X射线衍射技术及应用.ppt

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1、LOGO X射线衍射技术及应用 X射线的性质 v人的肉眼看不人的肉眼看不见X射射线，但，但X射射线能使气体能使气体电离，离，使照相底片感光，能穿使照相底片感光，能穿过不透明的物体，不透明的物体，还能使能使荧光物光物质发出出荧光。光。vX射射线呈直呈直线传播，在播，在电场和磁和磁场中不中不发生偏生偏转；当穿当穿过物体物体时仅部分被散射。部分被散射。vX射射线对动物有机体（其中包括物有机体（其中包括对人体）能人体）能产生生巨大的生理上的影响，能巨大的生理上的影响，能杀伤生物生物细胞。胞。X射线谱-连续X射线谱vX X射射线线强强度度与与波波长长的的关关系系曲曲线线，称称之之X X射线谱。射线谱。v

2、在在管管压压很很低低时时，小小于于20kv20kv的的曲曲线线是是连连续续变变化化的的，故故称称之之连连续续X X射射线线谱谱，即即连续谱。连续谱。X射线谱-特征X射线谱特征X射线的命名方法v同同样当当K空位被空位被M层电子填充子填充时，则产生生K辐射。射。M能能级与与K能能级之差大于之差大于L能能级与与K能能级之差，即一个之差，即一个K光光子的能量大于一个子的能量大于一个K光子的能量；光子的能量；但因但因LK层跃迁的迁的几率比几率比MK跃迁几率大，故迁几率大，故K辐射射强度比度比K辐射射强度大五倍左右。度大五倍左右。v显然，然，当当L层电子填充子填充K层后，原子由后，原子由K激激发状状态变成

3、成L激激发状状态，此，此时更外更外层如如M、N层的的电子将填充子将填充L层空位，空位，产生生L系系辐射。因此，当原子受到射。因此，当原子受到K激激发时，除除产生生K系系辐射外，射外，还将伴生将伴生L、M等系的等系的辐射。射。除除K系系辐射因波射因波长短而不被窗口完全吸收外，其余各系短而不被窗口完全吸收外，其余各系均因波均因波长长而被吸收。而被吸收。Cu靶靶X-Ray有一定有一定的强度比：的强度比：(Cu,K 1)：(Cu,K 2)=0.497(Cu,K 1)：(Cu,K 1)=0.200连续谱连续谱(软软X射线射线)高速运动高速运动的粒子能的粒子能量转换成量转换成电磁波电磁波谱图特征谱图特征:

4、强强度随波长连度随波长连续变化续变化是衍射分析的是衍射分析的背底背底;是医学采用的是医学采用的特征谱特征谱(硬硬X射线射线)高能级电高能级电子回跳到子回跳到低能级多低能级多余能量转余能量转换成电磁换成电磁波波仅在特定波仅在特定波长处有特别长处有特别强的强度峰强的强度峰 衍射分析采用衍射分析采用X射线与物质的相互作用vX X射线与物质的相互作用，是一个比较复杂的物理过程。射线与物质的相互作用，是一个比较复杂的物理过程。v一束一束X X射线通过物体后，其强度将被衰减，它是被散射和吸收的结射线通过物体后，其强度将被衰减，它是被散射和吸收的结果，并且吸收是造成强度衰减的主要原因。果，并且吸收是造成强度

5、衰减的主要原因。X射线的强度vX X射线衍射理论能将晶体结构与衍射花样有机射线衍射理论能将晶体结构与衍射花样有机地联系起来，它包括衍射线束的方向、强度地联系起来，它包括衍射线束的方向、强度和形状。和形状。v衍射线束的衍射线束的方向方向由晶胞的形状大小决定由晶胞的形状大小决定v衍射线束的衍射线束的强度强度由晶胞中原子的位置和种类决由晶胞中原子的位置和种类决定，定，v衍射线束的衍射线束的形状大小形状大小与晶体的形状大小相关。与晶体的形状大小相关。X射线衍射基本实验技术X射线衍射仪法 vX X射线衍射仪是广泛使用的射线衍射仪是广泛使用的X X射线衍射装置。射线衍射装置。19131913年布拉格父子设

