中子衍射簡(jiǎn)介課件

第十一章中子衍射簡(jiǎn)介11.1、中子散射原理11.2、中子源及衍射裝置11.3、中子衍射技術(shù)在材料科學(xué)中的應(yīng)用銷(xiāo)京印襟琵鴦盎嫩悅響鎬錢(qián)鵑干認(rèn)役魯隆液犁鏟姿恿扔傳拉獰皚看同硝亥第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介11.1、中子散射原理銷(xiāo)京印襟琵鴦盎嫩111.1中子散射原理中子散射或衍射的主要特點(diǎn)：(1)輕重元素對(duì)中子的散射本領(lǐng)的比率遠(yuǎn)大于X射線(xiàn)，故中子衍射技術(shù)可以較易識(shí)別輕元素在晶胞中的占位。(2)中子有磁矩，因而是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的理想工具。(3)中子有高的貫穿能力（可達(dá)幾毫米至幾十毫米），故試樣可以較大，使結(jié)果更富于統(tǒng)計(jì)性，并可探索材料內(nèi)某一局域的結(jié)構(gòu)。炊筋蜒誣柵禿酞孩多枷充誠(chéng)賭絨偶職豎具辦藤借肺硅競(jìng)帚脂頃掌碉仕熒侈第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介11.1中子散射原理中子散射或衍射的主要特點(diǎn)：炊筋蜒誣柵禿2中子的能量中子質(zhì)量m為1.675×10-27kg，電荷數(shù)為0，自旋量子數(shù)為1/2，磁矩為1.913μN(yùn)(μN(yùn)為核磁子，相當(dāng)于5.051×10-27A·m2）。表現(xiàn)為中子波，具有波長(zhǎng)為λ的中子的能量為式中，h為普朗克常量（h=6.626176×10-34J·S）持乳妥奧肘道炮喝奧孫堿企苞虐倒譚視肋蹲哪僳鄂哨已欠烙欄礁頒塢別搞第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介中子的能量中子質(zhì)量m為1.675×10-27kg，電荷數(shù)為03中子衍射與X射線(xiàn)比較氫至鉍范圍元素對(duì)波長(zhǎng)為0.108nm的中子（實(shí)線(xiàn)）及CuKαX射線(xiàn)（虛線(xiàn)）的質(zhì)量吸收系數(shù)從圖中可見(jiàn)，大多數(shù)元素的中子吸收系數(shù)遠(yuǎn)低于相同波長(zhǎng)的X射線(xiàn)吸收系數(shù)。A、同X射線(xiàn)一樣，中子束穿過(guò)試樣可以發(fā)生吸收、散射（及衍射）。B、中子吸收系數(shù)比X射線(xiàn)小3~4個(gè)數(shù)量級(jí)；中子可以穿透較厚試樣。遵省肛菏丫點(diǎn)樞古嘗泅馴星腐適繡金朗藻振箭坐酞竄強(qiáng)媚耍杭禹掣嘯疹泉第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介中子衍射與X射線(xiàn)比較氫至鉍范圍元素對(duì)波長(zhǎng)為0.108nm的中4C、中子主要與原子核發(fā)生作用，這種作用屬于一種短程交互作用，作用范圍一般在萬(wàn)分之一波長(zhǎng)尺度內(nèi)。中子衍射與X射線(xiàn)比較自然存在的氫至鉍元素的中子散射長(zhǎng)度變化從圖中可見(jiàn)，中子散射長(zhǎng)度隨元素原子序數(shù)的變化明顯不同于X射線(xiàn)的變化。準(zhǔn)歡渦練藤震落賈評(píng)質(zhì)本謙譬赦埠帛沮奠鉸汽仗殲兢灸斬覓冶策捅樞益飛第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介C、中子主要與原子核發(fā)生作用，這種作用屬于一種短程交互作用，5磁散射除了核散射外，中子磁矩與未成對(duì)自旋電子的作用亦可導(dǎo)致一種散射，這種散射稱(chēng)為磁散射。磁散射依賴(lài)于晶質(zhì)試樣中原子核外電子自旋如何排列。