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现代材料测试技术作业答案

一

1、X射线从本质上说，和无线电波、可见光、γ射线一样，也是一种电磁辐射。

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：即衍射线的峰位、线形、强度。

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稳定、强度大、光谱纯洁。

4、利用吸收限两边质量吸收系数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7/8高度法、峰巅法、切线法、弦中点法、中线峰法、重心法、抛物线法。

6、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是哈那瓦尔特索引、芬克索引、字顺索引。

7、特征X射线产生的根本原因是原子内层电子的跃迁。

8、X射线衍射仪探测器的扫描方式可分连续扫描、步进扫描、跳跃步进扫描三种。

9、实验证明，X射线管阳极靶发射出的X射线谱可分为两类：连续X射线光谱和特征X射线光谱。

10、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 X射线的吸收。

11、用于X射线衍射仪的探测器主要有盖革-弥勒计数管、闪烁计数管、正比计

数管、固体计数管，其中闪烁计数管和正比计数管应用较为普遍。

二

1、X-射线的吸收：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X-射线的吸收。

三

1、某晶体粉末样品的XRD数据如下，请按Hanawalt法和Fink法分别列出其所

Hanawalt索引:

A:2.98 2.54 2.07 1.75 2.43 3.86 1.38 1.18

B:2.54 2.98 2.07 1.75 2.43 3.86 1.38 1.18

C:2.07 2.98 2.54 1.75 2.43 3.86 1.38 1.18

D: 1.75 2.98 2.54 2.07 2.43 3.86 1.38 1.18

按d值：3.86 >2.98> 2.54 >2.43 >2.07 >1.75> 1.38> 1.18

Fink索引:

A: 2.98 2.54 2.43 2.07 1.75 1.38 1.18 3.86

B: 2.54 2.43 2.07 1.75 1.38 1.18 3.86 2.98

C: 2.43 2.07 1.75 1.38 1.18 3.86 2.98 2.54

D: 2.07 1.75 1.38 1.18 3.86 2.98 2.54 2.43

2、产生特征X射线的根本原因是什么？

内层电子跃迁：阴极发出的电子动能足够大，轰击靶，使靶原子中的某个内层电

子打出，使它脱离原来的能级，致使靶原子处于受激态。此时，原子中较高能级上的电子自发跃迁到该内层空位上，多余的能量变为X射线辐射出。由于任一原子各个能级间的能量差值都是某些不连续的确定值，该差值转变为X射线的波长必为确定值，即产生特征X射线。

3、简述特征X-射线谱的特点。

特征X-射线谱有称作标识射线，它具有特定的波长，且波长取决于阳极靶元素的原子序数。

4、推导布拉格公式，画出示意图。课本111-112

5、回答X射线连续光谱产生的机理。答：当X射线管中高速电子和阳极靶碰撞时，产生极大的速度变化，就要辐射出电磁波。由于大量电子轰击阳极靶的时间和条件不完全相同，辐射出的电磁波具有各种不同波长，因而形成了连续X射线谱。

6、X射线所必须具备的条件。（1）产生自由电子的电子源（2）设置自由电子撞击靶子，用以产生X射线

（3）施加在阳极和阴极间的高压（4）将阴阳极封闭在高真空中，保持两极纯洁7、简述连续X射线谱的特征（1）当增加X射线管时，各种波长射线的相对强度一致增高，最大强度波长λm和短波线λo变小(2)当管压保持恒定，增加管流是，各种波长的X射线相对强度一致增高。但λm和λo数值大小不变。（3）当改变阳极靶元素时，各种波长的相对强度随靶元素的原子序数增加。

第四章热分析技术

一、填空题

1、差热分析法、热重分析法、差示扫描量热分析法和热机械分析法是热分析的四大支柱。

2、热分析法是所有在高温过程中测量物质热性能技术的总称。特征X射线产生的根本原因是内层电子的跃迁。

3、热重分析法包括：静态法和动态法两种类型。

4、热膨胀仪按照位移检测方法可分为：差动变压器检测、光电检测、激光干涉条纹检测三种类型。

二、名词解释

1差热分析：在程序控制温度下测量物质和参比物之间的温度差关系的一种计数。2综合热分析：同一时间对同一样品使用两种或两种以上的闷热分析手段的方法。3差示扫描量热分析：在程序控制温度下，测量输给试样和参比物的能量差随温度或时间变化的一种技术。

三、问答与计算

2、某物质的DSC—TG曲线如图所示,试在图上标出每次热效应的反应起始点温度

与反应终止点温度,并分析该物质可能的热过程。

第一个峰谷可能是脱水反应-吸热反应

第二个峰谷可能是分解反应或脱水反应-吸热反应

5、什么是差示扫描量热分析？在程序控制温度下，测量输给试样和参比物的能量差随温度或时间变化的一种技术。

6、简述热重分析的主要应用。答：热重分析法的最大特点是定量性强，可以精确地分析出二元或三元混合物各组分的量。利用脱羟基水的失重量测定氢氧化钙的含量，进而研究水泥水化的速度问题；利用脱碳失重测定碳酸盐的含量或脱硫失重测定硫酸盐的含量；利用脱水失重测定含水矿物的数量。

7、在差热曲线上如何确定反应起始点温度答:作峰的外延起始便陡峭部分的切线与外延基线的交点为外延起始点，从外延起始点引横坐标温度轴的垂线，在温度轴上的交点即为反应起始点温度。

9、影响热重曲线的主要因素有哪些？（1）仪器因素：浮力与对流的影响；挥发物冷凝的影响；温度测量的影响

（2）室验因素：升温速率；气氛；纸速（3）试样因素：试样的用量和粒度12、简述影响差热曲线的因素。（1）仪器方面的因素：包括加热炉的形状和尺寸、坩埚材料及大小、热电偶位置

（2）试样因素：包括试样的热容量、热导率和试样的纯度、结晶度或离子取代以及试样的颗粒度用量及装填密度（3）室验条件：包括加热速度、气氛、压力和量程、纸速

14、某物质的DTA曲线上出现吸热峰，简要说明其可能发生的热效应。1）含水矿物的脱水- 几乎所有的矿物都有脱水现象，脱水是产生吸热效应，在DTA曲线上为吸热峰2）矿物分解放出气体 - 硫酸盐、碳酸盐及硫化物等物质，在加热的过称中由于CO2、SO2等气体的放出而产生吸热效应，在DTA曲线上表现为吸热峰3)氧化反应–试样或者分解产物中含有变价元素，当加热到一定温度时会发生由低价元素变为高价元素的氧化反应，同时放出热量，在差热曲线上表现为放热峰4）：非晶态物质转变为晶态物质- 非晶态物质在加热的过程中伴随有重结晶或不同物质在加热的过程中互相化合成新物质时均会放热5）：晶形转变–有些晶态物质在加热过程中发生晶体结构变化，并伴随有热效应。通常在加热的过程中晶体由低温变体向高温变体转化产生吸热效应。此外，固体物质的熔化升华、液体的气化、玻璃化转变等在加热过程中都产生吸热，在差热曲线上表现为吸热峰。

15、简述综合热分析方法的优越性。综合热分析方法是指在同一时间对同一样品使用两种或两种以上的热分析效果，因此可以在相同的实验条件下获得尽可能多的表征材料特性的多种信息且更全面可靠。

