现代材料测试技术复习题及答案
现代材料测试技术复习题及
答案
-标准化⽂件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
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：引起原⼦内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，可以将原⼦内层电⼦击出，被打掉了内层的受激原⼦将发⽣外层电⼦向内层跃迁的过程，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
透镜体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
16、结构因⼦：定量表征原⼦排布以及原⼦种类对衍射强度影响规律的参数，即晶体结构对衍射强度的影响
17、多重性因素：同⼀晶⾯族{ hkl}中的等同晶⾯数
18、系统消光：原⼦在晶体中位置不同或种类不同引起某些⽅向上衍射线消失的现象
简答与计算
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。红豆杉提取物
d 4.27 3.86 3.54 3.32 2.98 2.67 2.54 2.43 2.23
I/I0 10 40 8 6 100 10 90 65 8
d 2.16 2.07 1.84 1.75 1.54 1.38 1.26 1.18 1.06
I/I0 2 85 5 70 15 35 2 20 1
按强度; 2.98 >2.54 >2.07 >1.75>2.43 >3.86 >1.38 >1.18
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
简答题：
梭织机
1. X射线产⽣的基本条件
（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，⽤以加速⾃由电⼦朝阳极靶⽅向加速运动；
（4）将阴阳极封闭在⼩于133.3*10^-6Pa⾼真空中，保持两极纯洁。
萨纳克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14
假设：
1）晶体视为许多相互平⾏且d 相等的原⼦⾯
2）X 射线可照射各原⼦⾯
3）⼊射线、反射线均视为平⾏光
⼀束波长为λ的平⾏X 射线以θ照射晶体中晶⾯指数为(hkl)的各原⼦⾯，各原⼦⾯产⽣反射。当Ⅹ射线照射到晶体上时，考虑⼀层原⼦⾯上散射Ⅹ射线的⼲涉。水泥厂脱硝
当Ⅹ射线以θ⾓⼊射到原⼦⾯并以θ⾓散射时，相距为a 的两原⼦散射x 射的光程差为：即是说，当⼊射⾓与散射⾓相等时，⼀层原⼦⾯上所有散射波⼲涉将会加强。与可见光的反射定律相类似，Ⅹ射线从⼀层原⼦⾯呈镜⾯反射的⽅向，就是散射线⼲涉加强的⽅向，因此，常将这种散射称从晶⾯反射。
x 射线有强的穿透能⼒，在x 射线作⽤下晶体的散射线来⾃若⼲层原⼦⾯，除同⼀层原⼦⾯的散射线互相⼲涉外，各原⼦⾯的散射线之间还要互相⼲涉。这⾥任取两相邻原⼦⾯的散射波的⼲涉来讨论。过D 点分别向⼊射线和反射线作垂线，则AD 之前和CD 之后两束射线的光程相同，它们的程差为＝AB+BC ＝2dsin θ。当光程差等于波长的整数倍时，相邻原⼦⾯散射波⼲涉加强，即⼲涉加强条件为：λθn d =sin 2——布拉格⽅程 n 为反射级数其中d ：晶⾯间距θ：⼊射线与晶⾯的夹⾓ n：为整数，称为反射级数λ：波长
D
A C
氢氧切割机B
布拉格⽅程是X射线衍射分布中最重要的基础公式，它形式简单，能够说明衍射的基本关系，所以应⽤⾮常⼴泛。从实验⾓度可归结为两⽅⾯的应⽤：
布拉格⽅程的应⽤：利⽤已知波长的特征X射线，通过测量θ⾓，可以计算出晶⾯间距 d，分析结构。利⽤已知晶⾯间距d的晶体，通过测量θ⾓，从⽽计算出未知X射线的波长
6 X射线衍射试验有哪些⽅法，他们各有哪些应⽤
劳埃法：⽤于测定晶体的取向。
转动晶体法：主要⽤来测定单晶式样的晶胞常数。
粉晶照相法：主要⽤于测定晶体结构，进⾏物相分析，定量分析，精确测定晶体的点阵参数以及材料的应⼒结构，晶粒⼤⼩的测定等。（P25德拜照相机：底⽚的安装⽅式按圆筒底⽚开⼝处所在位置的不同，分为三种：正装法、反装法、不对称装法。）
衍射仪法。
7 总结简单点阵、底⼼点阵、体⼼点阵、⾯⼼点阵衍射线的系统消光规律
简单点阵：该种点阵其结构因数与hkl⽆关，即hkl为任意整数时均能产⽣衍射，Fhkl=fa。底⼼点阵：只有当h、k全为奇数或全
为偶数时才能产⽣衍射。
体⼼点阵：当h+k+l=奇数时，F=0，即该晶⾯的散射强度为0，这些晶⾯的衍射不可能出现。当h+k+l=偶数时，F=2f即体⼼点阵只有指数之和为偶数的晶⾯可产⽣衍射。
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