材料测试分析
材料力学特性测试方法与结果分析
材料力学特性测试方法与结果分析材料力学特性测试是一个关键的研究领域，它对于材料工程、结构设计和产品性能的评估具有重要意义。
本文将介绍常见的材料力学特性测试方法，并对这些方法得到的测试结果进行分析和解读。
一、拉伸试验拉伸试验是最常见的材料力学性能测试方法之一，它主要用于测定材料的抗拉强度、屈服点、延伸率等力学特性。
测试时，通常是将试样放在拉伸试验机上，在不断增加应力的作用下，测量材料的应力和应变关系，以获得拉伸曲线。
拉伸曲线包括弹性阶段、屈服阶段、塑性阶段和断裂阶段。
弹性阶段是指材料应变与应力成线性关系，此时材料会恢复到原始形状。
屈服阶段指材料的应力达到最大值，并保持相对恒定，应变逐渐增加。
塑性阶段是指材料出现显著塑性变形，应力和应变并不成比例。
断裂阶段指材料失去承受载荷的能力，发生断裂。
根据拉伸试验结果，可以计算得到许多重要的力学参数，如杨氏模量、屈服强度、抗拉强度、延伸率等。
这些参数对于材料的性能评估和设计有着重要意义。
二、压缩试验压缩试验是另一种常见的材料力学性能测试方法，它主要用于测定材料的抗压强度、压缩模量等力学特性。
与拉伸试验类似，压缩试验也是在压缩试验机上进行的。
试样在垂直方向受到作用力，产生应力和应变。
通过测量应力和应变关系，可以获得压缩曲线。
压缩曲线呈现出类似拉伸曲线的特性，包括弹性阶段、屈服阶段、塑性阶段和断裂阶段。
压缩试验结果与拉伸试验有一定的差异，因为材料在拉伸和压缩过程中的应变状态和变形机制并不完全一致。
压缩试验结果可以用于材料的性能评价、结构设计和模拟。
三、硬度测试硬度测试是一种简单且常用的材料力学性能测试方法，它用于评估材料的抗压、抗刮、抗切割等硬度特性。
常见的硬度测试方法包括布氏硬度、维氏硬度和洛氏硬度等。
这些硬度测试方法的原理都是通过在材料表面施加一定的载荷，测量压痕的形状和尺寸，从而计算出硬度值。
硬度值越高，表示材料越难划痕或切割，硬度越低则表示材料越容易受到外力的破坏。
材料性能的测试和分析方法
材料性能的测试和分析方法材料是指人类在生产、生活、科技研发中所使用的原材料，包括金属、合金、非金属、复合材料等。
材料性能是指材料在使用过程中，表现出来的物理、化学、力学等方面的性质和特征，包括强度、硬度、耐腐蚀性、导电性等等。
了解和掌握材料的性能是进行科研和生产的必要前提，而测试和分析材料性能则是了解和掌握材料性能的必要手段。
本文将介绍针对材料性能的测试方法和分析方法。
一、力学性能的测试和分析方法力学性能是指材料所表现出来的强度、韧性、硬度等表面的物理力学特性。
力学性能的测试方法主要有拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、硬度试验等。
其中针对不同类型材料，需要选择不同的测试方法和测试设备。
例如钢材的硬度测试必须采用布氏硬度计，而塑料的硬度测试则需要用洛氏硬度计。
而不同的测试方法也会得出不同的测试结果，例如在同样的试验条件下，拉伸试验得出的拉伸强度值和压缩试验得出的屈服强度值是不同的。
力学性能的分析方法主要有断口分析、金相分析和扫描电镜分析等。
断口分析是指通过观察材料在拉伸或压缩试验中断裂的断口形态和特点，来判断材料的性能和失败原因。
金相分析是指将材料进行钢切件制备，并通过光学方法来观察材料断口、晶粒结构和组织性质，从而了解材料的组织结构和性质。
扫描电镜分析则是利用电子束照射材料表面，通过观察反射电子和离子的图像来了解材料的表面形貌和微观结构。
三种分析方法方便快捷地评估和分析材料的性能。
二、热学性能的测试和分析方法热学性能是指材料在加热或冷却过程中所表现的吸热、放热、导热、热膨胀等热学性质。
热学性能的测试方法主要有热膨胀测试、热导测试、热量测试等。
其中热膨胀测试会测量材料在不同温度下的膨胀系数，从而评估材料的热稳定性。
而热导测试则可以测量材料在不同温度下的热导率，从而了解材料的导热性质。
热量测试可测量材料在吸热或放热过程中的温度变化，从而了解材料的热量性质。
热学性能的分析方法主要有热失重分析和热分解分析。
材料分析测试方法
