Obwohl Neutronenbeugung, Elektronenbeugung, Infrarotspektroskopie, Mössbauer-Spektrum und andere Methoden zur Analyse der Struktur von Materie verwendet werden können, ist die Röntgenbeugung das effektivste und am weitesten verbreitete MittelRöntgenbeugungist die erste Methode, mit der Menschen die Mikrostruktur von Materie untersuchen.
Eigenschaften:
(1) Der Wellenlängenbereich liegt zwischen Ultraviolett- und Gammastrahlen im elektromagnetischen Spektrum zwischen 0,001 und 10 nm und die für die Beugungsanalyse geeignete Röntgenwellenlänge beträgt 0,05 bis 0,25 nm.
(2) Die Röntgendurchdringung ist sehr stark und kann 2 bis 3 cm dickes Holz und 1,5 cm dicke Aluminiumplatten durchdringen, aber 1,5 cm dicke Bleiplatten können vollständig blockierenRöntgenstrahlen.
(3) Röntgenstrahlen können Beugungsmuster in Kristallen erzeugen, und die Analyse von Beugungsmustern kann die Kristallstruktur bestimmen, die zum wichtigsten Mittel zur Untersuchung der Struktur von Materie geworden ist.
DerRöntgenröhre ist kein reines monochromatisches Licht, sondern enthält Strahlen verschiedener Wellenlängen, die wichtigste sind die Strahlen der K-Serie. Unter K-Strahlung versteht man die Kollision des Kathodenelektrons mit der Anode, wodurch das Anodenelektron eine K-Anregung erzeugt. Nach dem Auftreffen auf die K-Schicht-Elektronen füllen die L- oder M-Schicht-Elektronen die K-Schicht-Elektronen und erzeugen Röntgenstrahlen. Strahlen der K-Serie können in zwei Arten von Strahlen mit leicht unterschiedlichen Wellenlängen unterteilt werden: Kα (L-Schicht-Elektronenfüllung) und Kβ (M-Schicht-Elektronenfüllung). DerRöntgendiffraktometererfordert den Einsatz monochromatischer Röntgenstrahlen. Daher muss letzteres währenddessen entfernt werdenXRDDie herkömmliche Methode besteht darin, dem Strahlengang einen Filter (z. B. Ni) hinzuzufügen. Heutzutage werden häufig Kupfertargets mit einem Graphitkristall verwendetMonochromatordem Strahlengang hinzugefügt, um die Kβ-Strahlen zu entfernen. Der Monochromator kann den Beugungshintergrund entfernen und auch die Interferenz der Kβ-Strahlen beseitigen. Die charakteristischen Spektrallinien von Cu sind: Kα1 (1,54056 A), Kα2 (1,54439 A), Kβ1 (1,39222 A). Bei Kupfertargets ist die Kα-Wellenlänge der gewichtete Durchschnitt von Kα1 und kα2, der 1,54184 A beträgt (λ in der Bragg-Gleichung und der Scherler-Formel).