材料近代研究方法複習

2022-06-13 17:00:12 字數 4482 閱讀 3991

1、 光學顯微鏡的型別:雙目立體顯微鏡、金相顯微鏡、干涉顯微鏡、偏光顯微鏡、螢光顯微鏡、奧林巴斯雷射共焦顯微鏡、全自動快速掃瞄顯微鏡。

2、 什麼叫解析度?

能分清兩個微小物體的能力。人眼的解析度:0.1—0.2nm。

3、 什麼叫airy斑?怎麼形成的?

airy斑是由一定大小的**亮斑和一系列的同心環組成。

形成原因:由於光波的波動性,使得由透鏡各部分折射到像平面上的像點及其周圍區域的光波發生相互干涉的左右,從而產生了衍射效應形成的。

4、 什麼叫有效放大倍數?

是指把02um放大到0.2mm,讓人眼能分辨的放大倍數是1000倍。這個放大倍數稱為有效放大倍數。

5、光學顯微鏡的使用範圍:普通光學顯微鏡的分辨力極限約為0.2um。

6、光學顯微鏡的解析度取決於什麼?理論基礎是什麼?(為什麼光學顯微鏡解析度不高?)

光學顯微鏡的解析度主要取決於像差和衍射。又由於像差基本上可以消除到忽略不計的程度,所以主要取決於衍射。

理論基礎:

解析度δrd=rd∕m可推出

對於光學透鏡,最大a=70~75°,若物方介質為油,n=1.25~1.35,則:δrd≈0.5 l。

對於光學顯微鏡,的值均小於1,油浸透鏡也只有1.5—1.6,而可見光的波長有限,因此,光學顯微鏡的分辨本領不能再次提高。

airy斑半徑

其中,l-光波長;n-物方介質折射率;a-透鏡的孔徑半形,即透鏡所能容納的來自物上某點的最大光錐半頂角;nsina -習慣上被稱為數值孔徑,可用來表示;m-放大倍數

7、什麼叫電子透鏡:能使電子束聚集的裝置稱為電子透鏡。

8、磁透鏡和電子透鏡的優缺點對比

磁透鏡:

(1)改變線圈中的電流強度可很方便的控制焦距和放大率;

(2)無擊穿,供給磁透鏡線圈的電壓為60到100伏;

(3)像差小。

靜電透鏡:

(1)需改變很高的加速電壓才可改變焦距和放大率;

(2)靜電透鏡需數萬伏電壓,常會引起擊穿;

(3)像差較大。

9、為什麼紫外線 、x射線均不能作為顯微鏡的照明光源?

1)紫外線:波長在13-390nm之間,會被物體強烈的吸收;

2)x射線:但是,迄今為止還沒有找到能使x射線改變方向、發生折射和聚焦成像的物質,也就是說還沒有x射線的透鏡存在。它們比可見光波長短,所以不能。

10、電子波長與加速電壓的關係?校正條件?em的分辨本領是?

(1)電子波長與加速電壓的關係

(2)電子波長的相對論校正

(3)由衍射效應產生的em的分辨本領:

11、像差、色差、球差的概念。

幾何像差是由於透鏡幾何形狀上的缺陷造成的,主要是指球差和像散。

色差是由於電子波的波長或能量發生一定幅度的改變而造成的。

球差即球面像差,是由於電磁透鏡的中心區域和邊緣區域對電子的折射能量不符合預定的規律造成的。形成的不是一清晰的點,二是一瀰散的區域。

12、色散取決於什麼?

取決於加速電壓的穩定性和電子穿過樣品時發生的非彈性散射的程度。

13、什麼是莫塞萊定律?反映了什麼?

莫塞萊定律是指x射線的波長和原子序數之間的關係,即k、o為常數,z為原子序數。它反映了原子序數和特徵能量之間是有對應關係的,利用那個此關係可以用來進行成分分析。

14、電子束與固體樣品作用時能產生哪些訊號?收集起來的訊號能製成哪些裝置?每種裝置各用在什麼場合?

(1)背散射電子,電子顯微分析儀,用作形貌分析,顯示原子序數襯度,定性的用作成分分析。

(2)吸收電子,若用其形成的吸收電流成像,同樣可以得到原子序數不同的元素在樣品上各微區定性的分布情況,只不過影象的襯度正好與背散射電子影象相反。

(3)透射電子,透射電子顯微鏡(tem),利用特徵能量損失電子配合電子能量分析器進行微區成分分析。

(4)特長x射線,波譜儀(wds):主要進行微區成分分析以及進行定性分析和定量計算。

能譜儀(eds):主要用於觀察分析樣品的表面形貌或內部結構的同時探測某一微區的化學成分。

(5)二次電子,掃瞄電子顯微鏡(sem),有效的顯示樣品的表面形貌,不能用來進行成分分析。

(6)俄歇電子,俄歇電子能譜儀(aes),進行元素分析,特別適用做表面化學成分分析。

15、透射電鏡中有幾種光闌?分別有什麼作用?(ppt27頁)

(1)選區光闌(中間鏡光闌),作用:只讓通過光闌孔的一次像所對應的樣品區域提供衍射花樣,以便對該微區組織的晶體結構進行分析。

(2)聚光鏡光闌,作用:限制照面孔的徑角。

(3)物鏡光闌(襯度光闌),作用:可方便地進行暗場和衍射成像操作。

16、什麼叫倒易點陣?零層倒易面?

(1)一種以長度倒數為量綱的點陣稱為倒易點陣。

(2)零層倒易面:以入射點與反射球的交點為原點,構造出於晶體對應的倒易點陣,則對於正空間中的任一晶帶軸,與之垂直且過倒易空間原點的倒易面稱之為該晶帶的零層倒易面。該倒易面上的所有晶面與晶帶軸之間滿足晶帶定律。

17、x射線譜的分類:連續x射線譜和特徵x射線譜。

18、x射線產生的條件?本質?特徵?