材料分析测试方法材料分析测试方法是一种用于确定材料的组成成分、结构特征和性能特性的实验方法。
通过对材料进行分析测试，可以提供有关材料的关键信息，为科学研究、工程设计和质量控制等提供数据支持。
以下是几种常用的材料分析测试方法。
1.光学显微镜分析：光学显微镜是一种使用可见光进行观察的显微镜。
通过使用透射或反射光学系统，可以对材料进行观察，并研究其表面形貌、晶体结构和材料中的微小缺陷等信息。
2.扫描电子显微镜分析：扫描电子显微镜（SEM）是一种通过扫描电子束来观察材料的表面形貌和微观结构的显微镜。
SEM可以提供高分辨率的图像，并能够进行化学成分分析、能谱分析和逆向散射电子显微镜等特殊分析。
3.X射线衍射分析：X射线衍射（XRD）是一种通过用高能X射线照射材料，根据材料中晶格原子的间距和位置来分析材料结构的方法。
XRD可以用来确定晶体结构、晶体取向和晶体缺陷等信息。
4.能谱分析：能谱分析是一种通过测量材料在不同能量范围内的辐射或吸收来分析其化学成分的方法。
常见的能谱分析方法包括X射线能谱分析（XPS）、能量色散X射线能谱分析（EDX）、傅里叶变换红外光谱分析（FTIR）等。
5.热分析：热分析是一种通过对材料在加热或冷却过程中的物理和化学变化进行分析的方法。
常见的热分析方法包括差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TGA）和热解吸法（TPD）等。
6.压力测试：压力测试是一种通过使用压力传感器和脉冲测定器等设备来测量材料的力学性能和材料的变形特性的方法。
常见的压力测试包括硬度测试、拉伸测试、压缩测试和扭曲测试等。
7.化学分析：化学分析是一种通过对材料进行化学试剂处理和测量来确定其化学成分和化学特性的方法。
常用的化学分析方法包括气相色谱（GC）、液相色谱（HPLC）和质谱分析等。
8.磁性测试：磁性测试是一种通过测量材料在外加磁场下的响应来分析材料磁性的方法。
常见的磁性测试方法包括霍尔效应测量、磁滞回线测量和磁力显微镜测量等。
材料分析测试技术
材料分析测试技术材料分析测试技术是指通过对材料的组成、结构、性能等进行分析和测试，以获取材料的相关信息和数据，为材料的研究、开发和应用提供科学依据和技术支持。
材料分析测试技术在材料科学与工程领域具有重要的意义，对于提高材料的质量、性能和可靠性，推动材料创新和产业发展具有重要作用。
一、材料分析测试技术的分类。
1.化学分析技术，包括元素分析、化合物分析、表面分析等，常用的方法有光谱分析、质谱分析、色谱分析等。
2.结构分析技术，包括晶体结构分析、显微结构分析、电子显微镜分析等，常用的方法有X射线衍射、电子显微镜、原子力显微镜等。
3.性能测试技术，包括力学性能测试、热物性测试、电磁性能测试等，常用的方法有拉伸试验、热分析、磁性测试等。
4.损伤分析技术，包括断裂分析、磨损分析、腐蚀分析等，常用的方法有断口分析、磨损测试、腐蚀试验等。
二、材料分析测试技术的应用领域。
1.材料研究与开发，通过对材料的成分、结构、性能进行分析和测试，为新材料的研究与开发提供科学依据和技术支持。
2.材料质量控制，通过对材料的质量、性能进行测试，保证材料的质量符合要求，满足产品的生产需求。
3.产品应用与改进，通过对产品材料的分析和测试，了解产品的材料特性，为产品的应用与改进提供技术支持。
4.事故分析与预防，通过对材料损伤的分析和测试，了解损伤的原因和机理，为事故的分析与预防提供技术支持。
三、材料分析测试技术的发展趋势。
1.多元化，随着材料科学与工程的发展，材料的种类和应用领域不断扩大，对材料分析测试技术提出了更高的要求，需要开发出更多样化、多功能化的分析测试技术。
2.智能化，随着信息技术和人工智能技术的发展，材料分析测试技术也向智能化方向发展，实现数据的自动采集、处理和分析，提高测试的效率和准确性。
3.微观化，随着纳米技术和微观技术的发展，材料分析测试技术也向微观化方向发展，实现对材料微观结构和性能的精细分析和测试。
4.综合化，随着材料科学与工程的交叉融合，材料分析测试技术也向综合化方向发展，实现不同分析测试技术的融合应用，提高分析测试的综合能力。
