X-射线衍射分析-总结.ppt

* * * 第一篇：X-射线衍射分析--总结 绪 论 课程的总体要求 第一章 X射线物理学基础 第二章 X射线衍射方向 第三章 X射线衍射强度 第四章 多晶体分析方法 第五章 物相分析及点阵参数精确测定 第六章 宏观残余应力的测定 * 绪论：X-射线衍射分析总体要求 特点：以分析仪器和实验技术为基础 内容：衍射仪结构与工作原理、分析方法及其应用。 (1)布拉格方程、衍射矢量方程、埃瓦尔德图解、劳埃方程 (2)材料物相定性分析（掌握PDF卡数据库检索) (3)定量分析 (K值法, q值法) (4)点阵参数精确测定、超细晶粒测定 (5)残余应力测定方法 (Ψ=0°, Ψ=45°方位，测衍射角) 意义：通过材料物相分析(结构分析)，理解材料组织结构与性能的关系，即组织是性能的内在根据，性能是组织的对外表现； 要求： （1）掌握X射线衍射仪、德拜相机的结构和工作原理； （2）掌握常用的实验分析方法（认真看教材292页实验二）； （3）能正确选用合适的分析方法解决实际工作中的问题。 * 第一章 X射线物理学基础 X射线：波粒二相性，穿透性， E = h? = hc/?；折射系数接近1, 不产生折射； 衍射分析用波长：λ=0.5~2.5?, (Cuλkα=1.54? 居中)； X射线产生：X-射线管(阴极钨灯丝,阳极靶)，高压发生器，冷却水。 连续X射线谱：波长最小值，?0= 12.4 /U (nm), I连 = K1iZU2 ; 特征X射线谱：莫塞来定律， X射线衰减规律： 吸收限(λK)：K层电子移到无穷远所做的功，是特征量； 滤波片(吸收限的应用):当 Z靶 ? 40 时, Z滤 = Z靶 –1; 当 Z靶 ? 40 时, Z滤 = Z靶 - 2 同一元素：λK λβ λα ; 吸收限波长发射线波长。 光电效应：光子击出电子的现象； 荧光效应：X射线激发产生特征辐射。物质的元素成分分析; 俄歇效应：一个L层电子→K层，另一个L层得能量逸出现象。表面轻元素分析; 相干散射与入射波与散射波波长相同，不相干散射则入射散射波波长不同。 吸收限 * X射线穿过物质时，X射线与物质发生复杂的相互作用，即物质对X射线的吸收、散射；入射X射线对样品原子的电离，及随后的荧光效应和俄歇效应等； X射线与物质的相互作用 入射X射线 X射线与物质的相互作用 * 第二章 X射线衍射方向 本章主要内容 第一节 X射线晶体学简介 第二节 布拉格方程 第三节 X射线衍射法 * 第一节 X射线晶体学---正点阵 14种布喇菲点阵/ 7个晶系 P = primary, C = chassis,底盘), I = in, F = face, R = rhombus P P 正空间：即物质空间、晶体点阵空间； 晶体点阵+结构基元=晶体结构 {阵胞(晶格)+基元=晶胞} 2) 晶向指数（r=xja+yjb+zjc) 晶向组:[uvw],晶向族:uvw 金属三种结构,FCC，BCC，HCP [100],[110],[111],[112]; 100,110,111,112; 3）晶面指数(HKL),截距1/H,1/K,1/L,晶面(平面)方程: 晶面组(hkl),晶面族:{hkl} ({100},{110},{111},{112}） 4)干涉指数(HKL) ：(nh nk nl) * 第一节 X射线晶体学---倒易点阵 1)倒易点阵定义(a*,b*,c*):以长度倒数为量纲与正点阵按一定法则对应的虚拟点阵 (方向) a* // b x c b* // c x a c* // a x b (大小) a*·a=1， b*·b=1， c*·c=1； 2)倒易点阵性质：与晶体的衍射现象相关，描述衍射强度的分布规律。 a*=(b×c)/V，b*=(c×a)/V，c*= (a×b)/V 注1：把性质作为定义（换位），有何异同？如何推导？ （如何推导出另一个性质呢？分别点积晶轴，a，b，c） 注2：正、倒易点阵阵胞体积，互为倒易；v*=1/