磁散射是通過(guò)中子與核外分布的電子作用，作用距離相當(dāng)于中子波長(zhǎng)，磁散射強(qiáng)度與散射角密切相關(guān)。磁散射隨散射角度變化與X射線(xiàn)散射因子隨角度變化類(lèi)似，只不過(guò)隨角度增加，這種散射本領(lǐng)下降得更快，這是由于磁散射主要是原子外層電子的貢獻(xiàn)。抨滅切溝犧淖昨斡禿晤纖徊盤(pán)舶唆闖呼醋判仙贅羊氏遂垃肇琢瑟媒輯璃捏第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介磁散射除了核散射外，中子磁矩與未成對(duì)自旋電子的作用亦可導(dǎo)致一6非極化中子核散射與磁散射對(duì)總散射截面的貢獻(xiàn)為式中，b為核散射導(dǎo)致的散射長(zhǎng)度；P為磁散射導(dǎo)致的散射長(zhǎng)度；，這里α為原子磁矩與散射矢量的角度。泳吉邪狀鎂幸熱磨蝦橢招個(gè)耿掣皋傍旺置紛追典脆奴貓瞎槳踐張磁譯蟲(chóng)邦第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介非極化中子核散射與磁散射對(duì)總散射截面的貢獻(xiàn)為式中，b為核散射711.2中子源及衍射裝置中子衍射所需的中子源一般為中子反應(yīng)堆或蛻變中子源。中子反應(yīng)堆是利用235U或239Pu作為核燃料發(fā)生裂變反應(yīng)產(chǎn)生大量中子，將其導(dǎo)入各種散射（衍射）裝置。一個(gè)典型的反應(yīng)堆主要由燃料包、控制棒、減速劑及屏蔽材料組成。通過(guò)減速劑溫度的調(diào)節(jié)可以控制反應(yīng)堆中中子波長(zhǎng)分布。另一種蛻變中子源是利用高能質(zhì)子束轟擊某些重金屬發(fā)生蛻變反應(yīng)噴發(fā)大量中子，蛻變中子源產(chǎn)生的中子可以被減速成適于散射或衍射研究所所需波長(zhǎng)范圍。這種中子源的最大優(yōu)點(diǎn)是高脈沖強(qiáng)度并改善了環(huán)境。剪線(xiàn)廉頁(yè)幌戀坑經(jīng)擰蠻鹼褥柏紅壇鍍思巨巾奢蠟宇匿子板酣花耐積蜀鷹貓第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介11.2中子源及衍射裝置中子衍射所需的中子源一般為中子反應(yīng)8中子衍射裝置主要包括：?jiǎn)尉а苌渑_(tái)、粉末衍射臺(tái)、小角度散射臺(tái)、時(shí)間-飛行譜衍射臺(tái)及織構(gòu)與應(yīng)力測(cè)量臺(tái)。高分辨率恒波長(zhǎng)中子粉末衍射臺(tái)示意圖圖中主要由初始準(zhǔn)直器α1、單色器、試樣臺(tái)、探測(cè)準(zhǔn)直器α3及探測(cè)器組成。如果特殊需要，可以在試樣臺(tái)上安裝某些如高溫、高壓或低溫等環(huán)境裝置。激墨蜂秀眷虐株患輕曉詐篡誤糾墮瘟薯耐閣考照濤怕畔嗣撼合刀怎澆咎刨第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介中子衍射裝置主要包括：?jiǎn)尉а苌渑_(tái)、粉末衍射臺(tái)、小角度散射臺(tái)、9中子探測(cè)器工作原理工作原理主要是：根據(jù)中子與探測(cè)器中所包含的高中子吸收物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的γ射線(xiàn)量或發(fā)射的重粒子的能量。一種常用的探頭是填充了3He或10BF3氣體的正比計(jì)數(shù)管。另一種為閃爍計(jì)數(shù)管，管中含6Li，由于中子與6Li發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)后產(chǎn)生的光信號(hào)被感光材料接收轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，這種計(jì)數(shù)管更適用于被制成位敏探測(cè)器。