材料分析测试方法课件.ppt

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1、X射线的主要特征：肉眼不可见沿直线传播、使胶片感光、使荧光物质发光很高的穿透能力、可被物质吸收和减弱、可使空气电离、对生物细胞有杀伤作用《材料分析测试方法》上节课要点X射线的本质X射线是一种波长很短的电磁波，具有波粒二象性，波长与晶格常数为同一数量级。《材料分析测试方法》上节课要点X射线的波粒二象性波动性：X射线以一定的波长和频率在空间传播，反映了物质运动的连续性。粒子性：X射线以光子形式辐射和吸收时具有一定的质量、能量和动量，反映了物质运动的分立性。当X射线在空间传播过程中发生干涉、衍射现象，就突出地表现出它的波动性；而在与物质相互作用交换能量时，就突出地表现出它的粒子性。《材料分析

2、测试方法》上节课要点X射线产生的基本条件产生自由电子热阴极使电子作定向高速运动加速电场在电子运动路径上设置障碍物阳极(靶)《材料分析测试方法》上节课要点X射线谱X射线谱：用适当的方法测量X射线管发出的X射线的波长和强度，得到X射线强度随波长的变化曲线。连续X射线谱—临界管电压之下，曲线连续变化，轫致辐射，衍射花样的背底。特征X射线谱—临界管电压之上，在连续谱上出现特征谱线，常见Kα，Kβ两条。靶材一定，随管电压增高，只是强度相应增加，但特征谱线的位置（波长）不变。产生原理——特征辐射，是X射线衍射的光源，形成衍射花样（峰）。《材料分析测试方法》上节课要点X射线与物质的相互作用按能量可分

3、为三部分：散射，吸收，透过《材料分析测试方法》上节课要点X射线的散射相干散射——入射X射线光子与原子中束缚紧密的电子碰撞，只是方向改变，波长（能量）不变。相干散射是衍射的基础。非相干散射——入射X射线光子与原子中束缚弱的电子碰撞，产生反冲电子，入射X射线光子的方向和波长（能量）均改变，形成衍射花样的背底。《材料分析测试方法》上节课要点X射线的吸收是指X射线的能量在通过物质时转变为其他形式的能量。即发生了能量损耗。原理：光电效应、二次荧光效应及俄歇效应，使X射线的部分能量转变为光电子、荧光X射线及俄歇电子的能量。《材料分析测试方法》上节课要点X射线与物质作用小结《材料分析测试方法》三、X

4、射线的衰减1.X射线的衰减规律与线吸收系数实验证明，一单色X射线透过一层均匀物质时，其强度将随穿透深度的增加呈指数规律减弱，即《材料分析测试方法》——透射束强度——入射束强度——线吸收系数——物质厚度线吸收系数μl表示沿穿透方向单位长度X射线的衰减程度，与X射线的波长、吸收物质、吸收物质物理状态有关2.质量吸收系数为避开吸收系数随吸收物体物理状态不同而改变的问题，令《材料分析测试方法》——质量吸收系数质量吸收系数μm表示单位质量物质对X射线的吸收程度，只与X射线的波长和吸收物质有关。2.质量吸收系数实验表明：对于非单质元素组成的复杂物质，《材料分析测试方法》——某元素的质量分数——相应

5、元素的质量吸收系数3.吸收限对于选定的物质（Z一定），作曲线。曲线中某几处出现值突增，其原因是在该波长处产生光电效应，X射线大量被吸收，称该波长为吸收限。《材料分析测试方法》四、吸收限的应用1.滤波片的选择X射线衍射实验是利用K系特征辐射源，K系谱线包括和两条线，它们将在晶体衍射时产生两套花样，使得分析复杂化。解决方法——滤掉《材料分析测试方法》滤波片选择方法选择一种合适的材料，使其吸收限正好位于和线波长之间，且尽量靠近线波长。将这种材料制成薄片——滤波片，置于入射束或衍射束光路中，强烈吸收线，而对吸收很少，得到单色辐射。《材料分析测试方法》《材料分析测试方法》滤波片选择原则滤波片的原

6、子序数比靶材原子序数小1~2《材料分析测试方法》例如，对于Co、Cu、Fe靶，分别选Fe、Ni、Mn滤波片吸收限的应用之二2.阳极靶的选择X射线衍射实验中，入射X射线在与试样作用过程中产生荧光辐射，只能增加衍射花样的背景，为消除干扰，可通过适当的靶材来避免荧光辐射。原则：例如：对于钢铁试样，应选用Co靶或Fe靶。《材料分析测试方法》1.6X射线的防护过量X射线辐射对人体的伤害：局部组织灼伤或坏死，毛发脱落，血液病变，影响生育等防护措施：不要将手及身体的任何部位直接暴露在X射线光束下，避免一切不必要的照射。用重金属铅强烈吸收X射线，铅屏风、铅玻璃眼睛、铅橡胶手套、铅围裙等定期体检《材料分

7、析测试方法》第二章X射线衍射方向晶体几何学简介布拉格方程X射线衍射方法《材料分析测试方法》2.1晶体几何学简介晶体特性晶体结构与空间点阵倒易点阵《材料分析测试方法》一、晶体的特性1.晶体的性质均匀性：晶体内部各个部分宏观性质相同。各向异性：晶体种不同的方向上具有不同的物理性质。固定熔点：晶体具有周期性结构，熔化时，各部分需要同样的温度。规则外形：理想环境中生长的晶体应为凸多边形。对称性：晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。《材料分