第四章 X射线光电子谱
X-ray Photo-electronic Spectroscopy (XPS)
本章内容
一、XPS概述 二、 XPS基本原理 三、XPS谱图结构 四、化学位移 五、 XPS定量分析 六、 XPS分析应用
一、概述
在X射线作用下, 电子从物质原子中被激发出来成为光电 子 。由于各种原子轨道中电子的结合能是一定的，为各种元 素的特征，因此可以根据光电子的能量用来鉴别化学元素。 测量光电子能量和强度分布的，从而获得样品的组成一种谱 学方法即为X射线光电子谱（XPS）。
光电子在逸出的路径上自由程很短，实际能探测的信息深 度只有表面几个至十几个原子层，因而XPS是典型的表面分析 的方法。由于其用于测定固体表面的化学成分, 因而XPS又称 为化学分析光电子能谱法 (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis，ESCA )。
1 XPS的特点
? 各元素的灵敏度差异小(≤10倍)，便于比较。
? 相邻元素光电子峰能量差别大，干扰少。 例如: C 1s=285eV N 1s =400eV
? 表面灵敏度高： X-射线不能聚焦取样面积大；光电子 能量小，平均自由程短，信息深度≤10层原子。
? 破坏性最小 ： 软X射线, 未聚焦, 单位面积X光子数少。
? 对真空度的要求中等：X-射线比较柔和的特性使我们有 可能在中等真空程度下对表面观察若干小时而不会影响 测试结果，这是其它方法都做不到的。当用电子束激发 时,如用AES法,必须使用超高真空,以防止样品上形成碳 的沉积物而掩盖被测表面。
? 便于进行化学状态分析: 化学效应也是XPS法不同于其它 方法的另一特点，即采用直观的化学认识即可解释XPS中的 化学位移，相比之下，在AES中解释起来就困难的多。
? XPS的局限性：由于X-射线不能聚焦，分析斑的面积大， 使得XPS空间分辨率低。
2 X-射线光电子 能谱仪
XPS分析仪 外观图
A Shimadzu Group Company
AXIS Ultra 型XPS仪
XPS仪内部机构
电子能量分析器
电子能量分析器部分已 经在介绍过，下面介绍 激发光路部分
激 发 光 路
浸没式磁透镜作用
The magnetic immersion lens is positioned below the sample and focuses photoelectrons onto the spot size aperture.
photoelectrons
aperture
Magnetic flux lines
Iris
光阑
sample
AXIS 磁透镜收集光电子的立体角
A solid cone of photoelectrons are collected from the surface. The solid angle of collection indicated by θ in the diagrams below, is defined by the lens mode used and the continuously variable iris setting.
θ1 = ± 15° θ2 = ± 7°
θ1 θ2
θ2
θ1 = θ2 =
± ±
6° 1.5°
θ1
iris
Sample
Magnetic Mode
Sample
Electrostatic Mode
二、基本原理
1 X-射线光电子产生： 用X-射线做激发源，使原子内壳层 电子电离，产生X-射线光电子。
X射线
光电子
hν’=Ek - EL
入射X-射线
③
K线α X荧-射光
俄歇电子
O
N M
X-射线 光电子
E’k
hν > E b
L
② ①
K Eb
X射线光电子产生示意图
（比较：入射源为电子时）
2. X射线光电子的能量
频率为ν 的X射线与结合能为Eb的电子发生光电效应， 产 生能量为E’k的X光电子，则有
hv = Eb + EK′
即光子能量一部分用于克服轨道结合能，其余转换成动能。
X-荧射光线
hν’=Ek - EL
入射X-射线
③
hν > E b
② ①
Eb
俄歇电子
O N M L
X-射线 光电子
E’k
K
此外，光电子能量还受样品表明逸出功、样品/仪器
接触电位差的影响。
真空能级 Fermi能级
价带 M L
K
Ek’ φs hv
Eb
仅考虑逸出功
hv= Eb +φs +Ek'
Ek
eΔV
φs
φsp
考虑逸出功+接触电位差
hv = Eb +φs + eΔV + Ek
(1) 仅考虑样品本身
hv = Eb + EK′ +φs
Eb—以Fermi能级为 参考点时的结合能 φs—从Fermi能级到 真空能级的逸出功
Ek’ φs hv
Ek
eΔV
φs
φsp
(2)考虑样品-仪器之
Eb
间接触电势差ΔV
为防止电荷积
仅考虑逸出功
考虑逸出功+接触电位差
累，样品与谱仪须 保持良好电接触， 两者费米能级一致。
hv= Eb +φs + Ek'
hv = Eb +φs + eΔV + Ek
φsp
二者之间产生的接触电势ΔV使得光e动能由E’k变为Ek,
hv= Eb + Ek′ +eΔV +φs = Eb + Ek +φsp
(3) XPS定性分析依据
前述分析获得如下关系式
hv = Eb + Ek +φsp
式中φsp为仪器的特定值(一般~4eV)。对于给定的入射源经单色
化后hv为常数，即
hv ?φsp = K(常数)
代入上式，整理，得
由式可见:
Ek = K?Eb
?只要测出光电子的动能，就可求得对应的结合能Eb (XPS中 一般都在横坐标上同时标出动能和结合能)；
?Eb是元素的特征值，即可从XPS图中鉴别出Eb对应的元素。 此即XPS定性分析原理。
三、XPS谱图的主结构
X射线与物质相互作用时,产生各种信息如下。
荧光X射线—XRF 热能
散射 相干散射—XRD X射线 非相干散射
e
反冲电子 俄歇电子—AES
X光电子—XPS
入射X射线
I0
透射X-射线
I=I0e-μH
H
样品厚度
X-Ray吸收谱 透射成像,无损检测
典型XPS谱图：
从图可见，XPS图主结构包括：
? X光电子峰， 如3s, 3p, 3d……等主峰；
?伴峰, 如3d伴峰；
?台阶式背景；
?Auger电子峰。 思考问题：
3p 3s
?为什么会出现 Auger电子峰？
?有无X光子峰?
