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经过100多年的飞速发展,X射线结构分析已成为研究材料晶体结构、化学组成与宏观性能之间相互关系的主要探测手段之一。它不仅被列为岩矿、材料等专业本科生和研究生的必修课程,而且在物理、化学、地质、机械、环境等专业也被推荐为重要的选修课。在工业生产和质量控制领域中,X射线结构分析的应用日益广泛深入。鉴于学生及科技工作者学习X射线结构分析的根本目的在于解决具体的实际问题,而不只是仅仅了解和掌握它的基本理论,为此本书加强了研究方法和相关专业实际应用方面知识的传授。书中引证了近些年来国内外最新的研究成果和相关资料,并附有必要的图表、说明和计算公式,以期方便广大读者的学习和使用。
第一章X射线及其物理基础
第一节X射线的产生及其特点
第二节X射线的性质
第二章x射线衍射的运动学理论(I)
第一节X射线衍射的方向
第二节倒易点阵
第三节X射线衍射的强度
第三章X射线衍射的运动学理论(Ⅱ)
第一节X射线衍射强度的通用公式
第二节吸收对衍射强度的影响
第三节温度因子
第四节粉末法累积强度公式及强度计算实例
第四章X射线衍射分析的方法
第一节一般的X射线衍射分析法
第二节衍射仪法
第三节测定过程
第五章x射线物相分析
第一节定性分析
第二节定量分析
第三节相平衡图的测定
第四节结晶度的测定
第五节择优取向的测定
第六节晶体粒度大小及表面积的测定
第六章x射线的小角度散射
第一节X射线小角度散射原理
第二节X射线小角度散射实验
第三节X射线小角度散射方法的应用
第七章点阵常数的精确洲定
第一节粉末衍射线的指标化
第二节点阵常数测定中误差的来源
第三节点阵常数的精确测定法
第八章亚晶粒大小和显微畸变的测定
第一节衍射线的宽化
第二节K和K双重线的分离
第三节近似函数类型的选择
第四节几何宽化效应的分离
第五节“显微畸变”和亚晶粒细化两种效应的分离
第九章x射线应力测定
第一节X射线应力测定的基本原理
第二节宏观应力测定方法
第三节X射线宏观应力测定中的一些问题
第四节亚晶尺寸和微观应力的测定
第十章X射线在材料结构分析中的应用
第一节水泥及混凝土材料的结构分析
第二节陶瓷材料的结构分析
第三节高分子聚合物的结构分析
第四节粘土矿物的结构分析
第五节天然矿物的结构分析
第六节珠宝玉石的鉴定及结构分析
第七节渗碳钢中各物相含量的XRD分析
第八节植物药材中草酸钙结晶的结构分析
第九节XRD分析在其他方面的应用
参考文献
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第一章至第五章重点阐述X射线衍射的基本理论,第六章至第十章主要介绍X射线衍射的研究方法和实际应用。书中各章节既相互关联,又自成体系,内容由浅人深、简捷明了、便于自学。书中引述了近些年来国内外最新的研究成果及有关数据资料,并附有必要的图表和计算公式。
X射线荧光光谱仪主要由激发、色散、探测、记录及数据处理等单元组成。激发单元的作用是产生初级X射线。它由高压发生器和X光管组成。后者功率较大,用水和油同时冷却。色散单元的作用是分出想要波长的X射线。它由...
结构分析(structural analysis) 是对指定结构在承受预计荷载及发生外部变化(例如,支座移动及温度变化)所进行的预计分析
伽玛射线与X射线探伤除了传感器的区别外,最大的区别就是放射源:一个是采用放射性物质作放射源,一个是X射线发生器为放射源;一个是只要暴露就有射线辐射出来,而另一个设备不通电工作就完全没有辐射危险;所以,...
随着计算机技术的发展和应用,以X射线源强度和衍射仪器分辨率的提高,用多晶法进行较复杂化合物晶体结构测定成为可能,并取得了很大进展。可用多晶法测定的结构数目已超过400个,并以每年50个左右的速度增加。结构测定方法也已有很多报道,主要有最大熵法,Monte carlo法,模型构造法,能量最小法和单晶法,其中用单晶法从多晶数据直接求解结构是应用最广泛的方法,从复杂的氧化物到有机化合物的晶体结构测定都获得了成功。例如,同时用X光同步辐射和中子衍射收集的衍射数据,测定了复杂氧化物La3Ti5Al15O37的晶体结构。该化合物属单斜晶系,空间群为Cc,每个晶胞中含有60个独立原子,原子结构参数有178个。用多晶衍射数据进行结构分析的一般步骤是:
(1)样品准备和衍射数据收集;
(2)衍射数据的指标化和可能空间群的确定;
(3)结构振幅提取;
(4)结构解析:
(5)结构扩展和结构修正。
