现代检测技术考试 习题非常强大.docx

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现代检测技术考试习题非常强大

第一章

一、选择题

1.M层电子回迁到K层后，多余的能量放出的特征X射线称（B）

A.Kα；B.Kβ；C.Kγ；D.Lα。

2.当X射线发生装置是Cu靶，滤波片应选（C）

A．Cu；B.Fe；C.Ni；D.Mo。

3.当电子把所有能量都转换为X射线时，该X射线波长称（A）

A.短波限λ0；B.激发限λk；C.吸收限；D.特征X射线

4.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（D）

A.光电子；B.二次荧光；C.俄歇电子；D.（A+C）

二、正误题

1.激发限与吸收限是一回事，只是从不同角度看问题。

（√）

2.经滤波后的X射线是相对的单色光。

（√）

3.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。

（√）

4.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连续X射线和标识X射线。

2.当X射线管电压低于临界电压仅产生连续X射线；当X射线管电压超过临界电压就可以产生连续X射线和特征X射线。

3.特征X射线的产生过程中，若K层产生空位，由L层和M层电子向K层跃迁产生的K系特征辐射按顺序称Kα射线和Kβ射线。

4.X射线的本质既是光也是电磁波，具有波粒二象性。

5.短波长的X射线称硬X射线，常用于金属部件的无损探伤；长波长的X射线称软X射线，常用于医学透视上。

6.连续谱短波限只与管电压有关。

7.特征X射线谱的频率或波长只取决于阳极靶物质的原子能级结构。

四、问答题

1.什么叫“相干散射”、“短波限”？

答：

相干散射，物质中的电子在X射线电场的作用下，产生强迫振动。

这样每个电子在各方向产生与入射X射线同频率的电磁波。

新的散射波之间发生的干涉现象称为相干散射。

短波限，连续X射线谱在短波方向有一个波长极限，称为短波限λ0.它是由光子一次碰撞就耗尽能量所产生的X射线。

2.特征x射线谱的产生机理。

答：

高速运动的粒子（电子或光子）将靶材原子核外电子击出去，或击到原子系统外，或填到未满的高能级上，原子的系统能量升高，处于激发态。

为趋于稳定，原子系统自发向低能态转化：

较高能级上的电子向低能级上的空位跃迁，这一降低的能量以一个光子的形式辐射出来变成光子能量，且这降低能量为固定值（因原子序数固定），因而λ固定，所以辐射出特征X射线谱。