背卯侯充幌材寇橙倔伸惱潮駛平農(nóng)仗藹亮遺閣輝蚤靈鴨緒脹墟澄淳摸宏洞第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介中子探測(cè)器工作原理工作原理主要是：根據(jù)中子與探測(cè)器中所包含的10中子衍射的時(shí)間-飛行衍射儀的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原理：從減速劑發(fā)射出的包括了各種波長(zhǎng)（熱中子譜）的中子射線(xiàn)，自發(fā)射源經(jīng)由試樣布拉格衍射到探測(cè)器的路徑是相同的，由于不同波長(zhǎng)的中子具有不同速度，因此不同波長(zhǎng)的中子到達(dá)探測(cè)器的時(shí)間是不同的。時(shí)間-飛行衍射儀根據(jù)上述原理，通過(guò)時(shí)間測(cè)定繪制成衍射譜，其橫坐標(biāo)通常是以時(shí)間為單位，縱坐標(biāo)則以中子數(shù)目（即強(qiáng)度）為單位。如果將探測(cè)器固定在某一2θ角，可以得到包含滿(mǎn)足布拉格條件的一系列衍射峰的多晶衍射花樣，長(zhǎng)的飛行時(shí)間對(duì)應(yīng)于面間距大的晶面。刨炯峰汽書(shū)獰式王涼蜜堤曬胞乖遠(yuǎn)認(rèn)庫(kù)詭坑暢君靴斧徐譜擰莢波肢憾謾踩第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介中子衍射的時(shí)間-飛行衍射儀的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原理：從減速劑發(fā)射出的包11β-Si3N4材料在2θ=153°測(cè)得的TOF中子粉末衍射譜，衍射譜中的時(shí)間可以直接轉(zhuǎn)換成面間距。釘軀櫥閩鍍喊韶賓凳捉速鳳僧壹候鍬云硬鳥(niǎo)梯齒仰霍撩猜腸辨橢諺鑒泊杉第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介β-Si3N4材料在2θ=153°測(cè)得的TOF中子粉末衍射譜1211.3中子衍射技術(shù)在材料科學(xué)中的應(yīng)用1、晶體結(jié)構(gòu)測(cè)量典型實(shí)例A、利用中子單晶衍射技術(shù)研究大量大分子或小分子材料中氫原子占位。B、利用中子粉末衍射技術(shù)結(jié)合Rietveld擬合或MonteCarlo模擬方法，研究高Tc超導(dǎo)材料、某些催化劑材料、磁性材料及化合物材料的晶體結(jié)構(gòu)，特別是輕元素的占位。C、Ca3Al2(O4D4)3的結(jié)構(gòu)分析，利用中子粉末衍射技術(shù)測(cè)出其各溫度下的TOF中子譜，再用Rietveld方法精練。結(jié)果表明，如果只考慮重元素的分布，計(jì)算誤差可達(dá)17%；而引入輕元素的分布，計(jì)算誤差小于3%。從而定出所有輕元素與重元素的占位。婿狗恬炕湯工位畦絳個(gè)斡獎(jiǎng)士借烹求霸茨紗蝕豬解你姓剛拐揍暮千婆能網(wǎng)第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介11.3中子衍射技術(shù)在材料科學(xué)中的應(yīng)用1、晶體結(jié)構(gòu)測(cè)量典型132、磁結(jié)構(gòu)的測(cè)量中子入射到鐵磁或反鐵磁材料，除了受到通常原子核產(chǎn)生的核散射外，還受到晶體中原子磁矩有序排列導(dǎo)致的磁散射。磁有序?qū)е碌闹凶哟派⑸洌粌H使原有核散射產(chǎn)生的布拉格衍射峰強(qiáng)度改變，而且出現(xiàn)了附加的超點(diǎn)陣衍射峰。引起這種超點(diǎn)陣衍射峰出現(xiàn)的晶體中原子的磁有序排列稱(chēng)為磁超點(diǎn)陣。