?为何3s是单峰而 3p、3d是为双蜂 ？
3d 伴峰
1．X光电子峰的命名及非S态双峰结构
X光电子按发射的轨道能谱项名称而命名，即用 主量子数n, 角量子数l ,总角动量j 来描述。
主量子数 角量子数
n l=0,1,2…n-1 (s,p,d,…)
1
0
总角动量 j=| l± ? |
1/2
2
0
1
1/2 1/2 3/2
3
0
1/2
1
1/2 3/2
2
3/2 5/2
……
能谱项 nlj
能级符号
1S ? 2S ? 2P ? 2P 3/2 3S ? 3P 1/2 3P 3/2 3d 3/2 3d 5/2
K
L1 L2 L3 M1 M2 M3 M4 M5
材料分析方法课后练习题参考答案 2015-1-4 BY：二专业の学渣 材料科学与工程学院
3.讨论下列各组概念的关系 答案之一 (1）同一物质的吸收谱和发射谱； 答：λk吸收〈λkβ发射〈λkα发射 (2）X射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。 答：λkβ发射（靶）〈λk吸收(滤波片)〈λkα发射（靶）。任何材料对X射线的吸收都有一个Kα线和Kβ线。如Ni 的吸收限为0.14869 nm。也就是说它对0.14869nm波长及稍短波长的X射线有强烈的吸收。而对比0.14869稍长的X射线吸收很小。Cu靶X射线:Kα=0.15418nm Kβ=0.13922nm。 (3）X射线管靶材的发射谱与被照射试样的吸收谱。 答：Z靶≤Z样品+1 或Z靶>>Z样品 X射线管靶材的发射谱稍大于被照射试样的吸收谱，或X射线管靶材的发射谱大大小于被照射试样的吸收谱。在进行衍射分析时，总希望试样对X射线应尽可能少被吸收，获得高的衍射强度和低的背底。 答案之二 1）同一物质的吸收谱和发射谱； 答：当构成物质的分子或原子受到激发而发光，产生的光谱称为发射光谱，发射光谱的谱线与组成物质的元素及其外围电子的结构有关。吸收光谱是指光通过物质被吸收后的光谱，吸收光谱则决定于物质的化学结构，与分子中的双键有关。 2）X射线管靶材的发射谱与其配用的滤波片的吸收谱。 答：可以选择λK刚好位于辐射源的Kα和Kβ之间的金属薄片作为滤光片，放在X射线源和试样之间。这时滤光片对Kβ射线强烈吸收，而对Kα吸收却少。 6、欲用Mo 靶X 射线管激发Cu 的荧光X 射线辐射，所需施加的最低管电压是多少？激发出的荧光辐射的波长是多少？ 答：eVk=hc/λ Vk=6.626×10-34×2.998×108/(1.602×10-19×0.71×10-10)=17.46(kv) λ0=1.24/v(nm)=1.24/17.46(nm)=0.071(nm) 其中h为普郎克常数，其值等于6.626×10-34 e为电子电荷，等于1.602×10-19c 故需加的最低管电压应≥17.46(kv)，所发射的荧光辐射波长是0.071纳米。 7、名词解释：相干散射、非相干散射、荧光辐射、吸收限、俄歇效应 答：⑴当χ射线通过物质时，物质原子的电子在电磁场的作用下将产生受迫振动，受迫振动产生交变电磁场，其频率与入射线的频率相同，这种由于散射线与入射线的波长和频率一致，位相固定，在相同方向上各散射波符合相干条件，故称为相干散射。 ⑵当χ射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后，可以得到波长比入射χ射线长的χ射线，且波长随散射方向不同而改变，这种散射现象称为非相干散射。
第一章 一、选择题 1.用来进行晶体结构分析的X射线学分支是（） A.X射线透射学； B.X射线衍射学； C.X射线光谱学； D.其它 2. M层电子回迁到K层后，多余的能量放出的特征X射线称（） A.Kα； B. Kβ； C. Kγ； D. Lα。 3. 当X射线发生装置是Cu靶，滤波片应选（） A．Cu；B. Fe；C. Ni；D. Mo。 4. 当电子把所有能量都转换为X射线时，该X射线波长称（） A.短波限λ0； B. 激发限λk； C. 吸收限； D. 特征X射线 5.当X射线将某物质原子的K层电子打出去后，L层电子回迁K层，多余能量将另一个L层电子打出核外，这整个过程将产生（）（多选题） A.光电子； B. 二次荧光； C. 俄歇电子； D. （A+C） 二、正误题 1. 随X射线管的电压升高，λ0和λk都随之减小。（） 2. 激发限与吸收限是一回事，只是从不同角度看问题。（） 3. 经滤波后的X射线是相对的单色光。（） 4. 产生特征X射线的前提是原子内层电子被打出核外，原子处于激发状态。（） 5. 选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料，而不需要考虑厚度。（） 三、填空题 1. 当X射线管电压超过临界电压就可以产生X射线和X射线。 2. X射线与物质相互作用可以产生、、、、 、、、。 3. 经过厚度为H的物质后，X射线的强度为。 4. X射线的本质既是也是，具有性。 5. 短波长的X射线称，常用于；长波长的X射线称 ，常用于。 习题 1.X射线学有几个分支？每个分支的研究对象是什么？ 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。 3.什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”、“发射谱
