X射线衍傻匿分析(XRD).pptVIP

需要说明，一个晶粒中包含多个亚晶粒，晶粒尺寸测量值，实际是晶粒中的亚晶粒尺寸。 * 特征X射线 是在连续谱的基础上叠加若干条具有一定波长的谱线，它和可见光中的单色相似，亦称单色X射线。 对于一定元素的靶，当管电压小于某一限度时，只激发连续谱。随着管电压升高，射线谱向短波及强度升高方向移动，本质上无变化。但当管电压升高到超过某一临界值 如对钼靶为20kV）后，曲线产生明显的变化，即在连续谱的几个特定波长的地方，强度突然显著增大，如图所示。由于它们的波长反映了靶材的特征，因此称之为特征X射线谱。 钼阳极管发射的X射线谱 波长，×0.1nm 相对强度 35kV 25 20 一.特征X射线的特性 管电压特征  强度特征 特征波长取决于原子序数--  莫塞莱定律 二.产生机理 三.K系激发机理 一、特征X射线的特性 （1） 激发管电压特征：每一条谱线对应一定的激发电压，只有当管电压超过激发电压时才能产生相应的特征谱线，且靶材原子序数越大其激发电压越高。当电压达到临界电压时，特征谱线的波长不再变，强度随电压增加。 K系特征X射线的强度与管电压、管电流的关系为： 强度特征：每个特征射线都对应一个特定的波长，不同靶材的特征谱波长不同。如管电流和管电压V的增加只能增强特征X射线的强度，而不改变波长。 二、特征X射线的特性 （2） 同系（例如K?1、L?1等）特征X射线谱的频率和波长只取决于阳极靶物质的原子能级结构，是物质的固有特性。且存在如下关系： 莫塞莱定律：同系特征X射线谱的波长λ或频率?与原子序数Z关系为： 三、特征X射线的特性 （3）-- 莫塞莱定律 C，C1 与?为常数 或者 莫塞莱定律 K?1: C=3*103 ?=2.9 K?1: C1=5.2*107 ?=2.9 产生机理 特征X射线谱的产生机理与阳极物质的原子内部结构紧密相关的。 原子系统内的电子按泡利不相容原理和能量最低原理分布于各个能级。 在电子轰击阳极的过程中，当某个具有足够能量的电子将阳极靶原子的内层电子击出时，于是在低能级上出现空位，系统能量升高，处于不稳定激发态。较高能级上的电子向低能级上的空位跃迁，并以光子的形式辐射出标识X射线谱。 K态 L态 M态 N态 ?k ? l ? m ? n 0 原子的能级 h?l→k=?l-?k K? K? K? L? L? h?n→k=?n-?k h?n→l=?n-?l 特征X射线产生过程 ??特征X射线是波长一定的特征辐射。 特征X射线产生过程 K态 L态 M态 N态 ?k ? l ? m ? n 0 原子的能级 h?l→k=?l-?k K? K? K? L? L? h?n→k=?n-?k h?n→l=?n-?l ??特征X射线是波长一定的特征辐射。 当K系电子被激发时，原子的系统能量便由基态升高到K激发态，即K系激发。同样，L系，电子被激发，称为L系激发，依此类推。 当K层电子出现空位，其被高能级电子填充时产生K系辐射。具体地，当K层空位被L层电子填充时，产生K?辐射，而被M层电子填充时，产生K?辐射。同样，电子从高能态填充到L时产生的辐射为L系辐射，依此类推。 激发与辐射 K系激发机理 K层电子被击出时，原子系统能量由基态升到K激发态，高能级电子向K层空位填充时产生K系辐射。L层电子填充空位时，产生Kα辐射；M层电子填充空位时产生Kβ辐射。 由能级可知Kβ辐射的光子能量大于Kα的能量，但K层与L层为相邻能级，故L层电子填充几率大，所以Kα的强度约为Kβ的5倍。 产生K系激发要阴极电子的能量eVk至少等于击出一个K层电子所作的功Wk。Vk就是激发电压。 1-4 物质结构状态与散射(衍射)谱线 自然界中物质常见的结构状态包括： 原子完全无序(稀薄气体) 原子近程有序但远程无序(非晶) 原子近程有序和远程有序(晶体) 原子完全无序情况 ，例如稀薄气体。在进行X射线分析时，只能得到一条近乎水平的散射背底谱线。 I 2θ 原子近程有序但远程无序情况，例如非晶体材料。由于近程原子的有序排列，在配位原子密度较高原子间距对应的 2θ 附近产生非晶散射峰。 I 2θ换算为 4π sinθ/λ I 2θ换算为 4π sinθ/λ 非晶体材料的近程原子有序度越高，则配位原子密度较高原子间距对应的非晶散射峰越强，且散射峰越窄。 理想晶体的衍射谱线，是布拉格方向对应的 2θ 处产生没有宽度的衍射线条。 前提是不存在消光现象。 I 2θ 实际晶体中由于存在晶体缺陷等破坏晶体完整性的因素，导致衍射谱线的峰值强度降低，峰形变宽。 I 2θ I 2θ 物质微区不均匀性，例