材料分析方法题.doc

1. X射线产生1)产生自由电子 2）使电子做定向高速运动 3）在其运动的路径上设置一个障碍物使电子突然减速或停止 影响因素：管电压（强度、波长）；管电流（强度）；阳极靶种类（强度）2. 透射电镜主要由几大系统构成? 各系统之间关系如何?答：三大系统:电子光学系统,真空系统,电源与控制系统。其中电子光学系统是其核心。其他系统为辅助系统。3. 衍射线在空间的方位取决于什么？而衍射线的强度又取决于什么？方位取决于：晶胞的大小、形状 强度取决于：原子的种类、个数、位置4. 什么是缺陷不可见判据? 答：缺陷不可见判据是指N=g*R 当N为整数时，缺陷不显示衍射衬度。 当N为分数是，缺陷均存在引起衍射强度的变化，显示衬度故缺陷可见。g*b=0位错线可见性判据。 如果等于零，螺型则位错线不显示衬度。 当不等于零，螺型位错线附近的衬度和完整晶体部分的衬度不同。5. 什么是衍射衬度？它与质厚衬度有什么区别？由于样品中不同位向的晶体的衍射条件不同而造成的衬度差别叫衍射衬度。区别：衍射衬度不是由原子种类和厚度造成的，而是由于晶体取向差异和晶体结构造成的。6. 布拉格方程：，d为晶面间距，为X射线波长，是入射线或反射线与晶面夹角，n为反射级数。布拉格方程的应用：1）结构分析：用已知波长的X射线去照射未知结构的晶体，通过的测量，求得晶体中各晶面的面间距。2）X射线光谱学：用已知面间距的晶体反射从样品发射出来的X射线，通过的测量，求得X射线的波长。7. 透射电镜中有哪些主要光阑? 分别安装在什么位置? 其作用如何?主要有三种光阑： 聚光镜光阑。在双聚光镜系统中, 该光阑装在第二聚光镜下方。作用: 限制照明孔径角。 物镜光阑。安装在物镜后焦面。作用:提高像衬度；减小孔径角，从而减小像差；进行暗场成像。 选区光阑: 放在物镜的像平面位置。作用:对样品进行微区衍射分析。8. 说明透射电子显微镜成像系统的主要构成？ 答：主要由物镜、物镜光栏、选区光栏、中间镜和投影镜组成。9.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？为摄取徳拜图像，应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。10.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以测出那一类应力？答：第一类内应力是在物宏观体积内存在并保持平衡的应力，称之为宏观应力。它能使衍射线产生位移。第二类应力是在数个晶粒范围内存在并保持平衡的内应力。它一般能使衍射峰宽化。第三类应力是在若干原子范围存在并保持平衡的内应力。 第一类内应力。11、电磁透镜景深和焦长主要受那些因素影响？说明电磁透镜的景深大、焦长长，是什么因素影响的结果？假设电磁透镜没有相差，也没有衍射埃利斑，即分辨率极高，此时它的景深和焦长如何？答：1）分辨率和孔隙半径。2）衍射效应和球差的存在。3）消失了。12、磁透镜的像差是怎样产生的? 如何来消除和减少像差?答：像差为球差、像散、色差。球差：由于电磁透镜的中心区域和边缘区域对电子的折射能力不符合预定的规律而造成的。 通过减小球差系数Cs值和缩小孔径半角来减小球差像散：由透镜磁场的非旋转对称而引起的。 用消散器消除像散 色差：由于入射电子波长的非单一性造成的。 采取稳定加速电压的方法。14.电子束入射固体样品表面会激发哪些信号? 它们有哪些特点和用途?答：主要有六种：1)背散射电子:能量高；来自样品表面几百nm深度范围；其产额随原子序数增大而增多.用作形貌分析、成分分析以及结构分析。2)二次电子:能量较低；来自表层510nm深度范围；对样品表面化状态十分敏感。不能进行成分分析，主要用于分析样品表面形貌。