材料现代测试分析方法

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材料现代分析测试方法-rietveld

材料现代分析测试方法-rietveld

材料A的Rietveld分析
通过Rietveld分析确定了材料 A的晶格参数和晶体结构。对定量 分析,确定了多相材料的不 同相的含量。
应力分析中的Rietveld 分析
利用Rietveld分析和细致的晶 格参数测定,研究了材料内 部应力分布的变化。
材料现代分析测试方法rietveld
欢迎来到本次演讲,我们将介绍材料现代分析测试方法中的一种重要技术— —Rietveld分析。让我们一起探索这个引人入胜的领域。
什么是Rietveld分析
Rietveld分析是一种用于材料结构精确测定和相对定量分析的X射线衍射技术。它通过模拟实验光 谱与理论衍射谱之间的匹配,获得材料中的晶格参数、晶体结构和物相信息。
高分子材料
用于聚合物晶体结构、配位化合物和疏水 材料的分析。
Rietveld分析的优势和局限性
优势
• 高精度的结构测定 • 广泛适用于不同材料和结构类型 • 非破坏性分析
局限性
• 对样品质量和衍射数据的要求较高 • 无法解析非晶态或非结晶态样品 • 需要对实验结果进行仔细解释
Rietveld分析的实例和案例研究
总结和展望
Rietveld分析作为一种先进的材料现代分析测试方法,在材料科学和许多其他领域具有广泛应用前 景。希望本次演讲能为大家提供了对Rietveld分析的全面了解和启发。
3 模型优化
4 结构分析
通过最小二乘法将实验和计算的衍射谱 拟合。
从拟合结果中提取材料的晶格参数和晶 体结构信息。
Rietveld分析的应用领域
材料科学
用于研究材料的晶体结构、相变以及材料 表征。
地球科学
用于研究岩石、矿石和地质样品的晶体结 构和相组成。
药物化学

现代材料测试技术测试方法1精选全文

现代材料测试技术测试方法1精选全文

4.1差热分析
4.1.1差热分析的基本原理
2、差热分析的基本理论
ΔH=KS
差热曲线的峰谷面积S和 反应热效应△H成正比, 反应热效应越大,峰谷 面积越大。
具有相同热效应的反应, 传热系数K越小,峰谷面 积越大,灵敏度越高。
4.1差热分析
4.1.2差热分析曲线
1、DTA曲线的特征 DTA曲线是将试样和参比物置于
2、DTA曲线的温度测定及标定:外推法(反应起点、转变点、 终点) 外延起始温度——表示反应的起始温度
3、DTA曲线的影响因素 差热分析是一种热动态技术,在测试过程中体系的温度不断变 化,引起物质热性能变化。因此,许多因素都可影响DTA曲 线的基线、峰形和温度。归纳起来,影响DTA曲线的主要因 素有下列几方面:
用相同质量的试样和升温速度对不同粒度的胆矾进 行研究(如图)。说明颗粒大小影响反应产物的扩散 速度,过大的颗粒和过小的颗粒都可能导致反应温 度改变,相邻峰谷合并,分辨率下降。
4.1差热分析
4.1.2差热分析曲线
试样用量的多少与颗粒大 小对DTA曲线有着类似的 影响,试样用量多,放热 效应大,峰顶温度滞后, 容易掩盖邻近小峰谷,特 别是对在反应过程中有气 体放出的热分解反应。
(1)仪器方面的因素:包括加热炉的形状和尺寸,坩埚材料及大 小,热电偶的位置等。
(2)试样因素:包括试样的热容量、热导率和试样的纯度、结晶 度或离子取代以及试样的颗粒度、用量及装填密度等。
(3)实验条件:包括加热速度、气氛、压力和量程、纸速等。
4.1差热分析
4.1.2差热分析曲线
(1)热容和热导率的变化: 试样的热容和热导率的变化会引起 差热曲线的基线变化,一台性能良 好的差热仪的基线应是一条水平直 线,但试样差热曲线的基线在反应 的前后往往不会停留在同一水平上, 这是由于试样在反应前后热容或热 导率变化的缘故。