第二章

一、选择题

1.最常用的X射线衍射方法是（B）。

A.劳厄法；B.粉末法；C.周转晶体法；D.德拜法。

2.射线衍射方法中，试样为单晶体的是（D）

A、劳埃法B、周转晶体法C、平面底片照相法D、A和B

3.晶体属于立方晶系，一晶面截x轴于a/2、y轴于b/3、z轴于c/4，则该晶面的指标为（B）  

A、（364）  B、（234）  C、（213） D、（468）

4.立方晶系中，指数相同的晶面和晶向（B）

A、相互平行B、相互垂直C、成一定角度范围D、无必然联系

5.晶面指数（111）与晶向指数（111）的关系是（C）。

A.垂直；B.平行；C.不一定。

6.在正方晶系中，晶面指数{100}包括几个晶面（B）。

A.6；B.4；C.2D.1；。

7.用来进行晶体结构分析的X射线学分支是（  B）

A.X射线透射学；B.X射线衍射学；C.X射线光谱学；D.其它

二、判断题

1.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。

（×）

2.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。

（√）

3.布拉格方程只涉及X射线衍射方向，不能反映衍射强度。

（√）

三、填空题

1.本质上说，X射线的衍射是由大量原子参与的一种散射现象。

2.布拉格方程在实验上的两种用途是结构分析和X射线光谱学。

3.粉末法中晶体为多晶体，

不变化，

变化。

4.平面底片照相法可以分为透射和背射两种方法。

5.平面底片照相方法适用于研究晶粒大小、择优取向以及点阵常数精确测定方面。

四、问答题

1．布拉格方程2dsinθ=λ中的d、θ、λ分别表示什么？

布拉格方程式有何用途？

答：

dHKL表示HKL晶面的面网间距，θ角表示掠过角或布拉格角，即入射X射线或衍射线与面网间的夹角，λ表示入射X射线的波长。

该公式有二个方面用途：

（1）已知晶体的d值。

通过测量θ，求特征X射线的λ，并通过λ判断产生特征X射线的元素。

这主要应用于X射线荧光光谱仪和电子探针中。

（2）已知入射X射线的波长，通过测量θ，求晶面间距。

并通过晶面间距，测定晶体结构或进行物相分析。

2．某一粉末相上背射区线条与透射区线条比较起来，其θ较高抑或较低？

相应的d较大还是较小？

答：

背射区线条与透射区线条比较θ较高，d较小。

产生衍射线必须符合布拉格方程2dsinθ=λ，对于背射区属于2θ高角度区，根据d=λ/2sinθ，θ越大d越小。

3.X射线学有几个分支？

每个分支的研究对象是什么？

答：

X射线学分为三大分支：

X射线透射学、X射线衍射学、X射线光谱学。

X射线透射学的研究对象有人体，工件等，用它的强透射性为人体诊断伤病、用于探测工件内部的缺陷等。

X射线衍射学是根据衍射花样，在波长已知的情况下测定晶体结构，研究与结构和结构变化的相关的各种问题。

X射线光谱学是根据衍射花样，在分光晶体结构已知的情况下，测定各种物质发出的X射线的波长和强度，从而研究物质的原子结构和成分。

第三章

一、填空题

1、对于简单点阵结构的晶体，系统消光的条件是（A）

A、不存在系统消光B、h+k为奇数C、h+k+l为奇数D、h、k、l为异性数

2、立方晶系{100}晶面的多重性因子为（D）

A、2B、3C、4D、6

3、洛伦兹因子中，第一几何因子反映的是（A）

A、晶粒大小对衍射强度的影响B、参加衍射晶粒数目对衍射强度的影响

C、衍射线位置对衍射强度的影响D、试样形状对衍射强度的影响

4、洛伦兹因子中，第二几何因子反映的是（B）

A、晶粒大小对衍射强度的影响B、参加衍射晶粒数目对衍射强度的影响

C、衍射线位置对衍射强度的影响D、试样形状对衍射强度的影响

5、洛伦兹因子中，第三几何因子反映的是（C）

A、晶粒大小对衍射强度的影响B、参加衍射晶粒数目对衍射强度的影响

C、衍射线位置对衍射强度的影响D、试样形状对衍射强度的影响

6、对于底心斜方晶体，产生系统消光的晶面有（C）

A、112B、113C、101D、111

7、对于面心立方晶体，产生系统消光的晶面有（C）

A、200B、220C、112D、111

8、热振动对x-ray衍射的影响中不正确的是（E）