光学显微分析部分

一名词解释

1 光率体：是表示光波在晶体中传播时，光波振动方向与相应折射率值之间关系的一种光性指示体；

2 一轴晶：晶体只有一个光轴方向（不发生双折射的特殊方向）。二轴晶：晶体有两个光轴方向（不发生双折射的特殊方向）；

3 光轴面：包含两光轴的面称为光轴面（与主轴面NgNp面一致）；

4 光性方位：表示光率体主轴与晶体结晶轴之间的关系；

5 解理：矿物晶体在力的作用下沿某一方向分裂成薄片的过程；

6 多色性与吸收性：多色性——由于通过晶体的光波的振动方向不同，使晶体颜色发生变化的现象。吸收性——由于通过晶体的光波振动方向不同，使晶体颜色浓度发生变化的现象；

7 突起：在薄片中，各种不同的矿物表面好像高低不同，某些矿物表面显得高一些，有些矿物表面显得低一些，这种现象称为突起现象；

8 贝克线：在轮廓附近可见到一条比较明亮的细线，升降镜筒，亮线发生移动，这条亮线称为贝克线或光带；

9 四次消光：旋转物台一周过程中，矿片上的光率体椭圆半径与上下偏光镜的振动方向（PP,AA）有4次平行的机会，故矿片出现四次消光现象；

10 干涉色：一定的光程差只能相当于部分色光半波长的偶数倍而抵消或相对减弱；同时又可相当于另一部分色光半波长的奇数倍而被加强。所有未消失的色光混合起来，构成了与该光程差相应的混合色——干涉色；

11 补色法则：二个非均质体任意方向的切片（⊥OA除外），在正交偏光镜间45°位重叠时，光通过二切片后，总光程差的增减法则；

12 双折射率：矿物切片方向上两种偏光折射率值之差；

13 延性：矿物晶体在形态上向某一方向延长生长的特性（如针状、纤维状、柱状）；

14 双晶：两个或两个以上的同种晶体彼此按一定的对称关系、相互结合而成的规则连生体。

15 光程差：两偏光在通过晶体薄片的过程中，速度较快的光超过较慢的光的现象；

16 干涉图：在锥光镜下观察到的，偏光镜中各个方向入射光波通过矿片后到达上偏光镜所产生的消光和干涉现象的总和，它们构成了各种特殊的图形，该图形称为干涉图；

二．填空

1 光率体的种类有均质体的光率体, 一轴晶的光率体, 二轴晶的光率体; 其形态分别为圆球体, 以Z轴为旋转轴的椭球体 ,三轴椭球体。

2．光显微镜的调节与校正的内容主要有对光, 准焦, 确定下偏光镜的振动方向且将其平行东西方向十字丝，中心校正。

3．干涉色级序的测定方法有边缘色带法 ,补偿法。

4．晶体在单偏光镜下可以观察和测定的主要内容有晶体的外表特征，如形状，解理与晶体对无波吸收有光的光学性质，如颜色、多色性, 与晶体折射率有关的光学性质，如轮廓、糙面、突起、贝克线、色散效应等。

5．影响光程差的因素有矿物切片方向, 薄片厚度, 矿物本身性质。

6．锥光镜下研究矿物晶体时，可观察和测定的内容有晶体的轴性, 光性符号，切面位置, 光轴角大小，晶体的光性方位等。

7．一轴晶光率体的主要切面有垂直光轴的切面, 平行光轴的切面, 斜交光轴的切面三种。

8．二轴晶光率体的主要切面有垂直于一个光轴切面, 平行光轴切面, 垂直锐角等分线Bxa的切面，垂直钝角等分线Bxo的切面，任意斜交切面五种。9．根据薄片中晶体颗粒边棱的规则程度，可将晶体分为自形晶, 半自形晶, 他形晶三类。

10．具有解理的矿物，根据其解理发育的完善程度，可分为完全解理，中等解理，不完全解理三级。

11．根据薄片中晶体与树胶相对折射率的大小，将晶体的突起分为负高突起, 负低突起,

正低突起，正中突起, 正高突起, 正极高突起六个等级。

12．在正交偏光镜下，矿物晶体的消光类型有平行消光, 对称消光, 斜消光三种。

13．干涉色级序的测定方法有目测法, 边缘色带法, 补偿法三种。

三．问答与计算

1. 标准薄片中，同一晶体的不同颗粒为何干涉色不同？晶体在什么切面上干涉色最高？为什么？

答：○1干涉色的不同是由光程差的不同而导致的，而光程差不仅受到薄片的影响，

还受到晶体双折射率的影响，对同一晶体切面方向不同，双折射率也不同，因而产生不同的干涉色。

○2当平行光轴或平行光轴面的切面双折射率最大，干涉色最高。因为这是一轴晶

双折射率为：N

e ---N

,是一轴晶矿物的最大折射率。二轴晶双折射率为N

—N

是

二轴晶矿物的最大折射率。所以光程差最大，干涉色最高

。

3．矿物薄片中晶体的颜色和干涉色在成因上有何不同？影响干涉色的因素有哪些？

○1：矿物对白光的不等量吸收呈现颜色。矿物改变光的振动方向，及折射率的不同形成光程差，从而形成干涉色。

○2影响干涉色的因素，因为干涉色是由光程差决定的，即影响光程差的因素：矿物本身性质，晶体的双折射率，薄片厚度

4．矿物薄片中晶体的边缘、糙面、突起和贝克线是怎样形成的？在偏光显微镜下观测矿物晶体时，它们有何用途？

答：○1边缘，贝克线：主要是由于相邻二物质折射率不等，光通过接触面时，发生折射，反射作用所引起的。

○2糙面：矿物薄片表面具有一些纤维状的凹凸不平，覆盖在矿片之上的加拿大树

胶折射率又与矿片的折射率不同，光线通过二者之间的界面，将发生折射，甚至全发射作用，至使矿物表面的光线集散不一而显得明暗程度不同，给人以粗糙的

感觉。

○3突起：主要是又与矿物折射率与加拿大树胶折射率不同引起的。

○4通过对在偏光显微镜下观测矿物晶体的现象分析矿物折射率的大致范围。

5．通常都是用什么方法测定矿物的干涉色级序？简述其测定方法。

答：补偿法

电子显微分析部分

一、填空题

1、电子显微分析是利用聚焦电子束与试样物质相互作用产生的各种物理信号，分析试样物质的微区形貌、晶体结构和化学组成。

2、电子显微镜可分为：透射电子显微镜、扫描电子显微镜等几类。

3、电镜中，用静电透镜作电子枪，发射电子束；用磁透镜做会聚透镜，起成像和放大作用。

4、磁透镜和玻璃透镜一样具有很多缺陷，因此会造成像差，像差包括：球差色差、像散、和畸变。

5、当一束聚焦电子束沿一定方向射入试样时，在原子库仑电场作用下，入射电子方向改变，称为散射。原子对电子的散射可分为弹性散射和非弹性散射。在弹性散射过程中，电子只改变方向，而能量基本无损失。在非弹性散射过程中，电子不但改变方向，能量也有不同程度的减少，转变为热、光和 X射线和二次电子发射等。

6、电子与固体物质相互作用过程中产生的各种电子信号，包括二次电子、背散射电子、_ 透射电子和吸收电子等。

7、块状材料是通过减薄的方法（需要先进行机械或化学方法的预减薄）制备成对电子束透明的薄膜样品。减薄的方法有超薄切片、电解抛光、化学抛光和离子轰击等。

8、扫描电镜是用聚焦电子束在试样表面逐点扫描成像，成像信号可以是二次电子、背散射电子或吸收电子。

9、能谱分析有四种基本方法：定点定性分析、线扫描分析、面扫描分析、和定点定量分析。

10、能谱分析要得到准确的分析结果，需选择适宜的工作条件包括加速电压、计数率、计数时间和X射线出射角等。

11、透射电子显微镜中高分辨率像有晶格条纹像和结构像。

二、名词解释

1偏差：磁透镜和玻璃透镜一样，具有很多缺陷，并不能完全满足磁场分布是严格轴对称，旁轴条件，电子波的波长相同的条件，因此造成像差。2驰豫：当内层电子被运动的电子轰击脱离原子后，原子处于高度激发状态，它将跃迁到能量较低的状态，这种过程称为驰豫过程。3入射电子与物质的相互作用体积：当电子射入试样后，受到原子的弹性，非弹性散射，特别是在许多次的散射后，电子在各个方向散射的几率相等，也即而有一定的体积范围，称为相互作用体积。4质厚衬度：对于无定形或非晶体试样，电子图像的衬度是由于屎样各部分的密度和厚度不同形成的，这种衬度称为质厚衬度。5背散射电子：电子射入试样后，

