第一篇：X射線衍射分析原理及其應(yīng)用

X射線衍射分析

摘要：

X射線衍射分析是一種重要的晶體結(jié)構(gòu)和物相分析技術(shù)，廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、科研、航空航天、教學(xué)、材料生產(chǎn)等領(lǐng)域。本文簡(jiǎn)要介紹X射線衍射原理，X射線衍射儀器的結(jié)構(gòu)、原理，及其在地質(zhì)學(xué)、醫(yī)學(xué)等自然科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。

前言：

1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線，又稱倫琴射線。德國(guó)科學(xué)家勞厄于1912年發(fā)現(xiàn) 0 了X射線衍射現(xiàn)象，并推導(dǎo)出勞厄晶體衍射公式。隨后，英國(guó)布拉格父子又將此衍射關(guān)系用簡(jiǎn)單的布拉格方程表示出來(lái)。到上世紀(jì)四、五十年代，X射線衍射的原理、方法及在其他各方面的應(yīng)用逐漸建立。在各種測(cè)量方法中，X射線衍射方法具有不損傷樣品、無(wú)污染、快捷、測(cè)量精度高、能得到有關(guān)晶體完整性的大量信息等優(yōu)點(diǎn)。X射線衍射技術(shù)可以探究晶體存在的普遍性和特殊性能，使得其在冶金、石油、巖石礦物、科研、航空航天、材料生產(chǎn)等領(lǐng)域的被廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：方法，衍射，原理，應(yīng)用

X射線衍射儀的原理

1.X射線衍射原理

當(dāng)X射線沿某方向入射某一晶體的時(shí)候，晶體中每個(gè)原子的核外電子產(chǎn)生的相干波彼此發(fā)生干涉。當(dāng)每?jī)蓚€(gè)相鄰波源在某一方向的光程差等于波長(zhǎng)λ的整數(shù)倍時(shí)，它們的波峰與波峰將互相疊加而得到最大限度的加強(qiáng)，這種波的加強(qiáng)叫做衍射，相應(yīng)的方向叫做衍射方向，在衍射方向前進(jìn)的波叫做衍射波。光程差為0的衍射叫零級(jí)衍射，光程差為λ的衍射叫一級(jí)衍射，光程差為nλ的衍射叫n級(jí)衍射。n不同，衍射方向的也不同。

由于常用的X射線波長(zhǎng)約在2.5A～0.5A之間，與晶體中的原子間距(1A)數(shù)量級(jí)相同，因此可以用晶體作為X射線的衍射光柵，這就使得用X射線衍射進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)分析成為可能。

在晶體的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)中，具有周期性排列的原子或電子散射的次生X射線間相互干涉的結(jié)果，決定了X射線在晶體中衍射的方向，所以通過(guò)對(duì)衍射方向的測(cè)定，可以得到晶體的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)、晶胞大小和形狀等信息。

晶體結(jié)構(gòu)=點(diǎn)陣+結(jié)構(gòu)基元，點(diǎn)陣又包括直線點(diǎn)陣，平面點(diǎn)陣和空間點(diǎn)陣。在x射線作用下晶體的散射線來(lái)自若干層原子面，除同一層原子面的散射線互相干涉外，各原子面的散射線之間還要互相干涉。光柵衍射

當(dāng)光程差(BD+BF)=2dsinθ等于波長(zhǎng)的整數(shù)倍nλ時(shí)，相鄰原子面散射波干涉加強(qiáng)，即干涉加強(qiáng)條件為：

2dsinθ=nλ

一、X射線衍射法

1.多晶粉末法

a.物相分析

X射線物相分析是以晶體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，通過(guò)比較晶體衍射花樣來(lái)進(jìn)行分析的。

對(duì)于晶體物質(zhì)中來(lái)說(shuō)，各種物質(zhì)都有自己特定的結(jié)構(gòu)參數(shù)（點(diǎn)陣類型、晶胞大小、晶胞中原子或分子的數(shù)目、位置等），結(jié)構(gòu)參數(shù)不同則X射線衍射花樣也就各不相同，所以通過(guò)比較X射線衍射花樣可區(qū)分出不同的物質(zhì)。

2單晶衍射法

若將一束單色X射線射到一粒靜止的單晶體上，入射線與晶粒內(nèi)的各晶面族都有一定的交角，只有很少數(shù)的晶面能符合布拉格公式而發(fā)生衍射。目前常用的收集單晶體衍射數(shù)據(jù)的方法，一為回?cái)[法，二為四圓衍射儀法。

X射線衍射法的應(yīng)用

由于，X射線衍射方法具有不損傷樣品、無(wú)污染、快捷、測(cè)量精度高、能得到有關(guān)晶體完整性的大量信息等優(yōu)點(diǎn)，所以X射線衍射技術(shù)在冶金、石油、巖石礦物、科研、航空航天、材料生產(chǎn)等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。本文主要介紹其在藥物鑒定和巖石礦物學(xué)中的重要作用。

1.X射線衍射分析方法在中藥鑒定中的應(yīng)用

X射線衍射分析方法具有簡(jiǎn)便易行、直觀、圖譜信息量大、指紋性強(qiáng)、穩(wěn)定可靠、所需樣品量少、結(jié)果可靠的特點(diǎn)，用于中藥鑒定是一種比較理想而有效的方法，它不僅可用于植物類、動(dòng)物類、礦物類中藥的鑒定，還可用于菌類中藥和中藥復(fù)方的鑒定，為中藥的鑒定提供了準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便、可靠的鑒定方法，并為臨床安全用藥提供了保證[23]。

[24] 呂揚(yáng)，鄭啟泰，吳楠等探究了x射線衍射Fourier圖譜分析方法在茜草類、貝母類、山藥類植物類中藥中的應(yīng)用，揭示了中藥材道地性的客觀規(guī)律，并建立了相應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)系統(tǒng)。

張麗等將馬鹿茸的對(duì)照X射線衍射圖譜與花鹿茸對(duì)照X射線衍射圖譜進(jìn)行拓?fù)浞治霰容^,得出兩種來(lái)源的鹿茸具有共同的組分性質(zhì)，二者可作為同一種中藥材[26]使用的結(jié)論。王媚等對(duì)磁石XRD的圖譜特征峰數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地不同批次的磁石礦物組成及其含量有一定的差異，同時(shí)得出磁石藥材中主要物相為Fe2O3,SiO2。翁立明[27]等通過(guò)對(duì)全國(guó)10個(gè)不同省份的全蝎樣品進(jìn)行分析研究，獲取相應(yīng)的X射線衍射圖譜，得出X射線衍射指紋圖譜可以用于動(dòng)物中藥材全蝎樣品的分析鑒定和質(zhì)量控制。

總之，,應(yīng)用X射線衍射Fourier指紋圖譜可以實(shí)現(xiàn)某些植物或動(dòng)物中藥材的鑒[25] 2 定，而且在分析鑒別同種中藥材的不同來(lái)源方面有著廣闊的發(fā)展前景。綜上所述，X射線衍射分析技術(shù)已廣泛應(yīng)用于我國(guó)藥學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域，并發(fā)揮著不可替代的作用.相信通過(guò)藥學(xué)與晶體學(xué)科研究人員的共同努力，利用X射線衍射技術(shù)，不斷建立新的分析方法，并擴(kuò)展其應(yīng)用范圍，將使X射線衍射技術(shù)在我國(guó)和世界的不同交義學(xué)科領(lǐng)域中發(fā)揮更為重要的作用，為我國(guó)的創(chuàng)新中、西藥學(xué)的研究與開(kāi)發(fā)提供有效的質(zhì)量控制方法。

2.X射線衍射分析法在巖石礦物學(xué)中的應(yīng)用

地殼由礦物、巖石組成，對(duì)其成分、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)等的分析是礦物學(xué)、巖石學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容。X射線衍射技術(shù)特別是粉晶X射線衍射技術(shù)自發(fā)明以來(lái)就被應(yīng)用于礦物、巖石研究，廣泛應(yīng)用于礦物的定性、定量分析。在石油地質(zhì)和鉆采工程等領(lǐng)域，對(duì)粘土礦物的研究成果應(yīng)用較廣。盡管方法還存在不足，但基本能滿足目前的地質(zhì)應(yīng)用要求。因?yàn)樵诘刭|(zhì)研究中主要關(guān)心粘土礦物的種類和相對(duì)含量的高低，對(duì)粘土礦物的準(zhǔn)確含量并不特別要求。

總之，X射線衍射方法進(jìn)行物相定量分析方法很多，但是有些方法需要有純的物質(zhì)作為標(biāo)樣，而有時(shí)候純的物質(zhì)難以得到，從而使得定量分析難以進(jìn)行，從這個(gè)

[29]意義上說(shuō)，無(wú)標(biāo)樣定量相分析法具有較大的使用價(jià)值和推廣價(jià)值。

X射線是研究粘土礦物尤其是研究泥巖和碳酸巖鹽中粘土礦物的重要手段。馮澤[30]