6、计的年布拉格父子设计的X X射线衍射装置是衍射射线衍射装置是衍射仪的早期雏形，经过了近百年的演变发展，今天仪的早期雏形，经过了近百年的演变发展，今天的衍射仪如下图所示。的衍射仪如下图所示。送水装置X线管高压发生器X线发生器(XG)测角仪样品计数管控制驱动装置显示器数据输出计数存储装置(ECP)水冷高压电缆角度扫描X射线衍射仪X射射线衍射衍射仪是采用衍射光子探是采用衍射光子探测器和器和测角角仪来来记录衍射衍射线位置及位置及强度度的分析的分析仪器器，包括以下部分：，包括以下部分：1.X射射线发生器；生器；2.衍射衍射测角角仪；3.辐射探射探测器；器；4.测量量电路；路；5.控制控制操作和运行操作和

7、运行软件的件的电子子计算机系算机系统。常用粉末衍射常用粉末衍射仪主要由主要由X射射线发生系生系统、测角及探角及探测控控制系制系统、记数据数据处理系理系统三大部分三大部分组成成。核心部件是。核心部件是测角角仪衍射图谱 一一张衍射衍射图谱上衍射上衍射线的位置的位置仅和原子排列周期和原子排列周期性有关性有关 强度度则决定于原子种决定于原子种类、数量、相、数量、相对位置等性位置等性质 衍射衍射线的的位置位置和和强度度就完整地反映了晶体就完整地反映了晶体结构的构的二个特征，从而成二个特征，从而成为辨辨别物相的依据物相的依据 衍射仪所能进行的工作峰位 面间距d 定性分析 点阵参数 d漂移 残余应力 固溶体

8、分析半高宽 结晶性 微晶尺寸 晶格点阵非晶质的积分强度结晶质的积分强度定量分析结晶化度角度（2）强度判定有无谱峰晶态、非晶态样品方位与强度变化:单晶定向；多晶择优取向(一）一）X X射线物相分析射线物相分析 v材料或物质的组成包括两部分：材料或物质的组成包括两部分：一是确定材料的组成元素及其含量；一是确定材料的组成元素及其含量；二是确定这些元素的存在状态，即是什么物相。二是确定这些元素的存在状态，即是什么物相。v材料由哪些元素组成的分析工作可以通过化学分析、光谱材料由哪些元素组成的分析工作可以通过化学分析、光谱分析、分析、X X射线荧光分析等方法来实现，这些工作称之成份射线荧光分析等方法来实现

9、，这些工作称之成份分析。分析。v材料由哪些物相构成可以通过材料由哪些物相构成可以通过X X射线衍射分析加以确定，这射线衍射分析加以确定，这些工作称之物相分析或结构分析。些工作称之物相分析或结构分析。X射线衍射方法的实际应用 由照片判断由照片判断u非晶无取向非晶无取向 弥散弥散环u非晶取向非晶取向 赤道赤道线上的弥散斑上的弥散斑 u结晶无取向晶无取向 有系列同心有系列同心锐环u结晶取向晶取向 有系列有系列对称弧称弧u结晶高度取向晶高度取向 对称斑点称斑点 定性判断结晶与取向 由衍射仪判断由衍射仪判断u“宽隆隆”峰：表明无定形峰：表明无定形u“尖尖锐“峰：表明存在峰：表明存在结晶或近晶晶或近晶X射

10、线物相定性分析原理v目前已知的晶体物质已有成千上万种。事先在目前已知的晶体物质已有成千上万种。事先在一定的规范条件下对所有已知的晶体物质进行一定的规范条件下对所有已知的晶体物质进行X X射线衍射，获得一套所有晶体物质的标准射线衍射，获得一套所有晶体物质的标准X X射线射线衍射花样图谱，建立成数据库。衍射花样图谱，建立成数据库。v当对某种材料进行物相分析时，只要将实验结当对某种材料进行物相分析时，只要将实验结果与数据库中的标准衍射花样图谱进行比对，果与数据库中的标准衍射花样图谱进行比对，就可以确定材料的物相。就可以确定材料的物相。vX X射线衍射物相分析工作就变成了简单的图谱对射线衍射物相分析工

