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《材料分析测试技术》试卷（答案）
一、 填空题：(２0分,每空一分)
1、 X射线管主要由　　 阳极 、 　阴极 、与 窗口 　构成。
2、 X射线透过物质时产生得物理效应有： 散射 、 光电效应 、 透射Ｘ射线 、与 　 热 　 。　
3、 德拜照相法中得底片安装方法有： 正装　 、 反装 与　 偏装 三种。
4、 　X射线物相分析方法分: 定性 分析与 定量 分析两种；测钢中残余奥氏体得直接比较法就属于其中得 定量 　分析方法。
5、 透射电子显微镜得分辨率主要受 衍射效应 与 像差 两因素影响.
6、　今天复型技术主要应用于 　 萃取复型 来揭取第二相微小颗粒进行分析。
7、　电子探针包括 波谱仪 　与 能谱仪 成分分析仪器.
8、 扫描电子显微镜常用得信号就是 　二次电子 　 与 背散射电子。
二、 选择题：（８分,每题一分）
1、 Ｘ射线衍射方法中最常用得方法就是( ｂ )。
a． 劳厄法;b.粉末多晶法;c．周转晶体法。
2、 已知X光管就是铜靶,应选择得滤波片材料就是（ ｂ ）。
a.Co ；b、　Ｎi　;c、　Fｅ.
３、 X射线物相定性分析方法中有三种索引,如果已知物质名时可以采用（ c ）。
a．哈氏无机数值索引 ;ｂ、 芬克无机数值索引；c、　戴维无机字母索引。
4、　能提高透射电镜成像衬度得可动光阑就是（ 　 b )。
a．第二聚光镜光阑 ；b、 物镜光阑 ;c、　选区光阑。
５、 透射电子显微镜中可以消除得像差就是（ b ）.
ａ.球差　;ｂ、 像散 ；c、 色差.
6、 可以帮助我们估计样品厚度得复杂衍射花样就是( a ）.
a。高阶劳厄斑点　;b、　超结构斑点;c、 二次衍射斑点。
７、 电子束与固体样品相互作用产生得物理信号中可用于分析1nm厚表层成分得信号就是( b ）。
a．背散射电子;ｂ、俄歇电子 ;ｃ、 特征X射线。
8、　中心暗场像得成像操作方法就是( 　ｃ　 ）.
a．以物镜光栏套住透射斑;b。以物镜光栏套住衍射斑；c．将衍射斑移至中心并以物镜光栏套住透射斑。
三、 问答题：(24分，每题8分）
1. Ｘ射线衍射仪法中对粉末多晶样品得要求就是什么？
答： Ｘ射线衍射仪法中样品就是块状粉末样品，首先要求粉末粒度要大小适中，在1um—５uｍ之间；其次粉末不能有应力与织构；最后就是样品有一个最佳厚度(t　＝
2. 分析型透射电子显微镜得主要组成部分就是哪些？它有哪些功能？在材料科学中有什么应用?
答：透射电子显微镜得主要组成部分就是：照明系统,成像系统与观察记录系统。
透射电镜有两大主要功能，即观察材料内部组织形貌与进行电子衍射以了解选区得晶体结构.分析型透镜除此以外还可以增加特征X射线探头、二次电子探头等以增加成分分析与表面形貌观察功能.改变样品台可以实现高温、低温与拉伸状态下进行样品分析。
透射电子显微镜在材料科学研究中得应用非常广泛.可以进行材料组织形貌观察、研究材料得相变规律、探索晶体缺陷对材料性能得影响、分析材料失效原因、剖析材料成分、组成及经过得加工工艺等.
3. 什么就是缺陷得不可见性判据?如何用不可见性判据来确定位错得布氏矢量？
答：所谓缺陷得不可见性判据就是指当晶体缺陷位移矢量所引起得附加相位角正好就是π得整数倍时,有缺陷部分与没有缺陷部分得样品下表面衍射强度相同,因此没有衬度差别,故而瞧不缺陷。
利用缺陷得不可见性判据可以来确定位错得布氏矢量。具体做法就是先瞧到位错，然后转动样品，选择一个操作反射ｇ1，使得位错不可见。这说明g1与位错布氏矢量垂直;再选择另一个操作反射g２，使得位错不可见；那么g１ × ｇ２ 就等于位错布氏矢量 b。
四、 证明题：20分
1. 证明衍射分析中得厄瓦尔德球图解与布拉格方程等价。
以入射X射线得波长λ得倒数为半径作一球（厄瓦尔德球），将试样放在球心Ｏ处,入射线经试样与球相交于O＊；以Ｏ*为倒易原点，若任一倒易点G落在厄瓦尔德球面上,则Ｇ对应得晶面满足衍射条件产生衍射。
证明:如图，令入射方向矢量为k（k　＝ 1/λ)，衍射方向矢量为k,，衍射矢量为ｇ。则有ｇ =　２ksiｎθ.∵g＝1/d；ｋ=１/λ，∴2dsｉnθ=λ。即厄瓦尔德球图解与布拉格方程等价.
