8第八章 x射线

第八章 x 射线

一、学习要点

１．x 射线的产生与性质 ２．x 射线的连续谱

３．x 射线的标识谱、莫色勒定律；４．x 射线的吸收、吸收限；

５. 康普顿效应

二、基本练习

１．褚书P248—P249习题：１.３.４.５.７.８

２．选择题：

（１）伦琴连续光谱有一个短波限λmin ，它与：

Ａ.对阴极材料有关； Ｂ.对阴极材料和入射电子能量有关； Ｃ .对阴极材料无关，与入射电子能量有关；Ｄ.对阴极材料和入射电子能量无关 . （２）原子发射伦琴射线标识谱的条件是：

Ａ.原子外层电子被激发；Ｂ.原子外层电子被电离；

Ｃ.原子内层电子被移走；Ｄ.原子中电子自旋―轨道作用很强 .

（３）各种元素的伦琴线状谱有如下特点：

Ａ.与对阴极材料无关，有相仿结构，形成谱线系；

Ｂ.与对阴极材料无关，无相仿结构，形成谱线系；

Ｃ.与对阴极材料有关，无相仿结构，形成谱线系；

Ｄ.与对阴极材料有关，有相仿结构，形成谱线系.

(４)莫色勒定律是一个实验定律，理论上也可以给予解释，它的适用范围是： Ａ.只对K 线系成立； Ｂ.对K 线系成立，其他实验没观察到；

Ｃ.对Ｋ、Ｌ、Ｍ线系成立；Ｄ.对Ｋ、Ｌ、Ｍ线系理论上都成立,实际上只观察到Ｋ线系 . ３.简答与计算

（1）简述康普顿散射实验原理、装置、过程和结果分析，如何用该实验来测定普朗克常数？

（2）简述X 射线连续谱的特点、产生机制. 什么是轫致辐射？

（3）简述X 射线标识谱的特点、产生机制. 写出K 线系的莫色莱定律.

（4）在康普顿散射中，入射光子的波长为0.0030nm ，反冲电子的速度为光速的0.6倍，求散射光子的波长和散射角.（1998中山大学）

（5）证明：在康普顿散射中反冲电子的动能K 和入射光子的能量E 之间的关系为 2sin 22sin 2202θ

λλθλλλc c E K +=?=，其中nm 0024.0==c

m h e c λ为康普顿波长.（2000中山大学）

X射线衍射的物相分析

X射线衍射的物相分析 一、实验目的： （1）熟悉Philips X射线衍射仪的基本结构和工作原理； （2）学会粉末样品的制样及基本的测试过程； （3）掌握利用X射线衍射谱图进行物相分析的方法； 二、实验仪器 （1）制样：未知粉末样品、药匙、酒精（用于擦拭研钵）、研钵、专用进样片； （2）测试：Philips X'pert X射线衍射仪； 三、实验原理 当一束单色x 射线电磁波照射晶体时，晶体中原子周围的电子受x 射线周期变化的电场作用而振动，从而使每个电子都变为发射球面电磁波的次生波源。所发射球面波的频率、与入射的x 射线相一致。基于晶体结构的周期性，晶体中各个电子的散射波可相互干涉而 叠加，称之为相干散射或衍射。 四、实验条件的选择 （1）用于粉末晶体衍射的射线波长一般为0.5～2.5?，本实验中使用的为Cu靶； （2）滤波片选用Ni，因为滤波片是用于吸收Cu的Kβ线，而Ni的吸收限位于Cu的Kα与Kβ之间且靠近Kα线； （3）狭缝参数的选择：在X射线衍射仪的光路中有五个狭缝：梭拉狭缝（两只）、发散狭缝、散射狭缝、接受狭缝。 a. 梭拉狭缝是用来限制X光垂直发散度的，梭拉狭缝发散度的大小对强度和分辨率都有 很大影响，两只狭缝分别位于X光管之后和探测器前。 b. 发散狭缝是用来限制样品表面初级X射线水发散度的，加大狭缝，分辨率降低但强度 增加，可根据实际所需的测试要求进行调解；

