第一篇6-X射线衍射分析应用

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x射线衍射的原理和应用

x射线衍射的原理和应用

X射线衍射的原理和应用1. 原理介绍X射线衍射是一种利用物质对X射线的散射特性来研究物质结构的方法。

其基本原理是将X射线通过待测物质后,通过衍射现象得到衍射图样,进而分析衍射图样来揭示物质的结构和性质。

2. X射线衍射的基本过程X射线衍射的基本过程可以分为三个步骤:2.1 射线入射与散射X射线通过射线源产生,并经过准直装置使射线束成为平行束。

当平行束的X射线照射到待测物质上时,部分X射线会被物质原子散射出去。

2.2 衍射现象的产生散射出来的X射线在绕过物质颗粒或晶体的过程中,会产生衍射现象。

衍射是X射线通过物质后在特定方向上的干涉效应,产生了特定的衍射图样。

2.3 衍射图样的分析通过对衍射图样的分析,可以得到有关物质结构和性质的信息。

衍射图样可以通过半衍射球法、白色衍射法等方法进行分析。

3. X射线衍射的应用领域3.1 材料科学X射线衍射在材料科学领域中广泛应用。

通过衍射图样的分析,可以确定材料中的结晶度、晶格参数、晶体相对定位等信息,从而帮助研究人员了解材料的结构和性质。

3.2 生物学X射线衍射在生物学研究中也有重要应用。

例如,通过对蛋白质晶体的X射线衍射图样进行分析,可以确定蛋白质的三维结构,进而揭示蛋白质的功能与活性。

3.3 矿物学和地球科学X射线衍射可以帮助矿物学家确定矿物的组成和结构,从而了解地球内部的物质组成和地壳运动等过程。

此外,X射线衍射还可用于地质样品中晶体的定量分析。

3.4 药物研究X射线衍射在药物研究中的应用主要涉及药物晶体结构的分析。

通过分析药物晶体的结构,可以了解药物的药性、晶体稳定性等信息,为药物开发提供依据。

3.5 粉末衍射技术在工业中的应用粉末衍射技术是X射线衍射中的一种重要方法。

在工业生产中,粉末衍射可以应用于合金的成分分析、材料的相变研究、材料的质量控制等领域。

4. 结论X射线衍射是一种非常重要且广泛应用的研究方法。

在材料科学、生物学、矿物学和地球科学、药物研究以及工业应用中都有其独特的价值。

简述x射线衍射法的基本原理和主要应用

简述x射线衍射法的基本原理和主要应用

简述X射线衍射法的基本原理和主要应用1. 基本原理X射线衍射法是一种研究晶体结构的重要方法,它利用X射线的特性进行衍射分析。

其基本原理包括以下几个方面:•布儒斯特定律:X射线在晶体中发生衍射时,入射角、出射角和入射光波长之间满足布儒斯特定律,即$n\\lambda = 2d\\sin\\theta$,其中n为整数,$\\lambda$为X射线的波长,d为晶面间的间距,$\\theta$为入射角或出射角。

•薛定谔方程:晶体中的原子排列形成周期性结构,电子在晶格中运动的波动性质可以用薛定谔方程描述。

X射线被晶体衍射时,其波长与晶体中电子的波动性相互作用,形成了衍射波。

•动态散射理论:根据动态散射理论,晶体中的原子或离子吸收入射的X射线能量,并以球面波的形式发出,与其他原子或离子产生相互干涉,从而形成衍射图样。

2. 主要应用X射线衍射法广泛应用于材料科学、化学、地质学等领域,具有以下主要应用:•晶体结构分析:X射线衍射法可以确定晶体的晶格常数、晶胞角度和晶体中原子的位置,通过分析衍射图样的强度和位置,获得晶体结构的信息。

