材料分析方法答案

1、 材料分析方法復(fù)習(xí)資料一、名詞解釋1）短波限：各種管電壓下的連續(xù)X射線譜都具有一個(gè)最短的波長(zhǎng)值，該波長(zhǎng)值稱為短波限。2）吸收限：吸收限是指對(duì)一定的吸收體，X射線的波長(zhǎng)越短，穿透能力越強(qiáng)，表現(xiàn)為質(zhì)量吸收系數(shù)的下降，但隨著波長(zhǎng)的降低，質(zhì)量吸收系數(shù)并非呈連續(xù)的變化，而是在某些波長(zhǎng)位置上突然升高，出現(xiàn)了吸收限。每種物質(zhì)都有它本身確定的一系列吸收限。3）特征X射線：當(dāng)加于X射線管兩端的電壓增高到與陽極靶材相應(yīng)的某一特定值時(shí)，在連續(xù)譜的某些特定的波長(zhǎng)位置上，會(huì)出現(xiàn)一系列強(qiáng)度很高、波長(zhǎng)范圍很窄的線狀光譜，它們的波長(zhǎng)對(duì)一定材料的陽極靶有嚴(yán)格恒定的數(shù)值，此波長(zhǎng)可作為陽極靶材的標(biāo)志或特征，故稱為特征X射線。4）相

2、干散射：當(dāng)入射線與原子內(nèi)受核束縛較緊的電子相遇，光量子不足以使原子電離，但電子可在X射線交變電場(chǎng)作用下發(fā)生受迫振動(dòng)，這樣的電子就成為一個(gè)電磁波的發(fā)射源，向周圍輻射電磁波，這些散射波之間符合波長(zhǎng)相等、頻率相同、位相差相同的光的干涉條件，故稱相干散射。5）光電效應(yīng)：光電效應(yīng)是入射X射線的光量子與物質(zhì)原子中電子相互碰撞時(shí)產(chǎn)生的物理效應(yīng)。當(dāng)入射光量子的能量足夠大時(shí)，可以從被照射物質(zhì)的原子內(nèi)部（例如K殼層）擊出一個(gè)電子，同時(shí)外層高能態(tài)電子要向內(nèi)層的K空位躍遷，輻射出波長(zhǎng)一定的特征X射線。這種以光子激發(fā)原子所發(fā)生的激發(fā)和輻射過程稱為光電效應(yīng)。6）晶帶面：在晶體結(jié)構(gòu)和空間點(diǎn)陣中平行于某一軸向的所有晶面均屬于

3、同一個(gè)晶帶，這些晶面叫做晶帶面。7）系統(tǒng)消光：我們把因原子在晶體中位置不同或原子種類不同而引起的某些方向上的衍射線消失的現(xiàn)象稱之為系統(tǒng)消光。8）球差：球差即球面像差，是由于電磁透鏡的中心區(qū)域和邊緣區(qū)域?qū)﹄娮拥恼凵淠芰Σ环项A(yù)定的規(guī)律而造成的像差。9）像散：像散是由于電磁透鏡磁場(chǎng)的非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性而引起的像差10）色差：是由于入射電子波長(zhǎng)（或能量）的非單一性所造成的。11）倒易點(diǎn)陣：倒易點(diǎn)陣是在晶體點(diǎn)陣的基礎(chǔ)上按照一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系建立起來的空間幾何圖形，是晶體點(diǎn)陣的另一種表達(dá)形式。2、掃描電鏡的分辨率受哪些因素影響? 給出典型信號(hào)成像的分辨率，并說明原因。三、計(jì)算題1、在立方點(diǎn)陣中畫出下面的晶面和晶向

4、。 2、已知鋁的點(diǎn)陣常數(shù)a=0.405nm，今用CuK（=1.5406Å）輻射在衍射儀上掃描測(cè)試其粉末樣品，試問其最低角的三條衍射線是由哪三個(gè)晶面衍射產(chǎn)生的？分別計(jì)算這三個(gè)衍射角及三條衍射線的強(qiáng)度（忽略溫度因數(shù)和吸收因數(shù)的影響）。原子散射因子0.01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.011.0fAl13.011.08.957.756.65.54.53.73.12.652.32.0解：根據(jù)布拉格方程，當(dāng)一定，是反射面面間距d的函數(shù)。在立方晶系中：代入布拉格方程，得：在面心立方中，只有當(dāng)H、K、L全為奇數(shù)或全為偶數(shù)時(shí)才能產(chǎn)生衍射。因此最低角的三條衍射線是111、2

5、00和220三個(gè)晶面衍射產(chǎn)生的。111晶面衍射產(chǎn)生的衍射峰角度為：=0.1085，=19.23°，2.138=8.7844200晶面衍射產(chǎn)生的衍射峰角度為：=0.1447，=22.36°，2.469=8.3872220晶面衍射產(chǎn)生的衍射峰角度為：=0.2894，=32.54°，3.492=7.1842忽略積分常數(shù)，吸收因數(shù)和溫度因數(shù)的影響，它們的相對(duì)積分強(qiáng)度為：當(dāng)H、K、L全為奇數(shù)或全為偶數(shù)時(shí)，Al是面心立方結(jié)構(gòu)，111、200和220三個(gè)晶面對(duì)應(yīng)的多重因子依次為8，6，12。對(duì)應(yīng)的原子散射因數(shù)為8.7844，8.3872，7.1842111晶面的衍射強(qiáng)度為：=1

6、55570.76200晶面的衍射強(qiáng)度為：=75930.80220晶面的衍射強(qiáng)度為：=47842.39設(shè)相對(duì)強(qiáng)度最大111晶面的衍射強(qiáng)度為100，則200晶面的衍射強(qiáng)度為：=48.81則220晶面的衍射強(qiáng)度為：=30.753、畫出面心立方（或體心立方）晶體001晶帶的標(biāo)準(zhǔn)零層倒易截面圖，只畫出中心點(diǎn)周圍的8個(gè)倒易陣點(diǎn)即可。答：根據(jù)晶帶定理，001晶帶的零層倒易截面的hkl晶面指數(shù)應(yīng)滿足以下條件：hu+kv+lw=0 即 整理得l=0，即hk0型晶面滿足條件 另考慮面心立方晶體的消光條件，只有hkl為同性數(shù)時(shí)，（0作偶數(shù)） 因?yàn)閘=0為偶數(shù)，所以hk必為偶數(shù)，即hk為0，-2，2 所以面心立方晶體001晶帶零層倒易截面000中心點(diǎn)周圍的8個(gè)倒易陣點(diǎn)指數(shù)應(yīng)為、020、。 正右面為陣點(diǎn)，則正左面為陣點(diǎn)，020陣點(diǎn)與200陣點(diǎn)垂直，取正上位，則陣點(diǎn)位