x射線衍射儀文獻(xiàn)綜述

1、X射線衍射儀綜述摘要：X射線衍射技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛，現(xiàn)已滲透到物理、化學(xué)。材料科學(xué)以及各種工程技術(shù)科學(xué)中成為一種重要的近代物理分析方法，本文介紹了X射線衍射的基本原理、主要應(yīng)用和進(jìn)展。關(guān)鍵詞：X射線衍射；應(yīng)用引言X射線衍射技術(shù)在材料、化工、物理、礦物、地質(zhì)等學(xué)科越來越受到重視，由于現(xiàn)代X射線衍射實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷完善、數(shù)據(jù)處理之自動化程度越來越高，受到研究者的歡迎。X射線衍射技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛現(xiàn)已滲透到物理、化學(xué)、材料科學(xué)以及各種工

2、程技術(shù)科學(xué)中，成為一種重要的分析方法物質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析。盡管可以采用中子衍射、電子衍射、紅外光譜、穆斯堡爾譜等方法，但是X射線衍射是最有效的、應(yīng)用最廣泛的手段，而且X射線衍射是人類用來研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的第一種方法。從70年代以來，隨著高強(qiáng)度X射線源（包括超高強(qiáng)度的旋轉(zhuǎn)陽極X射線發(fā)生器、電子同步加速輻射高壓脈沖X射線源）和高靈敏度探測器的出現(xiàn)以及電子計(jì)算機(jī)分析的應(yīng)用，使X射線學(xué)獲得新的推動力。這些新技術(shù)的結(jié)合，不僅大大加快分析速度，提高精度，

3、而且可以進(jìn)行瞬時(shí)的動態(tài)觀察以及對更為微弱或精細(xì)效應(yīng)的研究。一X射線衍射儀工作原理X射線是利用衍射原理，精確測定物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)，織構(gòu)及應(yīng)力。對物質(zhì)進(jìn)行物相分析、定性分析、定量分析。廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、科研、航空航天、教學(xué)、材料生產(chǎn)等領(lǐng)域。特征X射線是一種波長很短(約為20～0.06nm)的電磁波，能穿透一定厚度的物質(zhì)，并能使熒光物質(zhì)發(fā)光、照相乳膠感光、氣體電離。在用電子束轟擊金屬“靶”產(chǎn)生的X射線中，包含與靶中各種元素對應(yīng)的具有特

4、定波長的X射線，稱為特征（或標(biāo)識）X射線。考慮到X射線的波長和晶體內(nèi)部原子間的距離相近，1912年德國物理學(xué)家勞厄(M.vonLaue)提出一個(gè)重要的科學(xué)預(yù)見：晶體可以作為X射線的空間衍射光，即當(dāng)一束X射線通過晶體時(shí)將發(fā)生衍射，衍射波疊加的結(jié)果使射線的強(qiáng)度在某些方向上加強(qiáng)，在其他方向上減弱。分析在照相底片上得到的衍射花樣，便可確定晶體結(jié)構(gòu)。這一預(yù)見隨即為實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證。1913年英譜，用“粉末衍射標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合會(JCPDS)”負(fù)責(zé)編輯出版的“粉

5、末衍射卡片(PDF卡片)”進(jìn)行物相分析。2、點(diǎn)陣常數(shù)的精確測定點(diǎn)陣常數(shù)是晶體物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)，測定點(diǎn)陣常數(shù)在研究固態(tài)相變、確定固溶體類型、測定固溶體溶解度曲線、測定熱膨脹系數(shù)等方面都得到了應(yīng)用。點(diǎn)陣常數(shù)的測定是通過x射線衍射線的位置(0)的測定而獲得的，通過測定衍射花樣中每一條衍射線的位置均可得出一個(gè)點(diǎn)陣常數(shù)值。點(diǎn)陣常數(shù)測定中的精確度涉及兩個(gè)獨(dú)立的問題，即波長的精度和布拉格角的測量精度。波長的問題主要是x射線譜學(xué)家的責(zé)任，衍射工作者的

6、任務(wù)是要在波長分布與衍射線分布之間建立一一對應(yīng)的關(guān)系。知道每根反射線的密勒指數(shù)后就可以根據(jù)不同的晶系用相應(yīng)的公式計(jì)算點(diǎn)陣常數(shù)。晶面間距測量的精度隨0角的增加而增加，0越大得到的點(diǎn)陣常數(shù)值越精確，因而點(diǎn)陣常數(shù)測定時(shí)應(yīng)選用高角度衍射線。誤差一般采用圖解外推法和最小二乘法來消除點(diǎn)陣常數(shù)測定的精確度極限處在110附近。3、應(yīng)力的測定x射線測定應(yīng)力以衍射花樣特征的變化作為應(yīng)變的量度。宏觀應(yīng)力均勻分布在物體中較大范圍內(nèi)，產(chǎn)生的均勻應(yīng)變表現(xiàn)為該范圍內(nèi)

7、方向相同的各晶粒中同名晶面間距變化相同，導(dǎo)致衍射線向某方向位移，這就是x射線測量宏觀應(yīng)力的基礎(chǔ)；微觀應(yīng)力在各晶粒間甚至一個(gè)晶粒內(nèi)各部分間彼此不同，產(chǎn)生的不均勻應(yīng)變表現(xiàn)為某些區(qū)域晶面間距增加、某些區(qū)域晶面間距減少，結(jié)果使衍射線向不同方向位移，使其衍射線漫散寬化，這是x射線測量微觀應(yīng)力的基礎(chǔ)。超微觀應(yīng)力在應(yīng)變區(qū)內(nèi)使原子偏離平衡位置，導(dǎo)致衍射線強(qiáng)度減弱，故可以通過x射線強(qiáng)度的變化測定超微觀應(yīng)力。測定應(yīng)力一般用衍射儀法。X射線測定應(yīng)力具有非破壞