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1、中南大学考试试卷（A卷）2011-2012学年_上_学期时间100分钟 2011 年12月8日材料结构分析（X射线部分）课程40_学时2.5_学分 考试形式：闭_卷专业年级： 材料0908-0910 总分100分，占总评成绩70 %注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上一、名词解释（共20分，每个名词解释 5分）1. 特征X射线谱：当X射线的管压超过一定值时，会在某些特定的波长位置处出现强度很高、非常狭窄的谱线叠加在连续谱强度分布曲线上。改变管流、管压，这些谱线只改变 强度，而波长值固定不变。这样的谱线称之为特征X射线谱或者标识 X射线谱。2. 俄歇效应：原子的K层电子被X射线击出后，处于激
2、发态，当L层的电子向K层跃迁时， 将释放出厶E=Ek-EI能量，这个能量可以用荧光 X射线的形式释放，也可以被原子内部 的某个电子（内层或者外层）所吸收，使这个电子受激发而逸出原子成为自由电子，这 就是俄歇效应，这个电子就是俄歇电子。3. 质量吸收系数：表示单位重量物质对 X射线的吸收程度，记为卩 m可以表示为：卩m =口 I/ p .4. 干涉面指数：晶面（hkl ）的n级反射面（nh,nk,nl），可以表示成（HKL），称 为反射面或者干涉面，其中 H=nh, K=nk, L=nl ;干涉面的面指数称为干涉面 指数。（hkl）是晶体中实际存在的晶面，（HKL）则是为了使问题简化而引入的 虚
3、拟晶面。二、X射线束照射晶体样品时，为保证产生衍射现象，有哪几种基本的衍射实验 方法？结合厄瓦尔德作图法概述这三种基本衍射分析方法的主要特点与区别。（20 分）軒扈械輕以湮城K轉线亘盲射网不功的削品体上.在垂直于人紂投的底片上聲到新妬斑晶体樹定金动其对宙的倒為直降电是固定的即人射线与晶悼再晶直旗蛙先壇“ f采用渡氏墨规隻比的湮耀斤肘纯慢井将反射谿的申栓违绽嗨比便之不斷馳与倒島哗叵思酱厄冬绞爵虫卞利尹幣（5 分）邁（如图奇示匚 虽然.反掰球的苹心各不相同漣是厦转 球的半锂总是介干由国匚吸收而决址的輻丸滾畏釘百訓所甲 的辐肘養的悔谀隈心之闻*蓊以凡总也丁谨两琢间的倒易 点那可満足斬村弟嘩势厄法主君
4、用于儈定晶伍的履同：梆徑晶休的対需性切 祁近晶鰹间的巔句黄系.itP卜.对于聶障中由于生悅和曜外力 炸用商产生酸務号的情况也可用勞见恋加訝理存匕转体进周蚌晶棒注的原理如下:株単晶体的某棍甜辅或英今車要晶洵垂直于单色X射线束来安装欧布舌单-晶悔四商为测柱皤的底片“礙鬼时.品怖网浇尊坊決囲谥运的阳轴誣玮.熬转抽孑咤时即相机卜的中心轴反肘比 + 呈乌绘点平丙宅咅.井悄人射洩的渡世人固定予变（即反射珠恭 变弭而靠靛开甲品体 以基绩改变各晶面底的幫. 从両攜足衍狀秉件.即櫃当于圖珀点脾亦沁定的 釉呢鹫丘此克代制爵爵点IS到反躬球上一凡是融与 庭射關帀相交的蔺陽时点，代我7緬療与反射的晶 S 见團周糕晶体
5、怯主-臭用去确定聘慈栓粧小前掃障 m斜方，单斜等晶矗葩聶休）的鷄胯尺庫hii1ft来法的歩 瓦訊篇囲齋粉末法粉束法品将頤色X时线入射到快末社的鑫晶 Z埠上的胖荷咄方洼多品+总曲许耒取同亢仝 按尢报則拌列対单胡負觀胪组成理思闿 于一F弟晶低険騎有町能貶向術抽转动.或者说+崔 对应的削热点阵对人肘x射谁呈*-如可 能的取向晶悴丙集尊k：曲面離;尤口的倒券阵点 HJiL均勾分布崔一半径为I r； I的建tfif h .谨球盹之为fMX创耐球4 一眾列的悄魁萍与反前球 相交+其交线是 嗦列的小圜戈附射线取分布在以人斛 堆方啣为轴，且速过上述交帰圖的吒懐血hi此憔人三、简述X射线衍射定性相分析原理及实验
