1、第一章 X射線物理學(xué)基礎(chǔ)1. 連續(xù)X射線：從某一短波限lSWL開始，直至波長等于無窮大l¥的一系列波長。（這種譜用于X射線衍射分析的勞埃法）2. 特征X射線：具有一定波長的特強(qiáng)X射線，疊加于連續(xù)X射線譜上。（這種譜用于X射線衍射分析的德拜法）3. 特征X射線的產(chǎn)生機(jī)理: X射線管中高速電子流轟擊陽極，若管電壓超過某一臨界值，電子的動能足以將陽極中原子的_內(nèi)層電子_轟擊出來。這種被激發(fā)的原子，在電子躍遷時會輻射光子。它們是一組能量一定的射線，構(gòu)成_特征X射線_。這種譜適用于X射線衍射分析的_德拜_法。4. 波長與強(qiáng)度成反比。5. 當(dāng)U/Uk=（3-5）Uk時，I特/I連獲得最大值。（降

2、低連續(xù)X射線，提高特征X射線的方法）6. 熒光輻射：由入射X射線所激發(fā)出來的特征X射線。入射能量束的粒子與和物質(zhì)原子中電子相互作用碰撞，當(dāng)粒子能量足夠大就能激出的內(nèi)層電子，同時原子外層向內(nèi)層空位躍遷，輻射出一定的特征熒光射線，被稱為熒光輻射。7. 光電效應(yīng)：當(dāng)入射光子的能量等于或略大于吸收體原子某殼層電子的結(jié)合能時，此光子就很容易被電子吸收，獲得能量的電子從內(nèi)層溢出，成為自由電子，即光電子，原子則處于相應(yīng)的激發(fā)態(tài)，這種原子被入射光子電離的現(xiàn)象即光電效應(yīng)。（應(yīng)用于重元素的成分分析）8. 俄歇效應(yīng)：原子中一個K層電子被入射光子擊出后，L層一個電子躍入K層填補(bǔ)空位，此時多余的能量不以輻射X光子的方式

3、放出，而是另一個L層電子獲得能量躍出吸收體，這樣的一個K層空位被兩個L層空位代替的過程稱俄歇效應(yīng)。（應(yīng)用于表層輕元素的成分分析）9. 相干散射：X射線與物質(zhì)原子內(nèi)層電子相撞，入射光子的能量全部轉(zhuǎn)給相撞電子，在X射線電場作用下，產(chǎn)生強(qiáng)迫振動，電子成為新電磁波源，向四周輻射與入射光子等波長的電磁波。10. 非相干散射：入射線與束縛較弱的外層電子或自由電子作用，電子獲一部分動能成為反沖電子，入射線失去部分能量，改變了波長，沿與入射方向成一定角度的方向輻射。11. 晶面間距計(jì)算22、下面是某立方晶系物質(zhì)的幾個晶面，試將它們的面間距從大到小按次序重新排列：（12-3），（100），（200），（-311

4、），（121），（111），（-210），（220），（130），（030），（2-21），（110）。答：由立方晶系晶面間距公式可知晶面指數(shù)平方和越小，晶面間距越大，它們的面間距從大到小按次序是：（100）、（110）、（111）、（200）、（-210）、（121）、（220）、（2-11）=（030）、（130）、（-311）、（12-3）。第二章 X射線衍射方向1.布拉格方程及其物理含義：（1）2dsin=n（2）當(dāng)一束單色且平行的X射線照射到晶體時，同一晶面上的原子的散射線在晶面反射方向上是同相位的，因而可以疊加；不同晶面的反射線若要加強(qiáng)，必要的條件是相鄰晶面反射線的波程差為波長的整

5、數(shù)倍。2.反射級數(shù)：n稱為反射級數(shù)。由相鄰兩個平行晶面反射出的X射線束，其波程差用波長去量度所得的整份數(shù)在數(shù)值上就等于n。3.干涉面指數(shù)：晶面（hkl）的n級反射面（nh nk nl），用符號（HKL）表示，稱為反射面或干涉面。干涉面的指數(shù)稱為干涉面指數(shù)。波程差：相鄰兩個（hkl）發(fā)射線為 n；相鄰兩個（HKL）發(fā)射線為。4.空間點(diǎn)陣：晶體中呈周期性排列，且?guī)缀巍⑽锢憝h(huán)境相同的基本組元(原子、離子、分子)抽象為一幾何點(diǎn)(陣點(diǎn))，由此構(gòu)成的幾何圖形。5.倒易點(diǎn)陣：在晶體點(diǎn)陣的基礎(chǔ)上按一定對應(yīng)關(guān)系建立起來的空間幾何圖形，是晶體點(diǎn)陣的另一種表達(dá)形式。6.倒易點(diǎn)陣與正點(diǎn)陣之間關(guān)系如何？倒易點(diǎn)陣與晶體的

