材料分析复习题

一．-----名词解释

一．名词解释：

光电效应       质厚衬度    X射线谱  特征X射线谱：   二次电子   系统消光 俄歇效应       衍射衬度     连续谱       背散射电子  结构因数激发电压       等同晶面    明场成像 暗场成像  景深  相干散射   非相干散射   短波限  特征谱   干涉面   衬度    焦长  晶带  复型  标准零层倒易面 相机常数 多重性因子  吸收电子 

光电效应：以光子激发原子所产生的激发和辐射过程称为光电效应。

质厚衬度：由试样的厚度和密度造成的衬度。

X射线谱： x射线管发出的x射线束的波长和强度的关系曲线。

特征X射线谱：在连续谱的基础上叠加若干条具有一定波长的谱线,称为特征X射线谱。它和可见光的单色相似，亦称单色X射线。

二次电子：在入射电子束作用下被轰击出来并离开样品表面的样品的核外电子。

系统消光：因原子在晶体中位置不同或原子种类不同而引起的某些方向上的衍射线消失的现象称之为系统消光。

俄歇效应如果原子在入射的x射线光子的作用下， K层电子被击出，L层电子向K层跃迁，其能量差不是以产生K系X射线光量子的形式释放，而是被邻近电子所吸收，使这个电子受激发而逸出原子成为自由电子-----俄歇电子(Auger electrons)。这种现象叫做俄歇效应。

衍射衬度:由于样品中不同晶体(或同种晶体不同位向)衍射条件不同而造成的衬度差别称为衍射衬度。

连续谱：具有连续波长的X射线，构成连续X射线谱，它和可见+

-光相似，亦称多色X射线。（或答：管压很低时，X射线谱的曲线是连续变化的，称连续谱。）

背散射电子：背散射电子是被固体试样表面的原子核反射回来的一部份入射电子，包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子。

结构因数F2：

      反映了晶胞内原子种类、原子个数、原子位置

对（hkl）晶面衍射方向上衍射强度的影响。

焦长：物平面固定,在保证象清晰的条件下，像平面沿透镜主轴上下移动的距离。（或答：透镜像平面允许的轴向偏差）

等同晶面：晶面间距相同,晶面上原子排列规律相同的晶面.

明场成像：让透射束通过物镜光阑，而把衍射束挡住得到图象衬度的方法叫明场成像。

暗场成像：  用物镜光阑挡住透射束及其余衍射束，而只让一束强衍射束通过光阑参与成像的方法，称为暗场成像。

景深：透镜物平面允许的轴向偏差。即当像平面固定时,在保证像清晰的条件下，试样在物平面沿镜轴上下移动的最大距离。

●相干散射

●入射X射线光子与原子中束缚较紧的内层电子相碰撞，电子发生受迫振动，向四周辐射电磁波，其辐射出电磁波的波长和频率与入射波完全相同，新的散射波之间将可以发生相互干涉-----相干散射。

非相干散射当X射线光子与束缚力不大的原子外层电子相撞时，得到的散射波的波长和频率与入射波不同，且随散射角增大而移向长波，它们不能相互干涉。这种散射现象称为不相干散射。

短波限：在各种管压下的X射线连续谱都存在一个最短的波长值，称为短波限。

干涉面：为简化布拉格方程引入的实际存在或不存在的假想（虚拟）晶面 。

衬度：在荧光屏上或照相底片上，眼睛能观察到的光强度或感光度的差别。

焦长：物平面固定,在保证像清晰的条件下，像平面沿透镜主轴上下移动的距离。

晶带 在晶体中，平行于某一晶向的所有晶面统称为一个晶带，这个晶向为晶带轴。

复型：把由浸蚀产生的金相试样表面显微组织浮雕复制到一种很薄的膜上，然后把复制薄膜放到透射电镜中去观察分析，该薄膜称为复型。

标准零层倒易面 ：零层倒易面中，去掉结构消光条件倒易点的倒易面。

 相机常数： L被称为相机常数，它是一个协调正、倒空间的比例常数。

多重性因子：等同晶面个数对衍射强度的影响因子叫多重性因子，用P表示。

吸收电子：

二．填空

1.材料的性能由其内部的         决定

2.X射线的本质是     ，与所有的基本粒子一样，X射线具有    二象性。波长较长的X射线，      较低，穿透性弱，称为    X射线，可用于非金属的分析。