•材料表征:X射线衍射法可用于分析材料的相变、晶体有序度、晶格缺陷和晶体生长方向等特征。

例如,在合金研究中,可以通过X射线衍射技术鉴定合金中出现的新相和晶格畸变。

•晶体品质评估:通过分析衍射峰的尺寸和宽度,可以评估晶体的品质,包括晶格结构的完整性、晶体中的位错和晶格缺陷等。

•结晶体制备与成分分析:利用X射线衍射法可以研究物质的结晶过程,了解晶体生长的动力学和晶体取向的控制方法。

此外,还可以使用X射线衍射方法对材料中的成分进行分析。

•衍射仪器的研发与改进:X射线衍射法的应用也推动了衍射仪器的研发与改进,包括X射线源、X射线衍射仪和探测器等,提高了测量精度和分辨率。

3. 总结X射线衍射法作为一种非破坏性的分析技术,通过衍射图样的分析,可以获得晶体结构和材料特性的信息。

其基本原理包括布儒斯特定律、薛定谔方程和动态散射理论。

X射线衍射在材料分析当中的应用

X射线衍射在材料分析当中的应用

X射线衍射在材料分析当中的应用X射线衍射是一种重要的材料分析方法,广泛应用于材料科学、物理学、化学、地质学等领域。

它基于X射线与晶体中的原子相互作用而产生的衍射现象,通过测量衍射角度和强度,可以获得关于材料的结构、晶格参数、晶体形态、晶体质量、晶体缺陷等信息。

下面将详细介绍X射线衍射在材料分析当中的应用。

1.结构测量X射线衍射可以用来确定晶体的结构。

晶体的结构是由周期性排列的原子组成的,X射线可以通过与晶体中的原子相互作用而产生衍射现象。

测量X射线的衍射图样可以得到晶体的结构信息,包括晶胞参数、晶体对称性、原子位置等。

这对于研究固体结构和材料的物理、化学性质非常重要。

2.晶体质量分析X射线衍射可以用来评估晶体的质量。

晶体的质量对于材料的性能具有重要影响。

通过测量X射线衍射的强度和形状,可以判断晶体的纯度、晶格缺陷、晶体畸变等信息,从而评估晶体的质量。

这对于工业生产和材料品质控制非常重要。

3.相变研究X射线衍射可以用来研究材料的相变行为。

相变是材料中的原子或分子之间发生的结构转变。

通过测量相变前后X射线衍射的变化,可以确定相变的发生温度、相变类型、相变机制等信息。

这对于研究材料在不同温度、压力等条件下的结构变化和性质变化非常重要。

4.晶体的应力分析X射线衍射可以用来分析材料中的应力状态。

当晶体中存在应力时,晶胞参数会发生变化,进而影响X射线衍射的角度和强度。

通过测量X射线衍射的变化,可以计算材料中的应力状态。

这对于理解材料的力学性能、设计材料的使用条件非常重要。

5.晶体取向分析X射线衍射可以用来分析材料中晶体的取向情况。

当材料中存在多个取向的晶体时,不同晶面的衍射强度会有区别。

通过测量X射线衍射的强度和方向,可以确定晶体的取向分布。

这对于研究材料的制备方法、材料的性能分布等具有重要意义。

6.材料成像利用X射线衍射原理,可以实现材料的成像。

例如,X射线衍射成像技术可以用来观察材料的内部结构,如晶体的缺陷、晶体的结构变化等。

x射线衍射分析的原理X射线衍射分析原理及其应用

x射线衍射分析的原理X射线衍射分析原理及其应用

x射线衍射分析的原理 X 射线衍射分析原理及其应用导读:就爱阅读网友为您分享以下“X射线衍射分析原理及其应用”的资讯,希望对您有所帮助,感谢您对 的支持!X射线衍射分析摘要:X射线衍射分析是一种重要的晶体结构和物相分析技术,广泛应用于冶金、石油、化工、科研、航空航天、教学、材料生产等领域。