受到原子的弹性和非弹性散射，有一部分电子的总散射角大于90度，重新从试样表面逸出，称为背散射电子

三、简答题

1、为什么现代的透射电镜除电子光源处都用磁透镜做会聚镜？（1）磁透镜的焦距可以做的很短，获得高的放大倍数和较小的球差。（2）静电透镜要求过高的电压，使仪器的绝缘问题难以解决

2、为什么电子显微镜镜筒必须具有高真空？（1）若镜筒中有气体，会产生电离和放电现象。（2）电子枪灯丝被氧化而烧断（3）高速电子与气体分子碰撞而散射，降低成像衬度及污染样品

3、扫描电镜在探测二次电子时，为何要在栅网上加250V 电压？而在探测背散射电子时在栅网上加—50V 电压？

在探测二次电子时，在栅网上加250V 电压是为了会聚二次电子。在探测背散射电子时，加电压是为了阻挡二次电子

4、扫描电镜的衬度有那些？各种衬度的典型衬度像是什么？（1）形貌衬度二次电子像（2）原子序数衬度背散射电子像或特征X 射线像（3）电压衬度二次电子像

5、分析电子波与加速电压的关系。

答：一个初速度为零的电子，在电场中从电位为零的点受到电位为V 的作用，其获得的动能和运动速度v 之间的关系为：E=Ev=1/2mv 2 当加速电压较低时，v<

6、质厚衬板的原理和物镜光阑的作用（1）质厚衬板的原理：由于样品的不均匀性，即同一样品的相邻两点，可能有不同的样品密度、不同的样品厚度或不同的组成，因而对入射电子有不同的散射能力。暗点：散射角大的电子，由于光阑孔径的限制，只有部分散射电子通过光阑参与成像，形成图象中的暗点；亮点：散射角小的电子，大部分甚至全部通过物镜光阑参与成像，形成图象的亮点；这两方面共同形成图象的明暗衬度，这种衬度反映了样品各点在厚度、密度和组成上的差异。（2）物镜光阑的作用：控制散射电子通过从而得到形成图像的明暗衬度

五、计算题

1、在200kv 加速电压下拍得金的多晶衍射环，从里向外测得环的直径

2R1=17.46mm ，2R2=20.06 mm ， 2R3=28.64 mm ， 2R4=33.48 mm 。已知各金环对应的晶面间距分别为：

d1=2.355?，d2=2.039，?d3=1.442?，d4=1.230?。试求透射电镜的相机常数K ？试求透射电镜的相机长度l ？（)109785.01(25

.126V V -?+=λ）

红外光谱分析部分

1．分子的总能量包括那几部分？能级间隔各有何特征？各与什么样的电磁波相对应？

2．（1）分子总能量可以E=E

O +Et+Er+Ev+Ee Eo分子的内在能量 E

Er Ev Ee

分子的平动，转动，振动和电子运动的能量 Et不产生吸收光谱各分子间能级间隔各不相同，大小不一，电子能级最大，与可见光和紫外线相对应，转动能级与远红外和微波区相对应，分子振动能级与中红外区相对应

3.伸缩振动与弯曲振动的频率哪个高些？从振动的频率和能量看，伸缩振动高于弯曲振动

4.为什么会发生振动的简并？有一些振动频率是等效的，特别是由于分子的对称性会产生相同频率的振动，于是，相同振动频率的振动吸收发生重叠，即发生简并。

5.产生红外吸收的条件是什么？（1）振动频率与红外光谱段的某段频率相等（2）偶极距的变化

9. 影响谱带位置（位移）的因素有那些？说明其影响规律和原因。1）质量效应对于同族元素，由于彼此质量差别较大，随着原子质量的增加，它们与同一元素形成的化学键的吸收带波数明显减小2）化学键强度的影响同一周期元素，电负性越大，化学键强度增大。因而，随着电负性增大，它们与同一元素形成的化学键的吸收波数增大

3）物质状态的影响分子间距离气态﹥液态﹥固态因而分子间作用增大及与之相关的振动频率降低

11．影响红外光谱图质量的试样因素有那些？1）样品的浓度与厚度浓度不应过浓或过稀，厚度应选择在10~30nm之间

2）样品中不应含有游离水3）对于多组分试样，测绘前尽可能将组分分离4）样品表面反射的影响

12．红外光谱试样的制备方法常用的有哪几种？压片法粉末法糊状发薄膜法：融熔法，溶液成膜法，直接剥离薄片

现代材料测试技术试题答案

一、X射线物相分析的基本原理与思路在对材料的分析中我们大家可能比较熟悉对它化学成分的分析，如某一材料为Fe96.5%,C 0.4%,Ni1.8%或SiO2 61%, Al2O3 21%,CaO 10% ,FeO 4%等。这是材料成分的化学分析。一个物相是由化学成分和晶体结构两部分所决定的。X射线的分析正是基于材料的晶体结构来测定物相的。 X射线物相分析的基本原理是什么呢？每一种结晶物质都有自己独特的晶体结构，即特定点阵类型、晶胞大小、原子的数目和原子在晶胞中的排列等。因此，从布拉格公式和强度公式知道，当X射线通过晶体时，每一种结晶物质都有自己独特的衍射花样，它们的特征可以用各个反射晶面的晶面间距值d和反射线的强度来表征。其中晶面网间距值d与晶胞的形状和大小有关，相对强度I则与质点的种类及其在晶胞中的位置有关。衍射花样有两个用途：一是可以用来测定晶体的结构，这是比较复杂的；二是用来测定物相。所以，任何一种结晶物质的衍射数据d和I是其晶体结构的必然反映，因而可以根据它们来鉴别结晶物质的物相，分析的思路将样品的衍射花样与已知标准物质的衍射花样进行比较从中找出与其相同者即可。 X射线物相分析方法有：定性分析——只确定样品的物相是什么？包括单相定性分析和多相定性分析定量分析——不仅确定物相的种类还要分析物相的含量。二、单相定性分析利用X射线进行物相定性分析的一般步骤为: ①用某一种实验方法获得待测试样的衍射花样； ②计算并列出衍射花样中各衍射线的d值和相应的相对强度I值； ③参考对比已知的资料鉴定出试样的物相。 1、标准物质的粉末衍射卡片标准物质的X射线衍射数据是X射线物相鉴定的基础。为此，人们将世界上的成千上万种结晶物质进行衍射或照相，将它们的衍射花样收集起来。由于底片和衍射图都难以保存，并且由于各人的实验的条件不同（如所使用的X射线波长不同），衍射花样的形态也有所不同，难以进行比较。因此，通常国际上统一将这些衍射花样经过计算，换算成衍射线的面网间距d值和强度I，制成卡片进行保存。