31[28]則列舉了實(shí)例，說(shuō)明了X衍射技術(shù)在石油勘探開(kāi)發(fā)中的重要應(yīng)用。范光、葛祥坤[]，利用微區(qū)X射線儀對(duì)新疆某地區(qū)鈹?shù)V床的礦石進(jìn)行鈹選礦試驗(yàn)，探究了鈹?shù)拇嬖谛问?確定該區(qū)域的主要礦物為羥硅鈹石。

廖立兵等，介紹了粉晶X射線衍射在巖石礦物學(xué)研究中的應(yīng)用。龐小麗等綜述了粉晶X射線衍射法在造巖礦物、拈土礦物、巖組學(xué)、類質(zhì)同象和結(jié)晶度的測(cè)定等領(lǐng)域發(fā)揮的重要作用。綜述他們的觀點(diǎn)，粉晶X射線衍射不僅在礦物的定性/定量分析、晶胞參數(shù)測(cè)定、類質(zhì)同像研究、多型研究、有序/無(wú)序結(jié)構(gòu)研究、巖組學(xué)研究等傳統(tǒng)領(lǐng)域繼續(xù)發(fā)揮著重要作用，在礦物結(jié)晶過(guò)程和相轉(zhuǎn)變研究、礦物表面物相研究、礦物缺陷研究和礦物晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定等新領(lǐng)域也展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

-6由于原子吸收系統(tǒng)分析特點(diǎn)是靈敏度高（10級(jí)）、準(zhǔn)確度和精確度高、分析速度塊、分析范圍廣，可測(cè)定70多種元素，該方法在地球化學(xué)找礦分析中常用在Cu，[34]Pb,Zn,Ni,等元素的測(cè)定。

李國(guó)武[35][32]

[33]等通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究西藏羅布莎鉻鐵礦中硅鐵合金礦物發(fā)現(xiàn)樣品的x射線衍射中以FeSi為主的單顆粒中含有FeSi2的衍射峰，而在另一些FeSi2單顆粒樣品中含有自然硅的衍射峰。說(shuō)明可能存在FeSi-FeSi2-Si的晶出順序推測(cè)其環(huán)境中的還原程度依次增高。因此認(rèn)為羅布莎鉻鐵礦重砂中的硅鐵合金礦物可能是地球旱期演化分異作用的結(jié)果。

此外，X射線衍射分析粘土礦物在油氣田開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用

[36]

也十分廣泛。許多油 3 氣田存在于沉積巖中，沉積巖中的粘土礦物與非粘土礦物的種類、性質(zhì)與油氣田的勘探、開(kāi)采有大的關(guān)系。X射線衍射儀主要用來(lái)分析這些礦物，總結(jié)出礦物的種類和性質(zhì)，為勘探和開(kāi)發(fā)提供依據(jù)。

六、總結(jié)

我認(rèn)為X射線衍射分析方法是一種有用的工具，在許多科研項(xiàng)目中有重要且有效的作用。它具有許多優(yōu)點(diǎn)，比如不損傷樣品、快捷、能得到有關(guān)晶體完整性的大量信息等，該方法雖然不是在任何領(lǐng)域都比別的分析方法優(yōu)，但在鑒定物質(zhì)及測(cè)定物質(zhì)結(jié)中應(yīng)用十分廣泛。作為物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析不可替代的分析手段，X射線衍射儀在航空、鋼鐵、化工、建材、石油、煤炭、地礦幾乎所有產(chǎn)業(yè)以及超導(dǎo)、生命科學(xué)等新興研究領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用，常被稱作分析儀器中的多面手。

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第二篇：X射線衍射分析

X射線衍射分析 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、了解X衍射的基本原理以及粉末X衍射測(cè)試的基本目的；

2、掌握晶體和非晶體、單晶和多晶的區(qū)別；

3、了解使用相關(guān)軟件處理XRD測(cè)試結(jié)果的基本方法。實(shí)驗(yàn)原理

1、晶體化學(xué)基本概念

晶體的基本特點(diǎn)與概念：①質(zhì)點(diǎn)（結(jié)構(gòu)單元）沿三維空間周期性排列（晶體定義），并有對(duì)稱性。②空間點(diǎn)陣：實(shí)際晶體中的幾何點(diǎn)，其所處幾何環(huán)境和物質(zhì)環(huán)境均同，這些“點(diǎn)集”稱空間點(diǎn)陣。③晶體結(jié)構(gòu)=空間點(diǎn)陣+結(jié)構(gòu)單元。非晶部分主要為無(wú)定形態(tài)區(qū)域，其內(nèi)部原子不形成排列整齊有規(guī)律的晶格。

對(duì)于大多數(shù)晶體化合物來(lái)說(shuō)，其晶體在冷卻結(jié)晶過(guò)程中受環(huán)境應(yīng)力或晶核數(shù)目、成核方式等條件的影響，晶格易發(fā)生畸變。分子鏈段的排列與纏繞受結(jié)晶條件的影響易發(fā)生改變。晶體的形成過(guò)程可分為以下幾步：初級(jí)成核、分子鏈段的 圖1 14種Bravais點(diǎn)陣

表面延伸、鏈松弛、鏈的重吸收結(jié)晶、表面成核、分子間成核、晶體生長(zhǎng)、晶體生長(zhǎng)完善。Bravais提出了點(diǎn)陣空間這一概念，將其解釋為點(diǎn)陣中選取能反映空間點(diǎn)陣周期性與對(duì)稱性的單胞，并要求單胞相等棱與角數(shù)最多。滿足上述條件棱間直角最多，同時(shí)體積最小。1848年Bravais證明只有14種點(diǎn)陣。晶體內(nèi)分子的排列方式使晶體具有不同的晶型。通常在結(jié)晶完成后的晶體中，不止含有一種晶型的晶體，因此為多晶化合物。反之，若嚴(yán)格控制結(jié)晶條件可得單一晶型的晶體，則為單晶。

2、X衍射的測(cè)試基本目的與原理

X射線是電磁波,入射晶體時(shí)基于晶體結(jié)構(gòu)的周期性，晶體中各個(gè)電子的散射波可相互干涉。散射波周相一致相互加強(qiáng)的方向稱衍射方向。衍射方向取決于晶體的周期或晶胞的大小,衍射強(qiáng)度是由晶胞中各個(gè)原子及其位置決定的。由倒易點(diǎn)陣概念導(dǎo)入X射線衍射理論, 倒易點(diǎn)落在Ewald 球上是產(chǎn)生衍射必要條件。1912年勞埃等人根據(jù)理論預(yù)見(jiàn)，并用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了X射線與晶體相遇時(shí)能發(fā)生衍射現(xiàn)象，證明了X射線具有電磁波的性質(zhì)，成為X射線衍射學(xué)的第一個(gè)里程碑。當(dāng)一束單色X射線入射到晶體時(shí)，由于晶體是由原子規(guī)則排列成的晶胞組成，這些規(guī)則排列的原子間距離與入射X射線波長(zhǎng)有相同數(shù)量級(jí)，故由不同原子散射的X射線相互干涉，在某些特殊方向上產(chǎn)生強(qiáng)X射線衍射，衍射線在空間分布的方位和強(qiáng)度，與晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。這就是X射線衍射的基本原理。衍射線空間方位與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系可用布拉格方程表示：

2dsin??n? 式中d為晶面間距；n為反射級(jí)數(shù)；θ為掠射角；λ為X射線的波長(zhǎng)。布拉格方程是X射線衍射分析的根本依據(jù)。

X 射線衍射(XRD)是所有物質(zhì)，包括從流體、粉末到完整晶體，重要的無(wú)損分析工具。對(duì)材料學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、地質(zhì)、環(huán)境、納米材料、生物等領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，X射線衍射儀都是物質(zhì)結(jié)構(gòu)表征，以性能為導(dǎo)向研制與開(kāi)發(fā)新材料，宏觀表象轉(zhuǎn)移至微觀認(rèn)識(shí),建立新理論和質(zhì)量控制不可缺少的方法。其主要分析對(duì)象包括：物相分析(物相鑒定與定量相分析)。晶體學(xué)（晶粒大小、指標(biāo)化、點(diǎn)參測(cè)定、解結(jié)構(gòu)等）。薄膜分析(薄膜的厚度、密度、表面與界面粗糙度與層序分析，高分辨衍射測(cè)定單晶外延膜結(jié)構(gòu)特征)?？棙?gòu)分析、殘余應(yīng)力分析。不同溫度與氣氛條件與壓力下的結(jié)構(gòu)變化的原位動(dòng)態(tài)分析研究。微量樣品和微區(qū)試樣分析。實(shí)驗(yàn)室及過(guò)程自動(dòng)化、組合化學(xué)。納米材料等領(lǐng)域。儀器與試劑

儀器型號(hào)及生產(chǎn)廠家：丹東浩元儀器有限公司DX-2700型衍射儀。測(cè)試條件：管電壓40KV；管電流40mA；X光管為銅靶，波長(zhǎng)1.5417?；步長(zhǎng)0.05°，掃描速度0.4s；掃描范圍為20°～80°。試劑：未知樣品A。4 實(shí)驗(yàn)步驟

