X射线复习和思考题

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X射线复习和思考题

一、名词解释

1、物相分析:确定材料由哪些相组成(即物相定性分析)和确定各组成相的含量(常以体积分数或质量分数表示,即物相定量分析)。

2、零层倒易面:属于同一[uvw]晶带的各(HKL)晶面对应的倒易矢量rHKL处于一个平面内. 这是一个通过倒易点阵原点的倒易面,称为零层倒易面。

3、X射线:一种波长介于紫外线和?射线之间的具有较短波长的电磁波。

4、K?射线与K? 射线:管电压增加到某一临界值(激发电压),使撞击靶材的电子能量(eV)足够大,可使靶原子K层产生空位,其外层电子向K层跃迁产生的X射线统称为K系特征辐射,其中由L层或M层或更外层电子跃迁产生的K系特征辐射分别顺序称为K?,K?,?射线。

5、短波限:电子与靶材相撞,其能量(eV)全部转变为辐射光子能量,此时光子能量最大、波长最短,因此连续谱有一个下限波长?0,即称为短波限。

6、参比强度:参比强度是被测物相与刚玉(?-Al2O3)按1 : 1重量比混合时,被测相最强线峰高与刚玉(六方晶系,113衍射线)最强线峰高的比值。

7、质量吸收系数:设 ?m= ?/? (?为物质密度), 称?m为质量吸收系数,?m 为X射线通过单位质量物质时能量的衰减,亦称单位质量物质对X射线的吸收。

8、晶带:在晶体中如果若干个晶面同时平行于某一轴向时,则这些晶面属于同一晶带,而这个轴向就称为晶带轴。

9、光电效应:当入射X射线光子能量达到某一阈值,可击出物质原子内层电子, 产生光电效应。 10、二次特征辐射(X射线荧光辐射):当高能X射线光子击出被照射物质原子的内层电子后,较外层电子填其空位而产生了次生特征X射线(称二次特征辐射)。

11、相干散射:相干散射是指入射电子与原子内受核束缚较紧的电子(如内层电子)发生弹性碰撞作用,其辐射出的电磁波的波长与频率与入射电磁波完全相同,新的散射波之间可以发生相互干涉。 12、七大晶系:立方晶系、正方晶系、斜方晶系、菱方晶系、六方晶系、单斜晶系及三斜晶系。 13、点阵参数:描述晶胞基矢长度及夹角的几何参数,分别用a、b、c、α、β及γ表示。 14、反射球:倒易空间中构造一个以X射线波长倒数为半径的球,球面与倒易原点相切。 15、短波限:连续X射线波谱中的最短波长。 16、相干散射:X射线被样品散射后波长不变。

17、荧光辐射:光子作用下样品原子K层电子电离,L层电子回迁K层,同时产生特征辐射线。 18、俄歇效应:光子作用下样品原子K层电子电离, L层电子回迁K层,另一L层电子电离。 19、吸收限:若X射线波长由长变短,会出现吸收系数突然增大现象,该波长即吸收极限。

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20、原子散射因子:一个原子X射线散射振幅与一个电子X射线散射振幅之比。 21、角因子:与衍射角有关的强度校正系数,包括洛伦兹因子和偏振因子。 22、多重因子:晶体中同族等效晶面的个数。

23、吸收因子:由于样品对X射线吸收而导致衍射强度降低,而所需的校正系数。 24、温度因子:热振动使原子偏离平衡位置,导致衍射强度降低,而所需的校正系数。 25、多晶体:由无数个小单晶体组成,包括粉末样品和块体样品。 26、衍射积分强度:实际是X射线衍射峰的积分面积。

27、PDF卡片:晶体衍射标准卡片,提供晶体的晶面间距和相对衍射强度等信息。 28、极图:在样品坐标系中,多晶样品某同族晶面衍射强度的空间分布图。

29、ODF函数:利用几张极图数据,计算出多晶样品各晶粒空间取向概率即ODF函数。 30、RDF函数:通过X射线相干散射强度,计算RDF函数,反映非晶原子近程配位信息等。 31、结晶度:在结晶与非晶混合样品中的结晶物质含量

