电子显微分析试题集

材料结构分析

一、名词解释： 球差 景深 分辨率 明场像 暗场像 消光距离 菊池花样 衍射衬度 双光束条件 电子背散射衍射 二次电子 背散射电子 二、简答

1．透射电镜主要由几大系统构成?各系统之间关系如何? 2．照明系统的作用是什么?它应满足什么要求? 3．成像系统的主要构成及其特点是什么? 4．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。 5．说明多晶、单晶及非晶衍射花样的特征及形成原理。

6．制备薄膜样品的基本要求是什么?具体工艺过程如何?双喷减薄与离子减薄各适用于制备什么样品?

7．什么是衍射衬度?它与质厚衬度有什么区别?

8．画图说明衍衬成像原理，并说明什么是明场像，暗明场像。

9．什么是消光距离?影响晶体消光距离的主要物性参数和外界条件参数是什么? 10．衍衬运动学的基本假设及其意义是什么?怎样做才能满足或接近基本假设? 11．举例说明理想晶体衍衬运动学基本方程在解释衍衬图像中的应用。 12．什么是缺陷不可见判据?如何用不可见判据来确定位错的布氏矢量?

13．写出电子束入射固体晶体表面激发出的三种物理信号，它们有哪些特点和用途? 14．扫描电镜的成像原理与透射电镜有何不同?

15．二次电子像和背散射电子像在显示表面形貌衬度时有何相同与不同之处?

16．当电子束入射重元素和轻元素时，其作用体积有何不同?各自产生的信号的分辨率有何特点? 17．二次电子像景深很大；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?

18. 要在观察断口形貌的同时，分析断口上粒状夹杂物的化学成分，选用什么仪器?用怎样的操作方式进行具体分析?

19．举例说明电子探针的三种工作方式(点、线、面)在显微成分分析中的应用。

20. 电子探针仪与扫描电镜有何异同?电子探针仪如何与扫描电镜和透射电镜配合进行组织结构与微区化学成分的同位分析?

21. 波谱仪和能谱仪各有什么优缺点?

22. 某多晶体的电镜衍射图中，有八个衍射环，R从小到大读数依次等于6．28、7．27、10．29、12．05、12．57、14．62、15．87、16．31mm，若该晶体属于立方晶系，能否判断该样品的点阵类型?

23.透射电镜的电子光学系统（镜筒）包括哪几个部分，分别指出电子枪、聚光镜、物镜、中间镜、投影镜和照相机各属于哪个部分；指出物镜光阑和选区光阑所在的位置。 24.电磁透镜的像差包括哪几种，分别说明它们产生的原因及消除的方法。 25.透射电镜中有哪些主要光阑，在什么位置？其作用如何？

26.试画一张含有空洞、位错、层错（倾斜）和晶界的多晶薄膜衍衬像。 27.试分析位错线像总是出现在它的实际位置的一侧或另一侧的成因。

三、如图为某一晶体的电子衍射花样，该晶体为体心立方，晶格常数为a=0.388nm.经测量后得到：RA=7.3mm，RB=12.7mm，RC=12.6mm，RD=14.6mm，RE=16.4mm，

下表为与该体心立方物相对应的表格的一部分。 K 1 4 8 9 U V W H1 K1 L1 H2 K2 L2 R2/R1 R3/R1 FAI D1 D2 120.00 2.744 2.744 90.00 2.744 2.744 114.09 1.940 1.584 104.96 1.584 1.227 90.00 2.744 1.940 90.00 1.584 1.037 90.00 1.940 1.227 100.52 1.584 0.868 90.00 1.584 0.868 1 1 1 0 1 -1 -1 0 1 1.000 1.000 1 0 0 0 -1 -1 0 1 -1 1.000 1.414 2 1 0 0 0 -2 -1 2 1 1.225 1.225 3 2 1 -1 2 -1 -1 0 3 1.291 1.414 10 1 1 0 1 -1 0 0 0 -2 1.414 1.732 11 4 2 1 -1 1 2 1 -3 2 1.528 1.826 12 3 1 0 0 0 -2 -1 3 0 1.581 1.871 14 4 3 2 -1 2 -1 -2 0 4 1.826 1.915 15 5 2 1 -1 2 1 0 -2 4 1.826 2.082 13 3 1 1 0 1 -1 -1 1 2 1.732 1.732 106.78 2.744 1.584 试对上面花样用查表法进行标定，并验算其正确性，最后用花样中任意不共线的两斑点算出花样的晶带轴，以验证晶带轴的正确性（要求写出表达式和过程）。

八、如图为铜晶体的电子衍射花样，晶格常数为a=0. 3613nm.经测量后得到：R1=8.95mm，R2=9mm，R3=10.4mm，R4=14.6mm，R5=17.2mm，

附表：铜晶体衍射谱几何特征表

序号 U V W H1 K1 L1 H2 K2 L2 R2/R1 R3/R1 FAI D1 D2 1 1 1 1 0 2 -2 -2 0 2 1.000 1.000 120.00 1.277 1.277 2 6 5 3 -1 3 -3 -3 3 1 1.000 1.026 61.73 .829 .829 3 6 5 2 -2 4 -4 -4 4 2 1.000 1.054 63.61 .602 .602 4 4 2 1 0 2 -4 -2 4 0 1.000 1.095 66.42 .808 .808 5 1 1 0 -1 1 -1 -1 1 1 1.000 1.155 70.53 2.086 2.086