1、打開(kāi)電腦主機(jī)電源。

2、開(kāi)外圍電源：先上撥墻上的兩個(gè)開(kāi)關(guān)，再開(kāi)穩(wěn)壓電源（上撥右邊的開(kāi)關(guān)，標(biāo)有穩(wěn)壓）。

3、打開(kāi)XRD衍射儀電源開(kāi)關(guān)（按下綠色按鈕）。

4、開(kāi)冷卻水：先上撥左邊電源開(kāi)關(guān)，再按下RUN按鈕，確認(rèn)流量在20左右方可。

5、開(kāi)高壓（順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°，停留5s，高壓燈亮）。

6、打開(kāi)XRD控制軟件XRD Commander。

7、防光管老化操作：按照20KV、5mA；25KV、5mA；30KV、5mA；35KV、5mA；40KV、5mA；40KV、40mA程式分次設(shè)置電壓、電流，每次間隔3分鐘。設(shè)置方法：電壓、電流跳到所需值后點(diǎn)set。

8、設(shè)置測(cè)試條件：設(shè)置掃描角度為3°~80°，步長(zhǎng)0.05°，掃描速度0.4s。

9、點(diǎn)擊Start開(kāi)始測(cè)試。

10、降高壓：將電壓、電流分別降至20KV，5mA后，點(diǎn)擊Set確認(rèn)。

11、關(guān)高壓：逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°，高壓燈滅。

12、等待5min，再關(guān)閉冷卻水，先關(guān)RUN，再關(guān)左邊電源。

13、關(guān)閉控制軟件（XRD Commander）。

14、關(guān)XRD衍射儀電源開(kāi)關(guān)（按下紅色按鈕）。

15、關(guān)電腦。

16、關(guān)外圍電源。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果

本實(shí)驗(yàn)測(cè)定了一種粉末樣品的XRD圖譜并對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行物相檢索，判斷待測(cè)樣品主要成分、晶型及晶胞參數(shù)。粉末樣品的XRD圖譜：

圖2 未編號(hào)粉末樣品X-Ray衍射圖譜 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論

數(shù)據(jù)處理：對(duì)圖譜進(jìn)行物相檢索

結(jié)論：經(jīng)過(guò)對(duì)樣品譜圖進(jìn)行物相檢索，發(fā)現(xiàn)該粉末樣品中含有兩種晶相，主相為Sr2CaMoO6,另外一種雜相為SrMoO4.7 思考題

1、簡(jiǎn)述X射線衍射分析的特點(diǎn)和應(yīng)用。

答：X射線衍射儀具有易升級(jí)，操作簡(jiǎn)便和高度智能化的特點(diǎn)，靈活地適應(yīng)地礦、生化、理化等多方面、各行業(yè)的測(cè)試分析與研究任務(wù)。X 射線衍射(XRD)是所有物質(zhì)，包括從流體、粉末到完整晶體，重要的無(wú)損分析工具。對(duì)材料學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、地質(zhì)、環(huán)境、納米材料、生物等領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，X射線衍射儀都是物質(zhì)結(jié)構(gòu)表征，以性能為導(dǎo)向研制與開(kāi)發(fā)新材料，宏觀表象轉(zhuǎn)移至微觀認(rèn)識(shí),建立新理論和質(zhì)量控制不可缺少的方法。其主要分析對(duì)象包括：物相分析(物相鑒定與定量相分析)。晶體學(xué)（晶粒大小、指標(biāo)化、點(diǎn)參測(cè)定、解結(jié)構(gòu)等）。薄膜分析(薄膜的厚度、密度、表面與界面粗糙度與層序分析，高分辨衍射測(cè)定單晶外延膜結(jié)構(gòu)特征)?？棙?gòu)分析、殘余應(yīng)力分析。不同溫度與氣氛條件與壓力下的結(jié)構(gòu)變化的原位動(dòng)態(tài)分析研究。微量樣品和微區(qū)試樣分析。實(shí)驗(yàn)室及過(guò)程自動(dòng)化、組合化學(xué)。納米材料等領(lǐng)域。

2、簡(jiǎn)述X射線衍射儀的工作原理。

答：用高能電子束轟擊金屬“靶”材產(chǎn)生X射線，X射線的波長(zhǎng)和晶體內(nèi)部原子面間的距離相近，當(dāng)一束 X射線通過(guò)晶體時(shí)將發(fā)生衍射，衍射波疊加的結(jié)果使射線的強(qiáng)度在某些方向上加強(qiáng)，在其他方向上減弱。當(dāng)X射線以掠角θ(入射角的余角)入射到某一點(diǎn)陣晶格間距為d的晶面上時(shí),在符合布拉格方程的條件下，將在反射方向上得到因疊加而加強(qiáng)的衍射線。當(dāng) X射線波長(zhǎng)λ已知時(shí)(選用固定波長(zhǎng)的特征X射線)，采用細(xì)粉末或細(xì)粒多晶體的線狀樣品,可從一堆任意取向的晶體中，從每一θ角符合布拉格方程條件的反射面得到反射,測(cè)出θ后，利用布拉格方程即可確定點(diǎn)陣晶面間距、晶胞大小和類型。

第三篇：X射線衍射的應(yīng)用

一，X射線衍射的應(yīng)用

晶體的X射線衍射圖象實(shí)質(zhì)上是晶體微觀結(jié)構(gòu)形象的一種精細(xì)復(fù)雜的變換。每種晶體結(jié)構(gòu)與其X射線衍射圖之間都有著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。任何一種晶態(tài)物質(zhì)都有自己獨(dú)立的X射線衍射圖譜, 不會(huì)因?yàn)樗N物質(zhì)混聚在一起而產(chǎn)生變化。這就是X射線衍射物相分析方法的依據(jù)。因此每種物質(zhì)都必有其特有的衍射圖譜。

X射線的分析方法主要是照相法和衍射儀法。勞厄等人在1912年創(chuàng)用的勞厄法，利用固定的單晶試樣和準(zhǔn)直的多色x射線束進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；Broglie于1913年首先應(yīng)用的周轉(zhuǎn)晶體法，利用旋轉(zhuǎn)或回?cái)[單晶試樣和準(zhǔn)直單色X射線束進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；德拜（Debye）、謝樂(lè)（Scherrer）和HuU在1916年首先使用粉末法，利用粉末多晶試樣及準(zhǔn)直單色X射線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在照相技術(shù)上做出重要貢獻(xiàn)的有Seemann聚焦相機(jī)、帶彎晶單色器的Guinier’相機(jī)及Straumanis不對(duì)稱裝片法。1928年Geiger與Miiller首先應(yīng)用蓋革計(jì)數(shù)器制成衍射儀，但效率均較低?，F(xiàn)代衍射儀是在20世紀(jì)40年代中期按Friedman設(shè)計(jì)制成的，包括高壓發(fā)生器、測(cè)角儀和輻射計(jì)數(shù)器等的聯(lián)合裝置，由于目前廣泛應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)處理，已達(dá)到全自動(dòng)化的程度。1定性分析

1.1物相定性定量分析原理

物相分析包括物相定性分析和定量分析。物相定性分析, 就是說(shuō)只要我們辨認(rèn)出, 樣品的粉末衍射圖分別是和哪些已知的晶體粉末衍射 相關(guān), 那么我們就可以斷定該樣品是由哪些晶體物相混合而組成的。顯然, 要把這一原理順利地付諸應(yīng)用, 需要積累有大量的各種已知化合物的衍射圖資料、數(shù)據(jù)作為參考標(biāo)準(zhǔn), 而且還要有一套實(shí)用的查找、對(duì)比的方法, 才能迅速完成未知物衍射圖的辨認(rèn)、解釋, 得出其相組成的鑒定結(jié)論。而物相定量分析, 是在定性分析的基礎(chǔ)上, 通過(guò)多次衍射掃描, 再計(jì)算出每一物相所占的百分比含量。

任何物質(zhì)都有其反映該物質(zhì)的衍射圖譜, 即衍射線條具有一定的晶面間距d值和相對(duì)強(qiáng)度I/ I。當(dāng)未知樣品為多相混合物時(shí), 其中的各相分都將在衍射圖上貢獻(xiàn)出自己所特有的一組衍射峰(一組d值)。因此當(dāng)樣品中含有一定量的某種相分時(shí), 則其衍射圖中的某些d值與相對(duì)強(qiáng)度I, 必定與這種相分所特有的一組d值與相對(duì)強(qiáng)度I 全部或至少仍有的強(qiáng)峰(當(dāng)含量較少時(shí))相符合。由此可見(jiàn), 描述每張衍射圖的d值和相對(duì)強(qiáng)度I/ I1 值, 是鑒定各種物相的手模腳印。十分明顯, 如果事先對(duì)一切純凈的單相物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定, 并將其d值和相對(duì)強(qiáng)度I/ I1保存在卡片上, 這就是粉末衍射標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)卡片。目前, 內(nèi)容最豐富、規(guī)模最大的多晶衍射數(shù)據(jù)集是由JCPDS編的粉未衍射卡片集(PDF)。(JCPDS是Joint Committeeon Powder DiffractionStandards(粉未衍射標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合委員會(huì))的縮寫)。至1987年, JCPDS卡片集有37集, 化合物總數(shù)已超過(guò)50000種, 并且PDF數(shù)據(jù)卡片的數(shù)目以每年2000張的速度在增長(zhǎng)?，F(xiàn)在將我們測(cè)得的樣品衍射圖的d值和相對(duì)強(qiáng)度I/ I1與PDF卡片一一比較, 若某種物質(zhì)的d值和I/ I1與某一卡片全部都能對(duì)上, 則可初步肯定樣品中含有此種物質(zhì)(或相分), 然后再將樣品中余下的線條與別的卡片對(duì)比, 這樣便可逐次地鑒定樣品中所含的各種相分。1.2晶體X射線衍射圖的獲得和數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ) 1.3定性分析舉例(a)實(shí)驗(yàn)條件

