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  • 您的位置:在点网 > 范文 > 教师文章 > 材料分析测试技术答案 正文 2016-03-03 08:22:54

    材料分析测试技术答案

    相关热词搜索:答案 测试 材料 分析 技术 材料分析复型技术特点 材料分析试卷哈工大 中南大学材料测试技术

    篇一:材料分析测试技术 部分课后答案

    材料分析测试技术 部分课后答案

    太原理工大学 材料物理0901 除夕月

    1-1 计算0.071nm(MoKα)和0.154nm(CuKα)的X-射线的振动频率和能量。 ν=c/λ=3*108/(0.071*10-9)=4.23*1018S-1

    E=hν=6.63*10-34*4.23*1018=2.8*10-15 J

    ν=c/λ=3*108/(0. 154*10-9)=1.95*1018S-1

    E=hν=6.63*10-34*2.8*1018=1.29*10-15 J

    1-2 计算当管电压为50kV时,电子在与靶碰撞时的速度与动能以及所发射的连续谱的短波限和光子的最大动能.

    E=eV=1.602*10-19*50*103=8.01*10-15 J

    λ=1.24/50=0.0248 nm E=8.01*10-15 J(全部转化为光子的能量)

    V=(2eV/m)1/2=(2*8.01*10-15/9.1*10-31)1/2=1.32*108m/s

    1-3分析下列荧光辐射产生的可能性,为什么?

    (1)用CuKαX射线激发CuKα荧光辐射;

    (2)用CuKβX射线激发CuKα荧光辐射;

    (转 载 于:wWw.zAIdian.cOM 在 点 网)

    (3)用CuKαX射线激发CuLα荧光辐射。

    答:根据经典原子模型,原子内的电子分布在一系列量子化的壳层上,在稳定状态下,每个壳层有一定数量的电子,他们有一定的能量。最内层能量最低,向外能量依次增加。

    根据能量关系,M、K层之间的能量差大于L、K成之间的能量差,K、L层之间的能量差大于M、L层能量差。由于释放的特征谱线的能量等于壳层间的能量差,所以K?的能量大于Ka的能量,Ka能量大于La的能量。

    因此在不考虑能量损失的情况下:

    CuKa能激发CuKa荧光辐射;(能量相同)

    CuK?能激发CuKa荧光辐射;(K?>Ka)

    CuKa能激发CuLa荧光辐射;(Ka>la)

    1-4 以铅为吸收体,利用MoKα、RhKα、AgKαX射线画图,用图解法证明式(1-16)的正确性。(铅对于上述Ⅹ射线的质量吸收系数分别为122.8,84.13,66.14 cm2/g)。再由曲线求出铅对应于管电压为30 kv条件下所发出的最短波长时质量吸收系数。

    解:查表得

    以铅为吸收体即Z=82

    Kα λλZμm

    Mo 0.714 0.364 200698 122.8

    Rh 0.615 0.233 128469 84.13

    Ag 0.567 0.182 100349 66.14

    画以μm为纵坐标,以λZ为横坐标曲线得K≈8.49310,可见下图 33-43 33

    铅发射最短波长λ0=1.243103/V=0.0413nm

    λZ=38.844310

    μm = 33 cm3/g

    1-5. 计算空气对CrKα的质量吸收系数和线吸收系数(假设空气中只有质量分数80%的氮和质量分数20%的氧,空气的密度为1.29310-3g/cm3)。

    解:μm=0.8327.7+0.2340.1=22.16+8.02=30.18(cm2/g)

    μ=μm3ρ=30.1831.29310-3=3.89310-2 cm-1

    1-6. 为使CuKα线的强度衰减1/2,需要多厚的Ni滤波片?(Ni的密度为8.90g/cm3)。1-7. CuKα1和CuKα2的强度比在入射时为2:1,利用算得的Ni滤波片之后其比值会有什么变化?

    解:设滤波片的厚度为t

    根据公式I/ I0=e-Umρt;查表得铁对CuKα的μm=49.3(cm2/g),有:1/2=exp(-μmρt)

    即t=-(ln0.5)/μmρ=0.00158cm

    根据公式:μm=Kλ3Z3,CuKα1和CuKα2的波长分别为:0.154051和0.154433nm ,所以μ

    m=K333

    λZ,分别为:49.18(cm/g),49.56(cm/g)