11、作就变成了简单的图谱对照工作。照工作。X射线物相定性分析v19381938年由年由HanawaltHanawalt提出，公布了上千种物质的提出，公布了上千种物质的X X射射线衍射花样，并将其分类，给出每种物质三条最强线衍射花样，并将其分类，给出每种物质三条最强线的面间距索引（称为线的面间距索引（称为HanawaltHanawalt索引）。索引）。v19411941年美国材料实验协会（年美国材料实验协会（The American Society The American Society for Testing Materialsfor Testing Materials，简称，简称ASTMAST

12、M）提出推广，）提出推广，将每种物质的面间距将每种物质的面间距d d和相对强度和相对强度I/I1I/I1及其他一些及其他一些数据以卡片形式出版（称数据以卡片形式出版（称ASTMASTM卡），公布了卡），公布了13001300种种物质的衍射数据。以后，物质的衍射数据。以后，ASTMASTM卡片逐年增添。卡片逐年增添。X射线物相定性分析v19691969年起，由年起，由ASTMASTM和英、法、加拿大等国家的和英、法、加拿大等国家的有关协会组成国际机构的有关协会组成国际机构的“粉末衍射标准联合粉末衍射标准联合委员会委员会”，负责卡片的搜集、校订和编辑工作，负责卡片的搜集、校订和编辑工作，所以，以后

13、的卡片成为粉末衍射卡（所以，以后的卡片成为粉末衍射卡（the the Powder Diffraction FilePowder Diffraction File），简称），简称PDFPDF卡，或卡，或称称JCPDSJCPDS卡（卡（the Joint Committee on Powder the Joint Committee on Powder Diffraction StandardaDiffraction Standarda）。）。粉末衍射卡的组成v粉末衍射卡（粉末衍射卡（简称称ASTM或或PDF卡）卡片的形式如卡）卡片的形式如图所示所示粉末衍射卡的组成v1 1栏：卡片序号。栏：卡片

14、序号。v2 2栏：栏：1a1a、1b1b、1c1c是最强、次强、再次强三强线是最强、次强、再次强三强线的面间距。的面间距。2a2a、2b2b、2c2c、2d2d分别列出上述各线条分别列出上述各线条以最强线强度以最强线强度(I(I1 1)为为100100时的相对强度时的相对强度I/II/I1 1。v3 3栏：栏：1d1d是试样的最大面间距和相对强度是试样的最大面间距和相对强度I/II/I1 1 。v4 4栏：物质的化学式及英文名称栏：物质的化学式及英文名称 v5 5栏：测样时的实验条件。栏：测样时的实验条件。v6 6栏：物质的晶体学数据。栏：物质的晶体学数据。v7 7栏：光学性质数据。栏：光学性

15、质数据。v8 8栏：试样来源、制备方式、测样温度等数据栏：试样来源、制备方式、测样温度等数据 v9 9栏：面间距、相对强度及密勒指数。栏：面间距、相对强度及密勒指数。粉末衍射卡片的索引v在实际的在实际的X X射线物相分析工作中，通过比对方法射线物相分析工作中，通过比对方法从浩瀚的物质海洋中鉴别出实验物质的物相决从浩瀚的物质海洋中鉴别出实验物质的物相决非易事。为了从几万张卡片中快速找到所需卡非易事。为了从几万张卡片中快速找到所需卡片，必须使用索引书。目前所使用的索引有以片，必须使用索引书。目前所使用的索引有以下二种编排方式：下二种编排方式：v（1 1）数字索引）数字索引v（2 2）字母索引）字母

