资源描述
第一章 一、选择题 1.用来进行晶体结构分析的 X射线学分支是（ B ） A.X射线透射学； B.X射线衍射学； C.X射线光谱学； D.其它 2. M 层电子回迁到 K 层后，多余的能量放出的特征 X 射线 称（ B ） 考了 A. K ； B. K ； C. K ； D. L 。 3. 当 X 射线 发生装置是 Cu 靶，滤波片应选（ C ） A Cu； B. Fe； C. Ni； D. Mo。 4. 当电子把所有能量都转换为 X 射线 时，该 X 射线 波长称（ A ） A. 短波限 0； B. 激发限 k； C. 吸收限； D. 特征 X 射线 5.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） 二、正误题 1. 随 X 射线 管的电压升高， 0和 k都随之减小。（ F ） 2. 激发限与吸收限是一回事，只是从不同角度看问题。（ T ） 3. 经滤波后的 X 射线 是相对的单色光。（ T ） 4. 产生特征 X 射线 的前提是原子内层电子被打出核外，原子处于激发状态。（ T ） 5. 选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料，而不 需要考虑厚度。（ F ） 三、填空题 1. 当 X 射线 管电压超过临界电压就可以产生 X 射线 和 X 射线 。 2. X 射线 与物质相互作用可以产生 、 、 、 、 、 、 、 。 考试题 3. 经过厚度为 H 的物质后， X 射线 的强度为 。 4. X 射线 的本质既是 也是 ，具有 性。 考试题 5. 短波长的 X 射线 称 ，常用于 ；长波长的 X 射线 称 ，常用于 。 习题 计算题去年没考 1. X 射线学有几个分支？每个分支的研究对象是什么？ 背 2. 分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？ （ 1）用 CuK X射线激发 CuK 荧光辐射； （ 2）用 CuK X射线激发 CuK 荧光辐射； （ 3）用 CuK X射 线激发 CuL 荧光辐射。 3. 什么叫“ 相干散射”、“非相干散射 名词解释 ”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”、“发 射谱”、“吸收谱”？ 定义搞清楚 4. X 射线的本质是什么？ （填空考了） 它与可见光、紫外线等电磁波的主要区别何在？用 哪些物理量描述它？ 5. 产生 X射线需具备什么条件？ 背 6. 射线具有波粒二象性，其微粒性和波动性分别表现在哪些现象中？ （填空考了） 7. 计算当管电压为 50 kv时，电子在与靶碰撞时的速度与动能以及所发射的连续谱的短波 限和光子的最大动能。 8. 特征 X射线与荧光 X射线的产生机理有何异同？某物质的 K系荧光 X射 线波长是否等于 它的 K系特征 X射线波长？ 理解 9. 连续谱是怎样产生的？ 理解 其短波限 VeVhc 3 0 1024.1 与某物质的 吸收限 kkk VeV hc 31024.1 有何不同（ V 和 VK以 kv 为单位）？ 10. 射线与物质有哪些相互作用？ 填空考了 规律如何？对 x 射线分析有何影响？反冲电 子、光电子和俄歇电子有何不同？ 以下没考 11. 试计算当管压为 50kv 时，射线管中电子击靶时的速度和动能，以及所发射的连续谱 的短波限和光子的最大能量是多少？ 12. 为什么会出现吸收限？ K 吸收限为什么只有一个而 L 吸收限有三个？当激发 X 系荧光 射线时，能否伴生 L系？当 L系激发时能否伴生 K系？ 13. 已知钼的 K 0.71，铁的 K 1.93及钴的 K 1.79，试求光子的频率和能量。 试计算钼的 K 激发电压，已知钼的 K 0.619。已知钴的 K激发电压 VK 7.71kv，试求 其 K。 14. X 射线实验室用防护铅屏厚度通常至少为 lmm，试计算这种铅屏对 CuK、 MoK辐射的 透射系数各为多少？ 15. 如果用 1mm厚的铅作防护屏，试求 CrK 和 MoK 的穿透系数。 16. 厚度为 1mm的铝片能把某单色射线束的强度降低为原来的 23.9，试求这种射线的 波长。 试 计算含 Wc 0.8， Wcr 4， Ww 18的高速钢对 MoK辐射的质量吸收系数。 17. 欲使钼靶射线管发射的射线能激发放置在光束中的铜样品发射 K系荧光辐射，问需 加的最低的管压值是多少？所发射的荧光辐射波长是多少？ 18. 什么厚度的镍滤波片可将 CuK 辐射的强度降低至入射时的 70？