现代材料分析方法

现代材料分析方法

现代材料分析方法现代材料分析方法包括物理、化学、电子、光学、表面和结构等多个方面的技术手段,具有快速、准确、非破坏性的特点。

下面将针对常用的材料分析技术进行详细介绍。

一、物理分析方法1. 微观结构分析:包括金相显微镜分析、扫描电镜、透射电镜等技术。

通过观察材料的显微结构、晶粒尺寸、相组成等参数,揭示材料的内在性质和形貌特征。

2. 热分析:如热重分析、差示扫描量热仪等。

利用材料在高温下的重量、热容变化,分析材料的热行为和热稳定性。

3. 电学性能测试:包括电导率、介电常数、介电损耗等测试,用于了解材料的电导性和电介质性能。

4. 磁性测试:如霍尔效应测试、磁滞回线测试等,用于研究材料的磁性行为和磁性特性。

二、化学分析方法1. 光谱分析:包括紫外可见光谱、红外光谱、核磁共振等。

通过检测材料对不同波长的光谱的吸收、散射等现象,分析材料的组分和结构。

2. 质谱分析:如质子质谱、电喷雾质谱等。

通过挥发、电离和分离等过程,分析材料中不同元素的存在及其相对含量。

3. 电化学分析:包括电化学阻抗谱、循环伏安法等。

通过测量材料在电场作用下的电流、电压响应,研究材料的电化学性能和反应过程。

4. 色谱分析:如气相色谱、高效液相色谱等。

利用材料在色谱柱上的分离和吸附效果,分析材料中组分的种类、含量和分布。

三、电子分析方法1. 扫描电子显微镜(SEM):通过照射电子束,利用电子和物质的相互作用,获得样品表面的详细形貌和成分信息。

2. 透射电子显微镜(TEM):通过透射电子束,观察材料的细观结构,揭示原子尺度的微观细节。

3. 能谱分析:如能量色散X射线谱(EDX)、电子能量损失谱(EELS)等。

通过分析材料与电子束相互作用时,产生的X射线和能量损失,来确定样品的元素组成和化学状态。

四、光学分析方法1. X射线衍射:通过物质对入射的X射线束的衍射现象,分析材料的晶体结构和晶格参数。

2. 红外光谱:通过对材料在红外辐射下的吸收和散射特性进行分析,确定材料的分子结构和化学键。

现代材料分析技术及应用

现代材料分析技术及应用

现代材料分析技术及应用现代材料分析技术是指利用现代科学技术手段对材料进行全面、准确、细致的研究和分析的方法。

它是材料科学领域研究的基础和支撑,广泛应用于材料的研发、生产和质量控制等方面。

现代材料分析技术包括物理性质测试、化学分析、显微成像、表面分析、光谱分析、电子显微镜等多个方面。

下面将介绍几种常见的现代材料分析技术及其应用。

一、物理性质测试技术物理性质测试技术是对材料的物理性能进行测试和分析的方法。

常见的测试技术有强度测试、硬度测试、韧性测试、热膨胀系数测量等。

这些测试技术可以用于评估材料的强度、硬度、韧性、热稳定性等性能。

例如,在金属材料的研发过程中,可以通过硬度测试来评估其抗拉强度和延展性,进而确定最佳的工艺参数。

二、化学分析技术化学分析技术是对材料中化学成分进行定性和定量分析的方法。

常见的化学分析技术包括光谱分析、质谱分析、原子吸收光谱分析等。

这些技术可以确定材料中元素的种类、含量以及化学结构。

化学分析技术在材料研发过程中起到了重要作用,可以选择最佳的原材料组合,提高材料的性能。

三、显微成像技术显微成像技术是观察和研究材料的微观形貌和结构的方法。

常见的显微成像技术有光学显微镜、电子显微镜和原子力显微镜等。

这些技术可以提供高分辨率的图像,揭示材料的表面形貌、内部结构和缺陷等信息。

显微成像技术广泛应用于材料的质量检测、缺陷分析和外观评估等方面。

四、表面分析技术表面分析技术是研究材料表面性质和表面结构的方法。

常见的表面分析技术有扫描电子显微镜、表面拉曼光谱、X射线光电子能谱等。

这些技术可以提供材料表面的化学组成、成分分布、晶体结构等信息。

表面分析技术对于材料的表面改性、涂层质量控制等有重要意义。

五、光谱分析技术光谱分析技术是研究物质的光学特性和结构的方法。

常见的光谱分析技术有红外光谱、紫外-可见吸收光谱、核磁共振光谱等。

这些技术可以通过分析物质与光的相互作用来判断其分子结构、化学键信息等。

光谱分析技术广泛应用于材料的组分分析、质量控制和性能评估等方面。

