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材料的结构测定以衍射方法为主。 衍射方法(X射线衍射、电子衍射、中子衍射、穆斯堡谱、?射线衍射等)。 X射线衍射(德拜粉末照相分析、高温、常温、低温衍射、背反射和透射劳艾照相，四联衍射、二维探测器、In-Situ衍射等)。 热分析技术 X射线的产生 X射线是一种波长很短的电磁波，在电磁波谱上位于紫外线和γ射线之间，波长范围是0.05-0.25nm。 特征X射线，韧致X射线 X射线的能量与波长有关 凡是高速运动的电子流或其他高能辐射流(如γ射线、X射线、中子流等)被突然减速时均能产生X射线。 在X射线多晶衍射工作中，主要利用K系辐射，它相当于一束单色X射线。但由于随着管电压增大，在特征谱强度增大的同时，连续谱强度也在增大，这对X射线研究分析是不利的（希望特征谱线强度与连续谱背底强度越大越好）。 经验表明，当U取3-5倍UK时为最佳。 X射线分析常用阳极靶材料K系特征谱线 X射线与物质的相互作用 滤波片的选择： 1. 它的吸收限位于辐射源的Kα和Kβ之间，且尽量靠近Kα，强烈吸收Kβ，而K吸收很小； 2. 滤波片以将Kα强度降低一半最佳。 Z靶40时 Z滤片＝ Z靶－1； Z靶40时 Z滤片＝ Z靶－2 X射线衍射的基本原理 衍射又称为绕射，光线照射到物体边沿后通过散射继续在空间发射的现象。 如果采用单色平行光，则衍射后将产生干涉结果。相干波在空间某处相遇后，因位相不同，相互之间产生干涉作用，引起相互加强或减弱的物理现象。 衍射的条件，一是相干波（点光源发出的波），二是光栅。 衍射的结果是产生明暗相间的衍射花纹，代表着衍射方向（角度）和强度。 根据衍射花纹可以反过来推测光源和光栅的情况。 为了使光能产生明显的偏向，必须使“光栅间隔”具有与光的波长相同的数量级。用于可见光谱的光栅每毫米要刻有约500到5000条线 。 X射线衍射 1913年，劳厄设想到，如果晶体中的原子排列是有规则的，那么晶体可以当作是X射线的三维衍射光栅。 X射线波长的数量级是10-8cm ,这与固体中的原子间距大致相同。果然试验取得了成功，这就是最早的X射线衍射。 显然，在X射线一 定的情况下，根据 衍射的花样可以分 析晶体的性质。但 为此必须事先建立 X射线衍射的方向 和强度与晶体结构 之间的对应关系。 产生衍射的极限条件 从方程式中可以看出，由于sinθ不能大于1，因此nλ/(2d)=sinθ≤1，即nλ2d。对衍射而言，n的最小值为1（n=0相当于透射方向上的衍射线束无法观测），所以在任何可观测的衍射角下，产生衍射的条件为λ2d。这就是说，能够被晶体衍射的电磁波的波长必须小于参加反射的晶体中最大面间距的2倍，否则不会产生衍射。 当X射线的波长一定时，晶体中有可能参加反射的晶面族也是有限的，它们必须满足dλ/2，即只有晶面间距大于入射线波长一半的晶面才能发生衍射。因此可以用这个关系来判断一定条件下所能出现的衍射数目的多少。 反射级数 n为整数，称为反射级数。若n=1,晶体的衍射称为一级衍射，n=2则称为二级衍射，依此类推。 布拉格方程把晶体周期性的特点d、X射线的本质λ与衍射规律θ结合起来，利用衍射实验只要知道其中两个，就可以计算出第三个。 在实际工作中有两种使用此方程的方法。已知λ，在实验中测定θ，计算d可以确定晶体的周期结构，这是所谓的晶体结构分析。已知d，在实验中测定θ，计算出λ，可以研究产生X射线特征波长，从而确定该物质是由何种元素组成的，含量多少。这种方法称为X射线波谱分析。 X射线的衍射强度和消光规律 多晶衍射仪的组成 当然少不了X射线的发生装置----X光管； 为了使X射线照射到被测样品上需要有一个样品台； 为了接受由样品表面产生的衍射线需要有一个射线探测器，而且这个探测器应当安放在适当的角度上，测角仪 检测系统，正比计数器等 样品要求和制备 需要特别注意：衍射仪只能用于粉末压制成的样品或块状多晶体样品的测试，而不能用于单晶体的测试（原因是对于固定波长的入射线，若样品为单晶体，则一个布拉格角只能有一个晶面参与衍射，这样衍射强度将会很小，以致于无法检测出来）。 衍射仪的实验参数主要有以下几个，狭缝宽度、扫描速度、时间常数。 X射线衍射的物相定性分析 材料的成份和组织结构是决定其性能的基本因素，化学分析能给出材料的成份，金相分析能揭示材料的显微形貌，而X射线衍射分析可得出材料中物相的结构及元素的存在状态。因此，三种方法不可互相取代。 物相分析包括定性分析和定量分析两部分。 X射线衍射线的位置取决于晶胞形状、大小，也取决于各晶面间距；而衍射线的相对强度则取决于晶胞内原子的种类、数目及排列方式。每种晶体物质都有其特有的结构，因而它们也就具有特有的衍射花样