32、晶向及晶向指数:空间点阵中各阵点列的方向(连接点阵中任意结点列的直线方向),用来表示其空间取向的叫晶向指数。

33、晶面及晶面指数:通过空间点阵中任意一组阵点的平面(在点阵中由结点构成的平面),用来表示其空间取向的叫晶向指数。 二、填空题

1、管电压较低时只产生 连续 谱,较高时则可能产生 连续 和 特征 谱 2、K系特征X射线波长λ由短至长依次β、α1 和 α2

3、Cu、Mo及Cr靶特征辐射波长λ由短至长依次 Mo 、 Cu 和 Cr 4、特征X射线强度与 管电流 、 管电压 及 特征激发电压 有关 5、X射线与物质的相互作用包括 散射 和 真吸收 ,统称为 衰减 6、结构振幅符号F,结构因子符号 ∣F∣ ,结构因子等零称为 消光 7、除结构因子外,影响衍射强度因子包括多重因子、吸收因子和温度因子 8、体心立方晶系的低指数衍射晶面为 (110) 、(200) 和 (211) 9、面心立方晶系的低指数衍射晶面为 (111) 、(200) 和 (220) 10、X射线衍射方法包括 劳埃法 、 周转晶体法 和 粉末法 11、衍射仪的主要组成单元包括 光源 、测角仪光路 和 计数器 12、影响衍射仪精度的因素包括 仪器 、 样品 和 实验方法 13、衍射仪的主要实验参数包括 狭缝宽度 、扫描范围 和 扫描速度 14、衍射谱线定峰方法包括 半高宽中点 、顶部抛物线 和 重心 法

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15、精确测量点阵常数的方法包括图解外推法、最小二乘法和标样校正法 16、X射线定量物相分析包括 直接对比 、内标 和K值 法

17、三类应力衍射效应, 衍射峰位移 、衍射峰宽化 和 衍射峰强度降低 18、X射线应力常数中包括材料的 弹性模量 、 泊松比 和 布拉格角 19、棒材存在 丝 织构,板材存在 板 织构,薄膜存在 丝 织构 20、X射线衍射线形包括 实测 线形、 物理 线形和 仪器即几何 线形

三、简答,论述,计算题

1、辨析点阵与阵胞、点阵与晶体结构、阵胞与晶胞的关系。

答:(1)点阵与阵胞:点阵是为了描述晶体中原子的排列规则,将每一个原子抽象视为一个几何点(称为阵点),从而得到一个按一定规则排列分布的无数多个阵点组成的空间阵列,称为空间点阵或晶体点阵,简称点阵。阵胞(晶胞)是在点阵中选择一个由阵点连接而成的几何图形(一般为平行六面体)作为点阵的基本单元来表达晶体结构的周期性,称为阵胞(晶胞)。阵胞在空间的重复堆砌即形成空间点阵。

(2)点阵与晶体结构:若将组成晶体的原子(离子、分子等,以下称为结构基元)置于点阵的各个阵点上,则将还原为晶体结构,即:晶体结构 = 空间点阵 + 结构基元。 (3)阵胞与晶胞:同一基元结构从不同角度的表达。

2、判别下列哪些晶面属于[111]晶带:(110),(23,(231),(211),(101),(133),(112),(132),1)(011),(212)。

解:由晶带定理Hu + Kv + Lw = 0可知,如果[111]*(HKL)=0,就有(HKL)属于[111]晶带。 (110):(-1)3(-1)+13(-1)+130 = 0

1)(23:(-1)3(-2)+13(-3)+131 = 0

(231):(-1)32 + 133 + 131 = 2 (211):(-1)32 + 131 + 131 = 0 (101):(-1)3(-1)+130 +131 = 2 (133):(-1)3 1 + 13(-3)+133 = -1 (112):(-1)31 + 13(-1)+132 = 0 (132):(-1)3(-1)+13(-3)+132 = 0

(011):(-1)30 + 13(-1)+131 = 0 (212):(-1)3 2 + 131 + 132 = 1

1)所以,(110),(23,(211),(101),(112),(132),(011)属于[111]晶带。

3、试计算(311)及(132)的共同晶带轴。 解:设(311)及(132)的共同晶带轴为[uvw], 所以,由晶带定理,有

H1u + K1v + L1w = 0 即 (-3)3u + 13v + 13w = 0 H2u + K2v + L2w = 0 (-1)3u + (-3)3v + 23w = 0 解联立方程组,可得: u :v:w =

4、何为晶带,说明晶带定律?

答:(1)在晶体中如果若干个晶面同时平行于某一轴向时,则这些晶面属于同一晶带,而这个轴向就称为晶带轴。

(2)若晶带轴的方向指数为[uvw],晶带中某晶面的指数为(HKL),则有uH + vK + wL = 0, 此公式称为晶带定理。

5、何为倒易矢量,它的基本性质是什么?

答:(1)以任一倒易阵点为坐标原点,以a、b、c分别为三坐标轴单位矢量。由倒易原点向任意倒易阵点的连接矢量称为倒易矢量,用r表示。 (2)r*HKL的基本性质:

① rHKL?正点阵中相应(HKL)晶面;

② | rHKL| = 1/ dHKL (长度为晶面间距的倒数)

6、试述X射线的定义、性质,连续X射线和特征X射线的产生、有何应用?

答:(1)X射线的定义:一种波长介于紫外线和?射线之间的具有较短波长的电磁波。

(2)性质:X射线波长10–12——10–8m,X射线是一种电磁波,具有波粒二象性,X射线波长短、能量大,其主要体现在①穿透能力强。能穿透可见光不能穿透的物质,如生物的软组织等。②X射线穿过不同

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111?3?31=5:5:10,所以其晶带轴为[112]. ::?322?1?1?3

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