16、索引物相定性分析方法v如待分析试样为单相如待分析试样为单相，在物相未知的情况下可用在物相未知的情况下可用索引进行分析。用数字索引进行物相鉴定步骤如索引进行分析。用数字索引进行物相鉴定步骤如下：下：v1 1 根据待测相的衍射数据，得出三强线的晶面间根据待测相的衍射数据，得出三强线的晶面间距值距值d1d1、d2d2和和d3d3（并估计它们的误差）。（并估计它们的误差）。v2 2 根据最强线的面间距根据最强线的面间距d1d1，在数字索引中找到所，在数字索引中找到所属的组，再根据属的组，再根据d2d2和和d3d3找到其中的一行。找到其中的一行。物相定性分析方法v3 3 比较此行中的三条线，看其相对强度

17、是否与被比较此行中的三条线，看其相对强度是否与被摄物质的三强线基本一致。如摄物质的三强线基本一致。如d d和和I/I1I/I1都基本一致，都基本一致，则可初步断定未知物质中含有卡片所载的这种物则可初步断定未知物质中含有卡片所载的这种物质。质。v4 4 根据索引中查找的卡片号，从卡片盒中找到所根据索引中查找的卡片号，从卡片盒中找到所需的卡片。需的卡片。v5 5 将卡片上全部将卡片上全部d d和和I/I1I/I1与未知物质的与未知物质的d d和和I/I1I/I1对对比如果完全吻合，则卡片上记载的物质，就是要比如果完全吻合，则卡片上记载的物质，就是要鉴定的未知物质。鉴定的未知物质。多相混合物物相定性

18、分析方法v当待分析样为多相混合物时，根据混合物的衍射花当待分析样为多相混合物时，根据混合物的衍射花样为各相衍射花样的叠加，也可对物相逐一进行鉴样为各相衍射花样的叠加，也可对物相逐一进行鉴定，但手续比较复杂。具体过程为：定，但手续比较复杂。具体过程为：v用尝试的办法进行物相鉴定：先取三强线尝试，吻用尝试的办法进行物相鉴定：先取三强线尝试，吻合则可定；不吻合则从谱中换一根（或二根）线再合则可定；不吻合则从谱中换一根（或二根）线再尝试，直至吻合。尝试，直至吻合。v对照卡片去掉已吻合的线条（即标定一相），剩余对照卡片去掉已吻合的线条（即标定一相），剩余线条归一化后再尝试鉴定。直至所有线条都标定完线条归

19、一化后再尝试鉴定。直至所有线条都标定完毕。毕。应用字母索引进行物相鉴定的步骤1.1.根据被测物质的衍射数据，确定各衍射线的根据被测物质的衍射数据，确定各衍射线的d d值值及其相对强度。及其相对强度。2.2.根据试样成分和有关工艺条件，或参考有关文献，根据试样成分和有关工艺条件，或参考有关文献，初步确定试样可能含有的物相。按照这些物相的初步确定试样可能含有的物相。按照这些物相的英文名称，从字母索引中找出它们的卡片号，然英文名称，从字母索引中找出它们的卡片号，然后从卡片盒中找出相应的卡片。后从卡片盒中找出相应的卡片。3.3.将实验测得的面间距和相对强度，与卡片上的值将实验测得的面间距和相对强度，与

20、卡片上的值一一对比，如果某张卡片的数据能与实验数据的一一对比，如果某张卡片的数据能与实验数据的某一组数据吻合，则待分析样中含有卡片记载的某一组数据吻合，则待分析样中含有卡片记载的物相。同理，可将其他物相一一定出。物相。同理，可将其他物相一一定出。举例u鉴别结晶性化合物u区别同种结晶性化合物的不同晶型u单轴取向指数测定a.鉴别结晶性化合物u将样品的XRD谱图与标准谱图PDF对照u物相鉴别更多应用于非聚合物材料中（金属，陶瓷，化合物）b.区别同种结晶性化合物的不同晶型u例：等规聚丙烯IPPu（单斜晶系）刚性增加，冲击强度下降u（六方晶系）拉伸强度和拉伸模型下降，而韧性增加HDPE 和LDPE性能比