现代材料测试技术期末测试题汇总

《材料现代分析测试技术》思考题 1.电子束与固体物质作用可以产生哪些主要的检测信号？这些信号产生的原理是什么？它们有哪些特点和用途？ (1)电子束与固体物质产生的检测信号有：特征X射线、阴极荧光、二次电子、背散射电子、俄歇电子、吸收电子等。 (2)信号产生的原理：电子束与物质电子和原子核形成的电场间相互作用。 (3)特征和用途： ①背散射电子：特点：电子能量较大，分辨率低。用途：确定晶体的取向，晶体间夹角，晶粒度及晶界类型，重位点阵晶界分布，织构分析以及相鉴定等。 ②二次电子：特点：能量较低，分辨率高。用途：样品表面成像。 ③吸收电子：特点：被物质样品吸收，带负电。用途：样品吸收电子成像，定性微区成分分析。 ④透射电子：特点：穿透薄试样的入射电子。用途：微区成分分析和结构分析。 ⑤特征X射线：特点：实物性弱，具有特征能量和波长，并取决于被激发物质原子能及结构，是物质固有的特征。用途：微区元素定性分析。 ⑥俄歇电子：特点：实物性强，具有特征能量。用途：表层化学成分分析。 ⑦阴极荧光：特点：能量小，可见光。用途：观察晶体内部缺陷。 ①电子散射：当高速运动的电子穿过固体物质时，会受到原子中的电子作用，或受到原子核及周围电子形成的库伦电场的作用，从而改变了电子的运动方向的现象叫电子散射 ②相干弹性散射：一束单一波长的电子垂直穿透一晶体薄膜样品时，由于原子排列的规律性，入射电子波与各原子的弹性散射波不但波长相同，而且有一定的相位关系，相互干涉。 ③不相干弹性散射：一束单一波长的电子垂直穿透一单一元素的非晶样品时，发生的相互无关的、随机的散射。 ④电子衍射的成像基础是弹性散射。 3.电子束与固体物质作用所产生的非弹性散射的作用机制有哪些？非弹性散射作用机制有：单电子激发、等离子激发、声子发射、轫致辐射 ①单电子激发：样品内的核外电子在收到入射电子轰击时，有可能被激发到较高的空能级甚至被电离，这叫单电子激发。 ②等离子激发：高能电子入射晶体时，会瞬时地破坏入射区域的电中性，引起价电子云的集体振荡，这叫等离子激发。 ③声子发射：入射电子激发或吸收声子后，使入射电子发生大角度散射，这叫声子发射。 ④轫致辐射：带负电的电子在受到减速作用的同时，在其周围的电磁场将发生急剧的变化，将产生一个电磁波脉冲，这种现象叫做轫致辐射。 1）二次电子产生：单电子激发过程中，被入射电子轰击出来并离开样品原子的核外电子。应用：样品表面成像，显微组织观察，断口形貌观察等 2）背散射电子：受到原子核弹性与非弹性散射或与核外电子发生非弹性散射后被反射回来的入射电子。应用：确定晶体的取向，晶体间夹角，晶粒度及晶界类型，重位点阵晶界分布，织构分析以及相鉴定等。 3）成像的相同点：都能用于材料形貌分析成像的不同点：二次电子成像特点：（1）分辨率高（2）景深大，立体感强（3）主要反应形貌衬度。背散射电子成像特点：（1）分辨率低（2）背散射电子检测效率低，衬度小（3）主要反应原子序数衬度。 5.特征X射线是如何产生的，其波长和能量有什么特点，有哪些主要的应用？特征X-Ray产生：当入射电子激发试样原子的内层电子，使原子处于能量较高的不稳定的激发态状态，外层的电子会迅速填补到内层电子空位上，并辐射释放一种具有特征能量和波长的射线，使原子体系的能量降低、趋向较稳定状，这种射线即特征X射线。波长的特点：不受管压、电流的影响，只决定于阳极靶材元素的原子序。应用：物质样品微区元素定性分析

现代材料测试技术复习题及答案

. ... .. 现代材料测试技术复习第一部分填空题： 1、X射线从本质上说，和无线电波、可见光、γ射线一样，也是一种电磁波。 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：即衍射线的峰位、线形、强度。 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，对光源的基本要稳定、强度大、光谱纯洁。 4、利用吸收限两边质量吸收系数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7/8高度法、峰巅法、切线法、弦中点法、中线峰法、重心法、抛物线法。 6、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是哈那瓦尔特索引、芬克索引、字顺索引。 7、特征X射线产生的根本原因是原子层电子的跃迁。 8、X射线衍射仪探测器的扫描方式可分连续扫描、步进扫描、跳跃步进扫描三种。 9、实验证明，X射线管阳极靶发射出的X射线谱可分为两类：连续X射线光谱和特征X射线光谱。 10、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X射线的衰减。 11、用于X射线衍射仪的探测器主要有盖革-弥勒计数管、闪烁计数管、正比计数管、固体计数管，其中闪烁计数管和正比计数管应用较为普遍。 12、光源单色化的方法：试推导布拉格方程，解释方程中各符号的意义并说明布拉格方程的应用名词解释 1、X-射线的衰减：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X-射线的吸收。 2、短波限：电子一次碰撞中全部能量转化为光量子，此光量子的波长 3、吸收限：物质对电磁辐射的吸收随辐射频率的增大而增加至某一限度即骤然增大，称吸收限。吸收限：引起原子层电子跃迁的最低能量。 4、吸收限电子--hv 最长波长与原子序数有关 5、短波限 hv--电子最短波长与管电压有关 6、Ｘ射线：波长很短的电磁波 7、特征Ｘ射线：是具有特定波长的X射线，也称单色X射线。 8、连续Ｘ射线：是具有连续变化波长的X射线，也称多色X射线。 9、荧光Ｘ射线：当入射的X射线光量子的能量足够大时，可以将原子层电子击出，被打掉了层的受激原子将发生外层电子向层跃迁的过程，同时辐射出波长严格一定的特征X射线 10、二次特征辐射：利用X射线激发作用而产生的新的特征谱线 11、Ka辐射：电子由L层向K层跃迁辐射出的K系特征谱线 12、相干辐射：X射线通过物质时在入射电场的作用下，物质原子中的电子将被迫围绕其平衡位置振动，同时向四周辐射出与入射X射线波长相同的散射X射线，称之为经典散射。由于散射波与入射波的频率或波长相同，位相差恒定，在同一方向上各散射波符合相干条件，称为相干散射 13、非相干辐射：散射位相与入射波位相之间不存在固定关系，故这种散射是不相干的 14、俄歇电子：原子中一个K层电子被激发出以后，L层的一个电子跃迁入K层填补空白，剩下的能量不是以辐射 15、原子散射因子：为评价原子散射本领引入系数f (f≤E)，称系数f为原子散射因子。他是考虑了各个电子散射波的位相差之后原子中所有电子散射波合成的结果

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六种，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、和字顺索引。 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，一部分光子由于和原子碰撞而改变了前进的方向，造成散射线；另一部分光子可能被原子吸收，产生；再有部分光子的能量可能在与原子碰撞过程中传递给了原子，成为。二、名词解释 X-射线的吸收、连续x射线谱、特征x射线谱、相干散射、非相干散射、荧光辐射、光电效应、俄歇电子、质量吸收系数、吸收限、X-射线的衰减三、问答与计算 1、某晶体粉末样品的XRD数据如下，请按Hanawalt法和Fink法分别列出其所有可能的检索组。 2、产生特征X射线的根本原因是什么？ 3、简述特征X-射线谱的特点。 4、推导布拉格公式，画出示意图。 5、回答X射线连续光谱产生的机理。