如果入射 X射线束中 K 和 K 强度之比是 5： 1，滤波后的强度比是多少？已知 m 49.03cm 2 g， m 290cm 2 g。 19. 如果 Co的 K 、 K 辐射的强度比为 5： 1，当通过涂有 15mg cm2的 Fe2O3滤波片后，强度 比是多少 ？已知 Fe2O3 的 =5.24g cm3，铁对 CoK 的 m 371cm2 g，氧对 CoK 的 m 15cm2 g。 20. 计算 0.071 nm（ MoK ）和 0.154 nm（ CuK ）的射线的振动频率和能量。（答案： 4.23 1018s-l， 2.80 10-l5J， 1.95 1018s-1， l.29 10-15J） 21. 以铅为吸收体，利用 MoK 、 RhK 、 AgK X 射线画图，用图解法证明式（ 1-16）的正确性。 （铅对于上述射线的质量吸收系数分别为 122.8， 84.13， 66.14 cm2 g）。再由曲线 求出铅 对应于管电压为 30 kv条件下所发出的最短波长时质量吸收系数。 22. 计算空气对 CrK 的质量吸收系数和线吸收系数（假设空气中只有质量分数 80的氮和 质量分数 20的氧，空气的密度为 1.29 10-3g cm3）。（答案： 26.97 cm2 g， 3.48 10-2 cm-1 23. 为使 CuK 线的强度衰减 1 2，需要多厚的 Ni 滤波片？（ Ni的密度为 8.90g cm3）。 CuK 1和 CuK 2的强度比在入射时为 2： 1，利用算得的 Ni滤波片之后其比值会有什么变化？ 24. 试计算 Cu 的 K 系激发电压。（答案： 8980） 25. 试计算 Cu 的 K l射线的波长。（答案： 0.1541 nm） . 第二章 一、 选择题 1.有一倒易矢量为 cbag 22 ，与它对应的正空间晶面是（ C ）。 A. （ 210）； B. （ 220）； C. （ 221）； D. （ 110）；。 2.有一体心立方晶体的晶格常数是 0.286nm，用铁靶 K （ K =0.194nm） 照射该晶体能产 生（ B ）衍射线。 A. 三条； B .四条； C. 五条； D. 六条。 3.一束 X 射线照射到晶体上能否产生衍射取决于（ C ）。 A是否满足布拉格 条件； B是否衍射强度 I 0； C A+B； D晶体形状。 4.面心立方晶体（ 111）晶面族的多重性因素是（ B ）。 考类似的了 A 4； B 8； C 6； D 12。 二、 正误题 1.倒易矢量能唯一地代表对应的正空间晶面。（ T ） 2.X 射线衍射与光的反射一样，只要满足入射角等于反射角就行。（ F ） 3.干涉晶面与实际晶面的区别在于：干涉晶面是虚拟的，指数间存在公约数 n。（ T ） 4.布拉格方程只涉及 X 射线衍射方向，不能反映衍射强度。（ T ） 5.结构因子 F 与形状因子 G 都是晶体结构对衍射强度的 影响因素。（ T ） 三、 填空题 1. 倒易矢量的方向是对应正空间晶面的 法线方向 ；倒易矢量的长度等于对应 晶面 面间距 。 2. 只要倒易阵点落在厄瓦尔德球面上，就表示该 满足 条件，能产生 。 3. 影 响 衍 射 强 度 的 因 素 除 结 构 因 素 、 晶 体 形 状 外 还 有 ， ， ， 。 4. 考虑所有因素后的衍射强度公式为 ，对于粉末多 晶的相对强度为 。 5. 结构振幅用 F 表示，结构因素用 F 表示，结构因素 =0 时没有衍射我们称 或 。对于有序固溶体，原本消光的地方会出现 衍射 。 产生衍射的条件考了 四、 名词解释 1. 倒易点阵 2. 系统消光 3. 衍射矢量 4. 形状因子 5. 相对强度 1、试画出下列晶向及晶面（均属立方晶系）： 111。 121， 212 ，（ 01 0）（ 110），（ 123） （ 211 ）。 2、下面是某立方晶系物质的几个晶面间距，试将它们从大到小按次序重新排列。（ 123 ）（ 100） （ 200）（ 3 11）（ 121）（ 111）（ 2 10）（ 220）（ 030）（ 22 1）（ 110） 3、当波长为 的 X 射到晶体并出现衍射线时，相邻 两个（ hkl）反射线的程差是多少？相邻 两个（ HKL）反射线的程差又是多少？ 4、画出 Fe2B 在平行于（ 010）上的部分倒易点。 Fe2B 属正方晶系，点阵参数 a=b=0.510nm,c=0.424nm。 5、判别下列哪些晶面属于 1 11晶带：（ 110），（ 13 3），（ 11 2），（ 132），（ 01 1），（ 212）。 