c. 散射狭缝用来减少非相干散射及本底等因素造成的背景，提高峰背比，它与发散狭缝配对使用且角度相同； d. 接受狭缝是用来限定进入探测器的X 衍射线的。它位于衍射线的焦点。测量时如果主要为了提高分辨率，应该选择较小的接受狭缝。如果为了提高衍射强度，则应加大接受狭缝。 五、实验操作 1.样品制备： A ．测试对于样品粒径的大小并没有严格的要求，但是粒径过大或者不均匀会谱图中锋的相对高度发生变化，导致在对比所得谱图与PDF 标准卡时需要对衍射峰进行大量的排列组合。 B. 测试样品在装入样品板之前必须用毛玻璃将待测表面打磨至完全光滑，并且保证样品的表面与样品板相平。 2.样品扫描 将样品板装入样品台，将防护罩关闭，设定好控制程序，开始扫描，扫描期间面板“shutter open ”指示灯亮起，此时不可以强行打开防护罩，否则会导致仪器强行停止损坏X 光管； 实验中X 光管的高压值设定为4Kv ，电流35mA ；扫描的起始角为10o ，终止角为80o （2θ） 3.结果保存 扫描完成后，当“shutter open ”指示灯熄灭时，确认防护罩解锁后方可打开，取出样品。将数据在highscore 软件中进行处理，软件可以按照要求标示出图中的峰位置，再用软件去除K β线，标示出各个锋的相对高度及d 值，打印结果。 4.利用标准PDF 卡片对未知粉末进行物相分析 将所得的谱图与标准卡片进行对比，有时可能由于峰的相对强度有偏差导致在查找时要对三强线的顺序作出相应调整。d 值的测量受到仪器状态及其他外在因素的影响有一定偏差，这也给查表过程带来了一定难度。 六、实验结果分析 实验中测得未知粉末样品的三强线（three strong lines ）分别是 3.34525 ?、4.25729 ?、1.81808 ?，在标准卡片中查找，由于实验条件等因素限制使得测试结果与标准值有一定偏差，最终确定未知样品粉末为二氧化硅，即合成高纯石英（ silicon oxide quartz high-synetic ），PDF 编号为89-3433，标准值的三强线分别为3.40 ?、4.34 ?、2.01 ?。 未知粉末的物理性质：白色固体粉末，无特殊光泽，粒径较小，研磨时发现硬度较大，无特殊气味，初步测试不溶于水和酒精溶液。 d 值偏差计算： 0000 3.34525 3.40 100 1.613.40 -?=

工程制图第八章8-6看零件图

§8-6 看零件图 看零件图就是根据零件图的各视图，分析和想象该零件的结构形状，弄清全部尺寸及各项技术要求等，根据零件的作用及相关工艺知识，对零件进行结构分析。看组合体视图的方法，是看零件图的重要基础。下面以图8－44为例说明看零件图的方法步骤。 图8－44 缸体零件图 一、概括了解 图8－44所示是液压油缸的缸体，从标题栏中可以知道零件的名称、材料、重量、件数和图样的比例等。即零件名称为缸体，材料为HT200，它用来安装活塞、缸盖和活塞杆等零件，它属于箱体类零件。 二、看视图，想象结构形状 1.分析表达方案：（1）找出主视图；（2）分析有多少个视图、剖视、断面等，同时找出它们的名称、相互位置和投影关系；（3）有剖视、断面的地方要找到剖切面的位置；（4）有局部视图、斜视图的地方，必须找到投射部位的字母和表示投射方向的箭头；（5）有无局部放