3.X射线的频率ν、波长λ以及其光子的能量ε、动量p之间存在如下关系：ε=        =  

       P=         。

4.  K系特征谱线包含Kα和Kβ两种类型谱线，其中波长λKα         λKβ，能

量EKα               EKβ,强度IKα         IKβ (    填大于，小于或等于)

5.  当X射线照射物质时，其强度随透入深度呈                 衰减。

6. 一束X射线通过物质时，它的能量会分为三部分：      、        、               。

7.非相干散射会增加连续背底，给衍射图象带来不利的影响

8. 只有当入射x射线的波长λ          λk 时才能产生荧光辐射。

1.产生衍射必须满足布拉格方程；在满足布拉格方程的方向并不一定都有衍射线发生。

2.用单色x射线照射多晶体粉末试样，衍射线分布在一组以入射线 为轴的圆锥面上。在垂直于入射线的平底片上，得到一组 同心圆 。一般用以试样为轴的圆筒底片来记录，可看到一系列的对称弧线。

3.获得衍射花样的基本方法有劳埃法、周转晶体法、粉末 法。

1.结构振幅是以单个    散射能力为单位的、反映一个     散射能力的参量，是单位晶胞中所有原子散射波叠加的波。

2.影响多晶体衍射强度的因数有多重性因子、吸收因子、结构因数、温度因子、角因子。

1.X射线衍射仪的主要组成部分有                     、                     、                                 、                               。

1.电磁透镜由线圈、铁壳和极靴组成。

2.为使景深和焦长明显增大，在电镜中插入一个直径较小 的光阑。孔径半角越 小 ,景深越大。

1.透射电镜的组成包括                、                    、              。

其中,电子光学系统统称为        ，是透射电镜的核心。

2.透射电镜是以波长极短的电子束作为照明源，用电磁透镜聚焦成像的一种高分辨率、高放大倍数的电子光学仪器。电子是透射电镜的电子源。电子束斑直径为几十微米。常用的是热阴极三极电子。由发夹形钨丝阴极、栅极帽和阳极组成。

3.在透射电镜的成像系统中，物镜是一个强激磁、短焦距透镜，像差小，它决定了电镜的分辨率。作用是                                                  。

4.透射电子显微镜中用磁场来使电子波聚焦成像的装置就是    ，它由         、         、         、三部分组成。

1.质厚衬度是建立在非晶体样品中     和      和     基础上的成像原理。

2.复型成像是根据复型膜的      成像，而晶体薄膜成像是根据   成像。

1.若倒易阵点G落在厄瓦尔德球面上，则可能发生      。

2.相机常数      是一个协调正、倒空间的比例常数

1.明场像看到的是          成像。暗场像看到的是           成像。

1.分析，也可用来显示原子序数衬度，定性地作     分析。二次电子在表层5-10nm深度发射出来，能非常有效地显示样品的表面形貌。特征X射线可用来判定                。

