第一章緒論
1. 材料時如何分類的？材料的結構層次有哪些？
答：材料按化學組成和結構分：金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、複合材料
材料的結構層次有：微觀結構、亞微觀結構、顯微結構、巨集觀結構。
2.材料研究的主要任務和物件是什麼？有哪些相應的研究方法？
答：任務：研究、製造和合理使用各類材料。
研究物件：材料的組成、結構和效能。
研究方法：影象分析法、非圖形分析法：衍射法、成分譜分析。
成分譜分析法：光譜、色譜、熱譜等；
光譜包括：紫外、紅外、拉曼、螢光；
色譜包括：氣相、液相、凝膠色譜等；
熱譜包括：dsc、dta等。
3.材料研究方法是如何分類的？如何理解現代研究方法的重要性？
答：按研究儀器測試的資訊形式分為影象分析法和非圖形分析法；
按工作原理，前者為顯微術，後者為衍射法和成分譜分析。
重要性：
1）理論：新材料的結構鑑定分析；
2）實際應用需要：配方剖析、質量控制、事故分析等。
第二章光學顯微分析
1.區分晶體的顏色、多色性及吸收性，為何非均質體礦物晶體具有多色性？
答：顏色：晶體對白光中七色光波選擇吸收的結果。
多色性：由於光波和晶體中的振動方向不同，使晶體顏色發生改變的現象。
吸收性：顏色深淺發生改變的現象稱為吸收性。
光波射入非均質礦物晶體時，振動方向是不同的，折射率也是不同的，因此體現了多色性。
2.什麼是貝克線？其移動規律如何？有什麼作用？
答：在兩個折射率不同的物質接觸處，可以看到比較黑暗的邊緣，稱為晶體的輪廓。在輪廓附近可以看到一條比較明亮的細線，當公升降鏡筒時，亮線發生移動，這條較亮的細線稱為貝克線。
移動規律：提公升鏡筒，貝克線向折射率答的介質移動。
作用：根據貝克線的移動規律，比較相鄰兩晶體折射率的相對大小。
3.什麼是晶體的糙面、突起、閃突起？決定晶體糙面和突起等級的因素是什麼？
答：糙面：在單偏光鏡下觀察晶體表面時，可發現某些晶體表面較為光滑，某些晶體表面顯得粗糙呈麻點狀，好像粗糙皮革一樣這種現象稱為糙面。
突起：在晶體形貌觀察時會感覺到不同晶體表面好像高低不平，某些晶體顯得高一些，某些晶體顯得低一些，這種現象稱為突起。
閃突起：雙折射率答的晶體，在單偏光鏡下，旋轉物臺，突起高低發生明顯的變化，這種現象稱為閃突起。
決定晶體糙面和突起等級的因素：根據光片中突起的高低、輪廓、糙面的明顯程度劃分等級。
4.什麼叫干涉色？影響晶體干涉色的因素有哪些？光的干涉條件是什麼？
答：白光由七種不同波長的單色光組成，由於不同單色光發生的消光位和最強位因各自波長而處於不同位置，因此七種單色光的明暗干涉條紋互相疊加而構成了與光程差相對應的特殊混合色，稱為干涉色。
影響干涉色的因素：光程差的大小影響干涉色的顏色；α角影響干涉色的亮度。
光的干涉條件：兩束光振動頻率相同，均同一平面內振動，且存在光程差。
10.如何利用錐光鏡鑑定晶體的光性和軸性？（了解）
答：光性的鑑定：鑑定一軸晶晶體的光性可利用相應補色器，通過確定黑十字所劃分的四個象限或黑直臂兩側所對應的象限中光率體的分布形式來確定；在二軸晶晶體切片中，由黑十字或黑直臂位轉動物臺45°時，黑彎臂的頂點即光軸出**，此時與光軸面垂直方向即為nm，此時可以利用補色器，通過鑑定兩光軸出**連線平行於ng或np來確定是哪根光率體主軸，即可確定二軸晶光率體光性。
軸性的鑑定：在錐光鏡下，一軸晶和二軸晶晶體的干涉影象明顯不同，對於一軸晶來說，轉動物臺，呈現的是黑十字或黑直臂交替出現，不出現彎曲的黑臂；對於二軸晶來說，則呈現黑十字與彎臂交替出現的干涉影象。
11.如何提高光學顯微分析的分辨能力？
答：1）選用更短的波長；2）採用折射率很高的材料；3）增大顯微鏡的孔徑角。
12.闡述光學顯微分析用光片製備方法。
答：1）取樣：取樣部位應有代表性，應包含所要研究的物件並滿足研究的特定要求；
2）鑲嵌：對形狀特殊或尺寸細小而不易握持的樣品，需進行樣品鑲嵌；
3）磨光：去除取樣時引入的樣品表層損傷，獲得平整光滑的樣品表面；
4）拋光：去除細磨痕以獲得平整無疵的鏡面，去除變形層；
5）浸蝕：清晰顯示出材料的內部組織。
13.分析近場光學顯微分析的原理及與傳統光學顯微分析的異同。
答：原理：在近場探測中，必須將探測器位於距物體乙個波長以內的位置上，在場傳播以前將其俘獲，因此近場探測器位於距離物體表面奈米尺寸的位置上，既能移動又不碰到樣品，所以只能使用點狀探測器逐點成像的方法。
這種點狀探測器首先將奈米尺寸的區域性光訊號收集，將其轉變為電流，或者再發射到自由空間，或者以波導的方式將其傳播到探測系統，將逐點採集的資訊掃瞄成為二維影象。
異同：1）照明光源的尺度和照明方法：傳統光學顯微鏡用擴充套件光源在遠場照明樣品；近場官學顯微鏡用奈米局域光源在奈米尺度的近場距離內照明樣品；
2）成像方法：傳統光學顯微鏡用肉眼或成像儀器直接觀察或接受放大的影象，近場光學顯微鏡用掃瞄技術使局域光源逐點網格狀照明樣品，然後由光電接收器接受光訊號，借助計算機將影象勾畫出來。
3）近場光學顯微鏡用探針來照明樣品和探測訊號。
14.為何近場光學顯微鏡可突破光學顯微鏡解析度極限？
答：一般近場光學顯微鏡解析度：30-50nm；
新型近場光學顯微鏡解析度0.8nm，不但突破了λ/2 的衍射極限，也使目前近場光學顯微鏡的分辨本領提高了近兩個數量級。
第3章 x射線衍射分析
1.試述x射線的定義、性質、連續x射線和特徵x射線的產生、特點。
答：x射線——由高速電子撞擊物質的原子所產生的電磁波。
性質：1）x射線是一種電磁波，具有波粒二象性；
2）x射線波長：10-2—102a0
3）x射線的波長、振動頻率和傳播速度符合λ=c/v.
