第三章

5、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。

6、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。（）

7、填空题

1.在粉末多晶衍射的照相法中包括、和。

2.德拜相机有两种，直径分别是和Φ mm。测量θ角时，底片上每毫米对应o和

o。

3.衍射仪的核心是测角仪圆，它由、和共同组成。

4.可以用作X射线探测器的有、和等。

5.影响衍射仪实验结果的参数有、和等。

8、名词解释

1.偏装法——

2.光栏——

3.测角仪——

4.聚焦圆——

5.正比计数器——

6.光电倍增管——

习题：

1.试总结德拜法衍射花样的背底来源，并提出一些防止和减少背底的措施。

2.粉末样品颗粒过大或过小对德拜花样影响如何？为什么？板状多晶体样品晶粒过大或过小对

衍射峰形影响又如何？

3.试从入射光束、样品形状、成相原理（厄瓦尔德图解）、衍射线记录、衍射花样、样品吸收与

衍射强度（公式）、衍射装备及应用等方面比较衍射仪法与德拜法的异同点。

4.衍射仪与聚焦相机相比，聚焦几何有何异同？

5.从一张简单立方点阵物的德拜相上，已求出四根高角度线条的θ角（系由CuKα所产生）及对

应的干涉指数，试用“a-cos2θ”的图解外推法求出四位有效数字的点阵参数。

HKL 532 620 443 541

611 540

621

θ.角72.08 77.93 81.11 87.44

6.根据上题所给数据用柯亨法计算点阵参数至四位有效数字。

7.用背射平板相机测定某种钨粉的点阵参数。从底片上量得钨的400衍射环直径2Lw＝51.20毫

米，用氮化钠为标准样，其640衍射环直径2L NaCl＝36.40毫米。若此二衍射环均系由CuKαl 辐射引起，试求精确到四位数字的钨粉的点阵参数值。

8.试用厄瓦尔德图解来说明德拜衍射花样的形成。

9.同一粉末相上背射区线条与透射区线条比较起来其θ较高还是较低？相应的d较大还是较小？

既然多晶粉末的晶体取向是混乱的，为何有此必然的规律

10.衍射仪测量在人射光束、试样形状、试样吸收以及衍射线记录等方面与德拜法有何不同？

11.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，则计数管与人射线所成角度为

多少？能产生衍射的晶面，与试样的自由表面呈何种几何关系？

12.Cu Kα

13.试总结德拜法衍射花样的背底来源，并提出一些防止和减少背底的措施。

14.图题为某样品德拜相（示意图），摄照时未经滤波。巳知1、2为同一晶面衍射线，3、4为另

一晶面衍射线．试对此现象作出解释．

15.粉未样品颗粒过大或过小对德拜花样影响如何？为什么？板状多晶体样品晶粒过大或过小对

衍射峰形影响又如何？

16.试从入射光束、样品形状、成相原理（厄瓦尔德图解）、衍射线记录、衍射花样、样品吸收与

衍射强度（公式）、衍射装备及应用等方面比较衍射仪法与德拜法的异同点。

17.衍射仪与聚焦相机相比，聚焦几何有何异同？

第四章

9、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。

10、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。（）

2. 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。（）

11、填空题

6.在Δθ一定的情况下，θ→o，Δsinθ→；所以精确测定点阵常数应选择θ。

7.X射线物相分析包括和，而更常用更广泛。

8.第一类应力导致X射线衍射线；第二类应力导致衍射线；第三类应力导致衍射

线。

9.X射线测定应力常用仪器有和，常用方法有和。

10.X射线物相定量分析方法有、、等。

12、名词解释

1.柯亨法——

2.Hanawalt索引——

3.直接比较法——

4.Sin2Ψ法——

习题

1.A－TiO2（锐铁矿）与R—TiO2（金红石：）混合物衍射花样中两相最强线强度比I A－TiO2／I R-TO2

＝1.5。试用参比强度法计算两相各自的质量分数。

2.求淬火后低温回火的碳钢样品，不含碳化物（经金相检验），A（奥氏体）中含碳1％，M（马

氏体）中含碳量极低。经过衍射测得A220峰积分强度为2.33（任意单位），M200峰积分强度为16.32，试计算该钢中残留奥氏体的体积分数（实验条件：Fe Kα辐射，滤波，室温20℃，α-Fe点阵参数a=0.286 6 nm，奥氏体点阵参数a=0.3571＋0.0044wc，wc为碳的质量分数。

3.在αFe2O3αFe2O3及Fe3O4．混合物的衍射图样中，两根最强线的强度比IαFe2O3/I Fe3O4=1.3，试借

助于索引上的参比强度值计算αFe2O3的相对含量。

4.一块淬火+低温回火的碳钢，经金相检验证明其中不含碳化物，后在衍射仪上用FeKα照射，

分析出γ相含1%碳，α相含碳极低，又测得γ220线条的累积强度为5.40，α211线条的累积强度为51.2，如果测试时室温为31℃，问钢中所含奥氏体的体积百分数为多少？

