现代材料分析方法试题及答案.docx
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1、现代材料分析方法试题及答案一、单项选择题(每题2分,共10分)1 .成分和价键分析手段包括【b】(a ) WDSx 能谱仪(EDS )和 XRD (b) WDSx EDS 和 XPS (c)TEMx WDS 和 XPS ( d ) XRDx FTIR 和 Raman2 .分子结构分析手段包括a(a )拉曼光谱(Raman )、核磁共振(NMR )和傅立叶变换红 外光谱(FTlR) (b)NMRx FTIR 和 WDS(C)SEM、TEM 和 STEM (扫描透射电镜)(d ) XRDs FTIR 和 Raman3 .表面形貌分析的手段包括【d】(a)X射线衍射(XRD )和扫描电镜(SEM )
2、 (b) SEM和透射电 镜(TEM )(C)波谱仪(WDS )和X射线光电子谱仪(XPS ) (d)扫描隧道显 微镜(STM )和SEM4 .透射电镜的两种主要功能:【b】(a )表面形貌和晶体结构(b )内部组织和晶体结构(c)表面形貌和成分价键(d )内部组织和成分价键5 .下列谱图所代表的化合物中含有的基团包括:【c】(a ) -C-Hx -OH 和一NH2 (b) -C-Hx 和-NH2,(c) -C-H,和-C=C- (d) -C-H.和 CO二、判断题(正确的打V ,错误的打X ,每题2分,共10分)1 .透射电镜图像的衬度与样品成分无关。(X ) 2.扫描电镜的 二次电子像的分
3、辨率比背散射电子像更高。(V ) 3.透镜的数值孔径 与折射率有关。( ) 4.放大倍数是判断显微镜性能的根本指标。( ) 5 .在样品台转动的工作模式下,X射线衍射仪探头转动的角速 度是样品转动角速度的二倍。(。)三、简答题(每题5分,共25分)1 .扫描电镜的分辨率和哪些因素有关?为什么?和所用的信号种类和束斑尺寸有关,因为不同信号的扩展效应不 同,例如二次电子产生的区域比背散射电子小。束斑尺寸越小,产生 信号的区域也小,分辨率就高。2 .原子力显微镜的利用的是哪两种力,又是如何探测形貌的? 范德华力和毛细力。以上两种力可以作用在探针上,致使悬臂偏转,当针尖在样品上方 扫描时,探测器可实时
4、地检测悬臂的状态,并将其对应的表面形貌像 显示纪录下来。3 .在核磁共振谱图中出现多重峰的原因是什么?多重峰的出现是由于分子中相邻氢核自旋互相偶合造成的。在外 磁场中,氢核有两种取向,与外磁场同向的起增强外场的作用,与外磁场反向的起减弱外场 的作用。根据自选偶合的组合不同,核磁共振谱图中出现多重峰的数目也有不同,满足 n + l规律4 .什么是化学位移,在哪些分析手段中利用了化学位移?同种原子处于不同化学环境而引起的电子结合能的变化,在谱线 上造成的位移称为化学位移。在XPS.俄歇电子能谱、核磁共振等分 析手段中均利用化学位移。5拉曼光谱的峰位是由什么因素决定的,试述拉曼散射的过程。拉曼光谱的
5、峰位是由分子基态和激发态的能级差决定的。在拉曼 散射中,若光子把一部分能量给样品分子,使一部分处于基态的分子 跃迁到激发态,则散射光能量减少,在垂直方向测量到的散射光中, 可以检测到频率为(v- Av)的谱线,称为斯托克斯线。相反,若光子 从样品激发态分子中获得能量,样品分子从激发态回到基态,则在大 于入射光频率处可测得频率为(v Av)的散射光线,称为反斯托克斯 线四、问答题(10分)说明阿贝成像原理及其在透射电镜中的具体应用方式。答:阿贝成像原理(5分):平行入射波受到有周期性特征物体 的散射作用在物镜的后焦面上形成衍射谱,各级衍射波通过干涉重新 在像平面上形成反映物的特征的像。在透射电镜
6、中的具体应用方式(5 分)。利用阿贝成像原理,样品对电子束起散射作用,在物镜的后焦 面上可以获得晶体的衍射谱,在物镜的像面上形成反映样品特征的形 貌像。当中间镜的物面取在物镜后焦面时,则将衍射谱放大,则在荧光 屏上得到一幅电子衍射花样;当中间镜物面取在物镜的像面上时,则 将图像进一步放大,这就是电子显微镜中的成像操作。五、计算题(10分)用CUKaX射线(=)的作为入射光时,某种氧化铝的样品的 XRD图谱如下,谱线上标注的是2的角度值,根据谱图和PDF卡片 判断该氧化铝的类型,并写出XRD物相分析的一般步骤。答:确定氧化铝的类型(5分)根据布拉格方程2dsin=n , d=(2sin)对三强峰
7、进行计算:,与卡片10-0173 -AI2O3符合,进一步比对其他衍射峰的结果可以确定是-AI2O3oXRD物相分析的一般步骤。(5分)测定衍射线的峰位及相对强度I/I1 :再根据2dsin=n求出对应的面间距d值。(1)以试样衍射谱中三强线面间距d值为依据查Hanawalt索引。(2)按索引给出的卡片号找出几张可能的卡片,并与衍射谱数据对 照。(3)如果试样谱线与卡片完全符合,则定性完成。六、简答题(每题5分,共15分)1 .透射电镜中如何获得明场像、暗场像和中心暗场像?答:如果让透射束进入物镜光阑,而将衍射束挡掉,在成像模式 下,就得到明场象。如果把物镜光阑孔套住一个衍射斑,而把透射束 挡
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