期末考试卷:材料现代测试分析方法和答案

期末考试卷:材料现代测试分析方法和答案

期末考试卷:材料现代测试分析方法和答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 下列哪一项不是材料现代测试分析方法?A. 扫描电子显微镜(SEM)B. 光学显微镜(OM)C. 质谱仪(MS)D. 能谱仪(EDS)2. 在材料现代测试分析中,哪种技术可以用于测量材料的晶体结构?A. X射线衍射(XRD)B. 原子力显微镜(AFM)C. 扫描隧道显微镜(STM)D. 透射电子显微镜(TEM)3. 下列哪种测试方法主要用于分析材料的表面形貌?A. 扫描电子显微镜(SEM)B. 透射电子显微镜(TEM)C. 原子力显微镜(AFM)D. 光学显微镜(OM)4. 在材料现代测试分析中,哪种技术可以用于测量材料的磁性?A. 振动样品磁强计(VSM)B. 核磁共振(NMR)C. 红外光谱(IR)D. 紫外可见光谱(UV-Vis)5. 下列哪种测试方法可以同时提供材料表面形貌和成分信息?A. 扫描电子显微镜(SEM)B. 原子力显微镜(AFM)C. 能谱仪(EDS)D. 质谱仪(MS)二、填空题(每题2分,共20分)1. 扫描电子显微镜(SEM)是一种利用_____________来扫描样品表面,并通过_____________来获取样品信息的测试方法。

2. 透射电子显微镜(TEM)是一种利用_____________穿过样品,并通过_____________来观察样品内部结构的测试方法。

3. 原子力显微镜(AFM)是一种利用_____________与样品表面相互作用,并通过_____________来获取表面形貌和力学性质的测试方法。

4. 能谱仪(EDS)是一种利用_____________与样品相互作用,并通过_____________来分析样品成分的测试方法。

5. 振动样品磁强计(VSM)是一种利用_____________来测量样品磁性的测试方法。

三、简答题(每题10分,共30分)1. 请简要介绍扫描电子显微镜(SEM)的工作原理及其在材料测试中的应用。

材料现代分析测试方法复习

材料现代分析测试方法复习

XRD X 射线衍射 TEM 透射电镜—ED 电子衍射 SEM 扫描电子显微镜—EPMA 电子探针(EDS能谱仪 WPS 波谱仪) XPS X 射线光电子能谱分析 AES 原子发射光谱或俄歇电子能谱IR —FT —IR 傅里叶变换红外光谱 RAMAN 拉曼光谱 DTA 差热分析法 DSC 差示扫描量热法 TG 热重分析 STM 扫描隧道显微镜 AFM 原子力显微镜测微观形貌:TEM 、SEM 、EPMA 、STM 、AFM 化学元素分析:EPMA 、XPS 、AES (原子和俄歇)物质结构:远程结构(XRD 、ED )、近程结构(RAMAN 、IR )分子结构:RAMAN官能团:IR 表面结构:AES (俄歇)、XPS 、STM 、AFMX 射线的产生:高速运动着额电子突然受阻时,随着电子能量的消失和转化,就会产生X 射线。

产生条件:1.产生并发射自由电子;2.在真空中迫使电子朝一定方向加速运动,以获得尽可能高的速度;3.在高速电子流的运动路线上设置一障碍物(阳极靶),使高速运动的电子突然受阻而停止下来。

X 射线荧光:入射的X 射线光量子的能量足够大将原子内层电子击出,外层电子向内层跃迁,辐射出波长严格一定的X 射线俄歇电子产生:原子K 层电子被击出,L 层电子如L2电子像K 层跃迁能量差不是以产生一个K 系X 射线光量子的形式释放,而是被临近的电子所吸收,使这个电子受激发而成为自由电子,即俄歇电子14种布拉菲格子特征:立方晶系(等轴)a=b=c α=β=γ=90°;正方晶系(四方)a=b ≠cα=β=γ=90°;斜方晶系(正交)a ≠b ≠c α=β=γ=90°;菱方晶系(三方)a=b=c α=β=γ≠90°;六方晶系a=b ≠c α=β=90°γ=120°;单斜晶系a ≠b ≠c α=β=90°≠γ;三斜晶系a ≠b ≠c α≠β≠γ≠90°布拉格方程的推导 含义:线照射晶体时,只有相邻面网之间散射的X 射线光程差为波长的整数倍时,才能产生干涉加强,形成衍射线,反之不能形成衍射线。

