材料分析与表征复习资料PPT课件
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倒易矢量本身就具有衍射属性。
物质对X射线的吸收主要是由原子内部的电子跃 迁而引起的,这个过程中发生X射线的光电效应和 俄歇效应。
标识X射线的特征是什么？
当电压达到临界电压时，标识谱线的波长不再变， 强度随电压增加。如钼靶K系标识X射线有两个强 度高峰为Kα和Kβ，波长分别为0.71A和0.63A. 标识X射线谱的频率和波长只取决于阳极靶物质 的原子能级结构，是物质的固有特性。
质量衰减系数μm m K3Z 3
什么叫吸收限？吸收限产生的原因是什么？
μm随λ的变化是不连续的其间被尖锐的突变分开。 其中一些突变对应于相应的波长称吸收限， 与K 层电子对应的吸收称为K吸收限。 吸收限主要是由光电效应引起的：当X射线的波 长等于或小于λ时光子的能量E到击出一个K层电 子的功W，X射线被吸收，激发光电效应。使μm 突变性增大。
X射线定性物相分析 目的:
依据：
判定物质中的物相组成
1）结晶物质有自己独特的衍射花样（d 和θ和 I）;
2）多种结晶状物质混合或共生的衍射花样也只是简单叠加，
互不干扰，相互独立。
原理：将实验测定的衍射花样与已知标准物质的衍射花样比 较，从而判定未知物相。
特点：1.X 射线多晶分析能确切地指出物相；2.无损检测， 测定后可回收另作它用；3.所需试样少。一般1～2g，甚至 几百mg；4.同分异构体及多价态元素的含量分析。
标识X射线谱的产生相理与阳极物质的原子内部结构紧密相 关的。原子系统内的电子按泡利不相容原理和能量最低原理 分布于各个能级。在电子轰击阳极的过程中，当某个具有足 够能量的电子将阳极靶原子的内层电子击出时，于是在低能 级上出现空位，系统能量升高，处于不稳定激发态。较高能 级上的电子向低能级上的空位跃迁，并以光子的形式辐射出 标识X射线谱。
为什么K系标识X射线Kα的强度比Kβ要强很多？
由能级可知Kβ辐射的光子能量大于Kα的能量，但K层与 L层为相邻能级，故L层电子填充几率大，所以Kα的强度 约为Kβ的5倍。
为什么K系标识X射线主要有两种Kα和Kβ，它们是 怎样产生的？
标识X射线谱的产生相理与阳极物质的原子内部结构紧密相 关的。原子系统内的电子按泡利不相容原理和能量最低原理 分布于各个能级。在电子轰击阳极的过程中，当某个具有足 够能量的电子将阳极靶原子的内层电子击出时，于是在低能 级上出现空位，系统能量升高，处于不稳定激发态。较高能 级上的电子向低能级上的空位跃迁，并以光子的形式辐射出 标识X射线谱。K层电子被击出时，原子系统能量由基态升到 K激发态，高能级电子向K层空位填充时产生K系辐射。L层电 子填充空位时，产生Kα辐射；M层电子填充空位时产生Kβ 辐射。
局限性：1.待测样品必须是固体；2.待测样品必须是晶态； 3.待测物相必须达到3%以上。
PDF卡片分为多少个区，每个区的所包含内容是什么？
（1）1a、1b、1c,三个位置上的数据是衍射花样中前反射区 （2 θ <90°）中三条最强衍射线对应的面间距，1d位置上的 数据是最大面间距。（2）2a、2b、2c、2d,分别为上述各衍 射线的相对强度，其中最强线的强度为100.（3）实验条件； (4)晶体学数据；(5)光学性质；(6)试样来源，制备方法；(7) 物相的化学式和名称；（8）矿物学名称；（9）晶面间距； （10）卡片的顺序号。
X射线衍射晶体结构测定所包含的三个内容是什么？
1. 通过X射线衍射实验数据，根据衍射线的位置（θ 角），对每一次衍射线或衍射花样进行指标化，以 确定晶体所属晶系，推算出单位晶胞的形状和大小； 2. 根据单位晶胞的形状和大小，晶体材料的化学成 分及其体积密度，计算每个单位晶胞的原子数； 3. 根据衍射线或衍射花样的强度，推断出各原子在 单位晶胞中的位置。
X射线衍射中滤波片的选择原则是什么？
滤波片的选择: (1)它的吸收限位于辐射源的Kα和K β之间，且尽量靠近K α 。强烈吸收Kβ，K吸收很 小；(2)滤波片的以将Kα强度降低一半最佳。 Z 靶<40时 Z滤片=Z靶-1； Z靶>40时 Z滤片=Z靶-2。
