材料分析方法課后習題答案

1、第十四章1、波譜儀和能譜儀各有什么優(yōu)缺點、波譜儀和能譜儀各有什么優(yōu)缺點優(yōu)點:1）能譜儀探測X射線的效率高。2）在同一時間對分析點內(nèi)所有元素X射線光子的能量進行測定和計數(shù)，在幾分鐘內(nèi)可得到定性分析結(jié)果，而波譜儀只能逐個測量每種元素特征波長。3）結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性和重現(xiàn)性都很好4）不必聚焦，對樣品表面無特殊要求，適于粗糙表面分析。缺點：1）分辨率低。2）能譜儀只能分析原子序數(shù)大于11的元素；而波譜儀可測定原子序數(shù)從4到92間的所有元素。3）能

2、譜儀的Si(Li)探頭必須保持在低溫態(tài)，因此必須時時用液氮冷卻。分析鋼中碳化物成分可用能譜儀；分析基體中碳含量可用波譜儀。2、舉例說明電子探針的三種工作方式（點、線、面）在顯微成分分析中的應(yīng)用。舉例說明電子探針的三種工作方式（點、線、面）在顯微成分分析中的應(yīng)用。答：(1)、定點分析：將電子束固定在要分析的微區(qū)上用波譜儀分析時，改變分光晶體和探測器的位置，即可得到分析點的X射線譜線；用能譜儀分析時，幾分鐘內(nèi)即可直接從熒光屏（或計算機）上得

3、到微區(qū)內(nèi)全部元素的譜線。(2)、線分析：將譜儀（波、能）固定在所要測量的某一元素特征X射線信號（波長或能量）的位置把電子束沿著指定的方向作直線軌跡掃描，便可得到這一元素沿直線的濃度分布情況。改變位置可得到另一元素的濃度分布情況。(3)、面分析：電子束在樣品表面作光柵掃描，將譜儀（波、能）固定在所要測量的某一元素特征X射線信號（波長或能量）的位置，此時，在熒光屏上得到該元素的面分布圖像。改變位置可得到另一元素的濃度分布情況。也是用X射線調(diào)

4、制圖像的方法。3、要在觀察斷口形貌的同時，分析斷口上粒狀夾雜物的化學成分，選用什么儀器？用怎樣、要在觀察斷口形貌的同時，分析斷口上粒狀夾雜物的化學成分，選用什么儀器？用怎樣的操作方式進行具體分析？的操作方式進行具體分析？答：（1）若觀察斷口形貌，用掃描電子顯微鏡來觀察：而要分析夾雜物的化學成分，得選用能譜儀來分析其化學成分。(2)A、用掃描電鏡的斷口分析觀察其斷口形貌：a、沿晶斷口分析：靠近二次電子檢測器的斷裂面亮度大，背面則暗，故短褲

5、呈冰糖塊狀或呈石塊狀。沿晶斷口屬于脆性斷裂，斷口上午塑性變形跡象。b、韌窩斷口分析：韌窩的邊緣類似尖棱，故亮度較大，韌窩底部比較平坦，圖像亮度較低。韌窩斷口是一種韌性斷裂斷口，無論是從試樣的宏觀變形行為上，還是從斷口的微觀區(qū)域上都能看出明顯的塑性變形。韌窩斷口是穿晶韌性斷口。c、解理斷口分析：由于相鄰晶粒的位相不一樣，因此解理斷裂紋從一個晶粒擴展到相鄰晶粒內(nèi)部時，在晶界處開始形成河流花樣即解理臺階。解理斷裂是脆性斷裂，是沿著某特定的晶體

6、學晶面產(chǎn)生的穿晶斷裂。線夾角增大，二次電子產(chǎn)額增大。因為電子束穿入樣品激發(fā)二次電子的有效深度增加了，使表面510nm作用體積內(nèi)逸出表面的二次電子數(shù)量增多。（2）應(yīng)用：a、斷口分析1）沿晶斷口；2）韌窩斷口；3）解理斷口；4）纖維增強復合材料斷口。b、樣品表面形貌特征1）燒結(jié)樣品的自然表面分析2）金相表面c、材料形變和斷裂過程的動態(tài)分析1)雙相鋼2)復合材料7、背散射電子襯度原理及應(yīng)用、背散射電子襯度原理及應(yīng)用（1）不同成分不同電子強度差

7、襯度圖像。背散射電子像中不.??biZb?同的區(qū)域襯度差別，實際上反映了樣品相應(yīng)不同區(qū)域平均原子序數(shù)的差別，據(jù)此可以定性分析樣品的化學成分分布。對于光滑樣品，原子序數(shù)襯度反映了表面組織形貌，同時也定性反映了樣品成分分布；而對于形貌、成分差樣品，則采用雙檢測器，消除形貌襯度、原子序數(shù)襯度的相互干擾。（2）背散射電子用于：形貌分析——來自樣品表層幾百nm范圍；成分分析——產(chǎn)額與原子序數(shù)有關(guān)；晶體結(jié)構(gòu)分析——基于通道花樣襯度。第十三章1、電子

8、束入射固體樣品表面會激發(fā)哪些信號？他們有哪些特點和用途？、電子束入射固體樣品表面會激發(fā)哪些信號？他們有哪些特點和用途？答：1)背散射電子:能量高；來自樣品表面幾百nm深度范圍；其產(chǎn)額隨原子序數(shù)增大而增多。用作形貌分析、成分分析以及結(jié)構(gòu)分析。2)二次電子:能量較低；來自表層5—10nm深度范圍；對樣品表面化狀態(tài)十分敏感。不能進行成分分析，主要用于分析樣品表面形貌。3)吸收電子:其襯度恰好和SE或BE信號調(diào)制圖像襯度相反；與背散射電子的襯度

9、互補。吸收電子能產(chǎn)生原子序數(shù)襯度，即可用來進行定性的微區(qū)成分分析。4)透射電子：透射電子信號由微區(qū)的厚度、成分和晶體結(jié)構(gòu)決定?？蛇M行微區(qū)成分分析。5)特征X射線:用特征值進行成分分析，來自樣品較深的區(qū)域6)俄歇電子:各元素的俄歇電子能量值很低；來自樣品表面1—2nm范圍。它適合做表面分析。2、當電子束入射重元素和輕元素時，其作用體積有何不同？各自產(chǎn)生的信號的分辨率有何、當電子束入射重元素和輕元素時，其作用體積有何不同？各自產(chǎn)生的信號的分

10、辨率有何特點？特點？當電子束進入輕元素樣品表面后悔造成滴狀作用體積。入射電子束進入淺層表面時，尚未向橫向擴展開來，因此二次電子和俄歇電子的分辨率就相當于束斑的直徑。入射電子束進入樣品較深部位時，向橫向擴展的范圍變大，則背散射電子的分辨率較低，而特征X射線的分辨率最低。當電子束射入重元素樣品中時，作用體積呈半球狀。電子書進入表面后立即向橫向擴展，因此在分析重元素時，即使電子束的束斑很細小，也能達到較高的分辨率，此時二次電子的分辨率和背散射