2020 材料分析方法(新疆大学) 最新满分章节测试答案

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本课程起止时间为:2020-02-17到2020-08-22
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【作业】第1教学单元 第1章 X射线的物理基础 第1单元作业

1、 问题:质量吸收系数与线吸收系数的物理意义有何不同？
评分规则: 【 答：质量吸收系数反映了单位质量的物质量对X射线的衰减程度（10分），而线吸收系数则反应单位长度的物质量对X射线的衰减程度（10分）。前者更能反应物质对X射线吸收的能力和本质（5分）。
】

2、 问题:为何不能任意选靶材和滤片？
评分规则: 【 答：靶材的选择是依据样品来定的。电子束作用于靶材产生的X射线通过滤片过滤后，仅剩特征X射线，作用样品后在样品中产生衍射，不希望样品产生大量的荧光辐射，否则会增加衍射花样的背底，不利于衍射分析。（15分）。滤片的选择是依据靶材而定。由于靶材将产生连续X射线及Ka和Kb等多种特征X射线，同时参与衍射时将产生多套衍射花样，不利于衍射分析，仅让强度高的Ka通过，形成单色特征X射线（10分）。
】

3、 问题:简述俄歇效应与荧光效应的区别？
评分规则: 【 答：俄歇效应与荧光效应伴随光电效应产生。入射X射线击出原子内层电子成为光电子后，原子处于激发态，此时有两种可能，一种是外层电子回填内层空位，原子以二次特征X射线的形式释放能量，该过程称荧光效应；（15分）若原子所释放的能量被同层电子吸收，并挣脱了核的束缚成为自由电子，该电子称为俄歇电子，该现象称俄歇效应。（10分）
】

4、 问题: 连续谱的影响因素有哪些？
评分规则: 【 答：主要有管流i，管压U，阳极靶材的原子序数Z。（4分）（1）当i、Z 均为常数时，U增加，连续谱线整体左上移，波长限l0减小，波长lm也随之减小。（7分）（2）当管压U为常数时，提高管流i，连续谱线整体上移，但l0、lm保持不变。（7分）（3）当管压U和管流i不变时，Z愈高表现为连续谱线的整体上移，但l0、lm保持不变。（7分）
】

第2教学单元 第2章 晶体学基础 第2单元测验

1、 问题:球面投影时，晶体位于投影球的
选项：
A:球外
B:南、北极点
C:东、西极点
D:球心
答案: 【球心】

2、 问题:晶体的投影面有球面和赤平面两种，其对应的投影即为
选项：
A:晶体的对称投影和非对称投影
B:晶体的球面投影和极射赤面投影
C:晶体的迹式投影和极式投影
D:晶体的球面投影和极式投影
答案: 【晶体的球面投影和极射赤面投影】

3、 问题:极式球面投影是指
选项：
A:晶体的几何要素（点除外）通过直接投影，在球面上留下的痕迹。
B:晶体的晶面通过直接投影，在球面上留下的痕迹。
C:晶体的晶向通过直接投影，在球面上留下的痕迹。
D:晶体的几何要素（点除外）通过间接延伸或扩展后与投影球相交，在球面上留下的痕迹。
答案: 【晶体的几何要素（点除外）通过间接延伸或扩展后与投影球相交，在球面上留下的痕迹。】

4、 问题:倒易点阵
选项：
A:正空间中的晶向按一定的规则转变为另一空间的一阵点，晶体的所有晶面转变为一系列规则排列的点阵，是一虚拟点阵
B:正空间中的晶面按一定的规则转变为另一空间的一阵点，晶体的所有晶面转变为一系列规则排列的点阵，是一实点阵
C:正空间中的晶向按一定的规则转变为另一空间的一阵点，晶体的所有晶面转变为一系列规则排列的点阵，是一虚拟点阵
D:正空间中的晶面按一定的规则转变为另一空间的一阵点，晶体的所有晶面转变为一系列规则排列的点阵，是一虚拟点阵
答案: 【正空间中的晶面按一定的规则转变为另一空间的一阵点，晶体的所有晶面转变为一系列规则排列的点阵，是一虚拟点阵】