6 1 0 0 0 -2 0 0 0 -2 1.000 1.414 90.00 1.806 1.806 7 5 3 1 2 -2 -4 -2 4 -2 1.000 1.291 99.59 .738 .738 8 5 2 1 1 -1 -3 -1 3 -1 1.000 1.348 95.22 1.089 1.089 9 4 3 2 2 0 -4 -2 4 -2 1.095 1.342 79.48 .808 .738 10 4 1 1 0 -2 2 1 -3 -1 1.173 1.173 64.76 1.277 1.089 11 3 3 2 2 -2 0 1 1 -3 1.173 1.541 90.00 1.277 1.089 12 6 4 1 2 -2 -4 -2 4 -4 1.225 1.472 82.18 .738 .602 13 6 3 1 1 -1 -3 -1 3 -3 1.314 1.348 69.77 1.089 .829 14 5 4 3 1 1 -3 -3 3 1 1.314 1.477 101.98 1.089 .829 15 6 2 1 0 2 -4 -2 4 4 1.342 1.414 107.35 .808 .602 16 5 4 2 0 2 -4 -4 4 2 1.342 1.673 90.00 .808 .602 17 6 3 2 -2 4 0 -2 0 6 1.414 1.612 81.87 .808 .571 18 6 5 4 2 -4 2 4 0 -6 1.472 1.683 96.50 .738 .501 19 4 3 3 0 2 -2 -3 1 3 1.541 1.541 108.93 1.277 .829 20 6 1 1 0 2 -2 -1 3 3 1.541 1.837 90.00 1.277 .829 21 2 2 1 2 -2 0 2 0 -4 1.581 1.581 71.57 1.277 .808 22 6 4 3 2 0 -4 -4 6 0 1.612 1.673 104.36 .808 .501 23 2 1 1 1 -1 -1 0 2 -2 1.633 1.915 90.00 2.086 1.277 24 3 1 0 0 0 -2 -1 3 1 1.658 1.658 107.55 1.806 1.089 25 3 1 1 0 -2 2 2 -4 -2 1.732 1.732 73.22 1.277 .738 26 5 5 2 2 -2 0 1 1 -5 1.837 2.092 90.00 1.277 .695 27 5 5 4 -2 2 0 -3 -1 5 2.092 2.092 76.17 1.277 .611 28 3 2 2 0 2 -2 -4 2 4 2.121 2.121 103.63 1.277 .602 29 3 3 1 2 -2 0 2 0 -6 2.236 2.236 77.08 1.277 .571 30 2 1 0 0 0 -2 -2 4 0 2.236 2.449 90.00 1.806 .808 31 6 5 5 0 2 -2 -5 3 3 2.318 2.525 90.00 1.277 .551 32 3 2 1 1 -1 -1 -1 3 -3 2.517 2.582 97.61 2.086 .829 33 5 1 0 0 0 -2 -1 5 1 2.598 2.598 101.10 1.806 .695 34 5 1 1 0 -2 2 2 -4 -6 2.646 2.646 100.89 1.277 .483 35 4 4 1 2 -2 0 0 2 -8 2.915 2.915 99.87 1.277 .438 36 5 2 2 0 -2 2 4 -6 -4 2.915 2.915 80.13 1.277 .438 37 5 3 0 0 0 -2 -3 5 -1 2.958 2.958 80.27 1.806 .611 38 4 4 3 2 -2 0 4 2 -8 3.240 3.240 81.12 1.277 .394 39 5 3 3 0 2 -2 -6 4 6 3.317 3.317 98.67 1.277 .385 40 4 3 1 1 -1 -1 -1 3 -5 3.416 3.464 84.40 2.086 .611

四、对于面心立方结构，已知单胞长度a=3.597?，相机长度L=770mm，电子束波长?=0.0334?.下图中给出这一样品沿某一电子束入射方向的电子衍射谱，已知OA=12.4mm, OB=20.3mm,OC=23.7mm，请计算出A、B、C、D点的指标以及晶带轴方向。

五、从体心立方单晶电子图测得：

RA=10.8mm, RB=24.0mm, RC=24.0mm,

∠AOB=102°,∠AOC=78.0°，试求：

（1） A,B,C斑点的指数 （2） 晶带轴的指数[UVW]

六、扫描电镜的成像原理与透射电镜有何不同？请写出二种主要可以用作扫描电镜成像的信号，比较这二种信号成像时的分辨率有何不同？并用图示的方法解释引起分辨率差异的原因。

?2sin2(?ts)七、根据衍衬成像的运动学理论可知，衍射束强度为Ig?2。试从衍衬运动学角度来解2(?s)?g释在样品观察时，为什么会出现等厚条纹现象？

?2sin2(?ts)八、根据衍衬成像的运动学理论可知，衍射束强度为Ig?2。试从衍衬运动学角度来解2(?s)?g释在样品观察时（当样品厚度不变），为什么会出现等倾条纹现象？

九、试比较电子衍射与X射线衍射的优缺点。

十、在下图中标出荧光屏、中间镜、试样、物镜、投影镜的位置。说明在透射电子显微分析中为什么能同时得到图像和衍射花样？这是怎样实现的？

十一、由下图解释如何才能获得选区电子衍射？

十二、下图已知了简单立方结构的[001]、[011]和[111]衍射谱，请根据消光规律画出体心立方结构的[001]、[011]和[111]衍射谱。

101000010100000100011000110 [001] [011] [111]

十三、某低碳合金钢薄膜样品的选取电子衍射花样（立方结构，不是简单点阵）如下图1所示，测得RA＝7.1mm，RB＝10.0mm，RC＝12.3mm，RD＝21.5mm，同时用量角器测得R之间的夹角分别为(RA, RB)＝900, (RA, RC)＝550, (RA, RD)＝710，试对该衍射花样进行标定，简单描述标定过程，并求Lλ。（20分）

（立方晶系得夹角公式为：cos??

h1h2?k1k2?l1l2） 2221/2[(h12?k12?l12)(h2?k2?l2)]图1

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