大图及简化画法等。 2.想象零件的结构形状：想象顺序如下：（1）先看大致轮廓，并按线框将视图分解为几个部分；（2）对每一部分的外部结构进行分析，逐个看懂；（3）对每一部分的内部结构进行分析，逐个看懂；（4）对于局部难懂的部分还要进行线面分析，搞清投影关系，想象出其结构形状；（5）综合分析，得出零件的整体结构和形状。 缸体零件图采用了三个基本视图，主视图是过前后对称面剖切的全剖视图，主要表达缸体内腔结构形状；俯视图采用视图主要表达缸体零件外形结构；左视图采用A —A 半剖视图和局部剖视图，它们表达了圆柱形缸体与底板连接情况，连接缸盖螺孔的分布和底板上的沉头孔。 分析三个视图可知：该零件主要由两大部分构成：1）安装底板，俯视图表达了底板形状和四个沉头孔、两个圆锥销孔的分布情况，以及两个螺孔所在凸台的形状。2)侧垂圆柱（即缸体），缸体外部是阶梯圆柱，左端大，右端小，左右两端的上方均有一马蹄形凸台，缸体内腔的右端是空刀部分，φ8的凸台起到限定活塞工作位置的作用，上部左右两个螺孔是连接油管用的螺孔，左视图表达了圆柱形缸体与底板的连接情况，连接缸盖螺孔的分布和底板上的沉头孔。 三、分析尺寸 尺寸分析可按下列顺序进行：（1）根据零件的结构特点，了解基准及尺寸标注形式；（2）根据形体和结构分析，了解定形尺寸和定位尺寸；（3）确定零件的总体尺寸。 缸体长度方向的主要尺寸基准是左端面，从基准出发标注定位尺寸80、15，定形尺寸95、30等，并以辅助基准标注了缸体底板上的定位尺寸10、20、40，定形尺寸60、R10。宽度方向主要尺寸基准是缸体前后对称面的中心线，并注出底板上的定位尺寸72和定形尺寸92、50。高度方向的尺寸基准是缸体底面，并注出定位尺寸40，定形尺寸5、12、75。以φ35039.00+-的 轴线为辅助基准标注径向尺寸φ55、φ52、φ40等。 四、看技术要求 缸体活塞孔φ35039.00+-和圆锥销孔，前者是工作面并要求防止泄漏,后者是定位面，所以表 面粗糙度Ra 的最大允许值为μm ；其次是安装缸盖的左端面，为密封平面，Ra 值μm 。φ35039.00 +-的轴线与底板安装面B 的平行度公差为；左端面与φ35039.00+-的轴线垂直度公差为。因为油缸的介质是压力油，所以缸体不应有缩孔，加工后还要进行保压试验。

X射线物相分析实验报告

实验X射线物相分析 1．了解X射线衍射仪的结构及工作原理。 2．掌握X射线衍射物相定性分析的原理、实验方法以及物相检索方法。二、实验原理 当一束单色X射线照射到某一结晶物质上，由于晶体中原子的排列具有周期性，当某一层原子面的晶面间距d与X射线入射角之间满足布拉格（Bragg）方程：2d sin = （为入射X射线的波长）时，就会产生衍射现象。X射线物相分析就是指通过比较结晶物质的X射线衍射花样来分析待测试样中含有何种或哪几种结晶物质（物相）。 任何一种结晶物质都有自己特定的结构参数，即点阵类型、晶胞大小、晶胞中原子或离子的数目、位置等等。这些结构参数与X射线的衍射角和衍射强度I 有着对应关系，结构参数不同则X射线衍射花样也各不相同。因此，当X射线被晶体衍射时，每一种结晶物质都有自己独特的衍射花样，不存在两种衍射花样完全相同的物质。 通常用表征衍射线位置的晶面间距d（或衍射角2）和衍射线相对强度I的数据来代表衍射花样，即以晶面间距d为横坐标，衍射相对强度I为纵坐标绘制X射线衍射图谱。目前已知的结晶物质有成千上万种。事先在一定的规范条件下对所有已知的结晶物质进行X射线衍射，获得一套所有结晶物质的标准X射线衍射图谱（即d-I数据），建立成数据库。当对某种材料进行物相分析时，只需要将其X射线衍射图谱与数据库中的标准X射线衍射图谱进行比对，就可以确定材料的物相，如同根据指纹来鉴别人一样。 各种已知物相X射线衍射花样的收集、校订和编辑出版工作目前由国际性组织“粉末衍射标准联合委员会（JCPDS）”负责，每一种物相的X射线衍射花样制成一张卡片，称为粉末衍射卡，简称PDF卡，或称JCPDS卡。通常的X射线物相分析即是利用PDF卡片进行物相检索和分析。 当多种结晶物质同时产生衍射时，其衍射花样也是各种物质自身衍射花样的机械叠加——它们相互独立，不会相互干涉。逐一比较就可以在重叠的衍射花样中

