班級學號姓名考試科目現代材料測試技術 a卷開卷
一、填空題（每空 1 分，共計 20 分；答案寫在下面對應的空格處，否則不得分）
1. 原子中電子受激向高能級躍遷或由高能級向低能級躍遷均稱為_輻射躍遷__躍遷或_無輻射躍遷__躍遷。
2. 多原子分子振動可分為__伸縮振動_振動與_變形振動__振動兩類。
3. 晶體中的電子散射包括_彈性、__與非彈性___兩種。
4. 電磁輻射與物質（材料）相互作用，產生輻射的_吸收_、_發射__、_散射/光電離__等，是光譜分析方法的主要技術基礎。
5. 常見的三種電子顯微分析是_透射電子顯微分析、掃瞄電子顯微分析___和_電子探針__。
6. 透射電子顯微鏡（tem）由_照明__系統、_成像__系統、_記錄__系統、_真空__系統和__電器系統_系統組成。
7. 電子探針分析主要有三種工作方式，分別是_定點_分析、_線掃瞄_分析和__面掃瞄_分析。
二、名詞解釋（每小題 3 分，共計 15 分；答案寫在下面對應的空格處，否則不得分）
1. 二次電子二次電子：在單電子激發過程中被入射電子轟擊出來的核外電子.
2. 電磁輻射：在空間傳播的交變電磁場。
在空間的傳播遵循波動方程，其波動性表現為反射、折射、干涉、衍射、偏振等。3. 干涉指數：
對晶面空間方位與晶面間距的標識。
4. 主共振線：電子在基態與最低激發態之間躍遷所產生的譜線則稱為主共振線
5. 特徵x射線：迭加於連續譜上，具有特定波長的x射線譜，又稱單色x射線譜。
三、判斷題（每小題 2 分，共計 20 分；對的用「√」標識，錯的用「×」標識）
1．當有外磁場時，只用量子數 n、l 與 m 表徵的原子能級失去意義。 (√)
2．干涉指數表示的晶面並不一定是晶體中的真實原子面，即干涉指數表示的晶面上不一定有原子分布。 (√)
3．晶面間距為 d101／2 的晶面，其干涉指數為（202）。 (×)
4．x 射線衍射是光譜法。 (×)
5．根據特徵x射線的產生機理，λkβ<λkα。 (√ )
6．物質的原子序數越高，對電子產生彈性散射的比例就越大。 (√)
7．透射電鏡解析度的高低主要取決於物鏡。（√ ）
8．通常所謂的掃瞄電子顯微鏡的解析度是指二次電子像的解析度。（√）
9．背散射電子像與二次電子像比較，其解析度高，景深大。（× ）
10．二次電子像的襯度**於形貌襯度。（× ）
四、簡答題（共計 30 分；答案寫在下面對應的空格處，否則不得分）
1. 簡述電磁波譜的種類及其形成原因？（6 分）答：
按照波長的順序，可分為：（1）長波部分，包括射頻波與微波。長波輻射光子能量低，與物質間隔很小的能級躍遷能量相適應，主要通過分子轉動能級躍遷或電子自旋或核自旋形成；（2）中間部分，包括紫外線、可見光核紅外線，統稱為光學光譜，此部分輻射光子能量與原子或分子的外層電子的能級躍遷相適應；（3）短波部分，包括 x 射線和 γ 射線，此部分可稱射線譜。
x 射線產生於原子內層電子能級躍遷，而 γ 射線產生於核反應。
2. 什麼叫結構因子？試計算體心晶胞的f與|f|2值。
（5 分）答：晶胞所含各原子相應方向上散射波的合成波稱為結構因子。體心點陣每個晶胞中有 2 個同類原子，其座標為(0,0,0)和(, , ) ，其原子散射因子相同
在體心點陣中，只有當 h+k+l 為偶數時才能產生衍射
3. 入射 x 射線比同樣能量的入射電子在固體中穿入深度大的多，而俄歇電子與 x 光電子的逸出深度相當，原因是什麼？（8 分）答：
由於庫侖相互作用,入射電子在固體中的散射比 x 射線強得多,同樣固體對電子的「吸收」比對 x 射線的吸收快得多. 電子吸收主要指由於電子能量衰減而引起的強度(電子數)衰減電子激發過程有差別,多數情況下激發二次電子是入射電子能量損失的主要過程.x 射線激發固體中原子內層電子使原子電離,原子在發射光電子的同時內層出現空位,此時原子(實際是離子)處於激發態, 過程可稱為退激發或去激發過程.