21、较u HDPE LDPEu结构规整，结晶度高 结构规整性差，结晶度不高u材料不透明，强度好 材料透明，强度差u可以做容器，管道 做包装膜材料c.研究插层结构u例：有机/无机“纳米插层”复合物u纳米复合材料 分散相的尺寸至少有一维在纳米数量级（100nm）u聚合物/蒙脱土纳米复合材料 在微观上由纳米级聚合物层与纳米级粘土层形成 周期交替的“插层”结构u高耐热性、高强度、高模量、高气体阻隔性、低的膨胀系数纳米插层材料衍射角及晶面间距的变化晶面间距：变大衍射角：变小PP-g-MMT/MMTsampled/nmMMT4.661.90PP-g-MMT/MMMT=100:102.104.01d.催化领域在

22、催化研究中，总要涉及催化剂活性、稳定性、失在催化研究中，总要涉及催化剂活性、稳定性、失活机理等问题，催化剂的物相组成、晶粒大小，等活机理等问题，催化剂的物相组成、晶粒大小，等往往是决定其活性、选择性的重要因素。往往是决定其活性、选择性的重要因素。各种衍射仪可配置各种附件装置，测量出相或反应各种衍射仪可配置各种附件装置，测量出相或反应动力学的各种信息，近年应用了原位技术，确切测动力学的各种信息，近年应用了原位技术，确切测量在不同气氛、温度、压力条件下催化剂等各种材量在不同气氛、温度、压力条件下催化剂等各种材料的结构组成变化，研究催化剂体系的反应机理及料的结构组成变化，研究催化剂体系的反应机理及活

23、性物质。活性物质。v晶体物质的晶胞常数随其成分、温度和受力状态的变化而有微小改变，X射线衍射技术测得的晶胞常数的精确度完全可以确切反映出这种改变，因而晶胞常数的精确测定，尤其是采用多晶X射线衍射技术，在材料科学的测量和研究中是常用技术。（二）点阵常数的测定vX X射线测定点阵常数是一种间接方法，它直接测量的是某一衍射射线测定点阵常数是一种间接方法，它直接测量的是某一衍射线条对应的线条对应的角，然后通过晶面间距公式、布拉格公式计算出点角，然后通过晶面间距公式、布拉格公式计算出点阵常数。以立方晶体为例，其晶面间距公式为：阵常数。以立方晶体为例，其晶面间距公式为：v v v根据布拉格方程根据布拉格方

24、程2dsin=2dsin=，则有：，则有：v v在式中，在式中，是入射特征是入射特征X X射线的波长，是经过精确测定的，有效射线的波长，是经过精确测定的，有效数字可达数字可达7 7位数，对于一般分析测定工作精度已经足够了。干涉位数，对于一般分析测定工作精度已经足够了。干涉指数是整数无所谓误差。所以影响点阵常数精度的关键因素是指数是整数无所谓误差。所以影响点阵常数精度的关键因素是sinsin。如欲用衍射仪精确测定点阵常数：1.应选用合适辐射，使在高角度有一定数量的衍射峰；2.尽量减少各峰取出值的误差；3.通过数据处理，使测算结果的误差进一步减小。影响点阵常数精度的物理因素影响点阵常数精度的物理因

25、素：1.1.式样式样的的晶粒度：晶粒太细会导致衍射峰宽化，使峰位不易测准。晶粒度：晶粒太细会导致衍射峰宽化，使峰位不易测准。如果晶粒太粗，参与衍射的晶粒太少，衍射峰不再光滑，甚至出如果晶粒太粗，参与衍射的晶粒太少，衍射峰不再光滑，甚至出现畸形。式样的晶粒度宜在现畸形。式样的晶粒度宜在0.55m0.55m之间且粒度均匀。之间且粒度均匀。2.2.式样中的微观应力使衍射峰宽化，所以式样制备前尽量去除其内式样中的微观应力使衍射峰宽化，所以式样制备前尽量去除其内应力。应力。3.3.式样中含多种化学元素，要保证被测相成分均一。式样中含多种化学元素，要保证被测相成分均一。4.4.温度扰动：尽量减少温度波动，