本文简要介绍X射线衍射原理,X射线衍射仪器的结构、原理,及其在地质学、医学等自然科学领域中的应用。

前言:1895年伦琴发现X射线,又称伦琴射线。

德国科学家劳厄于1912年发现了X射线衍射现象,并推导出劳厄晶体衍射公式。

随后,英国布拉格父子又将此衍射关系用简单的布拉格方程表示出来。

到上世纪四、五十年代,X射线衍射的原理、方法及在其他各方面的应用逐渐建立。

在各种测量方法中,X射线衍射方法具有不损伤样品、无污染、快捷、测量精度高、能得到有关晶体完整性的大量信息等优点。

X射线衍射技术可以探究晶体存在的普遍性和特殊性能,使得其在冶金、石油、岩石矿物、科研、航空航天、材料生产等领域的被广泛应用。

关键词:方法,衍射,原理,应用X射线衍射仪的原理1.X射线衍射原理当X射线沿某方向入射某一晶体的时候,晶体中每个原子的核外电子产生的相干波彼此发生干涉。

当每两个相邻波源在某一方向的光程差等于波长λ的整数倍时,它们的波峰与波峰将互相叠加而得到最大限度的加强,这种波的加强叫做衍射,相应的方向叫做衍射方向,在衍射方向前进的波叫做衍射波。

光程差为0的衍射叫零级衍射,光程差为λ的衍射叫一级衍射,光程差为nλ的衍射叫n级衍射。

n不同,衍射方向的也不同。

由于常用的X射线波长约在2.5A~0.5A之间,与晶体中的原子间距(1A)数量级相同,因此可以用晶体作为X射线的衍射光栅,这就使得用X射线衍射进行晶体结构分析成为可能。

在晶体的点阵结构中,具有周期性排列的原子或电子散射的次生X射线间相互干涉的结果,决定了X射线在晶体中衍射的方向,所以通过对衍射方向的测定,可以得到晶体的点阵结构、晶胞大小和形状等信息。

X射线衍射分析原理及应用

X射线衍射分析原理及应用

X射线衍射分析原理及应用一、X射线衍射分析的原理X射线衍射的基本原理是当X射线入射到晶体表面时,由于晶体具有定向排列的原子或离子,X射线与晶体中的电子发生相互作用并散射,形成不同方向上的干涉条纹,通过测量和分析这些干涉条纹的位置和强度可以推断出晶体的结构特征。

具体来说,X射线衍射分析的原理可以归纳为以下几个方面:1. 布拉格法则:当入射角θ和出射角θ'满足布拉格方程nλ = 2d·sinθ,即入射的X射线与晶体晶面的倾角和衍射角满足特定的关系时,会发生衍射。

