[理学]x射线衍射分析xrd

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1、X射线衍射分析（XRD)X-rayDiffractionAnalysis现代仪器分析测试方法0.X射线的历史发展及应用X射线分析技术的应用范围非常广泛，成为一种重要的实验手段和分析方法。随着机械及微电子技术的发展，仪器设备的检测精度及可靠性逐渐提高，尤其是同步辐射光源的出现以及计算机技术的引入，构成了近代X射线分析技术。X射线以及X射线衍射学发展历程1.1895年，德国，伦琴，发现，医疗，第一个诺贝尔物理奖；2.1912年，德国，劳埃，第一张X射线衍射花样，晶体结构，电磁波，原子间距，劳埃方程，不方便；1913-1914年，英国，布拉格父子，布拉格方程，晶体结构

2、分析；3.1916年，德拜、谢乐，粉末法，多晶体结构分析；4.1928年，盖格，弥勒，计数管，X射线衍射线强度，衍射仪。1901年获诺贝尔物理奖W.C.(WilhelmConradRoentgen1845——1923)1845年3月27日生于德国莱茵省勒奈普市。1869年在苏黎世大学获哲学博士学位，并留校任教。1872年——1879年先后在斯特拉斯堡大学，霍恩海姆农学院、吉森大学等校任教，1888年起任维尔茨堡大学教授及物理所所长，后任校长。1896年成为柏林和慕尼黑科学院通讯院士，1900——1920年任慕尼黑物理所所长，1923年2月10日逝世。主要成就：从

3、1876年开始研究各种气体比热，证实气体中电磁旋光效应存在。1888年实验证实电介质能产生磁效应，最重要在1895年11月8日在实验中发现：当克鲁克斯管接高压电源，会放射出一种穿透力极强的射线，他命名为X射线。X射线在晶体结构分析，金相材料检验，人体疾病透视检查即治疗方面有广泛应用，因此而获得1901年诺贝尔物理奖。伦琴X射线衍射技术的主要应用领域1，晶体结构分析：人类研究物质微观结构的第一种方法。2，物相定性分析3，物相定量分析4，晶粒大小分析5，非晶态结构分析，结晶度分析6，宏观应力与微观应力分析7，择优取向分析1-1X射线的本质X射线的本质是电磁波，与可见

4、光完全相同，仅是波长短而已，因此具有波粒二像性。(1)波动性(2)粒子性1-1.X射线的物理基础波动性X射线的波长范围：0.01~100Å或者10-8-10-12m1Å=10-10m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。X射线是波长在10-8到10-12米范围内，具有极强穿透能力的电磁波。硬X射线：波长较短的硬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。软X射线：波长较长的软X射线能量较低，穿透性弱，可用于分析非金属的分析。X射线波长的度量单位常用埃（Å）,或者通用的国际计量单位中用纳米（nm）表示

5、，它们之间的换算关系为：1Å=10-10m1nm=10-9m粒子性特征表现为以光子（光量子）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。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×J.s;c——X射线的速度，等于2.998×m/s.相关习题：1.试计算波长0.71Å（Mo-Kα）和1.54Å（Cu-Kα）的X射线束，其频率和每个量子的能量。Mo靶X射线:Cu靶X射线:1-2X射线的产生产生X-射线的方式：X-射线管–重点同步辐射光源–了解

6、(1)产生原理—重点(2)产生条件—重点(3)X射线管(4)过程演示X射线管—重点产生原理高速运动的电子与物体碰撞时，发生能量转换，电子的运动受阻失去动能，其中一小部分（1％左右）能量转变为X射线，而绝大部分（99％左右）能量转变成热能使物体温度升高。产生条件1.产生自由电子---电子源，如加热钨丝产生热电子2.使电子作定向的高速运动---施加在阳极和阴极（钨丝）间的电压1236541-高压变压器;2-钨丝变压器；3-X射线管；4-阳极；5-阴极；6-电子；7-X射线7常规的X射线产生装置3.在其运动的路径上设置一个障碍物使电子突然减速或停止。4.真空---把阴

7、极和阳极密封在真空度高于10-3Pa的真空中，保持两极洁净并使加速电子无阻地撞击到阳极靶上。1236541-高压变压器;2-钨丝变压器；3-X射线管；4-阳极；5-阴极；6-电子；7-X射线7产生条件常规的X射线产生装置X射线管1.X射线管的结构2.特殊构造的X射线管3.市场上供应的种类X射线管的结构封闭式X射线管实质上就是一个大的真空（）二极管。基本组成包括：(1)阴极：阴极是发射电子的地方。(2)阳极：靶，是使电子突然减速和发射X射线的地方。引自中南大学(3)窗口：窗口是X射线从阳极靶向外射出的地方。(4)焦点：焦点是指阳极靶面被电子束轰击的地方，正是从这块

8、面积上发射出X射线。接变