X射线衍射习题

1、X 射线衍射分析习题及参考答案一、判断题1 、只要原子内层电子被打出核外即产生特征 X 射线 ( )2 、在 K系辐射线中 K2 波长比 K1 的长 ( )3 、管电压越高则特征 X 射线波长越短 ( )4 、X 射线强度总是与管电流成正比 ( )5 、辐射线波长愈长则物质对 X 射线的吸收系数愈小 ( )6 、满足布拉格方程 2 d sin =必然发生 X 射线反射 ( )7 、衍射强度实际是大量原子散射强度的叠加 ( )8 、温度因子是由于原子热振动而偏离平衡位置所致 ( )9 、结构因子与晶体中原子散射因子有关 ( )10 、倒易矢量代表对应正空间中的晶面 ( )11 、大直径德拜相机的

2、衍射线分辨率高但暴光时间长()12 、标准 PDF卡片中数据是绝对可靠的 ( )13 、定性物相分析中的主要依据是 d 值和 I 值 ( )14 、定量物相分析可以确定样品中的元素含量 ( )15 、定量物相分析 K 法优点是不需要掺入内标样品 ( )16 、利用高温 X射线衍射可以测量材料热膨胀系数 ( )17 、定量物相分析法中必须采用衍射积分强度 ( )18 、丝织构对称轴总是沿着试样的法线方向 ( )19 、为获得更多衍射线条须利用短波长 X射线进行衍射 ( )20 、板织构有时也具有一定的对称性 ( )21 、材料中织构不会影响到各晶面的衍射强度 ( )22 、粉末样品不存在择优取向

3、即织构问题 ( )23 、常规衍射仪 X 射线穿透金属的深度通常在微米数量级 ( )24 、粉末样品粒度尺寸直接关系到衍射峰形质量 ( )25 、X 射线应力测定方法对非晶材料也有效 ( )26 、利用谢乐公式 D=/( cos) 可测得晶粒尺寸 ( )27 、宏观应力必然造成衍射峰位移动 ( )28 、微观应力有时也可造成衍射峰位移动 ( )29 、材料衍射峰几何宽化仅与材料组织结构有关 ( )30 、实测衍射线形是由几何线形与物理线形的代数叠加 ( )二、选择题1 、与入射 X 射线相比相干散射的波长(A) 较短， (B) 较长， (C) 二者相等， (D) 不一定2 、连续 X 射线的总

4、强度正比于(A) 管电压平方， (B) 管电流， (C)靶原子序数， (D) 以上都是3 、L层电子回迁 K层且多余能量将另一 L 层电子打出核外即产生(A) 光电子， (B) 二次荧光， (C) 俄歇电子， (D) A 和 B4 、多晶样品可采用的 X 射线衍射方法是(A) 德拜-谢乐法， (B)劳厄法， (C)周转晶体法， (D) A 和B5 、某晶面族 X 射线衍射强度正比于该晶面的(A) 结构因子， (B)多重因子， (C)晶面间距， (D) A 和 B6 、基于 X 射线衍射峰位的测量项目是(A) 结晶度， (B) 点阵常数， (C) 织构， (D) 以上都是7 、基于 X 射线衍射

5、强度的测量项目是(A) 定量物相分析， (B) 晶块尺寸， (C) 内应力， (D) 以上都是8 、测定钢中奥氏体含量时的 X 射线定量物相分析方法是(A) 外标法， (B) 内标法， (C) 直接比较法， (D) K 值法9 、X 射线衍射仪的主要部分包括(A) 光源， (B) 测角仪光路， (C) 计数器， (D) 以上都是10、Cu靶 X射线管的最佳管电压约为(A) 20kV ，(B) 40kV ， (C) 60kV ，(D) 80kV11 、X射线衍射仪的测量参数不包括(A) 管电压， (B) 管电流， (C) 扫描速度， (D) 暴光时间12 、实现 X射线单色化的器件包括(A) 单