2.动态散射:在晶体中,入射的X射线会与晶格中的电子发生相互作用,散射成各个方向上的次级波,波的振动方向垂直于入射方向。

3.干涉:次级波在不同晶面的散射电子之间发生干涉,产生特定的干涉条纹。

4.衍射图样:干涉条纹的位置和形状与晶体的晶胞结构、晶面间距以及晶体取向有关,通过测量和分析衍射图样可以确定这些信息。

二、X射线衍射分析的应用1.晶体结构分析:通过在不同角度下测量样品的X射线衍射图样,可以推断出材料的晶体结构,包括晶胞参数、晶面间距、原子位置等信息。

这对于理解材料的物理、化学以及电子结构等性质非常重要。

2.晶体取向分析:X射线衍射分析可以用来确定晶体中不同晶向的取向分布,即晶体中晶面的取向。

这对于材料工艺和性能的控制具有重要意义,例如金属的冷轧、挤压等过程中,晶体的取向对材料的力学性能有很大影响。

3.晶体缺陷分析:晶体中存在着各种缺陷,如位错、晶界、析出相等。

通过观察和分析X射线衍射图样中的峰形和峰宽等信息,可以确定晶体的缺陷类型和含量,进而了解材料的机械、电学以及热学性质。

4.应力分析:在材料的变形过程中,晶体中会引入应力场。

应力会引起晶格的畸变,从而导致X射线衍射图样的形状和位置发生变化。

通过分析这些变化可以得到材料中的应力分布和大小,对于材料的力学性能的评估和优化具有重要意义。

总之,X射线衍射分析是一种非常重要的材料表征方法,可以提供丰富的关于晶体结构、晶胞参数、晶体取向以及晶体缺陷等信息。

X射线衍射原理及应用

X射线衍射原理及应用

X射线衍射原理及应用nλ = 2d sinθ其中,n为衍射级数,λ为X射线的波长,d为晶格的间距,θ为入射角。

这个方程说明了当入射角θ和衍射级数n确定时,衍射波的波长λ会影响到衍射峰的位置。

利用X射线衍射的原理,可以得知物质的晶格参数和晶体结构信息。

1.晶体学研究:X射线衍射是研究晶体结构的重要手段。

通过对晶体的X射线衍射图案进行解析,可以确定晶体的晶格参数、原子结构和晶体对称性。

这对于理解材料的物理和化学性质、控制材料的合成过程以及发展新材料有着非常重要的意义。

2.表面分析:X射线衍射也可以用于表面分析。

通过衍射峰的位置和强度,可以得知材料的表面晶格结构、缺陷和表面形貌等信息。

这对于研究材料的附着性、表面氧化和膜层结构等具有重要意义。

3.蛋白质晶体学:X射线衍射在蛋白质晶体学中有着重要的应用。

蛋白质的晶体结构决定了其功能和相互作用方式。

通过对蛋白质晶体的X射线衍射图案进行解析,可以得到蛋白质的三维结构信息,从而揭示其功能和相互作用的机制。

这对于药物设计和疾病治疗研究具有重要意义。

4.粉末衍射:粉末衍射是指用X射线照射粉末样品,通过衍射图案确定材料的结晶性质。

由于能够快速、非破坏性地分析材料的晶体结构,粉末衍射在材料科学研究中得到了广泛应用。

例如,可以用粉末衍射来研究材料的相变行为、晶体生长过程以及材料的应力和缺陷等。

总之,X射线衍射作为一种高度灵敏的分析方法,已经成为材料科学、化学、生物学等领域中不可或缺的手段。

随着技术的不断发展,X射线衍射将继续为我们揭示材料的微观结构和材料性质之间的关系提供重要的帮助。

(完整版)X射线衍射技术在材料分析中的应用

(完整版)X射线衍射技术在材料分析中的应用

X射线衍射技术在材料分析中的应用沈钦伟126406324 应用化学1引言X射线衍射分析法是研究物质的物相和晶体结构的主要方法。

当某物质( 晶体或非晶体)进行衍射分析时,该物质被X射线照射产生不同程度的衍射现象, 物质组成、晶型、分子内成键方式、分子的构型、构象等决定该物质产生特有的衍射图谱。

X射线衍射方法具有不损伤样品、无污染、快捷、测量精度高、能得到有关晶体完整性的大量信息等优点。

因此,X射线衍射分析法作为材料结构和成分分析的一种现代科学方法, 已逐步在各学科研究和生产中广泛应用。

2X射线衍射基本原理X射线同无线电波、可见光、紫外线等一样,本质上都属于电磁波,只是彼此之间占据不同的波长范围而已。

X射线的波长较短, 大约在10-8~10-10cm之间。

X 射线分析仪器上通常使用的X射线源是X射线管,这是一种装有阴阳极的真空封闭管, 在管子两极间加上高电压, 阴极就会发射出高速电子流撞击金属阳极靶,从而产生X射线。

当X射线照射到晶体物质上,由于晶体是由原子规则排列成的晶胞组成,这些规则排列的原子间距离与入射X射线波长有相同数量级,故由不同原子散射的X射线相互干涉,在某些特殊方向上产生强X射线衍射, 衍射线在空间分布的方位和强度,与晶体结构密切相关,不同的晶体物质具有自己独特的衍射花样, 这就是X射线衍射的基本原理。

