1材料研究方法课件

同济大学《材料研究方法》精品课程1同济大学《材料研究方法》精品课程1111/24/24/24/24第三章XXXX射线衍射分析同济大学《材料研究方法》精品课程2222/24/24/24/24主要内容•XXXX射线的物理基础•XXXX射线衍射原理（布拉格方程）•样品制备及实验方法•XXXX射线衍射方法在材料研究中的应用同济大学《材料研究方法》精品课程3333/24/24/24/241895189518951895年，著名的德国物理学家伦琴发现了XXXX射线；1912191219121912年，德国物理学家劳厄等人发现了XXXX射线在晶体中的衍射现象，确证了XXXX射线是一种电磁波。1912191219121912年，英国物理学家BraggBraggBraggBragg父子利用XXXX射线衍射测定了NaCINaCINaCINaCI晶体的结构，从此开创了XXXX射线晶体结构分析的历史。3.1X3.1X3.1X3.1X射线的物理基础射线的物理基础射线的物理基础射线的物理基础3.1.1X3.1.1X3.1.1X3.1.1X射线的性质射线的性质射线的性质射线的性质XXXX射线的历史射线的历史射线的历史射线的历史同济大学《材料研究方法》精品课程4444/24/24/24/241.X1.X1.X1.X1.X1.X1.X1.X射线是一种电磁波，具有波粒二象性；射线是一种电磁波，具有波粒二象性；2.X2.X2.X2.X2.X2.X2.X2.X射线的波长：射线的波长：1010101010101010－－22222222~10~10~10~10~10~10~10~1022222222ÅÅÅÅÅÅÅÅ3.X3.X3.X3.X3.X3.X3.X3.X射线的射线的（（ÅÅÅÅÅÅÅÅ）、）、振动频峰振动频峰和传播速度和传播速度CCCCCCCC（（mmmmmmmm········ssssssss-1-1-1-1-1-1-1-1））符合符合=c/=c/=c/=c/=c/=c/=c/=c/(3-1)(3-1)(3-1)(3-1)(3-1)(3-1)(3-1)(3-1)XXXX射线的性质同济大学《材料研究方法》精品课程5555/24/24/24/244.X4.X4.X4.X射线可看成具有一定能量EEEE、动量PPPP、质量mmmm的XXXX光流子E=E=E=E=hvhvhvhv（3-23-23-23-2）P=h/P=h/P=h/P=h/（3-33-33-33-3）hhhh为普朗克常数，h=6.626176h=6.626176h=6.626176h=6.62617610101010-27-27-27-27尔格，是1900190019001900年普朗克在研究黑体辐射时首次引进，它是微观现象量子特性的表征。XXXX射线的性质同济大学《材料研究方法》精品课程6666/24/24/24/24XXXX射线的性质•XXXX射线具有很高的穿透能力，可以穿过黑纸及许多对于可见光不透明的物质；•XXXX射线肉眼不能观察到，但可以使照相底片感光。在通过一些物质时，使物质原子中的外层电子发生跃迁发出可见光；•XXXX射线能够杀死生物细胞和组织，人体组织在受到XXXX射线的辐射时，生理上会产生一定的反应。同济大学《材料研究方法》精品课程7777/24/24/24/243.1.23.1.23.1.23.1.2XXXX射线的产生高速运动的电子流射线XXXX射线中子流高能辐射流在突然被减速时均能产生XXXX射线同济大学《材料研究方法》精品课程8888/24/24/24/24同济大学《材料研究方法》精品课程9999/24/24/24/24XXXX射线管图3-2X3-2X3-2X3-2X射线管示意图同济大学《材料研究方法》精品课程10101010/24/24/24/24XXXX射线机图3-1X3-1X3-1X3-1X射线机的主要线路图同济大学《材料研究方法》精品课程11111111/24/24/24/24XXXX射线管的工作原理XXXX射线管电子枪：产生电子并将电子束聚焦，钨丝烧成螺旋式，通以电流钨丝烧热放出自由电子。