材料现代分析方法考试试卷.docx

班级学号姓名考试科目现代材料测试技术A卷开卷一、填空题（每空1分，共计20分；答案写在下面对应的空格处，否则不得分）
1.原子中电子受激向高能级跃迁或由高能级向低能级跃迁均称为_辐射跃迁__跃迁或_无辐射跃迁__跃迁。
2.多原子分子振动可分为__伸缩振动_振动与_变形振动__振动两类。
3.晶体中的电子散射包括_弹性、__与非弹性___两种。
4.电磁辐射与物质（材料）相互作用，产生辐射的_吸收_、_发射__、_散射/光电离__等，是光谱分析方法的主要技术基础。
5.常见的三种电子显微分析是_透射电子显微分析、扫描电子显微分析___和_电子探针__。
6.透射电子显微镜（TEM）由_照明__系统、_成像__系统、_记录__系统、_真空__系统和__电器系统_系统组成。
7.电子探针分析主要有三种工作方式，分别是_定点_分析、_线扫描_分析和__面扫描_分析。
二、名词解释（每小题3分，共计15分；答案写在下面对应的空格处，否则不得分）
1.二次电子二次电子：在单电子激发过程中被入射电子轰击出来的核外电子.
2.电磁辐射：在空间传播的交变电磁场。在空间的传播遵循波动方程，其波动性表现为反射、折射、干涉、衍射、偏振等。3.干涉指数：对晶面空间方位与晶面间距的标识。
4.主共振线：电子在基态与最低激发态之间跃迁所产生的谱线则称为主共振线
5.特征X射线：迭加于连续谱上，具有特定波长的X射线谱，又称单色X射线谱。
三、判断题（每小题2分，共计20分；对的用“√”标识，错的用“×”标识）
1．当有外磁场时，只用量子数n、l与m表征的原子能级失去意义。(√)
2．干涉指数表示的晶面并不一定是晶体中的真实原子面，即干涉指数表示的晶面上不一定有原子分布。(√)
3．晶面间距为d101／2的晶面，其干涉指数为（202）。(×)
4．X射线衍射是光谱法。(×)
5．根据特征X射线的产生机理，λKβ<λKα。(√)
6．物质的原子序数越高，对电子产生弹性散射的比例就越大。(√)
7．透射电镜分辨率的高低主要取决于物镜。（√）
8．通常所谓的扫描电子显微镜的分辨率是指二次电子像的分辨率。（√）
9．背散射电子像与二次电子像比较，其分辨率高，景深大。（×）
10．二次电子像的衬度来源于形貌衬度。（×）
四、简答题（共计30分；答案写在下面对应的空格处，否则不得分）
1.简述电磁波谱的种类及其形成原因？（6分）答：按照波长的顺序，可分为：（1）长波部分，包括射频波与微波。长波辐射光子能量低，与物质间隔很小的能级跃迁能量相适应，主要通过分子转动能级跃迁或电子自旋或核自旋形成；（2）中间部分，包括紫外线、可见光核红外线，统称为光学光谱，此部分辐射光子能量与原子或分子的外层电子的能级跃迁相适应；（3）短波部分，包括X射线和γ射线，此部分可称射线谱。X射线产生于原子内层电子能级跃迁，而γ射线产生于核反应。
2.什么叫结构因子？试计算体心晶胞的F与|F|2值。（5分）答：晶胞所含各原子相应方向上散射波的合成波称为结构因子。体心点阵每个晶胞中有2个同类原子，其坐标为(0,0,0)和(½,½,½)，其原子散射因子相同
在体心点阵中，只有当H+K+L为偶数时才能产生衍射
3.入射X射线比同样能量的入射电子在固体中穿入深度大的多，而俄歇电子与X光电子的逸出深度相当，原因是什么？（8分）答：由于库仑相互作用,入射电子在固体中的散射比X射线强得多,同样固体对电子的“吸收”比对X射线的吸收快得多.电子吸收主要指由于电子能量衰减而引起的强度(电子数)衰减电子激发过程有差别,多数情况下激发二次电子是入射电子能量损失的主要过程.X射线激发固体中原子内层电子使原子电离,原子在发射光电子的同时内层出现空位,此时原子(实际是离子)处于激发态,过程可称为退激发或去激发过程.退激发过程有两种互相竞争的方式,即发射特征X射线或发射俄歇电子。两者能量相似，在固体中传播时经历非弹性散射，其逸出深度近似等于非弹性散射平均自由程。
4.观察冷加工处理的金属材料中的位错应采用何种分析手段，并制定相应的样品处理流程。答：采用透射电子显微镜来分析。处理流程如下：超声切割机Ф3mm初减薄：制备厚度约100-200µm的薄片,平面磨预减薄：从圆片的一侧或两侧将圆片中心区域减薄至数µm,机械研磨终减薄：100-200nm,电解抛光或离子减薄最后得到Φ3mm有微细穿孔的薄片样品
5.试述差热分析法的原理，并讨论放热峰和吸热峰产生的原因。（6分）答：在程序控制温度条件下，测量样品与参比物（基准物，是在测量温度范围内不发生任何热效应的物质）之间的温度差与温度关系的一种热分析方法。
五、分析题（共计15分；1（8分），2（7分）答案写在下面对应的空格处，否则不得分）
1.写出<110>并做图表示，计算(110)和(111