3 X射线衍射技术在材料分析中的应用由X射线衍射原理可知,物质的X射线衍射花样与物质内部的晶体结构有关。

每种结晶物质都有其特定的结构参数(包括晶体结构类型, 晶胞大小,晶胞中原子、离子或分子的位置和数目等)。

因此,没有两种不同的结晶物质会给出完全相同的衍射花样。

通过分析待测试样的X射线衍射花样,不仅可以知道物质的化学成分,还能知道它们的存在状态,即能知道某元素是以单质存在或者以化合物、混合物及同素异构体存在。

同时,根据X射线衍射试验还可以进行结晶物质的定量分析、晶粒大小的测量和晶粒的取向分析。

X射线衍射分析原理与应用

X射线衍射分析原理与应用

X射线衍射分析原理与应用首先,X射线是一种电磁辐射,具有波动性和粒子性。

在X射线的波长范围内,它的波长大致在0.1-10纳米,相当于能量在1-100千电子伏特之间。

当X射线射到物质上时,发生与物质中原子核和电子的相互作用。

在物质中,晶体结构是各种晶体成分的排列有序的方式,不同晶体材料的晶体结构具有不同的特点。

当X射线作用在晶体上时,会被晶体中的原子发生干涉现象。

由于X射线的波长与晶体排列的空间尺寸相当,因此干涉现象会发生,形成一系列衍射图样。

衍射图样中最重要的特征是衍射角和衍射强度。

通过测量衍射角可以获得物质的晶体学参数,包括晶格常数、晶胞结构和晶体的对称性等。

而衍射强度可以用来得到物质结构中原子的位置和原子的放置方式等。

X射线衍射分析广泛应用于材料科学研究领域。

其中最为重要的是在晶体学研究中的应用。

通过X射线衍射实验,可以确定物质的晶体结构,进而揭示其化学成分和晶体生长机制。

这对于材料学家来说非常重要,能够帮助他们设计和合成新的材料。

此外,X射线衍射分析还被广泛应用于材料表征和质量控制中。

通过测量物质中的衍射角和衍射强度,可以快速准确地分析出材料中的晶体结构、相对含量和晶体缺陷等信息。

这对于材料的制备和性能改善具有重要意义。

此外,X射线衍射分析还被广泛应用于材料的破坏性和非破坏性测试中。

通过X射线衍射分析,可以非破坏地确定材料中的晶体结构和组分,进而评估材料的性能和可靠性。

这对于材料的质量控制和产品的性能改善具有重要意义。

在生物医学领域,X射线衍射分析技术也得到了广泛应用。

通过X射线衍射分析,可以研究生物大分子的结构和功能,揭示其在生物过程中的作用机制。

这对于理解疾病的发生和发展,以及药物的设计和开发具有重要意义。

总之,X射线衍射分析是一种重要的材料分析方法,通过对物质对X 射线的衍射现象进行研究,可以获取物质的结构信息和组成成分。

它在材料科学领域具有广泛的应用价值,不仅可以揭示材料的晶体结构和组分,还可以用于材料表征和质量控制,甚至应用于生物医学领域。

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X射线衍射分析应用
v 点阵常数精确测定途径
p
仪器设计和实验方面尽量做到理想,尽量降低系统误 差。从实验细节(包括靶材、单色器、slit等的合理选择, 试样粉末粒度在10-3~10-5cm之间,消除应力,消除试样 偏心误差及温度影响) 、峰位的准确测定到数据处理均 不可忽视。
p
探讨系统误差所遵循的规律,从而用图解外推法或计 算法求得精确值。 所谓外推法消除系统误差,就是将由若干条衍射线测 得的点阵常数,按着一定的外推函数f(θ)外推到θ=90o,
a =a0 ±Da =a0 ±bf (q ) =a0 ±bcos2q
College of MSE, CQU
(6-7)
13
材料现代测试方法
X射线衍射分析应用
如果以cos2θ为自变量,a为因变量,则上式为线性方程。 将从各条衍射线测得的θ角代入(6-1)式计算点阵常数,然后 作a与cos2θ的图解,如右图。将关系直线外推到cosθ =0,即 θ=90o,它与纵坐标的交点即为点阵常数的精确值a0 。 外推函数cos2θ只适用 θ≥60o的衍射线,且最好 有一条θ>80o的衍射线。
外推法计算点阵常数实例—衍射仪法
n (HKL)
1 2 3 4 5 6 333 440 531 620 533 444
q
47.4705 53.3475 57.0409 63.7670 68.4440 79.3174
ai
5.43144 5.43142 5.43126 5.43119 5.43104 5.43091