6、试计算（ 3 11）及（ 132）的共同晶带轴。 7、铝为面心立方点阵， a=0.409nm。今用 CrKa（ =0.209nm）摄照周转晶体相， X 射线垂 直于 001。试用厄瓦尔德图解法原理判断下列晶面有无可能参与衍射：（ 111），（ 200），（ 220）， （ 311），（ 331），（ 420）。 8、画出六方点阵（ 001） *倒易点，并标出 a*,b*，若一单色 X 射线垂直于 b 轴入射，试用 厄尔德作图法求出（ 120）面衍射线的方向。 9、试简要总结由分析简单点阵到复杂点阵衍射强度的整个思路和要点。 10、试述原子散射因数 f 和结构因数 2HKLF 的物理意义。结构因数与哪些因素有关系 ? 11、计算结构因数时，基点的选择原则是什么 ?如计算面心立方点阵，选择 (0， 0， 0)（ 1， 1， 0）、 (0， 1， 0)与 (1， 0， 0)四个原子是否可以，为什么 ? 12、当体心立方点阵的体心原子和顶点原子种类不相同时 ，关于 H+K+L=偶数时，衍射存在， H+K+L=奇数时，衍射相消的结论是否仍成立 ? 13、计算钠原子在顶角和面心，氯原子在棱边中心和体心的立方点阵的结构因数，并讨论。 14、今有一张用 CuKa 辐射摄得的钨 (体心立方 )的粉末图样，试计算出头四根线条的相对积 分强度 不计 e-2M和 A（ ） 。若以最强的一根强度归一化为 100，其他线强度各为多少 ? 这些线条的 值如下，按下表计算。 线条 /(*) HKL P 1sin nm f F2 PF2 强度 归一化 1 2 3 4 20.3 29.2 36.4 43.6 第三章 五、 选择题 1.最常用的 X 射线衍射方法是（ B ）。 A. 劳厄法； B. 粉末多 晶 法； C. 周转晶体法； D. 德拜法。 2.德拜法中有利于提高测量精度的底片安装方法是（ C ）。 A. 正装法； B. 反装法； C. 偏装法； D. A+B。 3.德拜法中对试样的要求除了无应力外，粉末粒度应为（ C ）。 A. 250 目； C. 在 250-325 目之间； D. 任意大小。 4.测角仪中，探测器的转速与试样的转速关系是（ B ）。 A. 保持同步 1 1 ； B. 2 1 ； C. 1 2 ； D. 1 0 。 5.衍射仪法中的试样形状是（ B ）。 A. 丝状粉末多晶； B. 块状粉末多晶； C. 块状单晶； D. 任意形状。 六、 正误题 1.大直径德拜相机可以提高衍射线接受分辨率，缩短暴光时间。（ F ） 2.在衍射仪法中，衍射几何包括二个圆。一个是测角仪圆，另一个是辐射源、探测器与试样 三者还必 须位于同一聚焦圆。（ F ） 3.选择小的接受光栏狭缝宽度，可以提高接受分辨率，但会降低接受强度。（ T ） 4.德拜法比衍射仪法测量衍射强度更精确。（ F ） 5.衍射仪法和德拜法一样，对试样粉末的要求是粒度均匀、大小适中，没有应力。（ T ） 七、 填空题 1. 在粉末多晶衍射的照相法中包括 、 和 。 2. 德拜相机有两种，直径分别是 和 mm。测量角时，底片上每毫米对应 和 。 3. 衍射仪的核心是测角仪圆，它由式样 、 和 光源 共同组成。 4. 可以用作 X 射线探测器的有 、 和 等。 5. 影响衍射仪实验结果的参数有 、 和 等。 八、 名词解释 没考这几个 1. 偏装法 2. 光栏 3. 测角仪 4. 聚焦圆 5. 正比计数器 6. 光电倍增管 习题： 1. CuK 辐射（ =0.154 nm）照射 Ag（ f.c.c）样品，测得第一衍射峰位置 2 =38，试 求 Ag 的点阵常数。 2. 试总结德拜法衍射花样的背底来源，并提出一 些防止和减少背底的措施。 3. 粉末样品颗粒过大或过小对德拜花样影响如何？为什么？板状多晶体样品晶粒过大或 过小对衍射峰形影响又如何？ 4. 试从入射光束、样品形状、成相原理（厄瓦尔德图解）、衍射线记录、衍射花样、样品 吸收与衍射强度（公式）、衍射装备及应用等方面比较衍射仪法与德拜法的异同点。 5. 衍射仪与聚焦相机相比，聚焦几何有何异同？ 6. 从一张简单立方点阵物的德拜相上，已求出四根高角度线条的角（系由 CuK所产生） 及对应的干涉指数，试用“ a-cos2”的图解外推法求出四位有效数字的点阵参数。 HKL 532 620 443 541 611 540 621 .角 72.08 77.93 81.11 87.44 7. 根据上题所给数据用柯亨法计算点阵参数至四位有效数字。 8. 用背射平板相机测定某种钨粉的点阵参数。从底片上量得钨的 400 衍射环直径 2Lw 51.20 毫米，用氮化钠为标准样，其 640 衍射环直径 2LNaCl 36.40 毫米。