现代材料研究方法--X射线衍射技术在材料科学研究中的主要运用

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1、X射线衍射技术在材料科学研究中的主要应用晶体的结构分析定性与定量物相分析晶体取向与织构分析非晶态与液态分析薄膜分析颗粒度（晶粒度）分析Rietveld分析的概要样品分析与得到峰形数据并转换为Rietveld格式空间群(JCPDS数据)晶格参数（a,b,c,α,β,γ）原子位置，(ICSD数据）编辑参数文件衍射数据文件空间群文件输出RA谱图峰形函数Voit(G,L)(U,V,W,P,X,Xe,Y,Ye)分析结果表精密化的晶格参数化学式比精密化的输入参数多相组份的定量输入PRETEPORTEP图(晶体结构模型）物相分析中的时间分辨衍射多晶薄膜分析

2、目的：测定表面薄膜的物相组成衍射几何：掠入射几何方法：试样固定，探测器扫描应用：改进氧化膜、镀层等生成工艺单晶薄膜的分析衍射几何：双晶衍射几何方法：处在衍射位置的试样晶体在小的角度范围内扫描，得到衬底与外延薄膜的摆动曲线应用：薄膜的晶体完整性薄膜的成分、厚度和均匀性薄膜与衬底间的错配（应变）多层薄膜的结构多层膜的测量硬盘表面标准法薄膜法有机润滑层碳保护层磁性薄膜层铬化合物层Ni-P镀膜层铝基底层典型的硬盘表面结构硬盘表面多层膜摆动曲线多层膜摆动曲线拟合结果SimulationResult层材料厚度成分3GaAs35.072AlxGa1-xAs

3、41.570.2861InxGa1-xAs15.750.117衬度GaAs薄膜厚度和界面分析目的：测定薄膜的厚度及界面衍射几何：低角度衍射几何方法：试样、探测器扫描样品：单晶、多晶及非晶薄膜单晶与取向薄膜的分析倒易空间Mapping应用：薄膜的晶体与衬底的完整性；薄膜与衬底间的取向关系晶粒度分析多晶材料的晶粒度是影响其力学、物理及各种工艺性能的一个重要因素，细晶粒材料的硬度、强度和冲击韧性较好，而粗晶粒材料可以大大提高某些特殊的物理性能，如导电性、导磁性能等。因此测定材料的晶粒度是材料研究工作中的一个重要项目。谢乐公式当晶粒大小小于10-4m

4、m时，则其衍射线变宽，称为衍射线条宽化。晶粒越小，衍射线宽化现象就越严重。利用这个现象，测出衍射线宽化的程度，就可以应用谢乐公式测定细晶粒的粒度。B—衍射峰的积分宽度λ—X射线的波长K—晶粒形状、分布规律所决定的系数。l—晶粒度的尺寸GraphofParticlesizeofPowderSampleSmallAngleScattering:ParticlesizeofPowderSample谢谢！