材料研究方法

材料研究方法-----x射线

1.连续x射线谱：X射线的波长从最小值λSWL（短波限）向长波方向伸展，强度随波长连续变化，且在λm处有一最大值

2.连续X 射线谱受管电压U、管电流i和阳极靶材的原子序数Z三个因素作用。

可见，管电压越高，阳极靶材的原子序越大，X射线管的效率越高

3.特征x射线谱：当加于X射线管两端的电压增高到与阳极靶材相应的某一特定值Uk时，在连续谱的某些特定波长位置上，会出现一系列强度很高、波长范围很窄的线状光谱，它们的波长对一定材料的阳极靶有严格恒定的数值，此波长可作为阳极靶材的标志或特征，故称为特征谱或标识谱。特征谱的波长不受管电压、管电流的影响，只决定于阳极靶材元素的原子序。莫塞莱定律表明：阳极靶材的原子序数越大，相应于同一系的特征谱波长越短。Kα谱线的强度约为Kβ的五倍

4.x射线可以使气体电离，使荧光物质发光，具有强的穿透能力。

5.线吸收系数μl是X射线通过单位厚度（单位体积）物质的相对衰减量

6.质量吸收系数μm指X射线通过单位面积上单位质量物质

后强度的相对衰减量，是反映物质本身对X 射线吸收特性的物理量

7.物质的原子序数越大，对X 射线的吸收能力最强；对一定的吸收体，X 射线的波长越短，穿透能力越强，表现为吸收系数的下降

8.电子散射线干涉的总结果称为衍射。

9.某一倒易基矢垂直于正点阵中和自己异名的二基矢所成平面

10.倒易点阵的性质

A).正、倒点阵异名基矢点乘为0，同名基矢点乘为1。

B).

C).倒易矢量的长度等于正点阵中相应晶面间距的倒数，即 D).对正交点阵，有

E.)只有在立方点阵中，晶面法向和同指数的晶向是重合(平行)的,即倒易矢量 ghkl 是与相应指数的晶向[hkl]平行0******=⋅=⋅=⋅=⋅=⋅=⋅b c a c c b a b c a b a 1

***=⋅=⋅=⋅c c b b a a ***lc kb ha g

hkl ++=hk l

hk l d g 1=c c b b a a 1,1,1,//,//,//******===c c b b a a

的。

11.晶体中满足布拉格方程的d 晶面，在空间排列成一个圆锥面。该圆锥面以入射线为轴，以2θ为顶角。反射线也呈锥面分布，顶角为4θ。d 值不同的晶面对应一系列θ值不同的反射圆锥。

12.复杂点阵单胞的散射波振幅应为单胞中各原子的散射波振幅的矢量合成。由于衍射线的相互干涉，某些方向的强度将会加强，而某些方向的强度将会减弱甚至消失，习惯上称为系统消光。

13.结构因数

14.简单立方，面心立方，体心立方的结构因数计算及消光情况。

15.同一晶面的倒易点是分布在以该晶面倒易矢量长度为半径的球面上。不同晶面的倒易点分布在不同半径的球面上，由这些倒易点构成的球称为倒易球

16.布拉格定律的埃瓦尔德球图解法。

17.每个衍射圆锥是由数目巨大的微晶体反射X 射线形成，底片上的衍射线是在相当长时间曝光后得到的，故所得衍射强度为累积强度

()()2

n 1j j 2n 1j j HKL HKL 2HKL Lz Ky Hx 2sin f Lz Ky Hx 2cos f F F F ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=⋅=∑∑==*ππ

18. 衍射积分强度近似等于ImB ，Im 与1/sin θ成比例，B 与1/cos θ成比例，故衍射积分强度与1/(sin θcos θ)即1/sin2θ成比例。

19.

20.多重性因数:某种晶面的等同晶面数称为影响衍射强度的多重性因数P.(P39表)

21.Al 的点阵常数a=0.409nm 。用Cr K α（λ=0.209nm ）摄照周转晶体相，X 射线垂直于[001]。试用爱瓦尔德图解法原理判断下列晶面有无可能参与衍射：（111）、（200）、（210）、（220）、（311）、（331）、（420）。

22.德拜相机底片的三种装法：

正装法 低角弧线接近中心孔，高角线条靠端部。用于一般物相分析。

反装法 高角弧线接近中心孔，低角线条靠端部。用于点阵参数测定。

偏装法 衍射线条形成围绕进出光孔的两组弧对。可直接测量计算出相机的真实圆周长。从而消除部分误差。

23.X 射线衍射分析是以晶体结构为基础的。

24.内标法 θ

θθθθθθcos sin 412sin cos 2sin 1cos 2sin 122==＝洛伦兹因数S A S S A w C C K 1ρρ=A S A Kw I I =

K 值法

材料研究方法-----透射电镜 1.分辨率：成像物体（试样）上能分辨出来的两个物点间的最小距离。

2.增大孔径角，降低波长，可提高分辨率。

3.透射电子显微镜中用磁场来使电子波聚焦成像的装置是电磁透镜。

4.透镜像差：透镜在成像过程中，由于本身几何光学条件的限制，导致图像产生变形及模糊不清的现象称为透镜像差。包括几何像差和色差。

5.几何像差：因透镜磁场几何形状上的缺陷而造成，主要指球差和像散。 S A A S S A S A w w C C I I ρρ=S A A S S A w w K I I =A

S S A A S C C K ρρ= λαλ2

1sin 61.00≈=n r

6.色差：由电子波的波长或能量发生一定幅度的改变而造成。

7.球差：即球面像差，是由于电磁透镜的中心区域和边缘区域对电子的折射能力不符合预定的规律而造成的。

8.像散：由透镜磁场的非旋转对称而引起。极靴内孔不圆、上下极靴的轴线错位、制作极靴的材质不均匀、极靴孔周围局部污染等原因，都会使透镜磁场产生非旋转性对称，使它在不同方向上的聚焦能力出现差别。

9.景深：透镜物平面允许的轴向偏差定义为透镜的景深。电磁透镜孔径半角越小，景深越大。

10.电磁透镜的另一特点是景深、焦长大，这是由于小孔径角成像的结果

11.焦长：透镜像平面允许的轴向偏差定义为透镜的焦长。当电磁透镜放大倍数和分辨率一定时，透镜焦长随孔径半角的减小而增大。

12.透射电镜是以波长极短的电子束作为照明源，用电磁透镜聚焦成像的一种高分辨率、高放大倍数的电子光学仪器，分为照明系统，成像系统，观察记录系统，光阑，样品台。

13.场发射：场发射是利用靠近曲率半径很小的阴极尖端附近的强电场，使阴极尖端发射电子，所以叫场致发射简称场发αα002tan 2r r D f ∆≈∆=2

02M r D L α∆=∴