儀器：采用日本理學(xué)Rigaku 公司的D/Max-2400X型射線衍射儀,Cu 靶Kα輻射，X 射線波長(zhǎng)為0.154 056nm，管電壓40 kV，管電流100 mA）測(cè)試樣品的晶型和粒度；采用JEM-1200EX 型透射電子顯微鏡觀察粒子的形貌, 加速電壓為80 kV；溫度：19.5℃(室溫)。(b)X 射線衍射分析

樣品的X 射線衍射譜如圖1 所示，圖中各衍射峰與標(biāo)準(zhǔn)晶態(tài)銀卡片上的保持一致，粉末呈面心立方結(jié)構(gòu)的晶態(tài)。衍射譜圖中未見(jiàn)其它雜質(zhì)物相衍射峰的存在，故所制產(chǎn)物為純凈的銀粉。同時(shí)由于反應(yīng)產(chǎn)物粒徑細(xì)小衍射峰明顯寬化。樣品的晶粒尺寸用XRD 峰的半高寬根據(jù)Scherrer 公式d=0.89/(Bcosθ)估算，式中K 為常數(shù)，用銅靶時(shí)近似為0.89；波長(zhǎng)為λ=1.540 56A ；d 為粒徑；θ為衍射角；B 為主峰半峰寬所對(duì)應(yīng)的弧度值。以(111)晶面衍射峰為基準(zhǔn)計(jì)算得晶粒尺寸為22 nm。

圖1: Ag 納米粉的X 射線衍射譜圖(XRD Pattern o f Ag nano-particles)

2.點(diǎn)陣常數(shù)的精確測(cè)定

任何一種晶體材料,在一定條件下都有確定的點(diǎn)陣常數(shù)。

當(dāng)外界條件（如溫度、壓力以及化學(xué)成分、內(nèi)應(yīng)力等）變化時(shí)，點(diǎn)陣常數(shù)都會(huì)隨之改變；同種合金在不同的熱處理制度下會(huì)析出點(diǎn)陣常數(shù)不同的同一相。精確測(cè)定這些變化對(duì)研究材料的相變、固溶體含量及分解、晶體熱膨脹系數(shù)、內(nèi)應(yīng)力、晶體缺陷等諸多問(wèn)題非常有用。所以精確測(cè)定點(diǎn)陣常數(shù)的工作是十分必要的。

2.1 傳統(tǒng)的測(cè)量理論

測(cè)量衍射角和衍射強(qiáng)度(2θ~ I)曲線。為此, 首先根據(jù)X 射線衍射的布拉格(Bragg)公式:

2dsinθ=λ

其中λ是衍射波長(zhǎng), 將庫(kù)中讀出的晶面間距d值轉(zhuǎn)換為衍射角度值2θ。根據(jù)粉末衍射原理,我們選取了高斯(Gauss)分布曲線作為模擬顯示的衍射峰分布曲線, 高斯公式如下所示:

I(2θ)= AI0exp{-2(θ-θ0)2/σ2} 其中, 2θ0和I0是某一衍射峰的角度值和強(qiáng)度值, A和σ為參數(shù), 適當(dāng)選取可以調(diào)整峰在屏幕上的高度和尖銳程度。2.2點(diǎn)陣常數(shù)測(cè)定的基本原理

通過(guò)衍射角，晶體指數(shù)，射線波長(zhǎng)等數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算點(diǎn)陣常數(shù)值 : 若為立方晶系,有：

2sin?在已知晶體結(jié)構(gòu)的情況下，通過(guò)任何一個(gè)衍射峰的位置(θ或d值)就可以計(jì)算出晶體的點(diǎn)陣常數(shù)(a)機(jī)械零點(diǎn)誤差校正: 只有通過(guò)精確調(diào)整設(shè)備的機(jī)械零點(diǎn)，現(xiàn)代X射線衍射儀都有自動(dòng)調(diào)整程序，通過(guò)反復(fù)調(diào)光來(lái)校準(zhǔn)機(jī)械零點(diǎn)

(b)試樣轉(zhuǎn)動(dòng)與計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)動(dòng)角度的匹配誤差校正: 由于樣品轉(zhuǎn)動(dòng)與計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)動(dòng)速度不匹配，導(dǎo)致衍射峰位置的偏移。可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)硅作校正。a??H2?K2?L2Δ（2θ）=A0+A1*（2θ）+A2*（2θ）2+A3*（2θ）3+A4*（2θ）4 式中Δ（2θ）=2θ計(jì)算-2θ測(cè)量，A0，A1，A2，A3，A4為最小二乘法的最佳匹配參數(shù) 2.3誤差與校正

2.3.1計(jì)數(shù)測(cè)量系統(tǒng)滯后誤差: 現(xiàn)代X射線衍射儀由于使用計(jì)算機(jī)采集數(shù)據(jù)，基本上不存在這種誤差.(a)折射校正: X射線在空氣中的折射率非常接近1，當(dāng)點(diǎn)陣常數(shù)變化在10-5數(shù)量級(jí)時(shí)，需要進(jìn)行校正，校正公式為：

2dsin?(1??sin2?)?? 對(duì)于立方晶系，a校=a測(cè)（1+δ）

??2.702?10?6?2?物質(zhì)密度晶胞中的電子總數(shù)晶胞中總原子量(b)溫度校正: 當(dāng)實(shí)驗(yàn)溫度不在25℃時(shí)，需要進(jìn)行溫度校正。這是由于在晶體點(diǎn)陣中原子中心相對(duì)點(diǎn)陣結(jié)點(diǎn)在各個(gè)方向有熱振動(dòng)位置偏移,當(dāng)X射線入射晶體而對(duì)布喇格公式加以溫度校正

（c）由于樣品吸收誤差校正: X射線具有一定的穿透能力，內(nèi)層物質(zhì)參與衍射，使衍射線位移

.?2???sin2?2?Rμ線吸收系數(shù)，R：測(cè)角儀半徑

（d）X射線束水平發(fā)散及垂直發(fā)散引起的誤差校正: 由于參與衍射的X射線不是完全平行的射線，由于水平方向和垂直方向發(fā)散導(dǎo)致的誤差可表示為：

?d???12?222?cos?[?]22d12sin?12sin?式中:α為X射線束水平發(fā)散角;δ

1、δ2為入射線和衍射線光路上的有效軸向發(fā)散角（梭拉光闌片間距/沿光路方向的片長(zhǎng)）（e）布喇格角測(cè)量誤差:

式中:△θM為衍射線條位置θ角處測(cè)量偏離值.2.4點(diǎn)陣常數(shù)精確測(cè)量的應(yīng)用: 2.4．1立方晶系點(diǎn)陣常數(shù)的測(cè)定（a）原理：

2l=πDθ/90o（1）

D — 相機(jī)直徑(mm)θ—度

sin2θ= λ2(H2+K2+L2)/ 4a2（2）

sin2θ1: sin2θ2: … :sin2θn=

(H12+K12+L12):(H22+K22+L22):…(Hn2+Kn2+Ln2)（b）實(shí)驗(yàn)方法：

測(cè)定樣品為W粉(GW13/ A982327)和Co粉(Co/ 992427),其粒度分別為1125μm和1157μm。實(shí)驗(yàn)采用Rigaku D/ max23C X射線衍射儀。W粉點(diǎn)陣常數(shù)測(cè)定采用CuKα1 和CoKα1 雙輻射;Co粉采用CoKα1和FeKα。三種輻射分別采用Ni、Fe和Mn濾波。點(diǎn)陣常數(shù)精確測(cè)定時(shí),掃描速度為1°/ min ,步進(jìn)為0101°;一般相分析時(shí),掃描速度為4°/ min ,步進(jìn)為0.02°。根據(jù)需要保留Kα1 和Kα2 譜線或去除Kα2 的單一Kα1 譜線。衍射實(shí)驗(yàn)中確保獲得足夠的高角度譜線。衍射線的2θ值經(jīng)隨機(jī)Si標(biāo)樣修正,Si 標(biāo)樣的點(diǎn)陣常數(shù)為a= 0.543 082 5nm±0.000 003 6 nm。用圖解外推法外推到cos2θ= 0(2θ= 180°)處確定點(diǎn)陣常數(shù)。

