材料微观分析作业题答案（一）

第一章

1.衍射分析用的单色X射线采用的阳极靶材料的哪种标识X射线、滤波片材料的原子序数与阳极靶材料的原子序数关系如何？滤波片吸收限λk与阳极靶材料的标识X射线波长是什么关系？ 答：①采用K?标识X射线。

②Z靶?40时，Z片=Z靶-1；Z靶?40时，Z片=Z靶-2 ③?k刚好位于辐射源的K?和K?之间并尽可能靠近K?

2、X射线与物质相互作用时，产生哪两种散射？各有什么特点？哪种散射适用于X射线衍射分析？什么方向是晶体对X射线的衍射方向？

答：相干散射、非相干散射。

相干散射：振动频率与入射X射线的相同，这些散射波之间符合振动方向

相同、频率相同、位相差恒定的光的干涉条件。适用于X射线衍射分析。

非相干散射：X射线波长增长并与原方向偏离2θ角，散布于空间各个方向的

量子散射波与入射波的波长不相同，位相也不存在确定的关系。入射波长越短，被照射物质元素越轻。不能参与晶体对X射线的衍射。

3、X射线是怎么产生的？什么是标识X射线（特征X射线）谱？什么是连续X射线谱？两种谱的产生机理和特点。

答：①X射线的产生：X射线是由高速运动的带电粒子与某种物质相撞击后猝然减速，且与该物质中的内层电子相互作用产生的。

②若我们对X射线管施加不同的电压，在用适当的方法去测量由X射线管发出的X射线的波长和强度，便会得到X射线强度与波长的关系曲线，称之为X射线光谱。 ·在管压很低，小于20kV时的曲线是连续变化的，故而称这种X射线谱为连续谱 ·当电压继续升高，大于某临界值时，突然在连续谱的某个波长处出现强度峰，峰窄而尖锐，改变管电流、管电压，这些谱线只改变强度而峰的位置所对应的波长不变，即波长只与原子序数有关，与电压无关，叫做特征X射线。

4、根据原子结构的模型，阐述封闭式热阴极X射线管中K系标识X射线的产生。（画图说明）

6、什么叫X射线光电效应？什么叫荧光X射线？俄歇电子？

答：①X射线光电效应：入射X射线的光子与物质原子中电子相互碰撞时产生

的物理效应，称为X射线的光电效应。

②荧光X射线：为了与入射X射线相区别，称由X射线激发所产生的特征

X射线为荧光X射线。 ③俄歇电子：当有LII层电子跃入K层补充空位时，能量释放会有两种效应，其中之一就是被包括空位层在内的临近电子或叫外层电子所吸收，使该电子

受到激发逸出，这种具有特征能量的电子即为俄歇电子。 补充： ·X射线照射到物质上与物质相互作用是个很复杂的过程，包括三个能量转换过

程：散射能量、吸收能量（包括真吸收变热部分和光电效应、俄歇效应、正电子吸收等）、透过物质继续沿原入射方向传播的能量（包括波长改变和不改变两部分）。 ·真吸收：由电子在原子内的迁移所引起的，是一个很大的能量转换过程 ·漫散射式吸收与真吸收构成全吸收。

7. 什么是靶的激发电压?工作电压? X射线激发电压有什么决定? 本题答案未找到

第二章

8、在立方点阵中画出下列晶向及晶面：[111],[121],[211],(010),(110),(123),(211)

???

9、将下列几个晶面（立方晶系）按晶面间距的大小排列 (123),(100), (200), (311), (121), (210), (110), (221),(030)。 答：

（hkl） （123） (100) (200) (311) (121) (210) (110) (221) (030)

?????h2+k2+l2 14 1 4 11 6 5 2 9 9

???面间距按由大到小排列 (100), (110), (200),(210), (121),(030)= (221),(311),（123)

10、晶面（110），（311），（122）是否属于同一晶带，晶带轴是什么？ 答：先按照（110）和（311）求取二者的晶带轴，由晶带定律可知

u?k1l2?k2l1?1?0?1v?l1h2?l2h1?0?1??1w?h1k2?h2k1?1?3??2

即其晶带轴为(112)。若三晶面属于同一晶带，则应满足h3u?k3v?l3w?0。将（122）代入后发现结果并不为零，故可判断三晶面不属于同一晶带。 11、下述立方晶体属于哪一种布拉菲格子？

（1）每个晶胞中含有位于0?0，?0?上的两个同种原子。

（2）每个晶胞中含有位于?00，0? ?，上的两个A原子和位于00 ?， ? ?0上的两个B原子

答：（1）体心立方（2）体心立方

12、晶向指数、晶面指数、晶向族、晶面族的意义及表示法。

晶向指数：晶向指数表示着所有相互平行、方向一致的晶向；所指方向相反，则晶向指数的数字相同，但符号相反； 以[u v w]表示

晶面指数：晶面指数所代表的不仅是某一晶面，而是代表着 一组相互平行的晶面。以( h k l )表示。

晶向族：晶体中因对称关系而等同的各组晶向可归并为一个晶向族，用表示

晶面族：在晶体内凡晶面间距和晶面上原子的分布完全相同，只是空间位向不同的晶面可以归并为同一晶面族，以{h k l}表示，它代表由对称性相联系的若干组等效晶面的总和。

13. 倒易空间的意义，定义，与正空间的关系。 本题答案未找到

第三章

12、什么是布拉格角？什么是衍射角？写出布拉格方程的表达式并阐明其含义。对方程中的主要参数的范围确定进行讨论。 ①布拉格角：?、入射线与晶面交角

②衍射角：2?、入射线与衍射线的交角。

③由衍射条件：??n?，形成干涉、衍射线，即：2dsin??n?布拉格方程 d为晶面间距，θ为入射束与反射面的夹角，λ为X射线的波长，n为衍射级数， 其含义是：只有照射到相邻两镜面的光程差是X射线波长的n倍时才产生衍射。 参数范围讨论： sinθ<1；??2d；n?1且n为整数，但一般取1 13、已知α-Fe属立方晶系，点阵参数a=0.28644 nm，问用射线照射α-Fe，衍射图中最多可得到几条衍射线？ 答：??2d?d?a nm X

?2?0.22909?0.1145nm 立方晶系的面间距公式为： 22d???ad2???0.11452?0.01312? ??222h2?k2?l2?h?k?l?22a20.286442h?k?l???6.253

0.013120.013122hkl均为简单整数，故符合以上不等式的可能组有： (112)(001)(002)(111)(120)(110) 根据消光规律 布拉菲点阵 简单 底心 体心 面心 存在的谱线指数hkl 全部 h+k为偶数 （h+k+l）为偶数 h\\k\\l为同性数 不存在的谱线指数hkl 无 h+k为奇数 (h+k+l)为奇数 h\\k\\l为异性数 可知，若??Fe为面心，则(111)(002)存在，而其他则不存在，故有两条衍射线