什么是中子衍射技术
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/11/28 01:58:32
什么是中子衍射技术
什么是中子衍射技术
什么是中子衍射技术
中子衍射
neutron diffraction
热中子流被固体、液体或气体中的原子散射引起的衍射现象,用于研究物质（金属）的微观结构.
中子衍射用于晶体结构的分析比 X射线衍射和电子衍射要晚,这是由于中子衍射要求使用从反应堆中得到的热中子流.热中子具有约0.025eV的动能,相应的波长约1┱左右.
中子衍射的特点 与X射线衍射和电子衍射相似,布喇格公式也适用于中子衍射.但中子与物质中原子的相互作用有其特点:①当X射线或电子流与物质相遇产生散射时,主要是以原子中的电子作为散射中心,因而散射本领随物质的原子序数的增加而增加,并随衍射角2ι的增加而降低.中子流不带电,与物质相遇时,主要与原子核相互作用,产生各向同性的散射,且散射本领和物质的原子序数无一定的关系.②中子的磁矩和原子磁矩（即电子和原子核的自旋磁矩和轨道磁矩的总和）有相互作用,其散射振幅随原子磁矩的大小和取向而变化.
中子衍射的应用 上述特点使中子衍射和 X射线和电子衍射能相互补充.在金属研究中中子衍射的最主要的应用领域为下列三个方面：
含有重原子的化合物中轻原子的位置的测定 当某种化合物中含有原子序数很大的重元素（如钨、金、铅等）及原子序数小的轻元素（如氢、锂、碳等）时,利用X射线或电子衍射测定其晶体结构比较困难,因为这时重元素的电子多,散射本领比轻元素的散射本领要高出许多,以致轻元素在晶胞中的位置很难确定.中子衍射可以成功地解决这一问题.例如,利用中子衍射,测定出锆、铪、钍等的氢化物中氢原子单个地处在四面体间隙中；还测定出碳原子在含锰的奥氏体中处于八面体间隙位置上.
原子序数相近的原子相对位置的确定 例如,Fe-Co合金在有序无序转变时,其X射线衍射图上应该出现超点阵线条；但由于这两种元素的原子序数相近,它们对X射线及电子波的散射本领也很相近,使超点阵线条难以分辨.若采用中子衍射,超点阵线条就清晰得多.
铁磁、反铁磁和顺磁物质的研究 根据磁散射的强度可以判定原子磁矩的数值,借以测定磁的超结构.
中子衍射实验方法 由准直管从反应堆中引出热中子流,先用晶体反射使之单色化,再照射到几毫米厚的试样上,中子衍射的衍射线位置及强度可以利用盖革（或正比）计数管进行测量、记录.计数管中通常充以含大量10B的BF3气体,以提高捕获中子的效率.
参考书目
G.E.Bacon,Neutron Diffraction,2nd ed.,Clar-endon,Oxford,1962.
取自"http://www.wiki.cn/wiki/%E4%B8%AD%E5%AD%90%E8%A1%8D%E5%B0%84"