6、色器， (B) 滤波片， (C) 波高分析器， (D) 以上都是13 、测角仪半径增大则衍射的(A) 分辨率增大， (B) 强度降低， (C) 峰位移， (D) A 与 B 14 、宏观应力测定几何关系包括(A) 同倾， (B) 侧倾， (C) A 与 B，(D) 劳厄背反射15 、定性物相分析的主要依据是(A) 衍射峰位， (B) 积分强度， (C)衍射峰宽， (D) 以上都是16 、定量物相分析要求采用的扫描方式(A) 连续扫描， (B) 快速扫描， (C)阶梯扫描， (D) A 与 B17 、描述织构的方法不包括(A) 极图， (B) 反极图， (C) ODF函数， (D) 径向分布函数

7、18 、面心立方点阵的消光条件是晶面指数(A) 全奇， (B) 全偶， (C) 奇偶混杂， (D) 以上都是19 、立方晶体 (331) 面的多重因子是(A) 6 ，(B) 8 ，(C) 24 ，(D) 4820 、哪种靶的临界激发电压最低(A) Cu， (B) Mo ， (C) Cr ， (D) Fe21 、哪种靶的 K系特征 X射线波长最短(A) Cu， (B) Mo ， (C) Cr ， (D) Fe22 、X射线实测线形与几何线形及物理线形的关系为(A) 卷积， (B) 代数和， (C) 代数积， (D) 以上都不是23、与 X射线非晶衍射分析无关的是(A) 径向分布函数， (B) 结

8、晶度， (C) 原子配位数， (D) 点阵参数 24 、宏观平面应力测定实质是利用(A) 不同方位衍射峰宽差， (B) 不同方位衍射峰位差，(C) 有无应力衍射峰宽差， (D) 有无应力衍射峰位差25 、计算立方晶系 ODF函数时需要(A) 多张极图数据， (B) 一张极图数据，(C) 多条衍射谱数据， (D) 一条衍射谱数据26 、衍射峰半高宽与积分宽之关系通常(A) 近似相等， (B) 半高宽更大， (C) 积分宽更大， (D) 不一定 27 、关于厄瓦尔德反射球(A) 球心为倒易空间原点， (B) 直径即射线波长之倒数，(C) 衍射条件是倒易点与该球面相交， (D) 以上都是28 、 K

9、双线分离度随 2 增大而(A) 减小， (B) 增大， (C) 不变， (D) 不一定29 、d值误差随 2 增大而(A) 减小， (B) 增大， (C) 不变， (D) 不一定30 、衍射谱线物理线形宽度随 2 增大而(A) 减小， (B) 增大， (C) 不变， (D) 不一定三、填空题1 、管电压较低时只产生 连续 谱，较高时则可能产生 连续 和 特征 谱2 、K系特征 X射线波长 由短至长依次 、 1 和 23 、 Cu、 Mo及 Cr 靶特征辐射波长 由短至长依次 Mo 、 Cu 和 Cr4 、特征 X 射线强度与 管电流 、 管电压 及 特征激发电压 有关5 、X 射线与物质的相互

10、作用包括 散射 和 真吸收 ，统称为 衰减6 、结构振幅符号 F ，结构因子符号 F 2 ，结构因子等零称为 消光7 、除结构因子外，影响衍射强度因子包括多重因子、吸收因子和温度因子8 、体心立方晶系的低指数衍射晶面为 (110) 、 (200) 和 (211)9 、面心立方晶系的低指数衍射晶面为 (111) 、 (200) 和 (220)10 、X 射线衍射方法包括 劳埃法 、 周转晶体法 和 粉末法11 、衍射仪的主要组成单元包括 光源 、测角仪光路 和 计数器12 、影响衍射仪精度的因素包括 仪器 、 样品 和 实验方法13 、衍射仪的主要实验参数包括 狭缝宽度 、扫描范围 和 扫描速度

