SEMTEMXRDNMREPAM知识点总结及试题.pdfVIP

XRD 1、X 射线和光相同，是一种电磁波，显示波-粒二相性，但波长较光更短一些。 X 射线的波长范围如图所示在 0.001--100nm 。 0.005-0.01 nm 用于金属探伤，0.05-0.25nm 用于晶体结构分析。 2 、连续 X 射线 按量子理论，当能量为 eV 的高速电子撞击靶中的原子时，电子失去自己的 能量。其中大部分转化为热能。一部分以光子（X 射线）的形式幅射出。每撞击 一次就产生一个能量为 hv 的光子。由于单位时间内到达靶表面的电子数量很多， 但大多数电子还经过多次碰撞，因此，各个光子的能量各不相同，产生的 X 射 线的波长也就不同。于是产生了一个连续的 X 射线谱。 其中少数电子在一次碰撞中就将能量全部转化为光子，因此它产生的光子能 量最大，波长最小。其短波限 λ0 取决于能量最大电子，并与管压有关。 X 射线强度取决于光子的数目。所以连续 X 射线谱的最大值不在 λ0 的位置。 3、特征 X 射线谱 高能电子把原子的内壳层电子打出，使原子电离，外壳层电子向内壳层电子 跃迁，跃迁的能量差转化为一个 X 射线的光子。由于对一定种类的原子，各层 能量是一定的，频率不变，具有代表原子特征的固定波长，故称为特征 X 射线。 特征谱的波长不受管压和管流的影响，只决定于阳极靶材的原子序数。对 一定材料的阳极靶，产生的特征谱的波长是固定的，此波长可作为阳极靶材的标 志或特征。特征 X 射线的辐射强度随管压U 和管流 i 的增大而增大。 莫塞莱定律——不同靶材的同名特征谱线，其波长 λ 随靶材原子序数 Z 的 增大而变短。 4 、相干散射是X 射线在晶体产生衍射的基础。非相干散射不能参与晶体对 X 射 线的衍射，只会在衍射图上形成不利的背景。 5、 当用 X 射线轰击物质时，若 X 射线的能量大于物质原子对其内层电子的束 缚力时，入射 X 射线光子的能量就会被吸收，从而导致其内层电子（如 K 层电 子）被激发，并使高能级上的电子产生跃迁，发射新的特征 X 射线。 吸收限——激发原子产生 K,L,M 等线系的荧光辐射，入射的 X 射线光量子 的能量必须≥K,L,M 层电子与原子核的结合能E ,E ,E ，E = hν = hc/λ 。ν 和 k L M κ κ κ k λk 分别对应于入射X 射线须具有的频率和波长临界值，也是入射 X 射线的 K,L,M 的吸收限。 利用吸收限可以计算出靶材的临界激发电压，原子序数愈大, 同名吸收限波 长值愈短。U = hc/eλ （电子能量全部转化为X 射线能）。 κ κ 吸收限是吸收元素的特征量，不随实验条件而变。 6、晶体学指数 1）结点 简单点阵晶胞:结点指数（0,0,0 ）； 体心点阵晶胞:结点指数（0,0,0 ）,(1/2,1/2,1/2) 面心点阵晶胞:结点指数(0,0,0),(1/2,1/2,0),(1/2,0,1/2),(0,1/2,1/2) 底心点阵晶胞:结点指数(0,0,0),(1/2,1/2,0) 2 ）晶向指数：空间点阵的结点直线方向指数[uvw] （向量计算） 空间中所有相互平行的晶向，其晶向指数相同，称为晶向组，即同一[uvw] 表示的不仅是一个晶向，而是同一晶向组内的所有晶向。 3 ）晶面指数：同一取向上的平面，不仅相互平行，间距相等，而且结点的 分布也相同，不同取向的结点平面其特征各异。(a,b,c)→(1/a,1/b,1/c)→(hkl) 当晶面交于晶轴的负端时，对应的指数就是负的，并将负号标在数字的上面。 （hkl)表示的也不是一个晶面，而是空间所有相互平行（方位一致）的晶面。 将晶体中方位不同但原子排列相同，晶面间距相等的所有晶面组合称为一个 晶面族用{hkl}表示。 7、晶面间距：指两个相邻平行晶面间的垂直距离。 在空间点阵中，晶面的晶面指数越小，其晶面间距越大，晶面的结点密度越 大，它的 X 射线衍射强度越大，它的重要性越大。 8、 X 射线在晶体中衍射的本质是晶体中各原子散射波之间的干涉结果。 衍射产生的极