材料科学研究与测试方法习题汇编.docVIP

·什么是材料科学：材料科学是研究材料的成分，组织和结构，制备工艺、

性能、应用相互关系的科学。

·常用的分析技术有哪些？研究内容是什么？

光学显微镜2）电子显微镜---扫描电子显微镜SEM看形貌，透射电子

显微镜TEM看内部结构。3）X射线衍射XRD：分析内应力，晶格缺陷

4）光谱分析：研究材料化学物理结构特征5）核磁共振：研究材料化学组

成，形态，构型，构成等6）热分析技术：研究高分子材料

·晶体：内部的原子，分子，离子或其集团在三维空间呈周期性排列的固体

·单晶体：原子排列规律相同，晶格位相一致的晶体

·多晶体：由很多具有相同排列方式但位相不一致的很多小晶粒组成

·晶体基本性质：均匀性，异向性，对称性，自限性，最小内能，稳定性，固定熔点

结构基元：周期性排列的原子，分子，离子或其集团是构成晶体结构的基本

单元，称为晶体的结构基元

空间点阵：将结构基元抽象成一个几何点，则可将晶体结构抽象成无数个

在三维空间呈规则排列的点阵，该点阵又称空间点阵

·空间点阵的四要素：阵点、阵列、振面、振胞

·振胞的选取原则：1反应晶体的宏观对称性.2尽可能多的直角.3相等的棱边

和夹角尽可能多4.满足上述条件，振胞尽可能小

·常见的晶体结构有哪些？具有哪些性质?

体心立方，面心立方，密排六方

均匀性，导向性，对称性，自限性，最小内能，稳定性，固定的熔点

·背散射电子：被固定样品中的原子核或核外电子反弹回来的一部分入射电子

二次电子：入射电子作用在样品上，被轰击出来并离开样表面的原子核外电子

透射电子：当入射电子的有效穿透深度大于样品厚度时，就有部分入射电子

穿过样品形成透射电子。

吸收电子：入射电子中进入样品后，经多次散射能量耗尽，既无力穿透样品

又无力逸出样品表面的那部分入射电子。

·扫描电镜SEM工作原理：由电子枪发射电子束通过聚光镜汇聚电子束，再由

偏转线圈扫描产生并收集电信号，电子信号转换为光子信号并放大。再经过

调制信号转化为图像，观察记录。

SEM组成系统：电子光学系统，信号检测处理和图像显示记录系统，真空系统

·SEM为什么在真空下工作？

保证电子光学系统正常工作，提高灯丝的使用寿命防止极间放电和样品被污染

·SEM电子系统组成部件和作用：电子枪（发射束流稳定电子束）电磁透镜（将

电子束聚焦，使电子束作用于物体表面）扫描线圈（使电子束偏转，并在样品表

面有规则的扫描）样品台（夹住样品，使之能做平移倾斜上升下降等运动）光栅

（挡掉大部分无用电子，增加景深提高成像质量）

·SEM特点：分辨本领强；有效放大倍数高；景深长；制样简单；电子损伤小；

实现综合分析

·SEM主要性能参数：分辨率，放大倍数，景深。主要性能指标：分辨率

·分辨率：清晰分开两个物体之间的最小距离

影响因素：电子束，信号种类，原子序数，其他因素如震动、磁场等

·点分辨率：电镜刚能分辨出两个独立颗粒间的距离

·晶格分辨率：让电子来作用于标准样品后形成的透射束和衍射束同时进入透镜的衍射

系统，因两电子束存在相位差，造成干涉在像平面上形成反应晶面间距大小和晶面方

向的干涉条纹，在保证条纹清晰的条件下，最小晶面间距即为晶格分辨率

·衬度：两点之间的明暗差异。分类：成分衬度和形貌衬度

应用：表面形态组织观察，断口观察，磨面观察等

·景深：保证图像清晰条件下，物平面可以移动的轴向距离

·放大倍数：电子束在荧光屏上的最大扫描距离与镜筒中电子束在试样上的最大扫描距离

的比值

·细阐述SEM特点：1分辨本领强2有效放大倍数高3景深长4制样简单

5电子损伤小6实现综合分析

·电子探针能做哪些分析：定性分析和定量分析

·电子探针定性分析点、线、面分析结果有何不同？

定点分析时采用波普仪时可由X射线的波长判定，分析所含的元素；采用能谱仪

时可确定该点所含有的元素及相对含量

线分析时可获得不同元素在设定直线上的浓度分布曲线

面分析时，获得元素在扫描面内的浓度分布图像

·晶向分布图试样制备过程：必须是固体，表面清洗干净，干燥处理，形貌抛光（腐蚀）

·场发射SEM和普通SEM区别：基本结构相同，电子枪不同，场发射SEM电子枪为

场发射，普通SEM为热发射。分辨率不同场发射SEM可分辨纳米级且对绝缘体和磁性材料直接使用。

·SEM应用物理信号为：背散射电子和二次电子。

电子探针应用物理信号为：特征X射线

·二次电子衬度象应用：各种断口形貌形貌观察分析，成像清晰立体感强