材料测试方法知到智慧树章节测试课后答案2024年秋江苏大学

材料测试方法知到智慧树章节测试课后答案2024年秋江苏大学第一章单元测试

点阵参数精确测定时，应尽可能选取高角度的衍射线。

A:对B:错

答案:对材料的内应力分为三类，X射线衍射方法可以测定

A:第二类应力（微观应力）B:D.A+B+CC:第一类应力（宏观应力）D:第三类应力

答案:第一类应力（宏观应力）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

A:光电子B:俄歇电子C:二次荧光D:背散射电子

答案:光电子；俄歇电子；二次荧光在衍射仪的光学布置中，梭拉狭缝由一组平行的金属薄片组成，其作用是限制射线在竖直方向的发散度

A:错B:对

答案:对理论上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。

A:对B:错

答案:对

第二章单元测试

一百多年前，伦琴发现了X射线（RenC,JiangL,KouJ,YanS,LiL,LiuM,DongX,ChenK,LiZ,LiZ,HuangX,TaiR.Developmentofmicro-LauetechniqueatShanghaiSynchrotronRadiationFacilityformaterialssciences.SciChinaMater2021,64(9):2348–2358），并因此获得到1900年的诺贝尔物理学奖。请检索相关文献，并结合文献内容和本课程所学内容针对以下问题进行分析讨论：（1）伦琴是通过什么样的装置来发现X射线的？（2）根据该文献所述X射线具有哪些特性？伦琴是通过怎样的实验来证实这些特性的？为什么可以证实？（3）根据文献所述，X射线是怎样测出来的？测的原理是怎样的？从今天看来，当时所用的方法和现在的探测器原理有什么相似的地方？又有什么不同的地方？（4）根据文献所述，X射线操纵的难点在什么地方？为什么？

答案:（1）伦琴是通过使用阴极射线管并在其附近放置涂有铂氰化钡的屏幕来发现X射线的。当他将管内的气体抽至低真空状态并通以高电压时，意外地发现屏幕发出荧光。（2）根据文献所述，X射线的特性包括穿透性、使某些物质发出荧光以及能够拍摄出物体内部结构的照片。伦琴通过一系列实验验证了这些特性：他让X射线穿过不同的物质，观察到它们在屏幕上留下的不同强度的阴影，证明了X射线的穿透力；利用荧光效应，他展示了X射线能使特定物质发光；他还拍摄了他妻子手指的X射线照片，首次展示了X射线的成像能力，从而证实了这些特性。（3）文献中提到的X射线测量方法可能涉及微-Laue技术，这是一种基于X射线衍射原理的技术，用于分析材料的晶体结构。原理上，当X射线照射到晶体上时，会按照布拉格定律发生衍射，形成特定角度的衍射斑点，通过分析这些斑点可以得到晶体结构信息。与当时的探测方法相比，现代技术通常采用更高级的探测器如CCD或像素探测器，具有更高的灵敏度和分辨率，且能进行快速的数据采集和处理。相似之处在于基本的衍射原理未变，都是利用X射线与物质的相互作用来获取信息；不同之处主要在于技术手段的进步，如数字化记录、自动化分析以及更高效的光源等。（4）X射线操纵的难点在于其对样品的高能量作用可能导致样品损伤，尤其是在生物样本和脆弱材料的研究中。此外，精确控制X射线的聚焦、方向和强度也是一大挑战，这要求高度先进的光学元件和精密的实验设计。这些难点源于X射线本身的物理性质，即其极短波长和强穿透力，这既提供了研究材料内部结构的独特能力，也带来了操控上的复杂性。闪烁体计数器探测信号是基于信号作用于闪烁体产生光、所产生的光作用于光敏阴极而产生电信号来实现探测的。

A:对B:错

答案:对对于给定原子，其Kα线的波长比Kβ线波长短。

A:错B:对

答案:错下列哪些信号可通过电子束与固体物质作用产生？

A:特征X射线B:背散射电子C:二次电子D:俄歇电子

答案:特征X射线；背散射电子；二次电子；俄歇电子电磁透镜可用于（）的聚焦。

A:原子B:可见光C:X射线D:电子束

答案:电子束假设电子从灯丝上逸出时的能量为0，请问在加速电压为10000V时电子最终的能量大约是多少？

A:10000eVB:10000JC:1.6eVD:1.6×10-15eV

答案:10000eV

第三章单元测试

2018年，西安交通大学的RenChenyu等人报道了上海材料科学同步辐射装置微束技术的发展（RenC,JiangL,KouJ,YanS,LiL,LiuM,DongX,ChenK,LiZ,LiZ,HuangX,TaiR.Developmentofmicro-LauetechniqueatShanghaiSynchrotronRadiationFacilityformaterialssciences.SciChinaMater2021,64(9):2348–2358），他们展示了上海材料科学同步辐射装置微束技术的特征和性能。请检索相关文献，并结合文献内容和本课程所学内容针对以下问题进行分析讨论：（1）该文献所述的工作有什么价值（重要性和意义在哪）？（2）该文献所述的微细劳厄技术与本章所学习的粉末衍射法有什么区别？又有什么联系？现在衍射仪应用已经很普遍，发展微区劳厄技术有什么优势？（3）为了证实该文献所述的微细劳厄技术的性能，作者都作了哪些展示？请将作者所要证实的技术特征和作者给出的测试结果图片的特征对应起来，所展示的结果说明该技术的性能了吗？（4）通过一般的X射线衍射仪来实现微细劳厄技术的难点在什么地方？