（c）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

1），W粉點(diǎn)陣常數(shù)的測(cè)定結(jié)果：

圖2為W粉的Cu輻射X射線衍射高角度譜線,圖3為W粉的Co輻射X射線衍射高角度譜線。表1為W粉Cu輻射衍射數(shù)據(jù),表2為W粉Co輻射衍射數(shù)據(jù)。表

1、表2中的2θ(修)數(shù)據(jù)是標(biāo)準(zhǔn)Si標(biāo)樣在相同輻射下各譜線應(yīng)有的2θ值與相同衍射條件下獲得的Si衍射譜線,各譜線的2θ值之間的差值△2θ,作△2θ～2θ曲線,修正對(duì)應(yīng)的W、Co衍射記錄的2θ(衍)值,得到的修正值2θ(修)。表中由各譜線計(jì)算的點(diǎn)陣常數(shù)a 是按立方晶系點(diǎn)陣常數(shù)計(jì)算式計(jì)算的,其計(jì)算公式示于該兩表下注釋之中。根據(jù)表1和表2中雙輻射(Cu和Co輻射)的CuKα1和CoKα1 的高角度譜線,繪制a～cos2θ圖,用圖解外推法外推到cos2θ= 0(2θ= 180°)處確定點(diǎn)陣常數(shù)(見(jiàn)圖3),確定結(jié)果為W粉的點(diǎn)陣常數(shù)a= 0.316 462 nm。用Cu靶和Co靶單獨(dú)按上述方法和程序,并利用Kα2輻射,確定W粉點(diǎn)陣常數(shù)分別為a= 0.316 454 nm(Cu靶)和a= 0.316 461 nm(Co靶)。

圖2，W粉的Cu輻射X射線衍射高角度譜線(CuKαl,步進(jìn)0.01°)

圖3, W粉的Co輻射X射線衍射高角度譜線(CoKαl,步進(jìn)0.01°)

2），Co粉點(diǎn)陣常數(shù)的測(cè)定結(jié)果

Co粉的Co輻射(CoKα1)X射線衍射高角度譜線和Co粉的Fe輻射(FeKα)X射線衍射高角度譜線分別示于圖5和圖6。表3和表4分別列出Co粉Co輻射和Co粉Fe輻射的衍射數(shù)據(jù)。Co粉X射線衍射數(shù)據(jù)的2θ值Si標(biāo)樣修正和cos2θ外推法與上述W衍射相同。圖7為用外推法確定Co粉點(diǎn)陣常數(shù)的圖解。為提高圖解精確度仍然采用雙輻射(CoKα1 和FeKα1)。采用雙輻射圖解外推法,外推到cos2θ= 0(2θ= 180°)確定的Co粉點(diǎn)陣常數(shù)為a= 0.354 410 nm。同樣,在研究中還對(duì)Co粉的Co輻射和Fe輻射,按相同方法和程序,并利用Kα2輻射

數(shù)據(jù),單獨(dú)確定Co粉的點(diǎn)陣常數(shù),結(jié)果是a= 0.3 5 4 1 2 nm(Co靶)和a= 0.354 342 nm(Fe靶)。圖5 Co粉的Co輻射X射線衍射高角度譜線(CoKα1,步進(jìn)0.01°)

圖6 Co粉的Fe輻射X射線衍射高角度譜線(FeKα,步進(jìn)0.01°)

圖7用圖解外推法確定Co點(diǎn)陣常數(shù) ○———FeKα1;×———CoKα1

3），Co粉的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)類型: Co 存在兩種點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)類型: fcc 和hcp。為了解常溫下Co粉的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)狀態(tài),用Co輻射(適合于鑒定fcc結(jié)構(gòu))和Fe輻射(適合于鑒定hcp結(jié)構(gòu))對(duì)Co粉進(jìn)行相分析。衍射結(jié)果如圖8和圖9所示。無(wú)論是Co靶還是Fe靶的衍射譜均顯示Co粉在常溫狀態(tài)下,在衍射的寬廣2θ范圍內(nèi),相應(yīng)的fcc譜線均出現(xiàn),而且強(qiáng)度大,譜線清晰。僅發(fā)現(xiàn)低角度的hcp(100)和hcp(101)微弱譜線,相對(duì)強(qiáng)度分別為2 %和3 % ,其余hcp譜線均未出現(xiàn),或強(qiáng)度微弱被高強(qiáng)度的fcc譜線所掩蓋或進(jìn)入背底。X射線衍射譜表明常溫下Co粉中fcc占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),即常溫Co粉以fcc為主。圖8 Co粉的Co輻射X射線衍射譜(CoKα1,步進(jìn)0.02°)

圖9 Co粉的Co輻射X射線衍射譜(FeKα,步進(jìn)0.02°)

二，電子衍射的應(yīng)用

透射電子顯微鏡（transmission electron microscope;TEM）是指：在一個(gè)高真空系統(tǒng)中，由電子槍發(fā)射電子束，穿過(guò)被研究的樣品，經(jīng)電子透鏡聚焦放大，在熒光屏上顯示出高度放大的物像，還可作攝片記錄的一類最常見(jiàn)的電子顯微鏡。

在光學(xué)顯微鏡下無(wú)法看清小于0.2μm的細(xì)微結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)稱為亞顯微結(jié)構(gòu)或超微結(jié)構(gòu)。要想看清這些結(jié)構(gòu)，就必須選擇波長(zhǎng)更短的光源，以提高顯微鏡的分辨率。1932年Ruska發(fā)明了以電子束為光源的透射電子顯微鏡，電子束的波長(zhǎng)要比可見(jiàn)光和紫外光短得多，并且電子束的波長(zhǎng)與發(fā)射電子束的電壓平方根成反比，也就是說(shuō)電壓越高波長(zhǎng)越短。目前TEM的分辨力可達(dá)0.2nm。

電子顯微鏡與光學(xué)顯微鏡的成像原理基本一樣，所不同的是前者用電子束作光源，用電磁場(chǎng)作透鏡。另外，由于電子束的穿透力很弱，因此用于電鏡的標(biāo)本須制成厚度約50nm左右的超薄切片。這種切片需要用超薄切片機(jī)（ultramicrotome）制作。電子顯微鏡的放大倍數(shù)最高可達(dá)近百萬(wàn)倍、由照明系統(tǒng)、成像系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)、電源系統(tǒng)5部分構(gòu)成，如果細(xì)分的話：主體部分是電子透鏡和顯像記錄系統(tǒng)，由置于真空中的電子槍、聚光鏡、物樣室、物鏡、衍射鏡、中間鏡、投影鏡、熒光屏和照相機(jī)。

電子顯微鏡是使用電子來(lái)展示物件的內(nèi)部或表面的顯微鏡。高速的電子的波長(zhǎng)比可見(jiàn)光的波長(zhǎng)短（波粒二象性），而顯微鏡的分辨率受其使用的波長(zhǎng)的限制，因此電子顯微鏡的理論分辨率（約0.1納米）遠(yuǎn)高于光學(xué)顯微鏡的分辨率（約200納米）。1.透射電子顯微鏡進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)分析及表面形貌或微觀組織結(jié)構(gòu)分析： 1.1高分辨透射電鏡樣品制備

因葉臘石礦復(fù)式板片的層狀微結(jié)構(gòu)特征，在樣品進(jìn)行透射電鏡觀察時(shí)不需進(jìn)行超薄切片處理，而直接采用經(jīng)超聲分散的樣品進(jìn)行粉體形貌與選區(qū)電子衍射的觀察量取一定量粉體于無(wú)水乙醇中進(jìn)行稀釋，粉體樣品與無(wú)水乙醇的量比約1mg:50ml。超聲分散樣品，超聲時(shí)間1h取少量滴于銅網(wǎng)上，烘干待進(jìn)行高分辨透射電鏡測(cè)試。1.2實(shí)驗(yàn)儀器

葉臘石晶體結(jié)構(gòu)特征采用FEI Tecnai G2F30S-TWIN場(chǎng)發(fā)射高分辨透射電鏡觀察，其點(diǎn)分辨率0.18nm，工 作 電 壓300kV，采 用CCD 照 相機(jī)，曝光時(shí)間1s。葉臘石原礦粉體化學(xué) 成 分 分析采用 ARL ADVANT X型熒光光譜儀測(cè)定 粉晶 XRD物 相 鑒 定 采 用 Rigaku D/Max=2500V，CuKa射線，連續(xù)掃描模式。1.3葉臘石微結(jié)構(gòu)形貌特征

高分辨透射電鏡下葉臘石粉體形貌特征如圖1所示，從圖1a,b 中可明顯看出，粉體顆粒大小與形態(tài)非均一化 此外，在圖 1c中還清楚地觀察到葉臘石微晶顆粒的薄層狀形貌，該薄片厚度約為8~10nm，推測(cè)葉臘石的納米尺寸效應(yīng)可能與其耐高溫及耐化學(xué)腐蝕性有較密切的聯(lián)系。

