材料科学研究方法试题库.docx
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1、第一章一、选择题1.用来进行晶体结构分析的X射线学分支是( )A.X射线透射学;B.X射线衍射学;C.X射线光谱学;D.其它2. M层电子回迁到K层后,多余的能量放出的特征X射线称( )A. K;B. K;C. K;D. L。3. 当X射线发生装置是Cu靶,滤波片应选( )A Cu;B. Fe;C. Ni;D. Mo。4. 当电子把所有能量都转换为X射线时,该X射线波长称( )A. 短波限0;B. 激发限k;C. 吸收限;D. 特征X射线5.当X射线将某物质原子的K层电子打出去后,L层电子回迁K层,多余能量将另一个L层电子打出核外,这整个过程将产生( ) (多选题)A. 光电子;B. 二次荧光
2、;C. 俄歇电子;D. (A+C)二、正误题1. 随X射线管的电压升高,0和k都随之减小。( )2. 激发限与吸收限是一回事,只是从不同角度看问题。( )3. 经滤波后的X射线是相对的单色光。( )4. 产生特征X射线的前提是原子内层电子被打出核外,原子处于激发状态。( )5. 选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料,而不需要考虑厚度。( )三、填空题1. 当X射线管电压超过临界电压就可以产生 X射线和 X射线。2. X射线与物质相互作用可以产生 、 、 、 、 、 、 、 。 3. 经过厚度为H的物质后,X射线的强度为 。 4. X射线的本质既是 也是 ,具有 性。 5. 短波长的X射线称 ,常
3、用于 ;长波长的X射线称 ,常用于 。 习题1. X射线学有几个分支?每个分支的研究对象是什么?2. 分析下列荧光辐射产生的可能性,为什么?(1)用CuKX射线激发CuK荧光辐射;(2)用CuKX射线激发CuK荧光辐射;(3)用CuKX射线激发CuL荧光辐射。3. 什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效应”、“发射谱”、“吸收谱”?4. X射线的本质是什么?它与可见光、紫外线等电磁波的主要区别何在?用哪些物理量描述它?5. 产生X射线需具备什么条件?6. 射线具有波粒二象性,其微粒性和波动性分别表现在哪些现象中?7. 计算当管电压为50 kv时,电子在与靶碰撞时
4、的速度与动能以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大动能。8. 特征X射线与荧光X射线的产生机理有何异同?某物质的K系荧光X射线波长是否等于它的K系特征X射线波长?9. 连续谱是怎样产生的?其短波限与某物质的吸收限有何不同(V和VK以kv为单位)?10. 射线与物质有哪些相互作用?规律如何?对x射线分析有何影响?反冲电子、光电子和俄歇电子有何不同? 11. 试计算当管压为50kv时,射线管中电子击靶时的速度和动能,以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大能量是多少?12. 为什么会出现吸收限?K吸收限为什么只有一个而L吸收限有三个?当激发X系荧光射线时,能否伴生L系?当L系激发时能否伴生K系?13
5、. 已知钼的K0.71,铁的K1.93及钴的K1.79,试求光子的频率和能量。试计算钼的K激发电压,已知钼的K0.619。已知钴的K激发电压VK7.71kv,试求其K。14. X射线实验室用防护铅屏厚度通常至少992010为lmm,试计算这种铅屏对CuK、MoK辐射的透射系数各为多少?15. 如果用1mm厚的铅作防护屏,试求CrK和MoK的穿透系数。16. 厚度为1mm的铝片能把某单色射线束的强度降低为原来的23.9,试求这种射线的波长。试计算含Wc0.8,Wcr4,Ww18的高速钢对MoK辐射的质量吸收系数。17. 欲使钼靶射线管发射的射线能激发放置在光束中的铜样品发射K系荧光辐射,问需加的
6、最低的管压值是多少?所发射的荧光辐射波长是多少?18. 什么厚度的镍滤波片可将CuK辐射的强度降低至入射时的70?如果入射X射线束中K和K强度之比是5:1,滤波后的强度比是多少?已知m49.03cm2g,m290cm2g。19. 如果Co的K、K辐射的强度比为5:1,当通过涂有15mgcm2的Fe2O3滤波片后,强度比是多少?已知Fe2O3的=5.24gcm3,铁对CoK的m371cm2g,氧对CoK的m15cm2g。20. 计算0.071 nm(MoK)和0.154 nm(CuK)的射线的振动频率和能量。(答案:4.231018s-l,2.8010-l5J,1.951018s-1,l.291