第六章X射线物相分析

第六章X射线物相分析 如：Fc+C 淬火>M〔体心立方〉 "￥（面心立方〉（缶工4） 则说，M 丫是两个晶体结构不同的晶体，也就是两个相。任何一种结晶物质（纯金属、固溶体、化合物等）都有自己特定的晶体结构。 因此，在X射线衍射时，都要产生一定的X射线衍射谱。 反之，根据衍射谱的特点-判断物质的晶体结构的有无一一定性分析。 根据衍射线的强度分布一判断各种相的相对数量一一定量分析。 相的微观结构受成分、生产工艺热处理工艺的影响； 成分、生产工艺、热处理工艺------------- > 微观结构（相组成、相含量、相形态、相分布）「决走、 '力学性质。 所以，物相分析是分析成分、生产工艺、热处理工艺、力学性质之间的关系。 金相：根据相的形貌判断相的特征。要与标准图谱对照，不能看原子排列方式等，只有含量多的时后才能进行定量分析。所以不能准确地进行定性、定量分析。 近代电子显微术：只能进行微区的定量分析。 磁性分析：可分析奥氏体含量，即只能分析有磁性的材料。 X射线：是宏观的、大尺度的信息，与宏观的结构、力学性质靠近。 第一节定性相分析

特定的晶体结构（包枱结鶴美型、韜胞恸形状和丸水、晶胞 申原那 离子或分予內笳种、隸目和位匠） 特有的衍射花样（衍射线的位貫和强摩） ??? X 射线衍射谱，就如同人的指纹一样，是每一种晶体物质的特征，是鉴别晶体物质的 标志。 如果将两种或两种以上的晶体物质混合在一起， 则组成混合物的各相产生的衍射花样是 独立的、机械叠加。 根据衍射谱的特点 的 内容。 ——邑—> 确定物相的晶体结构和相的种类一一就是定性分析 前面所述的方法，对立方晶系较简单，其它晶系则复杂了，且只能计算出晶体物质的晶 体学参数，而物质是什么相，必须查对晶体学手册。 1.1原理 !5 20 I LJJ IL X 壮r ―i 舟 F \ oi = I L I L L L G 1

2017X射线衍射及物相分析实验报告写法

请将以下内容手写或打印在中原工学院实验报告纸上。 实验报告内容：文中红体字部分请删除后补上自己写的内容班级学号姓名 综合实验X射线衍射仪的使用及物相分析 实验时间，地点 一、实验目的 １．了解x射线衍射仪的构造及使用方法； ２．熟悉x射线衍射仪对样品制备的要求； ３．学会对x射线衍射仪的衍射结果进行简单物相分析。 二、实验原理 （X射线衍射及物相分析原理分别见《材料现代分析方法》第一、二、三、五章。）三、实验设备 Ultima IV型变温全自动组合粉末多晶X射线衍射仪。 （以下为参考内容） X衍射仪由X射线发生器、测角仪、记录仪等几部分组成。 图1热电子密封式X射线管的示意图 图1是目前常用的热电子密封式X射线管的示意图。阴极由钨丝绕成螺线形，工作时

