最新中南大学X射线试题及答案

1、学习-好资料中南大学考试试卷（A卷）2011-2012学年 上 学期 时间100分钟 2011年12月8日材料结构分析（X射线部分）课程_40_学时空_学分 考试形式：也卷更多精品文档专业年级：材料0908-0910总分100分，占总评成绩70 %注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上一、名词解释（共20分，每个名词解释 5分）1. 特征X射线谱：当X射线的管压超过一定值时，会在某些特定的波长位置处出现强度很高、非常狭窄的谱线叠加在连续谱强度分布曲线上。改变管流、管压，这些谱线只改变强度，而波长值固定不变。这样的谱线称之为特征X射线谱或者标识X射线谱。2. 俄歇效应：原子的 K层电子被X射线

2、击出后，处于激发态，当L层的电子向K层跃迁时，将释放出 E=Ek-EI能量，这个能量可以用荧光 X射线的形式释放， 也可以被原子 内部的某个电子（内层或者外层）所吸收，使这个电子受激发而逸出原子成为自由电子，这就是俄歇效应，这个电子就是俄歇电子。3. 质量吸收系数：表示单位重量物质对X射线的吸收程度，记为 卩m，可以表示为：卩m=1 I/ p .4. 干涉面指数：晶面（hkl）的n级反射面（nh,nk,nl），可以表示成（HKL），称为 反射面或者干涉面，其中H=nh, K=nk, L=nl ;干涉面的面指数称为干涉面指 数。（hkl）是晶体中实际存在的晶面，（HKL）则是为了使问题简化而引入

3、的虚 拟晶面。二、X射线束照射晶体样品时，为保证产生衍射现象，有哪几种基本的衍射实验 方法？结合厄瓦尔德作图法概述这三种基本衍射分析方法的主要特点与区别。（20 分）勞危法是以连续x射我垂亶射到不动的单晶体上在垂市于入射线的底片上得到忻射班点的实验方肉.晶休曲走*动其对应的供弱点阵也是固矩的*即人时罐导晶休各晶面族的娈电H幵变 乘用浚快连集变北的连续K射线辐射.并将反射球的半径连填密代愷之不新地与倒易陆負相膏疤袪的愛瓦宋J0F解（5 分）遇f如图所示）. 虽然反計球的球心各不相同，怛是反騎 珮的半径血是介干由斟口吸收帘决运脚摄大披駁丄“和所用 的轴射波的短波駆匚之间*浙肌凡是位丁该两煉间的倒晶

4、 点都可満足衍射条件.劳厄法主聲用于测定晶体的取向：研究晶休的对称性和 那近晶粒间的皿向关爲此加对于晶惮申由于生长和受外力 作用面产生粧陷等的情况也可用劳.咀注加以观與学习-好资料2用棘悴迭装或市住电晶比四周为旳拄晤的底片.赍腿吋晶惓围绕着莊转站冏转曲烛誉的變瓦苏菜图解(5 分)禹转晶体医的原理如下：将单胡体的茎槻晶轴或棊令董翌晶切垂直沪单色咒軀缆束来安选定的晶轴坯转濮转轴与底片即相机的中心釉 靈合.弄便人射派的诳长斤固定不变（即反射球不 Q 面靠旋转单晶怵以理续改奎各晶面族的夕曲 从而満足衍射茶件.即相当于倒島点阵亦渥选定的 袖疑转47此来便捣易阵点落到反射球上 FL果能与 反射鑼面相交的啊

5、昜阵点优在了能雾与反射的晶 鮒见图）周转昴体怯主要用来确定对称性较小的晶弹 如料方、单斜等晶垂的晶丼）的晶骷尺變.hi召粉末法粉末注垦将单色x射绫入肘到粉耒状的名晶 站試徉上的一沖血射方法.多關悻是由许多取向完全 按无规则排列的单晶覆粒斯组成即梅当 于一个单晶悴無脈有可能取向的输转动.戒者说*其 时应的倒易点阵对人射射线呈一切可 能的取向晶脈内某等同晶面族”圧川前倒易阵点 甘KL均匀分布在半轻为|时粗I的球面 上，该球甜之为RKL懺轨球* -系列的倒晶球与反聊球 相交.其兗线是一杲列的小闘其祈射线束分布在以入射 线方向为轴,且通过上述交线圆的冏锥直上见图人三、简述X射线衍射定性相分析原理及实验