2.SEM的构造包括              、                、                    。

3.被称为       。它在表层5-10nm深度发射出来，能非常有效地显示样品的      。

三、判断题 

x射线的波动性表现为以一定的频率和波长在空间传播。（ ）

德拜—谢乐法中，德拜相机条状底片的安装方法有正装法、反装法、偏装法几种。（ ）

在X射线衍射分析中，设靶物质原子序数为，当<40时，则=-2。（ ）

X射线管的阴极是使电子突然减速和发射x射线的地方。（ ）

特征x射线的特点是改变管流、管压，只改变强度，而波长值固定不变。（ ）

非晶态复型样品是依据“衍射衬度成像”的原理成像的。（ ） 

透射电镜以波长极短的电子束作为照明源。（ ）

薄晶体电子衍射成像时，暗场成像看到的是衍射束成像。（  ）

焦长是指透镜物平面允许的轴向偏差。（ ）

像散是由于入射电子波长或能量的非单一性所造成的。（）

1.一束X射线通过物质时，它的能量会分为二部分：被散射、被吸收。（ ）

2. 复型成像是根据复型膜的质厚衬度成像，而晶体薄膜成像则是根据衍射衬度成像的。（ ）

3. 焦长是指透镜像平面允许的轴向偏差。焦长随孔径半角减小而减小。（  ）

4．透射电子显微镜分辨分辨本领的高低主要取决于中间镜。（ ）

5. 质厚衬度是建立在非晶体样品中原子对入射电子的散射和透射电子显微镜小孔径角成像基础上的成像原理。（  ）

6. 进行晶体结构分析时，通过测定X射线衍射束的方向，可以测出晶胞的尺寸和形状。（ ）

7. X射线衍射仪法中，测角仪在工作时，如试样表面转到与入射线成30°角时，计数管与入射线成90°角。（  ）

8．利用扫描电镜进行样品分析时，样品的原子序数越小，背散射电子越多，吸收电子越少。（ ） 

9． K系特征谱线包含Kα和Kβ两种类型谱线，其中波长λKα<λKβ。(   )

10．标准电子衍射花样是标准零层倒易截面的比例图象，倒易阵点的指数就是衍射斑点的指数（ ）。

1. 由莫塞莱定律可知，特征X射线的波长只取决于阳极靶物质的原子能级结构，而与其它外界因素无关。（ ）

2. 周转晶体法是X射线衍射方法中的一种，它是采用连续X射线照射静止不动的单晶体。（ ）

3. 非相干散射是X射线晶体衍射分析的基础。( )

4．X射线衍射强度反应的是晶体原子种类与原子在晶胞中的位置。（  ）

5. 在电镜操作过程中，主要是利用物镜的可变倍率来控制电镜的总放大倍数。（ ）

6. 用单色x射线照射多晶体粉末试样，衍射线分布在一组以衍射线为轴的圆锥面上。（）

7. 质厚衬度是由试样的厚度和密度造成的衬度。（ ）

8．德拜—谢乐法中，采用反装法安装底片能记录较全的衍射线条，故适用于物相分析。（ ）

9．景深是指透镜像平面允许的轴向偏差，景深随孔径半角减小而减小。（ ）

10．对单晶样品而言，衍射花样简单地说就是落在爱瓦尔德球面上所有倒易点阵所构成的图形的投影放大像。（ ）

三、问答题

1．照射铁粉的德拜相，请选择靶材和滤片，简述缘由。

2．计算面心立方晶体的结构因子，确定系统消光规律，写出可能出现的衍射晶面指数。

3．简述X射线管的基本组成及各部分作用

4．像差的分类、产生原因及对分辨率的影响

5．已知相机常数和样品晶体结构，说明单晶体电子衍射花样的标定程序

6.分别说明连续x射线谱、标识x射线谱的产生机理。

7.计算体心立方晶体的结构因子，确定系统消光规律，并写出可能出现的衍射晶面指数。 

8.简述塑料一级复型和碳一级复型的不同点。                       

9.说明相机常数未知,晶体结构已知时单晶体电子衍射花样的标定程序。

10.晶体结构未知，相机常数已知时衍射花样的标定

11. 说明相机常数未知,晶体结构已知时单晶体电子衍射花样的标定程序。

12. 写出面心立方晶系[100]晶带的标准零层倒易面上与中心斑点最近邻的8个斑点指数，并说明其形成规律

 13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X射线短波限。

14计算底心立方晶胞的结构因数，确定系统消光规律。

15. 试计算波长1.93（Fe-）和1.79（Co-）的X射线束，其频率和每个量子的能量？   

16.写出面心立方晶系[011]晶带的标准零层倒易面上与中心斑点最近邻的8个斑点指数，并说明其形成规律。

17．用爱瓦尔德图解法证明布拉格定律。

18. 影响X射线衍射强度的主要因数有哪些？

19确定简单立方点阵的系统消光规律，并写出两个反射晶面指数。

20．写出布拉格方程，并说明布拉格方程在实验中的两大应用方面

 21 简要说明明场成像和暗场成像原理

22如图解释X射线和物质相互作用时，俄歇电子和荧光X射线的产生过程。 

23.在扫描电镜分析方法中，简要说明电子束与固体样品作用时产生的信号有哪几种？

24.德拜—谢乐法中，底片的安装方法有那几种？各有哪些特点？