5.一个承受上下方向纯拉伸的多晶试样，若以X射线垂直于拉伸轴照射，问在其背射照片上衍射

环的形状是什么样的？为什么？

6.不必用无应力标准试样对比，就可以测定材料的宏观应力，这是根据什么原理？

7.假定测角仪为卧式，今要测定一个圆柱形零件的轴向及切向应力，问试样应该如何放置？

8.总结出一条思路，说明平面应力的测定过程。

9.今要测定轧制7－3黄铜试样的应力，用CoKα照射（400），当Ψ＝0o时测得2θ＝150.1°，

当Ψ＝45o时2θ＝150.99°，问试样表面的宏观应力为若干？（已知a＝3.695埃，E＝

8.83×10×1010牛／米2，ν=0.35）

10.物相定性分析的原理是什么？对食盐进行化学分析与物相定性分析，所得信息有何不同？

11.物相定量分析的原理是什么？试述用K值法进行物相定量分析的过程。

12.试借助PDF（ICDD）卡片及索引，对表1、表2中未知物质的衍射资料作出物相鉴定。

表1。

d/?I/I1 d/?I/I1 d/?I/I1

3.66 50 1.46 10 1.06 10

3.17 100 1.42 50 1.01 10

2.24 80 1.31 30 0.96 10

1.91 40 1.23 10 0.85 10

1.83 30 1.12 10

1.60 20 1.08 10

表2。

d/?I/I1 d/?I/I1 d/?I/I1

2.40 50 1.26 10 0.93 10

2.09 50 1.25 20 0.85 10

2.03 100 1.20 10 0.81 20

1.75 40 1.06 20 0.80 20

1.47 30 1.02 10

13.在一块冷轧钢板中可能存在哪几种内应力？它的衍射谱有什么特点？按本章介绍的方法可测

出哪一类应力？

14.一无残余应力的丝状试样，在受到轴向拉伸载荷的情况下，从垂直丝轴的方向用单色Ⅹ射线

照射，其透射针孔相上的衍射环有何特点？

15.Ⅹ射线应力仪的测角器2θ扫描范围143°～163°，在没有“应力测定数据表”的情况下，应

如何为待测应力的试件选择合适的Ⅹ射线管和衍射面指数（以Cu材试件为例说明之）。

16.在水平测角器的衍射仪上安装一侧倾附件，用侧倾法测定轧制板材的残余应力，当测量轧向

和横向应力时，试样应如何放置？

17.用侧倾法测量试样的残余应力，当Ψ＝0o和Ψ＝45o时，其x射线的穿透深度有何变化？

18.A-TiO2％（锐钛矿）与R-TiO2（金红石）混合物衍射花样中两相最强线强度比I A-TiO2／I R-TiO2

＝1·5·试用参比强度法计算两相各自的质量分数。

19.某淬火后低温回火的碳钢样品，不含碳化物（经金相检验）。A（奥氏体〕中含碳1％，M（马

氏体）中含碳量极低。经过衍射测得A220峰积分强度为 2.33（任意单位〕〕M211峰积分强度为

16.32。试计算该钢中残留奥氏体的体积分数（实验条件：Fe Kα辐射，滤波，室温20℃。α

－Fe点阵参数a＝0.286 6 nm，奥氏体点阵参数a＝0。3571＋0.0044Wc，Wc为碳的质量分数）。

20.某立方晶系晶体德拜花样中部分高角度线条数据如右表所列。试用“a一cos2θ”的图解外推

法求其点阵常数（准确到4位有效数字）。

H2+K2+L2 Sin2θ

38 0.9114

40 0.9563

41 0.9761

42 0.9980

21.欲在应力仪（测角仪为立式）上分别测量圆柱形工件之轴向、径向及切向应力

工件各应如何放置？

第五章

13、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。

14、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。（）

15、填空题

11.TEM中的透镜有两种，分别是和。

12.TEM中的三个可动光栏分别是位于，位

于，位于。

13.TEM成像系统由、和组成。

14.TEM的主要组成部分是、和观；辅助部分由、

和组成。

15.电磁透镜的像差包括、和。

16、名词解释

5.景深与焦长——

6.电子枪——

7.点分辨与晶格分辨率——

8.消像散器——

9.选区衍射——

10.分析型电镜——

11.极靴——

12.有效放大倍数——

13.Ariy斑——

14.孔径半角——

思考题

1.什么是分辨率，影响透射电子显微镜分辨率的因素是哪些？

2.有效放大倍数和放大倍数在意义上有何区别？

3.球差、像散和色差是怎样造成的？如何减小这些像差？哪些是可消除的像差？

4.聚光镜、物镜和投影镜各自具有什么功能和特点？

5.影响电磁透镜景深和焦长的主要因素是什么？景深和焦长对透射电子显微镜的成像和设计有

何影响？

6.消像散器的作用和原理是什么？

7.何为可动光阑？第二聚光镜光阑、物镜光阑和选区光阑在电镜的什么位置？它们各具有什么

功能？

8.比较光学显微镜和电子显微镜成像的异同点。电子束的折射和光的折射有何异同点？

9.比较静电透镜和磁透镜的聚焦原理。

10.球差、色差和像散是怎样造成的？用什么方法可以减小这些像差？

11.说明透镜分辨率的物理意义，用什么方法提高透镜的分辨率？

12.电磁透镜的景深和焦长是受哪些因素控制的？

13.说明透射电镜中物镜和中间镜在成像时的作用。

14.物镜光阑和选区光阑各具有怎样的功能

15.点分辨率和晶格分辨率在意义上有何不同？

16.电子波有何特征？与可见光有何异同？

17.分析电磁透镜对电子波的聚焦原理，说明电磁透镜结构对聚焦能力的影响。

18.说明影响光学显微镜和电磁透镜分辨率的关键因素是什么？如何提高电磁透分辨率？

19.电磁透镜景深和焦长主要受哪些因素影响？说明电磁透镜的景深大、焦长长，是什么因素影

响的结果？假设电磁透镜没有像差，也没有衍射Airy斑，即分辨率极高，此时景深和焦长如何？

20.透射电镜主要由几大系统构成？各系统之间关系如何？

21.照明系统的作用是什么？它应满足什么要求？

22.成像系统的主要构成及其特点是什么？

23.分别说明成像操作与衍射操作时各级透镜（像平面与物平面）之间的相对位置关系，并画出光

路图。

24.样品台的结构与功能如何？它应满足哪些要求？

25.透射电镜中有哪些主要光阑，在什么位置？其作用如何？

26.如何测定透射电镜的分辨卒与放大倍数。电镜的哪些主要参数控制着分辨率与放大倍数？

第六章

17、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S<0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。

18、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。（）

19、填空题

16.电子衍射和X射线衍射的不同之处在于不同、不同，以及

不同。

17.电子衍射产生的复杂衍射花样是、、、

和。

18.偏离矢量S的最大值对应倒易杆的长度，它反映的是θ角布拉格方程的程度。

19.单晶体衍射花样标定中最重要的一步是。

20.二次衍射可以使密排六方、金刚石结构的花样中在产生衍射花样，但体心立

方和面心立方结构的花样中。

20、名词解释

15.偏离矢量S

16.180o不唯一性

17.菊池线

18.高阶劳厄斑

习题

6-1．从原理及应用方面分析电子衍射与X衍射在材料结构分析中的异、同点。

6-2．用爱瓦尔德图解法证明布拉格定律。

6-3．试推导电子衍射的基本公式，并指出Lλ的物理意义。

6-4．简述单晶子电子衍射花样的标定方法。

6-5．说明多晶、单晶及厚单晶衍射花样的特征及形成原理。

6-6．下图为18Cr2N4WA经900℃油淬后在透射电镜下摄得的选区电子衍射花样示意图，衍射花样中有马氏体和奥氏体两套斑点，请对其指数斑点进行标定。

6-1．18Cr2N4WA经900℃油淬后电子衍射花样示意图

R1=10.2mm, R1=10.0mm,

R2=10.2mm R2=10.0mm,

,R3=14.4mm , R3=16.8mm,

R1和R2间夹角为90°， R1和R2间夹角为70°,

Lλ=2.05mm?nm

6-7．下图为18Cr2N4WA经900℃油淬400℃回火后在透射电镜下摄得的渗碳体选区电子衍射花样示意图，请对其指数斑点进行标定。

R1=9.8mm, R2=10.0mm,

Ф=95°, Lλ=2.05mm?nm

6-8．为何对称入射时，即只有倒易点阵原点在爱瓦尔德球面上，也能得到除中心斑点以外的一系列衍射斑点？

6-9．举例说明如何用选区衍射的方法来确定新相的惯习面及母相与新相的位相关系。

6-10．试正明倒易矢g与所对应的（hkl）面指数关系为

g=ha﹡+kb﹡+lc﹡。

6-11．为什么说从衍射观点看有些倒易点阵也是衍射点阵，其倒易点不是几何点？其形状和所具有的强度取决于哪些因素，在实际上有和重要意义？

6-12．为什么说斑点花样是相应倒易面放大投影？绘出fcc(111)﹡倒易面。

6-13．为什么TEM既能选区成象又能选区衍射？怎样才能做到两者所选区域的一致性。在实际应用方面有和重要意义？

6-14．在fcc中，若孪晶面（111）,求孪晶（31-1）倒易阵点在基体倒易点阵中的位置。

6-15．试说明菊池线测试样取向关系比斑点花样精确度为高的原因。

第七章

21、选择题

1.将某一衍射斑点移到荧光屏中心并用物镜光栏套住该衍射斑点成像，这是（）。

A. 明场像；

B. 暗场像；

C. 中心暗场像；

D.弱束暗场像。

2. 当t=5s/2时，衍射强度为（）。

A.Ig=0；

B. Ig<0；

C. Ig>0；

D. Ig=Imax。

3. 已知一位错线在选择操作反射g1=（110）和g2=（111）时，位错不可见，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. 当第二相粒子与基体呈共格关系时，此时的成像衬度是（）。

