工程材料检测方法论文.doc

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为期四个星期的小学期很快就结束了，总体来说获益不少。首先是从课堂上 了解了与专业相关的许多知识，其中包括检测无机材料结构和成分的X射线衍射 分析、电子显微分析、热分析以及光谱分析等分析方法。其次在水泥性能相关检 测的实践中，知道了如何用维卡仪及相关配件测定水泥的标准稠度用水量以及用 雷氏夹测定水泥试饼的强度，此外还有水泥其他各项指标的测定方法。再有是在 这期间我们进行的课程设计，因要耗费大量的时间及精力而显得举足轻重，也让 我们得到了充分的锻炼。
下面我就将近期所学的知识作如下总结：
一、无机非金属材料结构和成分常用的研究方法
1、X射线衍射分析
X射线是波长极短的电磁波， ~ 10诃，波长介于紫外线和 y射线之间。~«m的X射线其波长与晶体中原子的间距比较接近, 当它照射晶体物质时会产生衍射现象，因此常用于X射线晶体结构分析。
X射线具有波动性和粒子性双重特性。在解释X射线在传播过程中发生的干 涉与衍射现象时，突出X射线的波动性，它具有一定的振动频率(刃、波长(2)和 传播速度(c«),并且三者之间符合公式2 = c/y o在考虑X射线与 其他物质相互作用时，则将它看成粒子流，这种微粒子通常称为光子，X射线以 X射线光子的形式辐射或吸收时，具有一定的质量(肋、能量(E)和动量(P)。它 们之间存在如下关系：
E = hv = h —
2
c h
P = —
2
式中，%为普朗克常数,"®・s。
可以看到，X射线的波长越短，能量越高，穿透能力就越强，通常称为硬X
射线；反之，波长长的X射线能量低，穿透能力弱，成为软X射线。
X射线谱可分为两种：连续X射线谱和特征X射线谱。X射线谱是在一定 条件下测量由X射线管发出的X射线的波长2和强度/ ,绘制出的X射线的相 对强度随波长变化的关系曲线。利用X射线谱的实验特征规律可对材料进行结 构和元素成分的分析。通过X射线衍射花样和晶体结构之间的内部联系，我们 可以得知两个方面的信息:一是衍射线在空间的分布规律;二是衍射线束的强度。 其中衍射线在空间的分布规律主要反映了晶胞的形状和大小，而衍射线的强度则 取决于晶胞中原子的种类和位置。
在揭示衍射线空间方位与晶体结构的关系时，用到了布拉格方程：
Id sin 0 = nA
式中，"为整数，称为反射级数；&角称为布拉格角、掠射角或半衍射角，20角 是入射线和衍射线之间的夹角，习惯上称为衍射角。
通过布拉格方程以及其他分析手段，就可以对材料的晶体进行结构和成分的 分析。
2、电子显微分析
电子显微分析是利用聚焦电子束与试样物质相互作用产生的各种物理信号， 分析试样物质的微区形貌、显微结构、晶体结构以及化学组成的一种分析方法。 当电子束与试样物质发生作用时会产生如下变化：
'辐射跃迁 —X射线—AEPMA（电子X射线探针微区
分析仪）
电子 物质-
二次电子
背散射电子
SME
'非辐射跃迁一A
俄歇电子一►能谱仪（EDS）元素分析
透射电子 ► TME
在电子透镜中，静电透镜是根据电子在电场中运动时，其运动方向与电场方 向不在一条直线上，电场力会改变电子运动方向这一性质制成，其对电