2018年第一学期材料研究方法课程教学--X射线衍射部分

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《X射线衍射》部分思考题

1、证明(011-

)、(1

2

1

-

)、(21

3

-

)、(0

-

11)、(1

-

32)晶面属于[111]晶带。

2、X射线衍射实验有哪些实验方法?简述各自实验条件。采用X射线衍射仪法

进行分析时,准备试样需要考虑哪些因素?

3、实验中选择X射线管以及滤波片的原则是什么?已知一个以Fe为主要成分的样品,试选择合适的X射线管和合适的滤波片。

4、布拉格方程式有何用途?

5、试比较衍射仪法与德拜法的优缺点?

6、多重性因子的物理意义是什么?某立方晶系晶体,其{100}的多重性因子是多少?如该晶体转变为四方晶系,这个晶面族的多重性因子会发生什么变化?

7、物相定性分析的原理是什么?对食盐进行化学分析与物相定性分析,所得信息有何不同?请说明多相混合物物相定性分析的原理与方法?

8、原子散射因数的物理意义是什么?某元素的原子散射因数与其原子序数有何关系?

9、对于晶粒直径分别为100,75,50,25nm的粉末衍射图形,请计算由于晶粒细化引起的衍射线条宽化幅度B(设θ=450,λ=0.15nm)。对于晶粒直径为25nm 的粉末,试计算θ=100、450、800时的B值。

10、罗伦兹因数是表示什么对衍射强度的影响?其表达式是综合了哪几方面考虑而得出的?

11、CuKα射线(λkα=0.154nm)照射Cu样品,已知Cu的点阵常数为0.361nm,试用布拉格方程求其(200)反射的θ角。

12、有一四方晶系晶体,其每个单位晶胞中含有位于:[0 1/2 1/4]、[1/2 0 1/4]、[1/2 0 3/4]、[0 1/2 3/4]上的四个同类原子,试导出其F2的简化表达式;该晶体属哪种布拉维点阵?计算出(100)、(002)、(111)、(001)反射的F2值。

13、某陶瓷坯料经衍射定性分析为高岭石、石英和长石原料组成,称取2.588g样品做衍射实验,其中它们的最强线各为1864、923、620(CPS),已知参比强度各为3.4、2.7、4.2,定量各原料的含量。

14、为使CuKα线的强度衰减0.5,需要用多厚的Ni滤波片?CuKα1和CuKα2的强度比在入射时为1:2,仍采用上述厚度的Ni滤波片之后,其比值有什么变化?(Ni的密度为8.96g/cm3,质量吸收系数为52.7cm2⋅g-1,Cu-λKα=0.15418nm,

Cu-λkα1=0.154050nm,Cu-λKα2=0.154434nm)

15、CuKαX射线得到W(体心立方结构)的Debye-Scherrer图形,最初的4根线条的位置如表格所示,请标出各衍射线的衍射指数,然后计算各衍射线的积分

强度之比,其中第1条衍射线作为10。 (不考虑温度因子和吸收因子,

()M e A F p I 2222cos sin 2cos 1-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=θθθθ相对)

衍射线

θ 1

20.30 2

29.20 3

36.70 4 43.60 16、在衍射仪上用铁的K α辐射扫测钨的衍射花样,如忽略温度因数,试求200110:I I 。已知:nm Fe K 1987.0=-αλ,nm W 3165.0=α,钨为bcc 结构。

17、X 射线衍射仪法中对粉末多晶样品的要求是什么?

18、已知氯化钠的点阵常数为0.564nm ,今用CuKα辐射在衍射仪上扫描测试其粉末样品,其最低角的三条衍射线由哪三个晶面反射的?求出相应的衍射角。

19、已知某样品中由α(体心立方)、β(面心立方)两相组成,如今在衍射仪上用CoK α对此样品自40°到120°的范围内进行扫描,所得衍射图上有几条衍射峰?标注相应的反射晶面。(α相点阵常数为0.286nm ,β相点阵常数为0.3 60nm )

20、某立方晶体的衍射图中,从低角到高角有8个衍射峰,衍射角依次等于,36.58°、55.71°、69.82°、82.73°、95.26°、107.94°、121.90°、138.31°,判断该样品为何种点阵类型?确定对应的衍射指数。

21、物相分析的一般步骤及定性鉴定中应注意的问题是什么?

22、晶胞参数的精确测定及具体方法有哪些?

23、用钯靶的特征X 射线(波长0.581Å)辐射NaCl 晶体的(200)面,在2θ=11.8°处出现一级衍射。求(200)面间距?NaCl 晶胞的边长?若已知NaCl 的密度为2.163g.cm -3,摩尔质量为58.443 g.mol -1面,求NaCl 晶胞分子数?晶胞中Na +和Cl -数?

24、如何从衍射峰的形状分析样品的结晶程度?

25、金属铝属于立方晶系,用CuK α1射线获得333衍射,θ=81°17´,求其晶胞参数。

26、CsCl 晶体属于立方晶系,晶胞参数为0.411nm ,晶体密度为3.97g.cm -3。其衍射线强度在(h+k+l )为偶数时都很大,为奇数时都很弱,为什么?

27、一元素的特征射线能否激发出同元素同系的荧光辐射,例如能否用Cu Kα激发出Cu Kα荧光辐射,或能否用Cu Kβ激发出Cu Kα荧光辐射?为什么?

28、为什么X射线管的窗口要用Be 做,而防护X光时要用Pb 板?