A、温度升高引起晶胞膨胀B、使衍射线强度减小C、产生热漫散射D、改变布拉格角E、热振动在高衍射角所降低的衍射强度较低角下小

9、将等同晶面个数对衍射强度的影响因子称为（C）

A、结构因子B、角因子C、多重性因子D、吸收因子

二、判断题

1、衍射方向在X射线波长一定的情况下取决与晶面间距（√）

2、在一个晶面族中，等同晶面越多，参加衍射的概率就越大（√）

3、X射线衍射线的峰宽可以反映出许多晶体信息，峰越宽说明晶粒越大（×）

4、原子的热振动可使X射线衍射强度增大（×）

5、温度一定时，衍射角越大，温度因子越小，衍射强度随之减小（√）

6、布拉格方程只涉及X射线衍射方向，不能反映衍射强度（√）

7、衍射角一定时，温度越高，温度因子越小，衍射强度随之减小（√）

8、原子的热振动会产生各个方向散射的相干散射（×）

8、结构因子F是晶体结构对衍射强度的影响因素。

（）？

P36

三、填空题

1、原子序数Z越小，非相干散射越强。

2、结构因子与晶胞的形状和大小无关。

3、热振动给X射线的衍射带来许多影响有：

温度升高引起晶胞膨胀、衍射线强度减小、产生向各个方向散射的非相干散射。

4、衍射强度公式不适用于存在织构组织。

5、结构因子=0时，没有衍射我们称系统消光或结构消光。

对于有序固溶体，原本消光的地方会出现弱衍射。

6、影响衍射强度的因素除结构因子外还有角因子，多重性因子，吸收因子，温度因子。

四、名词解释

1、系统消光：

因原子在晶体中位置不同或原子种类不同而引起的某些方向上衍射线消失的现象。

2、结构因子：

定量表征原子排布以及原子种类对衍射强度影响规律的参数。

五、问答题

1．给出简单立方、面心立方、体心立方、密排六方以及体心四方晶体结构X衍射发生消光的晶面指数规律。

答：

常见晶体的结构消光规律

简单立方对指数没有限制（不会产生结构消光）；

面心立方h，k，l奇偶混合；

体心立方h+k+l=奇数；

密排六方h+2k=3n,同时l=奇数；

体心四方h+k+l=奇数。

2．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。

4．衍射线在空间的方位取决于什么？

而衍射线的强度又取决于什么？

答：

衍射线在空间的方位主要取决于晶胞的大小和形状。

衍射线的强度主要取决于晶体中原子的种类和它们在晶胞中的相对位置。

5．决定X射线强度的关系式是

，

试说明式中各参数的物理意义?

答：

X射线衍射强度的公式

，

试中各参数的含义是：

I0为入射X射线的强度；

λ为入射X射线的波长；

R 为试样到观测点之间的距离；

 V 为被照射晶体的体积；

  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；

A（θ） 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μl和试样圆柱体的半径有关；平板状试样吸收因子与μ有关，

而与θ角无关；

  φ（θ）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；

e-2M 为温度因子=

 有热振动影响时的衍射强度 

无热振动理想情况下的衍射强度

6.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，罗仑兹第二种几何因子表示晶粒数目对衍射强度的影响，罗仑兹第三种几何因子表示衍射线位置对衍射强度的影响。

第四章

一、填空题

1.在Δθ一定的情况下，θ→90度，Δsinθ→0；所以精确测定点阵常数应选择高角度衍射线。

2.德拜照相法中的底片安装方法有:

正装法,反装法和偏装法三种。

3.在粉末多晶衍射的照相法中包括德拜-谢乐法、聚焦照相法和针孔法。

4.德拜相机有两种，直径分别是57.3mm和114.6mm。

测量θ角时，底片上每毫米对应2º和1º。

5.衍射仪的核心是测角仪圆，它由辐射源、试样台和探测器共同组成。

6.可以用作X射线探测器的有正比计数器、盖革计数器和闪烁计数器等。

7.影响衍射仪实验结果的参数有狭缝光阑、时间常数和扫面速度等。

二、名词解释

三、选择题

1、衍射仪的测角仪在工作时，如试样表面转到与入射线成30度角时，计数管与入射线成多少度角?

