当前课程知识点：材料现代研究方法 > 第二章 X射线及其与物质的相互作用 > 2.5 特征X射线 > 特征X射线
同学你好
这节课我要给大家讲的内容是特征X射线
特征X射线的产生是
当管电压升高到一定值之后
超过了某个临界值之后
除了连续的X射线之外
会出现几组波长固定 强度很大的X射线组分
它的波长完全取决于物质的原子序数
咱们称为
这样的X射线称为特征X射线
上节课给大家讲了连续X射线
就是说当你加到管电压
再加到一定的时候
它会形成一个连续的X射线谱
如果说管电压我继续升高
达到一定值之后
这个连续谱上就会出现几组波长固定
强度很高的X射线
这个咱们称为特征X射线
这个特征X射线只与物质的原子系数有关
它可以用莫赛莱定律来描述
就说这个波长
这是原子序数
这是两个常量 不同谱系的常量
所以就是说这个特征X射线的波长
只与原子序数有关
咱们说什么情况能够产生特征X射线
是指我加的电压要超过某一个值
超过某一个值
这个值咱们称为激发电压
激发电压
这里激发电压有K系的激发电压
有L系的激发电压
当然K系的激发电压是最高的
你比如说这样一个特征X射线
这就是K系
大于K系激发电压之后产生的一个
K系的一个特征谱
在这个特征谱当中
这里边有一个Kα这样一个组分的X射线
还有一个Kβ这样两个组分的X射线构成的
实际上这Kα当中还有Kα1和Kα2这样两个组分
所以K系的X射线一共有三个波长
Kα1 Kα2 Kβ
它波长的大小是按这样一个顺序来排列的
强度
Kα1的强度是Kα2的强度的二倍
Kα的强度
当然这Kα是包括了Kα1 Kα2
Kα强度是Kβ的5到7倍
在管电压大于激发电压的时候
升高管电压 特征谱的强度也升高
某一个K系谱线的强度
它可以用这样一个公式来描述
这里边当管电压是
K系激发电压的4到5倍的时候
这时候K系的特征X射线的强度
与X射线的总强度比值是最大的
所以我们一般选择管电压的时候
要选择管电压是激发电压的4到5倍
这个时候是最合理的
因为这个时候它的比强度是最大的
所以是这样来选择的
那特征X射线产生的机理是什么
这个是由原子的结构来决定的
就是说当你外来的电子
如果能量足够高的时候
它就可以将这个原子当中
内层的一个K层的一个电子给它打跑
使它成为一个激发态
成了激发态
这个位置缺了一个原子
其它层的原子就要来补充这个空位
补充这个空位
如果说从L层电子来补充这个空位
它两个之间
这两个电子层之间的能量是有差异的
你比如这是L层的电子能量
这是K层的电子能量
当你电子从L层上跳到K层的时候
这时候有能量差
就是它
这个能量差它怎么办
多余的能量怎么办
它是以X射线光子的能量辐射出去
所以这时候辐射出来这个就是KαX射线
这就是Kα的特征谱
当然你这个位置缺一个电子
从M层也可以跳到K层来补充这个空位
这个时候它之间也有一个能量差
这个能量差要比这个
比L层到K层能量差还要大
这个时候多余的能量是以
Kβ的形式释放出来了
所以咱们说Kβ的波长
它是小于Kα的
它是小于Kα的
是它的来源决定了这样一个特征
这是K系的辐射
当然还有L系辐射就是说
当你电子能量不足以将K系电子打跑
将这个电子打跑了
其它层的电子来补充这个空位的时候
这时候出来的是Lα以及Lβ这样
不同波长的这个X射线
所以这个就是说叫特征X射线
特征X射线我们看它波长为什么是固定的
它是由原子结构决定的
因为你这两个能级上的这个能量是
与原子结构有关的
你这个原子结构决定了它两个能量
所以它是一个定值
对于某一个物质来说
它是个定值
所以你这个Kα也是一个固定的值
这就是特征X射线波长与
所加的电压没关
只与原子序数有关的一个原因
那我们来看一下
你比如说这是个铜靶
它的K系是由Kα1和Kα2构成的
它俩之间有一点的波长差距
但是这个差距很小
还有Kβ
这是Kβ
它的激发电压大概是8.86
我选管电压的时候
比如对铜靶的管电压的时候
选取一般选它的四倍到五倍
你比如那就大概是选35到40千伏
所以一般来讲
我们想获得强度高的特征X射线的时候
不是将它的管电压加得很大
而是在管电压一定的情况下
一般是在35到40千伏这样一个管电压的情况下
来增大管电流
来获得更高的特征X射线