6、流程。（15分）基本原理： 任何一种结晶物质都具有特定的晶体结构，在一定波长的X射线照射下，每种晶体物质都有自己特有的衍射花样。 如果在试样中存在两种以上不同结构的物质时，每种物质所特有的衍射花样不变， 多相试样的衍射花样只是由它所含物质的衍射花样机械叠加而成。 通常用d （晶面间距d表征衍射位置）和I （衍射线相对强度）的数据组代表衍射花 样。定性相分析方法：将由试样测得的d- I数据组（即衍射花样）与已知结构物质的标准d- I数据组（即标准衍射花样）进行对比，从而鉴定出试样中存在的物相。步骤：获得衍射花样 计算面间距d值和测定相对强度I/I i值（I i为最强线的强度，定性分析以2 90的
7、衍射线为主要依据，一般按五强线匹配） 检索PDF卡片 最后判定。四、某AB物质在有序时，A原子占据单胞顶点（0,0,0）的位置，B原子占据体心 （0.5,0.5,0.5）的位置，而无序时B原子和A原子随机地占据上述两个位置。试讨论AB物质在有序和无序时消光规律的特征。（20分）n2欢迎下载cos2j 1HXj KYj LZj答：晶体的结构因子可以表示成：2*FHKLFhkl gFHKL2 nfjsi n2 HXj KYj LXjr 111cos2 H 0 K0 L0fB cos2HK-LB 22221.在有序时，AB晶体的结构因子可以表示成:111fasin 2H0K0L0 fB sin2H-
8、K-Lcos2H2222K LfA fB22FHKLFhkl SF hkl当（H+K+L）=禺数时，结构因子等于fA+fB2,不存在点阵消光；当（H+K+L）=数时，结构因子等于f a-fB2,由于A、B原子的原子散射因子一般 不相等，因此也不存在点阵消光。五、某陶瓷烧结完以后进行 X射线分析表明，该陶瓷主要是由菱面体点阵的a -AI2O3（刚玉）、 面心立方的MgO和面心立方的 SiO2组成。a -AI2O3 （刚玉）的最强峰为116晶面，其计数 强度为1000, MgO的最强峰为200晶面，计数强度为 5472, SiO2的最强峰为220，其计 数强度为2724.已知MgO的参比强度值为：
9、3.04, SiO2 的参比强度值为：2.27.（ 25分）（1） 如果分析表明该陶瓷已经全部晶化，试由上述数据计算出各物相的重量百分比；（15 分）（2） 如果分析表明上述物相中只有a-Al2O3 （刚玉）是完全晶化了的，而且根据Al原子在样品中的重量百分比可以算出a-Al2O3 （刚玉）的含量应该是 20%在题目中数据不变的前提下试计算样品中已经晶化了的物相的重量百分比及非晶相的重量百分比。（10分）提示：某物相的某衍射峰强度的表达式为:IjWj% 2 jWj( m)jj 1解：（1 ）由于样品中含有a -Al2O3 （刚玉），在用参比强度法解题时不需要往样品中加入内 标物质，把a -Al
10、2O3 （刚玉）当作内标物质处理即可。此时由K值法的表达式可以写出另外两相的最强峰强度与刚玉最强峰强度的比值，由此可以得到这两种物相与刚玉的重量百分 比。设MgC为A相，SiO2为B相，则有：A WaSI BIsB WbSwS3欢迎下载代入相应的值有：wA/wS=1.8; wB/wS=1.2; 联立 wA+ wB +wS=1,即可以解出 wA= 0.45, wB = 0.3,wS = 0.25.(2)以 -A12O3 (刚玉)为标准相，则代入上面公式可以算出：WA/WS=1 .8 ，可以直接算出 WA= 0.36 ；同理可以算出 WB=0.24, 所以非晶相的含量应该是 20%欢迎您的下载，资料仅供参考!致力为企业和个人提供合同协议， 策划案计划书，学习资料等等打造全网一站式需求
