材料x射线衍射复习题.docx

为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料x射线衍射复习题　　材料X射线衍射分析习题　　1．试述布拉格方程2dHKLsinθ=λ中各参数的含义，以及该方程有哪些应用?　　2．解释“干涉面指数”与“晶面指数”之间的区别若某种立方晶体的　　晶面间距为nm，而X射线波长为nm，问有多少干涉面参与反射，它们分别在什么角度上反射？　　3．管电压为35千伏所产生的连续X射线，以θ=60°的掠射角照射到a=nm的　　立方晶系的晶体和晶面上，该两晶面分别最多能产生多少级衍射，最高和最低两级的射线波长分别为多少？　　4．如果入射线平行于a=nm的立方晶体之[　　出干涉面的反射线的波长　　5．何为晶带与晶带定律?说明同一晶带的各晶面的倒易点阵平面的作图方法,并指　　出该倒易点阵平面(uvw)*与晶带轴[uvw]之间的位向关系　　6．下列哪些晶面属于[11]晶带？、、、、、、，为什么？　　7．证明、、、晶面属于[111]晶带00]晶向，试用厄瓦尔德图解法求8．试计算及的共同晶带轴　　9．用CuKα射线照射Cu样品，已知Cu的点阵常数=，试用布　　拉格方程求其反射的θ角。

　　10．用CuKα(=nm)射线照射点阵常数a=nm的α-Fe多晶体,试用　　厄瓦尔德作图法求(110)晶面发生反射的θ角.　　11．当AuCu3固溶体完全有序化时,Au原子占据立方晶胞的顶角,而Cu原子占据　　各个面的中心,试计算其结构因数FHKL　　12．NaCl单位晶胞中,含有4个氯原子和4个钠原子,其坐标为:Na:0,0,0;　　1/2,1/2,0;1/2,0,1/2;　　0,1/2,1/2Cl：1/2,1/2,1/2;0,0,1/2;0,1/2,0;1/2,0,0计算结构因子，确定可反射晶面的指数　　13．有哪三种最基本的X射线衍射实验方法?概述它们的主要区别　　14．试说明粉末多晶体某一｛hkl｝晶面族的衍射线积分强度公式中各参数的物理　　意义，分析其对衍射强度的影响关系　　15．原子散射因数的物理意义是什么？某元素的原子散射因数与其原子序数有何　　关系？　　16．多重性因数的物理意义是什么？某立方晶系晶体，其{100}的多重性因数是多　　少？如该晶体转变为四方晶系，这个晶面族的多重性因数会发生什么变化？为什么？　　17．在极射赤面投影图中，设投影基圆的垂直直径上下两端分别记为N极和　　S极，水平直径左右两端分别为W极和E极，每个投影点的位置可根据其极距ρ和经度φ坐标绘出，此时N极的极距ρ＝0°，经度φ＝0°；E极的ρ＝90°，经度φ＝0°。

　　①将透明纸放在吴氏网上，在纸上标出A、B、C三个极点，并求三个极点所代表的晶面每两个晶面之间的夹角　　②令坐标为的极点A，围绕NS轴逆时针转动100°，　　求该极点的新位置A1及其坐标若极点A围绕一根坐标为　　的倾斜轴顺时针转动60°，求该极点的新位置A2及其坐标　　18．何谓劳厄法，说明劳厄法测定晶体取向的基本步骤　　19．试用厄瓦尔德图解法说明劳厄衍射花样的成相原理.　　20．简述劳厄衍射花样的指数化过程　　21．用连续X射线拍摄了一张铝单晶体试样的透　　射劳厄相，已知aAl=nm,底片距晶体5cm，入射线与晶体的面之　　间的夹角θ=4o，试问：(1)反射面所形成的劳厄斑点与透射斑点的距离是多少？衍射斑点中包含哪些反射级？　　22．为什么劳厄相中低指数晶面的劳厄斑点强度一般比高指数的要强？　　23．劳厄法中采用什么阳极靶比较经济，为什么？　　24．粉末衍射方法可分为哪两种?试述它们的主要特点.　　25．粉末多晶体X射线衍射实验的衍射仪法和德拜法在入射光束、试样形状、试样　　吸收以及衍射线记录等方面与有何不同？　　26．简述粉末法成像原理.　　27．采用CuKα(=nm)射线和德拜相机得到某多晶体试样(立方晶系)的衍射　　花样,其8根线条的θ角分别为:°,°,°,°,°,°,°,°,求出各线条对应的晶面间距和指数,并计算点阵常数.　　28．用CuKα(=nm)射线摄得钨的德拜相，从照片上测得由低角度数起的前4　　对线的θ角分别为,,,。