材料现代分析测试方法教学设计

材料现代分析测试方法教学设计

材料现代分析测试方法教学设计1. 引言材料现代分析测试方法是材料科学中的重要领域,它不仅关系到材料的性能评估、质量控制、过程优化等方面,也与材料基础研究密切相关。

本文旨在探讨如何针对材料现代分析测试方法的教学设计,提高学生的实验技能、科学素养和综合素质。

2. 教学目标1.了解材料现代分析测试方法的技术基础、原理和应用;2.掌握现代分析测试方法的基本技能,包括样品制备、测试操作、数据处理等;3.培养学生的实验思维、实验技能和科学态度;4.提高学生的综合素质,包括团队协作、口头表达、写作能力等。

3. 教学内容3.1 材料现代分析测试方法概述介绍材料现代分析测试方法的发展历程、技术分类、应用领域等,使学生了解不同的现代测试方法的特点和优势。

3.2 样品制备与仪器调试掌握样品制备的基本方法和实验技巧,包括样品收集、样品制备、样品保存等方面内容。

同时,对仪器操作、仪器调试等方面进行详细介绍和演示,以保证实验数据的准确性和稳定性。

3.3 现代分析测试方法基础实验介绍常见的材料现代分析测试方法,包括SEM、TEM、XRD、XRF等方法,通过实验演示的方式来掌握分析测试方法的基本操作技能。

3.4 分析测试方法的综合应用选取一些案例,通过现代分析测试方法对材料进行分析测试,提高学生对分析测试方法的综合应用能力。

4. 教学方法与手段该课程以理论与实践相结合的方式进行,顺序讲解每个部分内容,进行示范,引导学生进行操作练习。

同时,结合课程设计,设计习题,让学生进行思考、探讨和解决问题。

5. 教学评价本课程的教学评价是单项评估和综合评估相结合的方式,主要由实验操作能力、实验报告写作和课堂表现三个方面来综合考察学生的综合素质。

6. 教学效果预期通过本次课程的学习,学生将对材料现代分析测试方法有了新的认识和理解,掌握了相关的基本技能和知识。

这将为他们未来的学习学术研究和实践应用打下基础,并有助于提高他们实验技能、科学素养和综合素质。

期末考试卷:材料现代测试分析方法和答案

期末考试卷:材料现代测试分析方法和答案

期末考试卷:材料现代测试分析方法和答案第一部分:选择题1. 在材料现代测试分析方法中,下列哪种方法可以用来确定材料的成分?- A. 热分析法- B. 机械测试法- C. 磁性测试法- D. 光谱分析法- 答案:D2. 材料现代测试分析方法的主要目的是什么?- A. 确定材料的力学性能- B. 分析材料的热性能- C. 评估材料的化学稳定性- D. 确定材料的组成和结构- 答案:D3. 以下哪种测试方法可以用来评估材料的耐腐蚀性能?- A. 硬度测试- B. 疲劳测试- C. 电化学测试- D. 热膨胀测试- 答案:C4. 材料的断裂韧性可以通过下列哪种测试方法进行评估?- A. 硬度测试- B. 拉伸测试- C. 冲击测试- D. 磁性测试- 答案:C5. 下列哪种测试方法可以用来评估材料的疲劳寿命?- A. 硬度测试- B. 拉伸测试- C. 冲击测试- D. 疲劳测试- 答案:D第二部分:简答题1. 简要解释材料现代测试分析方法的定义和作用。

