上海交通大学：《材料组织结构表征》课程教学资源（课件讲义）2. X射线衍射-X射线性质

二、X射线的性质

二、X射线的性质

二、X射线的性质 ·X射线的本质 ·X射线的产生 ·X射线与物质相互作用

二、X射线的性质 • X射线的本质 • X射线的产生 • X射线与物质相互作用

X射线的本质 E Wavelength,入 E,=E,sin2x(-0） H Wavelength,A sKeI-A SAEI-X 1jotAenm APMOIOI o!peI X-ray 0.01nm-10nm 10121011101010910107103810510410310210110° Vavelength,入(m) XRD 0.05nm-0.25nm 400 500 600 700 Wavelength(nanometers)

X射线的本质 sin2 ( ) , 0 vt x Ex t  E    X-ray 0.01nm-10nm XRD 0.05nm-0.25nm

X射线的产生 阴极射线管 3 5 1一高压变压器2一灯丝变压器 3一X射线管 4一阳极5一阴极6一电子7一X射线

X射线的产生 阴极射线管

连续X射线谱（韧致辐射） 150kV 50mA 78-P1 4 I40 40 47-Ag 2 30 42-Mo 29-Cu 24-Cr 13 0 10 ASWL 0.05 0.1 0.15 ASWL 4m AsWL Am λ/nm eU=hymax-hc/o 2=1.24/U I连续谱=aiZU2

连续X射线谱(韧致辐射) eU=hvmax =hc/λ0 0  1.24 U I连续谱= α i Z U2

连续X射线谱（韧致辐射） 连续谱分布曲线下所包围的面积，与连续X射线总强度成正比 1连续谱=aiZU 常数α值约1.11.4×109V1,Z靶材原子序数，i管电流A X射线管发射连续X射线的效率门 7=连续射线总强度/射线管功率 (@izU')/(iU)=azu

连续谱分布曲线下所包围的面积 ，与连续X射线总强度成正比 连续X射线谱(韧致辐射) I连续谱= α i Z U2 常数α值约1.1～1.4×10-9 V-1 ，Z靶材原子序数，i 管电流A X射线管发射连续X射线的效率η  iZU  iU ZU X X 2       连续 射线总强度 射线管功率

特征X射线谱（特征辐射） 11 10 First observed by Barkla Sadler in 1909 特征时 6 5 Mo 3 25 连续钢射 3 20 2 15 40 5 0.2 短放

特征X射线谱(特征辐射) Mo First observed by Barkla & Sadler in 1909

特征X射线谱（特征辐射） n Dsn Miu 1/2 n 1 LB1 3/21 2P32 -I2LI'PI 1212Sn L84 LB3 Li Lai 不同外层电子跃迁至同一内层所辐射出 的特征谱线，属于同一线系 K系、L系、M系 xa=(2xa+元ka2)/3 电子跃迁所跨越能级数目1,2,3.… Ka2 KB1 L层到K层：Ka 10- 1 K 'Sin M层到K层：KB I(AKa)=5I(AKg) Kal KB2 (b)

不同外层电子跃迁至同一内层所辐射出 的特征谱线，属于同一线系 K系、L系、M系 电子跃迁所跨越能级数目1，2，3… L层到K层：Kα M层到K层：Kβ 特征X射线谱(特征辐射) K  2K1 K2  3

特征X射线谱（特征辐射） 表7-1常用靶材K系特征X射线波长及相关数据 临界激 工作 被强烈吸收 靶子元素 原子系数 Kal/nm K2/nm K./nm Ka/nm λk/nm 发电压 电压 及散射的元素 2 (Ux)/kV /kV K。 Ka 24 0.22896 0.229 35 0.2209 48 0.20701 5.98 20-25 Ti、So、Ca V 26 0.19360 0.19399 0.19373 0.17565 0.17438 7.10 25-30 Cr、V、Tl Mn 22 0 0.17889 0.17928 0.17902 0.162 08 0.16881 7.71 30 Mn、Cr、V Fe 28 0.16578 0.16610 0.16591 0.15001 0.14880 8.20 30-35 Fe、Mn、Cr Co 29 0.15405 0.15443 0.15418 0.13922 0.13804 8.80 35-40 Co、Fe、Mn Ni 42 0.07093 0.07135 0.07107 0.06323 0.06198 20.0 50-55 Y、Sr、Ru Nb、Zr 638 Ag 47 0.05594 0.05 0.05609 0.04020 0.04835 26.5 55-60 Ru、Mo、NbPd、Rh

特征X射线谱(特征辐射)

特征X射线谱（特征辐射） 11 莫塞莱定律 10 特征权特 1 5 Mo K2 R( 35 25 15 n:电子跃迁所跨越能级 数目1,2,3.… 5 0。 0.2 0 短放叙 3 A/nm

特征X射线谱(特征辐射) Mo ( ) 1 2    K Z  𝐾2 = 𝑅( 1 𝑛2 2 − 1 𝑛1 2 ) 莫塞莱定律 n：电子跃迁所跨越能级 数目1，2，3…