材料分析測(cè)試復(fù)習(xí)題及答案

1、答案均為同學(xué)整理，僅供參考1材料分析測(cè)試方法復(fù)習(xí)題材料分析測(cè)試方法復(fù)習(xí)題第一部分第一部分簡(jiǎn)答題：簡(jiǎn)答題：1.1.X射線產(chǎn)生的基本條件射線產(chǎn)生的基本條件答：①產(chǎn)生自由電子；②使電子做定向高速運(yùn)動(dòng)；③在電子運(yùn)動(dòng)的路徑上設(shè)置使其突然減速的障礙物。2.2.連續(xù)連續(xù)X射線產(chǎn)生實(shí)質(zhì)射線產(chǎn)生實(shí)質(zhì)答：假設(shè)管電流為10mA，則每秒到達(dá)陽(yáng)極靶上的電子數(shù)可達(dá)6.25x10（16）個(gè)，如此之多的電子到達(dá)靶上的時(shí)間和條件不會(huì)相同，并且絕大多數(shù)達(dá)到靶上的電子要經(jīng)過(guò)

2、多次碰撞，逐步把能量釋放到零，同時(shí)產(chǎn)生一系列能量為hv（i）的光子序列，這樣就形成了連續(xù)X射線。3.3.特征特征X射線產(chǎn)生的物理機(jī)制射線產(chǎn)生的物理機(jī)制答：原子系統(tǒng)中的電子遵從刨利不相容原理不連續(xù)的分布在K、L、M、N等不同能級(jí)的殼層上，而且按能量最低原理從里到外逐層填充。當(dāng)外來(lái)的高速度的粒子動(dòng)能足夠大時(shí)，可以將殼層中某個(gè)電子擊出去，于是在原來(lái)的位置出現(xiàn)空位，原子系統(tǒng)的能量升高，處于激發(fā)態(tài)，這時(shí)原子系統(tǒng)就要向低能態(tài)轉(zhuǎn)化，即向低能級(jí)上的空位

3、躍遷，在躍遷時(shí)會(huì)有一能量產(chǎn)生，這一能量以光子的形式輻射出來(lái)，即特征X射線。4.4.短波限、吸收限短波限、吸收限答：短波限：X射線管不同管電壓下的連續(xù)譜存在的一個(gè)最短波長(zhǎng)值。吸收限：把一特定殼層的電子擊出所需要的入射光最長(zhǎng)波長(zhǎng)。5.5.X射線相干散射與非相干散射現(xiàn)象射線相干散射與非相干散射現(xiàn)象答：相干散射：當(dāng)X射線與原子中束縛較緊的內(nèi)層電子相撞時(shí)，電子振動(dòng)時(shí)向四周發(fā)射電磁波的散射過(guò)程。非相干散射：當(dāng)X射線光子與束縛不大的外層電子或價(jià)電子或

4、金屬晶體中的自由電子相撞時(shí)的散射過(guò)程。6.6.光電子、熒光光電子、熒光X射線以及俄歇電子的含義射線以及俄歇電子的含義答：光電子：光電效應(yīng)中由光子激發(fā)所產(chǎn)生的電子（或入射光量子與物質(zhì)原子中電子相互碰撞時(shí)被激發(fā)的電子）。熒光X射線：由X射線激發(fā)所產(chǎn)生的特征X射線。俄歇電子：原子外層電子躍遷填補(bǔ)內(nèi)層空位后釋放能量并產(chǎn)生新的空位，這些能量被包括空位層在內(nèi)的臨近原子或較外層電子吸收，受激發(fā)逸出原子的電子叫做俄歇電子。7.7.X射線吸收規(guī)律、線吸收

5、系數(shù)射線吸收規(guī)律、線吸收系數(shù)答：X射線吸收規(guī)律：強(qiáng)度為I的特征X射線在均勻物質(zhì)內(nèi)部通過(guò)時(shí)，強(qiáng)度的衰減與在物質(zhì)內(nèi)通過(guò)的距離x成比例，即dII=μdx。線吸收系數(shù)：即為上式中的μ，指在X射線傳播方向上，單位長(zhǎng)度上的X射線強(qiáng)弱衰減程度。8.8.晶面及晶面間距晶面及晶面間距答:晶面：在空間點(diǎn)陣中可以作出相互平行且間距相等的一組平面，使所有的節(jié)點(diǎn)均位于這組平面上，各平面的節(jié)點(diǎn)分布情況完全相同，這樣的節(jié)點(diǎn)平面成為晶面。晶面間距：兩個(gè)相鄰的平行晶面的

