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鸵鸟是鸟

新虫 (小有名气)

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[求助] XRD透入深度

请问下各位前辈，XRD分析是，X射线与材料的作用深度大概有多少？
当然材料，原子序数等因素不同是有差别的。就比如说一般的金属，Fe，正常条件下XRD透入深度有多少？？？

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XRD深度

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做最好的复合材料

1楼 2011-12-23 19:20:31

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wormma

木虫 (正式写手)

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【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
lichun1210(CMEI+1): 感谢回帖交流~ 2011-12-24 08:25:12
鸵鸟是鸟(金币+4): ★★★★★最佳答案分析很到位，还有计算。非常感谢谢。。。 2011-12-25 18:24:21

做粉末衍射时样品到底要多厚才符合实验的要求，是一个很重要的问题。因为有时候没有足够的样品，样品的最小厚度该是多少？这里稍微详细的说明一下，希望对需要的虫虫有点帮助。

在用Bragg-Brentano式的衍射仪做粉末衍射的时候，有一个假定，认为样品对入射的X射线是无限厚的，即X-射线是不能穿透样品的。这要求样品足够厚，则需要计算X-射线对样品的穿透深度，这是1L的问题。
X-射线经过样品的时候，会发生吸收。假定入射线的强度为I(0), 经过样品后强度为I，样品的质量吸收系数为ua，密度为rho，则I=I(0)exp(-ua*rho*x), x为X射线在样品中经过的距离。
现在假定当I/I(0)<0.0001时认为X射线没有穿透样品，此时
I/I(0)=exp(-ua*rho*x)<0.0001,
则 x>9.2/(ua*rho),
对于Fe，rho=7.8g/cm3，在CuKa射线条件下，ua=308. 于是
x>0.0038cm, 即CuKaX射线在Fe中经过0.038mm后，强度衰减为入射强度的1/10000，此时认为X射线没有通过样品，此即X射线的穿透深度。

这种考虑问题的方法是有普遍意义的，比如对于CuO，也可以同样计算，
先计算CuO的ua（对于CuKa）：
ua=(64/(64+16))*52.9+(16/(64+16))*11.5=43.82, 其中64， 16，为Cu和O的原子量，52.9 和11.5 为Cu和O对CuKa的质量吸收系数。
CuO的密度为6.31g/cm3.
于是CuO样品的最小后度为
x=9.2/(43.82*6.31)=0.033cm=0.3mm.

以上假定I/I(0)<0.0001 是非常苛刻的。如果假定I/I(0)<0.01 认为射线不穿透样品，则对于Fe，最小厚度为0.019mm， CuO最小厚度为0.15mm。