GIS空间分析理论与方法 第一章绪论 1. 空间分析概念 GIS空间分析是从一个或多个空间数据图层获取信息的过程。空间分析是集空间数据分析和空间模拟于一体的技术，通过地理计算和空间表达挖掘潜在空间信息，以解决实际问题(刘湘南等,2008)。 2. 空间分析与GIS的关系 空间分析是地理信息系统的核心和灵魂。空间分析是地理信息系统的主要特征，是评价一个地理信息系统的主要指标之一。 3. 空间分析在GIS中的地位和作用 空间分析是GIS的核心；空间分析是 GIS的核心功能；空间分析的理论性和技术性 第二章GIS空间分析的基本理论 1. 空间分析有哪些理论？ 空间关系理论；地理空间认知理论；地理空间推论理论；空间数据的不确定性分析理论 2. 简述空间关系的类型及各类型的特点？ GIS空间关系主要分为顺序关系、度量关系和拓扑关系三大类型。 顺序关系描述目标在空间中的某种排序，主要是目标间的方向关系，如前后左右、东西南北等。 度量关系是用某种度量空间中的度量来描述的目标间的关系，主要是指目标间的距离关系。 拓扑空间关系是指拓扑变换下的拓扑不变量，如空间目标的相邻和连通关系，以及表示线段流向的关系。 3. 简述拓扑空间关系的特点？ 拓扑空间关系是指拓扑变换下的拓扑不变量，如空间目标的相邻和连通关系，以及表示线段流向的关系。 拓扑变换： 拓扑所研究的是几何图形的一些性质，它们在图形被弯曲、拉大、缩小或任意的变形下保持 不变，只要在变形过程中不使原来不同的点重合为同一个点，又不产生新点。 拓扑变换的条件：在原来图形的点与变换了图形的点之间存在着一一对应的关系，并且邻近的点还是邻近的点。 拓扑关系表达的代表性模型：4元组模型、9元组模型、基于 Voronoi图的V91模型、RCC 模型、空间代数模型 4. 简述方向空间关系的类型和特点？ 方向关系是顺序关系中的最主要的关系。方向关系的描述方式包括定量描述和定性描述两种。一般方向关系的形式化描述：使用的是绝对方向关系参考。 九种方向关系：正东： restricted-east(pi,qi)三x(pi)>X(qi) Y(pi)=Y(qi) 5. 简述距离关系的类型和计算方法？ 欧氏距离、切比雪夫距离、马氏距离、明氏距离P21 6. 简述空间关系描述模型的评价准则？一般从完备性、严密性、唯一性、通用性 1?空间关系表达是否是形式化的、无歧义的 2?表达的完备性 3?表达的可靠性 4?表达的唯一性
第十四章 1、波谱仪和能谱仪各有什么优缺点 优点:1）能谱仪探测X射线的效率高。 2）在同一时间对分析点内所有元素X射线光子的能量进行测定和计数，在几分钟内可得到定性分析结果，而波谱仪只能逐个测量每种元素特征波长。 3）结构简单，稳定性和重现性都很好 4）不必聚焦，对样品表面无特殊要求，适于粗糙表面分析。 缺点：1）分辨率低。 2）能谱仪只能分析原子序数大于11的元素；而波谱仪可测定原子序数从4到92间的所有元素。 3）能谱仪的Si(Li)探头必须保持在低温态，因此必须时时用液氮冷却。 分析钢中碳化物成分可用能谱仪；分析基体中碳含量可用波谱仪。 2、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。 答：(1)、定点分析：将电子束固定在要分析的微区上用波谱仪分析时，改变分光晶体和探测器的位置，即可得到分析点的X射线谱线；
用能谱仪分析时，几分钟内即可直接从荧光屏（或计算机）上得到微区内全部元素的谱线。 (2)、线分析：将谱仪（波、能）固定在所要测量的某一元素特征X射线信号（波长或能量）的位置把电子束沿着指定的方向作直线轨迹扫描，便可得到这一元素沿直线的浓度分布情况。改变位置可得到另一元素的浓度分布情况。 (3)、面分析：电子束在样品表面作光栅扫描，将谱仪（波、能）固定在所要测量的某一元素特征X射线信号（波长或能量）的位置，此时，在荧光屏上得到该元素的面分布图像。改变位置可得到另一元素的浓度分布情况。也是用X射线调制图像的方法。 3、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 答：（1）若观察断口形貌，用扫描电子显微镜来观察：而要分析夹杂物的化学成分，得选用能谱仪来分析其化学成分。 (2)A、用扫描电镜的断口分析观察其断口形貌：
材料现代分析方法试题5 材料学院材料科学与工程专业年级班级材料现代分析方法课程200—200学年第学期（）卷期末考试题（ 120 分钟） 考生姓名学号考试时间 题号得分分数 主考教师：阅卷教师： 材料现代分析方法试题5（参考答案） 一、基本概念题（共10题，每题5分） 1．若X射线管的额定功率为1.5kW，在管电压为35kV时，容许的最大电流是多少？ 答：1.5kW/35kV=0.043A 2．证明（）、（）、（）、（01）、（12）晶面属于[111]晶带。 答：根据晶带定律公式Hu+Kv+Lw=0计算 （）晶面：1×1+1×+0×1=1—1+0=0 （）晶面：1×1+1×+1×1=1—2+1=0 （）晶面：×1+2×1+1×1=（—3）+2+1=0 （01）晶面：0×1+×1+1×1=0+（—1）+1=0 （12）晶面：1×1+×1+1×2=1+（—3）+2=0 因此，经上五个晶面属于[111]晶带。 3．当X射线在原子例上发射时，相邻原子散射线在某个方向上的波程差若不为波长的整数倍，则此方向上必然不存在放射，为什么？
答：因为X射线在原子上发射的强度非常弱，需通过波程差为波长的整数倍而产生干涉加强后才可能有反射线存在，而干涉加强的条件之一必须存在波程差，且波程差需等于其波长的整数倍，不为波长的整数倍方向上必然不存在反射。4．某一粉末相上背射区线条与透射区线条比较起来，其θ较高抑或较低？相应的d较大还是较小？ 答：背射区线条与透射区线条比较θ较高，d较小。 产生衍射线必须符合布拉格方程2dsinθ=λ，对于背射区属于2θ高角度区， 根据d=λ/2sinθ，θ越大d越小。 5．已知Cu3Au为面心立方结构，可以以有序和无序两种结构存在，请画出其有序和无序结构[001]晶带的电子衍射花样，并标定出其指数。 答：如图所示： 6．（1）试说明电子束入射固体样品表面激发的主要信号、主要特点和用途。（2）扫描电镜的分辨率受哪些因素影响? 给出典型信号成像的分辨率，并说明原因。（3）二次电子（SE）信号主要用于分析样品表面形貌，说明其衬度形成原理。（4）用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? 答：（1）背散射电子:能量高；来自样品表面几百nm深度范围；其产额随 原子序数增大而增多.用作形貌分析、成分分析以及结构分析。 二次电子:能量较低；来自表层5－10nm深度范围；对样品表面状态十分敏感.不能进行成分分析.主要用于分析样品表面形貌。
