河北工业大学2025年硕士研究生招生考试复试（笔试）科目考试大纲

科目代码：F1801   科目名称：现代材料分析方法

 适用专业：材料科学与工程、材料工程（专业学位）

一、考试要求

《现代材料分析方法》适用于河北工业大学材料科学与工程学院材料科学与工程、材料工程（专业学位）专业硕士研究生招生复试专业课考试。主要考察学生对于材料研究、生产与检验中需要掌握的先进分析方法的基本概念、基础理论、分析思路与步骤及运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力。

二、考试形式

试卷采用客观题型和主观题型相结合的闭卷考试形式，题型包括选择题、简答题、计算题、分析论述题及综合题等。考试时间为120分钟，总分为100分。

三、考试内容

（一）X射线衍射

1．X射线衍射的基本原理，X射线的本质与产生机理，X射线谱的特征，X射线与物质的相互作用，短波限、激发限与吸收限，特征X射线与二次特征X射线，反冲电子、光电子和俄歇电子的基本概念。

2．布拉格方程，X射线的衍射方向及表征参数、X射线衍射方法，影响X射线衍射方向的因素，可以根据X射线的衍射方向分析得到物相的晶体结构信息或根据物相的晶体结构信息计算衍射方向。

3．影响X射线衍射强度的因素，可以根据衍射强度公式分析得到晶体结构与物相特征，特别是根据结构因子分析不同晶胞决定的衍射强度，可以根据衍射图的数据计算物相及晶体结构类型并完成指标化。

4．X射线衍射仪的工作原理与做试验时需要控制的参数，包括对样品的要求，辨别连续扫描与步进扫描、θ-θ与θ-2θ连动、测角仪圆与聚焦圆、正比计数器与Si(Li)探测器，可以根据样品的晶体结构与晶胞参数计算衍射峰的强度与衍射位置，可以根据试验得到的衍射数据分析样品的物相。

5．利用X射线衍射分析物相的原理及可以分析的材料信息，物相定性分析与定量分析的依据与方法，PDF卡片包含的信息，根据PDF卡片分析与计算材料的物相组成。

（二）透射电子显微镜

1．电子束、电磁透镜、电磁透镜的像差、分辨率、景深与焦长的特点和影响因素，透射电子显微镜的结构与工作原理，对比分析成像模式与衍射模式光路图的不同。

2．电子衍射与X射线衍射的异同点，正点阵与倒易点阵的对应关系，会推导电子衍射基本公式，可以根据电子衍射基本公式计算并绘制单晶与多晶样品的选区电子衍射图，会根据电子衍射图鉴定物相、计算晶带轴并完成指标化。

3．成像的基本模式与成像的类型，高分辨成像的工作原理，图像衬度产生的原理和衬度类型。

4．透射电子显微镜样品的基本制备方法和注意事项。

（三）扫描电子显微镜与电子探针

1．扫描电子显微镜的工作原理与主要功能，电子束与样品相互作用的信号类型与特点，影响扫描电子显微镜分辨率与放大倍数的因素，对比扫描电子显微镜与透射电子显微镜成像的异同。

2．扫描电子显微镜成像的衬度原理，可以根据不同工作模式得到的扫描电子显微图像对材料进行分析。

3．电子探针的工作原理及可以分析的材料信息，对比能量分散谱仪与波长分散谱仪的异同，可以根据材料信息选择合适的电子探针分析方法。

4．能谱仪与透射电子显微镜、扫描电子显微镜结合可以得到的材料信息。

（四）综合

1．结合X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等定性与定量地分析材料的结构和成分信息。

2．能够在分析材料的化学成分、晶体与非晶体、物相组成、晶胞参数、固溶度、相变、组织、晶体缺陷、界面、内应力、晶面与晶面间距、位向关系、夹杂物、原子在晶胞中的位置、原子价态时选用合适的分析方法。

四、参考书目

[1] 周玉.《材料分析方法》(第4版)，机械工业出版社，2020.

[2] 周玉，武高辉.《材料分析测试技术—材料X射线衍射与电子显微分析》（第2版），哈尔滨工业大学出版社，2012.

[3] 刘庆锁，孙继兵.《材料现代测试分析方法》，清华大学出版社，2014.

其他注意事项：考生需要携带无编程无存储无查询功能的计算器及绘图工具。