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變溫XRD中X射線衍射以后的應(yīng)用要是幾方面

更新時間:2021-09-22      點擊次數(shù):1817
  X射線衍射,通過對材料進行X射線衍射,分析其衍射圖譜,獲得材料的成分、材料內(nèi)部原子或分子的結(jié)構(gòu)或形態(tài)等信息的研究手段。用于確定晶體結(jié)構(gòu)。其中晶體結(jié)構(gòu)導(dǎo)致入射X射線束衍射到許多特定方向。 通過測量這些衍射光束的角度和強度,晶體學(xué)家可以產(chǎn)生晶體內(nèi)電子密度的三維圖像。 根據(jù)該電子密度,可以確定晶體中原子的平均位置,以及它們的化學(xué)鍵和各種其他信息。
 
  目前 X射線衍射(包括散射)已經(jīng)成為研究晶體物質(zhì)和某些非晶態(tài)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的有效方法。在金屬中的主要應(yīng)用有以下方面:
 
  物相分析 是 X射線衍射在金屬中用得最多的方面,分定性分析和定量分析。前者把對材料測得的點陣平面間距及衍射強度與標(biāo)準(zhǔn)物相的衍射數(shù)據(jù)相比較,確定材料中存在的物相;后者則根據(jù)衍射花樣的強度,確定材料中各相的含量。在研究性能和各相含量的關(guān)系和檢查材料的成分配比及隨后的處理規(guī)程是否合理等方面都得到廣泛應(yīng)用。
 
  精密測定點陣參數(shù) 常用于相圖的固態(tài)溶解度曲線的測定。溶解度的變化往往引起點陣常數(shù)的變化;當(dāng)達到溶解限后,溶質(zhì)的繼續(xù)增加引起新相的析出,不再引起點陣常數(shù)的變化。這個轉(zhuǎn)折點即為溶解限。另外點陣常數(shù)的精密測定可得到單位晶胞原子數(shù),從而確定固溶體類型;還可以計算出密度、膨脹系數(shù)等有用的物理常數(shù)。
 
  取向分析 包括測定單晶取向和多晶的結(jié)構(gòu)(見擇優(yōu)取向)。測定硅鋼片的取向就是一例。另外,為研究金屬的范性形變過程,如孿生、滑移、滑移面的轉(zhuǎn)動等,也與取向的測定有關(guān)。
 
  晶粒(嵌鑲塊)大小和微觀應(yīng)力的測定 由衍射花樣的形狀和強度可計算晶粒和微應(yīng)力的大小。在形變和熱處理過程中這兩者有明顯變化,它直接影響材料的性能。
 
  宏觀應(yīng)力的測定 宏觀殘留應(yīng)力的方向和大小,直接影響機器零件的使用壽命。利用測量點陣平面在不同方向上的間距的變化,可計算出殘留應(yīng)力的大小和方向。
 
  對晶體結(jié)構(gòu)不完整性的研究 包括對層錯、位錯、原子靜態(tài)或動態(tài)地偏離平衡位置,短程有序,原子偏聚等方面的研究(見晶體缺陷)。
 
  合金相變 包括脫溶、有序無序轉(zhuǎn)變、母相新相的晶體學(xué)關(guān)系,等等。
 
  結(jié)構(gòu)分析 對新發(fā)現(xiàn)的合金相進行測定,確定點陣類型、點陣參數(shù)、對稱性、原子位置等晶體學(xué)數(shù)據(jù)。
 
  液態(tài)金屬和非晶態(tài)金屬 研究非晶態(tài)金屬和液態(tài)金屬結(jié)構(gòu),如測定近程序參量、配位數(shù)等。
 
  特殊狀態(tài)下的分析 在高溫、低溫和瞬時的動態(tài)分析。
 
  此外,小角度散射用于研究電子濃度不均勻區(qū)的形狀和大小,X射線形貌術(shù)用于研究近完整晶體中的缺陷如位錯線等,也得到了重視。
 
  物相分析
 
  對于組成元素未知的單組份化合物或者多組分混合物,直接用XRD進行物相分析是存在一定問題的,由于同族的元素具有相似的性質(zhì)和晶體結(jié)構(gòu)。造成在同位置出現(xiàn)衍射峰,從而不能確定物相。所以對于未知組成的晶態(tài)化合物首先要進行元素的定性分析。
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