绪 1 ．[材料l］马克思恩格斯在187 2 年为《共产党宣言》所写的序言中指出：“不管最近25 年来的情况发生了多大的变化，这个《宣言》中所阐述般原理整个说来直到现在还是完全正确的……由于最近25 年来大工业有了巨大发展而工人阶级的政党组织也跟着发展起来，由于首先有了二月革命的实际而后来尤其是有了无产阶级第一次掌握政权达两月之久的巴黎公社的实际经验，所以这个纲领现在有些地方已经过时了。特别是公社已经证明：‘工人阶级简单地掌握现成的国家机器，并运用它来达到自己的目的。'” [材料2] 恩格斯在1895 年时指出：但是，历史表明我们也曾经错了，暴露出我们当时（1848 年革命时期，编者）的看法只是一个幻想。历史走得更远不仅打破了我们当时的错误看法，并且还完全改变了无产阶级借以进行斗争的条件。1848 年的斗争方法，今天在一切方面都已经过时了，这一点值得在这较仔细地加以探讨。 [材料3］恩格斯指出：“我们还差不多处在人类历史的开端，而将来纠正我们的错误的后代，大概比我们有可能经常以十分轻蔑的态度纠正其认识错误的要多得多。” [材料4] 恩格斯在《英国状况―评托马斯? 卡莱尔的“过去和现在”》一文中指出：“他说的很对，任何一种社会哲学，只要它还把某几个论点奉为的最终结论，还在开莫里逊氏丸（意即‘包医百病的灵丹妙药’―引者注），它就远不是完备的；我们最需要的不是干巴巴的几条结论，而是研究。结论没有使它得以成为结论的发展，就毫无足取，这一点我们从黑格尔那时就已经知道了；结论如果变成一种故步自封的东西，不再成为继续发展的前提，它就用处。但结论在一定时期应当有一定的形式，在自己的发展过程中应当摆脱模棱两可的不确定性，应当形成明确的思想。” 结合上述材料，谈谈我们对待马克思主义应有的科学态度，怎样才能把坚持和发展马克思主义统一起来。 坚持一切从实际出发，理论联系实际，实事求是，在实践中检验真理和发展真理，是马克思主义最重要的理论品质。这种与时俱进的理论品质，是150来马克思主义始终保持蓬勃生命力的关键所在。 首先，这种品质是马克思主义理论本质的反映。马克思主义理论的本质属性，在于它的彻底的科学性、坚定的革命性和自觉的实践性，而彻底的科学最根本的。彻底的科学性是与理论的与时俱进紧密联系在一起的。在一定意义上说，理论上的与时俱进正是科学性的必然要求。 其次，这种品质是人类认识发展规律的具体体现。坚持一切从实际出发，实事求是，在实践中检验和发展真理，这是人类认识发展规律的基本要求。个意义上讲，与时俱进就要把握规律性。马克思主义经典作家从不认为他们的理论是一成不变的，而总是要求根据实践的发展和时代的变化丰富发展他们的。马克思主义理论诞生后，马克思恩格斯一直都是着眼实际，着眼历史条件的变化，以实事求是的科学态度对待自己创立的理论。 最后，这种品质是理论创新的内在要求。创新就要不断解放思想、实事求是、与时俱进。实践没有止境，认识和创新也没有止境。我们要突破前人，也必然会突破我们。马克思主义的发展，也是一个不断总结实践的新经验，借鉴当代人类文明的有益成果，在理论上不断扩展新视野，作出新概括的过程。 2.【材料1】英国着名历史学家，英国学术院院士霍布斯鲍姆指出，给确定某一具体思想方式或者观点是能否被看作马克思主义的标准作依据的，“是在纪末大致定型的马克思主义基本原理”。美国着名学者海尔布隆纳在标准问题上有着与霍布斯鲍姆相近的看法。他认为，马克思主义思想有一个可以得到“的共同点”，这个共同点来源于“同一套前提”，它是规定马克思主义思想的前提。“凡是包含有这类前提的分析，都可以正当地将其分类为‘马克思主义分析，即使作者本人并不如此认定”。这“同一套前提”是：对待认识本身的辩证态度，唯物主义历史观，依据马克思的社会分析而得出的关于资本主义的法，以某种形式规定的对社会主义的信奉。 【材料2】1934年，当德国共产党的理论家卡尔?科尔施还没有彻底脱离马克思主义的时候，他写了一篇题为《我为什么是马克思主义者》的文章，在这章中，科尔施力图通过他对马克思主义的所谓的特殊看法来表明他是一个“真正的马克思主义者”。这些看法的要点是：马克思主义的全部原理，包括那些上具有普遍性的原理，都带有特殊性，马克思主义不是实证的，而是批判的；马克思主义的主题不是现在处于肯定状态的资本主义社会，而是显得日益分崩的正在衰亡的资本主义社会；马克思主义的主要目的不是观赏现存的世界，而是对它进行积极的改造。 【材料3】匈牙利思想家卢卡奇在《历史与阶级意识》一书中认为：“我们姑且假定新的研究完全驳倒了马克思的每一个个别的论点。即使这点得到证明个严肃的‘正统’马克思主义者仍然可以毫无保留地接受这种新结论，放弃马克思的所有全部论点，而无须片刻放弃他的马克思主义正统。所以，正统马克义并不意味着无批判地接受马克思主义研究的结果。它不是对这个或者那个论点的‘信仰’，也不是对某本‘圣’书的注解。恰恰相反，马克思主义问题中统仅仅是指方法。” 结合上述材料，谈谈什么是马克思主义。 什么是马克思主义？从不同的角度，我们可以对什么是马克思主义作出不同的回答。 从它的创造者，继承者的认识成果讲，马克思主义是由马克思恩格斯创立的，而由其后各个时代、各个民族的马克思主义者不断丰富和发展的观点和学说系。从它的阶级属性讲，马克思主义是无产阶级争取自身解放和整个人类解放的科学理论，是关于无产阶级斗争的性质、目的和解放条件的学说。从它的研象和主要内容讲，马克思主义是无产阶级的科学世界观和方法论，是关于自然、社会和思维发展的普遍规律的学说，是关于资本主义发展和转变为社会主义
绪论 1 ．[材料l］马克思恩格斯在187 2 年为《共产党宣言》所写的序言中指出：“不管最近25 年来的情况发生了多大的变化，这个《宣言》中所阐述的一般原理整个说来直到现在还是完全正确的……由于最近25 年来大工业有了巨大发展而工人阶级的政党组织也跟着发展起来，由于首先有了二月革命的实际经验而后来尤其是有了无产阶级第一次掌握政权达两月之久的巴黎公社的实际经验，所以这个纲领现在有些地方已经过时了。特别是公社已经证明：‘工人阶级不能简单地掌握现成的国家机器，并运用它来达到自己的目的。'”（参见《马克思恩格斯选集》第1 卷，人民出版社1995 年版，第248 一249 页）[材料2] 恩格斯在1895 年时指出：但是，历史表明我们也曾经错了，暴露出我们当时（1848 年革命时期，编者）的看法只是一个幻想。历史走得更远：它不仅打破了我们当时的错误看法，并且还完全改变了无产阶级借以进行斗争的条件。1848 年的斗争方法，今天在一切方面都已经过时了，这一点值得在这里比较仔细地加以探讨。（参见《马克思恩格斯选集》第4 卷，人民出版社1995 年版，第510 页） [材料3］恩格斯指出：“我们还差不多处在人类历史的开端，而将来纠正我们的错误的后代，大概比我们有可能经常以十分轻蔑的态度纠正其认识错误的前代要多得多。”（参见《马克思恩格斯选集》第3 卷，人民出版社1995 年版，第426 页）