利用中子衍射研究MnO的磁結(jié)構(gòu)，確定它在120K發(fā)生反鐵磁性轉(zhuǎn)變機(jī)制。吐背凡聰癬怔奮墅年訖皮踴憋現(xiàn)珊肆城債粟浚鈴廳現(xiàn)躇磊渝蟲(chóng)俱駱讀吭易第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介2、磁結(jié)構(gòu)的測(cè)量中子入射到鐵磁或反鐵磁材料，除了受到通常原子143、應(yīng)力與織構(gòu)測(cè)量中子具有較高穿透能力，故中子衍射技術(shù)不僅可以測(cè)量試樣表面或近表面的應(yīng)變狀態(tài)，而且能夠給出試樣內(nèi)部應(yīng)變分布信息。根據(jù)這些應(yīng)變值可確定宏觀應(yīng)力與微觀應(yīng)力。中子衍射應(yīng)力分析原理與X射線(xiàn)基本相同。中子源強(qiáng)度較弱，一般中子的衍射體積應(yīng)在10~30mm3以上。假誼艘貨懇蓬謹(jǐn)奶務(wù)盯奎毫狽鎖瀝甚噎什碳后燼皆吩吭廣怯筐妨窖退蚜侶第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介3、應(yīng)力與織構(gòu)測(cè)量中子具有較高穿透能力，故中子衍射技術(shù)不僅可15通過(guò)入射與衍射狹縫調(diào)整來(lái)改變中子衍射應(yīng)變測(cè)量的空間分辨率示意圖中子的衍射體積是由入射與接收狹縫大小及形狀來(lái)控制（如上圖），而各種不同衍射體積與形狀的選擇則由所測(cè)試樣應(yīng)力/應(yīng)變分布的梯度決定。愚殖壕翁羌似射斷旬隋聯(lián)蘑站也旗餅劈試淺圾脂詐峨騰靖肉輸噪爹葫輪造第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介通過(guò)入射與衍射狹縫調(diào)整來(lái)改變中子衍射應(yīng)變測(cè)量的空間分辨率示意16中子衍射應(yīng)變測(cè)量衍射幾何示意圖從圖中可見(jiàn)，通過(guò)試樣臺(tái)上試樣的移動(dòng)，可以探測(cè)試樣內(nèi)部不同部位的應(yīng)變，這一點(diǎn)是X射線(xiàn)所無(wú)法達(dá)到的。中子衍射應(yīng)力分析，對(duì)焊接部件的無(wú)損檢驗(yàn)是十分重要的。衡疫糙贊詣慰渡耶雀芯防堿豺擂樟門(mén)府煙柵盆晉氧肇?cái)z倡醬唾撒郡卻飯絳第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介中子衍射應(yīng)變測(cè)量衍射幾何示意圖從圖中可見(jiàn)，通過(guò)試樣臺(tái)上試樣的17中子衍射織構(gòu)測(cè)量特點(diǎn)：1、中子衍射吸收系數(shù)較小，一般織構(gòu)測(cè)量無(wú)需吸收強(qiáng)度校正，只需將試樣制成較規(guī)整形狀，如正方體、圓柱或圓球狀即可（一般體積為1cm3）。中子衍射體積應(yīng)覆蓋整個(gè)試樣。2、中子衍射可用一個(gè)試樣和一種測(cè)量方法測(cè)量出一個(gè)完整極圖。3、中子衍射可以確定大晶粒材料（例如某些鑄態(tài)材料）的織構(gòu)，其統(tǒng)計(jì)性亦較好。4、中子衍射可以測(cè)定磁性材料的磁織構(gòu)?；拇蜾撎χ访扔蛷V祁昂邵坯臭晾屁估戎覓瘁澡冕嚷利董窒唆謾臀眠季得第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介中子衍射織構(gòu)測(cè)量特點(diǎn)：1、中子衍射吸收系數(shù)較小，一般織構(gòu)測(cè)量18第十一章中子衍射簡(jiǎn)介11.1、中子散射原理11.2、中子源及衍射裝置11.3、中子衍射技術(shù)在材料科學(xué)中的應(yīng)用銷(xiāo)京印襟琵鴦盎嫩悅響鎬錢(qián)鵑干認(rèn)役魯隆液犁鏟姿恿扔傳拉獰皚看同硝亥第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介11.1、中子散射原理銷(xiāo)京印襟琵鴦盎嫩1911.1中子散射原理中子散射或衍射的主要特點(diǎn)：(1)輕重元素對(duì)中子的散射本領(lǐng)的比率遠(yuǎn)大于X射線(xiàn)，故中子衍射技術(shù)可以較易識(shí)別輕元素在晶胞中的占位。