26、并且标注测试温度。温度扰动：尽量减少温度波动，并且标注测试温度。5.5.折射系数，因为折射系数的不同，需要对布拉格定律进行修正。折射系数，因为折射系数的不同，需要对布拉格定律进行修正。影响点阵常数精度影响点阵常数精度的几何因素的几何因素：改善精确度的措施改善精确度的措施：1.1.精细实验：通过校准衍射仪，正确制样，精选并严格控制测试参精细实验：通过校准衍射仪，正确制样，精选并严格控制测试参数，使各种因为引入的测值误差尽可能小。数，使各种因为引入的测值误差尽可能小。2.2.数据外推数据外推作图法作图法3.3.数据外推数据外推解析法解析法（三）物相定量分析方法v多相物质经定性分析后，若要进一步知道

27、各个组成物相的多相物质经定性分析后，若要进一步知道各个组成物相的相对含量，就得进行相对含量，就得进行X X射线物相定量分析射线物相定量分析.v根据根据X X射线衍射强度公式，某一物相的相对含量的增加，射线衍射强度公式，某一物相的相对含量的增加，其衍射线的强度亦随之增加，所以通过衍射线强度的数值其衍射线的强度亦随之增加，所以通过衍射线强度的数值可以确定对应物相的相对含量。可以确定对应物相的相对含量。v由于各个物相对由于各个物相对X X射线的吸收影响不同，射线的吸收影响不同，X X射线衍射强度与射线衍射强度与该物相的相对含量之间不成正比关系，必须加以修正。该物相的相对含量之间不成正比关系，必须加以

28、修正。v德拜法中由于吸收因子与德拜法中由于吸收因子与22角有关，而衍射仪法的吸收角有关，而衍射仪法的吸收因子与因子与22角无关，角无关，所以所以X X射线物相定量分析常常是用衍射射线物相定量分析常常是用衍射仪法进行。仪法进行。基本原理用衍射仪测定（平板试样）时，单相物质的衍射强度公式为：将与相含量无关的物理量与强度因子分别用常数C及K表示：衍射线强度公式可简化为：对于由n个相组成的多相混合物，设第j相为待测相，假定该相参加衍射的体积为Vj，强度因子为Kj（C为物理常量），由该相产生的衍射线强度为：K值法的优点：1.K值与待测相和内标物质的含量无关。因此可以任意选取内标物质的含量2.只要配制一个

29、由待测相和内标物质组成的混合试样便可测定K值，因此不需要测绘定标曲线3.K值具有常数意义，只要待测相、内标物质、实验条件相同，无论待测相的含量如何变化，都可以使用一个精确测定的K值v聚合物特殊的聚合物特殊的结构使聚合物的构使聚合物的结晶状晶状态与其他材料（如金与其他材料（如金属）有明属）有明显区区别v由于分子由于分子链是无是无规线团的的长链状状态，所以不太容易使分子，所以不太容易使分子非常非常规整的排列。整的排列。v一般是一般是结晶相与非晶相与非结晶相共存晶相共存v所以就有所以就有结晶度的概念。晶度的概念。v结晶度晶度是描述聚合物是描述聚合物结构和性能的重要参数，通构和性能的重要参数，通过成型

30、条成型条件可以控制件可以控制结晶度，达到改善晶度，达到改善产品性能的目的。在品性能的目的。在许多情多情况下，并不一定需要况下，并不一定需要绝对结晶度，而是从晶度，而是从x射射线衍射得到衍射得到一个再一个再现值，以便，以便对同一种聚合物不同的同一种聚合物不同的样品的品的结晶度晶度进行比行比较，这个相个相对值也称也称为结晶指数。晶指数。（四）结晶度的测定 结晶度是结晶峰面积与总面积之比 晶体粒度大小测定晶体粒度大小测定微晶尺寸在0-1000nm时，可以用Scherrer公式计算晶粒 D=K/COS D:所规定晶面族发向方向的晶粒尺寸 为该晶面衍射峰的半峰高的宽度 K为常数取决于结晶形状，通常取1