6、電子衍射斑點(diǎn)之間有何對應(yīng)關(guān)系？答：倒易點(diǎn)陣是與正點(diǎn)陣相對應(yīng)的量綱為長度倒數(shù)的一個三維空間（倒易空間）點(diǎn)陣，關(guān)系： 1） 倒易矢量ghkl垂直于正點(diǎn)陣中對應(yīng)的（hkl）晶面，或平行于它的法向Nhkl。2）倒易點(diǎn)陣中的一個點(diǎn)代表正點(diǎn)陣中的一組晶面。3）倒易矢量的長度等于正點(diǎn)陣中的相應(yīng)晶面間距的倒數(shù)，即ghkl=1/dhkl。 4）對正交點(diǎn)陣有a*/a,b*/b,c*/c,a*=1/a,b*=1/b,c*=1/c 。5）只有在立方點(diǎn)陣中，晶面法向和同指數(shù)的晶向市重合的，即倒易矢量ghkl是與相應(yīng)指數(shù)的晶向hkl平行。通過倒易點(diǎn)陣可以把晶體的電子衍射斑點(diǎn)直接解釋成晶體相應(yīng)

7、晶面的衍射結(jié)果，可以認(rèn)為電子衍射斑點(diǎn)就是就是與晶體相對應(yīng)的倒易點(diǎn)陣中某一截面上陣點(diǎn)排列的像。7.勞埃法、周轉(zhuǎn)法、德拜法衍射方法的比較。答：勞埃法 特點(diǎn)：單晶體固定，采用連續(xù)X射線。 用途：分析晶體的對稱性和進(jìn)行晶體定向。周轉(zhuǎn)晶體法 特點(diǎn)：入射X射線的波長不變；單晶晶體繞選定取向旋轉(zhuǎn)。用途：研究晶體結(jié)構(gòu)。德拜（粉末）法 特點(diǎn)：入射X射線的波長不變；多晶體、粉末。用途：物相分析。8.愛瓦爾德圖解布拉格方程幾何表達(dá)式答：以倒易點(diǎn)陣O*為末點(diǎn)，作入射方向平行線，線段長度為，始點(diǎn)為正點(diǎn)陣O，以O(shè)為球心，O*O線段長為半徑作一參考球，凡是與參考球面相交的倒易點(diǎn)，其代表的正點(diǎn)陣晶面滿足布拉格方程，衍射方向?yàn)?/p>

8、O至倒易點(diǎn)的位向。圖中第三章 X射線衍射強(qiáng)度1.X衍射峰的位置、強(qiáng)度和峰型的影響因素位置：晶面間距、晶胞參數(shù)強(qiáng)度：結(jié)構(gòu)因數(shù)、洛倫茲因數(shù)、多重性因數(shù)、吸收因素、溫度因數(shù)以及元素的相對含量（晶胞的種類，晶胞原子種類及他們的相對位置，物相含量多少）峰型：晶粒大小、晶格畸變、缺陷2.原子散射因數(shù)和結(jié)構(gòu)因子物理含義及影響因素。答：原子散射因數(shù)（1） 物理含義：表示某一個原子在某一方向上散射波的振幅是一個電子在相同條件下的散射波振幅的f倍，它反映了原子將X射線向某一個方向上的散射能力。（2） 影響因素： 原子中電子分布密度以及散射波的波長和方向。結(jié)構(gòu)因子(1) 物理含義：它表征了單胞的衍射強(qiáng)度，反映了單胞

