材料科學(xué)研究與測試方法

X射線--材料分析方法1895年10月，德國實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家倫琴用克魯克斯陰極射線管做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)某種特殊的從來沒有觀察到的射線，它具有特別強(qiáng)的穿透力。倫琴用這種射線拍攝了照片，顯示出手的骨骼結(jié)構(gòu)。X射線的發(fā)現(xiàn)

勞厄發(fā)現(xiàn)X射線衍射有兩個重大意義。它表明了Ｘ射線是一種波，對X射線的認(rèn)識邁出了關(guān)鍵的一步。另一方面，這一發(fā)現(xiàn)在第二個領(lǐng)域結(jié)出了更為豐碩的成果，第一次對晶體的空間點(diǎn)陣假說作出了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，使晶體物理學(xué)發(fā)生了質(zhì)的飛躍。布拉格父子以更簡潔的方式，清楚地解釋了X射線晶體衍射的形成，并提出著名的布拉格公式：2dsinθ=nλ。這一結(jié)果不僅證明了小布拉格的解釋的正確性，更重要的是證明了能夠用X射線來獲取關(guān)于晶體結(jié)構(gòu)的信息。勞厄布拉格父子原理實(shí)驗(yàn)方法應(yīng)用原理

X射線是原子內(nèi)層電子在高速運(yùn)動電子的轟擊下躍遷而產(chǎn)生的光輻射，主要有連續(xù)X射線和特征X射線兩種。晶體可被用作X光的光柵，這些很大數(shù)目的粒子（原子、離子或分子）所產(chǎn)生的相干散射將會發(fā)生光的干涉作用，從而使得散射的X射線的強(qiáng)度增強(qiáng)或減弱。由于大量粒子散射波的疊加，互相干涉而產(chǎn)生最大強(qiáng)度的光束稱為X射線的衍射線。

應(yīng)用已知波長的X射線來測量θ角，從而計算出晶面間距d，這是用于X射線結(jié)構(gòu)分析；另一個是應(yīng)用已知d的晶體來測量θ角，從而計算出特征X射線的波長，進(jìn)而可在已有資料查出試樣中所含的元素。滿足衍射條件，可應(yīng)用布拉格公式：2dsinθ=nλ多晶衍射實(shí)驗(yàn)方法平板照相法德拜相機(jī)法多晶衍射儀法平板照相法

樣品要求：制成長約10mm，寬約為2~3mm，厚約0.5~1mm的細(xì)窄片條。板材需用刀片片切式樣。

分析：從底片中分析試樣有無結(jié)晶，晶粒是否擇優(yōu)取向，取向程度等進(jìn)行定性判斷。薄膜可減制，不夠厚時，將幾層疊粘在一起，各層保持拉伸方向一致。纖維制樣則要纏繞在適當(dāng)大小的框子上，或?qū)⒁皇叫欣w維直接粘固在框子上，既不能綁松，又要盡量減少張力。德拜照相法樣品要求：制成細(xì)絲狀，長約10-15mm，徑向尺寸0.5-1mm。測試樣品可隨樣品軸轉(zhuǎn)動，以增加晶面族產(chǎn)生衍射的幾率。對高聚物試樣，有時制成細(xì)窄片條