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第一篇 材料x射线衍射分析
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X射线衍射技术在材料分析中的应用
X射线衍射技术在材料分析中的应用
X射线衍射分析法是研究物质的物相和晶体结构的主要方法。当某物质( 晶体或非晶体)进行衍射分析时,该物质被X射线照射产生不同程度的衍射现象, 物质组成、晶型、分子内成键方式、分子的构型、构象等决定该物质产生特有的衍射图谱。X射线衍射方法具有不损伤样品、无污染、快捷、测量精度高、能得到有关晶体完整性的大量信息等优点。因此,X射线衍射分析法作为材料结构和成分分析的一种现代科学方法, 已逐步在各学科研究和生产中广泛应用。 2X射线衍射基本原理
X射线同无线电波、可见光、紫外线等一样,本质上都属于电磁波,只是彼此之间占据不同的波长范围而已。X射线的波长较短, 大约在10-8~10-10cm之间。X射线分析仪器上通常使用的X射线源是X射线管,这是一种装有阴阳极的真空封闭管, 在管子两极间加上高电压, 阴极就会发射出高速电子流撞击金属阳极靶,从而产生X射线。当X射线照射到晶体物质上,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，不同的晶体物质具有自己独特的衍射花样, 这就是X射线衍射的基本原理。
3 X射线衍射技术在材料分析中的应用
由X射线衍射原理可知,物质的X射线衍射花样与物质内部的晶体结构有关。每种结晶物质都有其特定的结构参数(包括晶体结构类型, 晶胞大小,晶胞中原子、离子或分子的位置和数目等)。因此,没有两种不同的结晶物质会给出完全相同的衍射花样。通过分析待测试样的X射线衍射花样,不仅可以知道物质的化学成分,还能知道它们的存在状态,即能知道某元素是以单质存在或者以化合物、混合物及同素异构体存在。同时,根据X射线衍射试验还可以进行结晶物质的定量分析、晶粒大小的测量和晶粒的取向分析。目前, X射线衍射技术已经广泛应用于各个领域的材料分析与研究工作中。
3. 1物相鉴定
物相鉴定是指确定材料由哪些相组成和确定各组成相的含量,主要包括定性相分析和定量相分析。每种晶体由于其独特的结构都具有与之相对应的X射线衍射特征谱, 这是X射线衍射物相分析的依据。将待测样品的衍射图谱和各种已知单相标准物质的衍射图谱对比, 从而确定物质的相组成。确定相组成后, 根据各相衍射峰的强度正比于该组分含量(需要做吸收校正者除外) ,就可对各种组分进行定量分析。
X射线衍射物相定量分析有内标法外标法、增量法、无标样法和全谱拟合法等常规分析方法。内标法和增量法等都需要在待测样品中加入参考标相并绘制工作曲线,如果样品含有的物相较多, 谱线复杂,再加入参考标相时会进一步增加谱线的重叠机会,给定量分析带来困难。无标样法和全谱拟合法虽然不需要配制一
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V14 . 0.9No3 工程 与试 验EGIEINNERNG&TS ET X射线衍射技术在材料分析中的应用 田志 宏, 张秀 华 田志广 ,(I1 中冶建筑研 究总 院有限公 司建 ...2009 X 射线衍射技术在材料分析中的应用田志宏 , 张秀华 , 田志广 1 1 2 ( 1. 中冶建筑研究总院有限公司建筑和结构研究中心 , 北京 . 唐山港陆...2009 X 射线衍射技术在材料分析中的应用田志宏 , 张秀华 , 田志广 1 1 2 ( 1. 中冶建筑研究总院有限公司建筑和结构研究中心 , 北京 . 唐山港陆...材料分析方法大作业(一) 材料分析方法大作业(――X 射线衍射技术在材料分析中的新应用 ―― 射线衍射技术在材料分析中的新应用 班级: 班级:0836306 班 学号: ...使得 X 射线衍射分析方法的应用范围不断拓展, 广泛应用于物理学、化学、分子物理学、医学、药学、金属学、材料学、高分子 科学、工程技术学、地质学、矿物学等...X 射线衍射在材料分析当中的应用摘要:X 射线衍射分析(X-ray diffraction,简称 ...随着 X 射线衍射技术越来越先进,X 射线衍射法的用途也越来越 广泛,除了在无机...X射线衍射原理及在材料分... 2页 1下载券 X射线衍射技术在材料分析... 4... : 阐述了 X 射线的产生原理 ,X 射线衍射分析内容及其在材料分析中的应用 ....X 射线衍射技术在材料分析测试中的应用 摘要: X 射线衍射分析技术是一种十分有效的材料分析方法, 在众多领域的研究 和生产中被广泛应用。 介绍了X 射线衍射的...: 阐述了 X 射线的产生原理 ,X 射线衍射分析内容及其在材料分析中的应用 ....随着技术手段的不断创新和完善 ,X 射 线衍射在材料分析领域必将有更广阔的发展...电镜中的电子衍射
