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1、材料分析測試方法一、課程重要性二、課程主要內容三、本課程教學目的基本要求四、本課程與其他課程的關系材料分析測試方法二、課程的主要內容材料分析的基本原理（或稱技術基礎）是指測量信號與材料成分、結構等的特征關系。采用各種不同的測量信號（相應地具有與材料的不同特征關系）形成了各種不同的材料分析方法。1、X-射線衍射分析：物相成分、結晶度、晶粒度信息2、電子顯微鏡：材料微觀形貌觀察3、熱分析：分析材料隨溫度而發(fā)生的狀態(tài)變化4、振動光譜：分子基團、結構的判定5、X-射線光電子能譜：一種表面分析技術，表面元素分析6、色譜分析：分析混合物中所含成分的物理方
2、法三、課程教學目的和基本要求本課程是為材料專業(yè)本科生開設的重要的專業(yè)課。其目的在于使學生系統(tǒng)地了解現(xiàn)代主要分析測試方法的基本原理、儀器設備、樣品制備及應用，掌握常見測試技術所獲信息的解釋和分析方法，最終使學生能夠獨立地進行材料的分析和研究工作。四、本課程與其他課程的關系本門課程是以高等數學、大學物理、無機及分析化學、有機化學、物理化學、晶體學等課程為基礎的，因此，學好這些前期課程是學好材料現(xiàn)代分析測試方法的前提。同時，材料現(xiàn)代分析測試方法又為后續(xù)專業(yè)課程如材料合成與制備方法、陶瓷、功能材料、高分子材料等打下基礎。X射線衍射分析X射線物理基礎晶
3、體學基礎：幾何晶體學、倒點陣X射線衍射原理：X射線衍射線的方向和強度晶體的研究方法:單晶、多晶的研究、衍射儀法X射線衍射分析的應用物相分析晶胞參數的確定晶粒尺寸的計算等X射線衍射分析需解決的問題科研、生產、商業(yè)以及日常生活中，人們經常遇到這種問題：某種未知物的成分是什么？含有哪些雜質或有害物質？用什么方法來鑒定？X射線衍射分析（簡稱XRD）的原理？儀器組成？樣品要求？XRD除物相分析外，還能檢測分析物質的哪些性能？如何從XRD所給出的數據中提取更多的信息？（包括成分、結構、形成條件、結晶度、晶粒度等）§1X射線物理基礎一、X射線的發(fā)現(xiàn)二、X射
4、線的性質三、X射線的獲得四、X射線譜五、X射線與物質的相互作用六、X射線的吸收及其作用七、X射線的防護一、X射線的發(fā)現(xiàn)1895年，德國物理學家倫琴（R?ntgen,W.C.）發(fā)現(xiàn)X射線1912年，德國物理學家勞厄（Von.Laue,M）等人發(fā)現(xiàn)X射線在晶體中的衍射現(xiàn)象，確證X射線是一種電磁波1912年，英國物理學家布·喇格父子(Bragg,W.H;Bragg,V.L.)開創(chuàng)X射線晶體結構分析的歷二、X射線的性質X射線的本質是一種電磁波，具有波粒二象性。X射線的波動性表現(xiàn)在它以一定的波長和頻率在空間傳播，其波長范圍在0.01~100?之間，在真
5、空中的傳播速度3×108m/s。1、波動性當解釋X-ray的衍射、干涉等現(xiàn)象時，必須將其看成波。在晶體作衍射光柵觀察到的X射線的衍射現(xiàn)象，證明了X射線的波動性X射線作為電磁波，具有電場矢量和磁場矢量。 它以一定的波長和頻率在空間傳播。 λ＝Ｃ／vX-ray作為一種電磁波，其傳播過程中攜帶一定的能量，用強度表示X-ray所帶能量的多少。當解釋X-ray與物質相互作用所產生的物理現(xiàn)象（如光電效應、二次電子等）時，須將X-ray看成一種微粒子流（光子流）。X-ray作為一種粒子流，它的強度為光子流密度與每個光子能量的乘積。2、粒子性三、
6、X射線的獲得1、X-ray產生原理凡是高速運動的電子流或其它高能輻射流（如γ射線，X射線，中子流等）被突然減速時均能產生X射線。2、X射線機X射線管是X射線機的核心部件。封閉式熱陰極X射線管四、X射線譜X射線強度與波長的關系曲線，稱之X射線譜。從X-ray管中發(fā)出的X射線可以分為：連續(xù)X射線譜、特征X射線譜WordsFromNotePage(1)產生原理：在X射線管中，從陰極發(fā)出的電子在高電壓作用下以很高的速度撞向陽極，電子的動能減少，減少的動能中很少一部分轉換為X射線放射出。由于撞到陽極上的電子數極多，電子與陽極碰撞的時間和條件各不相同，而
7、且絕大多數電子要經歷多次碰撞，產生能量各不相同的輻射，因此出現(xiàn)連續(xù)X射線譜。1、連續(xù)X射線譜在管電壓很低時，X射線管發(fā)出的X射線，其曲線是連續(xù)變化的，故稱之為連續(xù)X射線譜。從某個短波基線開始的包含各種波長的X射線。（2）短波極限極限情況下，電子將其在電場中加速獲得的全部動能轉移給一個光子，那么該光子獲得最高能量和具有最短波長，即短波極限λ0。此時光子的能量：E＝eV＝hν最大＝hc/l0λ0=1.24/V短波極限λ0只與管電壓有關，不受其它因素的影響。（3）連續(xù)X射線的總強度連續(xù)X射線的總強度的經驗公式：I連續(xù)=kiZVm2、特征X射線譜（1
8、）特征X射線及其激發(fā)電壓特征X射線為一線性光譜，由若干互相分離且具有特定波長的譜線組成，其強度大大超過連續(xù)譜線的強度并迭加于連續(xù)譜線之上。當管電壓超過某臨界值（激發(fā)