A. 质厚衬度；

B. 衍衬衬度；

C. 应变场衬度；

D. 相位衬度。

5. 当第二相粒子与基体呈共格关系时，此时所看到的粒子大小（）。

A. 小于真实粒子大小；

B. 是应变场大小；

C. 与真实粒子一样大小；

D. 远远大于真实粒子。

22、判断题

1.实际电镜样品的厚度很小时,能近似满足衍衬运动学理论的条件,这时运动学理论能很好地解释衬度像。（）

2.厚样品中存在消光距离ξg，薄样品中则不存在消光距离ξg。（）

3.明场像是质厚衬度，暗场像是衍衬衬度。（）

4.晶体中只要有缺陷，用透射电镜就可以观察到这个缺陷。（）

5.等厚消光条纹和等倾消光条纹通常是形貌观察中的干扰，应该通过更好的制样来避免它们的出现。（）

23、填空题

21.运动学理论的两个基本假设是和。

22.对于理想晶体，当或连续改变时衬度像中会出现

或。

23.对于缺陷晶体，缺陷衬度是由缺陷引起的导致衍射波振幅增加了一

个，但是若=2π的整数倍时，缺陷也不产生衬度。

24.一般情况下，孪晶与层错的衬度像都是平行，但孪晶的平行线，而层错的平行

线是的。

25.实际的位错线在位错线像的，其宽度也大大小于位错线像的宽度，这是因为位错线像的

宽度是宽度。

24、名词解释

19.中心暗场像

20.消光距离ξg

21.等厚消光条纹和等倾消光条纹

22.不可见性判据

23.应变场衬度

习题

7-1．制备薄膜样品的基本要求是什么？具体工艺如何？双喷减薄与离子减薄各适用于制备什么样品？

7-2．何谓衬度？TEM能产生哪几种衬度象，是怎样产生的，都有何用途

7-3．画图说明衍衬成象原理，并说明什么是明场象，暗场象和中心暗场象。

7-4．衍衬运动学理论的最基本假设是什么？怎样做才能满足或接近基本假设？

7-5．用理想晶体衍衬运动学基本方程解释等厚条纹与等倾条纹。

7-6．用缺陷晶体衍衬运动学基本方程解释层错与位错的衬度形成原理。

7-7．要观察钢中基体和析出相的组织形态，同时要分析其晶体结构和共格界面的位向关系，如何制备样品？以怎样的电镜操作方式和步骤来进行具体分析？

7-8．什么是消光距离/影响消光距离的主要物性参数和外界条件是什么？

7-9．什么是双束近似单束成像，为什么解释衍衬象有时还要拍摄相应衍射花样？

7-10．用什么办法、根据什么特征才能判断出fcc晶体中的层错是抽出型的还是插入型的？

7-11．怎样确定球型沉淀是空位型还是间隙型的？

7-12．当下述像相似时，写出区别它们的实验方法及区别根据。

1）球形共格沉淀与位错线垂直于试样表面的位错。

2）垂直于试样表面的晶界和交叉位错像。

3）片状半共格沉淀和位错环。

4）不全位错和全位错。

7-11．层错和大角晶界均显示条纹衬度，那么如何区分层错和晶界？

第八章

25、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（）。

A. 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。

26、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。（）

27、填空题

26.电子束与固体样品相互作用可以产生

、、、、、等物理信号。

27.扫描电子显微镜的放大倍数是的扫描宽度与的扫描宽度的比值。在衬度像

上颗粒、凸起的棱角是衬度，而裂纹、凹坑则是衬度。

28.分辨率最高的物理信号是为 nm，分辨率最低的物理信号是为

nm以上。

29.电子探针包括和两种仪器。

30.扫描电子显微镜可以替代进行材料观察，也可以对进行分析观

察。

28、名词解释

24.背散射电子、吸收电子、特征X射线、俄歇电子、二次电子、透射电子。

25.电子探针、波谱仪、能谱仪。

习题

1.扫描电子显微镜有哪些特点？

2.电子束和固体样品作用时会产生哪些信号？它们各具有什么特点？

3.扫描电子显微镜的分辨率和信号种类有关？试将各种信号的分辨率高低作一比较。

4.扫描电子显微镜的放大倍数是如何调节的？试和透射电子显微镜作一比较。

5.表面形貌衬度和原子序数衬度各有什么特点？

6.和波谱仪相比，能谱仪在分析微区化学成分时有哪些优缺点？

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K?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）CuK?能激发CuKa荧光辐射；（K?>Ka）

（3）CuKa能激发CuLa荧光辐射；（Ka>la）

3.什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”？

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E k。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50 kv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=9.1×10-31kg

光速：c=2.998×108m/s

电子电量：e=1.602×10-19C

普朗克常数：h=6.626×10-34J.s

电子从阴极飞出到达靶的过程中所获得的总动能为

E=eU=1.602×10-19C×50kv=8.01×10-18kJ

由于E=1/2m0v02

所以电子与靶碰撞时的速度为

v0=(2E/m0)1/2=4.2×106m/s

所发射连续谱的短波限λ0的大小仅取决于加速电压

λ0（?）＝12400/v(伏) ＝0.248?

辐射出来的光子的最大动能为

E0＝h?0＝hc/λ0＝8.01×10-18kJ

7.特征X射线与荧光X射线的产生机理有何异同？某物质的K系荧光X射线波长是否等于它的K

系特征X射线波长？

答：

特征X射线与荧光X射线都是由激发态原子中的高能级电子向低能级跃迁时，多余能量以X射线的形式放出而形成的。不同的是：高能电子轰击使原子处于激发态，高能级电子回迁释放的是特征X

射线；以 X 射线轰击，使原子处于激发态，高能级电子回迁释放的是荧光X 射线。某物质的K 系特征X 射线与其K 系荧光X 射线具有相同波长。

8. 连续谱是怎样产生的？其短波限V

eV hc 201024.1?==λ与某物质的吸收限k

k k V eV hc 21024.1?==λ有何不同（V 和V K 以kv 为单位）？答当ⅹ射线管两极间加高压时，大量电子在高压电场的作用下，以极高的速度向阳极轰击，由于阳极的阻碍作用，电子将产生极大的负加速度。根据经典物理学的理论，一个带负电荷的电子作加速运动时，电子周围的电磁场将发生急剧变化，此时必然要产生一个电磁波，或至少一个电磁脉冲。由于极大数量的电子射到阳极上的时间和条件不可能相同，因而得到的电磁波将具有连续的各种波长，形成连续ⅹ射线谱。

在极限情况下，极少数的电子在一次碰撞中将全部能量一次性转化为一个光量子，这个光量子便具有最高能量和最短的波长，即短波限。连续谱短波限只与管压有关，当固定管压，增加管电流或改变靶时短波限不变。

原子系统中的电子遵从泡利不相容原理不连续地分布在K,L,M,N 等不同能级的壳层上，当外来的高速粒子（电子或光子）的动能足够大时，可以将壳层中某个电子击出原子系统之外，从而使原子处于激发态。这时所需的能量即为吸收限，它只与壳层能量有关。即吸收限只与靶的原子序数有关，与管电压无关。

9. 为什么会出现吸收限？K 吸收限为什么只有一个而L 吸收限有三个？当激发K 系荧光Ⅹ射线

时，能否伴生L 系？当L 系激发时能否伴生K 系？

答：

一束X 射线通过物体后，其强度将被衰减，它是被散射和吸收的结果。并且吸收是造成强度衰减的主要原因。物质对X 射线的吸收，是指X 射线通过物质对光子的能量变成了其他形成的能量。X 射线通过物质时产生的光电效应和俄歇效应，使入射X 射线强度被衰减，是物质对X 射线的真吸收过程。光电效应是指物质在光子的作用下发出电子的物理过程。

因为L 层有三个亚层，每个亚层的能量不同，所以有三个吸收限，而K 只是一层，所以只有一个吸收限。

激发K 系光电效应时，入射光子的能量要等于或大于将K 电子从K 层移到无穷远时所做的功Wk 。从X 射线被物质吸收的角度称入K 为吸收限。当激发K 系荧光X 射线时，能伴生L 系，因为L 系跃迁到K 系自身产生空位，可使外层电子迁入，而L 系激发时不能伴生K 系。

10. 已知钼的λK α＝0.71?，铁的λK α＝1.93?及钴的λK α＝1.79?，试求光子的频率和能量。试计

算钼的K 激发电压，已知钼的λK ＝0.619?。已知钴的K 激发电压V K ＝7.71kv ，试求其λK 。解：⑴由公式νK a=c/λK a 及E ＝h ν有：

