材料结构表征作业答案学习教案

1、会计学1材料结构表征作业答案材料结构表征作业答案第一页，编辑于星期日：十六点 六分。答：答：1.1.用平行的直线将代表构成晶体的所有原子的格点连接起来构用平行的直线将代表构成晶体的所有原子的格点连接起来构成的网格称为晶格成的网格称为晶格. . 对于简单晶格，由一个格点沿着各个方向按一定的平移周期进对于简单晶格，由一个格点沿着各个方向按一定的平移周期进行平移就可以得到整个晶格。对于复式晶格，行平移就可以得到整个晶格。对于复式晶格，由一个格点沿着各由一个格点沿着各个方向按一定的平移周期进行平移就可以得到子晶格，多个个方向按一定的平移周期进行平移就可以得到子晶格，多个子晶格套构得到整个晶格。子晶格套

2、构得到整个晶格。这就是晶格的周期性。空间点阵这就是晶格的周期性。空间点阵可以描述其周期性。可以描述其周期性。2.2.简单格子是由同一类等同原子构成的晶格，其物理学原胞仅包含简单格子是由同一类等同原子构成的晶格，其物理学原胞仅包含一个原子；复式格子是由两类或两类以上的等同原子构成的晶格，一个原子；复式格子是由两类或两类以上的等同原子构成的晶格，其物理学原胞包含两个或两个以上的原子。等同原子：所处的物质其物理学原胞包含两个或两个以上的原子。等同原子：所处的物质环境和几何环境都相同的同一种原子。环境和几何环境都相同的同一种原子。第1页/共32页第二页，编辑于星期日：十六点 六分。第2页/共32页第三

3、页，编辑于星期日：十六点 六分。第3页/共32页第四页，编辑于星期日：十六点 六分。）所以晶面指数为（得到分别代入晶面方程）；（将晶面上三个点的坐标111) 1( :1:1:2121tlzkyhx01/22/1111100lkhtkhtlkhth6. 已知晶面上三点已知晶面上三点1 0 0;1 1 1;1/2 1/2 0,求所在晶面的晶面指求所在晶面的晶面指数（数（hkl）和该晶面族中最靠近原点的晶面在三个晶轴上的）和该晶面族中最靠近原点的晶面在三个晶轴上的分数截距。分数截距。该晶面族中最靠近原点该晶面族中最靠近原点的晶面在三个晶轴上的的晶面在三个晶轴上的分数截距分别为分数截距分别为1，1，-

4、1。作业作业2 2第4页/共32页第五页，编辑于星期日：十六点 六分。HKLHKLHKLgdcLbKaHg1,*解：1. 利用倒易矢量定义和基本性质求四方晶系晶面间距公式。利用倒易矢量定义和基本性质求四方晶系晶面间距公式。作业作业3 3222222*22*22*22*2/ )(1/ 1,/ 1;)()(1cLaKHcLbKaHdccabacbacLbKaHcLbKaHggdHKLHKLHKLHKL第5页/共32页第六页，编辑于星期日：十六点 六分。2.2.已知两个倒易矢量已知两个倒易矢量g g111111、g g120120，均在过原点的倒易面，均在过原点的倒易面上，求该倒易面对应晶带轴上，求

5、该倒易面对应晶带轴r r的指数的指数uvwuvw3.3.求两晶带求两晶带r111r111和和r110r110构成的交面。构成的交面。4.4.画出简立方晶格倒易面画出简立方晶格倒易面 (110)(110)* * 上的五个点。上的五个点。(1-10),(001)(1-10),(001)112)101(第6页/共32页第七页，编辑于星期日：十六点 六分。第二章第二章 作业作业4 第7页/共32页第八页，编辑于星期日：十六点 六分。ttTmeIeII0/033ZKm第8页/共32页第九页，编辑于星期日：十六点 六分。第三章第三章 作业作业 5-61.1.写出衍射矢量方程，并根据厄瓦尔德图解原理说明多晶

6、试样衍写出衍射矢量方程，并根据厄瓦尔德图解原理说明多晶试样衍射花样形成的原因。射花样形成的原因。2.2.计算计算CuCu（面心立方晶体结构）的结构因子，并讨论消光条件。（面心立方晶体结构）的结构因子，并讨论消光条件。3.3.计算计算NaClNaCl（面心立方点阵）的结构因子。并讨论消光条件。（面心立方点阵）的结构因子。并讨论消光条件。 (NaCl(NaCl的晶体结构可以看成两个面心立方晶格沿晶轴平移的晶体结构可以看成两个面心立方晶格沿晶轴平移1/21/2基矢（基矢（a a或或b b或或c c）大小套构而成的。晶胞中包含两类原子）大小套构而成的。晶胞中包含两类原子NaNa和和ClCl。) )第9