答案:材料现代测试分析方法是一种使用现代科学技术手段对材料进行分析和测试的方法。

它的作用是确定材料的组成、结构和性能,以便评估材料的适用性和可靠性。

2. 举例说明材料现代测试分析方法在工程领域中的应用。

答案:材料现代测试分析方法在工程领域中有广泛的应用。

例如,在航空航天工程中,可以使用材料现代测试分析方法来评估航天器的耐热性能和抗腐蚀性能,以确保航天器在极端环境下的安全运行。

在建筑工程中,可以使用材料现代测试分析方法来评估建筑材料的力学性能和耐久性,以确保建筑物的结构安全可靠。

3. 请简要描述一种材料现代测试分析方法,并说明其适用性。

答案:一种材料现代测试分析方法是扫描电子显微镜(SEM)分析。

它通过扫描材料表面并记录电子显微图像,可以对材料的形貌、结构和成分进行分析。

SEM分析适用于对材料的微观结构和成分进行研究,可以用于材料的质量控制、故障分析和新材料的研发。

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材料现代测试分析方法的应用现状与发展趋势1. 前言 (2)2. (X)射线衍射的现状与发展趋势 (3)2.1 X 射线衍射方法 (3)2.2. X 射线衍射的应用和发展趋势 (3)2.2.1 X 射线衍射分析的应用 (3)2.2.2 X 射线衍射仪的应用 (4)2.3 X 射线衍射的发展趋势 (5)3. 材料电子显微分析方法应用现状与发展趋势 (6)3.1 扫描电子显微镜(SEM) (6)3.2 透射电子显微镜(TEM) (8)4. 电子能谱分析方法应用现状与发展趋势 (9)4.1 俄歇电子能谱分析方法及其应用 (9)4.1.1 AES 谱仪的基本结构 (9)4.1.2 俄歇电子能谱技术的应用 (10)4.2 X 射线光电子能谱分析及其应用 (13)4.2.1 XPS 谱仪的基本结构 (13)4.2.2 XPS 谱图分析技术的应用 (13)5. 光谱分析方法应用现状与发展趋势 (15)5.1 傅立叶变换红外光谱仪的应用 (15)2. 在表面化学研究中的应用 (17)3. 在催化化学研究中的应用 (17)4. 在石油化学研究中的应用 (17)5. 在环境分析中的应用 (18)6. 在半导体和超导材料等方面的应用 (18)5.2 拉曼光谱的应用 (19)6. 致谢 (22)参考文献 (22)1. 前言材料现代测试分析方法如今应用于测试分析的各个领域,它精确的电脑测算系统满足现代高水平、高精确的测算。

它领先的分析技术应用于金属失效领域的各个分析方面,满足了纳米级材料分析的现状。

材料测试分析方法主要包括以下几个方面:1. X 射线衍射自1895年X射线被发现以来,可利用X射线分辨的物质系统越来越复杂。

从简单物质系统到复杂的生物大分子,X 射线已经为我们提供了很多关于物质静态结构的信息。

此外,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。

由于晶体存在的普遍性和晶体的特殊性能及其在计算机、航空航天、能源、生物工程等工业领域的广泛应用,人们对晶体的研究日益深入,使得X射线衍射分析成为研究晶体最方便、最重要的手段。

2. 电子显微及能普分析材料的组织形貌观察, 主要是依靠显微镜技术, 光学显微镜是在微米尺度上观察材料的普及方法。

扫描电子显微镜与透射电子显微镜则把观察的尺度推进到纳米的层次。

场离子显微镜(FIM)、扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(SFM), 克服了透射电子显微镜景深小、样品制备复杂等缺点, 可以在三维空间达到原子分辨率。

近年来一种以X 射线光电子能谱、俄歇电子能谱和低能离子散射谱仪为代表的分析系统,已成为从生物材料、高分子材料到金属材料的广阔范围内进行表面分析的不可缺少的工具之一。

3. 光谱分析红外光谱仪是鉴别物质和分析物质结构的有效手段,其中傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR )是七十年代发展起来的第三代红外光谱仪的典型代表。