在研究纯铁时，最好选用钴钯或Biblioteka Baidu钯，而不能用 镍钯，更不能用铜钯？
以计算说明为什么X射线管的效率最多只有1％左
右？
根据X射线的效率计算公式，
X射线管的效率为:
X射线管效率
X射线功率 电子流功率
K1ZV 2 iV
K1ZV
K1和m是常数，m=2, K1=1.1×10-9－1.4×10－9
如果加速电压为100KV，阳极靶为钨，代入公式计算出X
射线管的效率也只有1％左右。
连续X射线产生机理
能量为eV的电子与阳极靶的原子碰撞时，电子失去自己的能 量，其中部分以光子的形式辐射，碰撞一次产生一个能量为 hv的光子，这样的光子流即为X射线。单位时间内到达阳极 靶面的电子数目是极大量的，绝大多数电子要经历多次碰撞， 产生能量各不相同的辐射，因此出现连续X射线谱。
标识X射线产生机理
因为铁的λk＝0.17429nm，钴钯的Ka波长＝0.17902nm, 因 此钴钯不能激发铁的K系荧光辐射，同样铁钯也不能激发 自身的荧光辐射。
倒易点阵的基本性质是什么？
倒易矢量垂直于正点阵的HKL晶面; 倒易矢量的长度等于HKL晶面面间距的dHKL的倒数。
2dsinθ =nλ(布拉格方程) 衍射产生的必要条件：“选择反射”即反射定 律+布拉格方程 λ<2d
标识X射线的特征是什么？
当电压达到临界电压时，标识谱线的波长不再变，强度 随电压增加。如钼靶K系标识X射线有两个强度高峰为Kα 和Kβ，波长分别为0.71A和0.63A. 标识X射线谱的频率和波长只取决于阳极靶物质的原子能 级结构，是物质的固有特性。
物质对X射线的吸收主要是由原子内部的电子跃 迁而引起的,这个过程中发生X射线的光电效应和 俄歇效应。
X射线的产生的条件是什么？
1.产生自由电子； 2.使电子作定向的高速运动; 3.在其运动的路径上设置一个障碍物使电子突然 减速或停止。
什么叫短波限，为什么连续X射线强度最大值出 现在1.5倍短波限波长左右？
X射线谱在短波方向有一个波长极限，称为短波 限λ0.它是由光子一次碰撞就耗尽能量所产生的 X射线。它只与管电压有关，不受其它因素的影 响。虽然在短波限波长处光子的能量最大，但相 应的光子的数目却不多，所以连续X射线强度最 大值出现在1.5倍短波限波长左右。
物质对X射线的吸收主要是由原子内部的电子跃 迁而引起的,这个过程中发生X射线的光电效应和 俄歇效应。
标识X射线的特征是什么？
当电压达到临界电压时，标识谱线的波长不再变， 强度随电压增加。如钼靶K系标识X射线有两个强 度高峰为Kα和Kβ，波长分别为0.71A和0.63A. 标识X射线谱的频率和波长只取决于阳极靶物质 的原子能级结构，是物质的固有特性。
质量衰减系数μm m K3Z 3
什么叫吸收限？吸收限产生的原因是什么？
μm随λ的变化是不连续的其间被尖锐的突变分开。 其中一些突变对应于相应的波长称吸收限， 与K 层电子对应的吸收称为K吸收限。 吸收限主要是由光电效应引起的：当X射线的波 长等于或小于λ时光子的能量E到击出一个K层电 子的功W，X射线被吸收，激发光电效应。使μm 突变性增大。
X射线定性物相分析 目的:
依据：
判定物质中的物相组成
1）结晶物质有自己独特的衍射花样（d 和θ和 I）;
2）多种结晶状物质混合或共生的衍射花样也只是简单叠加，
互不干扰，相互独立。
原理：将实验测定的衍射花样与已知标准物质的衍射花样比 较，从而判定未知物相。
特点：1.X 射线多晶分析能确切地指出物相；2.无损检测， 测定后可回收另作它用；3.所需试样少。一般1～2g，甚至 几百mg；4.同分异构体及多价态元素的含量分析。
标识X射线谱的产生相理与阳极物质的原子内部结构紧密相 关的。原子系统内的电子按泡利不相容原理和能量最低原理 分布于各个能级。在电子轰击阳极的过程中，当某个具有足 够能量的电子将阳极靶原子的内层电子击出时，于是在低能 级上出现空位，系统能量升高，处于不稳定激发态。较高能 级上的电子向低能级上的空位跃迁，并以光子的形式辐射出 标识X射线谱。
为什么K系标识X射线Kα的强度比Kβ要强很多？
由能级可知Kβ辐射的光子能量大于Kα的能量，但K层与 L层为相邻能级，故L层电子填充几率大，所以Kα的强度 约为Kβ的5倍。
为什么K系标识X射线主要有两种Kα和Kβ，它们是 怎样产生的？
