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现代材料物理研究方法第三讲

X射线衍射分析

吴志国

兰州大学等离子体与金属材料研究所

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本讲内

n复习上节课内

n晶体学预备知识

nX射线衍射原理

nX射线衍射分析方法

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X射线衍射分析

发展历史

n1895年发现X射线

n1912年德国物理学家劳厄发现了X射线通过晶体时产生

衍

期

n1912年，小布拉格成功地解释了劳厄的实验事实。清楚

地解释了X射线晶体衍射的形成，并提出了著名的布拉

格公式：2dsinθ＝nλ，证明了能够用X射线来获取关于

晶体结构的信息。

n1913年老布拉格设计出第一台X射线分光计，并利用这

台仪器，发现了特征X射线。成功地测定出了金刚石的

晶体结构

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X射线的产生

nX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0.5-2.5埃。

n特征X射线，韧致X

射线

nX

无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线宇宙射线

1031010-110-310-510-710-910-1110-13

波长λ/cm

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X射线的产生源

n同步辐射源产生单色性

的强X射线源

nX射线是利用一种类似

热

nX

子核碰撞所产生的。

nX射线的波粒两象性

n0.001－10nm

图2X射线管剖面示意图

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X射线的产生

nX射线管由阳极靶和阴极灯丝组成，两者之间作用有

高电压，并置于玻璃金属管壳内。阴极是电子发射装

置

，

动能消

时，电子动能将转化成X射线。

n阳极靶的材料一般为：Gr,Fe,Co,Ni,C；Mo，Zr等

n阴极电压U几十千伏；管电流i:几十毫安；功率一般

为4KW，利用转靶技术可以达到90KW。

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连续X射线谱

n射线谱射线强度波长的关

系如右图所示

nX射线谱由连续谱和特征

谱

n连续谱

，它包括一个连续的X射

线波长范围，有两个基本

指标即λ和λm，分别为短

0

波限和最大强度波长

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连续X射线谱