对钼，ν＝3×108/(0.71×10-10)＝4.23×1018（Hz ）

E=6.63×10-34×4.23×1018＝2.80×10-15（J ）

材料分析报告测试技术复习题二

材料分析测试技术一、名词解释（共有20分，每小题2分。） 1. 辐射的发射：指物质吸收能量后产生电磁辐射的现象。 2. 俄歇电子：X射线或电子束激发固体中原子内层电子使原子电离，此时原子(实际是离子)处于激发态，将发生较外层电子向空位跃迁以降低原子能量的过程，此过程发射的电子。 3. 背散射电子：入射电子与固体作用后又离开固体的电子。 4. 溅射：入射离子轰击固体时，当表面原子获得足够的动量和能量背离表面运动时，就引起表面粒子（原子、离子、原子团等）的发射，这种现象称为溅射。 5. 物相鉴定：指确定材料（样品）由哪些相组成。 6. 电子透镜：能使电子束聚焦的装置。 7. 质厚衬度：样品上的不同微区无论是质量还是厚度的差别，均可引起相应区域透射电子强度的改变，从而在图像上形成亮暗不同的区域，这一现象称为质厚衬度。 8. 蓝移：当有机化合物的结构发生变化时，其吸收带的最大吸收峰波长或位置（?最大）向短波方向移动，这种现象称为蓝移（或紫移，或“向蓝”）。 9. 伸缩振动：键长变化而键角不变的振动，可分为对称伸缩振动和反对称伸缩振动。

10. 差热分析：指在程序控制温度条件下，测量样品与参比物的温度差随温度或时间变化的函数关系的技术。二、填空题（共20分，每小题2分。） 1. 电磁波谱可分为三个部分，即长波部分、中间部分和短波部分，其中中间部分包括（红外线）、（可见光）和（紫外线），统称为光学光谱。 2. 光谱分析方法是基于电磁辐射与材料相互作用产生的特征光谱波长与强度进行材料分析的方法。光谱按强度对波长的分布（曲线）特点（或按胶片记录的光谱表观形态）可分为（连续）光谱、（带状）光谱和（线状）光谱3类。 3. 分子散射是入射线与线度即尺寸大小远小于其波长的分子或分子聚集体相互作用而产生的散射。分子散射包括（瑞利散射）与（拉曼散射）两种。 4. X射线照射固体物质(样品)，可能发生的相互作用主要有二次电子、背散射电子、特征X射线、俄歇电子、吸收电子、透射电子 5. 多晶体（粉晶）X射线衍射分析的基本方法为（照相法）和（X射线衍射仪法）。 6. 依据入射电子的能量大小，电子衍射可分为（高能）电子衍射和（低能）电子衍射。依据电子束是否穿透样品，电子衍射可分为（投射式）电子衍射与（反射式）电子衍射。

材料分析测试技术-习题

第一章 1．什么是连续X射线谱？为什么存在短波限λ0？答：对X射线管施加不同的电压，再用适当的方法去测量由X射线管发出的X射线的波长和强度，便会得到X射线强度与波长的关系曲线，称之为X射线谱。在管电压很低，小于20kv时的曲线是连续的，称之为连续谱。大量能量为eV的自由电子与靶的原子整体碰撞时，由于到达靶的时间和条件不同，绝大多数电子要经过多次碰撞，于是产生一系列能量为hv的光子序列，形成连续的X射线谱，按照量子理论观点，当能量为eV的电子与靶的原子整体碰撞时，电子失去自己的能量，其中一部分以光子的形式辐射出去，在极限情况下，极少数的电子在一次碰撞中将全部的能量一次性转化为一个光量子，这个光量子具有最高的能量和最短的波长，即λ0。 2.什么是特征X射线？它产生的机理是什么？为什么存在激发电压Vk？答：当X射线管电压超过某个临界值时，在连续谱的某个波长处出现强度峰，峰窄而尖锐，这些谱线之改变强度，而峰位置所对应的波长不便，即波长只与靶的原子序数有关，与电压无关，因为这种强度峰的波长反映了物质的原子序数特征，故称为特征X射线，由特征X射线构成的X射线谱叫做特征X射线谱。它的产生是与阳极靶物质的原子结构紧密相关当外来的高速粒子（电子或光子）的动能足够大时，可以将壳层中的某个电子击出，或击到原子系统之外，击出原子内部的电子形成逸出电子，或使这个电子填补到未满的高能级上。于是在原来位置出现空位，原子系统处于激发态，高能级的电子越迁到该空位处，同时将多余的能量e=hv=hc/λ释放出来，变成光电子而成为德特征X射线。由于阴极射来的电子欲击出靶材的原子内层电子，比如k层电子，必须使其动能大于k 层电子与原子核的结合能Ek或k层的逸出功Wk。即有eV k=1/2mv2〉-Ek=Wk，故存在阴极电子击出靶材原子k电子所需要的临界激发电压Vk。 3、X射线与物质有哪些互相作用？答;X射线的散射：相干散射，非相干散射 X射线的吸收：二次特征辐射（当入射X射线的能量足够大时，会产生二次荧光辐射）；光电效应：这种以光子激发原子所产生的激发和辐射过程；俄歇效应：当内层电子被击出成为光电子，高能级电子越迁进入低能级空位，同时产生能量激发高层点成为光电子。 4、线吸收系数μl和质量吸收系数μm的含义答：线吸收系数μl：在X射线的传播方向上，单位长度的X射线强度衰减程度[cm-1]（强度为I的入射X射线在均匀物质内部通过时，强度的衰减率与在物质内通过的距离x成正步-dI/I=μdx，强度的衰减与物质内通过的距离x成正比）。与物质种类、密度、波长有关。质量吸收系数μm：他的物理意义是单位重量物质对X射线的衰减量，μ/P=μm[cm2/g]与物质密度和物质状态无关，而与物质原子序数Z和μm=kλ3Z3，X射线波长有关。 5、什么是吸收限？为什么存在吸收限？答：1）当入射光子能量hv刚好击出吸收体的k层电子，其对应的λk为击出电子所需要的入射光的最长波长，在光电效应产生的条件时，λk称为k系激发限，若讨论X射线的被物质吸收时，λk又称为吸收限。当入射X射线，刚好λ=λk时，入射X射线被强烈的吸收。当能量增加，即入射λ〉λk时，吸收程度小。

现代材料测试技术试题答案

一、X射线物相分析的基本原理与思路在对材料的分析中我们大家可能比较熟悉对它化学成分的分析，如某一材料为Fe96.5%,C 0.4%,Ni1.8%或SiO2 61%, Al2O3 21%,CaO 10% ,FeO 4%等。这是材料成分的化学分析。一个物相是由化学成分和晶体结构两部分所决定的。X射线的分析正是基于材料的晶体结构来测定物相的。 X射线物相分析的基本原理是什么呢？每一种结晶物质都有自己独特的晶体结构，即特定点阵类型、晶胞大小、原子的数目和原子在晶胞中的排列等。因此，从布拉格公式和强度公式知道，当X射线通过晶体时，每一种结晶物质都有自己独特的衍射花样，它们的特征可以用各个反射晶面的晶面间距值d和反射线的强度来表征。其中晶面网间距值d与晶胞的形状和大小有关，相对强度I则与质点的种类及其在晶胞中的位置有关。衍射花样有两个用途：一是可以用来测定晶体的结构，这是比较复杂的；二是用来测定物相。所以，任何一种结晶物质的衍射数据d和I是其晶体结构的必然反映，因而可以根据它们来鉴别结晶物质的物相，分析的思路将样品的衍射花样与已知标准物质的衍射花样进行比较从中找出与其相同者即可。 X射线物相分析方法有：定性分析——只确定样品的物相是什么？包括单相定性分析和多相定性分析定量分析——不仅确定物相的种类还要分析物相的含量。二、单相定性分析利用X射线进行物相定性分析的一般步骤为: ①用某一种实验方法获得待测试样的衍射花样； ②计算并列出衍射花样中各衍射线的d值和相应的相对强度I值； ③参考对比已知的资料鉴定出试样的物相。 1、标准物质的粉末衍射卡片标准物质的X射线衍射数据是X射线物相鉴定的基础。为此，人们将世界上的成千上万种结晶物质进行衍射或照相，将它们的衍射花样收集起来。由于底片和衍射图都难以保存，并且由于各人的实验的条件不同（如所使用的X射线波长不同），衍射花样的形态也有所不同，难以进行比较。因此，通常国际上统一将这些衍射花样经过计算，换算成衍射线的面网间距d值和强度I，制成卡片进行保存。