因透射電鏡觀察樣品形貌景深的弱勢(shì)，上述葉臘石粉體的微晶薄層狀形貌特點(diǎn)經(jīng)場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡觀察，形貌如圖 所示，其中圖 為圖 中虛線區(qū)域 的放大圖片 在圖 中，可以看見(jiàn)多層葉臘石微晶薄片聚集態(tài)結(jié)構(gòu) 鑒于葉臘石粉體的納米級(jí)微晶薄層微結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及納米粉體的團(tuán)聚效應(yīng)，筆者認(rèn)為在葉臘石礦深加工領(lǐng)域，特別是制備分散的且具有較小長(zhǎng)徑比的超細(xì)粉體具有一定的局限性。

圖1 葉臘石粉體的形貌

圖2葉臘石微結(jié)構(gòu)“復(fù)”式層狀結(jié)構(gòu)的 SEM圖片

1.4葉臘石晶格條紋相及電子衍射花樣分析

在葉臘石晶體的高分辨透射電鏡圖片中，可以較清晰地發(fā)現(xiàn)其晶體結(jié)構(gòu)的二維晶格像(圖3)在圖3a中，虛線區(qū)域 F的放大圖片見(jiàn)實(shí)線框區(qū)域所示，其中可呈現(xiàn)出典型的二維晶格像 圖3b為 F區(qū)域所對(duì)應(yīng)的選區(qū)電子衍射圖像，從其衍射花樣可得到被檢測(cè)的區(qū)域樣品為一典型的單晶結(jié)構(gòu)。

據(jù)圖 3b中的電子衍射花樣，可進(jìn)行衍射花樣的二維標(biāo)定與被檢測(cè)物相及相應(yīng)晶型的鑒定，衍射花樣示意見(jiàn)圖4, 從圖4 選區(qū)電子衍射花樣的結(jié)構(gòu)模擬示意可知，距中心透射斑點(diǎn)o 距離由近及遠(yuǎn)三衍射點(diǎn)分別A,B,C，其中 OA,OB間距分別為 d1(0.4744nm)與d2(0.3841nm)，且 與d2所在矢量方向所夾銳角為78.3 鑒于上述對(duì)衍射花樣的標(biāo)定，可以看出對(duì)于高分辨透射電鏡下觀察的葉臘石晶體而言，其晶格同時(shí)發(fā)生較明顯的畸變(晶格膨脹)在本實(shí)驗(yàn)觀察中，葉臘石晶體在(020)和(113)晶面分別產(chǎn)生0.02998nm與0.04999nm 滑移，同時(shí)所觀察到的晶面夾角也出現(xiàn)由理論值向小角度偏移趨勢(shì)。

此外，本工作中還多次的在同一視域中，觀察到規(guī)則的不同定向的晶格條紋像，且可辨析 的 清晰程度也存在著明顯的不同。

圖3葉臘石晶體結(jié)構(gòu)的二維晶格條紋像及對(duì)應(yīng)的選區(qū)電子衍射圖

(SAED)

圖4選區(qū)電子衍射花樣結(jié)構(gòu)模擬

三,利用電子探針進(jìn)行成分分析

電子探針，Electron Microprobe，全名為電子探針X射線顯微分析儀，又名微區(qū)X射線譜分析儀?？蓪?duì)試樣進(jìn)行微小區(qū)域成分分析。除H、He、Li、Be等幾個(gè)較輕元素外，都可進(jìn)行定性和定量分析。電子探針的大批量是利用經(jīng)過(guò)加速和聚焦的極窄的電子束為探針，激發(fā)試樣中某一微小區(qū)域，使其發(fā)出特征X射線，測(cè)定該X射線的波長(zhǎng)和強(qiáng)度，即可對(duì)該微區(qū)的元素作定性或定量分析。將掃描電子顯微鏡和電子探針結(jié)合，在顯微鏡下把觀察到的顯微組織和元素成分聯(lián)系起來(lái)，解決材料顯微不均勻性的問(wèn)題，成為研究亞微觀結(jié)構(gòu)的有力工具。電子槍發(fā)射的電子束被聚光鏡聚集成直徑為納米級(jí)的細(xì)束。一種分析儀器，可以用來(lái)分析薄片中礦物微區(qū)的化學(xué)組成。該儀器將高度聚焦的電子束聚焦在礦物上，激發(fā)組成礦物元素的特征X射線。用分光器或檢波器測(cè)定熒光X射線的波長(zhǎng)，并將其強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)樣品對(duì)比，或根據(jù)不同強(qiáng)度校正直接計(jì)數(shù)出組分含量。

電子探針又稱微區(qū)X射線光譜分析儀、X射線顯微分析儀。其原理是利用聚焦的高能電子束轟擊固體表面，使被轟擊的元素激發(fā)出特征X射線，按其波長(zhǎng)及強(qiáng)度對(duì)固體表面微區(qū)進(jìn)行定性及定量化學(xué)分析。主要用來(lái)分析固體物質(zhì)表面的細(xì)小顆?；蛭⑿^(qū)域，最小范圍直徑為1μm左右。分析元素從原子序數(shù)3(鋰)至92(鈾)。絕對(duì)感量可達(dá)10-14至10-15g。近年形成了掃描電鏡—顯微分析儀的聯(lián)合裝置，可在觀察微區(qū)形貌的同時(shí)逐點(diǎn)分析試樣的化學(xué)成分及結(jié)構(gòu)。廣泛應(yīng)用于地質(zhì)、冶金材料、水泥熟料研究等部門。

1.工作原理

電子探針有三種基本工作方式：點(diǎn)分析用于選定點(diǎn)的全譜定性分析或定量分析，以及對(duì)其中所含元素進(jìn)行定量分析；線分析用于顯示元素沿選定直線方向上的濃度變化；面分析用于觀察元素在選定微區(qū)內(nèi)濃度分布。由莫塞萊定律可知，各種元素的特征X射線都具有各自確定的波長(zhǎng)，通過(guò)探測(cè)這些不同波長(zhǎng)的X射線來(lái)確定樣品中所含有的元素，這就是電子探針定性分析的依據(jù)。而將被測(cè)樣品與標(biāo)準(zhǔn)樣品中元素Y的衍射強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比，就能進(jìn)行電子探針的定量分析。當(dāng)然利用電子束激發(fā)的X射線進(jìn)行元素分析，其前提是入射電子束的能量必須大于某元素原子的內(nèi)層電子臨界電離激發(fā)能。

電子探針可以對(duì)試樣中微小區(qū)域（微米級(jí)）的化學(xué)組成進(jìn)行定性或定量分析。可以進(jìn)行點(diǎn)、線掃描（得到層成分分布信息）、面掃描分析（得到成分面分布圖像）。還能全自動(dòng)進(jìn)行批量（預(yù)置9999測(cè)試點(diǎn)）定量分析。由于電子探針技術(shù)具有操作迅速簡(jiǎn)便（相對(duì)復(fù)雜的化學(xué)分析方法而言）、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋直截了當(dāng)、分析過(guò)程不損壞樣品、測(cè)量準(zhǔn)確度較高等優(yōu)點(diǎn)，故在冶金、地質(zhì)、電子材料、生物、醫(yī)學(xué)、考古以及其它領(lǐng)域中得到日益廣泛地應(yīng)用，是礦物測(cè)試分析和樣品成分分析的重要工具。

2.利用電子探針進(jìn)行定量分析 2.1對(duì)試樣要求：

在掃描電子顯微鏡中對(duì)厚試樣如鋼鐵或其他合金進(jìn)行微區(qū)成分分析時(shí)，要求對(duì)試樣表面進(jìn)行拋光．用光譜儀進(jìn)行分析時(shí)要用儀器上帶有的光學(xué)顯微鏡嚴(yán)格確定試樣表面的高度(試樣表面聚焦清楚時(shí)電子束激發(fā)的x射線點(diǎn)源正好在聚焦圓上)，電子束應(yīng)固定在試樣圖像的中心，電子束偏離中心較遠(yuǎn)時(shí)點(diǎn)源將偏離聚焦圓．用能譜儀進(jìn)行分析時(shí)，對(duì)x射線的定位要求可適當(dāng)降低．

用線掃描和面掃描分析模式可以得到某一元素的線分布或面分布，但精確度比上述定點(diǎn)測(cè)量顯著降低．在透射電子顯微鏡中判別試樣是否符合薄試樣判據(jù)，如試樣厚度超過(guò)薄試樣的范圍，就需要考慮吸收修正和二次熒光修正． 2.2適當(dāng)選擇加速電壓：

電離截面峰值在過(guò)電壓比約為3的地方，選擇的加速電壓應(yīng)使各元素的過(guò)電壓比在2—10之間(對(duì)掃描電子顯微鏡中的厚試樣而言)或過(guò)電壓比盡量增大(對(duì)透射電子顯微鏡中的薄試樣而言)．對(duì)厚試樣如過(guò)電壓比小于1．5，分析準(zhǔn)確度將顯著降低；如試樣中有輕元素，過(guò)電壓比不宜太大(但要照顧到臨界激發(fā)能高的元素)，因?yàn)檫^(guò)高的加速電壓使輕元素標(biāo)識(shí)譜的范圍向深處擴(kuò)展，使吸收效應(yīng)的修正精確度下降．一般分析Cu合金、Fe合金時(shí)用25 kV加速電壓；分析含有大量輕元素的試樣時(shí)用15—20 kV加速電壓．薄試樣的信號(hào)較弱，透射電子顯微鏡的加速電壓如增加到100kV，甚至200kV時(shí)，信號(hào)—噪聲比有所增大，分析精確度有所提高。2.3分析實(shí)例(a)1.定點(diǎn)分析：