通电至白热状态。由于阴阳极间有几十千伏的电压，故热电子以高速撞击阳极靶面。为防止灯丝氧化并保证电子流稳定，管内抽成1.33×10-9~1.33×10-11的高真空。为使电子束集中，在灯丝外设有聚焦罩。阳极靶由熔点高、导热性好的铜制成，靶面上被一层纯金属。常用的金属材料有Cr ，Fe ，Co ，Ni ，Cu ，Mo ，W 等。当高速电子撞击阳极靶面时，便有部分动能转化为X 射线，但其中约有99%将转变为热。为了保护阳极靶面，管子工作时需强制冷却。为了使用流水冷却和操作者的安全，应使X 射线管的阳极接地，而阴极则由高压电缆加上负高压。x 射线管有相当厚的金属管套，使X 射线只能从窗口射出。窗口由吸收系数较低的Be 片制成。结构分析用X 射线管通常有四个对称的窗口，靶面上被电子袭击的范围称为焦点，它是发射X 射线的源泉。用螺线形灯丝时，焦点的形状为长方形（面积常为1mm ×10mm ），此称为实际焦点。窗口位置的设计，使得射出的X 射线与靶面成60角（图2），从长方形的短边上的窗口所看到的焦点为1mm 2正方形，称点焦点，在长边方向看则得到线焦点。一般的照相多采用点焦点，而线焦点则多用在衍射仪上。 图2 在与靶面成60 角的方向上接收X 射线束的示意图 自动化衍射仪采用微计算机进行程序的自动控制。图3为日本生产的Ultima IV 型 变温全自动组合粉末多晶X 射线衍射仪工作原理方框图。入射X 射线经狭缝照射到多晶试样上，衍射线的单色化可借助于滤波片或单色器。衍射线被探测器所接收，电脉冲经放大后进人脉冲高度分析器。信号脉冲可送至计数率仪，并在记录仪上画出衍射图。脉冲亦可送至计数器（以往称为定标器），经徽处理机进行寻峰、计算峰积分强度或宽度、扣除背底等处理，并在屏幕上显示或通过打印机将所需的图形或数据输出。控制衍射仪的专用微机可通过带编码器的步进电机控制试样(θ)及探测器(2θ)进行连续扫描、阶梯扫描，连动或分别动作等等。目前，衍射仪都配备计算机数据处理系统，使衍射仪的功能进一步扩展，自动化水平更加提高。衍射仪目前已具有采集衍射资料，处理图形数据，查找管理文件以及自动进行物相定性分析等功能。 物相定性分析是X 射线衍射分析中最常用的一项测试，衍射仪可自动完成这一过程。首先，仪器按所给定的条件进行衍射数据自动采集，接着进行寻峰处理并自动启动程序。当检索开始时，操作者要选择输出级别（扼要输出、标准输出或详细输出），选择所检索的数据库（在计算机硬盘上，存贮着物相数据库，约有物相176000种，并设有无机、

第八章 零件图

第八章零件图 一、填空题 1、零件图一般应包括如下四方面内容：一组表达零件的视图、、 和。 2、技术要求包括、、、等各项要求。 3．常见的零件按形状特点可分为零件、零件、零件、零件四种。 4、看零件图的步骤是：先看，再看，看，最后看。 5、配合是指相互结合的孔和轴公差带之间的关系，两者必须相同。 二、读零件图 1、搅拌器 （1）该零件属__________类零件，用______个图形表达，主视图采用_____________画法。（2）用指引线标出此零件的尺寸基准，并指明是哪个方向的基准。 （3）图中2×0.5所表示的结构中，2是表示_____________，0.5表示_____________，请用另一种表达方式表达该结构的尺寸________________。 （4）键槽的定位尺寸是。 （5）图中（60）表示________ _尺寸，未注倒角尺寸2×450中2表示_______，该尺寸又可以表示为。 2、主轴 1.该零件的基本形体是体，属于类零件。该零件采用的比例为，其含义是。 2.该零件的结构形状共用个图形表达，其中视图采用剖视图。另外还用了断面和一个图。

3.轴上的键槽的长度是，宽度为，深度为，其定位尺寸为。 4.沉孔的定形尺寸为，其定位尺寸为。 5.2×1.5表示。 6.零件上φ40h6这段的长度是，其表面粗糙度代号为。 7.φ40h6（0，-0。016）表示其基本尺寸为，上偏差为，下偏差为，最大极限尺寸为，最小极限尺寸为，公差为。 8.按1：1画出C-C断面图。 3、轴 1.该零件共用了个图形表达。其中主视图中两处采用了的表示法，下方的三个图称为图，上方标“2：1”的图称为图；主视图上方的图称为图。 2.该零件的右边画有两相交的细实线表示的画法。 3.右图上标“2：1”的比例是指与相应要素的线性尺寸之比。 4.图中键槽的定形尺寸为、、；定位尺寸为。 5.该零件的轴向尺寸基准为，径向尺寸基准为。 6.表面粗糙度要求最严处的代号为；该轴左端面的表面粗糙度的代号为，表示用方法获得的表面粗糙度。 尺寸，14表示，-0.018是，-0.016 7.图中标注的14－0.018 －0.061 是，公差为。