它是根据光的相干性原理设计的,是一种干涉型光谱仪,具有优良的特性,完善的功能,并且应用范围极其广泛,同样也有着广泛的发展前景。

拉曼光谱是一种简便灵敏的光谱分析新技术,近年来在考古学,细胞研究中都发挥了重要的作用。

以下将主要从应用方面介绍材料现代测试分析方法。

2. X 射线衍射的现状与发展趋势2.1 X 射线衍射方法研究晶体材料,X 射线衍射方法非常理想非常有效,而对于液体和非晶态物固体,这种方法也能提供许多基本的重要数据。

所以X 射线衍射法被认为是研究固体最有效的工具。

在各种衍射实验方法中,基本方法有单晶法、多晶法和双晶法,这里着重介绍多晶衍射法(照相法和衍射仪法)。

1. 照相法照相法以光源发出的特征X 射线照射多晶样品,并用底片记录衍射花样。

根据样品与底片的相对位置,照相法可以分为德拜法、聚焦法和针孔法,其中德拜法应用最为普遍。

德拜法以一束准直的特征X 射线照射到小块粉末样品上,用卷成圆柱状并与样品同轴安装的窄条底片记录衍射信息,获得的衍射花样是一些衍射弧。

此方法的优点为:⑴ 所用试样量少(0.1毫克即可);⑵ 包含了试样产生的全部反射线;⑶ 装置和技术比较简单。

聚焦法的底片与样品处于同一圆周上,以具有较大发散度的单色X射线照射样品上较大区域。

由于同一圆周上的同弧圆周角相等,使得多晶样品中的等同晶面的衍射线在底片上聚焦成一点或一条线。

聚焦法曝光时间短,分辨率是德拜法的两倍,但在小B 范围衍射线条较少且宽,不适于分析未知样品。

针孔法用三个针孔准直的单色X射线为光源,照射到平板样品上。

根据底片不同的位置针孔法又分为穿透针孔法和背射针孔法。

针孔法得到的衍射花样是衍射线的整个圆环,适于研究晶粒大小、晶体完整性、宏观残余应力及多晶试样中的择优取向等。

但这种方法只能记录很少的几个衍射环,不适于其它应用。

2. 衍射仪法X射线衍射仪以布拉格实验装置为原型,融合了机械与电子技术等多方面的成果。

衍射仪由X射线发生器、X射线测角仪、辐射探测器和辐射探测电路4个基本部分组成,是以特征X射线照射多晶体样品,并以辐射探测器记录衍射信息的衍射实验装置。

现代X射线衍射仪还配有控制操作和运行软件的计算机系统。

X射线衍射仪的成像原理与聚集法相同,但记录方式及相应获得的衍射花样不同。

衍射仪采用具有一定发散度的入射线,也用“同一圆周上的同弧圆周角相等”的原理聚焦,不同的是其聚焦圆半径随 2 B的变化而变化。

衍射仪法以其方便、快捷、准确和可以自动进行数据处理等特点在许多领域中取代了照相法,现在已成为晶体结构分析等工作的主要方法。

2.2. X 射线衍射的应用和发展趋势2.2.1 X 射线衍射分析的应用1 物相分析晶体的X射线衍射图像实质上是晶体微观结构的一种精细复杂的变换,每种晶体的结构与其X射线衍射图之间都有着一一对应的关系,其特征X射线衍射图谱不会因为它种物质混聚在一起而产生变化,这就是X射线衍射物相分析方法的依据。