將電子束固定在要分析的微區(qū)上，用波譜儀分析時(shí)，改變分光晶體和探測(cè)器的位置，即可得到分析點(diǎn)的X射線譜線；用能譜儀分析時(shí)，幾分鐘內(nèi)即可直接從熒光屏（或計(jì)算機(jī)）上得到微區(qū)內(nèi)全部元素的譜線。

鎂合金中的析出相CaMgSi的鑒別

Spectrum1 位置析出相富含Ca、Mg、Si元素(b)線分析：

將譜儀（波、能）固定在所要測(cè)量的某一元素特征X射線信號(hào)（波長(zhǎng)或能量）的位置把電子束沿著指定的方向作直線軌跡掃描，便可得到這一元素沿直線的濃度分布情況。改變位置可得到另一元素的濃度分布情況。(c)面分析：

電子束在樣品表面作光柵掃描，將譜儀（波、能）固定在所要測(cè)量的某一元素特征X射線信號(hào)（波長(zhǎng)或能量）的位置，此時(shí)，在熒光屏上得到該元素的面分布圖像。改變位置可得到另一元素的濃度分布情況。也是用X射線調(diào)制圖像的方法。

鎂合金中的析出相Mg2Si的鑒別

Si的元素面分布圖，可以清晰地看到Mg2Si所在的位置

第四篇：X射線衍射儀工作原理操作及其應(yīng)用

X射線衍射儀工作原理操作及其應(yīng)用

（一）工作原理

X射線是利用衍射原理，精確測(cè)定物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)，織構(gòu)及應(yīng)力。對(duì)物質(zhì)進(jìn)行物相分析、定性分析、定量分析。廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、科研、航空航天、教學(xué)、材料生產(chǎn)等領(lǐng)域。

特征X射線是一種波長(zhǎng)很短(約為20～0.06nm)的電磁波，能穿透一定厚度的物質(zhì)，并能使熒光物質(zhì)發(fā)光、照相乳膠感光、氣體電離。在用電子束轟擊金屬“靶”產(chǎn)生的X射線中，包含與靶中各種元素對(duì)應(yīng)的具有特定波長(zhǎng)的X射線，稱為特征（或標(biāo)識(shí)）X射線。考慮到X射線的波長(zhǎng)和晶體內(nèi)部原子間的距離相近，1912年德國(guó)物理學(xué)家勞厄提出一個(gè)重要的科學(xué)預(yù)見(jiàn)：晶體可以作為X射線的空間衍射光，即當(dāng)一束X射線通過(guò)晶體時(shí)將發(fā)生衍射，衍射波疊加的結(jié)果使射線的強(qiáng)度在某些方向上加強(qiáng)，在其他方向上減弱。分析在照相底片上得到的衍射花樣，便可確定晶體結(jié)構(gòu)。這一預(yù)見(jiàn)隨即為實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證。1913年英國(guó)物理學(xué)家布拉格父子在勞厄發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，不僅成功地測(cè)定了NaCl、KCl等的晶體結(jié)構(gòu)，并提出了作為晶體衍射基礎(chǔ)的著名公式──布拉格定律：

式中λ為X射線的波長(zhǎng)，n為任何正整數(shù)。當(dāng)X射線以掠角θ（入射角的余角，又稱為布拉格角）入射到某一點(diǎn)陣晶格間距為d的晶面面上時(shí)，在符合上式的條件下，將在反射方向上得到因疊加而加強(qiáng)的衍射線。

（二）操作步驟

2.1開(kāi)機(jī)前的準(zhǔn)備

打開(kāi)循環(huán)水，檢查水溫是否在20攝氏度左右，上下波動(dòng)范圍不超過(guò)3度；室內(nèi)溫度在20攝氏度左右，上下波動(dòng)范圍不超過(guò)3度；濕度小于80%；樣品放置在樣品臺(tái)正中間； 2.2開(kāi)機(jī)檢查

記錄檢查情況，填寫《儀器設(shè)備使用記錄》；預(yù)熱30分鐘，加載高壓；啟動(dòng)電腦，打開(kāi)commander軟件，點(diǎn)擊init drives按鈕進(jìn)行初始化，然后點(diǎn)擊Move drives按鈕驅(qū)動(dòng)各個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)定的角度處；在commander軟件中將設(shè)備功率設(shè)定到額定功率，銅靶40KV，40mA；鈷靶35KV，40mA；設(shè)定2thet角的范圍（通常范圍在20°到80°）。掃描方式設(shè)定為continuous;掃描速度設(shè)定為2°/min。填寫《儀器設(shè)備使用記錄》。2.3 開(kāi)始檢測(cè)

點(diǎn)擊start按鈕開(kāi)始衍射。測(cè)試完畢后將數(shù)據(jù)保存到目標(biāo)文件夾，文件名與檢測(cè)樣品名一致。檢測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)記入《物相定性分析項(xiàng)目檢測(cè)原始記錄》； 2.4 關(guān)機(jī)前的檢查

測(cè)試完畢后，將已測(cè)樣品放入已測(cè)區(qū)或廢樣區(qū)，以免和未測(cè)樣品混淆。點(diǎn)擊設(shè)備上high voltage按鈕，來(lái)卸載高壓；設(shè)備冷卻30分鐘，使光管冷卻到室溫。否則容易使光管氧化，縮短其使用壽命；關(guān)閉軟件，關(guān)閉電腦。點(diǎn)擊stop按鈕關(guān)閉衍射儀；關(guān)閉循環(huán)水冷機(jī)。填寫《儀器設(shè)備使用記錄》。2.5儀器設(shè)備狀態(tài)恢復(fù)

將已檢測(cè)樣品放入已測(cè)區(qū)，以免和未測(cè)樣品混淆；將檢測(cè)完畢的樣品臺(tái)在試驗(yàn)臺(tái)上擺放整齊；地面保持干凈。

（三）應(yīng)用

3.1 物相分析

晶體的Ｘ射線衍射圖像實(shí)質(zhì)上是晶體微觀結(jié)構(gòu)的一種精細(xì)復(fù)雜的變換，每種晶體的結(jié)構(gòu)與其Ｘ射線衍射圖之間都有著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，其特征X射線衍射圖譜不會(huì)因?yàn)樗N物質(zhì)混聚在一起而產(chǎn)生變化，這就是Ｘ射線衍射物相分析方法的依據(jù)。制備各種標(biāo)準(zhǔn)單相物質(zhì)的衍射花樣并使之規(guī)范化，將待分析物質(zhì)的衍射花樣與之對(duì)照，從而確定物質(zhì)的組成相，就成為物相定性分析的基本方法。鑒定出各個(gè)相后，根據(jù)各相花樣的強(qiáng)度正比于改組分存在的量（需要做吸收校正者除外），就可對(duì)各種組分進(jìn)行定量分析。目前常用衍射儀法得到衍射圖譜，用“粉末衍射標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合會(huì)（JCPDS）”負(fù)責(zé)編輯出版的“粉末衍射卡片（PDF卡片）”進(jìn)行物相分析。

目前，物相分析存在的問(wèn)題主要有：⑴ 待測(cè)物圖樣中的最強(qiáng)線條可能并非某單一相的最強(qiáng)線，而是兩個(gè)或兩個(gè)以上相的某些次強(qiáng)或三強(qiáng)線疊加的結(jié)果。這時(shí)若以該線作為某相的最強(qiáng)線將找不到任何對(duì)應(yīng)的卡片。⑵ 在眾多卡片中找出滿足條件的卡片，十分復(fù)雜而繁鎖。雖然可以利用計(jì)算機(jī)輔助檢索，但仍難以令人滿意。⑶ 定量分析過(guò)程中，配制試樣、繪制定標(biāo)曲線或者Ｋ值測(cè)定及計(jì)算，都是復(fù)雜而艱巨的工作。為此，有人提出了可能的解決辦法，認(rèn)為 從相反的角度出發(fā)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)（PDF卡片）利用計(jì)算機(jī)對(duì)定性分析的初步結(jié)果進(jìn)行多相擬合顯示，繪出衍射角與衍射強(qiáng)度的模擬衍射曲線。通過(guò)調(diào)整每一物相所占的比例，與衍射儀掃描所得的衍射圖譜相比較，就可以更準(zhǔn)確地得到定性和定量分析的結(jié)果，從而免去了一些定性分析和整個(gè)定量分析的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算過(guò)程。3.2 點(diǎn)陣常數(shù)的精確測(cè)定

