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1、现代材料分析测试试题5一、名词解释（10分 每小题2分） 1. X 射线光电效应： 2.衍射角： 3.背散射电子： 4. 磁透镜： 5.差热分析： 二、填空题（20分 每空1分） 1. X射线管中，焦点形状可分为 和 ，适合于衍射仪工作的是 。 2. X射线衍射方法有 、 、 和 。 3. TEM的分辨率是 nm，放大倍数是 倍；SEM的分辨率是 nm，放大倍数是 倍。 4. 解释扫描电子显微像镜的衬度有 、 和 三种衬度。 5. XRD 是 分析，TEM是 分析，SEM是 分析。EPMA 是 分析 6. 光电子能谱是在近十多年才发展起来的一种研究物质表面的 和 的新型物理方法。 三、问答题（
2、共30分） 1.X射线衍射的几何条件是d、必须满足什么公式？写出数学表达式，并说明d、 的意义。 （ 5分 ） 2.画图说明半高宽中点法确定衍射峰位的方法（5分） 3.扫描电镜的特点？（7分） 4.在透射电子显微分析中，电子图像的衬度有哪几种？分别适用于哪种试样和成像方法？（3分） 5. 差热分析中对参比物有哪些要求？常用什么物质作参比物？（5分） 6.红外光谱分析主要用于哪几方面、哪些领域的研究和分析？红外光谱法有什么特点？（5分） 四、论述题（共10分） 你认为“电子显微分析只能观察显微形貌”这种说法对吗？论述电子显微分析可对无机非金属材料进行哪些方面的分析？电子显微分析有什么特点？ 五、
3、应用题（共10分） TiO2有金红石和锐钛矿两种晶型，用溶胶-凝胶法制备TiO2纳米晶，经600煅烧后得到白色粉体。现要分析粉体的物相和粒度大小，请说明用什么分析方法？并简要说明分析过程。 现代材料分析测试5 答案 一、名词解释（10分 每小题2分） 1.X射线光电效应： 当X射线的波长足够短时，起光子的能量就很大，以至能把原子中处于某一 能级上的电子打出来，而它本身则被吸收。它的能量就传递给该电子了，使之成为具有一定能量的光电子，并使原子处于高能的激发态。这种过程我们称之为光电吸收或光电效应 2.衍射角：入射线与衍射线的交角。 3.背散射电子：电子射入试样后，受到原子的弹性和非弹性散射，有一
4、部分电子的总散射角大于90o,重新从试样表面逸出，称为背散射电子。 4. 磁透镜：产生旋转对称磁场的线圈装置称为磁透镜。 5.差热分析：把试样和参比物置于相等的加热条件下，测定两者的温度差对温度或时间作图的方法。记录曲线称为差热曲线。 二、填空（每题2分，共10分） 1. X射线管中，焦点形状可分为 点焦点 和 线焦点 ，适合于衍射仪工作的是 线焦点 。 2. X射线衍射方法有 劳厄法、 转动晶体法 、 粉晶法 和 衍射仪法 。 3. TEM的分辨率是 0.1040.25 nm，放大倍数是 10080万倍；SEM的分辨率是 36 nm，放大倍数是 1530万 倍。 4. 解释扫描电子显微像镜的
5、衬度有 形貌衬度 、 原子序数衬度 和 电压衬度 三种衬度。 5. XRD 是 X 射线衍射 分析，TEM 是 透射电子显微 分析，SEM 是 扫描电子显微 分析。EPMA 是 电子探针 分析 6. 光电子能谱是在近十多年才发展起来的一种研究物质表面的 性质 和 状态 的新型物理方法。 三、问答题（42分） 1.X射线衍射的几何条件是d、必须满足什么公式？写出数学表达式，并说明d、 的意义。 （ 5分 ） 答：X射线衍射的几何条件是d、必须满足布拉格公式。（1分） 其数学表达式： 2dsin=（2dsin=n）（1分） 其中d是晶体的晶面间距。（1分） 是布拉格角，即入射线与晶面间的交角。（1