材料分析测试技术A卷

一、选择题（每题1分，共15分） 1、X射线衍射方法中，最常用的是（） A．劳厄法 B.粉末多晶法 C.转晶法 2、已知X射线定性分析中有三种索引，已知物质名称可以采用（） A.哈式无机相数值索引 B.无机相字母索引 C.芬克无机数值索引 3、电子束与固体样品相互作用产生的物理信号中能用于测试1nm厚度表层成分分析的信号是（） A. 背散射电子 B.俄歇电子 C.特征X射线 4、测定钢中的奥氏体含量，若采用定量X射线物相分析，常用的方法是（） A.外标法 B.内标法 C.直接比较法 D.K值法 5、下列分析方法中分辨率最高的是（） A.SEM B.TEM C. 特征X射线 6、表面形貌分析的手段包括（） A.SEM B.TEM C.WDS D. DSC 7、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（） A.光电子 B.二次电子 C.俄歇电子 D.背散射电子 8、透射电镜的两种主要功能（） A.表面形貌和晶体结构 B.内部组织和晶体结构 C.表面形貌和成分价键 D.内部组织和成分价键 9、已知X射线光管是铜靶，应选择的滤波片材料是（） A.Co B.Ni C.Fe D.Zn 10、采用复型技术测得材料表面组织结构的式样为（） A.非晶体样品 B.金属样品 C.粉末样品 D.陶瓷样品 11、在电子探针分析方法中，把X射线谱仪固定在某一波长，使电子束在样品表面扫描得到样品的形貌相和元素的成分分布像，这种分析方法是（）

A.点分析 B.线分析 C.面分析 12、下列分析测试方法中，能够进行结构分析的测试方法是（） A.XRD B.TEM C.SEM D.A+B 13、在X射线定量分析中，不需要做标准曲线的分析方法是（） A.外标法 B. 内标法 C. K值法 14、热分析技术不能测试的样品是（） A.固体 B.液体 C.气体 15、下列热分析技术中，（）是对样品池及参比池分别加热的测试方法 A.DTA B.DSC C.TGA 二、填空题（每空1分，共20分） 1、由X射线管发射出来的X射线可以分为两种类型，即和。 2、常见的几种电子衍射谱为单晶衍射谱、、、高级劳厄带斑点、。 3、透射电镜的电子光学系统由、、和四部分组成 4、今天复型技术主要应用方法来截取第二相微小颗粒进行分析。 5、扫描电子显微镜经常用的电子信息是、和 6、德拜照相法中的底片安装方法有、和 7、产生衍射的必要条件是 8、倒易点阵的两个基本特征是和 9、透射电镜成像遵循原理三、名词解释（每题5分，共20分） 1、X射线强度 2、结构因子 3、差热分析

材料分析测试技术复习题附答案

材料分析测试技术复习题【第一至第六章】 1.X射线的波粒二象性波动性表现为：－以波动的形式传播，具有一定的频率和波长－波动性特征反映在物质运动的连续性和在传播过程中发生的干涉、衍射现象粒子性突出表现为：－在与物质相互作用和交换能量的时候－X射线由大量的粒子流(能量E、动量P、质量m)构成，粒子流称为光子－当X射线与物质相互作用时，光子只能整个被原子或电子吸收或散射 2.连续x射线谱的特点，连续谱的短波限定义：波长在一定范围连续分布的X射线，I和λ构成连续X射线谱 λ∞，波?当管压很低（小于20KV 时），由某一短波限λ 0开始直到波长无穷大长连续分布 ?随管压增高，X射线强度增高，连续谱峰值所对应的波长（1.5 λ 0处)向短波端移动 ?λ 0 正比于1/V, 与靶元素无关 ?强度I：由单位时间内通过与X射线传播方向垂直的单位面积上的光量子数的能量总和决定（粒子性观点描述）

?单位时间通过垂直于传播方向的单位截面上的能量大小，与A2成正比（波动性观点描述）短波限:对X射线管施加不同电压时，在X射线的强度I 随波长λ变化的关系曲线中，在各种管压下的连续谱都存在一个最短的波长值λ0，称为短波限。 3.连续x射线谱产生机理【a】.经典电动力学概念解释：一个高速运动电子到达靶面时，因突然减速产生很大的负加速度，负加速度引起周围电磁场的急剧变化，产生电磁波，且具有不同波长，形成连续X射线谱。【b】.量子理论解释： * 电子与靶经过多次碰撞，逐步把能量释放到零，同时产生一系列能量为hυi的光子序列，形成连续谱 * 存在ev=hυmax，υmax=hc/ λ0, λ0为短波限，从而推出λ0＝1.24/ V （nm) （V为电子通过两极时的电压降，与管压有关）。 * 一般ev≥h υ,在极限情况下，极少数电子在一次碰撞中将全部能量一次性转化为一个光量子 4.特征x射线谱的特点对于一定元素的靶，当管压小于某一限度时，只激发连续谱，管压增高，射线谱曲线只向短波方向移动，总强度增高，本质上无变化。当管压超过某一临界值后，在连续谱某几个特定波长的地方，强度突然显著

《材料分析测试技术》试卷答案

《材料分析测试技术》试卷（答案) 一、填空题：(20分，每空一分) 1．X射线管主要由阳极、阴极、和窗口构成。 2．X射线透过物质时产生的物理效应有：散射、光电效应、透射X 射线、和热。 3．德拜照相法中的底片安装方法有: 正装、反装和偏装三种。 4. X射线物相分析方法分: 定性分析和定量分析两种；测钢中残余奥氏体的直接比较法就属于其中的定量分析方法。 5．透射电子显微镜的分辨率主要受衍射效应和像差两因素影响。 6.今天复型技术主要应用于萃取复型来揭取第二相微小颗粒进行分析。 7. 电子探针包括波谱仪和能谱仪成分分析仪器。８．扫描电子显微镜常用的信号是二次电子和背散射电子。二、选择题:（8分，每题一分） 1.X射线衍射方法中最常用的方法是( b ）。 a．劳厄法；b．粉末多晶法;ｃ.周转晶体法。 2. 已知X光管是铜靶，应选择的滤波片材料是(b)。ａ．Co;b. Nｉ;c.Fe。 3.X射线物相定性分析方法中有三种索引,如果已知物质名时可以采用( c )。 a．哈氏无机数值索引;b. 芬克无机数值索引；ｃ. 戴维无机字母索引。 4.能提高透射电镜成像衬度的可动光阑是(b)。 a．第二聚光镜光阑；b．物镜光阑;c. 选区光阑。 5. 透射电子显微镜中可以消除的像差是( b )。 a.球差; b. 像散; c. 色差。 6．可以帮助我们估计样品厚度的复杂衍射花样是( a)。ａ．高阶劳厄斑点；ｂ．超结构斑点;c. 二次衍射斑点。 7. 电子束与固体样品相互作用产生的物理信号中可用于分析1nｍ厚表层成分的信号是（b)。 a.背散射电子; b.俄歇电子；ｃ. 特征Ｘ射线。 8. 中心暗场像的成像操作方法是（ｃ)。 a．以物镜光栏套住透射斑;b．以物镜光栏套住衍射斑；c．将衍射斑移至中心并以物镜光栏套住透射斑。三、问答题：(2４分,每题8分） 1.X射线衍射仪法中对粉末多晶样品的要求是什么？答: X射线衍射仪法中样品是块状粉末样品，首先要求粉末粒度要大小适中,在1ｕｍ－5uｍ之间;其次粉末不能有应力和织构;最后是样品有一个最佳厚度(t =

《材料分析测试技术》试卷(答案)