（B）

A.30度；B.60度；C.90度。

2、不利于提高德拜相机的分辨率的是（D）。

A.采用大的相机半径；B.采用X射线较长的波长；C.选用大的衍射角；D.选用面间距较大的衍射面。

3、德拜法中有利于提高测量精度的底片安装方法是（C）

A、正装法B、反装法C、偏装法D、以上均可

4、样品台和测角仪机械连动时，计数器与试样的转速关系是（B）

A、1﹕1B、2﹕1C、1﹕2D、没有确定比例

5、关于相机分辨率的影响因素叙述错误的是（C）

A、相机半径越大，分辨率越高B、θ角越大，分辨率越高

C、X射线波长越小，分辨率越高D、晶面间距越大，分辨率越低

6、粉末照相法所用的试样形状为（C）

A、块状B、分散C、圆柱形D、任意形状

7、低角的弧线接近中心孔，高角线靠近端部的底片安装方法为（A）

A、正装法B、反装法C、偏装法D、任意安装都可

8、以气体电离为基础制造的计数器是（D）

A、正比计数器B、盖革计数器C、闪烁计数器D、A和B

9、利用X射线激发某种物质会产生可见的荧光，而且荧光的多少与X射线强度成正比的特性而制造的计数器为（C）

A、正比计数器B、盖革计数器C、闪烁计数器D、锂漂移硅检测器

四、是非题

1、大直径德拜相机可以提高衍射线接受分辨率，缩短嚗光时间。

（×）

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、德拜法比衍射仪法测量衍射强度更精确。

（√）

4、衍射仪法和德拜法一样，对试样粉末的要求是粒度均匀、大小适中，没有应力。

（√）

5、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θ角，最后还要用直线外推法或柯亨法进行数据处理。

（√）

6、粉末照相法所用的粉末试样颗粒越细越好（×）

7、德拜相机的底片安装方式中，正装法多用于点阵常数的确定（×）

8、根据不消光晶面的N值比值可以确定晶体结构（√）

9、为了提高德拜相机的分辨率，在条件允许的情况下，应尽量采用波长较长的x-ray源（√）

10、在分析大晶胞的试样时，应尽可能选用波长较长的x-ray源，以便抵偿由于晶胞过大对分辨率的不良影响（√）

11、选择小的接受光阑狭缝宽度，可以提高接受分辨率，但会降低接受强度（√）

五、问答题

1、CuKα辐射（λ=0.15418nm）照射Ag（f.c.c）样品，测得第一衍射峰位置2θ=38°，试求Ag的点阵常数。

答：

根据Ag面心立方消光规律，得第一衍射峰面指数{111}，即（h2+k2+l2）=3，所以代入数据2θ=38°，解得点阵常数a=0.15418/2/sin（19/360*2*pi）*sqrt（3）=0.41013nm

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。

答：

德拜法衍射花样的背底来源是入射波的非单色光、进入试样后出生的非相干散射、空气对X射线的散射、温度波动引起的热散射等。

采取的措施有尽量使用单色光、缩短曝光时间、恒温试验等。

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？

答.粉末样品颗粒过大会使德拜花样不连续，或过小，德拜宽度增大，不利于分析工作的进行。

因为当粉末颗粒过大（大于10-3cm）时，参加衍射的晶粒数减少，会使衍射线条不连续；不过粉末颗粒过细（小于10-5cm）时，会使衍射线条变宽，这些都不利于分析工作。

多晶体的块状试样，如果晶粒足够细将得到与粉末试样相似的结果，即衍射峰宽化。

但晶粒粗大时参与反射的晶面数量有限，所以发生反射的概率变小，这样会使得某些衍射峰强度变小或不出现。

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°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？

答：

60度。

因为计数管的转速是试样的2倍。

辐射探测器接收的衍射是那些与试样表面平行的晶面产生的衍射。

晶面若不平行于试样表面，尽管也产生衍射，但衍射线进不了探测器，不能被接收。

5、下图为某样品稳拜相（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．

答：

未经滤波，即未加滤波片,因此K系特征谱线的kα、kβ两条谱线会在晶体中同时发生衍射产生两套衍射花样，所以会在透射区和背射区各产生两条衍射花样。

6、以立方晶系为例，分析利用XRD测量点阵常数时为何采用高角度线条而不采用各个线条测量结果的平均值

答：

对于立方晶系2dsinθ=λ，

θ的误差主要来源于

ΔθΔ（sinθ）

第五章

一、填空题

1、X射线物相分析包括定性分析和定量分析，而定性分析更常用更广泛。

2、X射线物相定量分析方法有外标法、内标法、直接比较法等。

3、定量分析的基本任务是确定混合物中各相的相对含量。

4、内标法仅限于粉末试样。

二、名词解释

1.Hanawalt索引——数字索引的一种，每种物质的所有衍射峰之中，必然有三个峰的强度最大（而非面网间距最大）。

把这三个强度最大的峰，按一定的规律排序，就构成了Hanawalt排序和索引方法。

排序时，考虑到影响强度的因素比较复杂，为了减少因强度测量的差异而带来的查找困难，索引中将每种物质列出三次。

数据检索时，按实际衍射图谱中的3强峰进行数据检索，即可找到对应的衍射卡片。

2.直接比较法——将试样中待测相某跟衍射线的强度与另一相的某根衍射线强度相比较的定量金相分析方法。

三、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（C）。

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（C）进行核对。

A.哈氏无机数值索引；B.芬克无机数值索引；C.戴维无机字母索引；D.A或B。

3、PDF卡片中，数据最可靠的用（B）表示

A、iB、★C、○D、C

4、PDF卡片中，数据可靠程度最低的用（C）表示

A、iB、★C、○D、C

5、将所需物相的纯物质另外单独标定，然后与多项混合物中待测相的相应衍射线强度相比较而进行的定量分析方法称为（A）

A、外标法B、内标法C、直接比较法D、K值法

6、在待测试样中掺入一定含量的标准物质，把试样中待测相的某根衍射线条强度与掺入试样中含量已知的标准物质的某根衍射线条相比较，从而获得待测相含量的定量分析方法称为（B）