3)吸收电子:其衬度恰好和二次电子或背散射电子信号调制图像衬度相反；与背散射电子的衬度互补。吸收电子能产生原子序数衬度，即可用来进行定性的微区成分分析。4)透射电子：透射电子信号由微区的厚度、成分和晶体结构决定.可进行微区成分分析。5)特征X射线: 原子内层电子受到激发后，在能级跃迁过程中直接释放出具有特征能量和特征波长的一种电磁波辐射 元素分析6)俄歇电子:各元素的俄歇电子能量值很低；来自样品表面12nm范围。它适合做表面分析。15.扫描电镜的分辨率受哪些因素影响？用不同的信号成像时，其分辨率有何不同？所谓扫描电镜的分辨率是指用何种信号成像时的分辨率?答：1）影响因素:电子束束斑大小,检测信号类型,检测部位原子序数。2）SE和HE信号的分辨率最高,BE其次,X射线的最低。3）扫描电镜的分辨率是指用SE和HE信号成像时的分辨率。16.何为零层道易截面和晶带定理？说明同一晶带中各晶面及其倒易矢量与晶带轴之间的关系？ 答：1）零层倒易截面：和入射电子束方向垂直，经过倒易原点的倒易层面。晶带定理：因为零层倒易面上的各倒易矢量都和晶带轴垂直，固有即。2）前者平行，后者垂直。17. 扫描电镜的成像原理与透射电镜有何不同？答：扫描电子显微镜的成像原理和透射电镜的成像原理不同，扫描电子显微镜把电子束作为照明光源，把聚焦的很细的电子束以光栅状扫描方式照射到试样上，产生各种与试样有关的信息，然后加以收集和处理，从而获得微观形貌放大像。181）相干散射：散射线和入射线频率一致，位相固定，在相同方向上，这些散射线可以相互干涉加强。2）不相干散射：由于散射X射线与入射X射线波长不同，不能产生干涉效应，故称为非相干散射。 3）荧光辐射：由入射X射线所激发出来的特征X射线称为荧光辐射。4）吸收限：激发K层电子的最长波长。5）俄歇效应：原子中一个K层电子被入射的光量子击出后，L层的一个电子跃迁到K层填补空位，此时多余的能量不以 辐射X光量子的方式放出，而是被另一个L层电子获得能量跃出吸收体，这样的一个K层空位被两个L层空位代替的过程。19.埃利斑：由于衍射效应的作用，电光源在像平面上得到的并不是一个点，而是一个中心最亮，周围带有明暗相间的同心圆环的圆斑。20.系统消光：由于衍射的相互干涉，某些方向的强度会加强而某些方向的强度会减弱甚至消失。21.分辨率:是指成像物体上能分辨出的两个物点间的最小距离。 人眼0.2mm 光学显微镜0.2um22.景深：透镜物平面允许的轴向偏差定义为透镜的景深。 焦长：透镜像平面允许的轴向偏差定义为透镜的焦长。23.电子衍射的基本公式：R=Lg=Kg24. K值法:是内标法延伸。K值法同样要在样品中加入标准物质作为内标，人们经常也称之为清洗剂。K值法不作标准曲线，而是选用刚玉Al2O3作为标准物质，并在JCPDS卡片中，进行参比强度比较，K值法是一种较常用的定量分析方法。 明场成像：只让中心透射束穿过物镜光栏形成的衍衬像称为明场镜。 暗场成像：只让某一衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像称为暗场像。 中心暗场像：入射电子束相对衍射晶面倾斜角，此时衍射斑将移到透镜的中心位置，该衍射束通过物镜光栏形成的衍衬像称为中心暗场成像。25. 什么是消光距离? 影响晶体消光距离的主要物性参数和外界条件是什么?答：消光距离:由于透射波和衍射波强烈的动力学相互作用结果，使I0和Ig在晶体深度方向上发生周期性的振荡，此振荡的深度周期叫消光距离。影响因素:晶胞体积,结构因子,Bragg角,电子波长。决定X射线强度的关系式是，试说明式中各参数的物理意义?答：I0为入射X射线的强度； 为入射X射线的波长；R 为试样到观测点之间的距离；V 为被照射晶体的体积；Vc为单位晶胞体积P为多重性因