《材料分析测试技术》试卷（答案）一、填空题：（20分，每空一分） 1. X射线管主要由阳极、阴极、和窗口构成。 2. X射线透过物质时产生的物理效应有：散射、光电效应、透射X射线、和热。 3. 德拜照相法中的底片安装方法有：正装、反装和偏装三种。 4. X射线物相分析方法分：定性分析和定量分析两种；测钢中残余奥氏体的直接比较法就属于其中的定量分析方法。 5. 透射电子显微镜的分辨率主要受衍射效应和像差两因素影响。 6. 今天复型技术主要应用于萃取复型来揭取第二相微小颗粒进行分析。 7. 电子探针包括波谱仪和能谱仪成分分析仪器。 8. 扫描电子显微镜常用的信号是二次电子和背散射电子。二、选择题：（8分，每题一分） 1. X射线衍射方法中最常用的方法是（ b ）。 a．劳厄法；b．粉末多晶法；c．周转晶体法。 2. 已知X光管是铜靶，应选择的滤波片材料是（b）。 a．Co ；b. Ni ；c. Fe。 3. X射线物相定性分析方法中有三种索引，如果已知物质名时可以采用（c ）。 a．哈氏无机数值索引；b. 芬克无机数值索引；c. 戴维无机字母索引。 4. 能提高透射电镜成像衬度的可动光阑是（b）。 a．第二聚光镜光阑；b. 物镜光阑；c. 选区光阑。 5. 透射电子显微镜中可以消除的像差是（ b ）。 a．球差；b. 像散；c. 色差。 6. 可以帮助我们估计样品厚度的复杂衍射花样是（a）。 a．高阶劳厄斑点；b. 超结构斑点；c. 二次衍射斑点。 7. 电子束与固体样品相互作用产生的物理信号中可用于分析1nm厚表层成分的信号是（b）。 a．背散射电子；b.俄歇电子；c. 特征X射线。 8. 中心暗场像的成像操作方法是（c）。 a．以物镜光栏套住透射斑；b．以物镜光栏套住衍射斑；c．将衍射斑移至中心并以物镜光栏套住透射斑。三、问答题：（24分，每题8分） 1.X射线衍射仪法中对粉末多晶样品的要求是什么？答：X射线衍射仪法中样品是块状粉末样品，首先要求粉末粒度要大小适中，在1um-5um之间；其次粉末不能有应力和织构；最后是样品有一个最佳厚度（t =

(完整版)材料分析测试技术部分课后答案

材料分析测试技术部分课后答案太原理工大学材料物理0901 除夕月 1-1 计算0.071nm(MoKα)和0.154nm(CuKα)的X-射线的振动频率和能量。 ν=c/λ=3*108/(0.071*10-9)=4.23*1018S-1 E=hν=6.63*10-34*4.23*1018=2.8*10-15 J ν=c/λ=3*108/(0. 154*10-9)=1.95*1018S-1 E=hν=6.63*10-34*2.8*1018=1.29*10-15 J 1-2 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. E=eV=1.602*10-19*50*103=8.01*10-15 J λ=1.24/50=0.0248 nm E=8.01*10-15 J(全部转化为光子的能量) V=(2eV/m)1/2=(2*8.01*10-15/9.1*10-31)1/2=1.32*108m/s 1-3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K?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： CuKa能激发CuKa荧光辐射；（能量相同） CuK?能激发CuKa荧光辐射；（K?>Ka） CuKa能激发CuLa荧光辐射；（Ka>la） 1-4 以铅为吸收体，利用MoKα、RhKα、AgKαX射线画图，用图解法证明式（1-16）的正确性。（铅对于上述Ⅹ射线的质量吸收系数分别为122.8，84.13，66.14 cm2／g）。再由曲线求出铅对应于管电压为30 kv条件下所发出的最短波长时质量吸收系数。解：查表得以铅为吸收体即Z=82 Kαλ3 λ3Z3 μm Mo 0.714 0.364 200698 122.8 Rh 0.615 0.233 128469 84.13 Ag 0.567 0.182 100349 66.14 画以μm为纵坐标，以λ3Z3为横坐标曲线得K≈8.49×10-4，可见下图铅发射最短波长λ0＝1.24×103/V＝0.0413nm λ3Z3＝38.844×103 μm = 33 cm3/g 1-5. 计算空气对CrKα的质量吸收系数和线吸收系数（假设空气中只有质量分数80％的氮和质量分数20％的氧，空气的密度为1.29×10-3g／cm3）。解：μm=0.8×27.7＋0.2×40.1=22.16+8.02=30.18（cm2/g） μ=μm×ρ=30.18×1.29×10-3=3.89×10-2 cm-1 1-6. 为使CuKα线的强度衰减1／2，需要多厚的Ni滤波片？（Ni的密度为8.90g／cm3）。1-7. CuKα1和CuKα2的强度比在入射时为2：1，利用算得的Ni滤波片之后其比值会有什么变化？解：设滤波片的厚度为t 根据公式I/ I0=e-Umρt；查表得铁对CuKα的μm＝49.3（cm2/g）,有：1/2=exp(-μmρt) 即t=-(ln0.5)/ μmρ=0.00158cm 根据公式：μm=Kλ3Z3，CuKα1和CuKα2的波长分别为：0.154051和0.154433nm ，所以μm=K

机械工程测试技术基础(第三版)试卷及答案集

机械工程测试技术基础(第三版)试卷集. 一、填空题１、周期信号的频谱是离散的，而非周期信号的频谱是连续的。２、均方值Ψx2表示的是信号的强度，它与均值μx、方差ζx2的关系是￠x2=H x2+óx2。３、测试信号调理电路主要有电桥、放大、调制解调电路。４、测试系统的静态特性指标有非线性度、灵敏度、回程误差。５、灵敏度表示系统输出与输入之间的比值，是定度曲线的斜率。６、传感器按信号变换特性可分为组合型、一体型。７、当Δó〈〈ó0时，可变磁阻式电感传感器的输出和输入成近似线性关系，其灵敏度S 趋于定值。８、和差特性的主要内容是相临、相反两臂间阻值的变化量符合相邻相反、相对相同的变化，才能使输出有最大值。 10、系统动态特性在时域可用传递函数来描述，在复数域可用频率函数来描述，在频域可用脉冲响应来描述。 11、高输入阻抗测量放大电路具有高的共模抑制比，即对共模信号有抑制作用，对差模信号有放大作用。 12、动态应变仪上同时设有电阻和电容平衡旋钮，原因是导线间存在分布电容。 13、压控振荡器的输出电压是方波信号，其频率与输入的控制电压成线性关系。 14、调频波的解调又称鉴频，其解调电路称为鉴频器。 15、滤波器的通频带宽和响应时间成反比关系。 16、滤波器的频率分辨力主要由其带宽决定。 17、对于理想滤波器，滤波器因数λ＝1。 18、带通滤波器可由低通滤波器（f c2）和高通滤波器（f c1）串联而成（f c2> f c1）。 19、测试系统的线性度和滞后度是由系统误差引起的；而重复性误差是

由随机误差引起的。７、信号分析的过程主要包括：信号加工、信号变换。９、在数据采集系统中，常采用程序控制放大器。 10、根据载波受调制的参数的不同，调制可分为调频、调幅、调相。 16、用滤波的方法从信号提取的频率成分越窄，即带宽越小，需要的时间就越长。 17、如信号的自相关函数为Acos ωη，则其均方值Ψx 2= A 。 18、低通滤波器对阶跃响应的建立时间T e 带宽B 成反比、，或者说它们之间的乘机是常数。８、信号程选择性决定着滤波器对带宽外频率成分衰阻的能力１、周期信号的频谱是离散的，而非周期信号的频谱是连续的。 2、周期信号可按三角函数分解成下列形式： ) cos cos ()(001 0t n b t n a a t x n n n ωω++ =∑∞ = ， ; sin )(;cos )(; )(2 /2 /022 /2/022 /2/1 0? ?? ---= = =T T T n T T T n T T T tdt n t x b tdt n t x a dt t x a ωω 8．周期信号()x t 的傅氏三角级数展开式中：n a 表示余弦分量的幅值，n b 表示正弦分量的幅值，0a 表示直流分量。 3、使信号中特定的频率成分通过，而衰减其他频率成分的电路称滤波器。 4、信号可分为确定性信号和随机信号，也可分为模拟信号和数字信号。 5、滤波器的品质因素Q 与带宽B 的关系是 f Q B = 。 6、金属应变片是根据应变效应原理工作的。 7、当把石英等晶体置于电场中，其几何尺寸将发生变化，这种由于外电场作用导致物质机械变形的现象称为逆电压效应。 8、矩形窗函数的频谱是 sin c 或sinx/x 函数。 9、两个时域函数1()x t 、2()x t 的卷积定义为 12()()x t x t d ττ-? 。