    Iα1/Iα2=2e/e=23exp(-49.1838.930.00158)/ exp(-49.5638.930.00158)=2.01

    答:滤波后的强度比约为2:1。 -Umαρt-Umβρt3322

    1-8试计算Cu的K系激发电压。

    λ=0.154178 nm

    E=hv=h*c/λ=6.626*10-34*2.998*108/(0.13802*10-9)=144.87*1017J

    V=144.87*10-17/1.602*10-19=8984 V

    2-2.将下面几个干涉面(属立方晶系)按面间距的大小排列。

    (123)、(100)、(200)、(311)、(121)、(210)、(110)、(221)、(030)、(130) 答:由d?a

    h?k22?l2计算得:

    即(100)>(110)>(200)>(210)> (121)>(221)=(030)> (130)> (311)>(123)

    2-4.证实(110)、(121)、(312)属于[111]晶带。

    解:由晶带定律:hu?kv?lw?0

    1?1?(?1)?1?0?1?0;

    (?2)?1?1?1?0;有:1?1?

    (?3)?1?1?1?2?1?0;

    即(110)、(121)、(312)属于[111]晶带。

    2.5 晶面(110)、(311)、(132)是否属于同一晶带晶带轴是什么再指出属于这个。。。其他几个晶面。。(看上面的)

    2-7.当X射线在原子上发生散射时,相邻原子散射线在某个方向上的波程差若不为波长的整数倍,则此方向上必然不存在反射,为什么?

    答:因为X射线在原子上发射的强度非常弱,需通过波程差为波长的整数倍而产生干涉加强后才可能有反射线存在,而干涉加强的条件之一必须存在波程差,且波程差需等于其波长的整数倍,不为波长的整数倍方向上必然不存在反射。

    2-8 什么叫干涉面当波长为λ的X射线在晶体上发生衍射时相邻两个hkl晶面衍射线的波程差是多少

    间距为d’的晶面对X射线的n级反射可以看作是间距为d’/n的晶面的一级反射这个面称为干涉面。当波长为λ的X射线照射到晶体上发生衍射相邻两个hkl晶面的波程差是nλ,相

    邻两个HKL晶面的波程差是λ。

    2-9准备摄照下面3种晶体粉末相,试预测出最初3根线条(2为最小的3根)的2和hkl,并按角度增大的顺序列出

    解:的波长为0.15418nm。

    (1)由简单立方,所以利用公式

    当2取最小值时取最小值,即可知: 取得最小值。

    即: (hkl)分别为:(0 0 1), (0 1 1), (1 1 1)。

    将(hkl)分别代入公式

    分别为:29.780 ,42.619 ,52.857 。 中可得2

    (2)由简单正方,所以利用公式 可知:

    当2取最小值时取最小值,即取得最小值。

    即: (hkl)分别为:(0 0 1), (0 1 0), (1 0 1)。

    将(hkl)分别代入公式

    分别为:29.780 ,45.343 ,55.194 。 中可得2

    (3)由简单正方,所以利用公式 可知:

    当2取最小值时取最小值,即取得最小值。

    即: (hkl)分别为:(1 0 0), (0 0 1), (1 1 0)。

    将(hkl)分别代入公式

    分别为:29.780 ,45.343 ,42.619 。

    按角度增大的顺序排列为:

    29.780 , 42.619 , 45.343 。

    (1 0 0), (1 1 0), (0 0 1)。

    4-1 用粉末相机得到了如下角度的谱线,试求出晶面间距(数字为θ角,所用射线为Cu)。 中可得2

    解:由布拉格方程2dsinθ=λ可得:d=λ/2sinθ,

    且知所用Cu射线的波长为:λ=0.1542nm

    d=0.1542nm/2sin12.54°=0.3551nm,

    d=0.1542nm/2sin14.48°=0.3083nm,

    d=0.1542nm/2sin20.70°=0.2181nm,

    d=0.1542nm/2sin24.25°=0.1877nm,

    d=0.1542nm/2sin25.70°=0.1778nm,

    d=0.1542nm/2sin30.04°=0.1540nm,

    d=0.1542nm/2sin33.04°=0.1414nm,

    d=0.1542nm/2sin34.02°=0.1378nnm.

    4-6.衍射仪测量在入射光束、试样形状、试样吸收以及衍射线记录等方面与德拜法有何不同?测角仪在工作时,如试样表面转到与入射线成30°角时,计数管与入射线成多少度角? 答:入射X射线的光束:都为单色的特征X射线,都有光栏调节光束。不同:衍射仪法是采用一定发散度的入射线,且聚焦半径随2θ变化,德拜法是通过进光管限制入射线的发散度。

    试样形状:衍射仪法为平板状,德拜法为细圆柱状。

    试样吸收:衍射仪法吸收时间短,德拜法吸收时间长,约为10~20h。

    记录方式:衍射仪法采用计数率仪作图,德拜法采用环带形底片成相,而且它们的强度(I)对(2θ)的分布(I-2θ曲线)也不同;