若此二衍射环 均系由 CuK l 辐射引起，试求精确到四位数字的钨粉的点阵参数值。 9. 试用厄瓦尔德图解来说明德拜衍射花样的形成。 10. 同一粉末相上背射区线条与透射区线条比较起来其较高还是较低？相应的 d较大还是 较小？既然多晶粉末的晶体取向是混乱的，为何有此必然的规律 11. 衍射仪测量在人射光束、试样形状、试样吸收以及衍射线记录等方面与德拜法有何不 同？ 12. 测角仪在采集衍射图时，如果试样表面转到与入射线成 30角，则计数管与人射线所成 角度为多少？能产生衍射的晶面，与试样的自由表面呈何种几 何关系？ 13. Cu K 辐射（ 0.154 nm）照射 Ag（ f.c.c）样品，测得第一衍射峰位置 2 =38， 试求 Ag 的点阵常数。 14. 试总结德拜法衍射花样的背底来源，并提出一些防止和减少背底的措施。 15. 图题为某样品德拜相（示意图），摄照时未经滤波。巳知 1、 2 为同一晶面衍射线， 3、 4 为另一晶面衍射线试对此现象作出解释 16. 粉未样品颗粒过大或过小对德拜花样影响如何？为什么？板状多晶体样品晶粒过大或 过小对衍射峰形影响又如何？ 17. 试从入射光束、样品形状、成相原理（厄瓦尔德图解）、衍射线记录、衍射花样、样品 吸收与衍射强度 （公式）、衍射装备及应用等方面比较衍射仪法与德拜法的异同点。 18. 衍射仪与聚焦相机相比，聚焦几何有何异同？ 第四章 九、 选择题 1.测定钢中的奥氏体含量，若采用定量 X 射线物相分析，常用方法是（ C ）。 A. 外标法； B. 内标法； C. 直接比较法； D. K值法。 2. X 射线物相定性分析时，若已知材料的物相可以查（ C ）进行核对。 A. Hanawalt索引； B. Fenk 索引； C. Davey 索引； D. A 或 B。 3.德拜法中精确测定点阵常数其系统误差来源于（ D ）。 A. 相机尺寸误差； B. 底片伸缩； C. 试样偏心； D. A+B+C。 4.材料的内应力分为三类， X 射线衍射方法可以测定（ D ）。 A. 第一类应力（宏观应力）； B. 第二类应力（微观应力）； C. 第三类应力； D. A+B+C。 5.Sin2测量应力，通常取为（ D ）进行测量。 A. 确定的角； B. 0-45之间任意四点； C. 0、 45两点； D. 0、 15、 30、 45四点。 十、 正误题 1.要精确测量点阵常数。必须首先尽量减少系统误差，其次选高角度角，最后还要用直线 外推法或柯亨法进行数据处理。（ T ） 2. X 射线衍射之所以可以进行物相定性分析，是因为没有两种物相的衍射花样是完全相同 的。（ T ） 3.理论上 X射线物相定性分析可以告诉我们被测材料中有哪些物相，而定量分析可以告诉我 们这些物相的含量有多少。（ T ） 4.只要材料中有应力就可以用 X 射线来检测。（ F ） 5.衍射仪和应力仪是相同的，结构上没有区别。（ F ） 十一、 填空题 6. 在一定的情况下， ， sin ；所以精确测定点阵常数应选择 。 7. X 射线物相分析包括 和 ，而 更常用更广泛。 8. 第一类应力导致 X 射线衍射线 ；第二类应力导致衍射线 ；第三类应力导 致衍射线 。 9. X 射线测定应力常用仪器有 和 ，常用方法有 和 。 10. X 射线物相定量分析方法有 、 、 等。 十二、 名词解释 没考 1. 柯亨法 2. Hanawalt 索引 3. 直接比较法 4. Sin2法 习题 1. A TiO2（锐铁矿）与 R TiO2（金红石：）混合物衍射花样中两相最强线强度比 I A TiO2 IR-TO2 1.5。试用参比强度法计算两相各自的质量分数。 2. 求淬火后低温回火的碳钢样品，不含碳化物（经金相检验）， A（奥氏体）中含碳 1， M （马氏体）中含碳量极低。经过衍射测得 A220 峰积分强度为 2.33（任意单位）， M200 峰积分强度为 16.32，试计算该钢中残留奥氏体的体积分数（实验条件： Fe K 辐射， 滤波，室温 20， -Fe 点阵参数 a=0.286 6 nm，奥氏体点阵参数 a=0.3571 0.0044wc， wc为碳的质量分数。 3. 在 Fe 2O3Fe 2O3及 Fe3O4混合物的衍射 图样中，两根最强线的强度比 I Fe2O3/I Fe3O4=1.3， 试借助于索引上的参比强度值计算 Fe 2O3的相对含量。 4. 