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1、学习必备欢迎下载 无机材料测试技术习题库 第一章 X射线物理学基础 1、特征 X射线原子系统内电子从高等级向低等级的 跃迁,多余的能量将以光子的形式辐射出特征X射线 2、连续 X射线具有连续波长的X射线 3、吸收限(k)指 射线通过物质时光子的能量大 于或等于使物质原子激发的能量,如入射光子的能量 必须等于或大于将K电子从无穷远移至K层时所作的 功 W ,称此时的光子波长称为 K系的吸收限。 4、光电效应 5、俄歇电子 6、质量吸收系数 7、相干散射当 射线通过物质时,物质原子的电子 在电磁场的作用下将产生受迫振动,受迫振动产生交 变电磁场,其频率与入射线的频率相同,这种由于散 射线与入射线的
2、波长和频率一致,位相固定,在相同 方向上各散射波符合相干条件,故称为相干散射 8、非相干散射当射线经束缚力不大的电子或自由 电子散射后, 可以得到波长比入射 射线长的 射线, 且波长随散射方向不同而改变,这种散射现象称为非 相干散射 9、荧光 X射线 10、X射线强度 11、AES 二、填空 1、产生 X射线的基本条件产生自由电 子、 使电子做定向高速运 动、在其运动的路径上设置一 个障碍物,使电子突然减速。 2、X射线的强度是指单位时间内通过垂 直于 X射线方向的单位面积上的光子数目的能量 总和。 3、探测 X射线的工具是:荧光屏、照相底片和各种 辐射探测 器 。 4、影响 X射线强度的因素
3、是:管电压、管电流、靶 面物质、高压波 形 。 5、检测 X射线的方法主要 有: 。 6、X射线谱是 的关系。 7、吸收限的应用主要是阳极靶的选 择、滤波片的选 择、。 8、当 X射线的或吸收体的 愈大时 X射线愈容易被吸收。 9、一束 X射线通过物质时,它的能量可分为三部分: 一部分被散射、 一部分被吸收 和一部分透过物质继续沿原来的方向传 播。 10、X射线与物质相互作,产生两种散射现象,即 相干散射和非相干散 射。 11、物质对X射线的吸收主要是由原子内部 的电子跃迁而 引起的。 三、判断 1、 入射 X射线光子与外层电子或自由电子碰撞时产生 相干散射。 2、由 X 射线产生X 射线的过
4、程叫做光电效应。 3、X射线与物质作用,有足够能量的X射线光子激发 原子 K层的电子,外层电子跃迁填补,多余的能量使 L2、L3、M 、N等层的电子逸出,这个过程叫做光电效 应。 4、由 X 射线产生X 射线的过程叫俄歇效应。 5、连续谱中,随V 增大,短波极限值增大。 6、当 X射线的波长愈短,或者穿过原子序数愈小的物 质时,其吸收就愈大。 7、具有短波极限值的X射线强度最大。 8、具有短波极限值的X射线能量最大。 9、X射线成分分析的理论基础是同种原子发出相同波 长的连续X射线。 10、当高速电子的能量全部转换为X射线光子的能量 时产生 0,此时强度最大,能量最高。 11、当高速电子的能量
5、全部转换为X射线光子的能量 时产生 0,此时强度最大。 四、简答及计算: 1、 什么是莫赛莱定律,莫赛莱定律的物理意义是什 么? 2、 简述特征X射线产生的机理。 3、 简述衍射定性物相鉴定的程序。 4、 X射线定量分析的基础是什么? 5、 X射线物相分析有哪些特点? 6、 试计算空气对CrK辐射的质量吸收系数和线吸 收系数。假定空气中含有80(重量)的氮和20 (重量)的氧,空气密度 0.0013g/cm 3。 7、 吸收限的实际应用有哪些?若Cu靶产生K 1.5418 埃, K1.3922 埃 X射线,选择具有多大 的吸收限波长(k)的材料作滤波片才能得到单色 K?图示说明。 8、 Ni
6、片作 Cu靶 X射线的滤波片,已知:Ni 的 8.9g/cm 3,Ni 对 CuK 的m 275cm 2 /g , 若原始X射线的强度为I0(K2)/ I0(K 1)0.5 , I0 (K)/ I0(K1) 0.2 ,现用0.025mm 厚的 Ni 片滤波,问滤波后I ( K) / I(K)? 9、用 Zr 片做 Mo靶 X射线的滤波片,已知Zr 6.5g/cm 3,Zr 对 Mo K 的m 79 2/g ,Zr 对 MoK 的m15.9 2/g ,计算 Zr 片多厚( x)才能使 I( K ) I (K)由原来的1/6 变为 1/600 ? X射线衍射的几何条件 一、填空题 1、以 uvw
