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1、§3、多品试样物相结构的测定与分析在材料的合成,平衡相图的测定工作中常常会碰到未知结构的新相或者在已知材料中掺杂,也可能引起这些材料的结构发生一些变化,而这些结构的变化正是引起材料性能变化的原因,所以材料的组成结构与性能是密切相关的,如何研宄,分析材料的组成是大学本科教学的重点,现在我们要讨论勿海研充、测定材料的结构,无机非金属材料大部分是由晶体组成,而且绝大多数是多晶粉末,实用的观点来说,我们主要介绍多品(粉品)材料的结构测定。一、多晶结构测定的一般步骤:利用多晶材料的X射线衍数据进行结构测定的一般步骤如下:1、用符合要求
2、的多品试样拍照(Debye或Guinier)或用多晶衍射仪
3、获得衍测量衍射花样的半衍射角(或4)和强度/,结构分析用的强度数据要测积分强度,而且要以最强线强度为100进行归一化处理。
4、求得各衍射线的M國符合要求的试样指:①最好是单相(gg)若含有少量其它杂质,也要能明确的从衍射数据中扣除。(可用其它方法鉴定)。②
5、粒度适中
6、,10_3cm左右或过320〜400目筛。③制样时不产生
7、择优取向。2、对衍射花样进行分析,尽可能的判断末知相的品系。3、标定各衍射线的指标,获得各衍射线式的而网指数。4、根据指标化结果,总结衍射消光规律
8、,斉阅系统消光规律表:决定多晶花样所属点阵类型和空间群。5、精确测定点阵参数和该物质的密度。6、测定晶胞中原子(或分子)的数目。7、测定品胞中原子的位置。另外还应根据化学分析确定各元素含量,结合晶胞中原子数目判断各元素的原子比,根据定组成定律确定新相的化学式。(对6、7是需要的)。完成1〜4步的测定工作,常称为不计衍射强度的相结构分析,这时可获得g晶衍射谱
9、,
10、结构类型
11、,甚至
12、空间群
13、,
14、粗略的点阵参数1。完成1〜7步的测定工作称其衍射强度的相结构分析。除获上述数据外,还精确知道点阵参数,晶胞中原子数R及衍射线的指数标定:
15、指定指标的目的。当晶胞参数己知时,可根据品而间距与品格常数之间的关系式直接指标化。立方四方h2+k2+12/a1h2+k2I2—+六方正交原斜4h2k2+hk+k’Ha2=—+—+,2三斜I21_h2!c_I22/zecosygd~a'Sin~(5b~c2Sin2/3acSin2(5=^h2b-Sin-ak2a~c2Sin2/3+l2a2b2Sin2Y+2hkeibc2cosacos(5-cos/)+2kla2be、cos/?cos/-cos汉)+2hkab2c(cos/cosa-cosf)]这里d值从实验测定:a、b、c
16、、oc、p、丫已知故h、k、1必定可求出、衍射线指数标定和品胞参数确定立方晶系:-L=(/r+F+/2)/^Uhkldw>=^;++丄K+<22di^M假设第一条衍射线的指标己知,则第i条衍射线的指标所以可以根据上述关系利用的比值关系确定衍射指标,其方法和步骤如T:a、根据实验得到相应的d,并由低角度开始设第一条线为第i条b、定第一条线指标:若比值大部分或全部是整数,低角度第一条是{100},比值中只有一小部分是整数,其余小数部分是0.5,则为{110}:若小数部分是0.33或0.67则为{111}c比值乘第一条线的指标的平
17、方和(h,2^,2^,2)化为整数。d若有平方和不可能出现的数为7.15.23……乘以2消去。e根据上述得出的整数定(hkl),结合消光规律。并可求出晶胞参数。如:hkl(100)(110)(111)(200)(210)(211)(220)(221)(300)(3101)(311)(222)(320)(321)(400)则:方晶系简单格子:[hkl任意(h2+k2+l2)=1、2、3、4、5、6、8、9、、10、11、12、13、14、16、…(无1)体心格子
18、(/z+众+,=偶)时有衍射(h2+k2+l2)=2468101
19、2141618约2后:1234567891012…(有1)面心格子
20、(/1小£全奇或全偶)(h2+k2+l2)=348111216192024Id(r,(C")dX2A%2h]+kj+r:hkl1014.33.120.102713111216.62.70.13721.334200823.81.9100.27472.678220728.21.6310.37593.6611311129.61.5610.41044.0012222334.751.3520.54715.3316400438.451.2400.65046.331933
21、1139.51.2120.68086.6720420544.21.1060.81757.9724511347.71.0420.92108.9727333253.650.9571.091910.6632440357.40.9151.194411.6735531264.150.8571.361