7、0-15J)21. 以铅为吸收体,利用MoK、RhK、AgKX射线画图,用图解法证明式(1-16)的正确性。(铅对于上述射线的质量吸收系数分别为122.8,84.13,66.14 cm2g)。再由曲线求出铅对应于管电压为30 kv条件下所发出的最短波长时质量吸收系数。22. 计算空气对CrK的质量吸收系数和线吸收系数(假设空气中只有质量分数80的氮和质量分数20的氧,空气的密度为1.2910-3gcm3)。(答案:26.97 cm2g,3.4810-2 cm-123. 为使CuK线的强度衰减12,需要多厚的Ni滤波片?(Ni的密度为8.90gcm3)。CuK1和CuK2的强度比在入射时为2:1
8、,利用算得的Ni滤波片之后其比值会有什么变化? 24. 试计算Cu的K系激发电压。(答案:8980)25. 试计算Cu的Kl射线的波长。(答案:0.1541 nm).第二章一、 选择题1.有一倒易矢量为,与它对应的正空间晶面是( )。A. (210);B. (220);C. (221);D. (110);。2.有一体心立方晶体的晶格常数是0.286nm,用铁靶K(K=0.194nm)照射该晶体能产生( )衍射线。A. 三条; B .四条; C. 五条;D. 六条。3.一束X射线照射到晶体上能否产生衍射取决于( )。A是否满足布拉格条件;B是否衍射强度I0;CA+B;D晶体形状。4.面心立方晶体
9、(111)晶面族的多重性因素是( )。A4;B8;C6;D12。二、 正误题1.倒易矢量能唯一地代表对应的正空间晶面。( )2.X射线衍射与光的反射一样,只要满足入射角等于反射角就行。( )3.干涉晶面与实际晶面的区别在于:干涉晶面是虚拟的,指数间存在公约数n。( )4.布拉格方程只涉及X射线衍射方向,不能反映衍射强度。( )5.结构因子F与形状因子G都是晶体结构对衍射强度的影响因素。( )三、 填空题1. 倒易矢量的方向是对应正空间晶面的 ;倒易矢量的长度等于对应 。2. 只要倒易阵点落在厄瓦尔德球面上,就表示该 满足 条件,能产生 。3. 影响衍射强度的因素除结构因素、晶体形状外还有 ,
10、, , 。4. 考虑所有因素后的衍射强度公式为 ,对于粉末多晶的相对强度为 。5. 结构振幅用 表示,结构因素用 表示,结构因素=0时没有衍射我们称 或 。对于有序固溶体,原本消光的地方会出现 。四、 名词解释1. 倒易点阵2. 系统消光3. 衍射矢量4. 形状因子5. 相对强度1、试画出下列晶向及晶面(均属立方晶系):111。121,21,(00)(110),(123)(21)。2、下面是某立方晶系物质的几个晶面间距,试将它们从大到小按次序重新排列。(12)(100)(200)(11)(121)(111)(10)(220)(030)(21)(110)3、当波长为的X射到晶体并出现衍射线时,相
11、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?4、画出Fe2B在平行于(010)上的部分倒易点。Fe2B属正方晶系,点阵参数a=b=0.510nm,c=0.424nm。5、判别下列哪些晶面属于11晶带:(0),(13),(12),(2),(01),(212)。6、试计算(11)及(2)的共同晶带轴。7、铝为面心立方点阵,a=0.409nm。今用CrKa(=0.209nm)摄照周转晶体相,X射线垂直于001。试用厄瓦尔德图解法原理判断下列晶面有无可能参与衍射:(111),(200),(220),(311),(331),(420)。8、画出六方点阵(001)*倒易点,
12、并标出a*,b*,若一单色X射线垂直于b轴入射,试用厄尔德作图法求出(120)面衍射线的方向。9、试简要总结由分析简单点阵到复杂点阵衍射强度的整个思路和要点。10、试述原子散射因数f和结构因数的物理意义。结构因数与哪些因素有关系?11、计算结构因数时,基点的选择原则是什么?如计算面心立方点阵,选择(0,0,0)(1,1,0)、(0,1,0)与(1,0,0)四个原子是否可以,为什么?12、当体心立方点阵的体心原子和顶点原子种类不相同时,关于H+K+L=偶数时,衍射存在,H+K+L=奇数时,衍射相消的结论是否仍成立?13、计算钠原子在顶角和面心,氯原子在棱边中心和体心的立方点阵的结构因数,并讨论。
13、14、今有一张用CuKa辐射摄得的钨(体心立方)的粉末图样,试计算出头四根线条的相对积分强度不计e-2M和A()。若以最强的一根强度归一化为100,其他线强度各为多少?这些线条的值如下,按下表计算。线条/(*)HKLPfF2PF2强度归一化123420.329.236.443.6第三章五、 选择题1.最常用的X射线衍射方法是( )。A. 劳厄法;B. 粉末多法;C. 周转晶体法;D. 德拜法。2.德拜法中有利于提高测量精度的底片安装方法是( )。A. 正装法;B. 反装法;C. 偏装法;D. A+B。3.德拜法中对试样的要求除了无应力外,粉末粒度应为( )。A. 250目;C. 在250-32