一块淬火 +低温回火的碳钢，经金相检验证明其中不含碳化物，后在衍射仪上用 FeK 照射，分析出 相含 1%碳， 相含碳极低，又测得 220 线条的累积强度为 5.40， 211 线条的累积强度为 51.2，如果测试时室温为 31，问钢中所含奥氏体的体积百分数为 多少？ 5. 一个承受上下方向纯拉伸的多晶试样，若以 X 射线垂直于拉伸轴照射，问在其背射照片 上衍射环的形状是什么样的？为什么？ 6. 不必用无应力标准试样对 比，就可以测定材料的宏观应力，这是根据什么原理？ 7. 假定测角仪为卧式，今要测定一个圆柱形零件的轴向及切向应力，问试样应该如何放 置？ 8. 总结出一条思路，说明平面应力的测定过程。 9. 今要测定轧制 7 3 黄铜试样的应力，用 CoK照射（ 400），当 0时测得 2 150.1，当 45时 2 150.99，问试样表面的宏观应力为若干？（已知 a 3.695 埃， E 8.83 10 1010牛米 2， =0.35） 10. 物相定性分析的原理是什么？对食盐进行化学分析与物相定性分析，所得信息有何不 同？ 11. 物相定量分析的原理是 什么？试述用 K值法进行物相定量分析的过程。 12. 试借助 PDF（ ICDD）卡片及索引，对表 1、表 2 中未知物质的衍射资料作出物相鉴定。 表 1。 d/ I/I1 d/ I/I1 d/ I/I1 3.66 50 1.46 10 1.06 10 3.17 100 1.42 50 1.01 10 2.24 80 1.31 30 0.96 10 1.91 40 1.23 10 0.85 10 1.83 30 1.12 10 1.60 20 1.08 10 表 2。 d/ I/I1 d/ I/I1 d/ I/I1 2.40 50 1.26 10 0.93 10 2.09 50 1.25 20 0.85 10 2.03 100 1.20 10 0.81 20 1.75 40 1.06 20 0.80 20 1.47 30 1.02 10 13. 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 法可测出哪一类应力？ 大题考了 14. 一无残余应力的丝状试样，在受到轴向拉伸载荷的情况下，从垂直丝轴的方向用单色 射线照射，其透射针孔相上的衍射环有何特点？ 15. 射线应力仪的测角器 2扫描范围 143 163，在没有“应力测定数据表”的情况 下，应如何为待测应力的试件选择合适的射线管和衍射面指数（以 Cu 材试件为例说 明之）。 16. 在水平测角器的衍射仪上安装一侧倾附件，用侧倾法测定轧制板材的残余应力，当测量 轧向和横向应力时，试样应如何放置？ 17. 用侧倾法测量试样的残余应力，当 0和 45时，其 x 射线的穿透深度有何变化？ 18. A-TiO2（锐钛矿）与 R-TiO2（金红石）混合物衍射花样中两相最强线强度比 I A-TiO2 I R-TiO2 1 5试用参比强度法计算两相各自的质量分数。 19. 某淬 火后低温回火的碳钢样品，不含碳化物（经金相检验）。 A（奥氏体中含碳 1， M （马氏体）中含碳量极低。经过衍射测得 A220峰积分强度为 2.33（任意单位 M211峰积 分强度为 16.32。试计算该钢中残留奥氏体的体积分数（实验条件： Fe K辐射，滤波， 室温 20。 Fe 点阵参数 a 0.286 6 nm，奥氏体点阵参数 a 0。 3571 0.0044Wc， Wc为碳的质量分数）。 20. 某立方晶系晶体德拜花样中部分高角度线条数据如右表所列。试用“ a 一 cos2”的图 解外推法求其点阵常数（准确到 4位有效数字）。 H2+K2+L2 Sin2 38 0.9114 40 0.9563 41 0.9761 42 0.9980 21. 欲在应力仪（测角仪为立式）上分别测量圆柱形工件之轴向、径向及切向应力 工件各应如何放置？ 第五章 十三、 选择题 1.若 H-800电镜的最高分辨率是 0.5nm，那么这台电镜的有效放大倍数是（ C ）。 A. 1000； B. 10000； C. 40000； D.600000。 填空题计算有效放大倍数 2. 可以消除的像差是（ B ）。 A. 球差； B. 像散； C. 色差； D. A+B。 3. 可以 提高 TEM的衬度的光栏是（ 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。 5.选区光栏在 TEM 镜筒中的位置是（ B ）。 A. 物镜的物平面； B. 物镜的像平面 C. 物镜的背焦面； D. 物镜的前焦面。 十四、 正误题 1.TEM 的分辨率既受衍射效应影响，也受透镜的像差影响。（ T ） 2.