A、外标法B、内标法C、直接比较法D、K值法

四、是非题

1、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。

（√）

2、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。

（√）

3、各相的衍射线条的强度随着该相在混合物中的相对含量的增加而增强（√）

4、内标法仅限于粉末试样（√）

5、哈氏索引和芬克索引均属于数值索引（√）

6、PDF索引中晶面间距数值下脚标的x表示该线条的衍射强度待定（×）

7、PDF卡片的右上角标有★说明数据可靠性高（√）

8、多相物质的衍射花样相互独立，互不干扰（×）

9、物相定性分析时的试样制备，必须将择优取向减至最小（√）

五、问答题

1、物相定性分析的原理是什么？

对食盐进行化学分析与物相定性分析，所得信息有何不同？

答：

物相定性分析的原理：

X射线在某种晶体上的衍射必然反映出带有晶体特征的特定的衍射花样（衍射位置θ、衍射强度I），而没有两种结晶物质会给出完全相同的衍射花样，所以我们才能根据衍射花样与晶体结构一一对应的关系，来确定某一物相。

对食盐进行化学分析，只可得出组成物质的元素种类（Na,Cl等）及其含量，却不能说明其存在状态，亦即不能说明其是何种晶体结构，同种元素虽然成分不发生变化，但可以不同晶体状态存在，对化合物更是如此。

定性分析的任务就是鉴别待测样由哪些物相所组成。

2、物相定量分析的原理是什么？

试述用K值法进行物相定量分析的过程。

答：

根据X射线衍射强度公式，某一物相的相对含量的增加，其衍射线的强度亦随之增加，所以通过衍射线强度的数值可以确定对应物相的相对含量。

由于各个物相对X射线的吸收影响不同，X射线衍射强度与该物相的相对含量之间不成线性比例关系，必须加以修正。

这是内标法的一种，是事先在待测样品中加入纯元素，然后测出定标曲线的斜率即K值。

当要进行这类待测材料衍射分析时，已知K值和标准物相质量分数ωs，只要测出a相强度Ia与标准物相的强度Is的比值Ia/Is就可以求出a相的质量分数ωa。

3、实验中选择X射线管以及滤波片的原则是什么？

已知一个以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Kβ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Co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、试述X射线衍射单物相定性基本原理及其分析步骤？

答：

X射线物相分析的基本原理是每一种结晶物质都有自己独特的晶体结构，即特定点阵类型、晶胞大小、原子的数目和原子在晶胞中的排列等。

因此，从布拉格公式和强度公式知道，当X射线通过晶体时，每一种结晶物质都有自己独特的衍射花样，衍射花样的特征可以用各个反射晶面的晶面间距值d和反射线的强度I来表征。

其中晶面间距值d与晶胞的形状和大小有关，相对强度I则与质点的种类及其在晶胞中的位置有关。

通过与物相衍射分析标准数据比较鉴定物相。

单相物质定性分析的基本步骤是：

（1）计算或查找出衍射图谱上每根峰的d值与I值；

（2）利用I值最大的三根强线的对应d值查找索引，找出基本符合的物相名称及卡片号；

（3）将实测的d、I值与卡片上的数据一一对照，若基本符合，就可定为该物相。

5、请说明多相混合物物相定性分析的原理与方法？

答：

多相分析原理是：

晶体对X射线的衍射效应是取决于它的晶体结构的，不同种类的晶体将给出不同的衍射花样。

假如一个样品内包含了几种不同的物相，则各个物相仍然保持各自特征的衍射花样不变。

而整个样品的衍射花样则相当于它们的迭合，不会产生干扰。

这就为我们鉴别这些混合物样品中和各个物相提供了可能。

关键是如何将这几套衍射线分开。

这也是多相分析的难点所在。

多相定性分析方法

（1）多相分析中若混合物是已知的，无非是通过X射线衍射分析方法进行验证。

在实际工作中也能经常遇到这种情况。

（2）若多相混合物是未知且含量相近。

则可从每个物相的3条强线考虑，采用单物相鉴定方法。

1）从样品的衍射花样中选择5相对强度最大的线来，显然，在这五条线中至少有三条是肯定属于同一个物相的。

因此，若在此五条线中取三条进行组合，则共可得出十组不同的组合。

其中至少有一组，其三条线都是属于同一个物相的。

当逐组地将每一组数据与哈氏索引中前3条线的数据进行对比，其中必可有一组数据与索引中的某一组数据基本相符。

初步确定物相A。

2）找到物相A的相应衍射数据表，如果鉴定无误，则表中所列的数