材料测试分析方法答案

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。（）三、填空题 1. 当X射线管电压超过临界电压就可以产生X射线和X射线。 2. X射线与物质相互作用可以产生、、、、、、、。 3. 经过厚度为H的物质后，X射线的强度为。 4. X射线的本质既是也是，具有性。 5. 短波长的X射线称，常用于；长波长的X射线称，常用于。习题 1.X射线学有几个分支？每个分支的研究对象是什么？

2. 分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？（1）用CuK αX 射线激发CuK α荧光辐射；（2）用CuK βX 射线激发CuK α荧光辐射；（3）用CuK αX 射线激发CuL α荧光辐射。 3. 什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”、“发射谱”、 “吸收谱”？ 4. X 射线的本质是什么？它与可见光、紫外线等电磁波的主要区别何在？用哪些物理量描述它？ 5. 产生X 射线需具备什么条件？ 6. 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？ 7. 计算当管电压为50 kv 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。 8. 特征X 射线与荧光X 射线的产生机理有何异同？某物质的K 系荧光X 射线波长是否等于它的K 系特征X 射线波长？ 9. 连续谱是怎样产生的？其短波限V eV hc 3 01024.1?= =λ与某物质的吸收限k k k V eV hc 3 1024.1?= =λ有何不同（V 和V K 以kv 为单位）？ 10. Ⅹ射线与物质有哪些相互作用？规律如何？对x 射线分析有何影响？反冲电子、光电子和俄歇电子有何不同？ 11. 试计算当管压为50kv 时，Ⅹ射线管中电子击靶时的速度和动能，以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大能量是多少？ 12. 为什么会出现吸收限？K 吸收限为什么只有一个而L 吸收限有三个？当激发X 系荧光 Ⅹ射线时，能否伴生L 系？当L 系激发时能否伴生K 系？ 13. 已知钼的λK α＝0.71?，铁的λK α＝1.93?及钴的λK α＝1.79?，试求光子的频率和能量。试计算钼的K 激发电压，已知钼的λK ＝0.619?。已知钴的K 激发电压V K ＝7.71kv ，试求其λK 。 14. X 射线实验室用防护铅屏厚度通常至少为lmm ，试计算这种铅屏对CuK α、MoK α辐射的透射系数各为多少？ 15. 如果用1mm 厚的铅作防护屏，试求Cr K α和Mo K α的穿透系数。 16. 厚度为1mm 的铝片能把某单色Ⅹ射线束的强度降低为原来的23.9％，试求这种Ⅹ射线的波长。试计算含Wc ＝0.8％，Wcr ＝4％，Ww ＝18％的高速钢对MoK α辐射的质量吸收系数。 17. 欲使钼靶Ⅹ射线管发射的Ⅹ射线能激发放置在光束中的铜样品发射K 系荧光辐射，问需加的最低的管压值是多少？所发射的荧光辐射波长是多少？ 18. 什么厚度的镍滤波片可将Cu K α辐射的强度降低至入射时的70％？如果入射X 射线束中K α和K β强度之比是5：1，滤波后的强度比是多少？已知μm α＝49.03cm 2 ／g ，μm β ＝290cm 2 ／g 。 19. 如果Co 的K α、K β辐射的强度比为5：1，当通过涂有15mg ／cm 2 的Fe 2O 3滤波片后，强度比是多少？已知Fe 2O 3的ρ=5.24g ／cm 3，铁对CoK α的μm ＝371cm 2 ／g ，氧对CoK β的 μm ＝15cm 2 ／g 。 20. 计算0.071 nm （MoK α）和0.154 nm （CuK α）的Ⅹ射线的振动频率和能量。（答案：4.23

材料分析测试技术试卷A-答案

山东科技大学2010—2011学年第二学期《材料分析测试技术》考试试卷（A卷）答案及评分标准一、选择题（每空1分，共15分） 1-5、BBBCB 6-10、ACBCA 11-15、CDCCB 二、填空题（每空1分，共20分） 1、连续X射线和特征X射线。 2、多晶电子衍射谱、多次衍射谱、菊池线。 3、光学系统、样品室、放大系统、供电和真空系统 4、萃取复型 5、二次电子和背散射电子、吸收电子、特征X射线（任填3个） 6、正装法、反装法（倒装法）、45℃法（不规则法） 7、满足布拉格定律 8、H（hkl）垂直于正点阵（hkl）面；H（hkl）=1/d（hkl） 9、阿贝成像原理三、名词解释（每题5分，共20分） 1、X射线的强度 X射线的强度是指行垂直X射线传播方向的单位面积上在单位时间内所通过的光子数目的能量总和。常用的单位是J/cm2.s。 2、结构因子结构因子是指一个单胞对X射线的散射强度，由于衍射强度正比于结构因子模的平方，消光即相当于衍射线没有强度，因此可通过结构因子是否为0来研究消光规律 3、差热分析在程序控制温度条件下，测量样品与参比的基准物质之间的温度差与温度关系的一种热分析方法。 4、衍射衬度衍射衬度是指试样中由于各处晶体取向不同和（或）晶体结构不同，满足布拉格条件的程度不同，使得对应式样下表面处有不同的衍射效果，从而在下表面形成一个随位置而异的衍射振幅分布而形成的衬度，它是由于晶体取向差异和（或）晶体结构造成的。四、简答题（每题5分，共20分） 1、阐述特征X射线产生的物理机制答当外来电子动能足够大时，可将原子内层（K壳层）中某个电子击出去，于是在原来的位置出现空位，原子系统的能量因此而升高，处于激发态，为使系统能量趋于稳定，由外层电子向内层跃迁。由于外层电子能量高于内层电子能量，在跃迁过程中，其剩余能量就要释放出来，形成特征X 射线。 2、简述扫描电镜的结构。扫描电镜包括以下几个部分：（1）电子光学系统由电子抢、电磁透镜、光阑、样品室等部件组成。（2）信号收集和显示系统二次电子和背反射电子收集器是扫描电镜中最主要的信号检测器。

材料分析测试技术左演声课后答案

如对你有帮助，请购买下载打赏，谢谢！第一章电磁辐射与材料结构一、教材习题 1-1 计算下列电磁辐射的有关参数：（1）波数为3030cm -1的芳烃红外吸收峰的波长（μm ）；答：已知波数ν=3030cm -1 根据波数ν与波长λ的关系)μm (10000)cm (1λν= -可得：波长μm 3.3μm 3030 100001≈==νλ （2）5m 波长射频辐射的频率（MHz ）；解：波长λ与频率ν的关系为λνc = 已知波长λ=5m ，光速c ≈3×108m/s ，1s -1=1Hz 则频率MHz 6010605/103168=?=?=-s m s m ν （3）588.995nm 钠线相应的光子能量（eV ）。答：光子的能量计算公式为λνc h h E == 已知波长λ=588.995nm=5.88995?10-7m ，普朗克常数h ＝6.626×10-34J ?s ，光速c ≈3×108m/s ，1eV=1.602×10-19J 则光子的能量（eV ）计算如下： 1-3 某原子的一个光谱项为45F J ，试用能级示意图表示其光谱支项与塞曼能级。答：对于光谱项45F J ，n =4，L =3，M =5；S =2(M =2S +1=5)，则J =5，4，3，2，1，当J =5，M J =0，±1，±2，···±5；……J =1，M J =0，±1。光谱项为45F J 的能级示意图如下图： 1-4 辨析原子轨道磁矩、电子自旋磁矩与原子核磁矩的概念。答：原子轨道磁矩是指原子中电子绕核旋转的轨道运动产生的磁矩；电子自旋磁矩是指电子自旋运动产生的磁矩；原子核磁矩是指原子中的原子核自旋运动产生的磁矩。 1-5 下列原子核中，哪些核没有自旋角动量？ 12C 6、19F 9、31P 15、16O 8、1H 1、14N 7。

