材料现代研究方法章课件.pptx
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1、第一部分第一部分 晶体晶体X X射线衍射分析射线衍射分析第1页/共26页概 述X射线分析方法是材料研究的重要手段之一。1895年 德国物理学家伦琴发现X射线 190年获诺贝尔奖1912年 德国物理学家劳埃获得第一张衍射照片。获诺 贝尔奖。1912年 英国科学家布拉格父子确定了“布拉格方程”获诺贝尔奖。1928年 盖革,弥勒发明计数管探测X射线。1943年 商品型衍射仪出现1950年代以后衍射仪流行并不断改进并与计算机了联合第2页/共26页1、结构分析 2、相分析 3、固溶体分析 4、晶块尺寸 5、内应力 6、单晶取向7、织构 8、非晶态研究9、探伤 10、化学成分分析用途:第3页/共26页第一
2、章 X射线的产生和性质 1-1 X射线的本质 本质:电磁波 =10-6 10-10 cm具有波粒二象性:=h=hc/p=h/第4页/共26页 1-2 X射线的产生 产生条件:1)、产生自由电子。2)、电子作定向加速运动。3)、在运动途中设一障碍。1、X射线管第5页/共26页1)、阴极:螺线性金属钨丝2)、阳极(靶):不同金属制成。3)、窗口:金属铍制成4)、焦点:电子轰击的地方。第6页/共26页2、特殊的X射线管 1)、旋转阳极 2)、细聚焦X射线管 3)、同步辐射 第7页/共26页 1-3 X射线谱 描述X射线强度与 I 与波长 的关系曲线。一、连续X射线谱 I:单位时间通过单位面积的X光子
3、数。0:短波限。m:Imax对应的。(一)实验规律 I 随 连续变化1、电流 i 不变 V 0 m I m 1.5 0第8页/共26页 2、V不变 i 0和 m 不变 I 3、阳极的原子序数 Z:当 i、V不变时 Z I (二)形成的机理电子与阳极原子碰撞放出一个h 能量的光子,多次碰撞形成光子流。每次碰撞辐射的光子能量不同所以形成不同 的X光。极限情况:eV=h max=hc/0 所以 0=hc/eV12.4/V (V以千伏为单位)第9页/共26页(三)辐射强度 每条连续谱曲线下的面积表示连续X射线的总强度(即靶发出的X射线总能量)。miZVKdII10)(连连 m 2 K1 1.1 1.4
4、 10-9(四)X射线管的效率ZVKiViZVKX121 电子流功率电子流功率射线功率射线功率例如:Z=74(钨靶)V=100KV 则 1 第10页/共26页 二、特征(标识)X射线谱(一)形成 当V某值时 形状显著变化。反应了靶材料的特征。存在K 和K 两种特定波长的辐射。K 又分成 K 1 和K 2波长非常接近。K 1 和K 2的强度比大约为2:1所以 K=2/3 K 1+1/3 K 2K 和K 的强度比为5:1第11页/共26页(二)实验规律 1、存在激发电压Vk 与Z有关,Z Vk 2、Z不同 k不同 3、V (VVk)I特 I特=C i(V-Vk)n n=1.5 2 C:常数 特不变
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