金属靶：发射xxxx射线，阳极靶通常由传热性好熔点较高的金属材料制成，如铜、钻、镍、铁、铝等。同济大学《材料研究方法》精品课程12121212/24/24/24/24XXXX射线谱连续谱：强度随波长连续变化的连续谱。（见图3-33-33-33-3）特征谱：波长一定、强度很大的特征谱特征谱只有当管电压超过一定值VVVVkkkk（激发电压）时才会产生，而且，这种特征谱与XXXX射线光管的工作条件无关，只取决于光管的阳极靶材料，不同的靶材具有其特有的特征谱线。XXXX射线谱同济大学《材料研究方法》精品课程13131313/24/24/24/243.1.33.1.33.1.33.1.3连续XXXX射线谱图3-33-33-33-3各管电压下的连续谱同济大学《材料研究方法》精品课程14141414/24/24/24/24连续XXXX射线谱XXXX射线连续谱的强度随着XXXX射线管的管电压增加而增大，最大强度所对应的波长maxmaxmaxmax变小，最短波长界限0000减小；在连续谱中接近最短波长处的辐射较多。同济大学《材料研究方法》精品课程15151515/24/24/24/243.1.43.1.43.1.43.1.4特征XXXX射线图3-4Mo3-4Mo3-4Mo3-4Mo靶XXXX光管发出XXXX光谱强度（35kV35kV35kV35kV时）特征XXXX射线为一线性光谱，由若干互相分离且具有特定波长的谱线组成，其强度大大超过连续谱线的强度，并迭加于连续谱线之上。这些谱线不随XXXX射线光管的工作条件而变，只决定于阳极物质，如图3-43-43-43-4同济大学《材料研究方法》精品课程16161616/24/24/24/24原子结构壳层理论KKKK系标识XXXX射线同济大学《材料研究方法》精品课程17171717/24/24/24/24XXXX射线与物质的作用过程中会产生物理、化学和生化作用，引起各种效应，如：使一些物质发出可见的荧光；使离子固体发出黄褐色或紫色的光；破坏物质的化学键，使新键形成，促进物质的合成引起生物效应，导致新陈代谢发生变化；xxxx射线与物质之间的物理作用，可分为XXXX射线散射和吸收。3.1.5X3.1.5X3.1.5X3.1.5X射线与物质的作用同济大学《材料研究方法》精品课程18181818/24/24/24/24图3333－5555为XXXX射线经过物质时与物质作用示意图。XXXX射线与物质的作用同济大学《材料研究方法》精品课程19191919/24/24/24/24XXXX射线与物质的作用XXXX射线的吸收图3-6X3-6X3-6X3-6X光减弱规律的图示LLLL为线吸收系数（cmcmcmcm-1-1-1-1))))，与入射XXXX射线束的波长及被照射物质的元素组成和状态有关。同济大学《材料研究方法》精品课程20202020/24/24/24/24XXXX射线通过整个物质厚度的衰减规律：式中I/II/II/II/I0000称为XXXX射线穿透系数，I/I0＜1111。I/I0愈小,,,,表示xxxx射线被衰减的程度愈大。同济大学《材料研究方法》精品课程21212121/24/24/24/24吸收与波长及原子序数的关系图3-10金属铂的/-λ关系曲线图3-11波长为1.00Å辐射的质量吸收系数同济大学《材料研究方法》精品课程22222222/24/24/24/24同济大学《材料研究方法》精品课程23232323/24/24/24/24XXXX射线的散射相干散射：XXXX射线的散射，当入射线与散射线波长相同时，相位滞后恒定，散射线之间能相互干涉，称为相干散射。非相干散射：当散射线波长与人射线波长不同时，散射线之间不相干，则称之为非相干散射。而康普顿散射即为非相干散射。同济大学《材料研究方法》精品课程24242424/24/24/24/24XXXX射线的散射图3-12金属钼的K辐射投射到石墨上所发生的散射光谱图，散射角为90º相干散射康普顿散射