材料分析考试题.docVIP

材料分析试卷 写出下列英文缩写的中文名词 EDS 能量分散谱仪 2、AES 俄歇电子能谱仪 3、FIM 场离子显微镜 4、WDS 波长分散谱仪 5、DTA 差热分析 6、TGA 热重分析 7、DSC 差示扫描量热分析法 8、SEM 扫描电子显微镜 9、XPS X射线光电子能谱法 10、SPM 扫描探针显微镜 额外增加：XRD X射线衍射分析 TEM 投射电子显微镜 AFM 原子力显微镜 STM 扫描隧道显微镜 简答题 XRD中靶材的作用及如何选择 阳极靶的选择原则是使阳极靶所产生的特征X射线不激发试样元素的荧光X射线。 一般原则是Z靶≤Z样+1 或 Z靶 》Z样。 若试样是多种元素组成的，应首先考虑主要元素，兼顾次要元素 电子探针的分析原理及应用 （1）其原理使用细聚焦电子束（5000-30000V）轰击样品表面的某一点（一般直径为1—5um，表面10 nm），激发出样品元素的特征X射线 （2）①分析X射线的波长（或特征能量），即可知道样品中所含元素的种类（定性分析）； ②分析X射线的强度，则可知道对应元素含量的多少（定量分析） 3、布拉格方程及参数的意义 布拉格方程 2d‘sinθ nλn称反射级数，θ角称掠射角或布拉格角，d’晶面间距，λ：入射X射线波长 当X射线照 射在晶体上时，若入射X射线与晶体中的某个晶面之间的夹角满足布拉格方程，在其反射线的方向上就会产生衍射线。否则就不行。布拉格方程简明地指出了X射线衍射的方向 4、二次电子的产生及应用 （1）入射电子与原子核外电子发生相互作用时，会使原子失掉电子二变成离子，这个脱离原子的电子称为二次电子。这也是一种真空自由电子 （2）对样品表面形貌敏感；因此能有效地反映样品表面的形貌，用来做表面形貌分析 5、连续X射线和特征X射线的产生及特点 连续X射线：（1）产生：按量子理论，当能量为eV的高速的电子撞击靶中的原子时，电子失去自己的能量。其中大部分转化为热能。一部分以光子（X射线）的形式幅射出。每撞击一次就产生一个能量为hu的光子。由于单位时间内到达靶表面的电子数量很多。因此，各个电子的能量各不相同，产生的X射线的波长也就不同。于是产生了一个连续的X射线谱。 （2）特点：①强度随波长而连续变化，每条曲线都对应有一个最短的波长（短波限λ0）和一个强度的最大值。最大值一般在1.5λ0地方。　　②λ0与管流和靶的材料无关，只与管压有关，二者之间的关系： λ0 1.24/V nm 　　随着管压的增大，λ0向短波方向移动。　　③连续X射线的强度不仅与管压有关，还与管流和靶材有关。 特征X射线：（1）产生：若X射线管的管电压超过某一临界值Vk时，电子的动能可以将阳极物质原子中的最内层电子轰击出来，这一过程称为激发。原子被激发后，在原子的最内层就形成空位，这样次外层及其它外层电子就会跃入此空位，同时将它们多余的能量 ΔE 以X射线光子的形式释放出来。 （2）特点：①随着电压的增大，其强度进一步增强，但波长不变，波长与管压和管流无关。 ②它与靶材有关。对给定的靶材，它们的这些谱线是特定的。 6、简述STM的工作原理 ⑴扫描隧道显微镜不是使用外源的光线或电子束，而是直接使用存在于待测样品中的束缚电子来进行观察。 ⑵物体表面的电子分布呈离散状的分布，尤如电子云般地分布。因此两个导体即便不接触，只要靠近到1纳米以下，两导体表面的电子云会重叠，电子便会以一定的几率从一端飞向另一端 ⑶两导体越靠近，隧道电流就越大，呈指数式地变化。 7、简述XPS在材料分析中的特点是什么？ 优点： ①是一种无损分析方法 样品不被X射线分解 ； ②是一种超微量分析技术 分析时所需样品量少 ； ③是一种痕量分析方法 绝对灵敏度高 。 缺点： 但X射线光电子能谱分析相对灵敏度不高，只能检测出样品中含量在0.1%以上的组分。X射线光电子谱仪价格昂贵，不便于普及。 8、简述在XRD中狭缝的选择及对图谱的影响 一般来说，增加狭缝宽度可导致衍射线的强度增高，但同时却使分辨率下降。 增大发散狭缝，即增加入射线强度，但在θ角较小时，过大的发散狭缝将使光束照射到试样槽外的试样架上，这样反而使衍射线强度下降，并使由试样架带来的背底强度升高，须控制低角时X射线束照射的范围不致超出试样框之外。 增大接收狭缝，可以增加峰强度，但也相应增高了背底强度，并且降低了角分辨率。防散射狭缝L对峰底比有影响。9、二次电子像和背散射电子像在显示表面形貌衬度有何相同与不同之处？ 二次电子： （1）凸出的尖棱，小粒子以及比较陡的斜面处SE产额 较多，在荧光屏上这部分的亮度较大?（2）平面上的SE产额较小，亮度较低。 ?（3）在深的凹槽底部尽管能产生较多二次电子，使其不易被控制到，因此相应衬度也较暗。 背散射电子： 样品