孔径半角是影响分辨率 的重要因素， TEM 中的角越小越好。（ F ） 3.有效放大倍数与仪器可以达到的放大倍数不同，前者取决于仪器分辨率和人眼分辨率，后 者仅仅是仪器的制造水平。（ T ） 4.TEM 中主要是电磁透镜，由于电磁透镜不存在凹透镜，所以不能象光学显微镜那样通过凹 凸镜的组合设计来减小或消除像差，故 TEM中的像差都是不可消除的。（ F ） 5.TEM 的景深和焦长随分辨率 r0的数值减小而减小；随孔径半角的减小而增加；随放大 倍数的提高而减小。（ F ） 十五、 填空题 11. TEM中的透镜有两种，分别是 和 。 12. TEM 中的三个可动光栏分别是 位于 ， 位 于 ， 位于 。 13. TEM成像系统由 、 和 组成。 14. TEM 的主要组成部分是 、 和观 ；辅助部分 由 、 和 组成。 15. 电磁透镜的像差包括 、 和 。 十六、 名词解释 5. 景深与焦长 6. 电子枪 7. 点分辨与晶格分辨率 8. 消像散器 9. 选区衍射 10. 分析型电镜 11. 极靴 12. 有效放大倍数 13. Ariy 斑 14. 孔径半角 思考题 1. 什么是分辨率，影响透射电子显微镜分辨率的因素是哪些？ 2. 有效放大倍数和放大倍数在意义上有何区别？ 3. 球差、像散和色差是怎样造成的？如何减小这些像差？哪些是可消除的像差？ 4. 聚光镜、物镜和投影镜各自具有什么功能和特点？ 5. 影响电磁透镜景深和焦长的主要因素是什么？景深和焦长对透射电子显微镜的成 像和 设计有何影响？ 6. 消像散器的作用和原理是什么？ 7. 何为可动光阑？第二聚光镜光阑、物镜光阑和选区光阑在电镜的什么位置？它们各具有 什么功能？ 8. 比较光学显微镜和电子显微镜成像的异同点。电子束的折射和光的折射有何异同点？ 大 题考 9. 比较静电透镜和磁透镜的聚焦原理。 10. 球差、色差和像散是怎样造成的？用什么方法可以减小这些像差？ 11. 说明透镜分辨率的物理意义，用什么方法提高透镜的分辨率？ 12. 电磁透镜的景深和焦长是受哪些因素控制的？ 13. 说明透射电镜中物镜和中间镜在成像时的作用。 14. 物镜光阑和选区光阑各具有怎样的功能 15. 点分辨率和晶格分辨率 在意义上有何不同？ 16. 电子波有何特征？与可见光有何异同？ 17. 分析电磁透镜对电子波的聚焦原理，说明电磁透镜结构对聚焦能力的影响。 18. 说明影响光学显微镜和电磁透镜分辨率的关键因素是什么？如何提高电磁透分辨率？ 19. 电磁透镜景深和焦长主要受哪些因素影响？说明电磁透镜的景深大、焦长长，是什么因 素影响的结果？假设电磁透镜没有像差，也没有衍射 Airy 斑，即分辨率极高，此时景 深和焦长如何？ 20. 透射电镜主要由几大系统构成？各系统之间关系如何？ 21. 照明系统的作用是什么？它应满足什么要求？ 22. 成像系统的主要构成及其特点是什么？ 23. 分别说明成 像操作与衍射操作时各级透镜（像平面与物平面）之间的相对位置关系，并 画出光路图。 24. 样品台的结构与功能如何？它应满足哪些要求？ 25. 透射电镜中有哪些主要光阑，在什么位置？其作用如何？ 26. 如何测定透射电镜的分辨卒与放大倍数。电镜的哪些主要参数控制着分辨率与放 大倍数？ 第六章 十七、 选择题 1.单晶体电子衍射花样是（ A ）。 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. 薄片状晶体的倒易点形状是（ C ）。 A. 尺寸很小的倒易点； B. 尺寸很大的球； C. 有一定长度的倒易杆； D. 倒易圆盘。 3. 当偏离矢量 S0 时，倒易点是在厄瓦尔德球的（ A ）。 A. 球面外； B. 球面上； C. 球面内； D. B+C。 4. 能帮助消除 180不唯一性的复杂衍射花样是（ A ）。 A. 高阶劳厄斑； B. 超结构斑点； C. 二次衍射斑； D. 孪晶斑点。 5. 菊池线可以帮助（ D ）。 A. 估计样品的厚度； B. 确定 180不唯一性； C. 鉴别有序固溶体； D. 精确测定晶体取向。 6. 如果单晶体衍射花样是正六边形，那么晶体结构是（ D ）。 A. 六方结构； B. 立方结构 ； C. 四方结构； D. A或 B。 十八、 判断题 1.多晶衍射环和粉末德拜衍射花样一样，随着环直径增大，衍射晶面指数也由低到高。（ F ） 2.单晶衍射花样中的所有斑点同属于一个晶带。（ T ） 3.因为孪晶是同样的晶体沿孪晶面两则对称分布，所以孪晶衍射花样也是衍射斑点沿两则对 称分布。（ ） 4.偏离矢量 S=0时，衍射斑点最亮。