材料分析测试方法作业题

第一章 X射线物理学基础

(P11、12)

1、名词解释：连续X射线、特征X射线、相干散射、非相干散射、光电效应、荧光辐射、荧光X射线、俄歇效应、吸收限(激发限)

2、（P11 第6题）计算当管电压为50kV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。

3、（P11 第10题）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。

4、（P11 第10题）已知钼的λK=0.619?，试计算钼的K激发电压。已知钴的K激发电压UK=7.71kV，试求其λK。

5、（P12 第13题）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。

6、（P12 第15题）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:l，滤波后的强度比是多少?已知?m?＝49.03cm2／g，

?m?=290cm2／g。

第二章 X射线衍射原理

（P30、31）

1、当波长为λ的X射线照射到晶体并出现衍射线时，相邻两个（hkl）反射线的波程差是多少？相邻两个（HKL）反射线的波程差又是多少？

2、为什么倒易点阵中的倒易点能代表相应结构晶体中的同指数的一组平行晶面？

3、写出厄瓦尔德图解法步骤，并用厄瓦尔德图解法证明布拉格方程。

4、α-Fe属立方晶系，点阵参数a=0.2866nm。如用CrKαX射线（λ=0.2291nm）照射，试求： （1）（110）、（200）及（211）可发生衍射的掠射角； （2）110衍射线对应的原子散射因子f。

5、分别推导体心立方结构和面心立方结构晶胞的结构因子|Fhkl|2。

6、多重性因子的物理意义是什么？某立方晶系晶体，其{100}的多重性因子是多少？如该晶体转变为四方晶系，这个晶面族的多重性因子会发生什么变化？为什么？

7、影响多晶体衍射线强度的各因子的物理意义是什么？

8（P30 第6题）今有一张用CuKα辐射摄得的钨(体心立方)的粉末图样，试计算出头4根线条的相对积分强度(不计e-2M和A(θ))。若以最强的一根强度归一化为l00，其他线强度各为多少？这些线条的θ值如下，按习题6表计算。 习题6表（略）

第三章 多晶X射线衍射分析方法

（P44）

1、（P44 第1题）CuK?辐射(??0.154nm)照射Ag(fcc)样品，测得第一衍射峰位置2??38?，试求Ag的点阵常数。

2、（P44 第5题）试用埃瓦尔德图解来说明德拜衍射花样的形成。多晶衍射圆锥的顶点、轴和母线各代表什么？

3、（P44 第7题）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，则计数管与入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?

4、用CuKαX射线摄得的Ni3Al德拜相上共有10对线条，其θ角为：21.89o，25.55o，37.59o，45.66o，48.37o，59.46o，69.64o，69.99o，74.05o和74.61o。已知Ni3Al为立方系晶体，试确定其布拉菲点阵，并标定线条指数。

第四章 多晶X射线衍射方法的实际应用

（P66、67）

1、（P66 第4题）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γ相含1％碳，α相含碳极低，又测得220线条的累积强度为5.40，α211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? (α-Fe点阵参数a=0.2866nm，奥氏体点阵参数a=0.3571+0.0044ωc，ωc为碳的质量分数。) 说明：

①将马氏体近似看成立方系晶体； ②不考虑温度因子的影响； ③晶胞点阵参数同第2题。 （答案：约16%）

2、（P67 第5题）今要测定轧制7-3黄铜试样的应力，用CoK?照射(400)，当Ψ=0?时测得2θ＝150.1?，当Ψ=45?时2θ=150.99?，问试样表面的宏观应力为若干? (已知a=3.695?，E＝8.83×1010N／m2，ν=0.35)

（答案：-260MPa）

3、（P67 第6题）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?

4、（P67 第9题）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?

5、（P67 第12题）某立方晶系晶体德拜花样中部分高角度线条数据如表3所列。试用“??cos2?”的图解外推法求其点阵常数(准确到4位有效数字)。

补充条件：CuKα1线衍射，λKα1=0.15406nm。

第五章 透射电镜的结构

（P84、85）

1、名词解释：分辨率、景深、焦长

2、电磁透镜的像差分哪两类？具体有哪三种？各自产生的原因是什么？

3、电磁透镜的像差是否可以消除？决定电镜分辨本领的因素是哪两个？

4、透射电镜的成像系统的主要构成是什么？物镜和中间镜的作用各是什么？

5、物镜光阑和选区光阑分别在电镜的什么位置？各具有什么功能？

6、（P85第12题）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。

第六章 电子衍射 （P109、110）

1、（P110第8题）为何对称入射时，即只有倒易点阵原点在埃瓦尔德球面上，也能得到除中心斑点以外的一系列衍射斑点?

2、（P109第5题）说明单晶、多晶衍射花样的特征及形成机理。

3、（P109第3题）推导电子衍射的基本公式，并指出Lλ的物理意义。

4、电子衍射分析中，零层倒易面上的阵点指数有何约束条件？

5、（P109第6题）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。

衍射花样拆分为马氏体和奥氏体两套斑点的示意图

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?，Lλ=2.05mm·nm

（要求：两幅花样分别用不同的标定方法，但至少有一幅要用尝试-校核法）

6、什么叫选区衍射？实际应用方面有何重要意义？在TEM中式如何实现选区衍射的？

第七章 透射电子显微图像

（P135）

1、（P135第2题）何谓衬度?TEM能产生哪几种衬度像？是怎样产生的？都有何用途。

2、（P135第3题）画图说明衍衬成像原理，并说明什么是明场像、暗场像和中心暗场像。

3、（P135第4题）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？

4、（P135第5题）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。

5、用衍衬运动学理论解释：为什么缺陷晶体与理想晶体相比，其衍衬像会出现衬度？

6、在缺陷晶体的衍衬运动学理论中，什么称为“缺陷的不可见性判据”？其有何意义？

7、作图定性解释刃位错衍衬像的形成及像的特点。

第八章 扫描电子显微镜与电子探针显微分析

（P160）

1、（P160第1题）扫描电子显微镜有哪些特点?

2、（P160第2题）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、什么是表面形貌衬度？以二次电子信号为例说明其成像原理。

4、什么是原子序数衬度？以背散射电子信号为例说明其成像原理。

5、有哪几种典型的断口微观形貌？其形貌特征如何？分别产生于什么情况？

6、（P160第6题）波谱仪和能谱仪在分析微区化学成分时各有哪些、优缺点？

7、电子探针的分析方法有哪些？举例说明各有哪些用途? （完）

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