答案:（1）该文献所述的工作价值在于推动了材料科学领域中微观结构分析技术的发展，特别是在使用同步辐射光源进行微区结构分析方面。它的重要性与意义体现在能够提供更高空间分辨率和更精细的晶体结构信息，有助于深入理解材料的微观机制，促进新材料的研发与现有材料性能的优化。（2）微细劳厄技术与粉末衍射法的主要区别在于：微细劳厄技术能够实现微米乃至纳米尺度上样品的原位分析，具有更高的空间分辨率；而粉末衍射法通常是对样品的宏观混合相进行平均信息的获取，分辨率较低。它们之间的联系在于都是基于X射线衍射原理，用于分析材料的晶体结构。发展微区劳厄技术的优势在于能够实现对复杂材料中微小区域结构的直接、无损和高精度测量，这对于研究材料的局部异质性、缺陷、界面效应等至关重要。（3）作者通过展示微细劳厄技术在不同材料上的应用实例，包括高分辨的晶粒取向映射、微区应力分析及缺陷检测等，验证了该技术的性能。具体测试结果图片特征与技术特征的对应表明，技术成功实现了对微小样品区域的精确结构解析，证明了其在空间分辨率、数据质量和分析深度方面的优越性。（4）实现微细劳厄技术的难点主要包括：需要高度稳定和精确的光束定位系统以保证对微小区域的准确照射；同步辐射光源的时间分配和使用效率；高灵敏度探测器的开发，以便捕捉微弱信号；以及复杂的数据处理算法，用于从大量数据中快速准确提取有用信息。这些技术挑战限制了一般X射线衍射仪在微区分析中的应用，突显了微细劳厄技术发展的必要性和创新性。X射线衍射法测定结晶度是通过测定样品中晶相与非晶相的衍射方位来实现的

A:错B:对

答案:错非晶物质的衍射图由少数漫散峰组成

A:对B:错

答案:对

脉冲高度分析器可以剔除那些对衍射分析不需要的干扰脉冲，从而达到降低背底和提高峰背比的作用

A:对B:错

答案:对X射线衍射方法有哪些？

A:劳埃法B:粉末法C:布拉格法D:周转晶体法

答案:劳埃法；粉末法；周转晶体法X射线衍射仪常规测量中衍射强度的测量方法有哪些？

A:快速扫描B:步进扫描C:间歇扫描D:连续扫描

答案:步进扫描；连续扫描

第四章单元测试

2013年，燕山大学的田永君团队报道了超硬纳米孪生立方氮化硼（cBN）的工作（TianY,XuBo,YuD,MaY,WangY,JiangY,HuW,TangC,GaoY,LuoK,ZhaoZ,WangL-M,WenB,HeJ,LiuZ.Ultrahardnanotwinnedcubicboronnitride.Nature,2013,493:385-388.），他们使用特制的具有洋葱状嵌套结构、具有固有的褶皱BN层和许多堆叠缺陷的纳米颗粒作为前驱体制备出了由平均厚度为3.8nm的精细孪晶畴主导的纳米结构的cBN，所制备出的纳米孪生立方氮化硼具有超硬性能。请查阅相关文献，并结合文献内容和本课程所学内容针对以下问题进行分析讨论：（1）该文献所述的工作有什么价值（重要性和意义在哪）？（2）为了证实该文献所述的前驱体特征和最终产物的特征，需要采用什么测试手段进行测试分析？测试分析的原理是什么？（3）该文献中涉及到纳米材料、纳米孪晶、层错、晶界等微结构。在测试结果（衬度图）中这些微结构具有什么特征（根据什么原则来判定文献中所标注的部分是特定的微结构）？（4）文献测试结果中给出了透射电镜衬度图和衍射斑点，并标出相关的指数，这些指数之间有什么对应关系吗？这些指数是依据怎样的原理来标定的（斑点指数间需要满足什么关系）？（5）请将作者所要证实的结构特征和作者给出的测试结果图片的结构特征对应起来，然后评价以下测试结果有没有完全说明作者所要证实cBN的结构特征。