这是因为 S=0时是精确满足布拉格方程，所以衍射强度 最大。（ T ） 5.对于未知晶体结构，仅凭一张衍射花样是不能确定其晶体结构的。还要从不同位向拍摄多 幅衍射花样，并根据材料成分、 加工历史等或结合其它方法综合判断晶体结构。（ F ） 6.电子衍射和 X射线衍射一样必须严格符合布拉格方程。（ F ） 十九、 填空题 16. 电子衍射和 X 射线衍射的不同之处在于 不同、 不同，以及 不同。 17. 电子衍射产生的复杂衍射花样是 、 、 、 和 。 18. 偏离矢量 S的最大值对应 倒易杆 的长度，它反映的是角 偏离 布拉格方程的程度。 19. 单晶体衍射花样标定中最重要的一步是 。 20. 二次衍射可以使密排六方、金刚石结构的花样中在 产生衍射花样，但 体心立方和面心立方结构的花样中 。 二十、 名词解释 15. 偏离矢量 S 16. 180不唯一性 17. 菊池线 18. 高阶劳厄斑 习题 尝试 -校核法考大题 6-1从原理及应用方面分析电子衍射与 X衍射在材料结构分析中的异、同点。 6-2用爱瓦尔德图解法证明布拉格定律。 大题 6-3试推导电子衍射的基本公式，并指出 L 的物理意义。 6-4简述单晶子电子衍射花样的标定方法。 6-5说明多晶、单晶及厚单晶衍射花样的特征及形成原理。 6-6下图为 18Cr2N4WA 经 900油淬后在透射电镜下摄得的选区电子衍射花样示意图，衍 射花样中有马氏体和奥氏体两套斑点，请对其指数斑点进行标定。 6-1 18Cr2N4WA经 900油淬后电子衍射花样示意图 R1=10.2mm, R1=10.0mm, R2=10.2mm R2=10.0mm, ,R3=14.4mm , R3=16.8mm, R1和 R2间夹角为 90 ， R1和 R2间夹角为 70, L=2.05 mmnm 6-7下图为 18Cr2N4WA经 900油淬 400回火后在透射电镜下摄得的渗碳体选区电子衍射 花样示意图，请对其指数斑点进行标定。 R1=9.8mm, R2=10.0mm, =95, L=2.05 mmnm 6-8为何对称入射时，即只有倒易点阵原点在爱瓦尔德球面上，也能得到除中心斑点以外 的一系列衍射斑点？ 6-9举例说明如何用选区衍射的 方法来确定新相的惯习面及母相与新相的位相关系。 6-10试正明倒易矢 g 与所对应的（ hkl）面指数关系为 g=ha +kb +lc。 6-11为什么说从衍射观点看有些倒易点阵也是衍射点阵，其倒易点不是几何点？其形状和 所具有的强度取决于哪些因素，在实际上有和重要意义？ 6-12为什么说斑点花样是相应倒易面放大投影？绘出 fcc(111)倒易面。 6-13为什么 TEM 既能选区成象又能选区衍射？怎样才能做到两者所选区域的一致性。在实 际应用方面有和重要意义？ 6-14在 fcc 中，若孪晶面（ 111） ,求孪晶 （ 31-1）倒易阵点在基体倒易点阵中的位置。 6-15试说明菊池线测试样取向关系比斑点花样精确度为高的原因。 第七章 二十一、 选择题 1.将某一衍射斑点移到荧光屏中心并用物镜光栏套住该衍射斑点成像，这是（ C ）。 A. 明场像； B. 暗场像； C. 中心暗场像； D.弱束暗场像。 2. 当 t=5s/2 时，衍射强度为（ ）。 A.Ig=0； B. Ig0； D. Ig=Imax。 3. 已知一位错线在选择操作反射 g1=（ 110）和 g2=（ 111）时，位错不可见，那么它的布氏 矢量是（ B ）。 A. b=（ 0 -1 0） ； B. b=（ 1 -1 0） ； C. b=（ 0 -1 1） ； D. b=（ 0 1 0） 。 4. 当第二相粒子与基体呈共格关系时，此时的成像衬度是（ C ）。 A. 质厚衬度； B. 衍衬衬度； C. 应变场衬度； D. 相位衬度。 5. 当第二相粒子与基体呈共格关系时，此时所看到的粒子大小（ B ）。 A. 小于真实粒子大小； B. 是应变场大小； C. 与真实粒子一样大小； D. 远远大于真实粒子。 二十二、 判断题 1.实际电镜样品的厚度很小时 ,能近似满足衍衬运动学理论的条件 ,这时运动学 理论能很好地 解释衬度像。（ T ） 2.厚样品中存在消光距离 g，薄样品中则不存在消光距离 g。（ F ） 3.明场像是质厚衬度，暗场像是衍衬衬度。（ F ） 4.晶体中只要有缺陷，用透射电镜就可以观察到这个缺陷。（ F ） 5.等厚消光条纹和等倾消光条纹通常是形貌观察中的干扰，应该通过更好的制样来避免它们 的出现。（ F ） 二十三、 填空题 21. 运动学理论的两个基本假设是 和 。 22. 