完整word版材料现代分析方法总结

1、X射线：波长很短的电磁波特征X射线：是具有特定波长的 X射线，也称单色X射线连续X射线：是具有连续变化波长的 X射线，也称多色X射线。荧光X射线：当入射的X射线光量子的能量足够大时，可以将原子内层电子击出，被打掉了内层的受激原 子将发生外层电子向内层跃迁的过程，同时辐射出波长严格一定的特征X 射线二次特征辐射 ：利用 X 射线激发作用而产生的新的特征谱线Ka辐射：电子由L层向K层跃迁辐射出的K系特征谱线相干辐射 ： X 射线通过物质时在入射电场的作用下，物质原子中的电子将被迫围绕其平衡位置振动，同时 向四周辐射出与入射 X 射线波长相同的散射 X 射线，称之为经典散射。 由于散射波与入射波的频

2、率或波长 相同，位相差恒定，在同一方向上各散射波符合相干条件，称为相干散射非相干辐射 ：散射位相与入射波位相之间不存在固定关系，故这种散射是不相干的俄歇电子 ：原子中一个 K 层电子被激发出以后， L 层的一个电子跃迁入 K 层填补空白，剩下的能量不是以 辐射原子散射因子：为评价原子散射本领引入系数f (f E),称系数f为原子散射因子。他是考虑了各个电子散射波的位相差之后原子中所有电子散射波合成的结果结构因子： 定量表征原子排布以及原子种类对衍射强度影响规律的参数，即晶体结构对衍射强度的影响 多重性因素： 同一晶面族 hkl 中的等同晶面数系统消光 ：原子在晶体中位置不同或种类不同引起某些方

3、向上衍射线消失的现象 吸收限1 x射线的定义 性质 连续X射线和特征X射线的产生X 射线是一种波长很短的电磁波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，还能使荧光物质发出荧光。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。对动物有机体能产生巨大的生理上的影响，能 杀伤生物细胞。连续 X 射线根据经典物理学的理论，一个带负电荷的电子作加速运动时，电子周围的电磁场将发生急剧变 化，此时必然要产生一个电磁波，或至少一个电磁脉冲。由于极大数量的电子射到阳极上的时间和条件不 可能相同，因而得到的电磁波将具有连续的各种波长，形成连续 X 射线谱。特征 X 射线处于激发状

4、态的原子有自发回到稳定状态的倾向，此时外层电子将填充内层空位，相应伴随着 原子能量的降低。原子从高能态变成低能态时，多出的能量以 X 射线形式辐射出来。因物质一定，原子结 构一定，两特定能级间的能量差一定，故辐射出的特征 X 射波长一定。2 x 射线方向理论 布拉格方程和艾瓦尔德图解3 试述解决 X 射线衍射方向问题常用方法有哪些并进行比较4 简述材料研究 X 射线试验方法在材料研究中的主要应用 精确测定晶体的点阵常数 物相分析 宏观应力测定 测定单晶体位相 测定多晶的织够问题5 试推导布拉格方程，解释方程中各符号的意义并说明布拉格方程的应用 假设：1)2)3)晶体视为许多相互平行且 d 相等

5、的原子面X 射线可照射各原子面 入射线、反射线均视为平行光一束波长为入的平行 X射线以0照射晶体中晶面指数为 (hkl)的各原子面，各原子面产生反射。当X射线照射到晶体上时，考虑一层原子面上散射X射线的干涉。当X射线以0角入射到原子面并以0角散射时，相距为a的两原子散射x射的光程差为：即是说， 当入射角与散射角相等时， 一层原子面上所有散射波干涉将会加强。与可见光的反射定律相 类似，X射线从一层原子面呈镜面反射的方向，就是散射线干涉加强的方向，因此，常将这种散射称x射线有强的穿透能力，在 x射线作用下晶体的散射线来自若干层原子面，除同一层原子面的散射线 互相干涉外，各原子面的散射线之间还要互相

6、干涉。这里任取两相邻原子面的散射波的干涉来讨论。过D点分别向入射线和反射线作垂线，则AD之前和CD之后两束射线的光程相同，它们的程差为=AB+BC = 2dsin 0。当光程差等于波长的整数倍时，相邻原子面散射波干涉加强，即干涉加强条件为：2dsin n 布拉格方程n为反射级数其中d :晶面间距 0：入射线与晶面的夹角n：为整数，称为反射级数入：波长布拉格方程是X射线衍射分布中最重要的基础公式，它形式简单，能够说明衍射的基本关系，所以应 用非常广泛。从实验角度可归结为两方面的应用：布拉格方程的应用：利用已知波长的特征 X射线，通过测量0角，可以计算出晶面间距 d,分析结构。 利用已知晶面间距d

