X-射线分析.ppt

第二章X-射线分析Chapter2X-rayDiffraction一般用于X-ray衍射分析的波长在：0.05~0.25nm
而用于X-ray无损探伤的波长在：0.005~0.10nm
DiscoveryofX-ray(X-ray的发现)
1895年byRöntgen(WilhelmConradRöntgen)PhysicalscientistfromGermany
在研究阴极射线放射性的时候发现的。
Thefourmostimportanttypes[四种主要类型]
Radiography（X-ray放射线照相术）BasedonX-rayabsorption
应用于无损探伤（non-destructivemethodoftestingsolidobjective）
医疗照相（病理分析）（detectionofbrokenbonesforeignobjectsenlargedordamagedinternalorgans）X-raycrystallography(X-ray晶体学)BasedonthewavepropertiesofX-ray
可以应用在晶体结构crystallstructure、粒度大小particlesize、织构polymorphism、块状固体或粉末相组成compositionofasolidorpowders、择优取向preferredorientation、位错disorder等
X-rayFluorescenceAnalysis(X-ray荧光分析）BasedontheparticlespropertiesandhighenergyofX-ray(X-ray的粒子特性和高能激发激发特性)
应用于元素的定性定量分析qualitativeandquantitativeelementalanalysis
qualitativebywavelengthorenergies(特征能量)
quantitativebyIntensity(光的强度)
Radiotherapy(X-ray放射线疗法)主要应用在生物学、医学领域不再详细介绍本章的主要内容：
X-rayDiffraction
X-rayFluorescenceandrelatedtechniques
(可能放在后面)电磁谱的分类：Theelectromagneticspectrum(wavelengthm)

10-1210-910-610-31103X-rayspectraPropertiesofX-rayspectra
Continuousspectra
操作电压V
极限波长λo
最强点波长λm
相对强度I
e*V=hVm=h*c/λo
λo=hc/(eV)=(hc/e)/V
=1.24/V(nm)电流增加：强度增加，但是最大强度波长和临界波长不变化
靶材：原子序数越大，强度越高
特征谱线（Characteristicspectraorlines）
只有在激发电压大于临界电压的时候才会产生特征谱线
其中：Kα、Kβ
只和靶材的类型相关，
和激发电压无关
称为特征X-ray特征射线的产生
只有在操作电压大于激发电压的情况下，从阴极发射出来的电子，能够激发靶材原子内部的电子，使得原子内部产生空穴，外围轨道上的电子为了使的原子处于能量最低的稳定状态，就会向内层发生跃迁，多余的能量，以射线的方式释放出来，根据所填充空穴的位置，可以将射线分成K系、L系、M系等。
K系是指外层电子跃迁到最内层即K层空穴时，所释放的射线，从L层到K层的称为Kα特征谱线，从M层到K层的称为Kβ特征谱线，依次类推。特征谱线的能量可以用下式表示：
E特征=E外层-E内层
由此可见在能量上Kα<Kβ，同理，Lα<Lβ，但是，从前面的特征射线图谱上，还看到强度上Kα>Kβ，这两点是否矛盾？而这是怎样的关系？
能量和强度是两个不同的概念，不能相互比较，对于能量是由于能级差别引起来的，但是特征射线的强度是由于电子跃迁的数量决定的。
从跃迁几率上讲，由于L层离K层非常近，容易首先发生跃迁，其跃迁几率远远大于M层向K层的跃迁，所以特征射线的强度就会有Kα>Kβ变化规律：
1.只有操作电压大于临界激发电压，才有特征谱线。
2.谱线的强度和激发电压存在对应关系如下：
I特征=CI(V-V激)n
注释：C----比例系数
I-----管电流
n-----影响因子（k层取1.5，L层取2.0）
3.特征波长
(1/λ)1/2=K(Z-δ)其中：K、δ是常数Z原子序数
4.一般操作电压远远大于激发电压，原因在于：
当电压在激发电压附近时，激发效率太低，强度不够，能量大部分转化成为热释放。根据以上特点和衍射分析的要求
波长尽量单一（滤掉不必要的波长，滤波）
强度