9、中原子種類、原子數(shù)目及原子位置對（HKL）晶面衍射方向上衍射強(qiáng)度的影響。(2) 影響因素：結(jié)構(gòu)因子只與原子的種類及在單胞中的位置有關(guān)，而不受單胞的形狀和大小的影響。第四章 多晶體分析方法1.為保證探測器能接收到各衍射面的衍射線，X射線衍射儀的測角儀衍射幾何構(gòu)造要滿足布拉格方程、試樣與探測器連動的角速比為1：2。衍射儀常用測量方法有連續(xù)掃描 和 步進(jìn)掃描。2.探測器種類：正比計(jì)數(shù)管、閃爍計(jì)數(shù)管。3.X射線衍射儀的濾波方式：濾波片（吸收）、彎晶單色器（衍射）。第五章 物相分析及點(diǎn)陣參數(shù)精確測定1.物相定量分析的原理是什么？試用K值法進(jìn)行物相定量分析的過程。答：基本原理：待測相的衍射面的衍射線強(qiáng)度隨

10、該相百分含量的增加而提高，通過測定某衍射線強(qiáng)度,可得到待測相的含量。K值法:  1) 配制待測相A與標(biāo)相S含量1:1的試樣, 進(jìn)行衍射分析,分別各選待測相與標(biāo)相一衍射面衍射線,測其強(qiáng)度IA、IS,則K=IA/ IS。2)在待測樣中加入S相, 算出S相含量WS, 進(jìn)行衍射分析,分別測取待測相與標(biāo)相的上述同一衍射線的強(qiáng)度IA、IS,則根據(jù)：IA/ IS=KWA(1WS)/WS 求出WA。2.物相定性分析的原理是什么? 對食鹽進(jìn)行化學(xué)分析和物相定性分析，所得結(jié)果有何不同？ 答：對食鹽進(jìn)行化學(xué)分析得到食鹽的化學(xué)組分信息，即包含的化學(xué)元素種類及含量；而物相分析則獲得相結(jié)構(gòu)信息，及各成分的存在晶

11、系、晶格參數(shù)等。3.點(diǎn)陣常數(shù)精確測定的目的：固溶體類別的確定、固相溶解度曲線的測定、宏觀應(yīng)力的量度、化學(xué)熱處理層的分析、過飽和固溶體分解過程的研究。（固溶、應(yīng)力、相變、膨脹）4.點(diǎn)陣常數(shù)誤差來源及校正誤差的方法誤差：相機(jī)的半徑誤差、底片的伸縮誤差、試樣的偏心誤差以及試樣的吸收誤差等。校正方法：圖解外推法；最小二乘法；標(biāo)準(zhǔn)樣校正法外推函數(shù)：f() =（尼爾遜函數(shù)）5.結(jié)晶度的測定：答：（1）對衍射圖進(jìn)行分峰（2）合理扣除背底，進(jìn)行衍射強(qiáng)度修正（3）假設(shè)非晶峰及各結(jié)晶峰的峰型函數(shù)，通過多次擬合，將各個重疊峰分開（4）測定各個峰的積分強(qiáng)度、，然后根據(jù)算出結(jié)晶度6.固溶度測定步驟選擇若干條高角衍射線，

12、測出其 根據(jù)衍射面、晶面間距公式求 建立關(guān)系，用外推法求出精確的點(diǎn)陣常數(shù)根據(jù)費(fèi)伽公式求出固溶度7.衍射峰特點(diǎn)與晶粒大小間關(guān)系符合謝樂公式：B=K/tcos，B是衍射峰的半高寬，t是晶塊大小，晶粒越小，衍射峰越寬。答：步驟如下：（1）獲得納米多晶材料的衍射譜。（2）選定某衍射面，對其進(jìn)行步進(jìn)式掃描，并對該衍射峰K1、K2分離，測定K1半高寬B。（3）用實(shí)驗(yàn)法或近似函數(shù)法對K1剝離儀器寬化B1。 （4）用近似函數(shù)法求出晶格畸變寬化B2，從B中扣除B1和B2，即得到晶粒細(xì)化寬化，將其帶入謝樂公式求出晶粒大小t。第八章 電子光學(xué)基礎(chǔ)1.景深：不影響分辨率條件下，電磁透鏡物平面允許的軸向偏差。2.焦長：