现代测试技术复习试题

一、选择 1．把连续时间信号进行离散化时产生混迭的主要原因是（） a.记录时间太长； b.采样时间间隔太宽； c.记录时间太短； d. 采样时间间隔太窄 2.下述参量的测量属于间接测量法的是（） a.用天平测量物体质量； b.用弹簧秤称物体重量； c.声级计测声强级； d.线圈靶测速 3．磁感应测速传感器中的速度线圈之所以用两个线圈串联而成，其作用主要为（） a.提高传感器的灵敏度及改善线性； b. 提高传感器的灵敏度及改善频响特性； c.改善传感器的频响特性及补偿永久磁铁在线圈铁心垂直方向上的微小跳动对感应电动势的影响； d.提高传感器的灵敏度及补偿永久磁铁在线圈铁心垂直方向上的微小跳动对感应电动势的影响； 4.表示随机信号中动态分量的统计常数是（） a.均方值； b.均值； c.均方差； d.概率密度函数 5．半导体应变片是根据（）原理工作的。 a.电阻应变效应； b.压电效应； c.热阻效应； d.压阻效应 6.压电式加速度计测量系统的工作频率下限取决于（） a.压电测压传感器的力学系统的频率特性； b.压电晶体的电路特性； c.测量电路的时间常数； d.放大器的时间常数τ 7．二阶系统中引入合适的阻尼率的目的是（） a.使得系统输出值稳定； b.使系统不共振； c.获得较好的幅频、相频特性； d.获得好的灵敏度 8．带通滤波器所起的作用是只允许（）通过。 a.低频信号； b.高频信号； c.某一频带的信号； d.所有频率分量信号 9．压电加速度测量系统的工作频率下限取决于（） a.加速度力学系统的频率特性； b. 压电晶体的电路特性； c. 测量电路的时间常数 10. 自相关函数是一个（）函数 a.奇函数； b.偶函数； c.非奇非偶函数； d. 三角函数 11．在光作用下，使物体的内部产生定向电动势的现象，称（）效应。 a.内光电； b.外光电； c.热电； d.阻挡层光电 12．（）传感器是根据敏感元件材料本身的物理性质变化而工作的。 a.差动变压器式； b.变间隙电容式； c.变阻器式； d. 电压式 13．半导体热敏电阻的电阻温度系数α可用下式（）表示（已知半导体热敏电阻与温度系数关系可用T B Ae R =描述） a.α=dT R dR ；b. α=2T B ；c. α=2T A ；d. α=00111ln ln T T R R --(R 1,R 0分别是温度T 1,T 0时的电阻值) 14．如果一信号的自相关函数R x (τ)是一定周期性不衰减，则说明该信号（） a.均值不为0； b.含周期分量； c.是各态历经的； d.是各态不历经的 15．用方程法求解回归直线时，误差最小的方法是（）

(完整版)材料现代分析方法考试试卷

班级学号姓名考试科目现代材料测试技术A 卷开卷一、填空题（每空1 分，共计20 分；答案写在下面对应的空格处，否则不得分） 1. 原子中电子受激向高能级跃迁或由高能级向低能级跃迁均称为_辐射跃迁__ 跃迁或_无辐射跃迁__跃迁。 2. 多原子分子振动可分为__伸缩振动_振动与_变形振动__振动两类。 3. 晶体中的电子散射包括_弹性、__与非弹性___两种。 4. 电磁辐射与物质（材料）相互作用，产生辐射的_吸收_、_发射__、_散射/光电离__等，是光谱分析方法的主要技术基础。 5. 常见的三种电子显微分析是_透射电子显微分析、扫描电子显微分析___和_电子探针__。 6. 透射电子显微镜（TEM）由_照明__系统、_成像__系统、_记录__系统、_真空__系统和__电器系统_系统组成。 7. 电子探针分析主要有三种工作方式，分别是_定点_分析、_线扫描_分析和__ 面扫描_分析。二、名词解释（每小题3 分，共计15 分；答案写在下面对应的空格处，否则不得分） 1. 二次电子二次电子：在单电子激发过程中被入射电子轰击出来的核外电子. 2. 电磁辐射：在空间传播的交变电磁场。在空间的传播遵循波动方程，其波动性表现为反射、折射、干涉、衍射、偏振等。 3. 干涉指数：对晶面空间方位与晶面间距的标识。 4. 主共振线：电子在基态与最低激发态之间跃迁所产生的谱线则称为主共振线 5. 特征X 射线：迭加于连续谱上，具有特定波长的X 射线谱，又称单色X 射线谱。三、判断题（每小题2 分，共计20 分；对的用“√”标识，错的用“×”标识） 1．当有外磁场时，只用量子数n、l 与m 表征的原子能级失去意义。（√） 2．干涉指数表示的晶面并不一定是晶体中的真实原子面，即干涉指数表示的晶面上不一定有原子分布。（√） 3．晶面间距为d101／2 的晶面，其干涉指数为（202）。（×） 4．X 射线衍射是光谱法。（×） 5．根据特征X 射线的产生机理，λKβ<λK α。（√ ） 6．物质的原子序数越高，对电子产生弹性散射的比例就越大。（√ ） 7．透射电镜分辨率的高低主要取决于物镜。（√ ）8．通常所谓的扫描电子显微镜的分辨率是指二次电子像的分辨率。（√）9．背散射电子像与二次电子像比较，其分辨率高，景深大。（× ）10．二次电子像的衬度来源于形貌衬度。（× ）四、简答题（共计30 分；答案写在下面对应的空格处，否则不得分） 1. 简述电磁波谱的种类及其形成原因？（6 分）答：按照波长的顺序，可分为：（1）长波部分，包括射频波与微波。长波辐射光子能量低，与物质间隔很小的能级跃迁能量相适应，主要通过分子转动能级跃迁或电子自旋或核自旋形成；（2）中间部分，包括紫外线、可见光核红外线，统称为光学光谱，此部分辐射光子能量与原子或分子的外层电子的能级跃迁相适应；（3）短波部分，包括X 射线和γ射线，此部分可称射线谱。X 射线产生于原子内层电子能级跃迁，而γ射线产生于核反应。

2016《材料现代分析测试方法》复习题

《近代材料测试方法》复习题 1．材料微观结构和成分分析可以分为哪几个层次？分别可以用什么方法分析？答：化学成分分析、晶体结构分析和显微结构分析化学成分分析——常规方法（平均成分）：湿化学法、光谱分析法 ——先进方法（种类、浓度、价态、分布）：X射线荧光光谱、电子探针、光电子能谱、俄歇电子能谱晶体结构分析：X射线衍射、电子衍射显微结构分析：光学显微镜、透射电子显微镜、扫面电子显微镜、扫面隧道显微镜、原子力显微镜、场离子显微镜 2．X射线与物质相互作用有哪些现象和规律？利用这些现象和规律可以进行哪些科学研究工作，有哪些实际应用？答：除贯穿部分的光束外，射线能量损失在与物质作用过程之中，基本上可以归为两大类：一部分可能变成次级或更高次的X射线，即所谓荧光X射线，同时，激发出光电子或俄歇电子。另一部分消耗在X射线的散射之中，包括相干散射和非相干散射。此外，它还能变成热量逸出。（1）现象/现象：散射X射线（想干、非相干）、荧光X射线、透射X射线、俄歇效应、光电子、热能（2）①光电效应：当入射X射线光子能量等于某一阈值，可击出原子内层电子，产生光电效应。应用：光电效应产生光电子，是X射线光电子能谱分析的技术基础。光电效应使原子产生空位后的退激发过程产生俄歇电子或X射线荧光辐射是 X射线激发俄歇能谱分析和X射线荧光分析方法的技术基础。 ②二次特征辐射（X射线荧光辐射）：当高能X射线光子击出被照射物质原子的内层电子后，较外层电子填其空位而产生了次生特征X射线（称二次特征辐射）。应用：X射线被物质散射时，产生两种现象：相干散射和非相干散射。相干散射是X射线衍射分析方法的基础。 3．电子与物质相互作用有哪些现象和规律？利用这些现象和规律可以进行哪些科学研究工作，有哪些实际应用？答：当电子束入射到固体样品时，入射电子和样品物质将发生强烈的相互作用，发生弹性散射和非弹性散射。伴随着散射过程，相互作用的区域中将产生多种与样品性质有关的物理信息。（1）现象/规律：二次电子、背散射电子、吸收电子、透射电子、俄歇电子、特征X射线（2）获得不同的显微图像或有关试样化学成分和电子结构的谱学信息