制备各种标准单相物质的衍射花样并使之规范化,将待分析物质的衍射花样与之对照,从而确定物质的组成相,就成为物相定性分析的基本方法。

鉴定出各个相后,根据各相花样的强度正比于改组分存在的量(需要做吸收校正者除外),就可对各种组分进行定量分析。

目前常用衍射仪法得到衍射图谱,用“粉末衍射标准联合会(JCPD$ ”负责编辑出版的“粉末衍射卡片(PDF卡片)” 进行物相分析。

目前,物相分析存在的问题主要有:⑴ 待测物图样中的最强线条可能并非某单一相的最强线,而是两个或两个以上相的某些次强或三强线叠加的结果。

这时若以该线作为某相的最强线将找不到任何对应的卡片。

⑵在众多卡片中找出满足条件的卡片,十分复杂而繁锁。

虽然可以利用计算机辅助检索,但仍难以令人满意。

⑶ 定量分析过程中,配制试样、绘制定标曲线或者K值测定及计算,都是复杂而艰巨的工作。

为此,有人提出了可能的解决办法,多晶材料X射线衍射定量分析的多项式拟合法【2】简化了数据处理的过程,提高了分析结果的精度,使粉末衍射数据处理工作变得相对容易。

2 点阵常数的精确测定点阵常数是晶体物质的基本结构参数,测定点阵常数在研究固态相变、确定固溶体类型、测定固溶体溶解度曲线、测定热膨胀系数等方面都得到了应用。

点阵常数的测定是通过X射线衍射线的位置(B )的测定而获得的,通过测定衍射样中每一条衍射线的位置均可得出一个点阵常数值。

应用高分辨X 射线衍射(HRXRD+TAXR技术对外延生长的SrTiO3膜进行了分析,获得了有关该薄膜的晶体取向、衬底的结构特性以及弛豫态的点阵常数等信息。

【3】3 应力的测定X射线测定应力以衍射花样特征的变化作为应变的量度。

宏观应力均匀分布在物体中较大范围内,产生的均匀应变表现为该范围内方向相同的各晶粒中同名晶面间距变化相同,导致衍射线向某方向位移,这就是X射线测量宏观应力的基础;微观应力在各晶粒间甚至一个晶粒内各部分间彼此不同,产生的不均匀应变表现为某些区域晶面间距增加、某些区域晶面间距减少,结果使衍射线向不同方向位移,使其衍射线漫散宽化,这是X射线测量微观应力的基础。

超微观应力在应变区内使原子偏离平衡位置,导致衍射线强度减弱,故可以通过X射线强度的变化测定超微观应力。

测定应力一般用衍射仪法。

X射线测定应力具有非破坏性,可测小范围局部应力,可测表层应力,可区别应力类型、测量时无需使材料处于无应力状态等优点。

例如,可以利用X 射线四轴衍射仪测定四点弯曲弹性加载条件下镍基单晶高温台金表层的宏观应变与应力,并与应变片及机械拉仲测定的数据进行比较分析,采用不同弹性常数及不同分蜂方式处理可得到的应力数据的差异。

2.2.2 X 射线衍射仪的应用1、测角仪测角仪在工作时,X射线从射线管发出,经一系列狭缝后,照射在样品上产生衍射。

计数器围绕测角仪的轴在测角仪圆上运动,记录衍射线,其旋转的角度即2可以从刻度盘上读出。

与此同时,样品台也围绕测角仪的轴旋转,转速为计数器转速的1/2 。

为了能增大衍射强度,衍射仪法中采用的是平板式样品,以便使试样被X 射线照射的面积较大。

这里的关键是一方面试样要满足布拉格方程的反射条件。

另一方面还要满足衍射线的聚焦条件,即使整个试样上产生的X 衍射线均能被计数器所接收。

在理想的在理想情况下,X射线源、计数器和试样在一个聚焦圆上。

且试样是弯曲的,曲率与聚焦圆相同。

对于粉末多晶体试样,在任何方位上总会有一些(hkl )晶面满足布拉格方程产生反射,而且反射是向四面八方的,但是,那些平行于试样表面的晶面满足布拉格方程时,产生衍射,且满足入射角=反射角的条件。

由平面几何可知,位于同一圆弧上的圆周角相等,所以,位于试样不同部位M Q N处平行于试样表面的(hkl )晶面,可以把各自的反射线会聚到F点(由于S是线光源,所以厂点得到的也是线光源)。

这样便达到了聚焦的目的。

在测角仪的实际工作中,通常X射线源是固定不动的。

计数器并不沿聚焦圆移动,而是沿测角仪圆移动逐个地对衍射线进行测量。

因此聚焦圆的半径一直随着2B角的变化而变化。

在这种情况下,为了满足聚焦条件,即相对试样的表面,满足入射角=反射角的条件,必须使试样与计数器转动的角速度保持1:2 的速度比。

不过,在实际工作中,这种聚焦不是十分精确的。

因为,实际工作中所采用的样品不是弧形的而是平面的,并让其与聚焦圆相切,因此实际上只有一个点在聚焦圆上。

这样,衍射线并非严格地聚集在F点上,而是有一定的发散。

但这对于一般目的而言,尤其是2B角不大的情况下(2B角越小,聚焦圆的曲率半径越大,越接近于平面),是可以满足要求的。

2、X 射线探测器X射线衍射仪的X射线探测器为计数管。

它是根据X射线光子的计数来探测衍射线是存在与否以及它们的强度。

它与检测记录装置一起代替了照相法中底片的作用。

其主要作用是将X射线信号变成电信号。

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