对于理想晶体，当 或 连续 改变时衬度像中会出现 或 。 23. 对于缺陷晶体，缺陷衬度是由缺陷引起的 导致衍射波振幅增加了一 个 ，但是若 =2的整数倍时，缺陷也不产生衬度 。 24. 一般情况下，孪晶与层错的衬度像都是平行 ，但孪晶的平行线 ，而层错 的平行线是 的。 25. 实际的位错线在位错线像的 ，其 宽度 也大大小于位错线像的宽度，这是因为位错 线像的宽度是 宽度。 二十四、 名词解释 19. 中心暗场像 20. 消光距离 g 21. 等厚消光条纹和等倾消光条纹 22. 不可见性判据 23. 应变场衬度 习题 7-1制备薄膜样品的基本要求是什么？具体工艺如何？双喷减薄与离子减薄各适用于制备 什么样品？ 7-2何谓衬度？ TEM能产生哪几种衬度象，是怎样产生的，都有何用途 7-3画图说明衍衬成象原理，并说明什么是明场象，暗场象和中心暗场象。 7-4衍衬运动学理论的最基本假设是什么？怎样做才能满足或接近基本假设？ 7-5用理想晶体衍衬运动学基本方程解释等厚条纹与等倾条纹。 7-6用缺陷晶 体衍衬运动学基本方程解释层错与位错的衬度形成原理。 7-7要观察钢中基体和析出相的组织形态，同时要分析其晶体结构和共格界面的位向关系， 如何制备样品？以怎样的电镜操作方式和步骤来进行具体分析？ 7-8什么是消光距离 /影响消光距离的主要物性参数和外界条件是什么？ 7-9什么是双束近似单束成像，为什么解释衍衬象有时还要拍摄相应衍射花样？ 7-10用什么办法、根据什么特征才能判断出 fcc晶体中的层错是抽出型的还是插入型的？ 7-11怎样确定球型沉淀是空位型还是间隙型的？ 7-12当下述像相似时，写出区别 它们的实验方法及区别根据。 1） 球形共格沉淀与位错线垂直于试样表面的位错。 2） 垂直于试样表面的晶界和交叉位错像。 3） 片状半共格沉淀和位错环。 4） 不全位错和全位错。 7-11层错和大角晶界均显示条纹衬度，那么如何区分层错和晶界？ 第八章 二十五、 选择题 1. 仅仅反映固体样品表面形貌信息的物理信号是（ B ）。 A. 背散射电子； B. 二次电子； C. 吸收电子； D.透射电子。 2. 在扫描电子显微镜中，下列二次电子像衬度最亮的区域是（ B ）。 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。 3. 可以探测表面 1nm层厚的样品成分信息的物理信号是（ A D ）。 A. 背散射电子； B. 吸收电子； C. 特征 X射线； D. 俄歇电子。 4. 扫描电子显微镜配备的成分分析附件中最常见的仪器是（ 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。 5. 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。 二十六、 判断题 1.扫描电子显微镜中的物镜与透 射电子显微镜的物镜一样。（ F ） 2.扫描电子显微镜的分辨率主要取决于物理信号而不是衍射效应和球差。（ T ） 3. 扫描电子显微镜的衬度和透射电镜一样取决于质厚衬度和衍射衬度。（ F ） 4. 扫描电子显微镜具有大的景深，所以它可以用来进行断口形貌的分析观察。（ T ） 5.波谱仪是逐一接收元素的特征波长进行成分分析；能谱仪是同时接收所有元素的特征 X 射线进行成分分析的。（ T ） 二十七、 填空题 26. 电子束与固体样品相互作用可以产生 、 、 、 、 、 等 物理信号。 27. 扫描电子显微镜的放大倍数是 的扫描宽度与 的扫描宽度的比值。在 衬度像上颗粒、凸起的棱角是 衬度，而裂纹、凹坑则是 衬度。 28. 分辨率最高的物理信号是 为 nm，分辨率最低的物理信号是 为 nm以上。 29. 电子探针包括 和 两种仪器。 30. 扫描电子显微镜可以替代 进行材料 观察 ，也可以对 进行 分析观察。 二十八、 名词解释 24. 背散射电子、吸收电子、特征 X 射线、俄歇电子、二次电子、透射电子。 25. 电子探针、波谱仪、能谱仪。 习题 1. 扫描电子显微镜有哪些特点？ 2. 电子束和固体样品作用时会产生哪些信号？它们各具有什么特点？ 3. 扫描电子显微镜的分辨率和信号种类有关？试将各种信号的分辨率高低作一比较。 4. 扫描电子显微镜的放大倍数是如何调节的？试和透射电子显微镜作一比较。 5. 表面形貌衬度和原子序数衬度各有什么特点？ 6. 和波谱仪相比，能谱仪在分析微区化学成分时有哪些优缺点？
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