5、 问题:晶带定律中的晶带面在倒阵空间中阵点的几何关系是：
选项：
A:共面
B:共线
C:共点
D:无规律
答案: 【共面】

6、 问题:迹式球面投影是指晶体的几何要素（晶向、晶面）通过间接延伸或扩展与投影球相交，在球面上留下的痕迹。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】
分析：【迹式球面投影是指晶体的几何要素（晶向、晶面）通过直接延伸或扩展与投影球相交，在球面上留下的痕迹。】

7、 问题:晶体的球面投影中，同一晶带轴的系列晶带面其极式球面投影共面在同一大圆上，大圆一定通过南北极点N、S。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】
分析：【2）晶体的球面投影中，同一晶带轴的系列晶带面其极式球面投影共面在同一大圆上，大圆不一定通过南北极点N、S和东西极点E、W。】

8、 问题:晶体的极射赤面投影中，同一晶带轴的系列晶带面的极射赤面投影构成过直径的大圆弧。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【正确】

9、 问题:每一倒易矢量表示正空间中的一个晶向。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】
分析：【每一倒易矢量表示正空间中的一个晶面。】

10、 问题:倒易球面的致密性取决于单晶体的粒度大小。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】
分析：【倒易球面的致密性取决于多晶体的粒度和数量。】

【作业】第2教学单元 第2章 晶体学基础 第2单元作业

1、 问题:极式球面投影与极射赤面投影的区别是什么？
评分规则: 【 答：极式球面投影是几何要素（晶面、晶向，点除外）通过间接延伸或扩展后与投影球相交，在球面上留下的痕迹。（5分）晶向的极式球面投影是过球心作晶向的法平面，法平面扩展后与投影球面相交，所得的交线大圆。该圆又称为晶向的极圆（5分）。晶面的极式球面投影是过投影球的球心作晶面的法线，法线延伸后与投影球相交所得的交点。该交点又称为晶面的极点（5分）。极式球面投影的投影光源在球心（5分）。而极射赤面投影是晶面、晶向的球面投影的再投影，再投影面为赤平面，投影光源在极点（5分）。
】

2、 问题:倒易点阵中的点、线、面分别表示正空间中晶体的何种几何要素？
评分规则: 【 答：在倒空间中：1）点表示正空间中的晶面；点坐标由不带括号的三位数表示；（10分）2）倒空间中的直线点列表示正空间中一个系列平行晶面；（10分）3）倒空间中的阵面表示正空间中同一晶带的系列晶带面。（5分）
】

3、 问题:倒易点阵中从原点出发与任一阵点相连得一倒易矢量，该矢量的大小与方向分别反映晶体的何种几何信息？阵点坐标表示何种含义？
评分规则: 【 答：该倒易矢量的大小即长度表示正空间中对应晶面的晶面间距的倒数（10分）；倒易矢量的方向表示该晶面的法线方向（10分）；阵点坐标即为晶面指数（5分）。
】

4、 问题:多晶体中同一晶面对应于倒空间中的阵点呈何种几何形态？
评分规则: 【 答：每一晶面由倒易点阵的定义可知为倒空间中的一个阵点，从倒空间原点出发到该阵点的矢量即为该晶面的倒易矢量（5分）；矢量大小为晶面间距的倒数，方向为晶面的法线方向（5分）；不同晶粒因晶粒的取向各不相同，随机分布，故同一晶面对应的倒易矢量方向也随机分布，端点共球，即形成倒易球（5分）；当晶粒数增加，或晶粒尺寸减小，矢量端点数增加，倒易球的致密性提高（10分）。
】