    测角仪在工作时,如试样表面转到与入射线成30°角时,计数管与入射线成60 度角。因为工作时,探测器与试样同时转动,但转动的角速度为2:1 的比例关系。

    4--8在德拜图形上获得某简单立方物质的如下四条谱线;所给出的

    射的结果。以均有Cu衍为外推函数,请用柯亨法计算晶格常数,精确到四位有效数字 解: ,+=1,

    可得下表:

    篇二:材料分析测试技术习题及答案

    第一章

    一、选择题

    1.用来进行晶体结构分析的X射线学分支是( ) A.X射线透射学;B.X射线衍射学;C.X射线光谱学;D.其它

    2. M层电子回迁到K层后,多余的能量放出的特征X射线称( ) A. Kα;B. Kβ;C. Kγ;D. Lα。

    3. 当X射线发生装置是Cu靶,滤波片应选( )

    A. Cu;B. Fe;C. Ni;D. Mo。

    4. 当电子把所有能量都转换为X射线时,该X射线波长称( ) A. 短波限λ0;B. 激发限λk;C. 吸收限;D. 特征X射线

    5.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( ) (多选题) A. 光电子;B. 二次荧光;C. 俄歇电子;D. (A+C)

    二、正误题

    1. 随X射线管的电压升高,λ0和λ

    k都随之减小。(

    2. 激发限与吸收限是一回事,只是从不同角度看问题。( ) 3. 经滤波后的X射线是相对的单色光。( )

    4. 产生特征X射线的前提是原子内层电子被打出核外,原子处于激发状态。( ) 5. 选择滤波片只要根据吸收曲线选择材料,而不需要考虑厚度。( )

    三、填空题

    1. 当X射线管电压超过临界电压就可以产生射线和 X射线。

    2. X射线与物质相互作用可以产生 、 、 。

    3. 经过厚度为H的物质后,X射线的强度为 。

    4. X射线的本质既是 也是 ,具有 性。 5. 短波长的X射线称X射线称 。 习题

    1. X射线学有几个分支?每个分支的研究对象是什么? 2. 分析下列荧光辐射产生的可能性,为什么? (1)用CuKαX射线激发CuKα荧光辐射; (2)用CuKβX射线激发CuKα荧光辐射; (3)用CuKαX射线激发CuLα荧光辐射。

    3. 什么叫“相干散射”、“非相干散射”、“荧光辐射”、“吸收限”、“俄歇效

    应”、“发射谱”、“吸收谱”?

    4. X射线的本质是什么?它与可见光、紫外线等电磁波的主要区别何在?用哪些物理

    量描述它?

    5. 产生X射线需具备什么条件?

    6. Ⅹ射线具有波粒二象性,其微粒性和波动性分别表现在哪些现象中?

    7. 计算当管电压为50 kv时,电子在与靶碰撞时的速度与动能以及所发射的连续谱的短

    波限和光子的最大动能。

    8.

    特征X射线与荧光X射线的产生机理有何异同?某物质的K系荧光X射线波长是否等

    于它的K系特征X射线波长? 9.

    V和VK以kv为单位)?

    10. Ⅹ射线与物质有哪些相互作用?规律如何?对x射线分析有何影响?反冲电子、光

    电子和俄歇电子有何不同?

    11. 试计算当管压为50kv时,Ⅹ射线管中电子击靶时的速度和动能,以及所发射的连续

    谱的短波限和光子的最大能量是多少?

    12. 为什么会出现吸收限?K吸收限为什么只有一个而L吸收限有三个?当激发X系荧光

    Ⅹ射线时,能否伴生L系?当L系激发时能否伴生K系? 13. 已知钼的λ

    =0.71?,铁的λ

    =1.93?及钴的λ

    =1.79?,试求光子的频率和能

    量。试计算钼的K激发电压,已知钼的λK=0.619?。已知钴的K激发电压VK=7.71kv,试求其λK。

    14. X射线实验室用防护铅屏厚度通常至少为lmm,试计算这种铅屏对CuKα、MoKα辐射

    的透射系数各为多少?

    15. 如果用1mm厚的铅作防护屏,试求CrKα和MoKα的穿透系数。

    16. 厚度为1mm的铝片能把某单色Ⅹ射线束的强度降低为原来的23.9%,试求这种Ⅹ射

    线的波长。

    试计算含Wc=0.8%,Wcr=4%,Ww=18%的高速钢对MoKα辐射的质量吸收系数。 17. 欲使钼靶Ⅹ射线管发射的Ⅹ射线能激发放置在光束中的铜样品发射K系荧光辐射,

    问需加的最低的管压值是多少?所发射的荧光辐射波长是多少?