7、为轴的满足衍射条件的 所产生的衍射斑点所组成的电子衍射花样,就是入射 电子束方向样品晶体的uvw 方向而产生衍射所得到的。这幅花样就是倒易截面 学习必备欢迎下载 ( uvw) *上阵点排列图像的。 二、判断题 1、凡是符合布拉格方程的晶面族都能产生衍射线。 () 2、满足布拉格方程时,各晶面的散射线相互干涉加强 形成衍射线。() 3、一束 X射线照射一个原子列(一维晶体),只有镜 面反射方向上才有可能产生衍射线。() 三、问答及计算 1、 什么是倒易点阵,倒易点阵的两个基本性质是什 么? 2、 写出布拉格方程并简述布拉格方程的物理意义。 3、 用 CuK照铝的多晶试样(立方晶系,面心点阵, 点
8、阵常数4.05 埃),试问(440)晶面组是否能 衍射 X射线?假如要获得(440)晶面组的衍射线 有什么办法?这样得到的衍射线的值为多少? 4、 当波长为 的 X射线照射到晶体并出现衍射线时, 相邻两个 (hkl)反射线的程差是多少?相邻两个 (HKL) 反射线的程差又是多少? 5、 -Fe 属立方晶系,点阵参数a=0.2866nm 。如用 CrKaX 射线 ( 0.2291 ) 照射,试求 (110) ,( 200) , 及( 211)可发生的衍射的掠射角。 第三章 X射线衍射线束的强度 一、名词解释: 1、相对强度 2、衍射线强度 3、多重性因子(P) 4、结构因子F 5、系统消光 二、
9、填空题: 1、影响衍射线强度的因子是:多重性因子 P 、结构因子F 、 角因子、 温度因子、吸收因 子。 2、影响粉末多晶衍射线相对强度的因子 是:。 3、晶体中面间距相等 晶面称为等同晶面。 4、根据布拉格方程,在多晶衍射中,等同晶面的衍射 线将分布在同一个圆锥 上,因为这些晶面对应的 衍射角都相等。 5、结构因子只与原子在晶胞中的位置 有关,而不受晶胞的形状和大小 影响。 三、判断题: 1、 晶胞的形状和大小改变时,可能引起系统消光。 () 2、 由于原子热运动使点阵中原子排列的周期性受到部 分破坏,因此晶体的衍射条件也受到部分的坏,从而 使衍射强度增加。() 3、角因子与角成直线的关系。
10、() 四、问答及计算 1、 罗伦兹因数是表示什么对衍射强度的影响?其表 达式是综合了哪几个方面考虑而得出的? 2、 多重性因数的物理意义是什么? 3、 某立方系晶体,其100的多重性因数是多少? 如该晶体转变成四方晶系,这个晶面族的多重性 因数会发生什么变化?为什么? 4、 CsCl 属简单立方点阵,其中 Cs坐标为 ( 0 0 0), Cl坐标为(1/2 1/2 1/2 )。 Cs原子散射振幅为 fCs, Cl 原子散射振幅为fCl,求 Fhkl 2,并讨论衍射 线的有无及其对衍射线强度的影响。 5、 结构因子表达式反映出晶体中的哪些内容?某晶 体 MeO3(立方)各原子占据的坐标位置为:
11、【Me 】:(111)【 O】:( 1/2 ,1/2 ,0),(1/2 , 0,1/2 ),( 0, 1/2 , 1/2 )已知f Me 10,f O 8,( 1)试讨论系统消光规律; (2)若仅考虑F 2,根据以上系统消光规律,写出 下面晶面的衍射强度的强弱:( 100), (110), (111), ( 200), ( 210), (311), (222), (123); (3)若考虑多重性因子P和 F 2 两项,写出下列晶 面的衍射强度的大小顺序:(110),( 200), (220),( 100)。 6、试推导体心点阵晶胞的系统消光规律。 7、试推导简单点阵晶胞的系统消光规律。 8、试
12、推导底心点阵晶胞(原子坐标为0、0、0、1/2 、 1/2 、 0)的系统消光规律。 9、试推导面心点阵晶胞的系统消光规律。 10、总结简单点阵、体心点阵和面心点阵衍射线的系 统消光规律 11、多晶体衍射的积分强度表示什么?今有一张用 CuKa摄得的钨(体心立方)的德拜相,试计算出头4 根衍射线的相对积分强度(不计算A() 和 e -2M,以最 强线的强度为100)。头4 根线的值如下: 线条/( o) 120.2 229.2 336.7 443.6 第四章 X 射线衍射的主要仪器和方法 一、名词解释 1、步进扫描 2、连续扫描 3、峰高强度 4、积分强度 二、填空题 1、最基本的衍射实验方法