14、5目之间;D. 任意大小。4.测角仪中,探测器的转速与试样的转速关系是( )。A. 保持同步11 ;B. 21 ;C. 12 ;D. 10 。5.衍射仪法中的试样形状是( )。A. 丝状粉末多晶;B. 块状粉末多晶;C. 块状单晶;D. 任意形状。六、 正误题1.大直径德拜相机可以提高衍射线接受分辨率,缩短暴光时间。( )2.在衍射仪法中,衍射几何包括二个圆。一个是测角仪圆,另一个是辐射源、探测器与试样三者还必须位于同一聚焦圆。( )3.选择小的接受光栏狭缝宽度,可以提高接受分辨率,但会降低接受强度。( )4.德拜法比衍射仪法测量衍射强度更精确。( )5.衍射仪法和德拜法一样,对试样粉末的要求
15、是粒度均匀、大小适中,没有应力。( )七、 填空题1. 在粉末多晶衍射的照相法中包括 、 和 。2. 德拜相机有两种,直径分别是 和 mm。测量角时,底片上每毫米对应 和 。3. 衍射仪的核心是测角仪圆,它由 、 和 共同组成。4. 可以用作X射线探测器的有 、 和 等。5. 影响衍射仪实验结果的参数有 、 和 等。八、 名词解释1. 偏装法2. 光栏3. 测角仪4. 聚焦圆5. 正比计数器6. 光电倍增管习题:1. CuK辐射(=0.154 nm)照射Ag(f.c.c)样品,测得第一衍射峰位置2=38,试求Ag的点阵常数。2. 试总结德拜法衍射花样的背底来源,并提出一些防止和减少背底的措施。
16、3. 粉末样品颗粒过大或过小对德拜花样影响如何?为什么?板状多晶体样品晶粒过大或过小对衍射峰形影响又如何?4. 试从入射光束、样品形状、成相原理(厄瓦尔德图解)、衍射线记录、衍射花样、样品吸收与衍射强度(公式)、衍射装备及应用等方面比较衍射仪法与德拜法的异同点。5. 衍射仪与聚焦相机相比,聚焦几何有何异同?6. 从一张简单立方点阵物的德拜相上,已求出四根高角度线条的角(系由CuK所产生)及对应的干涉指数,试用“a-cos2”的图解外推法求出四位有效数字的点阵参数。 HKL 532 620 443 541 611 540 621 .角 72.08 77.93 81.11 87.447. 根据上题
17、所给数据用柯亨法计算点阵参数至四位有效数字。8. 用背射平板相机测定某种钨粉的点阵参数。从底片上量得钨的400衍射环直径2Lw51.20毫米,用氮化钠为标准样,其640衍射环直径2LNaCl36.40毫米。若此二衍射环均系由CuKl辐射引起,试求精确到四位数字的钨粉的点阵参数值。9. 试用厄瓦尔德图解来说明德拜衍射花样的形成。10. 同一粉末相上背射区线条与透射区线条比较起来其较高还是较低?相应的d较大还是较小?既然多晶粉末的晶体取向是混乱的,为何有此必然的规律11. 衍射仪测量在人射光束、试样形状、试样吸收以及衍射线记录等方面与德拜法有何不同?12. 测角仪在采集衍射图时,如果试样表面转到与
18、入射线成30角,则计数管与人射线所成角度为多少?能产生衍射的晶面,与试样的自由表面呈何种几何关系?13. Cu K辐射(0.154 nm)照射Ag(f.c.c)样品,测得第一衍射峰位置2=38,试求Ag的点阵常数。14. 试总结德拜法衍射花样的背底来源,并提出一些防止和减少背底的措施。15. 图题为某样品德拜相(示意图),摄照时未经滤波。巳知1、2为同一晶面衍射线,3、4为另一晶面衍射线试对此现象作出解释16. 粉未样品颗粒过大或过小对德拜花样影响如何?为什么?板状多晶体样品晶粒过大或过小对衍射峰形影响又如何?17. 试从入射光束、样品形状、成相原理(厄瓦尔德图解)、衍射线记录、衍射花样、样品
19、吸收与衍射强度(公式)、衍射装备及应用等方面比较衍射仪法与德拜法的异同点。18. 衍射仪与聚焦相机相比,聚焦几何有何异同? 第四章九、 选择题1.测定钢中的奥氏体含量,若采用定量X射线物相分析,常用方法是( )。A. 外标法;B. 内标法;C. 直接比较法;D. K值法。2. X射线物相定性分析时,若已知材料的物相可以查( )进行核对。A. Hanawalt索引;B. Fenk索引;C. Davey索引;D. A或B。3.德拜法中精确测定点阵常数其系统误差来源于( )。A. 相机尺寸误差;B. 底片伸缩;C. 试样偏心;D. A+B+C。4.材料的内应力分为三类,X射线衍射方法可以测定( )。
20、A. 第一类应力(宏观应力);B. 第二类应力(微观应力);C. 第三类应力;D. A+B+C。5.Sin2测量应力,通常取为( )进行测量。A. 确定的角;B. 0-45之间任意四点;C. 0、45两点;D. 0、15、30、45四点。十、 正误题1.要精确测量点阵常数。必须首先尽量减少系统误差,其次选高角度角,最后还要用直线外推法或柯亨法进行数据处理。( )2. X射线衍射之所以可以进行物相定性分析,是因为没有两种物相的衍射花样是完全相同的。( )3.理论上X射线物相定性分析可以告诉我们被测材料中有哪些物相,而定量分析可以告诉我们这些物相的含量有多少。( )4.只要材料中有应力就可以用X射
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