31、为衍射角（五）晶体尺寸的测定晶粒越小，衍射线行就越宽晶粒越小，衍射线行就越宽晶粒无限大时晶粒无限大时 晶粒尺寸有限时晶粒尺寸有限时衍射线宽化主要影响因素：1、仪器因素引起增宽 2、K双线引起宽化 3、晶格畸变引起宽化合成纤维、薄膜是经过不同形式的拉伸工艺制成的。在拉伸和热处理过程中，高聚物的分子链沿拉方向排，用x射线衍射技术研究结晶聚合物的取向度是一种非常有用的方法，可分别用取向因子、取向度和极图表征高聚物的取向特征。（六）聚合物趋向度测定通过高聚物x射线小角散射，可以获得晶态非晶态高聚物的长周期尺寸，分子链堆积和进体聚集状态信息，采用Guiniet近似式或散射函数进行分析，测定其回转半径，再

32、根据形状等已知参数可求出粒子大小和分布，利用x射线小角散射可测定干态树脂和溶胀状态树脂的孔结，还可以对起塑合金几十纳米数量级的微孔及其生长规律进行研究。（七）x射线小角散射分析在x射线衍射仪上配置应力测试附件，能进行各种应力测试，如宏观应力，微观应力、超微观应力，可以通过有无畸变，晶体衍射线强度变化来得出此类应力。（八）应力测试宏宏观应力的力的测定定 x射线衍射测的是试样受到弹性变形时产生的应变(它在相当大的距离内均匀分布在试样上)，而应力系通过弹性方程和应变的数据间接求得。应变的度量是晶体点阵面间距应变的度量是晶体点阵面间距，试样的宏观应变本质上引起晶体面间距的变化，因而引起x射线衍射线的位

33、移，从而精确测定点阵参数成为x射线测定宏观应力的基础。该方法由于具有非破坏性等特点，在工程技术上得到广泛应用。X射射线应力力仪vX X射线应力仪的结构示意图如射线应力仪的结构示意图如图，其核心部份为测角仪。图，其核心部份为测角仪。v应力仪的测角仪为立式，测角应力仪的测角仪为立式，测角仪上装有可绕试件转动的仪上装有可绕试件转动的X X射射线管和计数管（即辐射探测器）线管和计数管（即辐射探测器）。v通过通过00调节使调节使X X射线管转动，射线管转动，以改变入射线的方向。从以改变入射线的方向。从X X射射线管线管1 1发出的发出的X X射线，经入射光射线，经入射光阑阑2 2照到位于试样台照到位于试

34、样台3 3的试件的试件4 4上，衍射线则通过接收光阑上，衍射线则通过接收光阑5 5进入计数管进入计数管6 6。计数管在测角。计数管在测角仪圆上的扫描速度可以选择仪圆上的扫描速度可以选择,扫描范围为扫描范围为110170110170。X射线的安全防护vX射射线线设设备备的的操操作作人人员员可可能能遭遭受受电电震震和和辐辐射射损损伤伤两两种种危险。危险。v电电震震的的危危险险在在高高压压仪仪器器的的周周围围是是经经常常地地存存在在的的，X射射线线的的阴阴极极端端为为危危险险的的源源泉泉。在在安安装装时时可可以以把把阴阴极极端端装装在仪器台面之下或箱子里、屏后等方法加以保证。在仪器台面之下或箱子里、屏后等方法加以保证。v辐辐射射损损伤伤是是过过量量的的X射射线线对对人人体体产产生生有有害害影影响响。可可使使局局部部组组织织灼灼伤伤，可可使使人人的的精精神神衰衰颓颓、头头晕晕、毛毛发发脱脱落落、血液的组成和性能改变以及影响生育等。血液的组成和性能改变以及影响生育等。v安安全全措措施施有有：严严格格遵遵守守安安全全条条例例、配配带带笔笔状状剂剂量量仪仪、避避免免身身体体直直接接暴暴露露在在X射射线线下下、定定期期进进行行身身体体检检查查和和验血。验血。LOGO