材料科学中的材料性能测试与分析
材料科学中的材料性能测试与分析材料的性能测试与分析是材料科学中重要的研究方向和实践内容。
它是通过对材料的组成、结构、力学性能、电学性能、热学性能等进行测试，以获得相关数据，进一步分析材料的特性、优劣和应用潜力。
本文将介绍材料性能测试与分析的方法、意义和应用。
一、宏观测试方法宏观测试方法是指对整个材料样品进行测试和分析，以了解材料性能的总体特点。
常用的宏观测试方法包括拉伸试验、硬度测试、冲击试验等。
拉伸试验能够测量材料的拉伸强度、屈服强度和延伸率等力学性能。
通过施加力使材料发生塑性变形，通过测量引伸计的变化来判断材料的性能。
硬度测试是指测量材料抵抗划痕或压痕的能力，常用的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。
硬度测试可以评估材料的硬度、耐磨性和强度等性能。
冲击试验是通过施加冲击载荷来测试材料的抗冲击性能。
常见的冲击试验方法有冲击韧性试验和冲击强度试验等。
冲击试验可以评估材料的抗冲击、耐撞性能，对材料的使用安全性有重要意义。
二、微观测试方法微观测试方法用于观察和分析材料内部的结构和性能，以了解材料的微观特性。
常用的微观测试方法有金相显微镜观察、扫描电子显微镜观察和透射电子显微镜观察等。
金相显微镜观察是通过对材料样品进行切割、研磨和腐蚀等处理，然后在显微镜下观察材料的组织结构。
金相显微镜可以显示出材料的晶粒、晶界、孔隙和夹杂物等结构特征，为进一步分析材料性能提供了基础数据。
扫描电子显微镜观察是通过利用电子束与材料进行相互作用，生成扫描电镜像来观察材料表面特征和形貌。
扫描电子显微镜具有高分辨率和高放大倍数的优点，可以观察到材料的微观形貌、晶界、表面构造等。
透射电子显微镜观察是通过透射电子束与材料进行相互作用，观察材料的内部结构和晶体缺陷。
透射电子显微镜具有更高的分辨率，可以观察到更细微的结构，如晶体的晶格结构、位错和相变等。
三、材料性能分析与应用材料性能测试与分析的结果可以为材料的设计、制备、改良和应用提供有效的依据和指导。
材料现代分析测试方法
材料现代分析测试方法材料的现代分析测试方法是为了研究材料的组成、结构、性质以及相应的测试手段。
通过分析测试方法，我们可以深入了解材料的特点，进而为材料的研发、优化和应用提供有效的数据支持。
下面将介绍几种常用的材料现代分析测试方法。
一、质谱分析法质谱分析法是一种通过测量样品中不同质荷比（m/z）的离子的相对丰度来确定样品组成和结构的分析方法。
质谱分析法适用于分析有机物和无机物。
其优点是能快速分析出物质组成，提供准确的质量数据，对于结构复杂的样品仍能有效分析。
二、核磁共振（NMR）谱学核磁共振谱学是一种通过测量样品中核自旋与磁场相互作用的现象来分析样品结构和组成的方法。
不同核的共振频率和强度可以提供关于样品分子结构和组成的信息。
核磁共振谱学适用于有机物和无机物的分析。
由于从核磁共振谱图中可以获得丰富的结构信息，所以核磁共振谱学被广泛应用于有机化学、药物研发和材料科学等领域。
三、红外光谱学红外光谱学是一种通过测量样品对不同波长的红外辐射的吸收情况来分析样品结构和组成的方法。
不同官能团在红外区域会有特定的吸收峰位，因此红外光谱能提供有关样品中化学键和官能团的信息。
红外光谱学适用于有机物和无机物的分析。
它具有非破坏性、快速、易于操作等特点，在化学、生物和材料科学领域得到了广泛应用。
四、X射线衍射（XRD）X射线衍射是一种通过测量样品对入射X射线的衍射现象来研究样品结构和晶体结构的方法。
不同物质的晶格结构具有不同的衍射图样，通过分析衍射图样可以获得样品的晶体结构信息。
X射线衍射适用于分析有晶体结构的材料，如金属、陶瓷、单晶等。
它能提供关于晶体结构、晶粒尺寸和应力等信息，被广泛应用于材料科学、地质学和能源领域。
五、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）扫描电子显微镜和透射电子显微镜是一种通过聚焦电子束对材料进行观察和分析的方法。
