材料现代分析技术朱和国

1.1.产生X射线需要具备什么条件？如何区分连续X射线谱和标识X射线谱，它们分别有哪些特征？

1.2.X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？

1.3.当X射线管电压为 50 KV 时，计算电子在与靶碰撞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动能。 1.4.已知钼的λK =0.619 ?，试求钼的K激发电压。（计算结果以kV为单位）

1.5.简述X射线粉末衍射仪法物相定性分析过程及注意的事项

1.6.X射线粉末衍射仪法物相定量分析方法有哪些，它们的优缺点有哪些？

1.7.X射线粉末衍射仪法测定过程中样品制备需要注意哪些事项？

1.8.请寻找一张标准X射线粉末衍射谱图（PDF卡），并标出PDF卡上给我们提供的信息。

2.1电子波有何特征?与可见光有何异同?

2.2分析电磁透镜对电子波的聚焦原理，说明电磁透镜的结构对聚焦能力的影响。

2.3电磁透镜的像差是怎样产生的?如何来消除和减少像差?

2.4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?如何提高电磁透镜的分辨率？

2.5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？

3.1什么是化学位

“现代材料分析测试技术”课程教学研究

【摘要】介绍了我校材料类专业“现代材料分析测试技术”课程的教学现状，指出了教学过程中存在的问题，提出了从教学团队、教学内容、教学模式、教学手段和考核形式等方面进行创新改革，指出了该课程未来教学的发展方向。

【关键词】材料类专业 材料分析测试技术 教学改革 【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）05-0047-01 一、引言

《现代材料分析测试技术》是我校材料类专业本科生一门必修的重要专业基础课，具有较强的理论性、实践性、前沿性、综合性等特点，在教学中占有极其重要的地位。本课程所涵盖的基础理论较复杂，实训内容较多，加之我校现有实践教学条件的不足，很大程度上限制了这门课程的有效教学，使得教学效果不甚满意。鉴于此，在借鉴部分兄弟高校材料分析测试技术的教学经验基础之上，在我校创建地方高水平特色应用型大学的办校方针指引下，结合我校材料类专业的人才培养目标和专业特色，对该课程进行了初步的教学改革研究，以期提高教学质量和效果。 二、教学现状与存在的问题

多年的教

“现代材料分析测试技术”课程教学研究

【摘要】介绍了我校材料类专业“现代材料分析测试技术”课程的教学现状，指出了教学过程中存在的问题，提出了从教学团队、教学内容、教学模式、教学手段和考核形式等方面进行创新改革，指出了该课程未来教学的发展方向。

【关键词】材料类专业 材料分析测试技术 教学改革 【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）05-0047-01 一、引言

《现代材料分析测试技术》是我校材料类专业本科生一门必修的重要专业基础课，具有较强的理论性、实践性、前沿性、综合性等特点，在教学中占有极其重要的地位。本课程所涵盖的基础理论较复杂，实训内容较多，加之我校现有实践教学条件的不足，很大程度上限制了这门课程的有效教学，使得教学效果不甚满意。鉴于此，在借鉴部分兄弟高校材料分析测试技术的教学经验基础之上，在我校创建地方高水平特色应用型大学的办校方针指引下，结合我校材料类专业的人才培养目标和专业特色，对该课程进行了初步的教学改革研究，以期提高教学质量和效果。 二、教学现状与存在的问题

多年的教

X射线衍射分析（基础与应用）

一.X射线的特性

人的肉眼看不见X射线，但X射线能使气体电离，使照相底片感光，能穿过不透明的物体，还能使荧光物质发出荧光。

? X射线呈直线传播，在电场和磁场中不发生偏转；当穿过物体时仅部分被散射。 ? X射线对动物有机体（其中包括对人体）能产生巨大的生理上的影响，能杀伤生物

细胞。

二.X射线具有波粒二相性

1.X射线的本质是电磁辐射，与可见光完全相同，仅是波长短而已，因此其同样具有波粒二象性。波动性:

? 硬X射线：波长较短的硬X射线能量较高，穿透性较强，适用于金属部件的无损探

伤及金属物相分析。

? 软X射线：波长较长的软X射线能量较低，穿透性弱，可用于非金属的分析。 ? 三.X光与可见光的区别

? 1) X光不折射，因为所有物质对X光的折光指数都接近1。因此无X光透镜或X光

显微镜。 ? 2) X光无反射

? 3) X光可为重元素所吸收，故可用于医学造影。

1.3 X射线的产生及X射线管

X射线的产生：

X射线是高速运动的粒子（一般用电子）与某种物质相撞击后猝然减速，且与该物质中的内层电子相互作用而产生的。 产生原理

X射线是高速运动的粒子（一般用

随着科学技术的发展进步，分析材料的方法越来越多，我们不在局限于观察宏观的物质或者结构，而电子显微镜的发明足以让我们观察到更细致的微观世界。在研究材料领域中，电子显微镜起着举足轻重的作用，电子显微镜分为透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜（SEM）。扫描电镜主要运用材料科学的表面结构研究，共混物的分相，各种复合材料的应力缺陷，物质晶体结构及其应力变化等。因此扫描电镜在材料性能研究与应用中扮演着的非常重要的角色。

关键词：电子显微镜；扫描电镜；材料；学科；应用

自从1965年第一台商品扫描电镜问世以来，经过40多年的不断改进，扫描电镜的分辨率从第一台的25nm提高到现在的0.01nm，而且大多数扫描电镜都能通X射线波谱仪、X射线能谱仪等组合，成为一种对表面微观世界能过经行全面分析的多功能电子显微仪器。近年来,随着现代科学技术的不断发展,相继开发了环境扫描电子显微镜、扫描隧道显微镜、原子力显微镜等其它一些新的电子显微技术。这些技术的出现，显示了电子显微技术近年来自身得到了巨大的发展,尤其是大大扩展了电子显微技术的使用范围和应用领域。在材料科学中的应用使材料科学研究得到了快速发展,取得了许多新的研究成果。

扫描电镜已成为各种科学领域和工业部门广泛应用的

一、填空题

1、X射线管由：阴极(Cathode)、阳极(Anode)、窗口(Window) 、焦点（Focal Point)构成。 2、当X射线管的管电压低于临界电压，仅可以产生（连续X射线(Continuous X-ray) ）。当X射线管的管电压超过临界电压时就可以产生（连续X射线(Continuous X-ray) ）和（标识X射线(Characteristic X-ray) ）

3、扫描电子显微镜常用的信号是（ 背散射电子BE ）和（ 二次电子 SE ）。

4、电子探针包括（ 波谱仪WDS ）和（ 能谱仪EDS ）成分分析仪器。

5、影响差热曲线的因素有：升温速度 、 粒度和颗粒形状、装填密度、压力和气氛等。

6、原子力显微镜、透射电镜、X射线光电子能谱、差热分析的英文字母缩写分别是（AFM）、（TEM）、（XPS）、（ DTA ）。

7、电磁透镜的像差包括球差、色差、像散和畸变，其中，（球差）是限制电子透镜分辨本领最主要因素。

8、在X 射线衍射物相分析中，粉末衍射卡组是由 粉末衍射标准联合委员会编制，称为 JCPDS 卡片，又称为 PDF 卡片。

9、X射线透过物质时产生的物理效应有： 散射、 光电效应 、 透射X

现代材料测试技术

作业

第一章 X射线衍射分析

一、填空题

1、X射线从本质上说，和无线电波、可见光、γ射线一样，也是一种 。 2、尽管衍射花样可以千变万化，但是它们的基本要素只有三个：即 、 、 。 3、在X射线衍射仪法中，对X射线光源要有一个基本的要求，简单地说，对光源的基本要求是 、 、 。