13、不影響透鏡分辨率條件下，像平面可沿軸向平移距離。3.電磁透鏡的景深大、焦長長是由于小孔徑角成像的結(jié)果。4.分辨率：是指成像物體上能分辨出來的兩物點(diǎn)的最小間距。第九章 透射電子顯微鏡1. 透射電鏡主要由幾大系統(tǒng)構(gòu)成？各系統(tǒng)之間的關(guān)系如何？(同位、成像、衍射)答：透射電鏡主要由供電系統(tǒng)、電子光學(xué)系統(tǒng)、真空系統(tǒng)構(gòu)成。電子顯微鏡工作時，整個電子通道都是必須置于真空系統(tǒng)之內(nèi)的；電子光學(xué)系統(tǒng)是透射電鏡的核心，包括照明系統(tǒng)，成像系統(tǒng)和觀察系統(tǒng)；電源與控制系統(tǒng)對整個透射電鏡提供能源，并控制操作過程。2. 透射電鏡的主要特點(diǎn)是可對試樣進(jìn)行 組織形貌與晶體結(jié)構(gòu) 同位分析.使中間鏡物平面與物鏡 像平面 重合時，在觀

14、察屏上得到的是反映試樣 組織形態(tài)的形貌 的圖像；當(dāng)中間鏡物平面與物鏡 背焦面 重合時, 在觀察屏上得到的是反映試樣 晶體結(jié)構(gòu)的衍射 花樣。3.影響透射電鏡分辨率的因素主要有：衍射效應(yīng)和電鏡的像差。4.成像系統(tǒng)及其特點(diǎn)第十章 電子衍射1.異類點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)因子計(jì)算：異類原子 如簡單立方的,因兩元素為相鄰元素, 接近當(dāng)H+K+L=奇數(shù)時 當(dāng) H+K+L=偶數(shù)時 2.說明單晶、多晶及非晶的電子衍射花樣的特征及其形成原理。（A及D簡答題22及B41）單晶的衍射花樣是由排列十分整齊的許多斑點(diǎn)所組成，每個衍射斑點(diǎn)代表一個晶面（hkl），參與衍射的晶面(hkl)平行于入射方向uvw；多晶的衍射花樣是一系列不同半徑

15、的同心圓環(huán)，每個圓環(huán)代表一個晶帶；非晶只有一個漫散射中心透射亮斑。單晶電子衍射花樣是以X射電子束方向?yàn)榉ň€的零層倒易截面放大像。3. 電子衍射時晶面位相和精確布拉格條件允許偏差程度和樣品的形狀、尺寸有關(guān)。其倒易點(diǎn)陣沿晶體   尺寸較小   的方向發(fā)生擴(kuò)展，樣品的尺寸越小，擴(kuò)展的程度越 大  。一般薄片晶體的倒易點(diǎn)陣?yán)L為 倒易桿 ，棒狀晶體變?yōu)?#160;  倒易盤    ，細(xì)小的顆粒晶體則為  倒易球   。4.作圖并證明電

16、子衍射基本公式：RD= L （書P130）5.零層倒易截面中心點(diǎn)000周圍八個倒易陣點(diǎn)標(biāo)定（書P126、127）6.簡述單晶電子衍射花樣的標(biāo)定方法。體心正方用嘗試法、面心立方用R2比值法7. 簡述選區(qū)衍射原理及操作步驟8.復(fù)雜電子衍射花樣超點(diǎn)陣斑點(diǎn)（AuCu3合金）【書P138】第十一章 晶體薄膜衍襯成像分析1.質(zhì)厚襯度：質(zhì)厚襯度是利用樣品厚度的差異而造成的襯度差別，它是由于入射電子透過非晶體時碰到的原子數(shù)越多（樣品越厚），樣品原子核庫侖電場越強(qiáng)（或者樣品原子序數(shù)越大或密度越大），被散射到物鏡光闌外的電子就越大，而通過物鏡光闌參與成像電子像度也就越低。2.衍射襯度：由于樣品中不同位相的晶體的衍

