考試科目名稱：材料分析方法考試科目代碼：

一、考試要求：

要求學(xué)生系統(tǒng)掌握材料分析方法的基本原理和主要方法，重點(diǎn)是掌握材料X射線衍射、電子衍射和電子顯微分析的基本原理和方法，具備一定的利用X射線衍射和電子衍射等手段進(jìn)行材料顯微組織結(jié)構(gòu)分析的相關(guān)知識(shí)和技能，為材料設(shè)計(jì)、制備、加工以及材料組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化和使用性能改善提供科學(xué)依據(jù)。

二、考試內(nèi)容：

1 X射線物理學(xué)基礎(chǔ)

X射線的發(fā)現(xiàn)及其本質(zhì);連續(xù)X射線與特征X射線;X射線與物質(zhì)的相互作用：線吸收、體吸收、真吸收、濾波、光電效應(yīng)、熒光輻射、俄歇效應(yīng);相干散射。

2 X射線衍射方向

晶體學(xué)基礎(chǔ)：空間點(diǎn)陣，7種晶系，14種布喇菲點(diǎn)陣，基元，晶體結(jié)構(gòu)，晶面，晶向，晶面間距，晶面夾角;布喇格公式的推導(dǎo);布喇格公式的物理意義：反射級(jí)數(shù)，干涉面，衍射方向，衍射條件;布喇格公式的應(yīng)用。

3 X射線衍射強(qiáng)度

倒易點(diǎn)陣原理，倒易點(diǎn)陣的物理意義，倒易點(diǎn)陣、衍射斑點(diǎn)及晶體結(jié)構(gòu)三者之間的關(guān)系，由正點(diǎn)陣構(gòu)建倒易點(diǎn)陣;衍射矢量方程，厄瓦爾德圖解法，系統(tǒng)消光，結(jié)構(gòu)因子因子物理意義;結(jié)構(gòu)因子的應(yīng)用， X射線衍射強(qiáng)度公式詮釋。

4 X射線衍射多晶體分析方法

單晶和多晶材料X射線衍射花樣基本特征及其形成原因;德拜-謝樂照相法基本原理;用德拜-謝樂法分析多晶體結(jié)構(gòu);X射線衍射儀的結(jié)構(gòu)、工作原理和主要特點(diǎn)。

5 X射線衍射物相分析

X射線物相分析的定義;X射線物相定性分析原理和方法; X射線物相定量分析原理和方法;單線條法和內(nèi)標(biāo)法物相定量分析方法。

6 X射線衍射點(diǎn)陣參數(shù)精確測(cè)定及宏觀參與應(yīng)力測(cè)定

精確測(cè)定點(diǎn)陣參數(shù)的基本原理;直線外推法測(cè)定點(diǎn)陣參數(shù);最小二乘法測(cè)定點(diǎn)陣參數(shù);殘余應(yīng)力的產(chǎn)生及分類; 殘余應(yīng)力對(duì)材料性能的影響及其X射線衍射的特征; 宏觀殘余應(yīng)力測(cè)定的基本原理;宏觀殘余應(yīng)力測(cè)定基本公式詮釋;宏觀殘余應(yīng)力測(cè)定方法。

7 電子衍射

透射電子顯微鏡的工作原理及其兩種工作模式;電子衍射的幾何光學(xué)，電子衍射基本公式的推導(dǎo)，電子衍射基本公式的物理意義;選區(qū)電子衍射;實(shí)際透射電子顯微鏡中的電子衍射，相機(jī)常數(shù)和磁轉(zhuǎn)角，單晶電子衍射花樣的標(biāo)定;電子衍射花樣的主要用途。

8 晶體薄膜衍襯成像

衍襯成像原理;衍襯運(yùn)動(dòng)學(xué)基本假設(shè);等厚和等傾條紋的解釋;衍襯像的主要通途。

9 掃描電子顯微鏡和電子探針

電子與物質(zhì)的相互作用;掃描電子顯微鏡結(jié)構(gòu)及工作原理，二次電子產(chǎn)額與表面形貌的關(guān)系，掃描電子顯微鏡的用途;電子探針的結(jié)構(gòu)與工作原理，電子探針的用途。

10 其它材料分析方法

其它顯微分析方法：原子力顯微鏡、場(chǎng)離子顯微鏡、三維原子探針和電子背散射衍射的基本原理及主要用途;各種譜分析方法：紅外、拉曼、紫外和核磁共振方法的基本原理和主要用途;各種熱分析方法：差熱、熱重，熱膨脹和熱機(jī)械法的基本原理和主要用途。

三、試卷結(jié)構(gòu)：

a)考試時(shí)間：120分鐘，滿分：100分

b)題型結(jié)構(gòu)

(1)簡(jiǎn)答題(30分)

(2)綜合論述及應(yīng)用題(70分)

四、參考書目

周 玉主編，材料分析方法，機(jī)械工業(yè)出版社，2011年，第3版。