退激發過程有兩種互相競爭的方式,即發射特徵 x 射線或發射俄歇電子。兩者能量相似，在固體中傳播時經歷非彈性散射，其逸出深度近似等於非彈性散射平均自由程。
4. 觀察冷加工處理的金屬材料中的位錯應採用何種分析手段，並制定相應的樣品處理流程。答：
採用透射電子顯微鏡來分析。處理流程如下：超聲切割機 ф3mm初減薄：
製備厚度約 100-200m 的薄片,平面磨預減薄：從圓片的一側或兩側將圓片中心區域減薄至數 m,機械研磨終減薄：100-200nm,電解拋光或離子減薄最後得到 φ3mm 有微細穿孔的薄片樣品
5. 試述差熱分析法的原理，並討論放熱峰和吸熱峰產生的原因。（6 分）答：
在程式控制溫度條件下，測量樣品與參比物（基準物，是在測量溫度範圍內不發生任何熱效應的物質）之間的溫度差與溫度關係的一種熱分析方法。
五、分析題（共計 15 分；1（8 分），2（7 分）答案寫在下面對應的空格處，否則不得分）
1. 寫出<110>並做圖表示，計算(110)和(111)的夾角。
(111)和(110)的夾角約為 35°
2．下列哪種躍遷不能產生? 3答：根據光譜選律：
(1)主量子數變化 δn=0 或任意正整數; (2)總角量子數變化 δl=±1;(3)內量子數變化 δj=0,±1(但 j=0 時,δj=0 的躍遷是禁阻的); (4)總自旋量子數的變化 δs=0.可以得知 31s0—31p1可以躍遷，但是 31s0—31d2 由於δj不滿足光譜選律，不能發生躍遷。
一、填空題（每空 1 分，共計 20 分；答案寫在下面對應的空格處，否則不得分）
1. 電磁波譜的中間部分，包括_紫外線、_紅外線__和_可見光__，
2.原子中電子受激向高能級躍遷或由高能級向低能級躍遷均稱為_輻射躍遷或_無輻射_躍遷。
3. 干涉指數是對晶面_空間方位__與晶面_間距__的標識。
4. 根據底片圓孔位置和開口所在位置不同，德拜法底片的安裝方法分為 3 種，即正裝法、__、反裝法___和_偏裝法（不對稱安裝法）__。
5. 電子激發誘導的 x 射線輻射主要包括_連續 x 射線、特徵 x 射線、_ x 射線螢光_等。
6. 掃瞄電子顯微鏡（sem）由_光學__系統、_偏轉__系統、_訊號檢測方法__系統、__影象顯示和記錄_系統、__電源_系統和_真空__系統組成。
7. 按復型的製備方法，復型主要分為__一級、二級、_復型和_萃取__復型等。
二、名詞解釋（每小題 3 分，共計 15 分；答案寫在下面對應的空格處，否則不得分）
1．輻射躍遷：電子由高能級向低能級的躍遷過程中多餘的能量即躍遷前後能量差以電磁輻射的方式放出,稱之為輻射躍遷。
2．螢光：物質微粒受激後輻射躍遷發射的光子，吸收一次光子與發射二次光子之間延誤時間很短(10-8～10-4s)則稱為螢光。
3. 背散射電子：入射電子與固體作用後又離開固體的電子，包括被樣品表面原子反射回來的入射電子與通過散射連續改變前進方向,最後又從樣品表面發射出去的入射電子。
4. 明場像：採用物鏡光欄將衍射束擋掉，只讓透射束通過而得到圖象襯度的方法稱為明場成像，所得的圖象稱為明場像。
