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材料微观分析 总复习 透射电镜扫描电镜能谱仪 波谱仪背散射电子衍射仪X射线衍射仪扫描隧道显微镜原子力显微镜 仪器种类 各种仪器结构 工作原理及应用 1 电子显微学部分 TEM结构与成像原理 P14 22 电子衍射原理 P32 布拉格方程 P32 倒易点阵 P34 电子衍射基本公式 P36 晶带定理 P41 衍射花样的标定 P44 50 样品制备方法 P26 2 扫描电子显微学 SEM结构与成像原理 P83 86 两种成像衬度 P89 95 SEM的应用 P4 成分分析方法 P104 110 能谱仪波谱仪 3 X射线部分 X射线产生的条件 三个条件 见后面填空题 特征X射线K系激发 L系激发 特征X射线定义P113 X射线与物质的相互作用 P114 115 X射线的衍射方向 即 利用2d sin d P49有公式 带入即可 X射线的相对积分强度公式 P1179 7式 X射线衍射谱的标定 依据 注意事项 多相物质的标定方法 找不到 参照P120 121 4 扫描探针显微镜 STM成像原理 P130 工作模式 P134 AFM成像原理 P138 139 工作模式 P139 主要应用 P135 P140 5 背散射电子衍射 背散射电子衍射花样的形成原理 P98 取向衬度的形成原理背散射电子衍射的主要应用 P99 P103 6 部分模拟试题 一 名词解释 球差 P9 色差 P10 结构因素 P37 衍射衬度 P63 相位衬度 P72 表面形貌衬度 P89 原子序数衬度 P93 二次电子 P3 背散射电子 P3 俄歇电子 P4 弹性散射 P4 非弹性散射 P4 特征X射线 P4 零层倒易截面 P42 7 二 判断题你认为是正确的请在题后面的括号中填 你认为是错误的在题后面的括号中填 1 采取稳定加速电压的方法可以有效地减小电磁透镜的色差 T 2 扫描电子显微镜的分辨率通常是指背散射电子像的分辨率 F 3 若只考虑衍射效应 在照明光源和介质一定的条件下 孔径角 越小 电磁透镜的分辨本领越高 F 4 原子力显微镜检测探针与试样之间的原子力成像 T 8 5 在透射电子显微镜中 如果把中间镜的物平面和物镜的像平面重合 则在荧光屏上得到一幅放大像 如果把中间镜的物平面和物镜的背焦面重合 则在荧光屏上得到一幅电子衍射花样 T 6 特征X射线的波长与X射线管的加速电压有关 F 7 X射线衍射分析 电子探针X射线显微分析方法均以X射线为信号源 F 8 扫描隧道显微镜可用于研究导电材料和非导电材料 F 9 判断题勘误 2 背散射电子改为二次电子3 只考虑衍射效应分辨率与孔径角成正相关 只考虑球差分辨率与孔径角成负相关 6 特征x射线波长只与原子序数有关7 电子探针是以电子为信号源的8 扫描隧道显微镜只能检测导体材料 10 三 填空题 共14分 每小题2分 1 X射线产生的条件是产生自由电子 自由电子定向高速运动 有障碍物使其突然减速 2 透射电镜主要由电子光学系统 真空系统 电源系统组成 3 利用电子束与样品作用产生的特征X射线分析样品微区成分的方法为能谱法 波谱法 4 透射电镜的图像衬度有质厚衬度 衍射衬度 相位衬度 11 5 透射电镜薄膜样品的最终减薄法有两种 分别为电解抛光 离子减薄 6 根据衍衬成像原理 透射电镜可进行二种衍衬成像操作 分别得到明场像和暗场像 7 能谱仪成分分析主要有三种工作方式 分别是点分析 线分析和面分析 8 原子力显微镜的工作模式有接触模式 轻敲模式 非接触轻敲模式 12 四 简答题 1 二次电子像景深很大 样品凹坑底部都能清楚地显示出来 从而使图像的立体感很强 其原因何在 2 分析钢中碳化物形态和成分 应选用哪种仪器 为什么 3 要确定材料的物相用什么方法 为什么 4 X射线 或电子射线 与物质相互作用产生的物理信号有哪些 5 写出基本点阵的系统消光规律 13 6 布拉格方程有哪方面的应用 7 倒空间的g矢量有哪些重要性质 8 何谓晶带定律 判断 110 021 221 121 是否同一晶带 9 写出X射线相对积分强度的计算公式 10 写出立方晶体衍射方向公式11 射线衍射与可见光镜面反射有何异同 两者相似 入射角等于反射角衍射和反射的本质区别 1 衍射是散射波相干的结果 而光反射仅发生在两种介质的界面上 2 衍射只在满足布拉格角的角度上产生 入射线与衍射线的夹角永远是2 而反射可在任意角度产生 3 反射效率可接近100 而衍射强度与入射强度相比却微乎其微 14 简答题答案 1 P87电子束发散度2 带能谱仪的扫描电镜及透射电镜 原因见各种透镜的成像原理与应用3 x射线衍射 透射电镜 电子衍射 具体原因见成像原理及应用4 P114 弹性散射 非弹性散射 