X射线衍射分析中,测量误差分为偶然误差和系 统误差,偶然误差没有一定的规律,永远不可能完全
n
消除,只能通过仔细地多次重复测量而将其降至最小程 度。系统误差是实验条件决定的,它以某种函数关系作 规律性的变化,因此可以选用适当的数学处理方法将其 消除。
College of MSE, CQU 10
材料现代测试方法
p
College of MSE, CQU
6
材料现代测试方法
p
X射线衍射分析应用
由θ-sinθ关系曲线可看出,假如各θ下的测量误差Δθ均相同, 则高θ角所对应的sinθH误差Δ sinθH要比低θ角所对应的sinθL 误差Δ sinθL小得多。
θ-sinθ关系曲线
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这时系统误差为零,即得到精确点阵常数。
College of MSE, CQU 11
材料现代测试方法
X射线衍射分析应用
v 德拜-谢乐法的系统误差及其修正
n
德拜-谢乐法的系统误差的主要来源包括相机半径、
底片伸缩、试样偏心、试样吸收。
在高角度区,上述几种误差的综合作用使德拜-谢乐法的 系统误差近似满足以下关系式:
对立方晶系, Δd/d= Δa/a,因此:
(6-3)
Dd Da = -ctgq Dq (= ) d a
College of MSE, CQU
(6-4)
9
材料现代测试方法
X射线衍射分析应用
p
根据上述分析,选择高角度的衍射线来计算点阵常数能 得到更为精确的结果。
p在实际测量中,θ
=90o的衍射线是得不到的。但是通过选 用适当的波长,可以得到尽可能靠近90o的衍射线。
2
材料现代测试方法
X射线衍射分析应用
6.1 点阵常数的精确测定
点阵常数是晶体的重要基本参数,随化学组分和 外界条件(T, P)而变化。
n
在材料研究中,与点阵常数变化密切相关的问题 有:键合能、密度、热膨胀、固溶体类型、固溶度 、固态相变、宏观应力等。
n n
点阵常数的变化一般都是很小的,约为10-3 nm , 因此必须对点阵常数进行精密测定。
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材料现代测试方法
X射线衍射分析应用
三种外推函数的计算结果
r的绝对值愈大,数据点愈靠近回归直线
三种外推函数的线性回归方程图解
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材料现代测试方法
X射线衍射分析应用
v点阵参数精确测定的应用
n固溶体类型与组分测量 n钢中马氏体和奥氏体的含碳量 n外延层错配度的测定 n外延层和表面膜厚度的测定 n相图的测定 n宏观应力的测定
College of MSE, CQU
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材料现代测试方法
X射线衍射分析应用
有许多元素,当它们溶解于作为溶剂的金属中时,将置换溶剂 原子,并占据基体点阵的位置。对立方晶系的基体,点阵参数将 增大或减小,通常取决于溶质原子和溶剂原子大小的比例。若前 者大则点阵参数增大,反之则减小。对非立方晶系的基体,点阵 参数可能一个增大,一个减小。据此规律,可以初步判断固溶体 的类型。若用物理方法测定了固溶体的密度,又精确测定了它的 点阵参数,则可以计算出单胞中的原子数,再将此数与溶剂组元 单胞的原于数比较即可决定固溶体类型。 实验表明,固溶体中点阵参数随溶质原子的浓度变化有不少呈 非线性关系,在此情况下应先测得点阵参数与溶质原子浓度的关 系曲线。实际应用中,将精确测得的点阵参数与已知数据比较即 可求得固溶体的组分。
Dd cos 2 q cos 2 q cos 2 q 1 2 =A +B + C cos q + D -E 2 2 d sin q sin q sin q sin 2 q
(6-8)
上式中前三项分别是平板试样误差、离轴误差和吸收误
差;后两项是轴向发散误差。
College of MSE, CQU 15
材料现代测试方法
当精确地测出了有外延层与无外延层的衬底某—高角衍射 线峰位差 ( D 2 q ) 后,就可以算得出层厚或膜厚s
College of MSE, CQU
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材料现代测试方法
X射线衍射分析应用
n宏观应力的测定