扫描电子显微镜主要用于获得材料的表面形貌、颗粒分布和成分分析。
透射电子显微镜则能提供材料的内部结构和界面微观结构的信息。
材料分析测试
材料分析测试材料分析测试是一种通过对材料进行实验和检测，以获取材料性能和特性的方法。
在工程领域和科学研究中，材料分析测试是至关重要的，它可以帮助我们了解材料的组成、结构、性能和行为，为材料的设计、选择和应用提供科学依据。
本文将介绍材料分析测试的一些常用方法和技术。
一、光学显微镜分析。
光学显微镜是一种常用的材料分析测试工具，它可以通过放大和观察材料的微观结构来了解材料的组织和形貌特征。
在材料科学研究和工程实践中，光学显微镜广泛应用于金属材料、陶瓷材料、塑料材料等材料的组织分析和缺陷检测。
二、扫描电子显微镜分析。
扫描电子显微镜是一种高分辨率的显微镜，它可以通过电子束对材料进行扫描，获得材料表面的形貌和结构信息。
扫描电子显微镜广泛应用于纳米材料、生物材料、复合材料等领域，可以观察到材料的微观形貌和表面特征，对材料的研究和分析具有重要意义。
三、X射线衍射分析。
X射线衍射是一种通过X射线对材料进行衍射，获取材料晶体结构和晶体学信息的方法。
X射线衍射广泛应用于金属材料、无机材料、晶体材料等领域，可以确定材料的晶体结构、晶格参数和晶体取向，对材料的性能和行为有重要影响。
四、热分析测试。
热分析是一种通过对材料在不同温度条件下的热性能进行测试和分析的方法。
常见的热分析方法包括热重分析、差热分析、热膨胀分析等，可以了解材料的热稳定性、热分解特性和热膨胀行为，对材料的加工和使用具有指导意义。
五、力学性能测试。
力学性能测试是一种通过对材料在外力作用下的变形和破坏行为进行测试和分析的方法。
常见的力学性能测试包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等，可以了解材料的强度、韧性、硬度等力学性能指标，对材料的设计和评价具有重要意义。
六、化学成分分析。
化学成分分析是一种通过化学方法对材料的成分进行测试和分析的方法。
常见的化学成分分析方法包括光谱分析、质谱分析、原子吸收光谱分析等，可以确定材料的元素组成和含量，为材料的合金设计和质量控制提供依据。
材料分析测试技术
材料分析测试技术第一篇：材料分析测试技术一、引言材料分析测试技术是现代材料科学领域中非常重要的一部分，涵盖了材料结构、材料性能以及材料组成等方面的研究。
通过对材料进行分析测试，能够为材料的合理设计、精细加工、可靠使用以及环境保护等方面提供科学依据。
二、主要内容1.材料结构分析测试：此项测试主要是通过对材料的原位形貌、拉伸或压缩变形过程以及破坏机理的观察和分析，来揭示材料微结构的特征和结构与性能之间的关系。
2.材料物理性质测试：此项测试主要包括材料的热学性能、电学性能、光学性能等各个方面。
其中，热学性能测试包括热膨胀系数、热导率、比热等；电学性能测试包括电导率、介电常数、磁导率等；光学性能测试包括透过率、反射率、吸收率等。
3.材料化学成分测试：此项测试主要是通过对材料中各种元素化学量的测定，来确定材料的组成及其含量范围。
其中，常用的测试方法有荧光光谱法、原子吸收光谱法、质谱法等。
4.材料力学性能测试：此项测试主要是通过对材料的受力响应、变形、破坏等参数的测定，来评估材料的强度、韧性、脆性、疲劳性等力学特性。
其中，常用的测试方法有拉伸试验、压缩试验、硬度测试等。
三、测试技术优化为了提高材料分析测试的准确性和可靠性，需要注重以下几个方面：1.测试设备的选用和改进：从设备的选型、使用、维护等多方面考虑，提高设备的测试精度、可靠性和稳定性，并为特定的测试任务提供更优化的测试方法。
2.测试方法的优化：对测试方法的有效性、精度和可重复性进行评估和提高，并根据实际测试情况不断优化测试方法。
3.测试样品的处理：要注重对测试样品的处理和制备，避免样品的变形、损伤、干扰等因素对测试结果的影响。
4.测试人员的素质提高：对测试人员必须进行专业知识的培训和技能的提高，使其具备独立进行测试的能力和科学分析测试结果的能力。
四、应用前景目前，材料分析测试技术已经广泛应用于材料科学领域中的各个方面，如材料设计、加工制造、环境保护、矿产资源开发等。