6、分） 是入射X射线的波长。（1分） 2.画图说明半高宽中点法确定衍射峰位的方法（5分） 答： 先连接衍射峰两边的背底ab，从强度极大点P作PP， 交ab于P点，PP的中点O即是峰高一半点。过O 作ab的平行线与衍射峰交于M和N点，MN中点O的角 位置即定作峰位。 3.扫描电镜的特点？（7分） 答：（1）可以观察直径为1030mm的大块试样，制样方法简单。（1分） （2）场深大，适用于粗糙表面和断口的分析观察，图像富有立体感真实感。（1分） （3）放大倍数变化范围大，15300000倍。（1分） （4）分辨率36nm。透射电镜的分辨率虽然高，但对样品厚度的要求十分苛刻，且观察的区域小。 （1分）
7、 （5）可以通过电子学方法有效地控制和改善图像的质量。（1分） （6）可进行多种功能的分析。观察阴极荧光图像和进行阴极荧光光谱分析。 （1分） （7）可使用加热、冷却和拉伸等样品台进行动态试验，观察各种环境条件下的项变及形态变化等。（1分） 4.在透射电子显微分析中，电子图像的衬度有哪几种？分别适用于哪种试样和成像方法？（3分） 答：质厚衬度、衍射衬度和相位衬度（1分） 质厚衬度：适用于非晶体薄膜和复形膜试样所成图象的解释（1分） 衍射衬度和相位衬度：适用于晶体薄膜试样所成图象的解释（1分） 5. 差热分析中对参比物有哪些要求？常用什么物质作参比物？（5分） 答；掺比物的要求： （1）.在整个
8、测温范围内无热效应。（1分） （2）.比热和导热性能与试样接近。（1分） （3）.粒度与试样相近（约50150m）。（1分） 掺比物常用物质：-Al2O3(1720K煅烧过的高纯Al2O3粉) （2分） 6.红外光谱分析主要用于哪几方面、哪些领域的研究和分析？红外光谱法有什么特点？（5分） 答：红外光谱主要用于（1）.化学组成和物相分析，（2）.分子结构研究。（2分） 应用领域：较多的应用于有机化学领域，对于无机化合物和矿物的鉴定开始较晚。（1分） 红外光谱法的特点：（1）.特征性高；（2）.不受物质的物理状态限制；（3）.测定所需样品数量少，几克甚至几毫克；（4）.操作方便，测定速度快，重复
9、性好；（5）.已有的标准图谱较多，便于查阅。（2分） 四、论述题（10分） 你认为“电子显微分析只能观察显微形貌”这种说法对吗？论述电子显微分析可对无机非金属材料进行哪些方面的分析？电子显微分析有什么特点？ 答：(答题要点) “电子显微分析只能观察显微形貌”这种说法是不对的。（1分） 电子显微分析还可对无机非金属材料进行以下方面的分析：（4分） （1）.形貌观察：颗粒（晶粒）形貌、表面形貌。 （2）.晶界、位错及其它缺陷的观察。 （3）.物相分析：选区、微区物相分析，与形貌观察相结合，得到物相大小、形态和分布信息。 （4）.晶体结构和取向分析。 电子显微分析有以下特点：（5分） （1）分辨率高：0.20.3nm （2）放大倍数高：20倍80万倍 （3）是选区、微区分析方法：可进行纳米尺度的晶体结构和化学成分分析 （4）多功能、综合性分析：形貌、成分和结构分析 五、应用题（共10分） TiO2有金红石和锐钛矿两种晶型，用溶胶-凝胶法制备TiO2纳米晶，经600煅烧后得到白色粉体。现要分析粉体的物相和粒度大小，请说明用什么分析方法？并简要说明分析过程。 答：（答题要点） 物相分析：1.用X射线衍射进行物相分析（5分） 2.用电子衍射进行物相分析 粒度分析：1.电镜（透射、扫描）（5分） 2.谢乐公式计算
