第五章物相概論

1、第二篇第二篇 晶體物相分析晶體物相分析 第五章第五章 物相分析概論物相分析概論第五章第五章 物相分析概論物相分析概論l1. 材料的相組成及其對性能的影響材料的相組成及其對性能的影響l2. 2. 物相分析的含義物相分析的含義l3. 3. 物相分析的手段物相分析的手段1. 1. 材料的相組成及其對性能的影響材料的相組成及其對性能的影響l相是指具有特定的結(jié)構(gòu)和性能的物質(zhì)狀態(tài)。固相、液相、氣相和等離子相; 純鐵在加熱過程相 (鐵素體)， 相(奧氏體)和相(鐵素體) l材料中原子的排列方式?jīng)Q定了晶體的相結(jié)構(gòu)。l材料的物理、化學(xué)性能與材料中相組成有直接的對應(yīng)關(guān)系。l人們可以改變加工成形工藝及后續(xù)熱處理來獲

2、得不同的相組成，并實(shí)現(xiàn)可控的相變。 2. 2. 物相分析的含義物相分析的含義l物相分析是指利用衍射分析的方法探測晶格類型和晶胞常數(shù)，確定物質(zhì)的相結(jié)構(gòu)。l物相分析不僅包括對材料物相的定性分析，還包括定量分析，和各種不同的物相在組織中的分布情況。 3. 3. 物相分析的手段物相分析的手段l3.1 x射線衍射線衍l3.2 電子衍射電子衍射l3.3 中子衍射中子衍射3.1 x3.1 x射線衍射射線衍射l簡便快捷，適用于多相體系的綜合分析。但簡便快捷，適用于多相體系的綜合分析。但無法實(shí)現(xiàn)對無法實(shí)現(xiàn)對X射線的有效聚焦。射線的有效聚焦。3.2 3.2 電子衍射電子衍射l適合測定微細(xì)尺度的晶體結(jié)構(gòu)。原因：電子

3、與物質(zhì)的相互作用比X射線強(qiáng)4個(gè)數(shù)量級，電子束可以匯聚得很細(xì)小。l高能電子衍射。高能電子衍射。電子穿透能力差，用于薄膜分析 。選區(qū)電子衍射，與形貌觀察相對應(yīng)。 l低能電子衍射。低能電子衍射。樣品表面15個(gè)原子層的信息是分析晶體表面結(jié)構(gòu)的重要方法 3.3 3.3 中子衍射中子衍射l二十世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)中子。l三十年代發(fā)現(xiàn)中子散射現(xiàn)象。l二十世紀(jì)中期，建立核反應(yīng)堆提供穩(wěn)定的中子源l八十年代散裂脈沖中子源提供了更強(qiáng)的中子流。l1994年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予中子散射領(lǐng)域的代表人物C. G. Shull和 B. N. Brockhouse中子衍射的特點(diǎn)中子衍射的特點(diǎn)lX射線和電子衍射的散射體是核外電子，散射強(qiáng)度與原子序數(shù)成射線和電子衍射的散射體是核外電子，散射強(qiáng)度與原子序數(shù)成比例；中子受原子核的散射，與原子序數(shù)沒有確定的關(guān)系。比例；中子受原子核的散射，與原子序數(shù)沒有確定的關(guān)系。l各各同位素同位素由于核大小和結(jié)構(gòu)不同而具有不同的散射強(qiáng)度。由于核大小和結(jié)構(gòu)不同而具有不同的散射強(qiáng)度。l中子衍射有利于測定材料中輕原子的分布。中子衍射有利于測定材料中輕原子的分布。