4）x射線可以看成具有一定能量e、動量p、質量m的x光流子
5）x射線具有很高的穿透能力，可以穿過黑紙和許多對於可見光不透明的物質。
6）x射線肉眼不能觀察到，但可以使照相底片感光，在通過一些物質時，使物質原子中的外層電子發生躍遷發出可見光。
7）x射線能夠殺死生物細胞和組織，
連續x射線：強度隨波長連續變化，構成連續譜。x譜強度隨x射線管的管電壓增加而增大，最大強度所對應的波長變小，最短波長界限減小。
特徵x射線：波長一定、強度很大的特徵譜只有當管電壓超過一定激發電壓時才產生，只取決於光管的陽極靶材料，不同靶材具有其特有的特徵譜線。
2.x射線與物質的相互作用是什麼？
答：x射線與物質相互作用過程會產生物理、化學和生化過程，引起各種效應。x射線可使一些物質發出可見的螢光；使離子固體發出黃褐色或紫色的光；破壞物質的化學鍵，使新鍵形成，促進物質的合成；引起生物效應，導致新陳代謝發生變化；x射線與物質之間的物理作用可分為x射線散射和吸收。
3.試述x射線衍射原理，布拉格方程和勞厄方程的物理意義。
答：x射線衍射原理：x射線作為一電磁波投射到晶體中時，會受到晶體中原子的散射，而散射波就好像是從原子中心發出，每乙個原子中心發出的散射波又好比乙個源球面波。
由於原子在晶體中是週期排列，這些散射球面波之間存在著固定的位相關係，它們之間會在空間產生干涉，結構導致在某些散射方向的球面波相互加強，而在某些方向上相互抵消，從而出現衍射現象，即在偏離原入射線方向上、只有特定的方向上出現散射線加強而存在衍射斑點，其餘方向則無衍射斑點。
布拉格方程物理意義：2dsinθ=λ
1)表達了晶面間距d、衍射方向θ和x射線波長λ之間的定量關係，是晶體結構分析的基本公式；
2）已知x射線的波長λ和掠射角θ，可計算晶面間距d；
3）已知晶體結構，可測定x射線的波長λ。
勞厄方程的物理意義：從理論上解決了入射線波長、方向、點陣常數和單一原子列衍射線方向的相互關係；確定了衍射方向的基本方程。
4.試述x射線衍射實驗方法，粉末衍射儀的工作方式、工作原理。
答：實驗方法：粉末法、勞厄法和轉晶法。
粉末衍射儀的工總方式：連續式掃瞄、步進式掃瞄
工作原理：x射線粉末衍射儀用具有一定發散度的特徵x光束照射多晶平板樣品，，被聚焦的那一部分衍射線所對應的同名晶面或等同晶面與光源和接收狹縫處在同一聚焦圓周上。在測角儀掃瞄過程中，由光源狹縫、樣品臺軸心、和接收狹縫確定的聚焦園半徑不斷改變。
但在樣品一定深度範圍內總是存在與聚焦圓吻合的弧面，由於「同一圓周上的同弧圓周角相等」，組成多晶樣品的各小晶粒中，凡處於與聚焦圓吻合的弧面上的，滿足衍射向量方程的同名衍射晶面及其等同晶面所產生的衍射線都將在狹縫處聚焦，並因此形成衍射線強峰。
5.試述x射線粉末衍射法物相定性分析過程及注意的問題。
答：物相定性分析過程：
1）用粉末照相法或粉末衍射儀法獲取被測試樣物相的衍射圖樣；
2）通過對所獲衍射圖樣的分析和計算，獲得各衍射線條的2θ、d及相對強度大小；
3）使用檢索手冊，查尋物相pdf卡片號；
4）若是多物相分析，則在3）步完成後，對剩餘的衍射線重新根據相對強度排序，重複3）步驟，直至全部衍射線能基本得到解釋。
注意問題：
1）對試樣分析前，盡可能詳細了解樣品**、化學成分、工藝狀況，觀察外形、顏色等性質，為物相分析的檢索工作提供線索；
2）盡可能根據試樣的各種效能，在許可的條件下將其分離成單一物相後進行衍射分析；
3）盡可能避免衍射線重疊，提高粉末照相或衍射儀的解析度；
4）d值處理精度要求高，檢索時只允許小數點後第二位才能出現偏差；
5）特別要重視低角度區域的衍射實驗資料；
6）多物相混合實驗時，應耐心檢索，力求全部資料都能合理解釋；
7）物相定性分析過程中，盡可能與其他的相分析實驗手段結合起來，互相配合，互相印證。
6.試述x射線粉末衍射儀法物相定量分析方法及其過程。
答：物相定量分析方法：外標法、內標法、基體沖洗法（k值法）
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