11、14 、衍射谱线定峰方法包括 半高宽中点 、顶部抛物线 和 重心 法15 、精确测量点阵常数的方法包括图解外推法、最小二乘法和标样校正法16 、X射线定量物相分析包括 直接对比 、内标 和 K 值 法17 、三类应力衍射效应， 衍射峰位移 、衍射峰宽化 和 衍射峰强度降低18 、X 射线应力常数中包括材料的 弹性模量 、 泊松比 和 布拉格角19 、棒材存在 丝 织构，板材存在 板 织构，薄膜存在 丝 织构20 、X 射线衍射线形包括 实测 线形、 物理 线形和 仪器即几何 线形四、名词解释1 、七大晶系 要点 立方晶系、正方晶系、斜方晶系、菱方晶系、六方晶系、单斜晶系及三斜晶系。2 、点阵参

12、数 要点 描述晶胞基矢长度及夹角的几何参数，分别用 a、b、c、及 表示。3 、反射球 要点 倒易空间中构造一个以 X 射线波长倒数为半径的球，球面与倒易原点相切。4 、短波限 要点 连续 X 射线波谱中的最短波长。5 、相干散射 要点 X 射线被样品散射后波长不变。6 、荧光辐射 要点 光子作用下样品原子 K层电子电离， L 层电子回迁 K层，同时产生特征辐射线。7 、俄歇效应 要点 光子作用下样品原子 K层电子电离， L 层电子回迁 K层，另一 L 层电子电离。8 、吸收限 要点 若 X 射线波长由长变短，会出现吸收系数突然增大现象，该波长即吸收极限9 、原子散射因子 要点 一个原子 X

13、射线散射振幅与一个电子 X 射线散射振幅之比。10 、角因子 要点 与衍射角有关的强度校正系数，包括洛伦兹因子和偏振因子。11 、多重因子 要点 晶体中同族等效晶面的个数。12 、吸收因子 要点 由于样品对 X 射线吸收而导致衍射强度降低，而所需的校正系数。13 、温度因子 要点 热振动使原子偏离平衡位置，导致衍射强度降低，而所需的校正系数。14 、多晶体 要点 由无数个小单晶体组成，包括粉末样品和块体样品。15 、衍射积分强度 要点 实际是 X 射线衍射峰的积分面积。16 、PDF卡片 要点 晶体衍射标准卡片，提供晶体的晶面间距和相对衍射强度等信息。17 、极图 要点 在样品坐标系中，多晶样

14、品某同族晶面衍射强度的空间分布图。18 、ODF函数 要点 利用几张极图数据，计算出多晶样品各晶粒空间取向概率即 ODF函数。19 、 RDF函数 要点 通过 X 射线相干散射强度，计算 RDF函数，反映非晶原子近程配位信息等。20 、结晶度 要点 在结晶与非晶混合样品中的结晶物质含量五、简答题1 、连续 X 射线谱与特征 X射线谱 要点 当管压较低时，呈现在一定波长范围内连续分布的 X 射线波谱，即连续谱。管压超 过一定程度后，在某些特定波长位置出现强度很高、非常狭窄的谱线，它们叠加在连续 谱强度分布曲线上；当改变管压或管流时，这类谱线只改变强度，而波长值固定不变， 这就是 X 射线特征谱。

15、2 、X 射线与物质的作用 要点 X 射线与物质的作用包括散射和真吸收。散射包括相干散射和非相干散射，相干散 射波长与入射线波长相同即能量未发生变化， 而非相干散射波长则大于入射线波长即能 量降低。真吸收包括光电效应、俄歇效应及热效应等。3 、X 射线衍射方向 要点 即布拉格定律，可表示为 2dsin ，其中 d 晶面间距， 布拉格衍射角， 为 X 射线波长。布拉格定律决定 X 射线在晶体中的衍射方向。基于布拉格定律，可进行定性 物相分析、点阵常数测定及应力测定等。4 、X 射线衍射强度 要点X 射线衍射强度简化式为 I (V/Vc2)P|F |2 Lp Ae 2M ，其中 V 是被照射材料体