(1)條件:高速運動著的電子突然受阻。

a.產生並發射自由電子。

b.在真空管中迫使電子朝一定方向加速運動從而獲得盡可能高的速度。

c.在電子運動路線上設定障礙(陽極靶)從而使電子受阻而停止運動。

(2)本質是電磁波(橫波)。

(3)特徵:直線傳播、電磁磁場中不偏轉、使底板底片感光、氣體電離、殺傷微生物細胞等。

19、濾波片的作用?根據化學成分選擇靶材的原則是什麼?濾波片的選擇的原則?

(1)濾波片的作用時獲得單色光。

(2)根據化學成分選擇靶材的原則是或

(3)濾波片的選擇原則是:

; 。20、x射線衍射方法的種類:勞厄法、轉晶法、粉末多晶法。

21、什麼叫系統消光?結構消光?點陣消光?

(1)系統消光指因原子在晶體中位置不同或原子種類不同而引起的某些方向上的衍射消失的現。包含點陣消光和結構消光。

(2)點陣消光:是晶胞中原子(點陣)位置而導致的|f|2=0的現象。f為衍射強度。

(3)結構消光:在點陣消光的基礎上,因結構基元內原子位置不同而進一步的附加消光現象。

22、x射線分析的應用有哪幾個方面?

物相分析(物相鑑定)、晶體結構分析、晶體定向、非晶體結構分析、晶粒度測定、巨集觀應力分析。

23、物相定性分析的本質是什麼?

其本質就是簡單的對照工作。與pdf卡片對比。

24、電子探針的概念:在電子光學和x射線基礎上發展起來的一種高效分析儀器,實際上指的就是能譜儀和波普儀。

25、eds和wds優缺點?各用在何種情況?

eds:主要用於觀察分析樣品的表面形貌或內部結構的同時探測某一微區的化學成分。

優點:(1)探測x射線的效率高,( 探頭與樣品近,不必通過分光晶體衍射)能譜儀的靈敏度比波譜儀高乙個數量級。

(2)可在同一時間內對分析點內所有元素x射線光子的能量進行測定和計數,幾分鐘內可得到定性分析結果,而波譜儀只能逐個測量每種元素的特徵波長。

(3)結構簡單,沒有機械傳動部分,因此穩定性和重複性都很好。

(4)不必聚焦,對樣品表面沒有特殊要求,適合於粗糙表面的分析工作。

缺點:(1)解析度低於波譜儀。

eds: 160ev wds:5~10ev

(2)只能測試z大於11的元素(輕元素測不准),而波譜儀可測z從4到92間的所有元素。

eds裡si(li)探測器的鈹視窗限制

(3)si(li)探測器必須要液氮冷卻。

wds:主要進行微區成分分析以及進行定性分析和定量計算。

優點:波長的解析度很高。

缺點:(1)x射線的利用率很低。

(2)不適於束流低、x射線弱的情況下使用。

26、電子探針x射線波譜分析及能譜分析有哪些方法?分別用於什麼情況?

(1)點分析:用於測定樣品上某個定點(成分未知第二相,夾雜物或基體)的化學成分。

(2)線分析:用於測定某種元素沿給定直線分布的情況。

(3)面分析:把x射線譜儀固定在某個波長的地方,利用儀器中的掃瞄裝置使電子束在樣品表面掃瞄,同時,映象管的電子束受同一掃瞄電路的調製作同步掃瞄。可以得到樣品的形貌像和某一元素的成分分布像。

27、掃瞄探針顯微鏡(spm)的應用(ppt74頁)

(1)在微納技術和超細精密加工中的應用。

(2)在奈米級結構和表面效能方面的應用。

28、光學顯微鏡和電鏡光路圖比較(ppt25頁)

29、金屬樣品的製備方法:表面復型技術和樣品減薄技術。

30、對樣品的要求有哪些?(樣品的製備的注意事項)(ppt28頁)

(1)供tem分析的樣品必須對電子束是透明的,通常樣品觀察區域的厚度以控制在約100~200nm為宜。

(2)所製得的樣品還必須具有代表性以真實反映所分析材料的某些特徵。因此,樣品製備時不可影響這些特徵,如已產生影響則必須知道影響的方式和程度。

31、電子衍射譜的標定(ppt34頁)。

32、物相定性分析步驟以及pdf卡片的查詢步驟。(ppt55頁)

33、可靠性因數(rf)的定義為:rf=lm×fd×f1.(ppt57頁)

34、差動熱分析(dsc)與差熱分析(dta)的區別?(ppt64頁)

材料近代研究方法複習重點總結

光譜分析法簡介部分 1 原子光譜 原子光譜法是由原子外層或內層電子能級的變化產生的,它的表現形式為線光譜。2 分子光譜 基於物質分子與電磁輻射作用時,物質內部發生了量子化的能級之間的躍遷,測量由此產生的反射 吸收或散射輻射的波長和強度而進行分析的方法,稱為分子光譜分析法.3 螢光光譜 當紫外線照射某...

《材料近代分析方法》總複習

第一篇 x射線衍射部分 第二篇電子顯微分析 第一篇 x射線衍射部分 一 x射線的性質 二 x射線衍射方向及強度 三 晶體分析方法 四 x射線衍射的應用 一 x射線的性質 1.關於x射線的歷史 性質 本質和x射線的產生 2.x射線譜 連續x射線譜 連續x射線譜的規律波長連續變化 短波限 強度峰值在1....

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