X射线在材料中的应用ppt课件.ppt

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1、1895年，德国物理学家伦琴（Röntgen,W.C.）发现X射线1912年，德国物理学家劳厄（Von.Laue,M）等人发现X射线在晶体中的衍射现象，确证X射线是一种电磁波1912年，英国物理学家布·喇格父子(Bragg,W.H;Bragg,V.L.)开创X射线晶体结构分析的历史1914年，英国物理学家莫塞莱(H.G.J.Moseley)发现了原子序数与X射线的频率间的关系—莫塞莱定律，并最终发展成为X射线发射光谱分析、X射线荧光分析1916年，德拜(P.Debye)、谢乐(P.Scherrer

2、)提出多晶试样的“粉末法”1928年，盖革(H.Geiger)、弥勒(W.Mueller)采用计数器来记录X射线，导致X射线衍射仪的产生1950年，X射线衍射仪普遍使用1970年，现代型的自动化X射线衍射仪发展起来X射线衍射（XRD)1.发现1895年伦琴发现用高速电子冲击固体时，有一种新射线从固体上发出来。具有很强的穿透能力，能使照片感光，空气电离。本质是什么？不知道，就叫“X射线”吧！当时人们以照X射线像为时髦性质：阴级阳级+-一.X射线发现的X射线是什么呢？人们初步认为是一种电磁波，于是想通

3、过光栅来观察它的衍射现象，但实验中并没有看到衍射现象。原因是X射线的波长太短，只有一埃（1Å）。实际上是无法分辩的。要分辨X射线的光栅也要在埃的数量级才行。人们想到了晶体。因为晶体有规范的原子排列，且原子间距也在埃的数量级，是天然的三维光栅。1912年德国物理学家劳厄想到了这一点，去找普朗克老师，没得到支持后，去找正在攻读博士的索末菲，两次实验后终于做出了X射线的衍射实验。X射线晶体劳厄斑晶体的三维光栅2.X射线的性质人的肉眼看不见X射线，但X射线能使气体电离，使照相底片感光，能穿过不透明的物体，

4、还能使荧光物质发出荧光。X射线呈直线传播，在电场和磁场中不发生偏转；当穿过物体时仅部分被散射。X射线对动物有机体（其中包括对人体）能产生巨大的生理上的影响，能杀伤生物细胞。X射线的本质X射线也是电磁波的一种，波长在10－8cm左右(1)波动性;(2)粒子性。钨灯丝接变压器玻璃金属聚灯罩铍窗口金属靶冷却水电子X射线X射线X射线管剖面示意图3X射线的产生及X射线管旋转阳极常用X射线管的功率为500～3000W。目前还有旋转阳极X射线管、细聚焦X射线管和闪光X射线管。因阳极不断旋转，电子束轰击部位不断改

5、变，故提高功率也不会烧熔靶面。目前有100kW的旋转阳极，其功率比普通X射线管大数十倍。X射线谱------连续X射线谱X射线强度与波长的关系曲线，称之X射线谱。在管压很低时，小于20kv的曲线是连续变化的，故称之连续X射线谱，即连续谱。X射线谱--------特征X射线谱当管电压超过某临界值时，特征谱才会出现，该临界电压称激发电压。当管电压增加时，连续谱和特征谱强度都增加，而特征谱对应的波长保持不变。钼靶X射线管当管电压等于或高于20KV时，则除连续X射线谱外，位于一定波长处还叠加有少数强谱线，

6、它们即特征X射线谱。钼靶X射线管在35KV电压下的谱线，其特征x射线分别位于0.63Å和0.71Å处，后者的强度约为前者强度的五倍。这两条谱线称钼的K系特征X射线的命名方法同样当K空位被M层电子填充时，则产生Kβ辐射。M能级与K能级之差大于L能级与K能级之差，即一个Kβ光子的能量大于一个Kα光子的能量；但因L→K层跃迁的几率比M→K跃迁几率大，故Kα辐射强度比Kβ辐射强度大五倍左右。显然，当L层电子填充K层后，原子由K激发状态变成L激发状态，此时更外层如M、N……层的电子将填充L层空位，产生L系辐

7、射。因此，当原子受到K激发时，除产生K系辐射外，还将伴生L、M……等系的辐射。除K系辐射因波长短而不被窗口完全吸收外，其余各系均因波长长而被吸收。Cu靶X-Ray有一定的强度比：(Cu,K1)：(Cu,K2)=0.497(Cu,K1)：(Cu,K1)=0.200连续谱(软X射线)高速运动的粒子能量转换成电磁波谱图特征:强度随波长连续变化是衍射分析的背底;是医学采用的特征谱(硬X射线)高能级电子回跳到低能级多余能量转换成电磁波仅在特定波长处有特别强的强度峰衍射分析采用4.X射线与物质

8、的相互作用X射线与物质的相互作用，是一个比较复杂的物理过程。一束X射线通过物体后，其强度将被衰减，它是被散射和吸收的结果，并且吸收是造成强度衰减的主要原因。5.布喇格方程1913年英国布喇格父子（W.H.bragg.WLBragg)建立了一个公式--布喇格公式。不但能解释劳厄斑点，而且能用于对晶体结构的研究。布喇格父子认为当能量很高的X射线射到晶体各层面的原子时，原子中的电子将发生强迫振荡，从而向周围发射同频率的电磁波，即产生了电磁波的散射，而每个原子则是散射的子波波源；劳厄斑正是