16、积， Vc 即晶胞体积， P晶面多重因子， | F| 2晶面结构因子， Lp角因子或洛伦兹 -偏振因子， A吸 收因子， e-2M温度因子。基于 X 射线衍射强度公式，可进行定量物相分析、结晶度测量 及织构测量等。5 、结构因子与系统消光 要点 结构因子即一个晶胞散射强度与单电子散射强度之比，反映了点阵晶胞结构对散 射强度的影响。 晶胞中原子散射波之间周相差引起波的干涉效应， 合成波被加强或减弱。 某些晶面的布拉格衍射会消失，称之为消光。6 、材料内应力的分类 要点 第 I 类内应力为宏观尺寸范围并引起衍射谱线位移， 第 II 类应力为晶粒尺寸范围 并引起衍射谱线展宽，第 III 类应力为晶胞

17、尺寸范围并引起衍射强度下降。第 I 类应力 属于宏观应力，第 II 类及第 III 类应力属于微观应力。7 、织构及分类 要点 多晶材料各晶粒的取向按某种趋势有规则排列，称为择优取向或织构，可分为丝 织构和板织构。丝织构特点是某晶向趋向于与某宏观坐标平行，其它晶向对此轴呈旋转 对称分布。板织构常存在于轧制板材中，特点是各晶粒的某晶向与轧向平行。8 、衍射实测线形、几何线形及物理线形 要点 衍射实测线形或综合线形，是由衍射仪直接测得的衍射线形。衍射线几何线形也称 仪器线形，主要与光源、光栏及狭缝等仪器实验条件有关。物理线形，主要与被测样品 组织结构如晶块细化和显微畸变等有关。9 、影响衍射谱线宽

18、度的样品因素 要点 样品中的晶块细化、显微畸变、位错及层错等晶体不完整因素，必然影响到X 射线的空间干涉强度及其分布，在稍偏离布拉格方向上会出现一定的衍射，从而导致衍射 峰宽化和峰值强度降低。10 、 Rietveld 结构精修 要点 首先构造晶体结构模型，尝试安排各个原子的空间位置，利用衍射强度公式及结构因子公式计算出衍射线的理论强度值，并与实测衍射强度值比较。反复调整晶体结构模 型，最终使计算衍射强度值与实测衍射强度相符，直至偏差因子为最低，最终即可得到 实际的晶体结构模型。六、综合题1 、试总结简单立方点阵、体心立方点阵和面心立方点阵的衍射线系统消光规律 要点 简单立方点阵：晶胞中原子数

19、 1，坐标(000) ， F 2 f 2 ，结构因子与 hkl无关，不 存在消光现象。体心立方点阵：晶胞中原子数 2，坐标 (000) 及(1/2,1/2,1/2) ，当 h k l 为偶数 时 F 2 4f 2，当 h k l为奇数时 F 2 0 ，只有晶面指数之和为偶数时才会出现衍射 现象，否则即消光。面心立方点阵：晶胞中原子数4，坐标 (000) 、 (1/2,1/2,0) 、 (0,1/2,1/2) 及(1/2,0,1/2) ，当hkl全为奇数或全为偶数时 F 2 16f 2 ，当hkl为奇偶混合时 F 2 0， 只有晶面指数为全奇数或全偶数时才会出现衍射现象，否则即消光。2 、已知 Ni 对Cu靶K和K特征辐射的线吸收系数分别 407cm-1和2448cm-1，为使 Cu 靶的 K线透射系数是 K线的 1/6，求 Ni 滤波片的厚度 要点 I /I0 exp( 407x)，I / I0 exp( 2448 x)(I / I0 ) (I / I0 ) exp( 20