7、页/共32页第十页，编辑于星期日：十六点 六分。HKLgss0布拉格方程的矢量式布拉格方程的矢量式-衍射矢量方程：衍射矢量方程：根据厄瓦尔德图解原理，根据厄瓦尔德图解原理，的厄瓦尔德图解的厄瓦尔德图解应如图所示。由于粉末多晶晶粒空间取向的随机分布，倒应如图所示。由于粉末多晶晶粒空间取向的随机分布，倒易空间由一系列的同心倒易球组成。倒易球与反射球的交易空间由一系列的同心倒易球组成。倒易球与反射球的交线是一个圆，从这个交线圆向反射球心连线形成线是一个圆，从这个交线圆向反射球心连线形成锥顶角为锥顶角为44。第10页/共32页第十一页，编辑于星期日：十六点 六分。2. 面心点阵的每个晶胞中有面心点阵的

8、每个晶胞中有4个同类原子，其坐标为个同类原子，其坐标为000，1/2 1/2 0， 1/2 0 1/2， 0 1/2 1/221212sin2cos2njjjjjnjjjjjHKLLZKYHXfLZKYHXfF当当H、K、L全为奇数或偶数时，则（全为奇数或偶数时，则（H+K）、（）、（H+K）、（）、（K+L）均为偶数，这时：）均为偶数，这时：第11页/共32页第十二页，编辑于星期日：十六点 六分。)(hsin)cos(heeF2Cl22ClhiClh21i2ClNaCl2FFFFFFFFNaNaClNaNa面心面心面心面心3.当当H、K、L全为偶数或奇数时，全为偶数或奇数时，ClNa2ClN

9、a2Cl4f4f4f4f)cos(h2NaClNaNaClFFFF消光第12页/共32页第十三页，编辑于星期日：十六点 六分。0)cos(h02Cl2FFFFNaNaCl面心消光第13页/共32页第十四页，编辑于星期日：十六点 六分。1. 已知有膜和无膜时已知有膜和无膜时Si衬底峰位分别是衬底峰位分别是0 和和0 ，R185mm，求薄膜的厚度（）。，求薄膜的厚度（）。2. A和和B两组元组成的固溶体中，含量为两组元组成的固溶体中，含量为x的的B原子的固原子的固溶体溶体A1-xBx的点阵参数为，的点阵参数为，A和和B组元的的点阵常数分别组元的的点阵常数分别为和。用为和。用Vegard定律求固溶体

10、的组分（）。定律求固溶体的组分（）。)2(cos2Rt%100ABAxaaaax第四章第四章 作业作业6-9第14页/共32页第十五页，编辑于星期日：十六点 六分。答：答：因为因为 ，所以在测量误差，所以在测量误差一定的条件下，一定的条件下，越大越大 ，点阵常数的相对误差越，点阵常数的相对误差越小。因此进行点阵常数的精确测定时要选择高角度小。因此进行点阵常数的精确测定时要选择高角度的衍射线条。的衍射线条。 ),(立方晶系aactgdd第15页/共32页第十六页，编辑于星期日：十六点 六分。第16页/共32页第十七页，编辑于星期日：十六点 六分。6.某次实验测得数据如下，请标出是什么晶体结构，并

11、计算出对应的某次实验测得数据如下，请标出是什么晶体结构，并计算出对应的晶面指数。晶面指数。面心立方结构面心立方结构第17页/共32页第十八页，编辑于星期日：十六点 六分。2jjjVCKI niijiAjAAKIKI1/第18页/共32页第十九页，编辑于星期日：十六点 六分。9.9.试样：由刚玉（试样：由刚玉（A A）、莫莱石（）、莫莱石（M M）、石英（）、石英（Q Q）和方解石）和方解石（C C）四个相组成，各待测相的参比强度）四个相组成，各待测相的参比强度 复合样中各峰的强度，复合样中各峰的强度，I IM M（120+210120+210）=922=922， I IC C（101101）=

12、6660=6660， I IA A（113113）=4829=4829求各相的百分含量。求各相的百分含量。 16. 9,08. 8,47. 2CAQAMAKKK8604)1110(QI第19页/共32页第二十页，编辑于星期日：十六点 六分。69941 .72710653 .373482916.9666008.8860447.2922148291niijiKI%0.6969941/4829/1niijiAAAAKIKI%3.5699447.2/922/1niijiMAMMKIKI%2.15699408.8/8604/1niijiQAQQKIKI%5 .10699416. 9/6660/1niij