6、流程。（15分）基本原理： 任何一种结晶物质都具有特定的晶体结构，在一定波长的X射线照射下，每种晶体物质都有自己特有的衍射花样。 如果在试样中存在两种以上不同结构的物质时，每种物质所特有的衍射花样不变， 多相试样的衍射花样只是由它所含物质的衍射花样机械叠加而成。 通常用d （晶面间距d表征衍射位置）和I （衍射线相对强度）的数据组代表衍射花 样。定性相分析方法：将由试样测得的d- I数据组（即衍射花样）与已知结构物质的标准d- I数据组（即标准衍射花样）进行对比，从而鉴定出试样中存在的物相。步骤：获得衍射花样 计算面间距d值和测定相对强度I/I i值（I i为最强线的强度，定性分析以2*90的

7、衍射线为主要依据，一般按五强线匹配） 检索PDF卡片 最后判定。四、某AB物质在有序时，A原子占据单胞顶点（0,0,0）的位置，B原子占据体心 （0.5,0.5,0.5）的位置，而无序时B原子和A原子随机地占据上述两个位置。试讨论AB物质在有序和无序时消光规律的特征。（20分）答：晶体的结构因子可以表示成：, 2更多精品文档f = F F*厂HKL厂HKL匚厂HKLn二 fj cos2二 HXj KYj LZj2s、2+ 学习-好资料1.在有序时，AB晶体的结构因子可以表示成:2 *-Fhkl LF hkl = fA cos 2H 0 K 0FHKL1i i v2L0fB C0S2，I H K

8、 LB 2 2 丿 f611 、i2fASin2二 H0 K0 L0 fB sin2H ?K ?L二 fAfBC0s2 二 H K L 2当（H+K+L）=偶数时，结构因子等于f A+fB2，不存在点阵消光；当（H+K+L）=奇数时，结构因子等于fA fB2，由于A、B原子的原子散射因子 般不相等，因此也不存在点阵消光。五、某陶瓷烧结完以后进行 X射线分析表明，该陶瓷主要是由菱面体点阵的a-AI2O3 （刚玉）、面心立方的 MgO和面心立方的 SiO2组成。a-AI2O3 （刚玉）的最强峰为116晶面， 其计数强度为1000, MgO的最强峰为200晶面，计数强度为 5472, SiO2的最强

9、峰为220, 其计数强度为 2724已知MgO的参比强度值为： 3.04, SiO2的参比强度值为： 2.27.（25 分）（1）如果分析表明该陶瓷已经全部晶化，试由上述数据计算出各物相的重量百分比；（15分）（2）如果分析表明上述物相中只有a -AI2O3 （刚玉）是完全晶化了的，而且根据AI原子在样品中的重量百分比可以算出a -AI2O3 （刚玉）的含量应该是20%，在题目中数据不变的前提下试计算样品中已经晶化了的物相的重量百分比及非晶相的重量百分比。（10分）提示：某物相的某衍射峰强度的表达式为:IjWj= CKj Wj(%)jj彳更多精品文档解：（1 ）由于样品中含有a -AI2O3 （刚玉），在用参比强度法解题时不需要往样品中加入内标物质，把a -AI2O3 （刚玉）当作内标物质处理即可。此时由 K值法的表达式可以写出另 外两相的最强峰强度与刚玉最强峰强度的比值，由此可以得到这两种物相与刚玉的重量百分比。设MgO为A相，SiO2为B相，则有：I sWsI sWs代入相应的值有：wA/wS=1.8; wB/