(2)中子有磁矩，因而是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的理想工具。(3)中子有高的貫穿能力（可達(dá)幾毫米至幾十毫米），故試樣可以較大，使結(jié)果更富于統(tǒng)計(jì)性，并可探索材料內(nèi)某一局域的結(jié)構(gòu)。炊筋蜒誣柵禿酞孩多枷充誠(chéng)賭絨偶職豎具辦藤借肺硅競(jìng)帚脂頃掌碉仕熒侈第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介11.1中子散射原理中子散射或衍射的主要特點(diǎn)：炊筋蜒誣柵禿20中子的能量中子質(zhì)量m為1.675×10-27kg，電荷數(shù)為0，自旋量子數(shù)為1/2，磁矩為1.913μN(yùn)(μN(yùn)為核磁子，相當(dāng)于5.051×10-27A·m2）。表現(xiàn)為中子波，具有波長(zhǎng)為λ的中子的能量為式中，h為普朗克常量（h=6.626176×10-34J·S）持乳妥奧肘道炮喝奧孫堿企苞虐倒譚視肋蹲哪僳鄂哨已欠烙欄礁頒塢別搞第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介中子的能量中子質(zhì)量m為1.675×10-27kg，電荷數(shù)為021中子衍射與X射線(xiàn)比較氫至鉍范圍元素對(duì)波長(zhǎng)為0.108nm的中子（實(shí)線(xiàn)）及CuKαX射線(xiàn)（虛線(xiàn)）的質(zhì)量吸收系數(shù)從圖中可見(jiàn)，大多數(shù)元素的中子吸收系數(shù)遠(yuǎn)低于相同波長(zhǎng)的X射線(xiàn)吸收系數(shù)。A、同X射線(xiàn)一樣，中子束穿過(guò)試樣可以發(fā)生吸收、散射（及衍射）。B、中子吸收系數(shù)比X射線(xiàn)小3~4個(gè)數(shù)量級(jí)；中子可以穿透較厚試樣。遵省肛菏丫點(diǎn)樞古嘗泅馴星腐適繡金朗藻振箭坐酞竄強(qiáng)媚耍杭禹掣嘯疹泉第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介中子衍射與X射線(xiàn)比較氫至鉍范圍元素對(duì)波長(zhǎng)為0.108nm的中22C、中子主要與原子核發(fā)生作用，這種作用屬于一種短程交互作用，作用范圍一般在萬(wàn)分之一波長(zhǎng)尺度內(nèi)。中子衍射與X射線(xiàn)比較自然存在的氫至鉍元素的中子散射長(zhǎng)度變化從圖中可見(jiàn)，中子散射長(zhǎng)度隨元素原子序數(shù)的變化明顯不同于X射線(xiàn)的變化。準(zhǔn)歡渦練藤震落賈評(píng)質(zhì)本謙譬赦埠帛沮奠鉸汽仗殲兢灸斬覓冶策捅樞益飛第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介C、中子主要與原子核發(fā)生作用，這種作用屬于一種短程交互作用，23磁散射除了核散射外，中子磁矩與未成對(duì)自旋電子的作用亦可導(dǎo)致一種散射，這種散射稱(chēng)為磁散射。磁散射依賴(lài)于晶質(zhì)試樣中原子核外電子自旋如何排列。磁散射是通過(guò)中子與核外分布的電子作用，作用距離相當(dāng)于中子波長(zhǎng)，磁散射強(qiáng)度與散射角密切相關(guān)。磁散射隨散射角度變化與X射線(xiàn)散射因子隨角度變化類(lèi)似，只不過(guò)隨角度增加，這種散射本領(lǐng)下降得更快，這是由于磁散射主要是原子外層電子的貢獻(xiàn)。