比如说管电压是3到5倍激发电压的时候
我们选择管电流的时候
是不能超过X射线管的额定功率的
一般为了延长这个管子的使用寿命
我们都采用较低的这个管电流情况进行工作
我们一般使用的最大的功率
是那个额定功率的80%左右
另外要一个注意的问题就是管电压
刚才讲了
一般是4到5倍的激发电压
这时候它的比强度是最高的 最合理的
所以并不是管电压加的越高越好
特征X射线实际应用是非常广泛的
它有这样几个应用
一个是可以进行物质结构的确定
它可以确定物质内部原子的分布情况
另外就是进行相分析
研究单相或多相物质的相组成
另外可以做微观组织特征分析
你比如说晶粒尺寸 宏微观应力
织构等等这些信息
另外可以通过测定特征X射线的波长
可以确定物质的原子序数
另外可以通过特征X射线
进行X射线荧光的化学成分分析
电子探针的成分分析等等这些应用
好 这节课内容这给大家介绍到这里
-1.1 晶体、空间点阵及晶体学参数
-1.2 倒易点阵
--布拉菲点阵
-1.3 晶体的宏观对称
--晶体的宏观对称
-1.4 晶体的微观对称
--晶体的微观对称
-1.5 倒易点阵
--倒易点阵
-1.6 倒易点阵的应用
--倒易点阵的应用
-1.7 晶体投影
--晶体投影
-1.8 晶体投影的应用
--晶体投影的应用
-1.9 单晶体标准投影图
--单晶体标准投影图
-1.9 单晶体标准投影图--作业
-2.1 X射线的产生
--X射线的产生
-2.2 X射线与物质的相互作用
-2.3 X射线的吸收限与滤波片
-2.4 连续X射线
--连续X射线
-2.5 特征X射线
--特征X射线
-2.5 特征X射线--作业
-3.1 一个电子对X射线的散射
-3.2 一个原子对X射线的散射
-3.3 简单晶体对X 射线的衍射
-3.4 复杂晶体对X射线的衍射
-3.5 爱瓦德作图法
--爱瓦德作图法
-3.5 爱瓦德作图法--作业
-4.1 粉末照相法
--粉末照相法
-4.2 多晶衍射仪
--多晶衍射仪
-4.3 多晶体衍射峰特征
--多晶体衍射峰特征
-4.4 多晶体衍射峰强度
--多晶体衍射峰强度
-4.5 多晶体花样分析
--多晶体花样分析
-4.5 多晶体花样分析--作业
-5.1 晶块尺寸与微观应力的宽化
-5.2 晶胞常数的精确确定
-5.3 宏观应力的测定
--宏观应力的测定
-5.4 织构的表征
--织构的表征
-5.5 织构的测定
--织构的测定
-5.6 织构分析
--织构分析
-5.7 物相定性分析
--物相定性分析
-5.8 物相定量分析
--物相定量分析
-5.8 物相定量分析--作业
-6.1 电子波与电磁透镜
--电子波与电磁透镜
-6.2 电磁透镜的像差与分辨率
-6.3 电磁透镜的景深和焦长
-6.3 电磁透镜的景深和焦长--作业
-7.1 透射电子显微镜的结构与成像原理
-7.2 透射电子显微镜主要部件的结构与工作原理
-7.3 透射电子显微镜分辨率和放大倍数的测定
-7.4 透射电子显微镜样品制备
-7.4 透射电子显微镜样品制备--作业
-8.1 概述
--概述
-8.2 电子衍射原理
--电子衍射原理
-8.3 晶带定律与零层倒易截面
-8.4 倒易阵点的扩展与偏移矢量
-8.5 倒易阵点与电子衍射图的关系
-8.6 衍射斑点指数化
--衍射斑点指数化
-8.7 选区电子衍射
--选区电子衍射
-8.8 单晶电子衍射花样的标定
-8.9 复杂电子衍射花样的标定
-8.9 复杂电子衍射花样的标定--作业
-9.1 衍射衬度成像原理
--衍射衬度成像原理
-9.2 消光距离
--消光距离
-9.3 衍衬运动学
--衍衬运动学
-9.4 衍衬动力学简介
--衍衬动力学简介
-9.5 晶体缺陷分析
--晶体缺陷分析
-9.5 晶体缺陷分析--作业
-10.1 电子束与固体样品作用时产生的信号
-10.2 扫描电子显微镜的构造和工作原理
-10.3 扫描电子显微镜的主要性能
-10.4 表面形貌衬度原理及其应用
-10.5 原子序数衬度原理及其应用
-10.6 电子探针仪的结构与工作原理
-10.7 电子探针仪的分析方法及应用
-10.7 电子探针仪的分析方法及应用--作业
