x射線衍射原理及應(yīng)用-展示頁
2024-08-20 03:13本頁面
【正文】 KKK ??X射線的產(chǎn)生 —— 固體靶源 物相分析、結(jié)構(gòu)分析通常使用 Cr、 Fe、 Co、Cu、 Mo等靶材 靶材選取原則： ? 波長與樣品晶格常數(shù)匹配 ? 靶材發(fā)出的 K?線波長盡可能遠(yuǎn)離試樣中組要元素的 K系吸收限，通常靶比試樣高一個原子序數(shù)，或采用與試樣中主要元素相同的靶材元素 —— 避免強吸收和熒光干擾 銅靶 X射線： ?K?1=， ?K?2=，則?K?= 勞厄方程組： 布拉格方程： X射線晶體衍射原理 衍射方程 ?????????lckbha??????)cos( cos)cos( cos)cos( cos000?? kd ?s in2首先計算每一個晶面上不同點間的相干疊加，即點間干涉，或稱為晶面的衍射。 K?線比相鄰的連續(xù)譜線的強度大 90倍左右，比 K? 線強度大4~5倍，在 K線系中 K?1:K?2:K?=100:50:22。 X射線的性質(zhì) ?穿透能力強（能穿透除重金屬外的一定厚度金屬板） ?能使氣體等電離 ?折射率幾乎等于 1（穿過不同媒質(zhì)時幾乎不折射、不反射，仍可視為直線傳播），因而不能利用折射來聚焦 ?通過晶體時可以發(fā)生衍射 ?對生物細(xì)胞和組織具有殺傷力 波長小于 X射線，在 ～ 1埃范圍內(nèi)的稱硬 X射線， 1～ 10埃范圍內(nèi)的稱軟 X射線。不同的晶面族有不同的間距，即，晶格常數(shù) —— d。 固體包括：晶體（單晶體、多晶體）、非晶體 晶體結(jié)構(gòu) ： 原子規(guī)則排列，排列具有周期性，或稱長程有序。 。 與光柵實驗相同，產(chǎn)生了光強特定空間分布規(guī)律現(xiàn)象 X射線衍射的成功證明了兩個問題 。 由于散射線與入射線的頻率和波長一致，位相固定，在相同的方向上各個散射波符合 干涉條件 ，因此稱為相干散射。 2，物相定性分析 3，物相定量分析 4，晶粒大小分析 5， 非晶態(tài)結(jié)構(gòu)分析，結(jié)晶度分析 6，宏觀應(yīng)力與微觀應(yīng)力分析 7，擇優(yōu)取向分析 X射線（晶體）衍射技術(shù)原理 第一部分 晶體和 X射線的相互作用 X射線被物質(zhì)散射時，產(chǎn)生兩種現(xiàn)象 ： 相干散射 （也稱為經(jīng)典散射） 非相干散射 定義 物質(zhì)中的電子在 X射線電場的作用下，產(chǎn)生強迫振動。 確定相應(yīng)物相的晶格類型、晶胞尺寸、以及晶胞中的原子排列。 物相是物質(zhì)微觀狀態(tài)的反映。X射線衍射原理及應(yīng)用 賈建峰 物理工程學(xué)院 材料結(jié)構(gòu)分析 材料性能 化學(xué)成分 物相組成 相結(jié)構(gòu) 相形貌 相分布 相大小 缺陷 材料結(jié)構(gòu)分析方法： 建立在材料的各種物理化學(xué)效應(yīng)基礎(chǔ)上 物理方法：光束、 X射線束 ， 電子束、中子束、其它粒子等 利用 X射線束和電子束 與材料相互作用產(chǎn)生效應(yīng)來對材料進(jìn)行分析測試的方法是材料近代分析中最重要的方法 材料科學(xué)研究 XRD相關(guān)術(shù)語 相是指在沒有外力作用下，物理、化學(xué)性質(zhì)完全相同、成分相同的均勻物質(zhì)的聚集態(tài)。 物質(zhì)從一個相轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€相的過程稱為相變。 物相？？？ 確定待測樣品是由哪些物相（或晶相）所組成。 物相分析的主要方法： ? 各種衍射技術(shù) ? 各種光譜技術(shù) 什么是物相鑒定 什么是物相鑒定 XRD物相鑒定是通過晶體衍射圖譜對其結(jié)構(gòu)的反映來鑒別物相！ 與身份鑒定類比： 500 1000 1500 2022Raman s hift / c m110000150002022025000Counts物相鑒定與指紋鑒別 一樣有冤假錯案存在?。?！ X射線衍射譜 —— 晶體和 X射線的相互作用（微觀結(jié)構(gòu) 宏觀反應(yīng)） 衍射技術(shù)主要應(yīng)用領(lǐng)域 1，晶體結(jié)構(gòu)分析：人類研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的第一種方法。這樣每個電子在各方向產(chǎn)生與入射 X射線同頻率的電磁波。 干涉條件： 1，頻率相同 2，相位差固定 3，振動方向一致 X射線衍射 —— 相干散射 的結(jié)果 X射線晶體衍射 晶體 鉛 屏 X 射 線 管 因此，晶體可看作三維立體光柵。人們對可見光的衍射現(xiàn)象有了確切的了解：光柵常數(shù) (a+b)只要與點光源的光波波長為同一數(shù)量級，就可產(chǎn)生衍射，衍射花樣取決于光柵形狀。晶體學(xué)家和礦物學(xué)家對晶體的認(rèn)識：晶體是由原子或分子為單位的共振體（偶極子）呈周期排列的空間點陣 —— 14種點陣類型。有此排列結(jié)構(gòu)的材料為晶體 周期性的結(jié)構(gòu)可以用晶格表示 晶格的格點構(gòu)成晶格點陣 晶體結(jié)構(gòu)周期性 —— 立體光柵 確定固體中原子排列形式是研究固體材料宏觀性質(zhì)和各種微觀過程的基礎(chǔ) 晶體中可以劃分為很多的晶面族。 晶體結(jié)構(gòu)周期性 —— 立體光柵 晶體周期性的空間結(jié)構(gòu)可以作為衍射光柵 晶體結(jié)構(gòu)周期性 —— 立體光柵 晶體是一種三維周期結(jié)構(gòu)的光柵 二維周期 三維周期 一維周期 晶體結(jié)構(gòu)周期性 —— 立體光柵 但是晶體的結(jié)構(gòu)周期，即晶格常數(shù)，通常比可見光的波長小得多 (可見光波長一般在 380780nm之間 ，常見晶體的晶格
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