现代测试技术试题A----答案

现代道路交通测试技术试题A----答案一. 解：由题意频谱函数：x （ω）= dt e t x j ? +-∞ ∞ -t )(ω = dt e j ?+--2 /2 /t ττ ω =2/2/12t/ττω ω-+--j e j = () 2 /2/1ωτωτω j j e e j -- = ω 2 sin 2 ωτ =τ /2 /2sin ωτωτ ∴频谱函数虚部为0，故相频谱为0； X(0)=τωτωττ ωωω==→→2 /2 /sin lim )(lim 0 x 当ω= τ π n （n=1,2,3……）时 X （ω）=0 故幅频谱图如下：二．解：因为信号是周期信号，可以用一个共同周期内的平均值代替整个历程的平均值故：dt t y t x T R T T xy ? +=∞→0)()(1lim )(ττ = 1 T dt t y t x T ? -+++0 00])(sin[)sin(φθτωθω =)cos(2 1 00φωτ-y x

三．1．试述瞬态瑞雷面波无损检测基本原理及其相应的测试技术要求。参考答案： ①基本原理：对于均匀的弹性半空间分层介质，其结构表面受到瞬态冲击作用时，将产生瞬态振动。振动组份中包括纵波、横波和瑞雷波。在一次冲击产生的波能中，瑞雷波占67%，即从一个振源向一个半无限介质表面辐射的总能量的三分之二形成瑞雷型表面波。而纵波和横波只占有少量能量；并且在表面，随着波传播距离的增大其衰减比瑞雷面波大得多。确切地说，纵波和横波引起的位移振幅沿表面随着距离的平方衰减，而瑞雷面波是随着距离的平方根而衰减，因此，在地基表面的瞬态振动中，瑞雷面波的衰减比纵波和横波衰减慢得多，瞬态表面波主要是由瑞雷波组成。我们通过一系列的关系可以得出，利用瞬态瑞雷面波的传播速度和频率可以确定不同介质的穿透深度。 ②技术要求：检测系统设计是否合理、仪表选型与安装是否符合要求，是保证质量检测精度和可靠性的关键，对其各组成部分有相应的技术要求。 1）．激振部分——力锤的选择它是整套测量系统的前哨，对路面冲击信号的产生和冲击响应信号的正确检取，是系统准确测试的基本保证。预先应根据检测深度做一些力锤冲击试验，以选择合理的力锤重量或合适材料的锤头。使瞬态冲击施加于路面表面后，能产生一组具有不同频率的瑞雷面波在介质中传播。 2）．垂向检波器的选型垂向检波器选用压电式加速度传感器。对于层状路面结构来说，一般选择小冲击源作为振源，使其产生具有丰富频率的瑞雷面波沿地表一定深度向四周传播。对于高频短波长的波来说，选择加速度传感器，因为它具有频率范围宽，对冲击振动的频响特性好等特点。如检测像硅酸盐、水泥混凝土和沥青混凝土路面的刚性层状体系时需要选择加速度传感器。速度、位移传感器一般不用作冲击测量。另外，正确选定压电式加速度传感器的型号也是十分重要的（必须考虑它的频率范围、动态范围、灵敏度等主要特征参数是否符合测试精度要求）。 3）．安装位置的确定测试前，应对现场路面进行调查，确定检测点，并合理布置。一般两个垂向检波器之间的距离应视测试的路面深度而定，通常应使两个间距大于路面深度的一半以上，并且取振源到最近的传感器的距离等于两传感器之间的距离。 4）．连接导线选择仪器之间的连接导线应尽量短，且记不应将各种导线混合使用，尽量选择相同线种，且忌抖动，以免引起现场测量不稳定。四．参考答案：令SAM(t)=Х(t)﹡cos ω0t,则SAM(t)的傅立叶变换为 SAM(ω)= ? ∞ ∞ - Х(t)﹡cos ω0t*e t j ωdt=1/2[X(ω+ω0)+X(ω-ω0)]

东北大学考试《现代材料测试技术X》考核作业参考806

东北大学继续教育学院现代材料测试技术X 试卷（作业考核线上2） A 卷（共 3 页）（√）1. 从X射线管射出的X射线谱通常包括连续X射线和特征X射线。（√）2. 布拉格公式λ=2dsinθ中λ表示入射线波长，d表示衍射（干涉）面的间距，θ表示掠射角。（×）3. 利用衍射卡片鉴定物相的主要依据是d值，参考厚度。（×）4. 透射电镜中的电子光学系统可分为照明、成像和显示记录三部分。（×）5. 电镜中的电子衍射花样有斑点花样、环状花样、菊池线花样和会聚束花样。（√）6. 等厚条纹是衍射强度随试样厚度的变化而发生周期性变化引起的，图像特征为明暗相间的条纹。（×）7. 电子探针X射线显微分析中常用X射线谱仪有光谱仪和能谱仪。（×）8. 俄歇电子能谱仪最适合做材料的厚度和轻元素的成分分析。（√）9. 电子探针定性分析时是通过测定特征X射线波长或能量确定元素，定量分析时通过测定X射线的强度确定含量。（√）10. 当X射线照射在一个晶体时，产生衍射的必要条件是满足布拉格方程, 而产生衍射的充要条件是同时满足结构因数不等于零。（√）11. 随X射线管的电压升高,λ 0和λ k 都随之减小。（√）12. 当X射线管电压低于临界电压时仅可以产生连续X射线；当X射线管电压超过临界电压就可以产生特征X射线和连续X射线。（×）13.当X射线照射在一个晶体时，产生衍射的必要和充分条件是必须满足布拉格方程。（×）14. 面心点阵的系统消光规律是 H+k+L 为偶数时出现反射，而 H+K+L 为奇数不出现反射。（×）15. 扫描电镜的表面形貌衬度是采用背散射电子形成的电子像。二、选择题：（20分） 1.当X射线将某物质原子的K层电子打出后,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( C )。 A.特征X射线 B. 背反射电子 C.俄歇电子 2. 吸收电子的产额与样品的原子序数关系是原子序数越小，吸收电子（ A ）。 A.越多 B.越少 C.不变 3. 仅仅反映固体样品表面形貌信息的物理信号是（ B ）。 A.背散射电子； B. 二次电子； C. 吸收电子； D.透射电子。 4. 让透射束通过物镜光阑而把衍射束挡掉得到图像衬度的方法，叫做（ A ）。 A.明场成像 B.暗场成像 C.中心暗场成像 5. 透射电镜的两种主要功能是检测（ B ）。 A.表面形貌和晶体结构 B.内部组织和晶体结构 C.表面形貌和内部组织 6. 由电磁透镜磁场中近轴区域对电子束的折射能力与远轴区域不同而产生的像差，称为（ A ）。 A.球差 B.像散 C.色差