标识X射线谱的产生相理与阳极物质的原子内部结构紧密相 关的。原子系统内的电子按泡利不相容原理和能量最低原理 分布于各个能级。在电子轰击阳极的过程中，当某个具有足 够能量的电子将阳极靶原子的内层电子击出时，于是在低能 级上出现空位，系统能量升高，处于不稳定激发态。较高能 级上的电子向低能级上的空位跃迁，并以光子的形式辐射出 标识X射线谱。K层电子被击出时，原子系统能量由基态升到 K激发态，高能级电子向K层空位填充时产生K系辐射。L层电 子填充空位时，产生Kα辐射；M层电子填充空位时产生Kβ 辐射。
局限性：1.待测样品必须是固体；2.待测样品必须是晶态； 3.待测物相必须达到3%以上。
PDF卡片分为多少个区，每个区的所包含内容是什么？
（1）1a、1b、1c,三个位置上的数据是衍射花样中前反射区 （2 θ <90°）中三条最强衍射线对应的面间距，1d位置上的 数据是最大面间距。（2）2a、2b、2c、2d,分别为上述各衍 射线的相对强度，其中最强线的强度为100.（3）实验条件； (4)晶体学数据；(5)光学性质；(6)试样来源，制备方法；(7) 物相的化学式和名称；（8）矿物学名称；（9）晶面间距； （10）卡片的顺序号。
X射线衍射晶体结构测定所包含的三个内容是什么？
1. 通过X射线衍射实验数据，根据衍射线的位置（θ 角），对每一次衍射线或衍射花样进行指标化，以 确定晶体所属晶系，推算出单位晶胞的形状和大小； 2. 根据单位晶胞的形状和大小，晶体材料的化学成 分及其体积密度，计算每个单位晶胞的原子数； 3. 根据衍射线或衍射花样的强度，推断出各原子在 单位晶胞中的位置。
X射线衍射中滤波片的选择原则是什么？
滤波片的选择: (1)它的吸收限位于辐射源的Kα和K β之间，且尽量靠近K α 。强烈吸收Kβ，K吸收很 小；(2)滤波片的以将Kα强度降低一半最佳。 Z 靶<40时 Z滤片=Z靶-1； Z靶>40时 Z滤片=Z靶-2。
在研究纯铁时，最好选用钴钯或Biblioteka Baidu钯，而不能用 镍钯，更不能用铜钯？
以计算说明为什么X射线管的效率最多只有1％左
右？
根据X射线的效率计算公式，
X射线管的效率为:
X射线管效率
X射线功率 电子流功率
K1ZV 2 iV
K1ZV
K1和m是常数，m=2, K1=1.1×10-9－1.4×10－9
如果加速电压为100KV，阳极靶为钨，代入公式计算出X
射线管的效率也只有1％左右。
连续X射线产生机理
能量为eV的电子与阳极靶的原子碰撞时，电子失去自己的能 量，其中部分以光子的形式辐射，碰撞一次产生一个能量为 hv的光子，这样的光子流即为X射线。单位时间内到达阳极 靶面的电子数目是极大量的，绝大多数电子要经历多次碰撞， 产生能量各不相同的辐射，因此出现连续X射线谱。
标识X射线产生机理
因为铁的λk＝0.17429nm，钴钯的Ka波长＝0.17902nm, 因 此钴钯不能激发铁的K系荧光辐射，同样铁钯也不能激发 自身的荧光辐射。
倒易点阵的基本性质是什么？
倒易矢量垂直于正点阵的HKL晶面; 倒易矢量的长度等于HKL晶面面间距的dHKL的倒数。
2dsinθ =nλ(布拉格方程) 衍射产生的必要条件：“选择反射”即反射定 律+布拉格方程 λ<2d
标识X射线的特征是什么？
当电压达到临界电压时，标识谱线的波长不再变，强度 随电压增加。如钼靶K系标识X射线有两个强度高峰为Kα 和Kβ，波长分别为0.71A和0.63A. 标识X射线谱的频率和波长只取决于阳极靶物质的原子能 级结构，是物质的固有特性。
物质对X射线的吸收主要是由原子内部的电子跃 迁而引起的,这个过程中发生X射线的光电效应和 俄歇效应。
X射线的产生的条件是什么？
1.产生自由电子； 2.使电子作定向的高速运动; 3.在其运动的路径上设置一个障碍物使电子突然 减速或停止。
什么叫短波限，为什么连续X射线强度最大值出 现在1.5倍短波限波长左右？
X射线谱在短波方向有一个波长极限，称为短波 限λ0.它是由光子一次碰撞就耗尽能量所产生的 X射线。它只与管电压有关，不受其它因素的影 响。虽然在短波限波长处光子的能量最大，但相 应的光子的数目却不多，所以连续X射线强度最 大值出现在1.5倍短波限波长左右。