17、射條件（位相）不同而造成的襯度差別。3. 質(zhì)厚襯度與衍射襯度區(qū)別區(qū)別：衍射襯度不考慮衍射束與入射束的差別，也不考慮電子束反射的差別，質(zhì)厚襯度是利用樣品厚度的差異而造成的襯度差別。4. 畫圖說明衍襯成像原理，并說明什么是明場像、暗場相和中心暗場像？圖（P144）明場像：讓透射束通過物鏡光闌，而把透射束擋掉得到的像。暗場像：光闌孔套住hkl焦點(diǎn)，而把透射束擋掉得到的像。 中心暗場像：把入射電子束方向傾斜2角度，使B晶粒的hkl晶面組處于強(qiáng)烈的衍射的位向，而物鏡光闌仍在光軸的位置，此時只有B晶粒的hkl衍射束正好通過光闌孔，而透射束被擋掉。此時所得到的像為中心暗場像。第十三章 掃描電子顯微

18、鏡1.二次電子：在入射電子束作用下被轟擊出來并離開樣品表面的樣品原子的核外自由電子做二次電子。2.背散射電子：被固體試樣中原子核反彈回來的一部分電子，其中包括彈性和非彈性散射電子。3.二次電子形貌襯度的應(yīng)用：斷口分析、樣品表面形貌特征、材料形變和斷裂過程的動態(tài)分析4.電子束入射固體樣品表面會激發(fā)哪些信號？它們有哪些特點(diǎn)和用途？ 答：被散射電子：是被固體樣品中的原子核反彈回來的一部分入射電子，來自樣品表面幾百納米的深度范圍，利用其進(jìn)行形貌分析，定性的成分分析。 二次電子：其產(chǎn)額強(qiáng)度受便面形貌的影響，利用其形貌分析，受原子序數(shù)的影響很小，表面510nm。 特征X射線：與原子序數(shù)

19、相對應(yīng)，顯示特征能量，用于成分分析，利用X射線作為入射線，照射晶體時，在特定晶體發(fā)生衍射，用于相成分分析；利用X射線照射樣品時發(fā)生衍射，應(yīng)分透射束與衍射束，對晶體樣品進(jìn)行缺陷分析。 吸收電子：產(chǎn)生原子序數(shù)襯度，可以用來進(jìn)行成分分析，定性微區(qū)成分分析。 透射電子：由微區(qū)的厚度、成分和晶體結(jié)構(gòu)決定，可以用來進(jìn)行成分分析。俄歇電子：平均自由程比較小，適用于表面成分分析。5.二次電子像和背散射電子像在顯示表面形貌襯度時有何相同和不同之處？ 背散射電子主要是進(jìn)行成分分析，也有時可以用來做形貌分析。用背散射電子做形貌分析時，背散射電子是在一個較大作用體積內(nèi)被入射電子激發(fā)出來，成像單元變

20、大是分辨率降低的原因。此外，背散射電子能量高，以直線軌跡逸出樣品表面。對于背向檢測器的樣品表面無法收集背散射電子而變成一片陰影，在圖像上顯出很強(qiáng)的襯度，容易失去細(xì)節(jié)信息。而用二次電子對微區(qū)表面的幾何形狀十分敏感，能很好的反映樣品形貌，所以雖然背散射電子也能做形貌分析，但是它的效果遠(yuǎn)不及二次電子，一般都不采用背散射電子成像進(jìn)行形貌分析。6. 通過接收試樣表面發(fā)出的背散射電子，掃描電子顯微鏡以 背散射電子原子序數(shù)  襯度成像，由于背散射電子產(chǎn)額對試樣的  原子序數(shù)   十分敏感，因此利用該襯度原理可對試樣進(jìn)行  定性   分析，樣品中 原子序數(shù)大的  區(qū)域相對于圖像上是亮區(qū)。（背散射電子原子序數(shù)襯度原理）7. 背散射電子原子序數(shù)襯度應(yīng)用分析晶界上或晶粒內(nèi)部不同種類的析出相十分有效。應(yīng)為析出相成分不同，激發(fā)出的背散射電子數(shù)量也不同，致使掃描電子顯微圖像上出現(xiàn)亮度上的差別。8. 掃描電鏡的分辨率受哪些因素的影響？用不同的信號成像時，其分辨率有何不同？所謂掃描電鏡的分辨率是指用何種信號成像時的分辨率？答：在其他相同的條件下（如信號噪音比、磁場條件及機(jī)械振動等），電子束的束征大小，檢測信號的類型，以及檢測部位的原子序數(shù)是影響電子顯微鏡分辨率的三大因素。 不同信號成像時分