X射线衍射测的是试样受到弹性变形时产生的应变(它在 相当大的距离内均匀分布在试样上),而应力是通过弹性方 程和应变的数据间接求得。应变的度量是晶体点阵面间距, 试样的宏观应变本质上引起晶体面间距的变化,因而引起X 射线衍射线的位移,从而精确测定点阵参数成为X射线测定 宏观应力的基础。该方法由于具有非破坏性等特点,在工程 技术上得到广泛应用。
X射线衍射分析应用
6.2 多晶体试样晶体点阵类型确定
v 原理
多晶体试样衍射图谱中的中衍射线的位置分布 情况与晶体点阵类型密切相关。根据衍射线位置 的分布规律可判断晶体所属的点阵类型。
College of MSE, CQU
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材料现代测试方法
X射线衍射分析应用
v 简单立方点阵多晶体试样衍射线分布规律
College of MSE, CQU
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材料现代测试方法
X射线衍射分析应用
n其它应用
点阵参数测定的应用除上述介绍之外还有很多,例如, 合金饱和固溶体中强化相的析出与溶解、合金基体与共格析 出相错配度的测量、层错几率的测量、热膨胀系数的测量, 等。
College of MSE, CQU
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材料现代测试方法
材料现代测试方法
X射线衍射分析应用
第六章 X射线衍射CQU
1
材料现代测试方法
X射线衍射分析应用
本章主要内容
6.1 点阵常数的精确测定 6.2 多晶体试样晶体点阵类型确定 6.3 微晶尺寸的测定 6.4 X射线衍射分析的其它应用
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材料现代测试方法
X射线衍射分析应用
n外延层和表面膜厚度的测定
在衍射仪法中试样的偏心是要尽力避免的。但是,我们也 可利用它来测量外延层或表面膜的厚度。外延层或表面膜的 存在使基底位置偏离了测角台中心轴一个距离,其值等于 外延层厚度。
R s= ( D 2q ) 2 cosq
College of MSE, CQU
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材料现代测试方法
X射线衍射分析应用
n固溶体类型与组分测量
固溶体分间隙式和置换式两类,根据固溶体的点阵参数随 溶质原于的浓度变化规律可以判断溶质原子在固溶体点阵中 的位置,从而确定因溶体的类型。许多元素如氢、氧、氮、 碳、硼等的原子尺寸较小,它们在溶解于作为溶剂的金属中 时,将使基体的点阵参数增大。
College of MSE, CQU
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材料现代测试方法
X射线衍射分析应用
v 点阵常数精确测定原理
用X射线衍射法测定点阵常数的依据是衍射线 的位置,即2θ角,在衍射花样已经指数化的基础 上,可通过布拉格方程和晶面间距公式计算点阵 常数。以立方晶系为例,点阵常数的计算公式为:
l a= H 2 + K 2 + L2 2 sinq
College of MSE, CQU
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材料现代测试方法
X射线衍射分析应用
X射线衍射分析中,由于仪器误差以及数据处理 过程中的偶然误差,不可避免地会出现测量误差( 即测量的衍射角2θ值与真实值之间存在一定差别)
n
如德拜-谢乐法中的误差来源有相机半径、底片伸 缩、试样偏心、试样吸收等;
p p
衍射仪法的误差来源有仪器固有误差、光栏准直 、试样偏心、试样吸收等。
cos2q
0.45694 0.35636 0.29598 0.19538 0.13499 0.03436
cot2q
0.84140 0.55367 0.42041 0.24283 0.15606 0.03558
cosqcotq
0.62005 0.44419 0.35275 0.21782 0.14514 0.03497
用外推法求纯铅的点阵常数
College of MSE, CQU 14
材料现代测试方法
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