若在数据库中没有检索到样品的衍射图谱,则该样品可能为新化合物。使用直接法或帕特森方法测定晶体结构,一般需要的独立衍射峰数目为晶胞内独立原子个数为7-10倍,或待修正结构参数的3-5倍。这对单晶数据是容易满足的。然而通常的粉末衍射图谱是将三维空间的衍射数据投影到一维空间上,使得d值相近或完全相同,但结构振幅值相差很大的衍射峰重叠在一起,这样提取的结构振幅的误差较大。提取结构振幅较成熟的方法有两种,Pawley方法和Le Bail方法。这两种方法都是采用峰形拟合的方法,在晶体结构未知的情况下,使各个可能的衍射峰叠加与实验观察结果一致,以达到重叠峰分离的目的。两者的主要差别是Pawley方法是单峰拟合,而Le Bail方法是全谱拟合。用多晶数据求解结构就好像用较差的单晶数据求解结构一样。多晶求解结构获得成功的原因在于从多晶衍射数据中提取的大的归一化结构振幅值相对较准确,扩展相角所用的,以及正、负四重积关系式可以得到近似满足;另一个原因是虽然数据误差较大,但这些误差是随机分布,结果是使得ρ(r)值的背底提高,将一些轻原子埋在背底中,而那些重原子因为具有较强的散射能力,则仍可辨认。一般用多晶数据求解结构只能确定不对称晶胞中部分独立原子,不可能全部确定所有的原子位置,剩余的原子位置通过傅里叶和差值傅里叶合成确定。这是用多晶衍射数据求解结构的一个特点。根据上述单晶结构分析方法得到的晶胞中部分原子的位置(初步相角)和从分离重叠峰后所得到的各衍射线的结构振幅的绝对值。
一般气体渗氮后白层约为 20、30微米,有的高达50微米。而白层通常具有较大的脆性,这限制了渗氮工艺在某些重要机器零件上的应用。
对于白层产生脆性的原因和机理,有人认为是由于白层中出现
各种材料在同一快速渗氮条件,表面白层经逐层X射线结构衍射从图谱可以看出。同一种材料经不同工艺渗氮后,表面相差不多。不同钢种在相同工艺条件下,渗氮后白层厚度及相组成不一样,这是合金元素的作用。材料的化学成分不仅对白层的硬度,脆性影响极大,而且对白层的形成速度和相组成的影响也很大。
在白层中,合金元素或以弥散的合金氮化物相存在;或置换氮化铁中的铁原子以固熔方式存在。大多数研究者所进行的X射线结构分析尚未发现合金氮化物相,试验分析也未发现。因而可以认为在白层中,合金元素主要是固熔在铁的氮化物相中。而合金氮化物相即便存在,其量也很少。 2100433B
钢结构焊缝X射线检测报告
0 1 工件名称 板厚(mm) 焊接方法 胶片类型 有效透照长度 技术等级 合格级别 透照方式 焦距 管电流 曝光时间 4.具体的检测结果见《 X射线底片评定表》。 5.检测示意及编号示意见《无损检测部位示意图》。 1.检测总体情况: 2.检测结果: 3.一次检测合格率。 管电压 年 月 日 检测结果说明: 检测标准 增感方式 材料 仪器型号 钢结构焊缝 X射线检测报告 工程名称 1
石棉水泥尘肺胸部X射线分析
石棉水泥尘肺胸部X射线分析
X射线管在医学上用于诊断和治疗,在工业技术方面用于材料的无损检测、结构分析、光谱分析和底片曝光等。X射线对人体有害,使用时须采取有效防护措施。
物质结构的分析尽管可以采用中子衍射、电子衍射、红外光谱、穆斯堡尔谱等方法,但是X射线衍射是最有效的、应用最广泛的手段,而且X射线衍射是人类用来研究物质微观结构的第一种方法。X射线衍射的应用范围非常广泛,现已渗透到物理、化学、地球科学、材料科学以及各种工程技术科学中,成为一种重要的实验方法和结构分析手段,具有无损试样的优点。
X射线是一种波长很短(约为20~0.06埃)的电磁波,能穿透一定厚度的物质,并能使荧光物质发光、照相乳胶感光、气体电离。在用高能电子束轰击金属“靶”材产生X射线,它具有与靶中元素相对应的特定波长,称为特征(或标识)X射线。考虑到X射线的波长和晶体内部原子面间的距离相近,1912年德国物理学家劳厄(M.von Laue)提出一个重要的科学预见:晶体可以作为X射线的空间衍射光栅,即当一束 X射线通过晶体时将发生衍射,衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上加强,在其他方向上减弱。分析在照相底片上得到的衍射花样,便可确定晶体结构。这一预见随即为实验所验证。
X射线仪,是一种用来产生X射线的设备。
X射线仪可以分为工业用X射线仪和医用X射线仪。工业用X射线仪可以按照产生射线的强度分硬射线机和软射线机。用于理化检测的衍射分析仪等属于软射线,而用于大,厚材料的检测的是硬射线。硬射线的产生可以用高压电的办法,如100Kv 或300Kv的电压加到x射线管字上,产生的射线可以穿透5--50mm的钢板。而用电子加速器的办法可以产生穿透100mm以上的钢板的射线。使用高压电办法的机器可分为,便携式,和移动式(固定式)。
X射线仪原理、构造及发现:1895年德国物理学家伦琴在研究阴极射线管中气体放电现象时,用一只嵌有两个金属电极(一个叫做阳极,一个叫做阴极)的密封玻璃管,在电极两端加上几万伏的高压电,用抽气机从玻璃管内抽出空气。为了遮住高压放电时的光线(一种弧光)外泄,在玻璃管外面套上一层黑色纸板。他在暗室中进行这项实验时,偶然发现距离玻璃管两米远的地方,一块用铂氰化钡溶液浸洗过的纸板发出明亮的荧光。再进一步试验,用纸板、木板、衣服及厚约两千页的书,都遮挡不住这种荧光。更令人惊奇的是,当用手去拿这块发荧光的纸板时,竞在纸板上看到了手骨的影像。当时伦琴认定:这是一种人眼看不见、但能穿透物体的射线。因无法解释它的原理,不明它的性质,故借用了数学中代表未知数的"X"作为代号,称为"X"射线(或称X射线或简称X线)。这就是X射线的发现与名称的由来。工业射线机正是使用了这种特性,利用高压变压器加在两个金属电极上的高压产生射线。X射线仪用于航天,石油建设,天然气管道,锅炉,压力容器等无损探伤中不可缺少的设备。