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材料分析测试技术复习资料
材料分析测试技术复习
1.X 射线的本质是什么?是谁首先发现了 X 射线,谁揭示了 X 射线的本质?
本质是一种波长很短的电磁波,其波长介于 0.01-1000A。 1895 年由德国物理学家
伦琴首先发现了 X 射线,1912 年由德国物理学家 laue 揭示了 X 射线本质。
2. 试计算波长 0.071nm(Mo-Kα)和 0.154A(Cu-Kα)的 X 射线束,其频率和每个
量子的能量?
E=hν=hc/λ
3. 试述连续 X 射线谱与特征 X 射线谱产生的机理
连续X射线谱: 从阴极发出的电子经高压加速到达阳极靶材时,由于单位时间内到达
的电子数目极大,而且达到靶材的时间和条件各不相同,并且大多数电子要经过多次
碰撞,能量逐步损失掉,因而出现连续变化的波长谱。
特征X射线谱: 从阴极发出的电子在高压加速后,如果电子的能量足够大而将阳极靶
原子中内层电子击出留下空位,原子中其他层电子就会跃迁以填补该空位,同时将多
余的能量以X射线光子的形式释放出来,结果得到具有固定能量,频率或固定波长的
特征X射线。
4. 连续 X 射线谱强度随管电压、管电流和阳极材料原子序数的变化规律?
发生管中的总光子数(即连续X射线的强度)与:
1 阳极原子数Z成正比;
2 与灯丝电流i成正比;
3 与电压V二次方成正比:
2
I 正比于i Z V
可见,连续X射线的总能量随管电流、阳极靶原子序数和管电压的增加而增大
5. Kα线和 Kβ线相比,谁的波长短?谁的强度高?
Kβ线比 Kα线的波长短,强度弱
6.实验中选择 X 射线管以及滤波片的原则是什么?已知一个以 Fe 为主要成分的样品,
试选择合适的 X 射线管和合适的滤波片?
实验中选择X射线管要避免样品强烈吸收入射X射线产生荧光幅射,对分析结果产生干扰。
必须根据所测样品的化学成分选用不同靶材的X射线管。
其选择原则是:
Z靶≤Z样品+1
应当避免使用比样品中的主元素的原子序数大2-6(尤其是2)的材料作靶材。
1
滤波片材料选择规律是:
Z靶< 40时:
Z滤=Z靶-1
Z靶>40时:
Z滤=Z靶-2
例如: 铁为主的样品,选用Co或Fe靶,不选用Ni或Cu靶;对应滤波片选择Mn
7. X 射线与物质的如何相互作用的,产生那些物理现象?
X 射线与物质的作用是通过 X 射线光子与物质的电子相互碰撞而实现的。
与物质作用后会产生 X 射线的散射(弹性散射和非弹性散射),X 射线的吸收,光电效应
与荧光辐射等现象
8. X 射线强度衰减规律是什么?质量吸收系数的计算?
X射线通过整个物质厚度的衰减规律:
I/I0 = exp(-μ x)
式中I/I0称为X射线穿透系数, I/I0 <1。I/I0愈小,表示x射线被衰减的程度愈大。μ
为线性吸收系数
吸收常用质量吸收系数μ 表示,μ =μ/ρ
m m
如果材料中含多种元素,则μ =Σμ w 其中w 为质量分数
m mi i i
9.下列哪些晶面属于[ 1 11]晶带?
1 1 2 3 1 3 1 1 1 3
( 1)、( 1)、(231)、(211)、(101)、( 01)、(1 3),( 0),(1 2),(1 2),
1 12),为什么?
(0 1),(2
晶面(crystal plane)——晶体结构一系列原子所构成的平面。
在晶体中如果许多晶面同时平行于一个轴向,前者总称为一个晶带
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