13、iCACCKIKI解：解：第20页/共32页第二十一页，编辑于星期日：十六点 六分。10. 10. 用柯西分布法计算晶粒大小和晶格畸变，原始数用柯西分布法计算晶粒大小和晶格畸变，原始数据如下（据如下（ ）：）：nmDDD21)10318. 7/(154056. 0)sin4cos/(100 . 4468. 15927. 0sinsin4cos-cossin41cossin41cos31114212211222111）（02322201311191.46,10986. 830.21,10225. 7bBbB解：将已知数据代入公式第21页/共32页第二十二页，编辑于星期日：十六点 六分。1. Al

14、, 1. Al, 面心立方结构（面心立方结构（FCCFCC）,a=0.44049nm,a=0.44049nm,R RA A=R=RB B=16.2mm,R=16.2mm,Rc c=26.5mm,=26.5mm,( R( RA A R RB B0 0, ( R, ( RA A R RC C0 0, ,求求A A、B B、C C等的指数和等的指数和L L。第五章第五章 作业作业11 8:3:3:)( : )( : )(:321232323222222212121232221NNNLKHLKHLKHRRR)220() 111 ()111(nm12mm. 4344049/. 0*2 .16N/RaRd

15、L第22页/共32页第二十三页，编辑于星期日：十六点 六分。2. 2. 什么是衬度？透射电子衬度像的形成机制有哪些？什么是衬度？透射电子衬度像的形成机制有哪些？3. 3. 什么是明场像和暗场像？它们之间有何关系？什么是明场像和暗场像？它们之间有何关系？4. 4. 等厚条纹和等倾条纹的特点及其衬度来源？等厚条纹和等倾条纹的特点及其衬度来源？5. 5. 晶体的不完整性包括哪几个方面？不完整晶体的衬晶体的不完整性包括哪几个方面？不完整晶体的衬度来源是什么度来源是什么? ?位错、层错像的特点？位错、层错像的特点？第23页/共32页第二十四页，编辑于星期日：十六点 六分。第24页/共32页第二十五页，编

16、辑于星期日：十六点 六分。强度的不均匀分布现象就称为强度的不均匀分布现象就称为，所获得的电子象称为透，所获得的电子象称为透射电子衬度象。射电子衬度象。) 分为相位衬度和振幅衬度（又分为质厚衬度和衍分为相位衬度和振幅衬度（又分为质厚衬度和衍射衬度）射衬度）衍射衬度衍射衬度是由于存在布拉格衍射造成的。是由于存在布拉格衍射造成的。（明场象和暗场象）（明场象和暗场象） 衍衬成像反映的是晶体内部的组织结构特征，而质量厚度衍衬成像反映的是晶体内部的组织结构特征，而质量厚度衬度反映的基本上是样品的形貌特征。衬度反映的基本上是样品的形貌特征。4.4.电子衍射衬度的强度随厚度电子衍射衬度的强度随厚度t t周期变

17、化，这就是周期变化，这就是等厚条件等厚条件产生的理产生的理论依据。在衬度像上观察到的论依据。在衬度像上观察到的明暗相间的条纹明暗相间的条纹，同一条纹对应的厚，同一条纹对应的厚度是相同的，条纹的深度周期为度是相同的，条纹的深度周期为1/s 1/s 。电子衍衬像中的等厚条纹则。电子衍衬像中的等厚条纹则是单束、无干涉成像，其衬度来自于衍射波的振幅是单束、无干涉成像，其衬度来自于衍射波的振幅. .第25页/共32页第二十六页，编辑于星期日：十六点 六分。第26页/共32页第二十七页，编辑于星期日：十六点 六分。第27页/共32页第二十八页，编辑于星期日：十六点 六分。化学位移化学位移:同种原子由于处于

18、不同的化学环境，引起内壳层电子结合能的变化，在谱图上表现为谱线的位移现象。（与研究原子结合的同种原子由于处于不同的化学环境，引起内壳层电子结合能的变化，在谱图上表现为谱线的位移现象。（与研究原子结合的原子的电负性原子的电负性对化学位移的影响较大；当某元素的原子处于不同的氧化态时，它的结合能将发生变化。）对化学位移的影响较大；当某元素的原子处于不同的氧化态时，它的结合能将发生变化。）B. C. D.E.F. G.鬼线鬼线XPS定性和定量分析的依据是峰位和峰强度（比对附录中的结合能数据；定性和定量分析的依据是峰位和峰强度（比对附录中的结合能数据；）第28页/共32页第二十九页，编辑于星期日：十六点 六分。第七章第七章7.1 热分析热分析第29页/共32页第三十页，编辑于星期日：十六点 六分。第30页/共32页第三十一页，编辑于星期日：十