[材料4] 恩格斯在《英国状况―评托马斯?卡莱尔的“过去和现在”》一文中指出：“他说的很对，任何一种社会哲学，只要它还把某几个论点奉为自己的最终结论，还在开莫里逊氏丸（意即‘包医百病的灵丹妙药’―引者注），它就远不是完备的；我们最需要的不是干巴巴的几条结论，而是研究。结论要是没有使它得以成为结论的发展，就毫无足取，这一点我们从黑格尔那时就已经知道了；结论如果变成一种故步自封的东西，不再成为继续发展的前提，它就毫无用处。但结论在一定时期应当有一定的形式，在自己的发展过程中应当摆脱模棱两可的不确定性，应当形成明确的思想。”（《马克思恩格斯全集》第1卷，人民出版社1956 年版，第642 页） 结合上述材料，谈谈我们对待马克思主义应有的科学态度，怎样才能把坚持和发展马克思主义统一起来。 [答案要点] 坚持一切从实际出发，理论联系实际，实事求是，在实践中检验真理和发展真理，是马克思主义最重要的理论品质。这种与时俱进的理论品质，是150 多年来马克思主义始终保持蓬勃生命力的关键所在。
材料结构显微分析 内部资料 姓名： 版权所有 翻版必究 编号： 绝密文件
目录 第一章材料X射线衍射分析----------------------------------------------------------------------------1 第二章X射线衍射方向----------------------------------------------------------------------------------1 第三章X射线衍射强度----------------------------------------------------------------------------------2 第四章多晶体分析方法----------------------------------------------------------------------------------3 第八章电子光学基础-------------------------------------------------------------------------------------4 第九章透射电子显微镜----------------------------------------------------------------------------------5 第十章电子衍射-------------------------------------------------------------------------------------------7 第十一章晶体薄膜衍衬成像分析----------------------------------------------------------------------8 第十三章扫描电子显微镜-------------------------------------------------------------------------------10 第十五章电子探针显微分析----------------------------------------------------------------------------10
材料近代分析测试方法论文 学生姓名：杨欢 学号：200912010228 院系：材料科学与工程学院 专业班级：材料0902 指导教师：徐向前 完成时间：2012年12月12 日
目录 1. X射线在晶体中的分析方法 (1) 1.1 X射线的理论依据 (1) 1.2X射线在晶体衍射分析中的应用 (1) 1.3X射线衍射在薄膜材料中的应用 (3) 2. 材料的电子显微衍射分析方法 (4) 2.1 材料的电子显微衍射的理论分析 (4) 2.2材料的电子显微衍射的应用现状 (5) 2. 3 材料的电子显微衍射的发展趋势 (6) 3. 电子能谱在材料分析方法 (7) 3.1 电子能谱的基本原理 (7) 3.2 材料的电子显微衍射的应用现状 (8) 3.3 材料的电子显微衍射的发展趋势 (9) 4. 光谱衍射分析的分析方法 (10) 4.1 光谱衍射的基本原理 (10) 4.2 光谱衍射的应用现状 (11) 4.3 光谱衍射的发展趋势 (12) 5. 参考文献 (14)
1. X射线在晶体中的分析方法 1.1 X射线的理论依据 设有一束波长为λ的单色X射线入射到面间距为d hkl的晶面组晶面组与入射线和反射线的交角为(等于衍射光线和入射光线夹角的一半)，有著名的布拉格( Bragg) 衍射方程式 2d hkl sin = nλ(1) 式(1)中为正整数，衍射级数n= 1，2，3…时，分别称为一级、二级、三级…衍射。只有在满足布拉格衍射方程式的条件时，才能发生衍射。因此，晶体反射X 射线是一种“选择反射”。 当一束单色X射线入射到晶体时，由于晶体是由原子规则排列成的晶胞组成，这些规则排列的原子间距离与入射X 射线波长有相同数量级，故由不同原子散射的X射线相互干涉，在某些特殊方向上产生强X射线衍射，衍射线在空间分布的方位和强度，与晶体结构密切相关。 对于X射线衍射理论的研究，目前有两种理论: 运动学和动力学衍射理论。 1.1.1 运动学衍射理论 达尔文( Darwin)的理论称为X 射线衍射运动学理论。该理论把衍射现象作为三维Frannhofer 衍射问题来处理，认为晶体的每个体积元的散射与其它体积元的散射无关，而且散射线通过晶体时不会再被散射。X 射线衍射运动学理论内容主要包括衍射方向和衍射线强度大小及其分布( 线型)。 1.1.2 动力学衍射理论 厄瓦尔德( Ewald)的理论称为动力学理论。该理论考虑到了晶体内所有波的相互作用，认为入射线与衍射线在晶体内相干地结合，而且来回地交换能量。 两种理论对细小的晶体粉末得到的强度公式相同，而对高度完整的晶体的衍射问题，则必须采用动力学理论来处理，才能得出正确的结果。 1.2X射线在晶体衍射分析中的应用 X射线衍射在结构分析中的应用范围非常广泛，现已渗透到物理、化学、矿物学、冶金学、地球科学和生命科学以及各种工程技术科学之内，成为一种重
