如何通过XRD衍射谱，快速判断是否发生了晶格畸变？

材子笔记

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今天来解决一个问题，测试中发现掺杂后衍射峰偏移，主要是由于晶格畸变引起。在另一个测试中发现衍射峰变宽，已经排除是晶粒细化引起的，也是由于晶格畸变引起的。这就出现了问题，同样是晶格畸变，为什么一个引起衍射峰偏移，另一个却引起宽化？

这个问题往往会困扰一些人，因为都是讲晶格畸变，为什么一种畸变就使峰位偏移，另一种说畸变就使峰宽化呢？

我想我们可以简单地这样来理解。举例来说，我们知道，纯铝的晶格常数是4.0497埃，如果往其中加入镁原子，并使其形成一种固溶体，那么，根据一个俄人说的，每固溶XX的镁，就会使固溶体的晶胞参数增大YY。我们如何来理解这一现象呢？

两种引发晶格畸变的原因？

当一个原子进入到一种晶格中后，就会使原来的原子间距变化，至于变大还是变小，一般要看具体情况。根据金属学教材上的说法，这种间距变化并不只是在这个异类原子位置或附近，影响是极其深远的。我们往往称为种原子间距的变化为“晶格畸变”。这种晶格畸变的大小只是随异类原子的加入量而成正比，不会因为量的变化，一会是正畸变，一会是负畸变。因此，这一结果就使衍射峰位偏离原来的位置。另一种畸变，我们往往说的是微观应变，即由于外力的作用，导致晶格产生的畸变。我们通常将应力分为三类，即一个晶粒内部的，几个晶粒范围内的，还有一种整个工件（测试）范围的。我们往往称后者为宏观应力，也就是我们常说的殘余应力，而把前两者合称为微观应力。

其实并不难分辨，看拳掌！

我们要理解这样一个事实：一个晶粒内部存在微观的缺陷，也就是说，一个晶粒由多个亚晶粒构成（如果我们把并在一起的一双手看作是两个晶粒，那么我们还会看到一只手掌上还有什么？掌纹，由掌纹分开的每一小块就是一个亚晶，但一只手却是一个完整的（晶粒））。由于外力的作用，使亚晶粒产生变形。一个晶粒内部，某些亚晶在某方向（衍射面HKL）被压缩，而另一些亚晶在某方向被拉长。那个被压缩的晶格常数会怎么样呢？变小，衍射角增大，产生的衍射线在原来的右边（高角度一边）；相反地，那些被拉长的呢？衍射角变小，产生的衍射线出现在标准位置的左边，这样一左一右，一高一低的两个峰的叠加结果是什么呢？衍射峰变宽了。

知道了吗？

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钢铁火色背后的科学密码

中世纪的铁匠铺里，铁匠们没有精密温度计，却练就了一项绝技：看火辨温：- 樱桃红: ~750℃，锻打温度，钢材易塑形，正是传说中的“趁热打铁”！- 橙红色：~900℃，淬火温度，将红热的刀剑浸入冷水，瞬间锁定钢铁的坚韧。- 变黄变白：超过1200℃，钢材表面出现“鱼鳞纹”氧化层。所以，钢铁温度逐渐升高时，颜色逐渐从暗红变为白亮。其本质为热辐射的作用，钢铁作为「灰体」，其辐射峰值波长随温度呈反比变化，600℃时发出红光（~700nm），1200℃则跃迁至蓝光（~400nm），但由于人眼对红光更敏感，使得我们看到的颜色会从暗红逐渐过渡到亮白，如下所示：钢铁的温度与颜色，是宇宙中万物热辐射的缩影。汽车制造车间里，机械臂配备光谱传感器，通过识别钢板颜色自动调整加热温度；炒锅手柄的硅胶套变红预警；燃气灶火焰从蓝到黄的转变等等，每道光芒，我们都可以去思索关于它的温度的故事。来源：材子笔记