【作业】第3教学单元 第3章 X射线的衍射原理 第3单元作业

1、 问题:简述布拉格方程的应用
评分规则: 【 答：1）结构分析。由已知波长的X射线照射晶体，由测量得到的衍射角求得对应的晶面间距，获得晶体的结构信息。（12分）2）X射线谱分析。由已知晶面间距的分光晶体来衍射从晶体中发射出来的特征X射线，通过测定衍射角，算得特征X射线的波长，再由莫塞莱定律获得晶体的成分信息，这就是X射线的谱分析。（13分）
】

2、 问题: 常见的衍射方法有哪些？
评分规则: 【 答：劳埃法、转晶法和粉末法（4分）劳埃法：采用连续X射线照射不动的单晶体以获得衍射花样的方法。（7分）转晶法：采用单一波长的X射线照射转动着的单晶体以获得衍射花样的方法。（7分）粉末法：采用单色X射线照射多晶试样以获得多晶体衍射花样的方法。（7分）
】

3、 问题:原子对X射线的散射主要是由原子中的何种粒子起作用？为什么？
评分规则: 【 答：原子是由原子核与核外电子组成，原子核又由质子和中子组成，由于中子不带电，故仅有电子、质子散射X射线，而原子核中的中子不带电，故对X射线无散射。（10分）在带点粒子中，因质子的质量是单个电子的1836倍，由汤姆逊公式可知，质子对X射线的散射强度仅为电子的 1836平方分之一，故可忽略原子核对X射线的散射。（15分）
】

4、 问题:为何X射线衍射仪常采用平板试样？
评分规则: 【 答：由于不同角度的衍射线与平板试样作用时，入射角度小时辐照面积大但深度浅；反之，入射角度大时，辐照面积小但深度大；（10分）辐照作用的体积基本不变，这样吸收因子仅与样品的线吸收系数有关了，并可将平板试样的吸收因子近似表达为一个常数（15分）。
】

【作业】第4教学单元 第4章 X射线的多晶衍射分析及其应用 第4单元练习

1、 问题:定量分析方法常见的有哪些？
评分规则: 【 答：根据测试过程中是否向试样中添加标准物，定量分析方法可分为内标法和外标法两种（10分）。外标法又称单线条法或直接对比法（5分）；内标法又派生出了K值法和参比强度法绝热法等多种方法（5分）。
】

2、 问题:影响点阵常数的测量精度的因素有哪些？如何克服？
评分规则: 【 答：主要取决于q角的测量误差和q角的大小。从这两个方面入手：q角的测量误差取决于衍射仪本身和衍射峰的定位方法；当q的测量误差一定时，q角愈大，点阵常数的测量误差就愈小，q®90°时，点阵常数的测量误差可基本消除，获得最为精确的点阵常数（10分）。衍射仪通过适当的方法获得q＝90°处精确的点阵常数，如外延法、最小二乘法等。此外，对衍射仪定时进行严格调试，使其系统误差在规定的范围内，或通过标准试样直接获得该仪器的系统误差，再对所测试样的测量数据进行修正。（10分）.
】

3、 问题: 宏观应力的测定方法有哪几种？
评分规则: 【 答：有X射线衍射仪法和X射线应力仪法两种。X射线衍射仪法：两点法和多点法两种，（10分）X射线应力仪法：应力仪的入射线与样品表面法线的夹角y0在计数器扫描过程中保持不变。具体测定时同样也有0°-45°两点法和多点法两种。（10分）
】

4、 问题:非晶态物质的结构表征及其结构常数？
评分规则: 【 答：非晶态物质长程无序，不存在三维周期性，难以通过实验的方法精确测定其原子组态。因此，对非晶态的物质结构一般都是采用统计法来进行表征的，即采用径向分布函数来表征非晶态原子的分布规律（10分），并由此获得表征非晶态结构的四个常数：配位数n、最近邻原子的平均距离r、短程原子有序畴rs和原子的平均位移s。（10分）
】