    18. 什么厚度的镍滤波片可将CuKα辐射的强度降低至入射时的70%?如果入射X射线束

    中Kα和Kβ强度之比是5:1,滤波后的强度比是多少?已知μ=290cm/g。

    19. 如果Co的Kα、Kβ辐射的强度比为5:1,当通过涂有15mg/cm2的Fe2O3滤波片后,

    强度比是多少?已知Fe2O3的ρ=5.24g/cm3,铁对CoKα的μm=371cm2/g,氧对CoKβ的μm=15cm2/g。

    20. 计算0.071 nm(MoKα)和0.154 nm(CuKα)的Ⅹ射线的振动频率和能量。(答案:

    4.23310s,2.80310J,1.95310s,l.29310J)

    21. 以铅为吸收体,利用MoKα、RhKα、AgKαX射线画图,用图解法证明式(1-16)的正确

    性。(铅对于上述Ⅹ射线的质量吸收系数分别为122.8,84.13,66.14 cm2/g)。再由曲线求出铅对应于管电压为30 kv条件下所发出的最短波长时质量吸收系数。

    22.

    18

    -l

    -l5

    18

    -1

    -15

    2

    =49.03cm2/g,μ

    计算空气对CrKα的质量吸收系数和线吸收系数(假设空气中只有质量分数80%的氮和质量分数20%的氧,空气的密度为1.29310g/cm)。(答案:26.97 cm/g,3.48310-2 cm-1

    -3

    3

    2

    23. 为使CuKα线的强度衰减1/2,需要多厚的Ni滤波片?(Ni的密度为8.90g/cm3)。

    CuKα1和CuKα2的强度比在入射时为2:1,利用算得的Ni滤波片之后其比值会有什么变化?

    24. 试计算Cu的K系激发电压。(答案:8980Ⅴ) 25. 试计算Cu的Kαl射线的波长。(答案:0.1541 nm).

    第二章

    1、 选择题

    ??2a??2b??c?1.有一倒易矢量为g,与它对应的正空间晶面是( )。

    A. (210);B. (220);C. (221);D. (110);。

    2.有一体心立方晶体的晶格常数是0.286nm,用铁靶Kα(λKα=0.194nm)照射该晶体能产生( )衍射线。

    A. 三条; B .四条; C. 五条;D. 六条。

    3.一束X射线照射到晶体上能否产生衍射取决于( )。

    A.是否满足布拉格条件;B.是否衍射强度I≠0;C.A+B;D.晶体形状。

    4.面心立方晶体(111)晶面族的多重性因素是( )。 A.4;B.8;C.6;D.12。

    2、 正误题

    1.倒易矢量能唯一地代表对应的正空间晶面。( )

    2.X射线衍射与光的反射一样,只要满足入射角等于反射角就行。( )

    3.干涉晶面与实际晶面的区别在于:干涉晶面是虚拟的,指数间存在公约数n。( ) 4.布拉格方程只涉及X射线衍射方向,不能反映衍射强度。( ) 5.结构因子F与形状因子G都是晶体结构对衍射强度的影响因素。( )

    3、 填空题

    1. 倒易矢量的方向是对应正空间晶面的 ;倒易矢量的长度等于对

    2. 只要倒易阵点落在厄瓦尔德球面上,就表示该足条件,能产

    生。

    3. 影响衍射强度的因素除结构因素、晶体形状外还

    有,

    4. 考虑所有因素后的衍射强度公式为末多晶的相对强度为 。

    5. 结构振幅用表示,结构因素=0时没有衍射我们称

    4、 名词解释 1. 倒易点阵—— 2. 系统消光—— 3. 衍射矢量—— 4. 形状因子—— 5. 相对强度——

    1、试画出下列晶向及晶面(均属立方晶系):[111]。[121],[212],(010)(110),(123)(211)。

    2、下面是某立方晶系物质的几个晶面间距,试将它们从大到小按次序重新排列。(123)(100)(200)(311)(121)(111)(210)(220)(030)(221)(110)

    3、当波长为?的X射到晶体并出现衍射线时,相邻两个(hkl)反射线的程差是多少?相邻两个(HKL)反射线的程差又是多少?

    ?

    ?

    ??

    ?

    ??