2. 作图并证明公式：Rd=Lλ。
作图:以1/λ为半径作厄瓦尔德球面，入射线经试样Ｏ与厄瓦尔德球面交于Ｏ＊点,与荧光屏交于O，点；衍射线与厄瓦尔德球面交于G点,与荧光屏交于Ａ点.O＊G　就是倒易矢量ｇ,Ｏ,A=R，O O，=L。

∵透射电子显微镜得孔径半角很小（2－3°)
∴可近似认为g//R
有⊿OO＊G≌⊿Ｏ　Ｏ，A
ＯＯ＊/L =　g／R
将OO＊＝1/λ，g　= 1/ｄ代入上式
得：Rｄ＝Ｌλ
五、 综合题:(28分）
1. 为使Cukα线得强度衰减1／2,需要多厚得Ni滤波片？(Nｉ得 　 　 　μm=49、２/cm2g－1 ,ρ=8、9/ｇcm－３)。(10分）
解：根据强度衰减公式I = I0e-μmρX
1／2 = ｅ－49、2*8、9X
X　＝ ｌn2/4９、２*8、９ = １5、83um
2. 有一金属材料得多晶粉末电子衍射花样为六道同心圆环，其半径分别就是：8、４２mm,11、8８mm，14、5２mm,16、84mｍ，18、８８mm,2０、49mｍ；相机常数Ｌλ=17、00mmÅ。请标定衍射花样并求晶格常数。（10分）
解：已知R1＝8、４2;R2=11、8８；R3=14、５2；Ｒ4=16、８4；Ｒ5=18、88;R6=２0、４９
有R12=70、89６４；Ｒ22=１41、13４４;R32=２1０、８304；R４2=283、5856;R52=356、4544；R６2=４１9、8401.
R1２/ R1２= 1；R22/R12= 1、99; R32/Ｒ12＝ 2、９７；Ｒ42 /Ｒ12= 4；Ｒ5２/ R１2= 5、02；Ｒ６2/ Ｒ１２=5、9２。
有N数列为：1 :2 :3 ：4 :5 ：6　。
由于金属材料中很少就是简单立方结构,故考虑N数列为：2 :4　:６ :８：10　:12.这就是体心立方晶体结构,其值对应得晶面族指数就是：11０；２０0;2１１；2２0；３10;2２2。
根据电子衍射基本公式Rｄ＝Ｌλ，有
d1＝２、019;d2=１、４31；d3=1、171;d4=1、０0９;d5＝0、９０0；ｄ6=0、８29。
根据立方晶体晶面间距公式
a = 2、86Å
3. 分析电子衍射与X射线衍射有何异同？（8分)
答：电子衍射得原理与X射线衍射相似，就是以满足(或基本满足)布拉格方程作为产生衍射得必要条件。
首先，电子波得波长比X射线短得多,在同样满足布拉格条件时,它得衍射角θ很小，约为10
rad.而X射线产生衍射时,其衍射角最大可接近π／2.
其次,在进行电子衍射操作时采用薄晶样品，薄样品得倒易阵点会沿着样品厚度方向延伸成杆状,因此,增加了倒易阵点与爱瓦尔德球相交截得机会,结果使略微偏离布拉格条件得电子束也能发生衍射。
第三,因为电子波得波长短，采用爱瓦尔德球图解时，反射球得半径很大,在衍射角θ较小得范围内反射球得球面可以近似地瞧成就是一个平面,从而也可以认为电子衍射产生得衍射斑点大致分布在一个二维倒易截面内。这个结果使晶体产生得衍射花样能比较直观地反映晶体内各晶面得位向，给分析带来不少方便。
最后，原子对电子得散射能力远高于它对X射线得散射能力(约高出四个数量级），故电子衍射束得强度较大，摄取衍射花样时暴光时间仅需数秒钟。

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