3.3--x射线衍射定向法1汇总

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、X射线的性质与应用,X射线由伦琴roentgen)1895年在觉察，因此也叫伦琴射线。与可见光比较，它的波长很短，约在0.1100之间，介于紫外线和射线之间，是一种不行见的光线。如图3-1所示。,图3-1 电磁波的分布,3.3 x射线衍射定向法,一、x射线的性质及应用,1、穿透力强。,X射线因其波长短，能量大，照在物质上时，仅一局部被物质所吸取，大局部经由原子间隙而透过，表现出很强的穿透力气。用于医疗诊断和工业材料的检测。,2、干预、衍射、反射、折射作用。,这些作用在X射线显微镜、波长测定和物质构造分析中都得到应用。,3、感光作用。,X射线同可见光一样能使胶片感光。胶片感光的强弱与X射线量成正比，当X射线通过人体时，因人体各组织的密度不同，对X射线量的吸取不同，胶片上所获得的感光度不同，从而获得X射线的影像。如图3-1所示,图3-1 x射线图像,4、荧光作用。X射线波长很短不行见，但它照射到某些化合物如P、ZnS、CdS等，可使物质发生荧光。这种作用是X射线应用于透视的根底，利用这种荧光作用可制成荧光屏，用作透视时观看X射线通过人体组织的影像，也可制成增感屏，用作摄影时增加胶片的感光量。,5、电离作用。物质受X射线照射时，可使核外电子脱离原子轨道产生电离。利用电离电荷的多少可测定X射线的照射量，依据这个原理制成了X射线测量仪器。,二、X射线的产生获得,1、X射线源一般可以从以下三种途径获得：,A、X射线机,B、同步辐射X射线源,特点：强度高是一般X射线机的105倍、发散度小，稳定性好。,C、放射性同位素X射线源,2、用X射线管获得射线的原理,1如图3-2所示，为获得X射线的试验装置：抽真空容器(玻璃管，阴极K灯丝,阳极A,也叫对阴极，由金属制成，在K、A间加高压。,2x射线产生的过程：,由阴极K发出热电子，经高速电压加速，获得能量，运动速度很大，这种高速电子去撞击阳极A，而发出X射线。,图3-2 产生x射线的装置示意图,3、X射线机,主要部件：X射线管、高压变压器、电压电流的调整稳定系统、探测分析器,1最常用的X射线管是封闭式热阴极X射线管一个热阴极、一个阳极,2管内抽到10-7torr高真空,3X射线管的阳极靶材料：W、Ag、Mo、Cu、Ni、Co、Fe、Cr,4影响因素：阴极和阳极管电压和X射线的管电流,5冷却：水冷式,6重要质量指标：焦点外形、大小；焦点的外形是由阴极灯丝的外形和金属聚焦罩外形准备的。,X射线管(如以下图),两种铜靶x射线管,三、X射线谱,X射线不是单一波长的，而是由不同波长的 X射线组成的。X射线管中发出的X射线分为二局部：连续 X射线谱和特征X射线谱。如以下图,(a)连续X射线谱 (b)特征x射线谱,1、连续X射线谱白色X射线谱：,从某个最短波长0开头，经过一个强度最高点m的连续的各种波长的X射线。,1产生连续X射线谱的缘由：高速运动的电子撞击阳极，动能降低，局部动能转化为射线的能量。穿透深度不一样，射线的能量也不一样，导致产生的X射线的波长不一样，因此形成了波长不同的连续波。X射线获得的能量越高，波长越短。,2短波极限0：与全部的根本粒子一样，X射线具有波粒二相性。同时，由于X射线的波长很短，它的粒子性往往表现的很突出，故X射线也可视为一束具有确定能量的光量子流。在极限状况下，电子将其在电场中加速得到的全部动能转化为一个光子，则此光子的能量最大、波长最短，相当于短波极限波长的X射线。,其中，e为电子电荷，V为X射线管管电压，h为普朗克常数，c为光速。,3影响连续X射线谱强度的因素：管压、管电流和金属靶原子序数,A:管压,当管电流和阳极材料,不变而提高管电压时，,各波长X射线的强度都,提高，但短波极限和,强度最大值对应的,波长减短；,B：,管电流,当管电压和阳极材料,不变而提高管电流时，,各波长X射线的强度,都提高，同时，短波,极限和强度最大值,对应的波长不变；,C：阳极靶材料,当管电压和管电流,不变而提高阳极材料,的原子序数时，各,波长X射线的强度,都提高，同时，短波,极限和强度最大值,对应的波长不变。,W:74,Ag:47,Mo:42,2、特征X射线谱标识X射线谱,1定义：,当加于X射线管两端的电压增高到与阳极靶材相应的某一特定值时，在连续谱的某些特定的波长位置上，会消逝一系列强度很高、波长范围很窄的线状光谱，它们的波长对确定材料的阳极靶有严格恒定的数值，此波长可做为阳极靶材的标志或特征，故称为标识谱或特征谱。如以下图,特征x射线谱,2产生的原理:,从阴极发出的高速电子与阳极撞击时，会将阳极物质深层电子轰出到外层，使原子处于不稳定状态，外层的电子又会跃迁到内部空位，能量降低，并以确定波长的x射线放射出去。如以下图为特征X射线的示意图。,3当用原子序数较高的金属做阳极时，除了K系辐射时，还产生L、M等系的特征X射线，我们一般选用K谱线作为X射线源。,A：能级的影响,由于在原子间，各能级差的大小从低到高，依次削减，即L层与K层的能级差最大。所以与K系的标识X射线谱相比，L系、M系的标识X射线波长一般都很长，强度很弱，易被物质吸取，故在衍射分析工作中很少用到。,B：电子在各能级之间的跃迁几率的影响,据统计，从L层电子跳入K层空位的几率比 M层跳入K层空位的几率大，因此K谱线的相对强度比K谱线强。,4管电压确实定,标识X射线确实定强度随X射线管电流和管电压的增大而增大。增大管电流和管电压时，与标识X射线同时产生的连续X射线强度也调高了，这对只要单色X射线的试验工作不利，因此，适宜的工作电压约为激发电压的35倍。,5滤波片的选择：,A：滤波片材料的原子序数一般比X射线管靶子材料的原子序数小1或2；,B：滤波片的厚度要适中选择，太厚则X射线 强度损失太大，太薄则滤波片作用不明显，故一般把握厚度使滤波后的K线和K线的强度比为600：1未滤波前强度比一般为5：1，这时K线的强度也将降低3050%。,