5. 質厚襯度：非晶體樣品投射電子顯微影象襯度是由於樣品不同微區間存在原子序數或厚度的差異而形成的，即質量厚度襯度，簡稱質厚襯度。重慶工學院考試試卷
三、判斷題（每小題 2 分，共計 20 分；對的用「√」標識，錯的用「×」標識）
1．當無外磁場時，只用量子數 n、l 與 m 表徵的原子能級失去意義。 (× )
2．線狀光譜與帶狀光譜都是含有物質特徵資訊的光譜。 (√ )
3．電子束的入射角越大，二次電子的產額越大。 (√ )
4．電子探針是一種微區成分分析方法。 (√)
5．原子吸收光譜法是基於被測元素基態原子在蒸氣狀態對其原子共振輻射的吸收進行元素定性分析的方法。 (× )
6．因原子所處化學環境不同，使原子芯層電子結合能發生變化，則 x 射線電子譜譜峰位置發生移動。 (√ )
7．透射電鏡解析度的高低主要取決於物鏡、中間鏡和投影鏡。（×）
8．差熱分析曲線的峰形、出峰位置和峰面積等受多種因素影響，大體可分為儀器因素和操作因素（√ ）
9．背散射電子像與二次電子像比較，其解析度高，景深大。（× ）
10．二次電子像的襯度不止**於形貌襯度。（√ ）
四、簡答題（共計 30 分；答案寫在下面對應的空格處，否則不得分）
1. 透射電鏡主要由幾大系統構成? 簡要分析如何形成電子顯微像?（6 分）答：透射電子顯微鏡由照明系統、成像系統、記錄系統、真空系統、電器系統組成。
物鏡會將來自試樣同一點不同方向的彈性散射束會聚於其像平面上，構成與試樣組織相對應的顯微像，若使中間鏡的物平面與物鏡的像平面重合則得到顯微像。
2. 分子能級躍遷有那些型別？紫外、可見光譜與紅外光譜相比，各有何特點？
（5 分）答：主要包括電子能級、振動能級與轉動能級躍遷。紫外、可見光譜是物質在紫外、可見輻射作用下分子外層電子在電子能級間躍遷而產生的,故又稱為電子光譜.
電子能級躍遷產生的紫外、可見光譜中包含有振動能級與轉動能級躍遷產生的譜線,也即分子的紫外、可見光譜是由譜線非常接近甚至重疊的吸收帶組成的帶狀光譜。物質在紅外輻射作用下分子振動能級躍遷(由振動基態向振動激發態)而產生的.由於同時伴有分子轉動能級躍遷,因而紅外吸收光譜又稱振轉光譜,也是由吸收帶組成的帶狀光譜.
3. 試解釋下列英文簡寫的分析測試方法：tem, sem, epma, eds, aes, aas, xps, dsc（8 分）答：
tem－透射電子顯微鏡, sem-掃瞄電子顯微鏡, epma-電子探針顯微分析, eds-能量色散譜, aes-原子發射光譜（俄歇電子能譜）, aas-原子吸收光譜, xps-x 射線光電子能譜,dsc-差示掃瞄量熱法。
4. 用於物相定性分析的常用索引有哪幾種？pdf 卡片能提供哪些方面的資訊？
（5 分）答：可以分為兩類：一類以物質名稱為索引（即字母索引）；另一類以d值數列為索引（即數值索引）。
晶體學資料：sys.—晶系；s.
g—空間群;a0、b0、c0，α、β、γ—晶胞引數；a= a0/b0，c= c0 / b0 ；z—晶胞中原子或分子的數目； ref—參考資料。
材料現代分析方法試卷
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