13、有三种:粉末 法、劳厄法、 转晶法。 2、X射线衍射仪有二种扫描方式:连续扫描和步进 扫 描 。 3、衍射仪器法中曲线衍射峰2的位置确定方法有: 峰巅法、交点法、 学习必备欢迎下载 B A 。 B A 弦中点法、中心线 法、重心 法。 4、衍射仪工作时,计数器的运动方式有 和两种。 5、德拜照相法底片安装方式为(要简单图示)正装 法、 反装法、 不对称法。 6、德拜照相法中衍射花样的记录方式 有:。 7、衍射线的记录方式 有: , 它们一般分别用 于: 。 8、小 角是面网间距的低指数面网衍 射的,而大角是面网间距的高指 数面网衍射的。 9、X射线辐射探测器分为三种类 型:、 和。 三、判断题
14、 1、半导体计数器是借助于固体的电离效应而制成的。 () 2、衍射仪处于工作状态时,X射线源焦点F、试样表 面及探测器狭缝光阑G,这三者处于一个聚焦园上。 () 3、弦中点法是按衍射峰的若干弦的中点连线进行外 推,与衍射峰曲线相交的点。() 4、闪烁计数器是利用X 射线激发某种物质产生电离, 产生电流脉冲过程为基础的。() 6、 德拜法中背射区的分辨能力小。() 7、 德拜法中背射区的衍射线一般用来作点阵常数的 精确测定。() 6、 适用于单晶研究的粉末法,其入射X射线波长不 变化。() 7、 入射波长一定时,小 角是由 d 值小的面网衍射。 () 8、高角区出现K 1、K2双线,它们的区别是
15、:1 2。() 四、问答及计算 1、 试简述衍射仪法与德拜法的相同点和不同点。 2、 简述求衍射线峰值(即2位)的方法。 3、 某一粉未相上背散射区线条与透射区线条比起 来, 其较高抑或较低?相应的d 较大还是较小? 既然多晶体粉未的晶体取向是混乱的,为何有此 必然的规律? 4、 测角仪在采集衍射图时,如果试样表面转到与入 射线成 30 度角, 则计数管与入射线角度为若干? 能产生衍射的晶面,与试样的自由表面呈何种几 何关系? 5、 试绘出德拜法德三种底片安装形式所产生德衍射 花样,标出低角区及高角区,写出它们的计算公 式。 6、 写出德拜照相法成像原理,就如下图,写出(1) 高角区与低角区;
16、(2)、两对弧线是否是K 1、K2线,为什么? ( 3)标出 K 1、K2线的位置。 已知:相机半径R 57.3mm K11.5405 埃, K 2 1.5443 埃 7、 叙述 X射线粉末法分析试 样过程,在衍射数据和卡片对比 不完全符合时, X射线衍射图判读原则是什么? 8、 简单叙述测量衍射峰2位置与衍射线强度的 主要方法。 9、 试述粉晶德拜照相法基本原理。 10、X射线衍射仪样品如何制备? 第五章 X 射线衍射线的指标化及晶胞参数的精确测 定 问答及计算 1、 什么是衍射线的指标化? 2、 衍射线指标化的方法有哪三种,三种方法各适合 哪个晶系? 3、 精确测定点阵常数时,在实验技术和
17、数据处理上 都应注意什么问题? 4、 某立方晶系晶体德拜花样中部分高角度线条数据 如右表所列。试用“acos 2 ”的图解外推法求 其点阵常数。 H 2+K2+L2 sin 2 38 0.911 4 40 0.956 3 41 0.976 1 42 0.998 0 5、按上题数据,应用最小二乘法( 以 cos 2 为外推函 数) 计算点阵常数值。( 准确到4 位有效数字) 第六章X射线物相分析 第七章 X 射线衍射分析在无机材料中的应用 一、名词解释 1、JCPDS 2、Kj 3、X衍射定性分析 4、X衍射物相定量分析 5、XRD 6、ASTM 二、填空题 1、 X射线 d 值与晶胞的大小和
18、形 状有关, 相对强度则与质点的种类 和其在晶胞中的位置 学习必备欢迎下载 有关。 2、X射线物相分析包括物相定性分析 和物相定量分析两部分内容。 3、JCPDS卡片检索手册分为四种形式:字母索 引、哈那瓦尔索引 芬克索引 和。 4、 哈那瓦尔特法索引是鉴定未知物相时主要使用的索 引,它按衍射花样的三条最强线的d 值 排列的。 5、X射线衍射定量分析的方法有:直接对比法 (单线条法)、内标准法、 基体清洗法(K值法)、 任意内标法、绝热法(自清洗 法)。 6、X射线物相定性分析中三个判定原则 是、 。 三、问答与计算 1、 试述对未知混合物的X衍射物相定性分析步骤。 2、 多晶试样X衍射定性分
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