7、的晶体，通过测量0角，从而计算出未知X射线的波长通过多个方向上点阵周期的测定，久可以确定晶体定量分析，精确测定晶体的点阵参数以及材料的应6X射线衍射试验有哪些方法，他们各有哪些应用 劳埃法：用于多晶取向测定和晶体对称性的研究 周转晶体法：可确定晶体在旋转轴方向上的点阵周期, 的结构粉末多晶法：主要用于测定晶体结构，进行物相分析, 力结构，晶粒大小的测定等F和F绝对值的平方的值，并说明哪些晶面能产生衍射7试写出晶包的结构因子式，计算体心面心晶胞的8终结简单点阵、体心点阵、面心点阵衍射线的系统消光规律简单点阵：该种点阵其结构因数与hkl无关，即hkl为任意整数时均能产生衍射体心点阵：当h+k+l=

8、奇数时，F=0，即该晶面的散射强度为0，这些晶面的衍射不可能出现。当h+k+l=偶数时， F=2f 即体心点阵只有指数之和为偶数的晶面可产生衍射面心点阵：当 hkl 全为奇数或全为偶数时， F=4f 当 hkl 为奇偶混杂时 F=09X射线衍射进行物像定性分析和定量分析的依据是啥，x射线粉末衍射法物像定性分析过程。X射线粉末衍射仪法物相定量分析方法定性分析依据：任何一种物质都具有特定的晶体结构。在一定波长的X射线照射下，每种晶体物质都给出自己特有的衍射花样，每一种物质和他的衍射花样都是一一对应的，不可能有两种物质给出完全相同的衍 射花样。如果在试样中存在两种以上不同结构的物质时，每种物质所特有

9、的花样不变，多相试样的衍射花 样只是由他所含物质的衍射花样机械叠加而成II1( I1 为最强线的强度)值定X 射线的吸收不同，使得“强a=0.361nm 试分别用布拉格方程2 0 =38,求Ag的点阵常数分析过程： 1 通过试验获得衍射花样 2 计算面间距 d 值和测定相对强度 性分析以2 0 02热分析用的参比物有何性能要求要求:一是在测试温度范围内无热反应；二是所选用的参比物与试样的比热及热传导率相同或相近。3阐述DSC技术原理原理：差示扫描量热法DSC是在程序控制温度下，测量输给试样和参比物的功率差与温度关系的一种技术。 在这种方法下，试样在加热过程中发生热效应，产生热量的变化，而通过输

10、入电能及时加以补偿，而使试 样和参比物的温度又恢复平衡。 所以，只要记录所补偿的电功率大小，就可以知道试样热效应（吸收或放出）热量的多少。4简述热重分析的特点和原理热重法是在程控温度下，测量物质的质量与温度或时间关系的一种热分析法。由热重法所记录的曲线 称为热重曲线或TG曲线，它以质量 m （或质量参数）为纵坐标，以温度 T或时间t为横坐标，反映 了在均匀升温或降温过程中物质质量与温度或时间的函数关系： m = f仃）或f （ t ）5简述热分析技术在材料研究中的应用应用：材料的热稳定性的研究，材料的热膨胀、收缩、拉伸、剪切、扭曲的研究；含能材料的热反应性的 研究等；6扫描隧道显微镜的工作原理和应用原理：电子隧道效应是扫描隧道显微镜的工作基础。扫描隧道显微镜以原子尺度的极细探针（针尖）及样品（表面）作为电极，当针尖与样品表面非常接近时（约1nm ）时，在偏压作用下产生隧道电流。隧道电流强度随针尖与样品间距（d）成指数规律变化；d减小0.1nm，隧道电流增大101000倍。应用：a.最初观察半导体表面的结构缺陷与杂质b.金属、半导体和超导体等的表面几何结构与电子结构及表面形貌分析。C.直接观察样品具有周期性和不具有周期性特征的表面结构、表面重构和结构缺陷。d.原位观察、分析表面吸附和催化，研究表面外延生长和界面状态。e.超高真空高温扫描隧道显微镜还可观察、分析相