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1、1X 射线衍射技术在材料中的应用射线衍射技术在材料中的应用学号：0803031008 班级：08 无机非 姓名：詹丽君摘要：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。本文主要从物相分析、点阵参数精确测定、应力测定等几方面概述了x射线 衍射技术在材料分析中的应用。关键词：x射线衍射技术；材料分析射线衍射基本原理射线衍射基本原理 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10-121O-8 m之间。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
2、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。这就是X射线衍射 的基本原理 线衍射技术在材料分析中的应用线衍射技术在材料分析中的应用 物相分析 晶体的射线衍射图像实质上是晶体微观结构的一种客观反应，每种晶体的结构与其 射线衍射图之间都有着一一对应的关系，其特征X射线衍射图谱不会因为其物理和化学 变化发生改变，这就是射线衍射物相分析方法的依据。制备各种标准单相物质的衍射花 样并使之规范化，将待分析物质的衍射花样与之对照，从而确定物质的组成相，就成为物 相定性分析的基本方
3、法。鉴定出各个相后，根据各相花样的强度正比于改组分存在的量 （需要做吸收校正者除外） ，就可对各种组分进行定量分析。目前常用衍射仪法得到衍射花 样，是用PDF卡片来进行物相分析。 点阵参数的精确测定 点阵常数是晶体物质的基本结构参数，测定点阵常数在研究固态相变、确定固溶体类 型、测定固溶体溶解度曲线、测定热膨胀系数等方面都得到了应用。点阵常数的测定是通 过X射线衍射线的位置（ ）的测定而获得的，通过测定衍射花样中每一条衍射线的位置 均可得出一个点阵常数值。 点阵常数测定中的精确度一般方法：知道每条反射线的晶面指数就可以根据不同的晶系用 相应的公式计算点阵常数。晶面间距测量的精度随 角的增加而增
4、加， 越大得到的点阵 常数值越精确，因而点阵常数测定时应选用高角度衍射线。误差一般采用图解外推法和最 小二乘法来消除 应力的测定 X射线测定应力以衍射花样特征的变化作为应变的量度。宏观应力均匀分布在物体中 较大范围内，产生的均匀应变表现为该范围内方向相同的各晶粒中同名晶面间距变化相同， 导致衍射线向某方向位移，这就是X射线测量宏观应力的基础；微观应力在各晶粒间甚至 一个晶粒内各部分间彼此不同，产生的不均匀应变表现为某些区域晶面间距增加、某些区 域晶面间距减少，结果使衍射线向不同方向位移，使其衍射线漫散宽化，这是X射线测量 微观应力的基础。超微观应力在应变区内使原子偏离平衡位置，导致衍射线强度减
5、弱，故 可以通过X射线强度的变化测定超微观应力。测定应力一般用衍射仪法。X射线测定应力具有非破坏性，可测小范围局部应力，可测表层应力，可区别应力类型、 测量时无需使材料处于无应力状态等优点，但其测量精确度受组织结构的影响较大，X射 线也难以测定动态瞬时应力。2晶粒尺寸和点阵畸变的测定 多晶材料的晶粒无畸变、足够大，理论上其粉末衍射花样的谱线应特别锋利，但在实 际实验中，这种谱线无法看到。这是因为仪器因素和物理因素等的综合影响，使纯衍射谱 线增宽了。纯谱线的形状和宽度由试样的平均晶粒尺寸、尺寸分布以及晶体点阵中的主要 缺陷决定，故对线形作适当分析，原则上可以得到上述影响因素的性质和尺度等方面的信 息。展望展望 随着X射线衍射技术越来越先进以及计算机发展，X射线衍射法在材料中的用途也越 来越广泛
