X射线衍射在材料科学中的应用.doc

X射线衍射在材料科学中的应用.docX射线衍射在材料科学中的应用
姓名：王杰
班级：1129201
学号：1112920103
X射线衍射在材料科学中的应用
学号：1112920103 姓名：王杰
摘要：X射线衍射是人类用来研究物质微观结构的第一种方法，并且X射线衍射的应
用范围非常广泛，现已渗透到物理、化学、地球科学、材料科学以及各种工程技术科学 中，成为一种重要的实验方法和结构分析手段，具有无损试样的优点。本文将主要介绍X 射线衍射及其在材料科学中的应用。
关键词：x射线材料科学物相分析应用
X射线是波长介于紫外线和Y射线之间的电磁辐射。X射线是一种波长很短的电磁辐射, 其波长约为（20〜） X10-8厘米之间。，故又 称伦琴射线。伦琴射线具有很高的穿透本领，能透过许多对可见光不透明的物质，如墨纸、 木料等。这种肉眼看不见的射线可以使很多固体材料发生可见的荧光，使照相底片感光以及 空气电离等效应。而我们对x射线了解最多的无疑是x射线的衍射了，1912年劳埃等人根 据理论预见，并用实验证实了X射线与晶体相遇时能发生衍射现象，证明了X射线具有电磁 波的性质，成为X射线衍射学的第一个里程碑。
当一束单色X射线入射到晶体时，由于晶体是由原子规则排列成的晶胞组成，这些规则 排列的原子间距离与入射X射线波长有X射线衍射分析相同数量级，故由不同原子散射的X 射线相互干涉，在某些特殊方向上产生强X射线衍射，衍射线在空间分布的方位和强度，与 晶体结构密切相关，这就是X射线衍射的基本原理。还有在x射线衍射方面最为重要的一个 定理即布拉格定理，2dsin9=nXo这个公式的得出直接推动了 x射线的发展，引起了人们 对它的关注。时至今日，x射线衍射的应用范围已非常广泛，渗透到物理、化学、地球科 学、材料科学以及各种工程技术科学中，成为一种重要的实验方法和结构分析手段，具有 无损试样的优点，它的应用包括物相分析、精密测量晶体点阵参数、宏观应力的测定等。
物质结构的分析尽管可以采用中子衍射、电子衍射、红外光谱、穆斯堡尔谱等方法, 但是X射线衍射是最有效的、应用最广泛的手段，而且X射线衍射是人类用来研究物质微 观结构的第一种方法。
关于材料科学方面，x射线的应用相当广泛，我们都知道在研究材料时，其内部微观结 构占用很大部分，晶体结构的点阵常数、微观结构、晶粒取向等等的研究都十分重要。所以 在研究这些的时候方法的选择也变得尤为重要，由于X射线衍射具有无损和结构分析的优 点，故它在材料科学的研究中占有相当的地位。接下来就具体介绍一下它的应用。
1、 物相分析
物相分析是X射线衍射在材料中用得最多的方面，分定性分析和定量分析。前者把对材 料测得的点阵平面间距及衍射强度与标准物相的衍射数据相比较，确定材料中存在的物相；
后者则根据衍射花样的强度，确定材料中各相的含量。
物相定量分析的任务是用X射线衍射技术，准确测定混合物中各相的衍射强度，从而求 出多相物质中各相的含量。其理论基础是物质参与衍射的体积或者重量与其所产生的衍射强 度成正比，因而，可通过衍射强度的大小求出混合物中某相参与衍射的体积分数或者重量分 数，从而确定混合物中某相的含量。X射线衍射物相定量分析方法有：内标法、外标法、绝 热法、增量法、无标样法、基体冲洗法和全谱