厦门大学材料学院考研材料分析与测试必背
材料分析
1. X射线的本质是什么？是谁首先发现了 X射线，谁揭示了 X射线的本质？答：X 射线的本
质是一种横电磁波？伦琴首先发现了X射线，劳厄揭示了X射线的本质？
3. 多重性因子的物理意义是什么？某立方晶系晶体，其｛100｝的多重性因子 是多少？ 如该
晶体转变为四方晶系，这个晶面族的多重性因子会发生什么变化？为什么？
答：多重性因子的物理意义是等同晶面个数对衍射强度的影响因数叫作多重性因子。 某立方晶系晶体，其｛100｝的多重性因子是6?如该晶体转变为四方晶系多重性因子 是4；这个晶面族的多重性因子会随对称性不同而改变。5.透射电镜主要由儿大系统构 成？各系统之间关系如何？
答：四大系统：电子光学系统，真空系统,供电控制系统，附加仪器系统。其中电子光 学系统是其核心。其他系统为辅助系统。
6. 透射电镜中有哪些主要光阑？分别安装在什么位置？其作用如何？答：主要有三 种光阑：
① 聚光镜光阑。在双聚光镜系统中，该光阑装在第二聚光镜下方。作用：限制照明孔 径角。 ② 物镜光阑。安装在物镜后焦面。作用：提高像衬度：减小孔径角，从而减小像差: 进行暗场成像。
③ 选区光阑:放在物镜的像平面位置。作用：对样品进行微区衍射分析。
8.倒易点阵与正点阵之间关系如何？画出fee和bee晶体的倒易点阵，并标出基 本矢量a*, b*, c*o
答：倒易点阵与正点阵互为倒易。1.决定X射线强度的关系式是补充
试说明式中各参数的物理意义？答：10为入射X射线的强度：X为入射X射线的 波长
R为试样到观测点之间的距离：V为彼照射晶体的体积Vc为单位晶胞体积 P为多重性因子，表示等晶面个数对衍射强度的影响因子:
F为结构因子，反映晶体结构中原子位置、种类和个数对晶面的影响因子；4＞（0） 为角因
子，反映样品中参与衍射的晶粒大小，晶粒数目和衍射线位置对衍射强度的影响;
A（O）为吸收因子，圆筒状试样的吸收因子与布拉格角、试样的线吸收系数 m和 试样圆柱
体的半径有关；平板状试样吸收因子与u有关，而与o角无关。
表示温度因子。补充
3. 请导出电子衍射的基本公式，解释其物理意义，并阐述倒易点阵与电子衍射图之 间有何对
应关系？解释为何对称入射（B//[uvwl）时，即只有倒易点阵原点在爱瓦尔徳球 面上，也能得到除中心斑点以外的一系列衍射斑点？答：（1）由以下的电子衍射图可见
3. 请导出电子衍射的基本公式，解释其物理意义，并阐述倒易点阵与电子衍射图之 间有何对
应关系？解释为何对称入射（B//[uvwJ）时，即只有倒易点阵原点在爱瓦尔徳球 面上，也能得到除中心斑点以外的一系列衍射斑点？答：（1）由以下的电子衍射图可见 I 20 V 20很小，一般为广2
（2）、在\附近的低指数倒易阵点附近范围，反射球面 十分接近一个半面，IL衍射角度非常小＜10,
这样反射球与倒易阵点相截是一个二维倒 易平面。这些低指数倒易阵点落在反射球面上，产生相应的衍射束。因此，电子衍射图 是二维倒易截面在平面上的投影。
（3）这是因为实际的样品晶体都有确定的形状和有限的尺寸，因而，它的倒易点不 是一个几
何意义上的点，而是沿着晶体尺寸较小的方向发生扩展，扩展量为该方向实际 尺寸的倒数的2倍。
1.实验中选择X射线管以及滤波片的原则是什么？己知一个以Fe为主要成分的样 品，试选择
合适的X射线管和合适的滤波片？
答：实验中选择X射线管的原则是为避免或减少产生荧光辐射，应当避免使用比样 品中主元素的原子序数大2'6 （尤其是2）的材料作靶材的X射线管。选择滤波片的原则 是X射线分析中，在
X射线管与样品之间一个滤波片，
以滤掉KB线。滤波片的材料依靶的材料而定，一般采用比靶材的原子序数小1或2 的材料。 分析以铁为主的样品，应该选用C。或Fe靶的X射线管，它们的分别相应选择Fe和 Mn为滤波片。
4. 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儿方面考虑而得 出的？
答：罗仑兹因数是三种几何因子对衍射强度的影响，第一种几何因子表示衍射的晶 粒大小对衍射强度的影响，罗仑兹第二种儿何因子表示晶粒数目对衍射强度的影响，罗 仑兹第三种儿何因子表示衍射线位置对衍射强度的影响。5.磁透镜的像差是怎样产生的？ 如何来消除和减少像差？答：像差分为球差，像散，色差.
球差是磁透镜中心区和边沿区对电子的折射能力不同引起的?增大透镜的激磁电流 可减小球差.
像散是由于电磁透镜的周向磁场不非旋转对称引起的.可以通过引入一强度和方位都 可以调节的矫正磁场來进行补偿.
色差是电子波的波长或能量发生一定幅度的改变而造成的.稳定加速电圧和透镜电 流可减小色差.
6. 别从原理、衍射特点及应用方面比较X射线衍射和透射电镜中的电子衍射在材料 结构分析
中的异同点。
答：原理：X射线照射晶体，电子受迫振动产生相干散射；同一原子内各电子散射波 相互干涉形成原子散射波；晶体内原子呈周期排列，因而各原子散射波间也存在固定的 位相关系而产生干涉作用，在某些方向上发生相长干涉，即形成衍射。
特点：1）电子波的波长比X射线短得多
2） 电子衍射产生斑点大致分布在一个二维倒易截面内
3） 电子衍射中略偏离布拉格条件的电子束也能发生衍射4）电子衍射束的强度较大， 拍摄衍
射花样时间短。
应用：硕X射线适用丁?金属部件的无损探伤及金属物相分析，软X射线可用
于非金属的分析。透射电镜主要用于形貌分析和电子衍射分析（确定微区的晶体结 构或晶体学性质）
7. 子束入射固体样品表面会激发哪些信号？它们有哪些特点和用途？答：主要有六 种： 1） 背散射电子:能量高；來白样品表面几百nm深度范围；其产额随原子序数增大而 增多?
用作形貌分析、成分分析以及结构分析。
2） 二次电子:能量较低；來口表层5-10nm深度范围：对样品表面化状态十分敏感。
不能进行成分分析?主要用于分析样品表面形貌。
3） 吸收电子:其衬度恰好和SE或BE信号调制图像衬度相反；与背散射电子的衬度互 补。
吸收电子能产生原子序数衬度，即可用來进行定性的微区成分分析.
4）透射电子：透射电子信号由微区的厚度、成分和晶体结构决定.可进行微区成分分
析。
5） 特征X射线：用特征值进行成分分析，來口样品较深的区域
6） 俄歇电子:各元素的俄歇电子能量值很低；来自样品表面l — 2nm范围。它适合做 表面分
析。
8. 为波谱仪和能谱仪？说明其工作的三种基本方式，并比较波谱仪和能谱仪的优缺 点。
答：波谱仪：用來检测X射线的特征波长的仪器能谱仪：用來检测X射线的特征能 量的仪器优点：1）能谱仪探测X射线的效率高。
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