机械工程测试技术基础试题及答案

《机械工程测试技术基础》课后答案章节测试题第一章信号及其描述（一）填空题 1、测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来传输的。这些物理量就是，其中目前应用最广泛的是电信号。 2、信号的时域描述，以为独立变量；而信号的频域描述，以为独立变量。 3、周期信号的频谱具有三个特点：，，。 4、非周期信号包括信号和信号。 5、描述随机信号的时域特征参数有、、。 6、对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是对称，虚频谱（相频谱）总是对称。（二）判断对错题（用√或×表示） 1、各态历经随机过程一定是平稳随机过程。（） 2、信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（） 3、非周期信号的频谱一定是连续的。（） 4、非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。（） 5、随机信号的频域描述为功率谱。（）（三）简答和计算题 1、求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值μ|x|和均方根值x rms 。 2、求正弦信号)sin()(0?ω+=t x t x 的均值x μ，均方值2x ψ，和概率密度函数p(x)。 3、求指数函数)0,0()(≥>=-t a Ae t x at 的频谱。 4、求被截断的余弦函数???≥<=T t T t t t x ||0 ||cos )(0ω的傅立叶变换。 5、求指数衰减振荡信号)0,0(sin )(0≥>=-t a t e t x at ω的频谱。第二章测试装置的基本特性（一）填空题 1、某一阶系统的频率响应函数为121 )(+=ωωj j H ，输入信号2 sin )(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω ，幅值=y ，相位=φ 。 2、试求传递函数分别为5.05.35.1+s 和222 4.141n n n s s ωωω++的两个环节串联后组成的系统的总灵敏度。 3、为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有、和。 4、当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=时，该系统能实现测试。此时，系统的频率特性为=)(ωj H 。 5、传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的越小。 6、一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有关系为最佳。（二）选择题 1、不属于测试系统的静特性。（1）灵敏度（2）线性度（3）回程误差（4）阻尼系数 2、从时域上看，系统的输出是输入与该系统响应的卷积。（1）正弦（2）阶跃（3）脉冲（4）斜坡

现代材料测试技术期末测试题(1)

《材料现代分析测试技术》思考题 1.电子束与固体物质作用可以产生哪些主要的检测信号？这些信号产生的原理是什么？它们有哪些特点和用途？ (1)电子束与固体物质产生的检测信号有：特征X射线、阴极荧光、二次电子、背散射电子、俄歇电子、吸收电子等。 (2)信号产生的原理：电子束与物质电子和原子核形成的电场间相互作用。 (3)特征和用途： ①背散射电子：特点：电子能量较大，分辨率低。用途：确定晶体的取向，晶体间夹角，晶粒度及晶界类型，重位点阵晶界分布，织构分析以及相鉴定等。 ②二次电子：特点：能量较低，分辨率高。用途：样品表面成像。 ③吸收电子：特点：被物质样品吸收，带负电。用途：样品吸收电子成像，定性微区成分分析。 ④透射电子：特点：穿透薄试样的入射电子。用途：微区成分分析和结构分析。 ⑤特征X射线：特点：实物性弱，具有特征能量和波长，并取决于被激发物质原子能及结构，是物质固有的特征。用途：微区元素定性分析。 ⑥俄歇电子：特点：实物性强，具有特征能量。用途：表层化学成分分析。 ⑦阴极荧光：特点：能量小，可见光。用途：观察晶体内部缺陷。 ①电子散射：当高速运动的电子穿过固体物质时，会受到原子中的电子作用，或受到原子核及周围电子形成的库伦电场的作用，从而改变了电子的运动方向的现象叫电子散射 ②相干弹性散射：一束单一波长的电子垂直穿透一晶体薄膜样品时，由于原子排列的规律性，入射电子波与各原子的弹性散射波不但波长相同，而且有一定的相位关系，相互干涉。 ③不相干弹性散射：一束单一波长的电子垂直穿透一单一元素的非晶样品时，发生的相互无关的、随机的散射。 ④电子衍射的成像基础是弹性散射。 3.电子束与固体物质作用所产生的非弹性散射的作用机制有哪些？非弹性散射作用机制有：单电子激发、等离子激发、声子发射、轫致辐射 ①单电子激发：样品内的核外电子在收到入射电子轰击时，有可能被激发到较高的空能级甚至被电离，这叫单电子激发。 ②等离子激发：高能电子入射晶体时，会瞬时地破坏入射区域的电中性，引起价电子云的集体振荡，这叫等离子激发。 ③声子发射：入射电子激发或吸收声子后，使入射电子发生大角度散射，这叫声子发射。 ④轫致辐射：带负电的电子在受到减速作用的同时，在其周围的电磁场将发生急剧的变化，将产生一个电磁波脉冲，这种现象叫做轫致辐射。 1）二次电子产生：单电子激发过程中，被入射电子轰击出来并离开样品原子的核外电子。应用：样品表面成像，显微组织观察，断口形貌观察等 2）背散射电子：受到原子核弹性与非弹性散射或与核外电子发生非弹性散射后被反射回来的入射电子。应用：确定晶体的取向，晶体间夹角，晶粒度及晶界类型，重位点阵晶界分布，织构分析以及相鉴定等。 3）成像的相同点：都能用于材料形貌分析成像的不同点：二次电子成像特点：（1）分辨率高（2）景深大，立体感强（3）主要反应形貌衬度。背散射电子成像特点：（1）分辨率低（2）背散射电子检测效率低，衬度小（3）主要反应原子序数衬度。 5.特征X射线是如何产生的，其波长和能量有什么特点，有哪些主要的应用？特征X-Ray产生：当入射电子激发试样原子的内层电子，使原子处于能量较高的不稳定的激发态状态，外层的电子会迅速填补到内层电子空位上，并辐射释放一种具有特征能量和波长的射线，使原子体系的能量降低、趋向较稳定状，这种射线即特征X射线。波长的特点：不受管压、电流的影响，只决定于阳极靶材元素的原子序。应用：物质样品微区元素定性分析 6.俄歇电子是怎样产生的？对于孤立的原子来说，能够产生俄歇效应的最轻元素是什么？俄歇电子的产生：当入射电子激发试样原子的内层电子，使原子处于能量较高的不稳定的激发态状态，外层的电子会迅速填补到内层电子空位上，原子从激发态转变到基态释放的多余能量传给另一外层电子，使其脱离原子系统，成为二次电子，这种二次电子称为俄歇电子。能够产生俄歇效应的最轻元素是铍。 7.特征X射线的波长与阳极靶材的原子序数有什么关系？Kα谱线的强度与Kβ谱线的强度哪一个大一些？

材料分析测试技术左演声课后答案

第一章电磁辐射与材料结构一、教材习题 1-1 计算下列电磁辐射的有关参数：（1）波数为3030cm -1的芳烃红外吸收峰的波长（μm ）；答：已知波数ν=3030cm -1 根据波数ν与波长λ的关系)μm (10000)cm (1λν= -可得：波长μm 3.3μm 3030 100001 ≈==νλ （2）5m 波长射频辐射的频率（MHz ）；解：波长λ与频率ν的关系为λνc = 已知波长λ=5m ，光速c ≈3×108m/s ，1s -1=1Hz 则频率MHz 6010605/103168=?=?=-s m s m ν （3）588.995nm 钠线相应的光子能量（eV ）。答：光子的能量计算公式为λνc h h E == 已知波长λ=588.995nm=5.88995?10-7m ，普朗克常数h ＝6.626×10-34J ?s ，光速c ≈3×108m/s ，1eV=1.602×10-19J 则光子的能量（eV ）计算如下： eV eV J m s m s J E 107.210602.110375.3 10375.31088995.5/10310 626.61919197834≈??=?=?????=----- 1-3 某原子的一个光谱项为45F J ，试用能级示意图表示其光谱支项与塞曼能级。答：对于光谱项45F J ，n =4，L =3，M =5；S =2(M =2S +1=5)，则J =5，4，3，2， 1，当J =5，M J =0，±1，±2，···±5；……J =1，M J =0，±1。光谱项为45F J 的能级示意图如下图：

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