材料科学与工程材料性能测试与分析方法
材料科学与工程材料性能测试与分析方法材料性能测试与分析方法在材料科学与工程中起着至关重要的作用。
通过准确测试和分析材料的性能指标，可以评估材料的质量、可靠性和适用性，为材料的研发、生产和应用提供重要的依据。
本文将介绍几种常用的材料性能测试与分析方法，并探讨其在材料科学与工程中的应用。
一、机械性能测试与分析方法机械性能是评估材料强度、硬度、韧性等特性的重要指标。
常用的机械性能测试与分析方法包括拉伸试验、硬度测试、冲击试验等。
1. 拉伸试验：拉伸试验是测量材料抗拉强度、屈服强度、伸长率等指标的主要方法。
通过施加外力逐渐拉伸试样，记录加载与变形之间的关系曲线，可以获得材料的应力-应变曲线，从而了解其力学性能。
2. 硬度测试：硬度是衡量材料抗压、抗刮擦等性能的指标。
常用的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。
利用特定的试验方法和仪器，测量材料受力时表面的破坏或者压痕等参数，可以获得材料的硬度数值。
3. 冲击试验：冲击试验用于评估材料在受到突然外力作用时的抗冲击性能。
通过在试样上施加冲击力，观察材料是否发生断裂或者变形，可以判断材料的韧性和抗冲击能力。
二、热学性能测试与分析方法热学性能是评估材料在受热或受冷过程中的热传导、热膨胀等性能的指标。
常用的热学性能测试与分析方法包括热导率测试、热膨胀系数测试等。
1. 热导率测试：热导率测试用于测量材料导热性能的指标。
通过在材料上施加热源，观察热量在材料中的传导情况，可以得到材料的热导率数值。
热导率是评估材料导热性能的重要指标之一。
2. 热膨胀系数测试：热膨胀系数是评估材料在受热时的线膨胀或者体膨胀性能的指标。
通过测量材料在不同温度下的尺寸变化，可以计算得到材料的热膨胀系数。
热膨胀系数对于一些需要耐高温或者低温环境的材料选择和设计具有重要意义。
三、化学性能测试与分析方法化学性能是评估材料与化学物质相互作用和稳定性的指标。
常用的化学性能测试与分析方法包括耐腐蚀性测试、材料成分分析等。
材料性能测试与分析
材料性能测试与分析材料的性能测试与分析是对材料进行全面评估和研究的过程，通过各种实验和测试方法来获取材料的物理、化学、力学等性能参数。
本文将介绍材料性能测试与分析的基本原理、常用测试方法以及如何根据测试结果进行分析和应用。
1. 引言材料性能测试与分析在材料科学与工程领域中具有重要的地位。
通过对材料进行测试和分析，可以全面了解材料的性质和特点，为材料的开发、制备和应用提供科学依据。
本文将从材料性能测试的基本原理开始介绍，然后详细介绍几种常用的材料性能测试方法，并探讨如何根据测试结果进行分析和应用。
2. 材料性能测试的基本原理材料性能测试的基本原理是通过对材料施加外力或者其他刺激，测量材料对刺激的响应来获取材料的性能参数。
常见的测试参数包括但不限于材料的强度、硬度、耐磨性、导电性、热膨胀系数等。
不同的测试参数需要采用不同的测试方法和仪器设备来进行测量。
3. 常用的材料性能测试方法3.1 强度测试强度是材料抵抗外力破坏的能力，常见的强度测试方法包括拉伸测试、压缩测试、弯曲测试等。
这些测试方法可以通过施加不同的载荷方式来模拟材料在实际应用中的受力情况，从而确定材料的强度参数。
3.2 硬度测试硬度是材料抵抗外界压力产生的形变和损伤的能力，常见的硬度测试方法包括洛氏硬度测试、维氏硬度测试、巴氏硬度测试等。
这些测试方法通过在材料表面施加一定压力，并测量形成的压痕大小来确定材料的硬度参数。
3.3 导电性测试导电性是材料导电能力的指标，常见的导电性测试方法包括四探针法、霍尔效应测试等。
这些测试方法可以测量材料的电阻率、电导率等参数，对材料的导电性进行评估。
3.4 热膨胀系数测试热膨胀系数是材料在温度变化下的尺寸变化率，常见的热膨胀系数测试方法包括热膨胀仪测试、光栅法测试等。
这些测试方法可以模拟材料在不同温度下的膨胀情况，确定材料的热膨胀系数。
4. 测试结果分析与应用测试完成后，需要对测试结果进行分析和应用。
