材料研究与测试方法答案B09

武汉理工大学考试答案（B卷）2011-2012学年1学期材料研究与测试方法时间120分钟一、选择题（共10题，每题2分）1、在透射电镜中称为衬度光阑的是（）。①聚光镜光阑②物镜光阑③选区光阑2、X射线连续谱中存在一个短波极限，其波长入＝（）①1.24/V(千伏)nm②12.4/V(千伏)nm③12.4/伏nm3、宏观内应力对X射线衍射花样的影响是：（）①衍射线加宽②衍射线角位移③衍射线强度减弱④衍射增多4、连续X射线产生的机理是：（）①高速电子受阻②原子内层电子跃迁③外层电子被打掉。5、让透射束通过物镜光阑而把衍射束挡掉得到图像衬度的方法，叫做（）。①明场成像②暗场成像③中心暗场成像6、入射电子波在样品中振荡的深度周期叫做（）。①衍射衬度②消光距离③偏离矢量7、下面哪种信号不是扫描电镜所采用的（）。①二次电子②背散射电子③特征X射线8、把透镜像平面允许的轴向偏差定义为（）。①球差②景深③焦长9、多重性因子表示下面哪种因素对X射线衍射强度的影响（）。①晶粒大小②等同晶面数目③温度10、二次电子的产额随样品的倾斜度成变化，倾斜度最小，二次电子产额（）。①最少②最多③中等二、填空题（共20空，每题2分）1、透射电镜成像的原理有质厚衬度和衍射衬度；扫描电镜成像的原理有表面形貌衬度和原子序数衬度。2、电磁透镜激磁电流增大时，焦距减小，放大倍数增大。3、电磁透镜的分辨本领主要取决于电子波的波长和由焦距与后焦面上光阑孔直径确定的孔径角大小。4、在物相定性分析中，检索ASTM卡片时，有两种索引，分别是数字所引和字母索引。5、当波长为λ的X射线在晶体上发生衍射时，相邻两个(hkl)晶面衍射线的波程差为nλ，相邻两个(HKL)干涉面衍射线的波程差为λ。6、德拜相机中，底片的安装方式有：正装法、反装法、偏装法（不对称装法）三种。7、复型样品在透射电镜下成像是以质量厚度衬度为衬度，限制复型样品分辩率的主要因素是复型材料的粒子尺寸。8、对于德拜相机，其相机半径越大、衍射角越大、X射线波越长，分辨率越高。三、基本概念题（共4题，每题5分）1．原子散射因数的物理意义是什么？某元素的原子散射因数与其原子序数有何关系？答：原子散射因数f是以一个电子散射波的振幅为度量单位的一个原子散射波的振幅。也称原子散射波振幅。它表示一个原子在某一方向上散射波的振幅是一个电子在相同条件下散射波振幅的f倍。它反映了原子将X射线向某一个方向散射时的散射效率。原子散射因数与其原子序数有何关系，Z越大，f越大。因此，重原子对X射线散射的能力比轻原子要强。2．用单色X射线照射圆柱多晶体试样，其衍射线在空间将形成什么图案？为摄取德拜图相，应当采用什么样的底片去记录？答：用单色X射线照射圆柱多晶体试样，其衍射线在空间将形成一组锥心角不等的圆锥组成的图案；为摄取德拜图相，应当采用带状的照相底片去记录。3．简要说明多晶（纳米晶体）、单晶及非晶衍射花样的特征及形成原理。答：单晶花样是一个零层二维倒易截面，其倒易点规则排列，具有明显对称性，且处于二维网络的格点上。因此表达花样对称性的基本单元为平行四边形。单晶电子衍射花样就是(uvw)*0零层倒易截面的放大像。多晶面的衍射花样为：各衍射圆锥与垂直入射束方向的荧光屏或照相底片的相交线，为一系列同心圆环。每一族衍射晶面对应的倒易点分布集合而成一半径为1/d的倒易球面，与Ewald球的相惯线为园环，因此，样品各晶粒{hkl}晶面族晶面的衍射线轨迹形成以入射电子束为轴、2为半锥角的衍射圆锥，不同晶面族衍射圆锥2不同，但各衍射圆锥共顶、共轴。非晶的衍射花样为一个圆斑。4．什么是双光束衍射？电子衍衬分析时，为什么要求在近似双光束条件下进行？案答：双光束衍射:倾转样品，使晶体中只有一个晶面满足Bragg条件，从而产生衍射，其它晶面均远离Bragg位置，衍射花样中几乎只存在大的透射斑点和一个强衍射斑点。原因：在近似双光束条件下，产生强衍射，有利于对样品的分析四、综合及分析题（共2题，每题10分）1．二次电子像和背散射电子像在显示表面形貌衬度时有何相同与不同之处?说明二次电子像衬度形成原理。答：二次电子像:1）凸出的尖棱，小粒子以及比较陡的斜面处SE产额较多，在荧光屏上这部分的亮度较大。2）平面上的SE产额较小，亮度较低。3）在深的凹槽底部尽管能产生较多二次电子，使其不易被控制到，因此相应衬度也较暗。背散射电子像1）用BE进行形貌分析时，其分辨率远比SE像低。2）BE能量高，以直线轨迹逸出样品表面，对于背向检测器的样品表面，因检测器无法收集到BE而变成一片阴影，因此，其图象衬度很强，衬度太大会失去细节的层次，不利于分析。因此，BE形貌分析效果远不及SE，故一般不用BE信号。二次电子像衬度形成原理：成像原理为：二次电子产额对微区表面的几何形状十分敏感。如图所示，随入射束与试样表面法线夹角增大，二次电子产额增大。5.5表面形貌衬度原理及其应用5.5.1二次电子成像原理SE信号主要用于分析样品表面形貌。（5－10nm范围）二次电子产额对微区表面的几何形状十分敏感，如图所示，随入射束与试样表面法线夹角增大，二次电子产额增大。成像原理因为电子束穿入样品激发二次电子的有效深度增加了，使表面5-10nm作用体积内逸出表面的二次电子数量增多。2．试述X射线衍射物相分析步骤？及其鉴定时应注意问题？答：单相物质定性分析的基本步骤是：（1）计算或查找出衍射图谱上每根峰的d值与I值；（2）利用I值最大的三根强线的对应d值查找索引，找出基本符合的物相名称及卡片号；（3）将实测的d、I值与卡片上的数据一一对照，若基本符合，就可定为该物相。鉴定时应注意的问题：（1）d的数据比I/I0数据重要。（2）低角度线的数据比高角度线的数据重要。（3）强线比弱线重要，特别要重视d值大的强线。（4）应重视特征线。（5）应尽可能地先利用其他分析、鉴定手段，初步确定出样品可能是什么物相，将它局限于一定的范围内。