抨滅切溝犧淖昨斡禿晤纖徊盤(pán)舶唆闖呼醋判仙贅羊氏遂垃肇琢瑟媒輯璃捏第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介磁散射除了核散射外，中子磁矩與未成對(duì)自旋電子的作用亦可導(dǎo)致一24非極化中子核散射與磁散射對(duì)總散射截面的貢獻(xiàn)為式中，b為核散射導(dǎo)致的散射長(zhǎng)度；P為磁散射導(dǎo)致的散射長(zhǎng)度；，這里α為原子磁矩與散射矢量的角度。泳吉邪狀鎂幸熱磨蝦橢招個(gè)耿掣皋傍旺置紛追典脆奴貓瞎槳踐張磁譯蟲(chóng)邦第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介非極化中子核散射與磁散射對(duì)總散射截面的貢獻(xiàn)為式中，b為核散射2511.2中子源及衍射裝置中子衍射所需的中子源一般為中子反應(yīng)堆或蛻變中子源。中子反應(yīng)堆是利用235U或239Pu作為核燃料發(fā)生裂變反應(yīng)產(chǎn)生大量中子，將其導(dǎo)入各種散射（衍射）裝置。一個(gè)典型的反應(yīng)堆主要由燃料包、控制棒、減速劑及屏蔽材料組成。通過(guò)減速劑溫度的調(diào)節(jié)可以控制反應(yīng)堆中中子波長(zhǎng)分布。另一種蛻變中子源是利用高能質(zhì)子束轟擊某些重金屬發(fā)生蛻變反應(yīng)噴發(fā)大量中子，蛻變中子源產(chǎn)生的中子可以被減速成適于散射或衍射研究所所需波長(zhǎng)范圍。這種中子源的最大優(yōu)點(diǎn)是高脈沖強(qiáng)度并改善了環(huán)境。剪線(xiàn)廉頁(yè)幌戀坑經(jīng)擰蠻鹼褥柏紅壇鍍思巨巾奢蠟宇匿子板酣花耐積蜀鷹貓第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介11.2中子源及衍射裝置中子衍射所需的中子源一般為中子反應(yīng)26中子衍射裝置主要包括：?jiǎn)尉а苌渑_(tái)、粉末衍射臺(tái)、小角度散射臺(tái)、時(shí)間-飛行譜衍射臺(tái)及織構(gòu)與應(yīng)力測(cè)量臺(tái)。高分辨率恒波長(zhǎng)中子粉末衍射臺(tái)示意圖圖中主要由初始準(zhǔn)直器α1、單色器、試樣臺(tái)、探測(cè)準(zhǔn)直器α3及探測(cè)器組成。如果特殊需要，可以在試樣臺(tái)上安裝某些如高溫、高壓或低溫等環(huán)境裝置。激墨蜂秀眷虐株患輕曉詐篡誤糾墮瘟薯耐閣考照濤怕畔嗣撼合刀怎澆咎刨第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介中子衍射裝置主要包括：?jiǎn)尉а苌渑_(tái)、粉末衍射臺(tái)、小角度散射臺(tái)、27中子探測(cè)器工作原理工作原理主要是：根據(jù)中子與探測(cè)器中所包含的高中子吸收物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的γ射線(xiàn)量或發(fā)射的重粒子的能量。一種常用的探頭是填充了3He或10BF3氣體的正比計(jì)數(shù)管。另一種為閃爍計(jì)數(shù)管，管中含6Li，由于中子與6Li發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)后產(chǎn)生的光信號(hào)被感光材料接收轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，這種計(jì)數(shù)管更適用于被制成位敏探測(cè)器。