首先，根据测试结果评估材料的性能优劣，判断其是否符合设计要求。
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题型：简答题、计算题======================================Chapter1：Introduction:1.电镜放大倍数High resolution: TEM (<1Å)，SEM (4Å）High magnification: TEM (1M×), SEM (300K×)2.测试方法有哪些，应用及特点1. X射线衍射（XRD）晶体结构、晶格参数、晶体缺陷、物相分析、内应力(宏观应力)等2.电子显微镜（1）透射电子显微镜组织形态与结构同位分析（成分分析）（2）扫描电子显微镜与电子探针结合使用，可形貌观察与化学成分同位分析（3）电子探针显微分析成分分析（4）俄歇电子能谱表面成分分析（5）X射线能谱仪（6）离子探针3. 热分析：分析研究在加热或冷却过程中物质的物理变化和化学变化过程TGA：热重分析；测重量TMA：热机械分析；测尺寸DTA：差热分析；测温度（测试温度可达1600℃）DSC：差示扫描量热分析；测能量（测试温度700℃）3.TEM与光学显微镜相比三大特点Chapter2：1.XRD第P4公式2.滤波片阳极靶的选择Target selectionIn order to avoid fluorescent radiation and minimize absorption of the incident beam, it is important to select radiation for X-ray diffraction measurements that has a wavelength close to an absorption minimum, and on the long wavelength side of the absorption edge for the specimen.阳极靶K 波长稍大于试样K的吸收限Z靶≤Z试样+13.吸收系数的计算1）单质元素1()nl l m i i i W μμμρρ===⋅∑ρ-吸收体物质的密度，m μ-质量吸收系数（cm2•g -1)，表示单位重量物质对X 射线的吸收程度，对于波长一定的X 射线和一定物质，其为一定值。
4. 布拉格方程计算，变形公式，代表的物理意义4.1 布拉格方程的导出X 射线照射到原子面中，所有原子的散射波在原子面反射方向上的相位是相同的，是干涉加强方向2dSin n θλ=Where: λ =Wavelengthθ=X -ray incidence angle, 2 θ=diffraction angle d=Lattice inter-planar spacing of the crystaln= an integer known as the order of the diffracted beamFor parallel planes of atoms, with a space dhkl between the planes, constructive interferenceonly occurs when Bragg’s law is satisfied.When the X-ray wavelength is fixed, a family of planes produces a diffraction peak only at aspecific angle θn-反射级数，θ-掠射角，半衍射角；2θ-衍射角 X 射线衍射与可见光反射主要区别：（1）所有原子散射波干涉的结果； （2）在若干个特殊角度可见；4.2 （1）布拉格方程的导出X 射线照射到原子面中，所有原子的散射波在原子面反射方向上的相位是相同的，是干涉加强方向2dSin n θλ=n-反射级数，θ-掠射角，半衍射角；2 θ-衍射角布拉格方程是选择反射只有满足布拉格方程的才可能发生反射 （2）产生衍射的极限条件2Sin d λθ=晶体一定时，λ≤2d ，但λ也不宜过小，否则θ太小，使衍射现象难以观察 