材料研究与测试方法期末完整总结

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1、XRD1、连续X射线谱与特征X射线谱产生的机理连续X射线谱:从阴极发出的电子经高压加速到达阳极靶材时，由于单位时间内到达的电子数目极大，而且达到靶材的时间和条件各不相同，并且大多数电子要经过多次碰撞，能量逐步损失掉，因而出现连续变化的波长谱。特征X射线谱:从阴极发出的电子在高压加速后，如果电子的能量足够大而将阳极靶原子中内层电子击出留下空位，原子中其他层电子就会跃迁以填补该空位，同时将多余的能量以X射线光子的形式释放出来，结果得到具有固定能量，频率或固定波长的特征X射线。书上答：原子系统中的电子遵从刨利不相容原理不连续的分布在K、L、M、N等，不同能级的壳层上，而且按能量

2、最低原理从里到外逐层填充。当外来的高速度的粒子动能足够大时，可以将壳层中某个电子击出去，于是在原来的位置出现空位，原子系统的能量升高，处于激发态，这时原子系统就要向低能态转化，即向低能级上的空位跃迁，在跃迁时会有一能量产生，这一能量以光子的形式辐射出来，即特征X射线2、X射线谱的种类？各自的特征？两种类型：连续X射线谱和特征X射线谱连续X射线谱：具有从某一个最短波长（短波极限）开始的连续的各种波长的X射线。它的强度随管电压V、管电流i和阳极材料原子序数Z的变化而变化。指X射线管中发出的一部分包含各种波长的光的光谱。从管中释放的电子与阳极碰撞的时间和条件各不相同，绝大多数电

3、子要经历多次碰撞，产生能量各不相同的辐射，因此出现连续X射线谱特征X射线谱：也称标识X射线谱，它是由若干特定波长而强度很大的谱线构成的，这种谱线只有当管电压超过一定数值Vk(激发电压)时才能产生，而这种谱线的波长与X射线管的管电压、管电流等工作条件无关，只取决于阳极材料，不同元属制成的阳极将发出不同波长的谱线，并称为特征X射线谱3、X射线相干散射与非相干散射现象相干散射：当X射线与原子中束缚较紧的内层电子相撞时，电子振动时向四周发射电磁波的散射过程。（这些散射波之间复合振动方向相同、频率相同、位相差恒定的光的干涉条件，所以可以发生干涉作用）非相干散射：当X射线光子与束缚不

4、大的外层电子或价电子或金属晶体中的自由电子相撞时的散射过程。4、光电子、荧光X射线以及俄歇电子的含义光电效应：以光子激发原子所发生的激发和辐射过程。光电子：光电效应中由光子激发所产生的电子（或入射光量子与物质原子中电子相互碰撞时被激发的电子）。荧光X射线（二次特征X射线）：由X射线激发所产生的特征X射线。俄歇电子：原子外层电子跃迁填补内层空位后释放能量并产生新的空位，这些能量被包括空位层在内的临近原子或较外层电子吸收，受激发逸出原子的电子叫做俄歇电子。5、短波限、吸收限短波限：X射线管不同管电压下的连续谱存在的一个最短波长值。吸收限：把一特定壳层的电子击出所需要的入射光最

5、长波长。6、X射线与物质的如何相互作用的，产生那些物理现象？X射线与物质的作用是通过X射线光子与物质的电子相互碰撞而实现的。与物质作用后会产生X射线的散射（弹性散射和非弹性散射），X射线的吸收，光电效应与荧光辐射等现象7、晶面及晶面间距晶面：在空间点阵中可以作出相互平行且间距相等的一组平面，使所有的节点均位于这组平面上，各平面的节点分布情况完全相同，这样的节点平面成为晶面。晶面间距：两个相邻的平行晶面的垂直距离。8、晶面间距与点阵常数之间的关系(掌握立方晶系的)。dhkl=a/sqrt(h2+k2+l2)9、什么叫X射线的衍射？布拉格方程的表达式？各字母的含义？意义？极限

6、条件？应用？1）当一束X射线照射到晶体上，晶体中各个原子对X射线的相干散射波干涉叠加的现象叫X射线的衍射。2）布拉格方程两种表达1)普通形式：2dsinθ=nλ2)标准形式：2dHKLsinθ=λ3）其中d为晶面间距，（HKL）为衍射指数，θ为半衍射角，λ为X射线波长，n为整数，称衍射级数。4）意义：仅当射向相邻原子面上的入射光程差为波长λ的整数倍时，相邻晶面的反射波才能干涉加强形成衍射线，产生衍射5）极限条件：（2个）1、2dsinθ=nλ=sinθ=nλ/(2d)≤1=n≤2d/λ当入射线的波长和衍射面选定以后，d和λ的值都定了，可能有的衍射级数n也就确定了，所以一组

7、晶面只能在有限的几个方向上“反射”X射线。2、对于一定波长λ的X射线而言，晶体中能产生衍射的晶面族数也是有限的sinθ=nλ/(2d)≤1d≥λ/2也就是说晶面间距大于波长的二分之一的晶面才能产生衍射6）应用：1、测晶面间距d2、测X射线波长（利用XRF）已知波长λ的X射线，测定θ角，计算晶体的晶面间距d，结构分析；已知晶体的晶面间距，测定θ角，计算X射线的波长，X射线光谱学。10、反射级数与干涉指数布拉格方程表示面间距为d’的（hkl）晶面上产生了n级衍射，n就是反射级数干涉指数：当把布拉格方程写成：时，这是面间距为1/n的