现代测试技术课后答案

现测课后习题答案第1章 1. 直接的间接的 2. 测量对象测量方法测量设备 3. 直接测量间接测量组合测量直读测量法比较测量法时域测量频域测量数据域测量 4. 维持单位的统一，保证量值准确地传递基准量具标准量具工作用量具 5. 接触电阻引线电阻 6. 在对测量对象的性质、特点、测量条件（环境）认真分析、全面了解的前提下，根据对测量结果的准确度要求选择恰当的测量方法（方式）和测量设备，进而拟定出测量过程及测量步骤。 7. 米(m) 秒(s) 千克(kg) 安培(A) 8. 准备测量数据处理 9. 标准电池标准电阻标准电感标准电容第2章填空题 1. 系统随机粗大系统 2. 有界性单峰性对称性抵偿性 3. 置信区间置信概率 4. 最大引用0.6% 5. 0.5×10-1[100.1Ω，100.3Ω] 6. ± 7.9670×10-4±0.04% 7. 测量列的算术平均值 8. 测量装置的误差不影响测量结果，但测量装置必须有一定的稳定性和灵敏度 9. ±6Ω 10. [79.78V，79.88V]

计算题 2. 解: (1)该电阻的平均值计算如下： 1 28.504n i i x x n == =∑ 该电阻的标准差计算如下： ?0.033σ == (2)用拉依达准则有，测量值28.40属于粗大误差，剔除，重新计算有以下结果： 28.511?0.018x σ '='= 用格罗布斯准则，置信概率取0.99时有，n=15，a=0.01，查表得 0(,) 2.70g n a = 所以， 0?(,) 2.700.0330.09g n a σ =?= 可以看出测量值28.40为粗大误差，剔除，重新计算值如上所示。 (3) 剔除粗大误差后，生于测量值中不再含粗大误差，被测平均值的标准差为： ?0.0048σσ ''== (4) 当置信概率为0.99时，K=2.58，则 ()0.012m K V σ'?=±=± 由于测量有效位数影响，测量结果表示为 28.510.01x x m U U V =±?=± 4. 解： (1) (2) 最大绝对误差?Um=0.4，则最大相对误差=0.4%<0.5% 被校表的准确度等级为0.5 (3) Ux=75.4，测量值的绝对误差:?Ux=0.5%× 100=0.5mV

材料现代测试技术

材料现代测试技术学院：材料科学与工程学院专业班级：材料科学02班姓名：吴明玉学号：20103412

SnO 基纳米晶气敏材料微观结构的表征 2 一．摘要随着现代物理科学技术的迅速发展，现代分析测试技术的不断更新和进步为人们对材料结构和性能的深入研究提供了可能，从而促进人们对气敏材料机理有了更为客观的认识。本文主要以X衍射分析仪(XRD)，X射线光电子能谱(XPS)，扫描电镜(SEM)，高分辨电子显微镜(HRTEM)等现代材料测试技术为基础，设计出了可行的气敏材料微观结构表征方案。关键词：XRD XPS SEM HRTEM 二．引言材料是人类社会赖以生存和发展的物质基础,材料的发展关系到国民经济发展,国防建设和人民生活水平的提高。半导体SnO2气敏材料在防止火灾爆炸事故的发生、大气环境的检测以及工业生产有毒有害气体的检测等领域的发挥了巨大作用。但是，目前开发的半导体气敏材料仍存在着灵敏度不高、交叉敏感严重、长期使用敏感材料易中毒失效稳定性差、重复性不好等缺点。针对上述问题，研究者们做了大量工作。气敏材料的研究热点主要集中在改进、优化成膜工艺和对现有材料进行掺杂、改性、表面修饰等处理，以提高气体传感器的气敏性能，降低工作温度，提高选择性稳定性等性能。掺杂不仅可以提高元件的电导率，还可以提高稳定性和选择性，金属掺杂是最为常见的掺杂方式，掺杂物的电子效应可以起到催化活性中心的作用，降低被测气体化学吸附的活化能，有效提高气敏元件的灵敏度和缩短响应时间。成分，结构，加工和性能是材料科学与工程的四个基本要素，成分和结构从根本上决定了材料的性能，对材料的成分和结构进行精确表征是实现材料性能控制的前提。材料的分析包括表面和内部组织形貌，晶体的相结构，化学成分和价键结构，相应地，材料分析方法有形貌分析，物相分析，成分与价键分析和分子结构分析。为了对SnO 掺杂金属离子复合材料的性能进行研究，本文设计出了 2 微观结构表征方案，为微观结构研究做好了铺垫。三．正文 3.1材料的制备及表征方法纳米材料，并对其分别进行Cd,Ni等金属的掺杂。通采用水热法制备SnO 2 过X衍射分析仪(XRD)，X射线光电子能谱(XPS)等,得到薄膜的晶体结构以及表面的化学组成，原子价态，表面能态分布信息；通过扫描电镜(SEM)等得到材料的表面微观形貌信息；通过高分辨电子显微镜(HRTEM)得到材料的晶体取向， 3.2表征方案 3.2.1X衍射分析仪(XRD)

现代测试技术复习要点

复习重点第一章信号分析基础（作业题重点） ——信号的分类：（确定性信号与非确定性信号） 1．确定性信号：是指可以用明确的数学关系式描述的信号。它可以进一步分为周期信号、非周期信号与准周期信号。周期信号是指经过一段时间可以重复出现的信号，满足条件()()x t x t nT =+。非周期信号：往往具有瞬变性。准周期信号：周期信号与非周期信号的边缘。 2．非确定性信号：是指无法用明确的数学式描述，其幅值、相位变化是不可预知的，所描述的物理现象是一种随机过程，通常只能用概率统计的方法来描述它的某些特征。（能量信号与功率信号） 1．能量信号：在所分析的区间里面(,)-∞+∞，能量为有限值的信号称为能量信号，满足条件： ()2 t dt x ∞ -∞ <∞? 2．功率信号：有许多信号，它们在区间(,)-∞+∞内能量不是有限值。在这种情况下，研究信号的平均功率更为合适。在区间12(,)t t 内，信号的平均功率()2 2 1 21 1t t P t dt x t t -= ? （连续时间信号与离散时间信号） 1．连续时间信号：在所分析的时间间隔内，对于任意时间值，除若干个第一类间断点外，都可以给出确定的函数值，此类信号称为连续时间信号或模拟信号。 2．离散时间信号：又称时域离散信号或时间序列。它是在所分析的时间区间，在所规定的不连续的瞬时给出函数值。可以分为两种情况：时间离散而幅值连续时，称为采样信号；时间离散而幅值量化时，称为数字信号。 ——信号的时域分析（信号的时域统计分析） 1．均值：表示集合平均或数学期望值，也即信号的静态分量。用x μ表示。 2．均方值：也称平均功率，用2 x ψ表示。 3．方差：描述信号的波动分量，用2x σ表示。三者之间的关系为：2 x ψ=2x σ+2 x μ 4．概率密度函数：随机信号的概率密度函数是表示幅值落在指定区间的概率。定义为 [] 0()1()lim lim lim x x x T P x x t x x T p x x x T ?→?→→∞<≤+???==?????? 5．概率分布函数：概率分布函数是信号幅值()x t 小于或等于某值x 的概率，其定义为：