λ一定时d>λ/2 ，所以晶体中产生的衍射线条数是有限的 （3）反射级数n 与干涉指数设某一晶面（hkl)产生n 级衍射，则可将其看成是衍射面(HKL)=n(hkl)的一级衍射 令d HKL =d hkl /n 则22hkl HKL d Sin n d Sin θλθλ== -X 射线晶体学中通用的布拉格方程；(HKL)-干涉指数，衍射指数 （4）布拉格方程的应用1）已知λ，测θ，计算d ，确定晶体周期结构——晶体结构分析2）已知d ，测θ，计算λ，确定靶材组成元素、含量——X 射线光谱分析 （5）讨论1）晶体所属晶系不同，对于同指数的点阵面，其衍射线的方向(2θ)不同。
也就是说不同晶系或点阵参数不同的晶体，它们的衍射线在空间的分布规律不同，即衍射花样不同。
结论：衍射线分布规律由晶胞的形状和大小决定2）对于立方晶系， Sin 2θ或（1/d 2)的比例数列是整数比例数列，由此可判断被测物质是否具有简单立方点阵结构。
按(H 2+K 2+L 2)增加的顺序写出其(HKL)：(100),(110),(111),(200)…, 1:2:3:4:6:8:9…-----------------------------------------------------------------------Bragg’s Law ：nλ = 2d sinθ If ：d is knownθ is measured in the experiment (2θ), λ is calculatedapplied: X-ray spectroscopyConclusion: Direction of X-ray is determined by the unit cell dimensions, shape and orientation 5. 晶体衍射花样标定6. 立方晶系，sinθ，d 值计算d =7. 晶带、晶面间距和晶面夹角晶带：平行于某一轴向的所有晶面均属于同一个晶带 晶面间距：d =晶面夹角：cos ϕ=8. 结构因子计算，结构消光Structure FactorThe structure factor reflects the interference between atoms in the basis (within the unit cell). All of the information regarding where the atoms are located in the unit cell is contained in the structure factor. The structure factor is given by the following summation over all atoms (from 1 to j) in the unit cell:2()1j j j ni Hu Kv Lw HKL j j F f eπ++==∑-f j =form factor for the j th atom;-H,K,L=Miller indices of the HKL reflection ;干涉指数-u j v j w j =the fractional coordinates of the j th atom ，第j 个原子的坐标 结构因子反映了晶胞的散射能力F 2hkl —结构因数，反映一个晶胞中各原子散射波的合成强度，即晶胞的散射能力；反映了晶胞中原子种类、原子数目及原子位置对（hkl)晶面衍射方向上衍射强度的影响22211[2()][2()]n nHKL j j j j j j j j j j F f Cos u H v K w L f Sin u H v K w L ππ===+++++∑∑(1). 