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主要是利用晶体的晶格间距当作光栅对x射线造成产生衍射,从衍射图谱可以推断出晶体中各个晶格之间的间距,从而进一步推断出晶体结构,晶胞尺寸,结合其他信息可以推断材料的成分。用于物相分析的检测设备,观察的是组织结构,可以测各个相的比例、晶体结构等。X射线衍射仪技术(X-ray diffraction,XRD)。通过对材料进行X射线衍射,分析其衍射图谱,获得材料的成分、材料内部原子或分子的结构或形态等信息的研究手段。X射线衍射分析法是研究物质的物相和晶体结构的主要方法。当某物质(晶体或非晶体)进行衍射分析时,该物质被X射线照射产生不同程度的衍射现象,物质组成、晶型、分子内成键方式、分子的构型、构象等决定该物质产生特有的衍射图谱。X射线衍射方法具有不损伤样品、无污染、快捷、测量精度高、能得到有关晶体完整性的大量信息等优点。因此,X射线衍射分析法作为材料结构和成分分析的一种现代科学方法,已逐步在各学科研究和生产中广泛应用。
从原子物理学的知识我们知道,对每一种化学元素的原子来说,都有其特定的能级结构,其核外电子都以各自特有的能量在各自的固定轨道上运行,内层电子在足够能量的X射线照射下脱离原子的束缚,成为自由电子,我们说原子被激发了,处于激发态,这时,其他的外层电子便会填补这一空位,也就是所谓跃迁,同时以发出X射线的形式放出能量。由于每一种元素的原子能级结构都是特定的,它被激发后跃迁时放出的X射线的能量也是特定的,称之为特征X射线。通过测定特征X射线的能量,便可以确定相应元素的存在,而特征X射线的强弱(或者说X射线光子的多少)则代表该元素的含量。
波长法是因其激发出的荧光足够强,进到仪器中用来分析的光谱是单一元素(“过滤”了不需测的元素),不含其它元素的光谱,所以测量数据很准确。这种仪器的灵敏度比能量色散型高一个数量级,也就是说,所测的数据并不存在“灰色地域”,不存在测定后还需拿到检测机构复检。缺点是,波长法需将被测材料粉碎压制成样本后测才准确。所以,用在材料厂最适合。如不制成样本(非破坏),会因材料表面形状不同而产生不同误差。仪器操作也不需要专业人员。
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