材料分析方法之材料X射线衍射分析(ppt 30页).ppt

1、材料分析方法第一部分材料x射线衍射分析，主要内容： x射线的性质x射线的产生和x射线光谱x射线与物质的相互作用，第一章x射线的物理基础，第一章x射线的物理基础，1901年第一诺贝尔物理奖获得者，1895年德国物理学家伦琴(Rntgen，W.C )。 粒子的流动？ 争论？ 早期应用(发现后半年):骨折诊断和定位/铸件探伤、x射线透视技术、引言(x射线光谱发展的历史)、伦琴拍摄的世界首枚x射线照片(伦琴夫人的手机戒指)、x射线本质研究的基础能够计算出晶体中一个原子或分子所占空间的体积和粒子间的距离2个假设，x射线是电磁波，应该有衍射现象吗？ (晶体是否具有空间晶格结构(规则阵列)。) 不能证明！

2、不要！ 劳埃提出晶体可作为x射线的天然立体衍射光栅，1912年劳埃的构想得到初步证实，CuSO45H2O晶体为光栅，获得了最初的x射线衍射图、弗雷德里克和库尼平实验，开辟了两个研究领域，解决了三个问题，x射线为波长短的电磁波作为晶体内部结构的周期性的x射线光谱学，x射线晶体学推测x射线的波长和晶体中的原子间距离的级相同，劳尔实验，晶体中的原子排列为规则的空间晶格，原子间距离为10-10m级，和x射线的波长同级，可以将晶体作为天然晶格利用。 1912年劳尔的实验装置在乳胶板上对称分布形成几个衍射点，称为劳尔点。 劳尔实验在证明x射线波动性的同时，也证实了晶体中原子排列的规律性。 劳尔(M. V.

3、 Laue，1879-1960 )、德国物理学家发现x射线衍射现象，判定x射线的本质是高频电磁波。 1914年，他获得了诺贝尔物理学奖。 布拉格父子(W. L. Bragg，子，W. H. Bragg，父)、英国物理学家在利用x射线研究晶体结构方面做出了巨大贡献，为x射线谱学和x射线结构分析奠定了基础。 1915年获得诺贝尔物理学奖。 x射线的发现和广泛应用是20世纪科学发展中最伟大的成就之一，从事围绕x射线科学研究工作的科学家获得诺贝尔奖的近30人。x射线及晶体衍射的部分诺贝尔奖获得者名单、1-1 X射线的性质、波长：紫外线与放射线之间、特征： 1、电磁场不偏转2、透射力3 .波长短的电磁波

4、、范围在0.01nm10nm之间4、对人体有损伤。1-1 X射线的性质、x射线的本质是电磁波、磁场成分、电场成分a、忽略、沿y轴传播的波长、x射线波的方程式是A=A0cos2(y/-t )、表示为A0电场强度振幅的t时间、(1-1)、1-1 X射线的性质是相位、即表示=2(y/)=2 t=0时，动能E=h=hc/，动量P=h/=h/c，1-2 X射线的产生和x射线光谱，1895年连琴与有高速电子的固体碰撞时，产生看不见的放射线，对可见光多透过不透明的物质，对感光胶乳，x射线光谱管电压、管电流、阳极靶原子编号、1、连续x射线光谱、1、实验规则、2、发生机制、连续性swl？ Imax-m是什么？

5、什么？ 经典的电动力学量子理论，强度随波长连续变化，管压u增大(I，z不变)，各波长的x射线强度提高，短波限swl和强度最大值m减少，管流I增大(u一定，z不变)，各波长的x射线强度提高，swl和m不变。 2 )强度大大超过连续光谱线的强度，与连续光谱线重叠的3 )光谱线的波长不根据x射线光管的动作条件(电压和电流)而改变，而是根据阳极靶物质的原子编号、1、实验规则而决定，UUK时，连续光谱上的特定波长的一系列强度高出现波长范围狭窄的线性光谱，称为特征光谱或标记光谱，2、发生机制，1914年，莫西莱总结发现了该定律，并获得诺贝尔物理奖。 莫雷定律是x射线荧光光谱分析和电子探针微区成分分析的理论

6、基础，1-3 X射线与物质的相互作用，x射线到达物质表面后的能量可分为三大部分：吸收、透射、散射能。 另一方面，x射线的透射系数和吸收系数，l是线吸收系数e-t是透射系数，x射线强度是根据透射深度而变化的，m-质量吸收系数反应物质的本质吸收特性，l X射线是每单位厚度(体积)的物质的相对衰减量，m是每单位面积的厚度是t的体积中的物质的质量(m )，m是入m由吸收体的原子序号z和x射线的波长决定，但其关系的经验公式如果波长减少到某些值，则m急剧增加，出现几个跳跃步长。 m激增表明x射线在几个这些波长中被大量吸收，这对应的波长称为吸收极限。 每种物质都有其自身决定的一系列吸收极限。Wi某构成要素的

7、质量分数、n吸收体中的构成要素数、m具有加法性，二、x射线的真吸收、吸收系数的骤变是指光电效应消耗大量的入射能量而产生的光电效应，即指吸收体原子的某一壳层电子入射而得到光量子能量，并从内层溢出而成为自由电子(光电子) k k为k吸收限制频率和波长(同一元素)激发态的原子有两种释放能量方式：荧光效应和俄歇效应，真吸收是由光电效应和热效应引起的入射能量消耗，俄歇电子光谱(AES )分析、x射线荧光光谱(XFS )分析、 光源波长与样品吸收光谱的关系x射线靶材的选择依据，吸收极限的应用可能产生单波长x射线、三、x射线散射、x射线被物质散射时相干散射和非相干散射两种散射现象。 x射线被物质散射，主要是核外电子和x射线相互作用的结果。 相干散射(古典散射)入射x射线与在原子内受约束的电子相遇，光量子能量不足以电离原子，但电子通过x射线交变电场强制振动成为电磁波的放射源，向周围放射与入射x射线相同波长的放射线，各电子散射的放射线的波长相