材料结构分析试题1（参考答案） 一、基本概念题（共8题，每题7分） 1．X射线的本质是什么？是谁首先发现了X射线，谁揭示了X射线的本质？答：X射线的本质是一种横电磁波？伦琴首先发现了X射线，劳厄揭示了X射线的本质？ 2．下列哪些晶面属于[111]晶带？ （111）、（3 21）、（231）、（211）、（101）、（101）、（133），（-1-10），（1-12）， （1- 32），（0 - 11），（212），为什么？ 答：（- 1 - 10）（3 21）、（211）、（1 - 12）、（ - 101）、（0 - 11）晶面属于[111]晶带， 因为它们符合晶带定律：hu+kv+lw=0。 3．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？ 答：多重性因子的物理意义是等同晶面个数对衍射强度的影响因数叫作多重性因子。某立方晶系晶体，其{100}的多重性因子是6？如该晶体转变为四方晶系多重性因子是4；这个晶面族的多重性因子会随对称性不同而改变。 4．在一块冷轧钢板中可能存在哪几种内应力？它们的衍射谱有什么特点？ 答：在一块冷轧钢板中可能存在三种内应力，它们是：第一类内应力是在物 体较大范围内或许多晶粒范围内存在并保持平衡的应力。称之为宏观应力。它能 使衍射线产生位移。第二类应力是在一个或少数晶粒范围内存在并保持平衡的内应力。它一般能使衍射峰宽化。第三类应力是在若干原子范围存在并保持平衡的内应力。它能使衍射线减弱。 5．透射电镜主要由几大系统构成? 各系统之间关系如何? 答：四大系统:电子光学系统,真空系统,供电控制系统,附加仪器系统。 其中电子光学系统是其核心。其他系统为辅助系统。 6．透射电镜中有哪些主要光阑? 分别安装在什么位置? 其作用如何? 答：主要有三种光阑： ①聚光镜光阑。在双聚光镜系统中,该光阑装在第二聚光镜下方。作用:限制
第四章 X射线光电子谱
X-ray Photo-electronic Spectroscopy (XPS)
本章内容
一、XPS概述 二、 XPS基本原理 三、XPS谱图结构 四、化学位移 五、 XPS定量分析 六、 XPS分析应用
一、概述
在X射线作用下, 电子从物质原子中被激发出来成为光电 子 。由于各种原子轨道中电子的结合能是一定的，为各种元 素的特征，因此可以根据光电子的能量用来鉴别化学元素。 测量光电子能量和强度分布的，从而获得样品的组成一种谱 学方法即为X射线光电子谱（XPS）。
光电子在逸出的路径上自由程很短，实际能探测的信息深 度只有表面几个至十几个原子层，因而XPS是典型的表面分析 的方法。由于其用于测定固体表面的化学成分, 因而XPS又称 为化学分析光电子能谱法 (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis，ESCA )。
1 XPS的特点
? 各元素的灵敏度差异小(≤10倍)，便于比较。
? 相邻元素光电子峰能量差别大，干扰少。 例如: C 1s=285eV N 1s =400eV
? 表面灵敏度高： X-射线不能聚焦取样面积大；光电子 能量小，平均自由程短，信息深度≤10层原子。
? 破坏性最小 ： 软X射线, 未聚焦, 单位面积X光子数少。
? 对真空度的要求中等：X-射线比较柔和的特性使我们有 可能在中等真空程度下对表面观察若干小时而不会影响 测试结果，这是其它方法都做不到的。当用电子束激发 时,如用AES法,必须使用超高真空,以防止样品上形成碳 的沉积物而掩盖被测表面。
1答： 原数据可能含有大量的噪声，去除噪声是有必要的。 原数据可能数据量很大，维数很高，计算机处理起来时间复杂度很高，预处理可以降低数据维度。在模式识别中, 数据的预处理很重要的另一个原因是用于同一分类的各个特征可能差别很大, 例如对金属间化合物的分类, 有的特征量为原子半径, 有的为熔点, 有的则为原子电荷密度。数据间不仅量纲不一样, 其绝对值大小有时会有几个数量级之差。因此, 应用表度化方法使个特征量变化幅度处于同一水平上。 最常用的预处理方法是标准化处理(autoscaling), 设a ij 为原始数据 a n a i ij j n - ==∑11 ( 1) s a a i n ij i j n =-?? ???-=∑112 1_ ( 2) x a a s ij ij i i = -_ ( 3) X x x x x x x x x x n n m m mn =?? ???????????111212122212........::....:.... ( 4) 其中x ij 为标准化数据,经过标准化处理的变量权重相同,均值为零, 方差为1。 2答： （一）蒙特卡罗方法的基本思想 蒙特卡罗方法又称计算机随机模拟方法。它是以概率统计理论为基础的一种方法。 当所求问题的解是某个事件的概率，或者是某个随机变量的数学期望，或者是与概率、数学期望有关的量时，通过某种试验的方法，得出该事件发生的频率，或者该随机变量若干个具体观察值的算术平均值，通过它得到问题的解。这就是蒙特卡罗方法的基本思想。可以把MC 解题归结为3个主要步骤：构造或描述概率过程；实现从已知概率分布抽样；建立各种估计量 （二）蒙特卡罗方法的特点 蒙特卡罗方法在实际的运用当中具有以下几个特点： ① 够比较逼真地描述具有随机性质的事物的特点及物理实验过程 蒙特卡罗方法可以部分代替物理实验，甚至可以得到物理实验难以得到的结果。用蒙特卡罗方法解决实际问题，可以直接从实际问题本身出发，而不从方程或数学表达式出发。它有直观、形象的特点。 ② 受几何条件限制小 在计算s 维空间中的任一区域D s 上的积分，无论区域D s 的形状多么特殊，只要能给出描述D s 的几何特征的条件，就可以从D s 中均匀产生N 个点 ③收敛速度与问题的维数无关 由误差定义可知，在给定置信水平情况下，蒙特卡罗方法的收敛速度为)(2/1-N O ，与问
