材料微观分析习题及解答.doc

材料微观分析习题及解答(第一章) 射线的本质是什么?用于晶体结构分析的 X 射线波长一般为多少? 答: X 射线的本质是电磁波,它同时具有波动性和粒子特性。用于晶体结构分析的 X 射线波长一般为 ~ 。 2 .什么是特征 X 射线谱?物质的特征 X 射线谱取决于什么? 答:反映物质原子序数特征的 X 射线构成的 X 射线谱称为~。物质的特征 X 射线谱取决于物质的原子能级结构。 3 .在 X 射线分析中,为什么要使用滤波片?滤波片的原理是什么?滤波片应如何选择? 答:采用滤波片是希望滤掉两条谱线中的一条,得到“单色”的入射 X 射线。滤波片的原理是某物质可以强烈吸收 K???波长的入射 X 射线,而对于 K???的X 射线吸收很少。滤波片材料是根据靶元素确定的,当靶固定以后,应满足: 当Z 靶<40 时,则 Z 片=Z 靶-1 当Z 靶≥ 40 时,则 Z 片=Z 靶-2 材料微观分析习题及解答(第二章) 1 .将下面几个干涉面(属立方晶系)按面间距的大小排列。( 123 )、( 100 )、(00 2 )、(131 )、(121 )、( 210 )、( 110 )、(21 2 )、( 030 )、( 130 ) 答:由 222lkh ad???计算得: 晶面(123) (100) (00 2 ) (131 )(121 ) (210) (110) (21 2 ) (030) (130) d(a*) 1 排序 ********** 即(100) > (110) > (00 2 )> (210) > (121 )> (21 2 )=(030) > (130) > (131 )> (123) (注:可以直接用 h 2 +k 2 +l 2 来比较,更为简单) 2 .证实( 011 )、(121 )、(12 3 )属于[111] 晶带。解:由晶带定律: 0??? lw kvhu 有:; ) ( ; ) ( ; 0121113 0111211 0101)1(11?????????????????????即( 011 )、(121 )、(12 3 )属于[111] 晶带。 射线在原子列上反射时, 相邻原子散射线在某个方向上的波程差若不为波长的整数倍,则此方向上必然不存在反射,为什么? 答:由波的合成原理可知,两相干波的波程差不为波长的整数倍时,必然存在一定的位相差,其结果就导致了其合成振幅的变化,必然导致 X 射线的强度减弱或等于零,即存在一定的相消现象,故不发生衍射(即所谓的反射)。 4. 当波长为λ的X 射线在晶体上发生衍射时, 相邻两个( hkl ) 晶面衍射线的波程差是多少? 相邻两个 HKL 干涉面的波程差又是多少? 答:前者为 nλ,后者为λ。材料微观分析习题及解答(第三章) 1. 多重性因子的物理意义是什么?某立方系晶体,其{100} 的多重性因子是多少?如该晶体转变成四方系,这个晶面族的多重性因子会发生什么样的变化?为什么? 答: 多重性因子为等同晶面个数对衍射强度的影响因子。所谓等同晶面是指面间距相同, 晶面原子排列规律相同的晶面。在布拉格条件下, 等同晶面同时参与衍射, 构成一个衍射圆锥。所以, 多重性因子越大, 即等同晶面越多, 参与衍射的晶面就越多( 准确地说, 参加衍射的概率越大) ,对衍射强度的贡献也就越大。查附录 5 可知, 立方系晶体中{100} 多重性因子为 6, 而对于四方系, 其多重性因子为 4, 这是由于( 100 )和( 001 )晶面的面间距不同(不能称为等同晶面)而造成的。 2 .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。解: 布拉菲电阵存在谱线指数 hkl 不存在谱线指数 hkl 简单点阵全部没有体心点阵 h+k+l 为偶数 h+k+l 为奇数面心点阵 h、k、l 为同性数 h、k、l 为异性数材料微观分析习题及解答(第四章) 1 .在德拜图形上获得了某简单立方物质的如下 4 条谱线: h 2 +k 2 +l 2 Sin 2θ 38 40 41 42 所给出的 Sin 2θ数值均为 CuK a1 衍射的结果。试用“α- cos 2 θ”图解外推法确定晶格常数, 有效数字为 4位。(λ Cu- K a1 = ?) 解:对于简单立方,有??? sin 2d 及222lkh ad hkl???可得)(4 sin 2222 22lkha ?????计算结果为: h 2 +k 2 +l 2 sin 2θa 2a cos 2θ 38