特征X射线 俄歇电子5 P39表6 相结构分析 已知 求d 和成分分析 已知d 求 7 P358 P419 P117 式9 710 15 五 选择题 1 1 多晶体电子衍射花样是 B 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 不可以消除的像差是 A A 球差 B 像散 C 色差 D A B 3 可以提高TEM像衬度的光栏是 B 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 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 16 五 选择题 2 5 物镜光栏在TEM镜筒中的位置是 C A 物镜的物平面 B 物镜的像平面 C 物镜的后焦面 D 物镜的前焦面 6 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 D 多选题 A 光电子 B 二次荧光 C 俄歇电子 D A C 7 在扫描电子显微镜中 下列二次电子像衬度最亮的区域是 D A 和电子束垂直的表面 B 和电子束成30 的表面 C 和电子束成45 的表面 D 和电子束成60 的表面 17 选择题 3 8 可以探测表面1nm层厚的样品成分信息的物理信号是 D A 背散射电子 B 吸收电子 C 特征X射线 D 俄歇电子 9 扫描电子显微镜中的成分分析附件通常为 B 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 10 波谱仪与能谱仪相比 能谱仪最大的优点是 A A 快速高效 B 精度高 C 没有机械传动部件 D 价格便宜 18 电子衍射花样的标定 P44 50 1 相机常数的计算2 晶胞参数的计算3 衍射花样的标定 标准花样对照法 尝试校核法 19 小论文 熟悉各种显微仪器的应用 微观分析技术在材料研究中的应用如何对材料进行相结构 显微组织 元素分布的综合分析 自此向后为各章ppt后的习题 课本上的题大家有空也看一下 20 第二章 x射线衍射方向 1 简述布拉格方程及其应用 2 X射线衍射方向的求法 写出立方晶系X射线衍射方向公式 3 写出晶带定律 证明晶面 110 2 22 3 12 是否属于同一晶带 如果是写出晶带轴 21 电子衍射课堂练习 1 相邻原子面层的散射波其干涉加强的条件是什么 2 布拉格方程有哪两个方面的应用 3 倒易矢量g与衍射晶面之间有什么关系 何谓晶带定律 4 倒易矢量g的重要性质有哪些 5 电子衍射基本公式的内容是什么 22 某体心立方晶体的电子衍射花样为正六边形 测得基本特征平行四边形的R1 R2 R3 12 0mm R4 20 8mm已知相机常数为21 5mmAo 问题 1 标定衍射花样2 计算出该物质的晶胞参数 6 7 从Al的多晶电子衍射环上测得各环的半径分别为R1 4 5mm R2 5 25mm R3 7 25mm R4 8 5mm求相机常数K 23 第四章 X射线衍射 衍射仪法衍射线的相对强度公式是什么 并写出各项的意义 2 简单立方 面心立方 体心立方晶体的消光规律是什么 3 什么是结构因素 什么是结构消光 24 课堂练习 1 某体心立方晶体的电子衍射花样为正六边形 测得基本特征平行四边形的R1 R2 12 0mm R3 12 0mm R4 20 8mm R1和R2的夹角为60 已知相机常数为21 5mmAo R1 R2 R4 R3 问题 1 标定衍射花样 要求 画出示意图 写出晶面指数和晶带指数 2 计算出该物质的晶胞参数 25 2 某面心立方物质的单胞常数a 4 05Ao 衍射晶面111 002 022 113所对应的d值分别为2 337 2 025 1 432 1 221 从该物质的多晶电子衍射图上测得 环的半径R1 4 5mm R2 5 25mm R3 7 25mm R4 8 5mm 问题 求出相机常数K 26 习题 1 简述布拉格方程及其应用 2 试推导电子衍射的基本公式 并指出L 的物理意义 3 简述单晶子电子衍射花样的标定方法 4 说明多晶 单晶及厚单晶衍射花样的特征及形成原理 5 什么是零层倒易截面 什么叫晶带定理 说明同一晶带中各晶面与倒易矢量之间的关系 6 写出四种点阵类型的结构消光规律 27 第七章思考题 1 简述背散射电子衍射花样是如何形成的 2 背散射电子衍射技术的主要应用有哪些 3 取向成像图上的盲点是如何形成的 28 成分分析思考题 1 说明成分分析时有几种工作模式 分别用于哪些方面 2 能谱仪与波谱仪在进行微区成分时各有什么优缺点 3 能谱仪和波谱仪用于成分分析的原理各是什么 4 在断口上进行元素分析时选用什么谱仪 1 说明能谱仪和波谱仪的工作原理以