【作业】第6教学单元 第6章 透射电子显微镜 第6单元练习

1、 问题: 电磁透镜的焦长与景深？应用分别是什么？
评分规则: 【 答：焦长是指在样品固定（物平面不动），在保证像清晰的前提下，像平面可以沿光轴移动的最大距离范围。（10分）景深是指像平面固定，在保证像清晰的前提下，物平面沿光轴可以前后移动的最大距离。（10分）电磁透镜的景深与焦长均很大，透射电镜中，焦长长可使成像操作更加方便。扫描电镜中景深深可使拉伸断口、磨面观察变得更加方便，成了唯一的手段。（5分）
】

2、 问题:中间镜在成像系统中的作用是什么？
评分规则: 【 答：具有以下作用：（1）调节整个系统的放大倍数。设物镜、中间镜和投影镜的放大倍数分别为Mo、Mi、Mp，总放大倍数为M（M=Mo´Mi´Mp），当Mi>1时，中间镜起放大作用；当Mi<1时，则起缩小作用。（10分）（2）进行成像操作和衍射操作。通过调节中间镜的励磁电流，改变中间镜的焦距，使中间镜的物平面与物镜的像平面重合，在荧光屏上可获得清晰放大的像，即所谓的成像操；如果中间镜的物平面与物镜的后焦面重合，则可在荧光屏上获得电子衍射花样，这就是所谓的衍射操作。（15分）
】

3、 问题:常见光阑有哪几种？
评分规则: 【 答：分聚光镜光阑、物镜光阑和中间镜光阑三种。（5分）1）聚光镜光阑（5分）是限制电子束的照明孔径半角。在双聚光镜系统中通常位于第二聚光镜的后焦面上。2）物镜光阑（5分）物镜光阑位于物镜的后焦面上，作用：①减小孔径半角，提高成像质量；②进行明暗场操作。该光阑又称衬度光阑。3）中间镜光阑（5分）位于中间镜的物平面或物镜的像平面上，让电子束通过光阑孔限定的区域，对所选区域进行衍射分析，该光阑又称选区光阑。
】

4、 问题:层错条纹与等厚条纹几点区别？
评分规则: 【 答：①层错条纹出现在晶粒内部，一般为直线状态，而等厚条纹发生在晶界，一般为顺着晶界变化的弯曲条纹；(5分)②层错条纹的数目取决于层错倾斜的程度，倾斜程度愈小，层错导致厚度连续变化的晶柱深度愈小，条纹数目愈少，在不倾斜（即平行于表面）时，条纹仅为一条等宽的亮带或暗带，层错条纹与等厚条纹的 深度周期均为1/s；(10分)③层错的亮暗带均匀，且条带亮度基本一致，而等厚条纹的亮度渐变，由晶界向晶内逐渐变弱。 (5分)
】

5、 问题:薄膜样品的具体要求是什么？
评分规则: 【 答：（1）材质相同。从大块材料中取样，保证薄膜样品的组织结构与大块材料相同。（4分）（2）薄区要大。供电子束透过的区域要大，便于选择合适的区域进行分析。（4分）（3）具有一定的强度和刚度。因为在分析过程中，电子束的作用会使样品发热变形，增加分析困难。（4分）（4）表面保护，保证样品表面不被氧化，特别是活性较强的金属及其合金，如Mg及Mg合金，在制备及观察过程中极易被氧化，因此在制备时要做好气氛保护，制好后立即进行观察分析，分析后真空保存，以便重复使用。（4分）（5）厚度适中。一般在50～200nm之间为宜，便于图像与结构分析。（4分）
】

第5教学单元 第5章 电子显微分析基础 第5单元测验

1、 问题:电子散射源自于物质原子的库仑场，即由
选项：
A:原子核中的质子和核外电子两部分组成
B:原子核的中子和核外电子两部分组成
C:原子核的质子和中子两部分组成
D:原子核外所有电子组成
答案: 【原子核中的质子和核外电子两部分组成】

2、 问题:由于原子核对电子散射后，散射电子的能量损失相比于入射时的能量可以忽略不计，因此原子核对入射电子的散射可以看成是
选项：
A:非弹性散射
B:弹性散射