材料分析思考题(答案)

安徽工业大学材料分析测试技术复习思考题

第一章 X射线的性质

X射线产生的基本原理

1 X射线的本质：电磁波、高能粒子、物质

2 X射线谱：管电压、电流对谱的影响、短波限的意义等

连续谱短波限只与管电压有关，当固定管电压，增加管电流或改变靶时短波限λ0不变。随管电压增高，连续谱各波长的强度都相应增高，各曲线对应的最大值和短波限λ0都向短波方向移动。

3高能电子与物质相互作用可产生哪两种X射线？产生的机理？

连续X射线：当高速运动的电子(带电粒子)与原子核内电场作用而减速时会产生电磁辐射,这种辐射所产生的X射线波长是连续的,故称之为连续X射线。

特征(标识)X射线：由原子内层电子跃迁所产生的X射线叫做特征X射线。

X射线与物质的相互作用

1两类散射的性质

(1)相干散射：与原子相互作用后光子的能量（波长）不变，而只是改变了方向。这种散射称之为相干散射。

(2)非相干散射:：与原子相互作用后光子的能量一部分传递给了原子，这样入射光的能量改变了，方向亦改变了，它们不会相互干涉，称之为非相干散射。

2二次特征辐射（X射线荧光）、饿歇效应产生的机理与条件

二次特征辐射（X射线荧光）：由X射线所激发出的二次特征X射线叫X射线荧光。

俄歇效应：俄歇电子的产生过程是当原子内层的一个电子被电离后，处于激发态的电子

将产生跃迁，多余的能量以无辐射的形式传给另一层的电子，并将它激发出来。这种效应

称为俄歇效应。

第二章 X射线的方向

晶体几何学基础

1 晶体的定义、空间点阵的构建、七大晶系尤其是立方晶系的点阵几种类型

晶体：在自然界中，其结构有一定的规律性的物质通常称之为晶体

2 晶向指数、晶面指数（密勒指数）定义、表示方法，在空间点阵中的互对应

晶向指数（略）

晶面指数：对于同一晶体结构的结点平面簇，同一取向的平面不仅相互平行，而且，间距相等，质点分布亦相同，这样一组晶面亦可用一指数来表示，晶面指数的确定方法为：

A、在一组互相平行的晶面中任选一个晶面，量出它在三个坐标轴上的截距并以点阵周期a、b、c为单位来度量；

B、写出三个截距的倒数；

C、将三个倒数分别乘以分母的最小公倍数，把它们化为三个简单整数h、k、l，再用圆括号括起，即为该组晶面的晶面指数，记为(hkl)。显然，h、k、l为互质整数。

3 晶带、晶带轴、晶带定律，立方晶系的晶面间距表达式

(1)晶带：在晶体结构和空间点阵中平行于某一轴向的所有晶面称为一个晶带。

(2)晶带轴：晶带中通过坐标原点的那条平行直线称为晶带轴。

(3).晶带定律：凡属于 [uvw] 晶带的晶面，它的晶面指数(HKL)必定符合条件：

Hu + Kv + Lw = 0

4 厄瓦尔德作图法及其表述，它与布拉格方程的等同性证明

(a) 以λ

1=k 为半径作一球； (b) 将球心置于衍射晶面与入射线的交点。

(c) 初基入射矢量由球心指向倒易阵点的原点。

(d) 落在球面上的倒易点即是可能产生反射的晶面。

(e) 由球心到该倒易点的矢量即为衍射矢量。

5布拉格方程 ：2dsin θ ＝ n λ

6布拉格方程的导出、各项参数的意义，作为产生衍射的必要条件的含义。

布拉格方程只是确定了衍射的方向,在复杂点阵晶脆中不同位置原子的相同方向衍射线,

因彼此间有确定的位相关系而相互干涉,使得某些晶面的布拉格反射消失即出现结构消光,

因此产生衍射的充要条件是满足布拉格方程的同时结构因子不为零

7干涉指数引入的意义，与晶面指数（密勒指数）的关系

干涉指数 HKL 与 Miller 指数 hkl 之间的关系有 ：H= nh , K = nk , L = nl

不同点：（1）密勒指数是实际晶面的指数，而干涉晶面指数不一定；（2）干涉指数HKL 与

晶面指数( Miller 指数) hkl 之间的明显差别是：干涉指数中有公约数，而晶面指数只能是

互质的整数。

相同点：当干涉指数也互为质数时，它就代表一族真实的晶面。所以说，干涉指数是晶面

指数的推广，是广义的晶面指数。

第三章 X 射线衍射强度

1原子散射因子、结构因子、系统消光的定义与意义

系统消光：在X 射线衍射过程中，把因原子在晶体中位置不同或原子种类不同而引起的

某些方向上的衍射线消失的现象称为系统消光。

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称为结构因子，

即晶体结构对衍射强度的影响因子。

2结构因子的计算 =2hkl F 21)(2cos ⎪⎩⎪⎨⎧⎭⎬⎫++∑=n j j j j j LZ KY HX f π+21)(2sin ⎪⎩⎪⎨⎧⎭⎬⎫++∑=n j j j j j LZ KY HX f π， 3产生结构消光的根本原因？会分析消光规律。例如试分析面心立方晶体的消光规律

根本原因：电子，原子，晶胞散射对X 射线强度影响。

点阵 无消光

简单点阵：全部

底心点阵：H ，K 全奇全偶

体心点阵：H+K+L 为偶数

面心点阵：HKL 同性

第四章 多晶体分析方法

德拜粉末照相法

1德拜摄照法中光源、样品、相机、底片的特点

光源：X 射线管

样品：圆柱状的粉末集合体，多晶体细棒

相机：带有盖子的不透光的金属筒形外壳，试样架，光阑，承光管等部分组成

底片：长条底片，紧靠相机内壁安装。

2德拜衍射花样的指标化原理

原理：晶体上的衍射反射带有晶体特征的特定衍射花样。衍射花样指数标定也叫衍射花样