材料现代分析测试方法知识总结

名词解释：分子振动：分子中原子（或原子团）以平衡位置为中心的相对（往复）运动。伸缩振动：原子沿键轴方向的周期性（往复）运动；振动时键长变化而键角不变。（双原子振动即为伸缩振动）变形振动又称变角振动或弯曲振动：基团键角发生周期性变化而键长不变的振动。晶带：晶体中，与某一晶向[uvw]平行的所有（HKL）晶面属于同一晶带，称为[uvw]晶带。辐射的吸收：辐射通过物质时，其中某些频率的辐射被组成物质的粒子（原子、离子或分子等）选择性地吸收，从而使辐射强度减弱的现象。辐射被吸收程度对ν或λ的分布称为吸收光谱。辐射的发射：物质吸收能量后产生电磁辐射的现象。作为激发源的辐射光子称一次光子，而物质微粒受激后辐射跃迁发射的光子(二次光子)称为荧光或磷光。吸收一次光子与发射二次光子之间延误时间很短(10-8~10-4s)则称为荧光；延误时间较长(10-4~10s)则称为磷光。发射光谱:物质粒子发射辐射的强度对ν或λ的分布称为发射光谱。光致发光者，则称为荧光或磷光光谱辐射的散射：电磁辐射与物质发生相互作用，部分偏离原入射方向而分散传播的现象散射基元:物质中与入射的辐射相互作用而致其散射的基本单元瑞利散射（弹性散射）：入射线光子与分子发生弹性碰撞作用，仅光子运动方向改变而没有能量变化的散射。拉曼散射（非弹性散射）：入射线(单色光)光子与分子发生非弹性碰撞作用，在光子运动方向改变的同时有能量增加或损失的散射。拉曼散射线与入射线波长稍有不同，波长短于入射线者称为反斯托克斯线，反之则称为斯托克斯线光电离：入射光子能量(hν)足够大时，使原子或分子产生电离的现象。光电效应:物质在光照射下释放电子(称光电子)的现象又称(外)光电效应。光电子能谱:光电子产额随入射光子能量的变化关系称为物质的光电子能谱分子光谱：由分子能级跃迁而产生的光谱。

现代材料测试技术作业--新版

现代材料测试技术复习资料

现代测试技术试卷及部分答案

一、填空题（每小题1 分，共 10 分） 1. 当测试系统的输出)(t y 与输入)(t x 之间的关系为)()(00t t x A t y -=，其中0A 、0t 为常数时，该系统就能实现对信号的（不失真）测试。 2. 测试系统动态特性的描述函数主要有脉冲响应函数、传递函数和( 频率响应函数 )。 3. 周期信号的频域分析采用的数学工具是（傅里叶级数）。 4. 有源传感器一般是将非电量转换为电能量，称之为能量（转换）型传感器。 5. 压电式振动加速度传感器是利用某些材料的（压电效应）原理工作的。 6. 交流电桥的平衡条件是（两相对臂阻抗的乘机相等）。 7. 电容式传感器分为（极距变化）型电容传感器、面积变化型电容传感器和介质变化型电容传感器三大类。 8. 振动的激励方式通常有稳态正弦激振、（随机激振）和瞬态激振。 9. 随机信号的自功率谱密度函数的物理含义是（随机信号的自相关函数的傅里叶变换）。二、单项选择题（每小题 1 分，共 15 分） 1．传感器在非电量电测系统中的作用是（ C ）。 (A) 将被测电量转换为电参量 (B) 将被测非电量转换为非电参量 (C) 将被测非电量转换为电参量 2. ( C )不属于测试系统的静态特性指标。（A ）回程误差（B ）灵敏度（C ）阻尼系数 3．频率响应函数H （j ω）是在（ A ）描述测试系统对正弦信号稳态响应特征的函数。（A ）频率域内（B ）时间域内（C ）幅值域内 4．压电式传感器目前多用于测量（ B ）。（A ）静态的力（B ）物体运动速度（C ）瞬态的力 5．振动子FC6-1200的固有频率为1200Hz ，问用该振动子能不失真记录信号的频率范围是（ C ）。（A ）0 - 1200 Hz （B ）>1200Hz （C ）0 - 600 Hz

现代分析技术在塑料材料测试中的应用

现代分析技术在塑料材料测试中的应用广东轻工职业技术学院谭寿再［摘要］塑料工业的发展，为塑料材料的分析测试提出了更高的要求。计算机技术、热分析、核磁共振、色谱法分析、光谱测试、电镜分析等现代材料分析测试技术及机电一体化，多机联用技术的塑料分析测试中得到了广泛的应用。塑料材料是粘弹性体，在分析测试中应该注意其特性并采用标准试验方法。［关键词］塑料材料，性能分析，测试技术，标准化。塑料已经与钢铁、木材、水泥一起构成现代社会中的四大基础材料，是农业、工业、能源、交通运输、信息产业乃至宇宙空间和海洋开发等国民经济各领域不可缺少的主要材料。在新世纪里，我国已步入世界塑料大国行列。中国塑料原料表观消费量由2000年的约2400万吨增至 2004 年的3813.3万吨，居世界第二位，年均增长率达12.3％；2004年全国塑料制品产量达到1848.6万吨，工业总产值3803.15亿元，比上年同期增长25.0％；塑料制品的出口额127.74亿美元，比上年增长了31.21％。预计到 2005年，中国塑料表观需用量将超过4000万吨。由此可看，塑料制品行业在我国现代化经济建设中发挥着越来越大的作用。随着塑料工业的发展，为了正确掌握塑料的各种性能，控制产品的质量、指导塑料产品的成型与加工、研讨材料结构与性能的关系、更好的推广和使用塑料材料。塑料性能的评价显得越来越重要，塑料性能的测试技术和各类性能试验方法标准也相继产生。然而，不容置疑，我国的塑料性能测试的技术水平，不论是仪器设备还是测试方法，与先进国家还有一定的差距。一、塑料性能分析测试的特点塑料通常是指以合成的或天然的高分子化合物为基本成份，加以填料、增塑剂、稳定剂及其他添加剂等配合料，在将制造或加工过程中的某一阶段能流动成型或借原地聚合、固化而定型，其成品状态为柔韧性或刚性固体。由于塑料组成和结构的特点，使得塑料具有许多优异的性能。塑料性能分析测试是材料科学的一部分，它同众多的金属材料和非金属材料检验方法有许多相同之处，但由于高分子材料的结构性能的不同，也有自身的特点。（1）塑料的粘弹性塑料是一种粘弹性体，其性能与弹性的金属材料有很大的不同。尤其是塑料的力学性能测试中有很宽的塑性区，应变率高。因此，用电阻应变片技术来测定塑料的应变量通常是不合适的。塑料测试的时间效应非常明显，在外力作用下塑料分子链会逐渐发生了构象和位移

《材料现代测试技术》(下篇)电子显微分析技术062011

《材料现代测试技术》（下篇）电子显微分析技术主要内容和思考题本课程的主要内容 1.透射和扫描电子显微镜的结构和工作原理 2.电子衍射图和TEM显微图像的形成和特征 3.显微图像的形成和特征和X射线能谱分析 4.试样制备方法第一节引言Introduction 一．主要内容 1.Importance of learning English 2.Characterization of materials 3.Microscopes and their development 4.Objectives and requirements 二. 思考题 1.物质的结构有哪些层次? 2.表征物质结构的方法主要有哪些？ 3.什么是显微镜? 4.光学显微镜,电子显微镜以及原子探针显微镜的主要区别是什么？ 5.什么是分辩率？显微镜的分辨率主要取决于什么？ 6.光学显微镜的分辩率极限是多少？为什么？ 7.为什么透射电镜的放大倍数可以远远超过光学显微镜? 8.在显微镜的发明和应用过程, 哪些人在哪些方面做出重要的贡献? 第二节电子与固体的相互作用Interaction of the electron with matter 一．主要内容 1.电子的性质 2.电子散射概念 3.电子散射截面与电子散射能力 4.电子弹性相干散射和电子衍射; 5.电子非弹性散射及其效应二．掌握以下基本概念和基本关系 1.电子波长与加速电压的关系 2.弹性散射和非弹性散射 3.相干散射和非相干散射 4.电子散射截面和电子散射振幅 5.清楚布拉格定律的三种表达方式 6.明确三种电子散射振幅的定义和区别 7.晶胞类型对电子衍射的影响规律 8.晶体形状对电子衍射的影响规律

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