已知钨具有体心立方点阵，点阵常数a=nm,试计算各线条的相对强度(可不计温度因子和吸收因子).　　29．试比较粉末多晶体衍射圆锥与(来自:写论文网:材料x射线衍射复习题)单晶体的劳厄衍射圆锥有何不同?　　30．何谓德拜相机的分辨本领?它与θ角、相机半径R、X射线波长λ之间有何关　　系？　　31．用CuKα(=nm)射线和CrKα(=nm)射线分别摄取α-Fe多晶体(体　　心立方点阵,点阵常数a=nm)的衍射花样,问两者中将各有几对衍射线出现?并写出其指数.　　32．粉末多晶体衍射线的积分强度与哪些参数有关?　　33．简述X射线物相定性分析的基本步骤.　　34．请说明物相定性分析所用的三种索引(字母索引、哈氏索引、芬克索引)的特点　　35．简述X射线物相定量分析的基本原理　　36．试比较物相定量分析的外标法、内标法、K值法、参比强度法和直接　　比较法的应用特点　　37．试述用K值法进行物相定量分析的过程　　38．某种黄铜试样为α+β双相组织，采用CuKα射线照射试样测得其α相的200　　衍射线强度为484，在相同条件下对一个纯α相试样测得200衍射线的强度为760，据此求试样中α相的含量。

假设α相和β相对CuKα射线的质量吸收系数近似相等　　39．一块淬火碳钢,用金相方法检验未见碳化物，在衍射仪上用CoK　　辐射测得奥氏体(点阵参数a=)的311线条的积分强度为,α　　而马氏体(点阵参数a=)，的112线条强度为,试计算钢中残余奥氏体含量.　　40．用X射线法测定宏观内应力的原理是什么?　　41．对于一个承受上、下方向纯拉伸的多晶试样，若以x射线垂直于拉伸轴照射，　　问在其背射照片上，衍射环的形状是什么样的?为什么?　　42．在通用的衍射仪上，用固定ψ法测试铜带的应力，采用311衍射线，CuKα辐　　射．2θ0＝°已知测量值为：　　ψ(°)　　2θ(°)　　2请绘制2θ—sinψ图，并用图解法和最小二乘法计算试样的应力值　　(铜的弹性模量E＝×106N／cm2，泊松比ν＝)　　连续X射线谱：具有连续波长的X射线，其强度与波长的关系曲线即为连续X射线谱标识X射线谱：当管电压增加到某一临界值以上时，在连续谱的背景上叠加一些强度突增的分立谱线，这些分立谱线称为标识X射线谱　　相干散射：X射线使物质中的电子在其电场的作用下产生强迫振动，每个受迫振动的电子便成为新的电磁波源向空间各个方向辐射与入射X射线频率相同的电磁波，这些新的散射波中间可以发生干涉作用，我们称这种散射为相干散射。

　　非相干散射：X射线与外层电子或自由电子碰撞时，电子获得一部分动能成为反冲电子，碰撞后的光子能力减少并偏离原来的传播方向，由于散射波波长随散射方向改变，与入射X射线不存在固定的位相关系，散射线之间不能发生干涉作用，我们称这种散射为非相干散射　　短波限：连续X射线谱的强度是随波长的变化而连续变化的，每条曲线都有一个强度最大值，并在短波长方向有一个波长极限，称为短波限　　吸收限：对于一种元素其质量吸收系数Um随着波长的变化有若干突变，发生突变的波长称为吸收限　　俄歇效应：物质受入射X射线作用，原子发生K系激发，若该过程中所释放出来的能量用来产生二次电离，使另一个核外电子脱离原子变为二次电子的现象称为俄歇效应产生的二次电子的能量具有固定值，这种具有特征能量的电子称为俄歇电子　　质量吸收系数：表示单位重量物质对X射线强度的衰减程度，当物质状态发生改变时，它保持不变　　线吸收系数：表示单位体积物质对X射线强度的衰减程度，与物质的密度成正比　　荧光辐射、光电效应：当一个具有足够能量的光子从原子内部击出一个K层电子时，同样会发生象电子激发原子时类似的辐射过程，即产生标识X射线，这种以光子激发原子所产生的激发和辐射过程称为光电效应，被击出的电子称为光电子，所辐射出的次级标识X射线称为荧光X射线。