1. X射线衍射的几何条件是d、θ、λ必须满足什么公式？写出数学表达式，并说明d、θ、λ的意义。（5分） 答：. X射线衍射的几何条件是d、θ、λ必须满足布拉格公式。（1分）其数学表达式：2dsinθ=λ（1分）其中d是晶体的晶面间距。（1分）θ是布拉格角，即入射线与晶面间的交角。（1分）λ是入射X 射线的波长。（1分） 4. 二次电子是怎样产生的？其主要特点有哪些？二次电子像主要反映试样的什么特征？用什么衬度解释？该衬度的形成主要取决于什么因素？（6分） 答：二次电子是单电子激发过程中被入射电子轰击出的试样原子核外电子。（1分） 二次电子的主要特征如下： （1）二次电子的能量小于50eV，主要反映试样表面10nm层内的状态，成像分辨率高。（1分） （2）二次电子发射系数δ与入射束的能量有关，在入射束能量大于一定值后，随着入射束能量的增加，二次电子的发射系数减小。（1分） （3）二次电子发射系数δ和试样表面倾角θ有关：δ(θ)=δ0/cosθ（1分） （4）二次电子在试样上方的角分布，在电子束垂直试样表面入射时，服从余弦定律。（1分） 二此电子像主要反映试样表面的形貌特征，用形貌衬度来解释，形貌衬度的形成主要取决于试样表面相对于入射电子束的倾角。（1分） 2. 布拉格角和衍射角： 布拉格角：入射线与晶面间的交角，（1.5 分） 衍射角：入射线与衍射线的交角。（1.5 分） 3. 静电透镜和磁透镜： 静电透镜：产生旋转对称等电位面的电极装置即为静电透镜，（1.5 分） 磁透镜：产生旋转对称磁场的线圈装置称为磁透镜。（1.5 分） 4. 原子核对电子的弹性散射和非弹性散射： 弹性散射：电子散射后只改变方向而不损失能量，（1.5 分） 非弹性散射：电子散射后既改变方向也损失能量。（1.5 分） 二、填空（每空1 分，共20 分） 1. X 射线衍射方法有劳厄法、转晶法、粉晶法和衍射仪法。 2.扫描仪的工作方式有连续扫描和步进扫描两种。 3. 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。 4. 电磁透镜的像差有球差、色差、轴上像散和畸变。 5.透射电子显微镜的结构分为光学成像系统、真空系统和电气系统。 1. X射线管中，焦点形状可分为点焦点和线焦点，适合于衍射仪工作的是线焦点。 2. 在X 射线物象分析中，定性分析用的卡片是由粉末衍射标准联合委员会编制，称为JCPDS 卡片，又称为PDF(或ASTM) 卡片。 3. X射线衍射方法有劳厄法、转晶法、粉晶法和衍射仪法。 4. 电磁透镜的像差有球差、色差、轴上像散和畸变。 5. 电子探针是一种显微分析和成分分析相结合的微区分析。 二、选择题（多选、每题4 分） 1. X射线是（ A D ） A. 电磁波； B. 声波； C. 超声波； D. 波长为0.01~1000?。 2. 方程2dSinθ=λ叫（ A D ） A. 布拉格方程； B. 劳厄方程； C. 其中θ称为衍射角； D. θ称为布拉格角。 3. 下面关于电镜分析叙述中正确的是（ B D ） A. 电镜只能观察形貌； B. 电镜可观察形貌、成分分析、结构分析和物相鉴定； C．电镜分析在材料研究中广泛应用，是因为放大倍数高，与分辨率无关； D．电镜在材料研究中广泛应用，是因为放大倍数高，分辨率高。
五、材料分析题（请运用学过的马克思主义哲学有关原理，对所给的材料进行恰当的分析，并准确地回答问题） 1．分析下列材料并回答问题： 材料１ 从前的一切唯物主义——包括费尔巴哈的唯物主义——的主要缺点是：对事物、现实、感性，只是从客体的或者直观的形式去理解，而不是把它们当作人的感性活动，当作实践去理解，不是从主观方面去理解。所以，结果竟是这样，和唯物主义相反，唯心主义却发展了能动的方面，但只是抽象地发展了，因为唯心主义当然是不知道真正现实的感性的活动本身的。 材料２ 人的思维是否具有客观的真理性，这并不是一个理论的问题，而是一个实践的问题。人应该在实践中证明自己思维的真理性，即自己思维的现实性和力量，亦即自己思维的此岸性。关于离开实践的思维是否具有现实性的争论，是一个纯粹经院哲学的问题。 摘自马克思《关于费尔巴哈的提纲》 请回答： ⑴根据材料1说明马克思主义哲学和以往一切唯物主义有哪些区别？ ⑵根据材料1、2说明实践的观点是马克思主义哲学认识论首要的、第一的观点。 1．⑴材料1中马克思第一次明确地阐述了新唯物主义与旧唯物主义的两个根本区别。首先，旧唯物主义不懂得实践的观点是我们认识和理解一切事物的基础和出发点。旧唯物主义虽然坚持了物质的第一性和本原性，但他们仅仅停留在从客体的或者直观的形式层面去理解世界，因此，看不到人的活动的能动性。其次，旧唯物主义不懂得认识的辩证法。由于他们只是在客体的或者直观的形式上来理解物质的第一性和决定作用，看不到人对世界能动地认识和改造作用，亦即不懂得主观与客观、物质与意识相互作用的辩证法。 马克思的新唯物主义克服了旧唯物主义的这两个根本缺陷。一、强调实践的观点是马克思主义哲学首要的、基本的观点。二、正确阐述了认识的辩证法，强调了人的活动的能动性。 ⑵材料1、2表明马克思把实践的观点作为自己哲学的首要的、根本的观点。在认识和实践的关系上认为，实践是认识的基础，实践 对认识起决定作用。即：第一，实践是认识的来源。第二，实践是认识发展的动力。第三，实践是检验认识真理性的标准。第四，实践是 认识的目的。 总之，认识的产生、发展、检验和归宿，认识过程的每一个环节，都依赖于实践。所以，实践的观点是辩证唯物主义认识论首要的和 基本的观点。 2．分析下列材料并回答问题： 材料１ 恩格斯指出：“就一切可能来看，我们还差不多处在人类历史的开端，而将来会纠正我们的错误的后代，大概比我们有可能经常以极为轻视的态度纠正其认识错误的前代要多得多。”“科学史就是把这种谬误逐渐消除或是更换为新的、但终归是比较不荒诞谬误的历史。” 摘自《马克思恩格斯选集》第３、４卷 材料２ 卡尔·波普认为：“衡量一种理论的科学地位是它的可证伪性或可反驳性或要检验性。” “我所想到的科学知识增长并不是指观察的积累，而是指不断推翻一种科学理论，由另一种更好的或者更合乎要求的理论取而代之。” “科学史也象人类思想史一样，只不过是一些靠不住的梦幻史、顽固不化史、错误史。