6、垂直距離。9.9.反射級(jí)數(shù)與干涉指數(shù)反射級(jí)數(shù)與干涉指數(shù)答：布拉格方程表示面間距為d’的（hkl）晶面上產(chǎn)生了n級(jí)衍射，n就是反射級(jí)數(shù)??nSind?2：??nSind?2：??nSind?2：???Sinnd2??nSind?2：答案均為同學(xué)整理，僅供參考3由于g=1dk=1λ故有2dsinθ=同時(shí)，由圖可知，k＇與k的夾角（即衍射束與透射束的夾角）等于是2θ，這與布拉格定律的結(jié)果也是一致的。四、四、闡明消光現(xiàn)象的物理本質(zhì)，并利用結(jié)構(gòu)因

7、子推導(dǎo)出體心和面心晶體的衍射消光規(guī)律闡明消光現(xiàn)象的物理本質(zhì)，并利用結(jié)構(gòu)因子推導(dǎo)出體心和面心晶體的衍射消光規(guī)律解：參考P36P42由系統(tǒng)消光的定義知，消光的物理本質(zhì)是原子的種類及其在晶胞中的位置。由|Fhkl=0|消光可推出如下消匯豐銀行規(guī)律①體心晶體存在2個(gè)原子坐標(biāo)分別為(000)(121212)則Fhkl=ffeπi(hkl)要消光，則有hkl=2n1(n=012…).②面心晶體存在4個(gè)原子，坐標(biāo)分別為(000)(12120)(120

8、12)(01212)則Fhkl=ffeπi(hk)feπi(hl)feπi(kl)要消光則必使Fhkl=0故消光規(guī)律為:hkl不能同時(shí)為奇或hkl不能同時(shí)為偶五、如何利用五、如何利用X射線衍射方法研究晶體的有序射線衍射方法研究晶體的有序—無(wú)序轉(zhuǎn)變（舉例說(shuō)明）無(wú)序轉(zhuǎn)變（舉例說(shuō)明）解：本題答案謹(jǐn)供參考！本題是利用X射線衍射時(shí)，衍射線的出現(xiàn)與消失來(lái)研究晶體的有序—無(wú)序轉(zhuǎn)變對(duì)于TiAl，高溫時(shí)為無(wú)序的體心立方晶體，低溫時(shí)為有序的體心立方晶體。無(wú)

9、序時(shí)：Ti或Al占據(jù)A或B點(diǎn)的幾率各為50%，f平均=0.5fNi0.5fAl；注：A為頂點(diǎn)，B為體心點(diǎn)有序時(shí):Ti100%占據(jù)A位，Al100%占據(jù)B位則Fhkl=fNifAl則：Fhkl=fNifAl≠0由本該消光的地方，重新出現(xiàn)衍射條紋，可判斷無(wú)序向有序的轉(zhuǎn)變，反之亦然。六、如何使用角因子中洛侖茲因子研究晶體的尺寸六、如何使用角因子中洛侖茲因子研究晶體的尺寸解：利用布拉格公式2dsinθ=λ和晶面間距d與晶格常數(shù)之間的關(guān)系（如：立

10、方晶系d=a(h2k2l2)12）可以建立衍射束方向與晶胞尺寸的關(guān)系式。對(duì)于立系為sin2θ=λ(h2k2l2)4a2測(cè)寫(xiě)了衍射束的方向，便可推知晶胞尺寸。洛侖茲因子便是一個(gè)只與衍射束方向（即布拉格角θ）有關(guān)的式子：1（4sin2θcosθ）以布拉格角θ為中介，通過(guò)洛侖茲因子便函要以研究晶體尺寸。七、闡述多晶體七、闡述多晶體X射線衍射強(qiáng)度影響因素及其應(yīng)用射線衍射強(qiáng)度影響因素及其應(yīng)用解：參考P42P50影響X射線衍射強(qiáng)度的因素有如下5項(xiàng)：

11、①結(jié)構(gòu)因子②角因子包括極化因子和洛侖茲因子③多重性因子④吸收因子⑤溫度因子。應(yīng)用：利用各影響因子對(duì)衍射強(qiáng)度的影響，可判斷出晶胞內(nèi)原子的種類，原子個(gè)數(shù)，原子位置。結(jié)構(gòu)因子：①消光規(guī)律的判斷；②金屬間化合物的有序度的判斷。角因子：利用謝樂(lè)公式研究晶粒尺寸大?。欢嘀匦砸蜃樱旱韧鎸?duì)衍射強(qiáng)度的影響吸收規(guī)律：試樣形狀和衍射方向的不同，衍射線在試樣中穿行的路徑便不同，引起吸收效果的不一樣。溫度因子：研究晶體的熱運(yùn)動(dòng)，測(cè)定熱膨脹系數(shù)等。八、八、以立