《金属材料近代研究方法》绪论和第一章.pptVIP

材料现代研究方法 张 峻 巍 引 言 课 程 内 容 如果你有一双X射线的眼睛，就能把物质的微观结构看个清清楚楚明明白白； X射线衍射将会有助于探究为何成份相同的材料，其性能有时会差异极大； X射线衍射将会有助于找到获得预想性能的途径。 Ti50Ni24Cu25Y1合金的XRD图谱 课 程 内 容 差热分析（DTA，Differential Thermal Analysis ） 示差扫描量热法（DSC，Differential Scanning Calorimetry ） 热重分析（TGA，Thermogravimetric Analysis ） 热机械分析（TMA，Thermomechanic Analysis ） Ti50Ni25Cu25合金的DSC和ER图谱 课 程 内 容 透射电子显微镜（TEM，Transmission Electron Microscope） 扫描电子显微镜（SEM，Scanning Electron Microscope） 电子探针显微分析（EPMA，Electron Probe Micro-Analysis） 教 学 目 的 主要教学参考书及资料 《材料近代分析测试方法》常铁军等编，哈尔滨工业大学出版社，2005 《材料分析测试技术》周玉等编，哈尔滨工业大学出版社，1998 《材料研究与测试方法》张国栋等编，冶金工业出版社，2001 课 时 安 排 实 验 课 安 排 X射线衍射仪的基本结构和物质的定性分析 实 验 课 安 排 透射电镜分析 实 验 课 安 排 扫描电镜分析 答 疑 时 间 安 排 成绩考核方式和及格标准 课堂表现及平常作业（10分）：按出勤率、课堂表现及课后作业完成情况 实验环节（20分）：根据X射线衍射、热分析、扫描电镜和透射电镜实验表现和报告情况给分 期末考试（70分，卷面为百分制）：闭卷 纪律要求 无故旷课达3次及3次以上的同学； 不参加课程实验达1次及1次以上的同学。 取消考试资格！ 主 要 章 节 第一章: X射线物理学基础 第二章: X射线运动学衍射理论 第三章: X射线衍射方法 第四章: X射线衍射方法的实际应用 第五章: 热分析技术 第六章: 透射电子显微分析 第七章: 扫描电子显微分析 第八章: 电子显微技术的新进展 第一章 X射线物理学基础 本 章 内 容 本章重点与难点 第1节 引 言 1895年，德国物理学家伦琴（W.C.Rōntgen）发现了X射线。 1895-1897年，伦琴搞清楚了X射线的产生、传播、穿透力等大部分性质。 1901年，伦琴成为第一位诺贝尔奖获得者。 1912年，德国物理学家劳埃（M. von Laue）进行了晶体的X射线衍射（X-ray diffraction）实验。 世界第一张X光片 X射线的性质 人的肉眼看不见X射线，但X射线能使气体电离，使照相底片感光，能穿过不透明的物体，还能使荧光物质发出荧光。 X射线呈直线传播，在电场和磁场中不发生偏转；当穿过物体时仅部分被散射。 X射线对动物有机体（其中包括对人体）能产生巨大的生理上的影响，能杀伤生物细胞。 X射线最早的应用 在X射线发现后几个月医生就用它来为病人服务(骨折诊断与定位) 右图是纪念伦琴发现X射线100周年发行的纪念封 第2节 X射线的本质 波动性 表现形式： 在晶体作衍射光栅观察到的X射线的衍射现象，即证明了X射线的波动性。 以一定的频率和波长在空间传播。 波动性 X射线的波长范围： 0.001~10 nm X射线波长的度量单位常用埃（?）或晶体学单位（kX）表示；通用的国际计量单位中用纳米（nm）表示，它们之间的换算关系为： 1nm=10?=10-9m 1kX=1.0020772±0.000053? (1973年值)。 波动性 硬X射线： 波长较短（ 0.05nm ~ 0.25nm ）的硬X射线能量较高，穿透性较强，适用于金属部件的无损探伤及金属物相分析（如探伤在0.005nm ~ 0.1nm） 。 软X射线： 波长较长的软X射线能量较低，穿透性弱，可用于医学透视和非金属分析。 粒子性 主要表现为它是由大量的不连续粒子流构成的，这些粒子流称为光子。X射线以光子形式辐射和吸收时具有的一定的质量、能量和动量。 表现形式为在与物质相互作用时交换能量。如光电效应；二次电子等。 粒子性 X射线的频率ν、波长λ以及其光子的能量ε、动量p之间存在如下关系： 式中: h—普朗克常数，等于6.625×10-34J·s; c—X射线的速度，等于2.998×108 m/s.