但科学却是这样一种少有的——也许是唯一的——人类活动，有了错误可以系统加以批判，并且还往往可以及时改正。” 摘自卡尔·波普《科学知识进化论》 请回答： ⑴材料１、２在科学理论发展问题上的共同观点是什么？ ⑵比较材料１、２，指出恩格斯和波普对科学发展的不同认识。 2．⑴二则材料各从不同角度揭示了科学发展过程中真理与谬误的矛盾，指出科学是一个不断发现真理、检验真理、修正错误、发展真理的过程。 ⑵卡尔·波普把科学可能错误、可以被否证作为科学的最本质的特征，把科学史简单地归结为一种理论推翻另一种理论的历史。恩格斯在承认任何今天看来是正确的东西都包含着明天可能发现错误的同时，强调科学史是在真理与谬误的斗争中，不断证实真理、克服谬误、发展真理的历程，而不是一个简单的否定和不断证伪的过程。 3．下面是实用主义哲学思想的一些材料 詹姆士说：“对于实用主义者，真理成为经验中各种各样确定的、有作用价值的类名。”“要是真观念对人生没有好处，或者真观念的认识是肯定无益的，而假观念却是唯一有用的，那么……我们的责任就会是回避真理。” 胡适说：“真理原来是人造的，是人造出来供人用的，是因为他们大有用处，所以才给他们‘真理’的美名的。我们所谓真理，原不过是人的一种工具，真理和我们手里这张纸，这条粉笔，这块黑板，这把茶壶是一样的东西：都是我们的工具。”“我们人类所要的知识并不是那绝对存在的‘道’哪、‘理’哪，乃是这个时间、这个境地、这个我的这个真理。那绝对的真理是悬空的、是抽象的，是笼统的，是没有凭据的，是不能证实的。” 罗蒂说：“对于实用主义者来说，真理的首要标准是其与一个人的其他信念的一致。” “是我们的信念和愿望形成了我们的真理标准”。“‘真理’将被看作不过是一个表示满意的形容词的名词化，而不是被看作一个表示与超越的东西，不是人类的东西的接触。” 根据上述材料，请回答
现代材料分析方法试题3 一、比较下列名词（每题 3分，共 15 分） 1. X 射线和标识X 射线， 2.布拉格角和衍射角， 3.静电透镜和磁透镜， 4.原子核对电子的弹性散射和非弹性散射， 5.热分析的热重法和热膨胀法 二、填空（每空 1 分，共20 分） 1. X 射线衍射方法有、、和。 2.扫描仪的工作方式有和两种。 3. 在X 射线衍射物相分析中，粉末衍射卡组是由委 员会编制，称为卡片，又称为卡片。 4. 电磁透镜的像差有、、和。 5.透射电子显微镜的结构分为系统、系 统和系统。 6. 影响差热曲线的因素有、、和。 三、回答下列问题（45 分） 1. X 射线衍射分析可对无机非金属材料进行哪些分析、研究？（ 5 分） 2. 在X 射线衍射图中，确定衍射峰位的方法有哪几种？各适用于什么情况？（7 分） 3. 在电子显微分析中，电子的波长是由什么决定的？电子的波长与该因素的关系怎样？关系式？（ 3 分） 4. 扫描电镜对试样有哪些要求？块状和粉末试样如何制备？试样表面镀导电膜的目的？（8 分） 5. 在透射电子显微分析中，电子图像的衬度有哪几种？分别适用于哪种试 样和成像方法？（ 5 分） 6. 差热曲线中，如何确定吸热（放热）峰的起点和终点？起点和终点各代表什 么意义？（ 5 分） 7. 红外光谱分析主要用于哪几方面、哪些领域的研究和分析？红外光谱法有什么特点？（7 分） 8. 光电子能谱分析的用途？可获得哪些信息？（ 5 分）
现代材料科学研究方法试题3答案 一、比较下列名词（每题 3 分，共15 分） 1. X 射线和标识X 射线： X 射线：波长为0.01~1000? 之间的电磁波，（1 分） 标识X 射线：只有当管电压超过一定的数值时才会产生，且波长与X 射线管 的管电压、管电流等工作条件无关，只决定于阳极材料，这种X 射线称为标识 X 射线。（2 分） 2. 布拉格角和衍射角： 布拉格角：入射线与晶面间的交角，（1.5 分） 衍射角：入射线与衍射线的交角。（1.5 分） 3. 静电透镜和磁透镜： 静电透镜：产生旋转对称等电位面的电极装置即为静电透镜，（1.5 分） 磁透镜：产生旋转对称磁场的线圈装置称为磁透镜。（1.5 分） 4. 原子核对电子的弹性散射和非弹性散射： 弹性散射：电子散射后只改变方向而不损失能量，（1.5 分） 非弹性散射：电子散射后既改变方向也损失能量。（1.5 分） 5.热分析的热重法和热膨胀法 热重法：把试样置于程序控制的加热或冷却环境中，测定试样的质量变化对 温度或时间作图的方法，（1.5 分） 热膨胀法：在程序控温环境中，测定试样尺寸变化对温度或时间作图的方 法。（1.5 分） 二、填空（每空 1 分，共20 分） 1. X 射线衍射方法有劳厄法、转晶法、粉晶法和衍射仪法。 2.扫描仪的工作方式有连续扫描和步进扫描两种。 3. 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。 4. 电磁透镜的像差有球差、色差、轴上像散和畸变。 5.透射电子显微镜的结构分为光学成像系统、真空系统和电气系统。 6. 影响差热曲线的因素有升温速度、粒度和颗粒形状、装填密度和压力和气氛。 三、回答下列问题（45 分） 1. X 射线衍射分析可对无机非金属材料进行哪些分析、研究？（ 5 分） 答： （1）. 物相分析：定性、定量（ 1 分） （2）. 结构分析：a、b、c、α、β、γ、d（1 分） （3）. 单晶分析：对称性、晶面取向—晶体加工、籽晶加工（1分） （4）. 测定相图、固溶度（ 1 分） （5）. 测定晶粒大小、应力、应变等情况（ 1 分） 2. 在X 射线衍射图中，确定衍射峰位的方法有哪几种？各适用于什么情况？（7 分） 答： （1）.峰顶法：适用于线形尖锐的情况。（1 分） （2）.切线法：适用于线形顶部平坦，两侧直线性较好的情况。（1分） （3）.半高宽中点法：适用于线形顶部平坦，两侧直线性不好的情况。（1 分） （4）.7/8 高度法：适用于有重叠峰存在，但峰顶能明显分开的情况。（1 分） （5）.中点连线法：（1 分） （6）.抛物线拟合法：适用于衍射峰线形漫散及双峰难分离的情况。（1 分） （7）.重心法：干扰小，重复性好，但此法计算量大，宜配合计算 机使用。（1 分）