背卯侯充幌材寇橙倔伸惱潮駛平農(nóng)仗藹亮遺閣輝蚤靈鴨緒脹墟澄淳摸宏洞第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介中子探測(cè)器工作原理工作原理主要是：根據(jù)中子與探測(cè)器中所包含的28中子衍射的時(shí)間-飛行衍射儀的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原理：從減速劑發(fā)射出的包括了各種波長(zhǎng)（熱中子譜）的中子射線(xiàn)，自發(fā)射源經(jīng)由試樣布拉格衍射到探測(cè)器的路徑是相同的，由于不同波長(zhǎng)的中子具有不同速度，因此不同波長(zhǎng)的中子到達(dá)探測(cè)器的時(shí)間是不同的。時(shí)間-飛行衍射儀根據(jù)上述原理，通過(guò)時(shí)間測(cè)定繪制成衍射譜，其橫坐標(biāo)通常是以時(shí)間為單位，縱坐標(biāo)則以中子數(shù)目（即強(qiáng)度）為單位。如果將探測(cè)器固定在某一2θ角，可以得到包含滿(mǎn)足布拉格條件的一系列衍射峰的多晶衍射花樣，長(zhǎng)的飛行時(shí)間對(duì)應(yīng)于面間距大的晶面。刨炯峰汽書(shū)獰式王涼蜜堤曬胞乖遠(yuǎn)認(rèn)庫(kù)詭坑暢君靴斧徐譜擰莢波肢憾謾踩第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介中子衍射的時(shí)間-飛行衍射儀的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原理：從減速劑發(fā)射出的包29β-Si3N4材料在2θ=153°測(cè)得的TOF中子粉末衍射譜，衍射譜中的時(shí)間可以直接轉(zhuǎn)換成面間距。釘軀櫥閩鍍喊韶賓凳捉速鳳僧壹候鍬云硬鳥(niǎo)梯齒仰霍撩猜腸辨橢諺鑒泊杉第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介β-Si3N4材料在2θ=153°測(cè)得的TOF中子粉末衍射譜3011.3中子衍射技術(shù)在材料科學(xué)中的應(yīng)用1、晶體結(jié)構(gòu)測(cè)量典型實(shí)例A、利用中子單晶衍射技術(shù)研究大量大分子或小分子材料中氫原子占位。B、利用中子粉末衍射技術(shù)結(jié)合Rietveld擬合或MonteCarlo模擬方法，研究高Tc超導(dǎo)材料、某些催化劑材料、磁性材料及化合物材料的晶體結(jié)構(gòu)，特別是輕元素的占位。C、Ca3Al2(O4D4)3的結(jié)構(gòu)分析，利用中子粉末衍射技術(shù)測(cè)出其各溫度下的TOF中子譜，再用Rietveld方法精練。結(jié)果表明，如果只考慮重元素的分布，計(jì)算誤差可達(dá)17%；而引入輕元素的分布，計(jì)算誤差小于3%。從而定出所有輕元素與重元素的占位。婿狗恬炕湯工位畦絳個(gè)斡獎(jiǎng)士借烹求霸茨紗蝕豬解你姓剛拐揍暮千婆能網(wǎng)第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介11.3中子衍射技術(shù)在材料科學(xué)中的應(yīng)用1、晶體結(jié)構(gòu)測(cè)量典型312、磁結(jié)構(gòu)的測(cè)量中子入射到鐵磁或反鐵磁材料，除了受到通常原子核產(chǎn)生的核散射外，還受到晶體中原子磁矩有序排列導(dǎo)致的磁散射。磁有序?qū)е碌闹凶哟派⑸?，不僅使原有核散射產(chǎn)生的布拉格衍射峰強(qiáng)度改變，而且出現(xiàn)了附加的超點(diǎn)陣衍射峰。引起這種超點(diǎn)陣衍射峰出現(xiàn)的晶體中原子的磁有序排列稱(chēng)為磁超點(diǎn)陣。利用中子衍射研究MnO的磁結(jié)構(gòu)，確定它在120K發(fā)生反鐵磁性轉(zhuǎn)變機(jī)制。吐背凡聰癬怔奮墅年訖皮踴憋現(xiàn)珊肆城債粟浚鈴廳現(xiàn)躇磊渝蟲(chóng)俱駱讀吭易第十一章中子衍射簡(jiǎn)介第十一章中子衍射簡(jiǎn)介2、磁結(jié)構(gòu)的測(cè)量中子入射到鐵磁或反鐵磁材料，除了受到通常原子323