4、利用吸收限两边 相差十分悬殊的特点，可制作滤波片。 5、测量X射线衍射线峰位的方法有七种，它们分别是 、 、 、 、 、 、 。 6、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是 、 、 。

7、特征X射线产生的根本原因是

现代材料测试技术

作业

第一章 X射线衍射分析

一、填空题

1、X射线从本质上说，和无线电波、可见光、γ射线一样，也是一种。 2、尽管衍射花样可以千变万化，但是它们的基本要素只有三个：即。 3、在X射线衍射仪法中，对X射线光源要有一个基本的要求，简单地说，对光源的基本要求是 、 、 。

4、利用吸收限两边 5、测量X射线衍射线峰位的方法有七种，它们分别是、、 、 、 、、 6、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是、 、。

7、特征X射线产生的根本原因是。

8、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是

9、X射线衍射仪探测器的扫描方式可分、、三种。 10、实验证明，X射线管阳极靶发射出的X射线谱可分为两类：和11、当X射线穿过物质时，由于受到散射，光电效应等的影响，强度会减弱，这种现象称为 。 12、用于X射线衍射仪的探测器主要有 其中和应

用较为普遍。 13、X射线在近代科学和工艺上的应用主要有 三个方面

14、X射线管阳极靶发射出的X射线谱分为两类 、 15、当X射线照射到物体上时，一部分光子

习题

1-1 试计算当管电压为50kV时，X射线管中电子击靶时的速度与动能，以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大能量是多少？ 1-2 分析下列荧光辐射产生的可能性，为什么？ （1）用CuKαX射线激发CuKα荧光辐射； （2）用CuKβX射线激发CuKα荧光辐射； （3）用CuKαX射线激发CuLα荧光辐射。

1-3 X射线实验室用防护铅屏，其厚度通常至少为1mm，试计算这种铅屏对CuKα、MoKα辐射的透射因子（I投射/I入射）各为多少？

1-4 试计算含wc=0.8%，wCr=4%，ww=18%的高速钢对MoKɑ辐射的质量吸收系数。

1-5 欲使钼靶X射线管发射的X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？所发射出的荧光辐射波长是多少？ 2-1 试画出下列晶向及晶面（均属立方晶系）：[111]，[121]，[212]，（010），

1）（110），（123），（21。

2-2 下面是某立方晶系物质的几个面间距，试将它们按大小次序重新排列。 （123），（100），（200），（311），（121），（111），（210），（220），（130），（030），（221），（110）。

2-3

1、晶带定律：凡是属于[uvw]晶带的晶面，它的晶面指数（hkl）都必须符合

hu+kv+lw=O，通常把这种关系式称为晶带定律。

2、暗场像：用物镜光阑挡住透射束及其余衍射束，而只让一束强衍射束通过光阑参与成像的方法，称为暗场成像，所得图象为暗场像。

3、中心暗场像：用物镜光阑挡住透射束及其余衍射束，而只让一束强衍射束通过

光阑参与成像的方法，称为暗场成像，所得图象为暗场像。如果物镜光阑处于光轴位置，所得图象为中心暗场像。

4、衍射衬度：入射电子束和薄晶体样品之间相互作用后，样品内不同部位组织的成像电子束在像平面上存在强度差别的反映。

衍射衬度主要是由于晶体试样满足布拉格反射条件程度差异以及结构振幅不同而形成电子图象反差。

5、背散射电子：入射电子被样品原子散射回来的部分；它包括弹性散射和非弹性散射部分；背散射电子的作用深度大，产额大小取决于样品原子种类和样品形状。

6、吸收电子：入射电子进入样品后，经多次非弹性散射，能量损失殆尽（假定样品有足够

厚度，没有透射电子产生），最后被样品吸收。吸收电流像可以反映原子序数衬度，同样

也可以用来进行定性的微区成分分析。

7、特征X射线：原子的内层电子受到激发以后，在能级跃迁过程中直接释放的具

有特征能量和波长的一种电磁波辐