    篇三:材料分析测试技术习题及答案

    一、单项选择题

    1. 截面上的全应力的方向( )

    A、平行于截面 B、垂直于截面 C、可以与截面任意夹角 D、与截面无关

    2. 脆性材料的延伸率( )

    A、小于5% B、小于等于5% C、大于5% D、大于等于5%

    3. 如图所示简支梁,已知C点转角为θ。在其它条件不变的情况下,若将荷载F减小一半,则C点的转角为( )

    F

    C

    A、0.125θ

    B、0.5θ

    C、θ

    D、2θ

    4.危险截面是()所在的截面。

    A、最大面积 B、最小面积 C、最大应力 D、最大内力

    5. 图示单元体应力状态,沿x方向的线应变εx可表示为( )

    σy

    τ

    σx

    A、 B、

    C、 D、

    6. 描述构件上一截面变形前后的夹角叫( )

    A、线位移 B、转角 C、线应变 D、角应变

    7. 塑性材料的名义屈服应力使用( )

    A、σS表示 B、σb表示 C、σp表示 D、σ0.2表示

    8.拉(压)杆应力公式的应用条件是()

    A、应力在比例极限内

    B、应力在屈服极限内

    C、外力合力作用线必须沿着杆的轴线

    D、杆件必须为矩形截面杆

    9.下列截面中,弯曲中心与其形心重合者是()

    A、Z字形型钢 B、槽钢 C、T字形型钢 D、等边角钢

    F

    C

    10. 如图所示简支梁,已知C点转角为θ。在其它条件不变的情况下,若将杆长增加一倍,则C点的转角为( )

    A、2θ B、4θ

    C、8θ D、16θ

    二、填空题

    1. 用主应力表示的第四强度理论的相当应力是 。

    2. 已知自由落体冲击问题的动荷系数Kd,对应静载荷问题的最大位移为Δjmax,则冲击问题的最大位移可以表示为 。

    3. 图示木榫联接。横截面为正方形,边长为a,联接处长度为2t。则木榫联接处受剪切面的名义切应力等于 。

    4. 主平面上的切应力等于 。

    5. 功的互等定理的表达式为 。

    6.自由落体冲击问题的动荷系数为,其中h表示

    7. 交变应力循环特征值r等于 。

    8.变截面梁的主要优点是________________。等强度梁的条件是

    _____________。

    9.一受拉弯组合变形的圆截面钢轴,若用第三强度理论设计的直径为,用第四强度理论设计的直径为,则 ___ 。

    10.若材料服从胡克定律,且物体的变形满足小变形,则该物体的变形能与载荷之间呈现____________关系。

    三、计算题

    F

    W

    T

    T

    1.水轮机主轴输出功率 P = 37500 kW,转速n = 150 r/min,叶轮和主轴共重 W = 300 kN,轴向推力F = 5000 kN,主轴内外径分别为 d =350 mm,D = 750 mm,[ s ] = 100 MPa,按第四强度理论校核主轴的强度。(12分)

    2.图示托架,F = 20 kN,CD杆为刚杆,AB为圆管,外径D = 50 mm,内径d = 40 mm,材料为Q235钢,弹性模量E = 200 GPa, a=304MPa,b=1.118MPa,λp=105,λS=61.4,AB杆的规定稳定安全因数[ nst ] = 2。试校核此托架是否安全。(10分)

    3.图示桁架各杆抗拉压刚度EA相等,试求各杆的内力。(8分)

    4.图示皮带轮传动轴尺寸及受力已知,[ s ] = 80 MPa,按第四强度理论选择轴的直径 d。

    5.图示外径D = 100mm,内径d = 80mm的钢管在室温下进行安装,安装后钢管两端固定,此时钢管两端不受力。已知钢管材料的线膨胀系数a=12.5×10-6 K-1,弹性模量E = 210 GPa,ss= 306 MPa,sp= 200 MPa,a = 460 MPa,b = 2.57 MPa。试求温度升高多少度时钢管将失稳。(10分)

    6.求图示简支梁的剪力图和弯矩图,

    并求出最大剪力和最大弯矩。(8分)。

    7.直径的圆轴受力如下图所示。已知E=200GPa。今测得轴向应变,横向应变。OC方向应变。计算轴向外力P及扭转力偶矩M。(10分)

    答案:

    一、DABCB BACAB

    二、

    1.

    2.

    3.

    4. 0

    5.

    6. 自由落体的高度

    7. 或

    8. 加工方便,结构优化,合理分配载荷;

    9. 等于

    10. 非线性

    三.

    1. 扭矩

    轴向

    主应力:

    第四强度理论为 =15.35MPa<[ ] 所以安全。

    2. AB杆:柔度

    i=0.016

    2F=FAB/2 FAB=4F=80KN =17.85>[nst] 安全。

    3.

    因为各杆抗拉压刚度EA相等, 轴受到的扭矩图和弯矩图如下:

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