　　倒易矢量的基本性质：倒易矢量r*垂直于正点阵中的HKL晶面倒易矢量的长度r*等于HKL晶面的面间距dHKL的倒数　　晶面指数、晶向指数：空间点阵的阵点平面和阵点直线相当于晶体结构中的晶面和晶向，在晶体学中阵点平面和阵点直线的空间取向分别用晶面指数和晶向指数来表示　　晶带定律：凡是属于[uvw]晶带的晶面，它们的晶面指数都必须符合Hu+Kv+Lw=0,把这个关系式称为晶带定律　　晶带：在晶体结构或空间点阵中，平行于同一个方向的所有晶面族称为一个晶带，该方向称为晶带轴　　晶面族、晶向族：在晶体中，具有等同条件而只是空间位相不同的各组晶面(即这些晶面的原子排列情况和晶面间距等完全相同)，可归并为一个晶面族用｛hkl｝表示与晶面族类似，晶体中因堆成关系而等同搞的各组晶向可归并为一个晶向族　　选择反射：原子面不是对任意角度入射的X射线都能产生反射，只有当?、?和d三者之间满足布拉格方程时才能发生反射，X射线的这种反射称为选择反射　　结构因子：用来表征单胞的相干散射与单电子散射之间的对应关系的参量　　干涉面：把晶面的n级反射看成与晶面平行、面间距为dHKL=dhkl/n的晶面的一级反射面间距dHKL的晶面并不一定是晶体中的原子面，是为了简化布拉格方程而引入的反射面，这样的反射面称为干涉面。

　　干涉指数：干涉面的面指数，常用HKL来表示当干涉指数互为质数时，他就代表了一族真实的晶面　　PDF卡片：以d-I数据组代替衍射花样而制备的衍射数据卡片　　原子散射因子：用来表达一个原子散射和一个电子散射之间的对应关系　　多重因子：把同族晶面{HKL}的等同晶面数P称为衍射强度的多重因子　　系统消光：由于结构因子FHKL=0而使衍射线消失的现象称为系统消光，包括点阵消光和结构消光　　消光效应：由于晶面多次反射和入射线与反射线的想干作用对入射线强度的衰减称为消光效应消光效应只有当晶体处于反射位置时才能产生，否则等于零晶体的反射本领越强，消光效应越显著　　面角守恒定律：在相同的热力学条件下，同一物质的各晶体之间比较，相应晶面的大小形状和个数可以不同，但相应晶面夹角不变，一组特定的夹角构成这种物质所有晶体的共同特征电子雪崩效应：当一个X射线光子进入计时器，使计时器内气体电离，在电场作用下，电离后的电子和争离子分别向两级运动，在电子向阳级运动的过程中逐渐被加速而获得更高的能量，这些电子和气体分子碰撞时将引起进一步电离，产生大量的电子涌向阳级，称为电子雪崩效应　　X射线衍射方法：A劳埃法，该法采用连续X射线照射不动的单晶体。

连续谱的波长有一个范围，对应的反射球也会处于两个球面之间，处于这两个球面内的倒易阵点，均会在一定的波长下会满足布拉格条件，从而产生衍射主要用于分析晶体的对称性和进行晶体定向B旋转晶体法，该法采用单色X射线照射转动的单晶体在晶体转动的过程中，相当于处于O点的倒易点阵绕某个轴旋转，在某一瞬间总会有某一倒易阵点与厄瓦尔德球相交，相交的瞬间，与该倒易阵点对应的晶面就会产生衍射主要用于研究晶体结构C、粉末法，该法采用单色X射线照射多晶试样相当于位于O点的倒易阵点中，任意位向的阵点都有，则其中总会有与厄瓦尔德相交的，与该套倒易阵点对应的晶粒中，与厄瓦尔德球相交的晶面就能产生衍射主要用于物相分析　　荧光辐射：具有足够能量的X射线光子从物质中的原子内部击出一个。