點(diǎn)陣常數(shù)是晶體物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)，測(cè)定點(diǎn)陣常數(shù)在研究固態(tài)相變、確定固溶體類型、測(cè)定固溶體溶解度曲線、測(cè)定熱膨脹系數(shù)等方面都得到了應(yīng)用。點(diǎn)陣常數(shù)的測(cè)定是通過(guò)X射線衍射線的位置（θ）的測(cè)定而獲得的，通過(guò)測(cè)定衍射花樣中每一條衍射線的位置均可得出一個(gè)點(diǎn)陣常數(shù)值。

點(diǎn)陣常數(shù)測(cè)定中的精確度涉及兩個(gè)獨(dú)立的問(wèn)題，即波長(zhǎng)的精度和布拉格角的測(cè)量精度。波長(zhǎng)的問(wèn)題主要是X射線譜學(xué)家的責(zé)任，衍射工作者的任務(wù)是要在波長(zhǎng)分布與衍射線分布之間建立一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。知道每根反射線的密勒指數(shù)后就可以根據(jù)不同的晶系用相應(yīng)的公式計(jì)算點(diǎn)陣常數(shù)。晶面間距測(cè)量的精度隨θ 角的增加而增加，θ越大得到的點(diǎn)陣常數(shù)值越精確，因而點(diǎn)陣常數(shù)測(cè)定時(shí)應(yīng)選用高角度衍射線。誤差一般采用圖解外推法和最小二乘法來(lái)消除，點(diǎn)陣常數(shù)測(cè)定的精確度極限處在1×10-5附近。3.3 晶粒尺寸和點(diǎn)陣畸變的測(cè)定

若多晶材料的晶粒無(wú)畸變、足夠大，理論上其粉末衍射花樣的譜線應(yīng)特別鋒利，但在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，這種譜線無(wú)法看到。這是因?yàn)閮x器因素和物理因素等的綜合影響，使純衍射譜線增寬了。純譜線的形狀和寬度由試樣的平均晶粒尺寸、尺寸分布以及晶體點(diǎn)陣中的主要缺陷決定，故對(duì)線形作適當(dāng)分析，原則上可以得到上述影響因素的性質(zhì)和尺度等方面的信息。

在晶粒尺寸和點(diǎn)陣畸變測(cè)定過(guò)程中，需要做的工作有兩個(gè)：⑴ 從實(shí)驗(yàn)線形中得出純衍射線形，最普遍的方法是傅里葉變換法和重復(fù)連續(xù)卷積法。⑵ 從衍射花樣適當(dāng)?shù)淖V線中得出晶粒尺寸和缺陷的信息。這個(gè)步驟主要是找出各種使譜線變寬的因素，并且分離這些因素對(duì)寬度的影響，從而計(jì)算出所需要的結(jié)果。主要方法有傅里葉法、線形方差法和積分寬度法。3.4單晶取向和多晶織構(gòu)測(cè)定

單晶取向的測(cè)定就是找出晶體樣品中晶體學(xué)取向與樣品外坐標(biāo)系的位向關(guān)系。雖然可以用光學(xué)方法等物理方法確定單晶取向，但X衍射法不僅可以精確地單晶定向，同時(shí)還能得到晶體內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的信息。一般用勞埃法單晶定向，其根據(jù)是底片上勞埃斑點(diǎn)轉(zhuǎn)換的極射赤面投影與樣品外坐標(biāo)軸的極射赤面投影之間的位置關(guān)系。透射勞埃法只適用于厚度小且吸收系數(shù)小的樣品；背射勞埃法就無(wú)需特別制備樣品，樣品厚度大小等也不受限制，因而多用此方法。

多晶材料中晶粒取向沿一定方位偏聚的現(xiàn)象稱為織構(gòu)，常見(jiàn)的織構(gòu)有絲織構(gòu)和板織構(gòu)兩種類型。為反映織構(gòu)的概貌和確定織構(gòu)指數(shù)，有三種方法描述織構(gòu)：極圖、反極圖和三維取向函數(shù)，這三種方法適用于不同的情況。對(duì)于絲織構(gòu)，要知道其極圖形式，只要求出求其絲軸指數(shù)即可，照相法和衍射儀法是可用的方法。板織構(gòu)的極點(diǎn)分布比較復(fù)雜，需要兩個(gè)指數(shù)來(lái)表示，且多用衍射儀進(jìn)行測(cè)定。3.5展望

隨著X射線衍射技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)，X射線衍射法的用途也越來(lái)越廣泛，除了在無(wú)機(jī)晶體材料中的應(yīng)用，已經(jīng)在有機(jī)材料、鋼鐵冶金、以及納米材料的研究領(lǐng)域中發(fā)揮出巨大作用，并且還應(yīng)用于瞬間動(dòng)態(tài)過(guò)程的測(cè)量。計(jì)算機(jī)的普遍使用讓各種測(cè)量?jī)x器的功能變得強(qiáng)大，測(cè)試過(guò)程變得簡(jiǎn)單快捷，雙晶衍射、多重衍射也越來(lái)越完善。但是，隨之而來(lái)的軟件也缺陷越來(lái)越明顯，在各種分析過(guò)程中，軟件分析檢索的準(zhǔn)確度都不盡人意。

縱觀整個(gè)X射線衍射領(lǐng)域，可以看出儀器設(shè)備的精密化和多用途化是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，然而各種設(shè)備運(yùn)行的軟件明顯落后于設(shè)備的發(fā)展，所以今后迫切的需要是軟件系統(tǒng)的更新和完善。

第五篇：X射線衍射分析思考題

X射線衍射分析思考題

1.X射線學(xué)有幾個(gè)分支?每個(gè)分支的研究對(duì)象是什么? 2.什么叫“相干散射”、“非相干散射”? 3.產(chǎn)生X射線需要什么條件? 4.連續(xù)X射線譜是怎樣產(chǎn)生的?其短波限由什么決定? 5.特征X射線譜是怎樣產(chǎn)生的?為什么特征譜對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)不變? 6.試推導(dǎo)布拉格方程

7.什么是結(jié)構(gòu)因子(結(jié)構(gòu)振幅)? 結(jié)構(gòu)因子表征了什么? 8.寫出面心立方點(diǎn)陣中能產(chǎn)生衍射的前5個(gè)晶面(干涉面).9.物相定性分析的原理是什么? 10.若待測(cè)物質(zhì)中有兩種物相,定性分析時(shí)有哪些步驟? 透射電鏡與高分辨顯微方法思考題

1.電子波長(zhǎng)由什么決定?常用透射電鏡的電子波長(zhǎng)在什么范圍內(nèi)? 2.透射電鏡主要由哪幾部分組成?各部分的主要功能? 3.比較光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡的異同點(diǎn)。4.影響透射電子顯微鏡分辨率的因素? 5.球差、像散和色差是怎樣造成的？如何減小這些像差？哪些是可消除的像差？

6.有幾種主要的透射電鏡樣品制備方法？各自的應(yīng)用范圍？雙噴減薄和離子減薄各適用于制備什么樣品？

7.發(fā)生電子衍射產(chǎn)生的充要條件是什么? 8.說(shuō)明體心立方和面心立方晶體結(jié)構(gòu)的消光規(guī)律，分別寫出兩種結(jié)構(gòu)前10個(gè)衍射晶面。

9.何為質(zhì)厚襯度？說(shuō)明質(zhì)厚襯度的成像原理。10.試推導(dǎo)電子衍射的基本公式.11.如何利用已知參數(shù)的多晶樣品標(biāo)定透射電鏡有效相機(jī)常數(shù)？

12.說(shuō)明已知相機(jī)常數(shù)及晶體結(jié)構(gòu)時(shí)單晶衍射花樣標(biāo)定的基本步驟.13.何為明場(chǎng)像？何為暗場(chǎng)像？畫出明場(chǎng)成像和中心暗場(chǎng)成像光路圖。14.何為相位襯度？相位襯度條件下可獲得什么圖像？

15.有幾種常見(jiàn)的高分辨電子顯微像？說(shuō)明形成不同高分辨像所需的衍射條件

1.電子束與固體樣品相互作用時(shí)能產(chǎn)生哪些信號(hào)？它們有什么特點(diǎn)？各自的產(chǎn)生機(jī)理是什么? 2.入射電子束強(qiáng)度與各激發(fā)信號(hào)強(qiáng)度之間有什么關(guān)系?為什么吸收電子像襯度與二次電子像和背散射電子像襯度相反? 3.掃描電鏡的分辨率與什么因素有關(guān)?為什么不同信號(hào)成像的分辨率不同? 4.與透射電鏡相比,掃描電鏡有什么特點(diǎn)?其主要用途是什么? 5.掃描電鏡的主要性能指標(biāo)有哪些?各代表什么含義? 6.說(shuō)明掃描電鏡中二次電子像的形貌襯度是怎樣形成的？顆粒尺寸大小對(duì)襯度有何影響？ 7.分別說(shuō)明波譜儀和能譜儀的工作原理,它們各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？ 8.電子探針儀主要有幾種分析方法?各用于進(jìn)行什么檢測(cè)? 9.俄歇電子有什么特點(diǎn)?俄歇電子能譜儀的主要用途? 10.掃描隧道顯微鏡有幾種工作模式？請(qǐng)分別加以說(shuō)明