测试方法004剖析.ppt

材料分析测试技术 绪 论 一、本课程研究的内容: 首先介绍材料科学的概念:材料科学是研究材料的化学组成、晶体结构、显微组织、使用性能四者之间关系的一门科学。 我们研究材料就是通过改变材料的组成、结构、组织，来达到提高和改善材料的使用性能的目的。 我们可用材料四面体来形象的进行描述： 本课程的内容: 研究生产硅酸盐材料的原料和制品的化学组成、显微结构以及生产工艺过程中的变化规律的研究方法。即用什么设备、仪器、如何研究？ 1.化学组成分析： 　主要研究原料和制品的化学组成。化学组成分析也叫化学成分分析。常用的分析方法有：普通化学分析；仪器化学分析（包括ICP光谱、直读光谱、Ｘ射线荧光光谱、激光光谱等等）。化学分析本课程不介绍。因为化学分析的目的就是知道化学成分含量，不管用那个分析方法，只要能精确告诉我们结果就行。 2.微观结构分析 ▲　微观结构分析主要分析材料的微观晶体结构，即材料由哪几种晶体组成，晶体的晶胞尺寸如何，各种晶体的相对含量多少等。 ▲　结构分析常用的方法有：ＸＲＤ法、TEM法、TG法、ＤＴＡ法、红外法等。这些方法以及所用的仪器设备是我们要学习的重点。 3.显微组织分析 主要是分析材料的微观组织形貌。 显微组织分析常用的分析手段有：普通光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜（ＳＥM）、透射电子显微镜（ＴＥＭ）等。 本课程主要学习ＳＥＭ和ＴＥＭ的原理及分析方法。 二、学习本课程的目的： 了解研究无机非金属材料的主要方法； 了解各种研究方法的基本原理、特点及用途。 为今后工作以及毕业论文的写作打下一定的基础。 参考书： 《材料研究与测试方法》张国栋主编，冶金工业出版社 《材料近代分析测试方法》常铁钧　邹欣主编　哈工大版 《无机材料显微结构分析》周志超等编、浙大版 《材料现代分析方法》左演声等主编、北京工大版 《现代材料研究方法》 王世中 臧鑫士主编 北京航空航天大学版 《材料分析方法》周玉主编，机械工业出版社 第一章 X射线衍射分析 本章主要讲以下内容： ● X射线的物理基础； ●晶体的点阵结构（简介）； ●X射线衍射几何条件（重点讲Bragg定律）； ●X射线衍射束的强度； ●多晶体的物相定性分析和定量分析； ●X射线衍射仪（XRD）的原理、结构和应用； ●晶粒度的测定及X射线衍射分析在其他方面的应用。 作业 1、大功率转靶衍射仪与普通衍射仪相比，在哪两方面有其优越性？ 2、何为特征X射线谱？特征X射线的波长与（ ）、（ ）无关，只与（ ）有关。 3、什么是Kα射线？在X射线衍射仪中使用的是什么类型的X射线？ 4、Al是面心立方点阵，点阵常数a=4.049?，试求（111）和（200）晶面的面间距。 5、说说不相干散射对于衍射分析是否有利？为什么？ 6、在X射线衍射分析中，为何要选用滤波片滤掉Kβ射线？说说滤波片材料的选取原则。实验中，分别用Cu靶和Mo靶，若请你选滤波片，分别选什么材料？ 1.2.2 点阵和单位点阵（单胞） ? 晶体中各周期重复单位中的等同代表点叫节点;连接晶体中的各节点可形成平行六面体形的格子,叫点阵。 ? 连接晶体中相临节点而形成的单位平行六面体，称为单位点阵（单胞）。单位点阵可 有许多选取方式。常见的单胞有面心点阵、体心点阵等。 1.2.3 点阵参数和密勒指数（晶面指数） ? 平行于单胞棱线的三个轴称为晶轴，单胞的三个轴长a0、b0、c0极其轴间夹角α、β、γ称为点阵参数或点阵常数。 ? 所有节点都能够放在一组相互平行的等间距平面上，这些平面称为晶面。若离坐标原点距离最近的面在晶轴上的截距分别为a/h、b/k、c/l时，用（hkl）来表示这组晶面， （hkl）就称为密勒指数或晶面指数。 1.2.5 多重性因子与晶面族 ? 在一个单胞中，有若干组以对称性相联系的等效晶面，叫晶面族。如立方晶系中（100）、（010）、（001）、（ ˉ 100）、（ 0 ˉ10）、 （00 ˉ 1）六个晶面均为等效晶面，用{100}来代表，表示上述六个晶面同属于{100}晶面族。 ? 把属于某一晶面族的等效晶面的数目叫做多重性因子。用字母P表示。 1.2.6点阵中的晶向和晶面间距 ?点阵中的晶向通过原点的直线作代表，用该直线上的任意一个节点的坐标[uvw]（叫晶向指数）来表示。 ? 一组指数为（hkl）的晶面是以等间距排列的，称这个间距为晶面间距，用dhkl简写为d表示。P17表1-3给出了各个晶系计算晶面间距dhkl的公式。 X射线衍射理论能将晶体与衍射花样有机地联系起来，它包括衍射线束的方向、强度和形状。 衍射线束的方向由晶胞的形状大小决定，衍射线束的强度由晶胞中原子的位置和种类决定，而衍射线束的形状大小与晶体