答案:（1）该工作的重要性和意义在于：成功合成了超硬纳米孪生立方氮化硼材料，不仅推进了超硬材料领域的发展，还可能为工业切割、钻探等极端条件下的耐磨工具提供新型高性能材料。（2）测试手段及原理包括：-透射电子显微镜（TEM）：用于观察材料的微观结构，包括纳米颗粒、孪晶界、层错等，原理是电子束穿透样品后形成图像，分辨率高，能直接观察原子排列。-选区电子衍射（SAED）：用于分析材料的晶体结构和取向，原理是选取样品上特定区域进行电子衍射，通过分析衍射花样确定晶体结构和缺陷。-高分辨透射电子显微镜（HRTEM）：更详细地观察晶格结构，确认孪晶层厚度和晶体完整性。-X射线衍射（XRD）：整体评估样品的结晶度和相结构，原理基于布拉格定律，通过测量X射线的散射角度确定晶面间距。（3）在测试结果中，这些微结构的特征通常表现为：-纳米材料：呈现为小尺寸的颗粒或结构，与常规尺度材料相比，显示独特的物理化学性质。-纳米孪晶：在TEM图像中表现为重复且紧密排列的平行条纹或界面，间距均匀，表明晶体内部存在大量细小的孪晶结构。-层错：在高分辨图像中可能显示为局部晶格失配或额外的明暗条纹，表明原子层之间的不规则堆垛。-晶界：在TEM图像中通常呈现为对比度变化的区域，反映不同晶粒间的界面。（4）透射电镜衬度图和衍射斑点中的指数对应关系及标定原理：-衍射斑点的指数（如111,200等）代表了晶体中特定晶面间的角度关系，这些指数需满足布拉格方程，即nλ=2d*sinθ，其中n为整数，λ为入射波长，d为晶面间距，θ为衍射角。-衬度图中特定的微结构（如孪晶界、层错）与衍射斑点的对应，可以通过分析特定斑点的强度变化或缺失来判断，因为这些缺陷会干扰晶体的周期性，影响衍射图案。（5）评价：根据文献提供的透射电镜图像和衍射斑点图，如果能够清晰展示出预期的纳米孪晶结构、层错和晶界特征，并且衍射斑点分析能够与预期的cBN晶体结构相匹配，同时斑点的指数能够准确对应到材料的特定晶面，则可以认为测试结果较为全面地证实了作者所提出的cBN的纳米孪晶结构特征。但具体是否“完全”说明还需详细比对所有数据和分析结果。电子衍射与X射线衍射均是以满足______作为产生衍射的必要条件。

答案:0用爱瓦尔德球图解说明电子衍射过程中，以下错误的是（）。（）

A:O*是倒易原点B:k是衍射波的波矢量C:倒易阵点G落在爱瓦尔德球的球面上D:O是爱瓦尔德球的球心

答案:k是衍射波的波矢量关于电子衍射与X射线衍射的说法，以下正确的是（

）。

A:电子衍射的反射球半径小B:X射线的衍射角相对较大C:电子衍射的散射能力高D:二者采用的光源是一致的

答案:X射线的衍射角相对较大；电子衍射的散射能力高晶体正空间中的点阵晶面对应倒易空间中的点。

A:错B:对

答案:对调节中间镜使中间镜的物平面和物镜的像平面重合，实现电子衍射操作。

A:错B:对

答案:错

第五章单元测试

2018年，湖南大学的PanShuaijun团队报道了对超低表面张力液体具有超强拒油性的涂层工作(PanS,GuoR,BjömmalmM,RichardsonJJ,LiL,PengC,Bertleff-ZieschangN,XuW,JiangJ,CarusoF.Coatingssuper-repellenttoultralowsurfacetensionliquids.NatureMaterials,2018,17:1040-1047.),他们使用氟硅烷和氰基丙烯酸酯混合物自底向上制备超拒油涂料，将涂层组装成具有局部多凹入分级结构的薄膜以实现超疏油性能。请检索相关文献，并结合文献内容和本课程所学内容针对以下问题进行分析讨论：(1)该文献所述的工作有什么价值(重要性和意义在哪)?(2)为了证实该文献所述的超疏油表面的微结构特征，需要采用什么测试手段进行测试分析?测试分析的原理是什么?(3)该文献中涉及到表面上的超疏油区域和超亲油区域，两种在成分上有差别，可以通过什么手段来表征微观区域的这种差别?依据的原理是什么?(4)文献表征元素组成时需要足够高的电子加速电压，为什么?请分別大致计算一下测试氧元素和碳元素需要多高的电子加速电压?(5)请将作者所要证实的结构特征和作者给出的测试结果图片的结构特征对应起来，然后评价以下测试吉果有没有完全说明作者所要证实表面的结构特征。

答案:1)该文献所述工作的价值在于开发出一种新型超拒油涂层材料，通过氟硅烷和氰基丙烯酸酯的创新组合，实现了对超低表面张力液体的超强拒油性。这一成果在防腐、自清洁材料、油水分离技术以及微流控器件等领域具有重要意义，能够推动相关行业的技术进步和应用拓展。2)验证超疏油表面微结构特征通常采用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)。SEM可以提供表面形貌的高分辨率图像，揭示多级结构的细节；AFM则能测量表面的粗糙度和微纳结构。测试分析的原理是利用电子束或微小探针与样品表面相互作用产生的信号，来重构样品表面的三维形貌信息。3)表征微观区域成分差别的手段主要是能量散射光谱(EDS)或X射线光电子能谱(XPS)。这两种技术都能在