几种点阵的结构因数计算 同类原子构成的点阵 (1) 简单点阵只有一个原子（000） F 2HKL =f 2 (2) 体心立方由基点为[(000)] [1/2 1/2 1/2]的两个简单点阵镶成 F 2HKL =f 2[1+Cos π(H+K+L)]2当H+K+L=奇数，I=0，当H+K+L=偶数，I=4ε2 结论：当H+K+L=偶数，衍射线存在当H+K+L=奇数，衍射线不存在(3) 面心立方[(000)]，[(1/2 1/2 0)]，[(1/2 0 1/2 )]，[0 1/2 1/2 )] F 2HKL =f 2[1+Cos π(H+K)+ Cos π(K+L)+Cos π(L+H)]2 结论：当干涉指数为同性数，存在衍射线，注：1）在不同干涉指数HKL 的衍射方向上，衍射强度发生不同变化2）结构因子与点阵常数无关，强度只取决于原子在晶胞中的位置，所以消光规律适用性广 9. XRD 应用举例，相确定等Chapter3：1. 电磁透镜分辨率的影响因素；决定于衍射和球差（Diffraction and Spherical aberration ）(1) 衍射效应对分辨本领的影响(Diffraction effects) 00.61r nSin λα∆=λ-光线波长；n-透镜周围介质的折射率；nsin α-数值孔径；α-孔径半角。
玻璃透镜，介质为油012r λ∆≈∆r 0的物理意义： Airy 斑 瑞利判据：当两Airy 斑中心间距等于Airy 斑第一暗环半径时，两峰之间中心强度约为最大强度的81％，肉眼可辨别。
将样品上相应两点间距定义为透镜可分辨的最小距离，即透镜的分辨本领。
(2) 像差对分辨本领的影响(aberration) 0s r r ∆=∆ 2. 像差：三方面，分别如何消除；(Aberration)（1）球差（球面像差）：Spherical aberrationSpherical aberration is caused by the lens field acting homogeneously(同样地) on the off-axis rays. The further off axis the electron is, the more strongly it is bent back toward the axis.透镜中心区域和边缘区域对电子会聚能力不同引起 314s s r c α∆=where C s is the spherical aberration coefficient and a is the semi-angle.In most TEMs Cs is about 3mm, but in high resolution TEM may be well below 1mm. （2）像散：AstigmatismOccurs when the electrons sense a nonuniform magnetic field as they spiral round the optic axis.透镜磁场非旋转对称引起 A A r f α∆=∆（3）色差：Chromatic aberrationChromatic aberration is related to the ‘colour’ (i.e., wavelength and hence energy) of the electrons.The objective lens bends electrons of lower energy (long wavelength) more strongly and thus electrons from a point in the object form a disk image.成像电子的能量或波长不同引起 c c Er c Eα∆∆=⋅⋅where C c is the chromatic aberration coefficient of the lens , ∆E is the energy loss of the electrons, E is the initial beam energy, and a is the semiangle. 3. 电子波长的计算；λ=式中，若电压以伏特为单位，波长以埃为单位，则5h h m v m v λ=≈ 加速电压很高时，要用相对论修正λ==4.TEM结构与工作原理总结；TEM定义：以波长极短电子束为照明源，用电磁透镜聚焦成像的一种高分辨率、高放大倍数的电子光学仪器。