X射线多晶衍射法物相分析

X 射线多晶衍射法物相分析 1 目的要求 (1) 掌握X 射线多晶衍射法的实验原理和技术。 (2) 学会根据X 射线衍射图，使用X 射线粉末衍射索引和卡片进行物相分析。 2 基本原理 若以 代表晶体的一族晶面的指标， 是这族晶面中相邻两平面的间距，入射X 射线与这族晶面的夹角 满足下面布拉格方程时，就可产生衍射。 式中n 为整数，表示相邻两晶面的光程差为n 个波，所以n 又叫衍射级数，式中 常 用 表示， 称为衍射指标，它和晶面指标是整数位关系。 当单色X 射线照到多晶样品上时，由于多晶样品中含有许许多多小晶粒，它们取向随机地聚集在一起，同样一族晶面和X 射线夹角为θ的方向有无数个，产生无数个衍射，形成以 入射线为中心， 为顶角的衍射圆锥，它将对应于X 射线衍射图谱的一个衍射峰。多晶样品中有许多晶面族，当它们符合衍射条件时，相应地会形成许多以入射线为中心轴张角不同的衍射线。不同的晶面其晶面间距不同，可见晶面间距决定了衍射峰的位置，而晶面间距d 是晶胞参数的函数，所以衍射峰的位置是由晶胞参数所决定的。至于衍射峰的强度I 与结构因子｜F ｜2成正比，而｜F ｜2是晶胞内原子的种类、数量、坐标的函数，因此，衍射强度是由晶胞的结构所决定的。由于每一种晶体都有它特定的结构，不可能有两种不同的晶体物质具有完全相同的晶胞参数和晶胞结构，也就不会有两种不同的物质具有完全相同的衍射图，晶体衍射图就象人的指纹一样各不相同，即每种晶体都有它自己的“d/n ～I ”数据，可以据此来鉴别晶体物质的物相。若一物质含有多种物相，这几种物相给出各自的衍射图，彼此独立，互不相干，即由几种物相组成的固体样品的衍射图，是各个物相的衍射图，按各物相的比例，简单叠加在一起构成的。这样就十分有利于对多相体系进行全面的物相分析了。 国际粉末衍射标准联合会(JCPDS)已收集了几万种晶体的衍射标准数据，并编制了一套X 射线粉末衍射卡片(PDF ，其内容和检索方法见附2)。实际工作中只要测得试样的多晶衍射数据，再去查对粉末衍射卡片，即可鉴定试样，进行物相分析。 3 仪器 试剂 X 射线衍射仪 玛瑙研钵 分样筛 粉末样品板 选择若干合适晶体的未知物样品 4 实验步骤 (1)预习：有条件的情况下，利用附1介绍的X 射线多晶衍射法物相分析的模拟软件，预习X 射线多晶衍射法进行物相分析的基本过程。 (2)制样：用玛瑙研钵将样品研细后，通过325目筛，将筛下物放在样品板的槽内，略高于槽面，用不锈钢片适当压紧样品，且表面光滑平整，必要时可滴一层酒精溶液(或溶有少量苯乙烯的甲苯溶液)，然后将样品板轻轻地插在测角仪中心的样品架上。 (3)测试： ①首先打开冷却水阀门和总电源及计算机稳压电源。 ②打开X 射线发生器总电源，将稳压、稳流调节至最小值，关好防护罩门，调整好水量，)(l k h '''l k h d ' ''l n k n h n ' ''θλθn d l n k n h n l k h ='''''' sin 2l n k n h n '''hkl hkl θ4