《材料研究方法》课程教学资源（讲稿）X-射线衍射分析（清华大学：潘峰，共十二讲）

X射线衍射分析 潘峰 清华大学材料系 2007.5

X射线衍射分析 潘 峰 清华大学材料系 清华大学材料系 2007.5

总绪论 材料科学与工程的重要性 材料学科的历史 材料科学与工程学什么 材料科学与工程的一些新成就 相关知识的回顾与课程安排

总绪论 ) 材料科学与工程的重要性 ) 材料学科的历史 ) 材料科学与工程学什么 ) 材料科学与工程的一些新成就 ) 相关知识的回顾与课程安排

材料科学与工程重要性 材料是人类文明进步的基石和里程碑 工具、 硅时代？ 材料的 铁器时代 使用创 造了现 青铜器时代 代人类 新石器时代 材料的进步推动了 社会的发展和人类 旧石器时代 文明的进步

材料科学与工程重要性 ¾ 材料是人类文明进步的基石和里程碑 新石器时代 青铜器时代 硅时代？ 旧石器时代 铁器时代 工具、 材料的 使用创 造了现 代人类 材料的进步推动了 材料的进步推动了 社会的发展和人类 社会的发展和人类 文明的进步

MRS Volume 25,No.2 February 2000 BULLETIN A Centennial Report 也推荐给大家 Alan Cottrell Influences on Society This past century has seen an incredible change in developed society:It is the information revolution,based on radio,television,telecommunications of many kinds, 硅片带来 computers everywhere,the Internet,intelligent monitoring and control systems,and a host of other services.One materials development has made all this possible:the 信息革命 silicon chip.The triumphal outcome of the second half-century's intense research and development of semiconductors is that silicon chips are now made in millions and are the heart of all these information systems. Second only to the silicon chip in shaping modern society is the revolution in plastics. 塑料塑造 polymers,and synthetic fabrics,the familiar products of which surround us everywhere.A century ago there was only celluloid.Now numerous such materials are 现代社会 in everyday domestic use,with an inexhaustible variety of different applications in an incredible range of forms. Another prominent development has been the introduction of aluminum,both for simple but ubiquitous domestic utensils and,in a much more demanding role,for 铝成就了 aircraft structures,which has made the era of cheap mass air transport possible.The main materials development underlying this has been the large-scale electrolytic 航空航天 reduction of the ore using low cost electricity,but improvement of the metal by alloying was also important

硅片带来 信息革命 塑料塑造 现代社会 铝成就了 航空航天 也推荐给大家

材料科学与工程重要性 材料是国民经济、社会发展及国防建设的 基础和先导 洲际核弹头导弹在有效推力不变的条件下减轻 重量1公斤，可增加射程15-17公里 我国目前约20~30% GDP来自材料行业

¾ 材料是国民经济、社会发展及国防建设的 基础和先导 洲际核弹头导弹在有效推力不变的条件下减轻 重量1公斤，可增加射程15-17公里 我国目前约20～30％ GDP来自材料行业 材料科学与工程重要性

材料科学与工程重要性 核材料在国防中应用举例： 1939年8月2日爱因斯坦致信美总统罗斯福，建议曼哈顿计划 “小男孩”和235U-1945年8月6日广岛一64kg235U 裸235U临界质量需52kg. 难点是分离：天然U中235U为0.7%，三种方法电磁分离、热扩散、 气体扩散，现为U吓。气体扩散，但材料仍为高度机密。 到44年9月，全美才有235U几克，45年1月气体分离膜突破，4月25 日杜鲁门上台后235U已有25kg。 WC 7月16日完成核爆试验 235 8月5日装上飞机，8月6日广岛。 “小男孩”采用炮式结构 炸药

核材料在国防中应用举例： 1939年8月2日爱因斯坦致信美总统罗斯福，建议曼哈顿计划 “小男孩 ” 和235 U－1945年8月6日广岛－64kg235U。 裸235U临界质量需52kg. 难点是分离：天然U中235U为0.7％, 三种方法电磁分离、热扩散、 气体扩散,现为UF 6气体扩散,但材料仍为高度机密。 到44年9月，全美才有235U几克，45年1月气体分离膜突破，4月25 日杜鲁门上台后235U已有25kg。 7月16日完成核爆试验 8月5日装上飞机，8月6日广岛。 材料科学与工程重要性 235 U 钢 WC 炸药 “小男孩 ”采用炮式结构

材料科学与工程重要性 “胖子”-23Pu-非天然元素-长崎-8月9日10日日本投降 1940年前后发现 Uo+n-→28U-→23Np+B→Pu+ 41年3月6日，第一次获得0.26微克 “胖子”为节省核燃料采用内爆法 许多空心239Pu球 高能炸药 我国两弹一星（原子弹、导弹、人造卫星）中23为材料学家

“胖子”－239Pu－非天然元素－长崎－8月9日－10日日本投降 1940年前后发现 41年3月6日，第一次获得0.26微克 “胖子”为节省核燃料采用内爆法 材料科学与工程重要性 NpUnU β Pu +→+→→+ β 239 94 23993 239 92 1 0 238 92 高能炸药 许多空心239Pu球 我国两弹一星（原子弹、导弹、人造卫星）中 我国两弹一星（原子弹、导弹、人造卫星）中2/3为材料学家

材料科学与工程重要性 新材料对高新技术的发展起着重要的推 动和支撑作用 信息、能源、生物、航空航天的发展都离不 开材料进步，如Si、A1、塑料、LiCo03、ZnS等 >新材料在对传统产业的升级与改造中扮 演关键角色

¾ 新材料对高新技术的发展起着重要的推 动和支撑作用 信息、能源、生物、航空航天的发展都离不 开材料进步，如Si、Al、塑料、LiCoO3、ZnS等 ¾ 新材料在对传统产业的升级与改造中扮 演关键角色 材料科学与工程重要性

材料科学与工程学什么？ 四材料科学与工程是研究材料的成分、组织 结构、加工工艺、性能与应用之间关系的 一门科学 性能 应用 成分 加工 微观 结构 各组元互为因果

材料科学与工程是研究材料的成分、组织 材料科学与工程是研究材料的成分、组织 结构、加工工艺、性能与应用之间关系的 结构、加工工艺、性能与应用之间关系的 一门科学 性能 应用 成分 加工 微观 结构 各组元互为因果 材料科学与工程学什么？

举例说明四要素之间的关系及其重要性 ☆稀土永磁材科 ☆C3N4设计与制备 ☆结构生物学 (金刚石结构) 由此兴起了计算材料学 ☆人工晶体-水晶Si0 ☆煤-石墨-金刚石-C60 一纳米碳管

举例说明四要素之间的关系及其重要性 举例说明四要素之间的关系及其重要性 œ 稀土永磁材料 œ C 3 N 4设计与制备 œ 结构生物学 œ 人工晶体－水晶SiO 2 œ 煤－石墨－金刚石－C60 －纳米碳管 （金刚石结构） 由此兴起了计算材料学