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晶态聚合物结构和X射线衍射（第2版）《晶态聚合物结构和X射线衍射（第2版）》是一本较全面反映x射线在聚合物各领域应用的专著，全书共十五章。第一章至第五章论述了相关基础理论：聚合物x射线晶体学基础、晶态聚合物、x射线物理基础、聚合物x射线衍射、实验方法；第六章至第十五章较全面介绍了x射线衍射在聚合物中的具体应用：聚合物x射线衍射图分类、聚合物材料的结构鉴定、多晶法测定聚合物晶体结构、聚合物材料的结晶度、聚合物材料的取向度、聚合物材料微晶尺寸和点阵畸变、聚合物材料的小角x射线散射、聚合物材料掠入射x射线衍射、非晶态聚合物材料的x射线散射、同步辐射x射线散射等。　　《晶态聚合物结构和X射线衍射（第2版）》可作为高等院校和科研院所高分子专业研究生的教学用书，对从事高分子科研和生产技术与工程技术的人员来说，也是一本有价值的参考书。第二版前言第一版前言第一章 聚合物k射线晶体学基础1.1 晶体1.2 高分子晶体的特点1.3 晶胞和点阵1.4 晶体对称性、晶系与晶体空间点阵形式1.5 点群1.6 空间群本章小结习题参考文献第二章 晶态聚合物2.1 高分子链的组成、构筑、构型及构象2.2 高分子结晶过程2.3 外场诱变下聚合物结晶及结构2.4 晶态聚合物结构习题参考文献第三章 x射线物理基础3.1 x射线的产生及其性质3.2 x射线谱3.3 x射线吸收3.4 x射线安全防护3.5 x射线源习题第四章 聚合物x射线衍射4.1 原理4.2 x射线衍射强度4.3 几个重要方程4.4 倒易点阵（倒易空间）习题附录 laue方程与bragg方程的联系第五章 实验方法5.1 照相法5.2 衍射仪法5.3 saxs方法5.4 同步辐射x射线散射实验方法习题第六章 聚合物x射线衍射图分类6.1 回转图（纤维图）6.2 粉末衍射图6.3 saxs图习题第七章 聚合物材料的结构鉴定7.1 聚合物晶型及有规立构的分析鉴定7.2 聚合物物相的鉴定分析7.3 聚合物材料中各种添加剂的剖析习题第八章 多晶法测定聚合物晶体结构8.1 目的和任务8.2 聚合物晶体衍射的特点8.3 聚合物晶体结构的测定原理习题第九章 聚合物材料的结晶度9.1 结晶聚合物的结构模型9.2 结晶度的概念9.3 几种常用方法9.4 x射线衍射方法习题参考文献第十章 聚合物材料的取向度10.1 经验公式10.2 单轴取向10.3 算例10.4 双轴取向10.5 取向非晶态聚合物材料的结构分析习题参考文献第十一章 聚合物材料微晶尺寸和点阵畸变11.1 引言11.2 近似函数法11.3 warren-averbach fourier分析法11.4 fourier单线分析法11.5 hosemann次晶模型法11.6 方差函数法11.7 四次矩法11.8 几点说明习题参考文献第十二章 聚合物材料的小角x射线散射12.1 引言12.2 saxs仪及散射原理12.3 产生小角散射的体系12.4 小角散射强度公式12.5 saxs的数据处理12.6 guinier作图法12.7 微孔大小的测定12.8 saxs图——长周期及散射花样12.9 一维电子密度相关函数（edcf）法12.10 距离分布函数12.11 两相体系边界层厚度——porod关系12.12 两相体系平均切割长度和比表面积的计算12.13 saxs方法研究聚合物相行为12.14 分形维数12.15 小角中子散射12.16 聚合物材料结晶过程的结晶能量计算习题参考文献第十三章 聚合物材料掠入射x射线衍射13.1 引言13.2 掠入射x射线衍射的几何分类及实验方法简介13.3 掠入射衍射基本原理及应用习题参考文献第十四章 非晶态聚合物材料的x射线散射14.1 非晶态聚合物14.2 普适x射线散射强度方程14.3 非晶态材料径向分布函数（rdf）14.4 非晶态材料的x射线散射实验方法14.5 x射线散射强度的数据处理14.6 非晶态聚合物材料结构参数的计算14.7 聚合物非晶态材料径向分布函数的计算示例习题参考文献第十五章 同步辐射x射线散射在聚合物材料研究中的应用15.1 同步辐射15.2 同步辐射x射线原位样品装置15.3 同步辐射x射线散射在聚合物研究中的实例习题参考文献附录1 聚合物晶体学数据附录2 ag，mo，cu，co和fe靶在不同衍射角（2θ）下的面间距d附录3 基本物理常数附录4 晶面间距和单胞体积附录5 主族元素间化学键的键长附录6 多原子分子的键长与键角附录7 部分习题参考答案}