X射线衍射分析方法

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1、2.4X射线衍射分析方法劳厄法在衍射实验时，单晶体不动，采用连续X光作入射光束。这样反射球的半径从1/λmin到1/λmax连续变化(其中，λmin为短波极限，λmax为可以起作用的最大波长)。这时反射球已不是一个薄层而是具有一定厚度的壳体，从而倒易点落在这个壳体内者均与反射球相交，这样也就增加了反射球与更多的倒易点相交的机会也即增加了反射的机会。由于晶体不动，入射线和晶体作用后产生的衍射束表示了各晶面的方向，所以此方法能够反映出晶体的取向和对称性。转晶法在衍射实验时，单晶体围绕一个结晶学方向转动，入射单色X射线垂直转动轴入射

2、。这时单晶体的某些倒易点阵依次穿过反射球，当倒易点和反射球相遇时即可能发生衍射。粉末法(德拜法)在衍射实验时，用单色X射线照射多晶体。由于多晶体粉末晶粒取向是充分紊乱的，这时多晶体的倒易点落在以倒易点阵原点为球心、以一定长度的倒易矢量为半径所作的球的球面上。波长不变，必然有某晶面(h1k1l1)的间距dhkl满足Bragg方程,，在2θ方向发生衍射，形成以4θ为顶角的圆锥面。不同的晶面匹配不同的2θ角，形成同心圆。如果底片装在以试样为轴心的圆筒上，它与圆锥相交，此交线即为对应一定晶面间距的衍射。一系列圆锥对应一系列大小不等的

3、晶面间距的衍射，从而构成了粉末衍射图相．方法　　范围　　　　Laue法单晶变化固定转晶法单晶固定变化粉晶法多晶固定变化重点学习粉晶法一、多晶体分析方法粉末法所有衍射法中应用最广的一种方法。它是以单色X射线照射粉末试样(真正的粉末或多晶试样)。粉末法主要可以分为：?德拜－谢乐(Debye-Scherre)照相法特点：圆丝状试样，用乳胶片记录衍射据?粉末衍射仪法特点：用电子探测器记录衍射数据德拜照相法德国科学家德拜与谢乐1916年发明德拜相机，首创X射线粉末照相法，把物质晶体结构测量实用化。德拜法设备简单，测量精度高，全世界几

4、万种物质的标准物相大都由德拜法测出。波长不变，必然有某晶面(h1k1l1)的间距dhkl满足Bragg方程,，在2θ方向发生衍射，形成以4θ为顶角的圆锥面。不同的晶面匹配不同的2θ角，形成同心圆粉末多晶中不同的晶面族只要满足衍射条件（布拉格方程和消光因素）都将形成各自的反射圆锥（一系列2θ不同）。如何记录下这些衍射花样呢？一种方法是用平板底片被X射线衍射线照射感光，从而记录底片与反射圆锥的交线。如果将底片与入射束垂直放置，那么在底片上将得到一个个同心圆环，这就是针孔照相法。但是受底片大小的限制，一张底片不能记录下所有的衍射花

5、样。如何解决这个问题？德拜和谢乐等设计了一种新方法。将一个长条形底片圈成一个圆，以试样为圆心，以X射线入射方向为直径放置圈成的圆底片，这样圆圈底片和所有反射圆锥相交形成一个个弧形线对，从而可以记录下所有衍射花样，这种方法就是德拜-谢乐照相法。记录下衍射花样的圆圈底片，展平后可以测量弧形线对的距离2L，进一步可求出L对应的反射圆锥的半顶角2θ，从而可以标定衍射花样。(a)铜　(b)钨　(c)锌德拜相机德拜相机结构简单，主要由相机圆筒、光栏、承光管和位于圆筒中心的试样架构成。相机圆筒上下有结合紧密的底盖密封，与圆筒内壁周长相等的底

6、片，圈成圆圈紧贴圆筒内壁安装，并有卡环保证底片紧贴圆筒不对称法：低θ角在右边，高θ在左边。正装法：特点衍射线呈对称弧段分布，低θ在中间，高θ在两边。倒装法：特点衍射线呈对称弧段分布，高θ在中间，低θ在两边德拜相机相机圆筒常常设计为内圆周长为180mm和360mm，对应的圆直径为φ57.3mm和φ114.6mm。这样的设计目的是使底片在长度方向上每毫米对应圆心角2°和1°，为将底片上测量的弧形线对距离2L折算成2θ角提供方便。德拜法的试样制备首先，试样必须具有代表性；其次试样粉末尺寸大小要适中，第三是试样粉末不能存在应力脆性材料

7、可以用碾压或用研钵研磨的方法获取；对于塑性材料（如金属、合金等）可以用锉刀锉出碎屑粉末德拜法中的试样尺寸为φ0.4-0.8×5-10mm的圆柱样品。制备方法有：（1）用细玻璃丝涂上胶水后，捻动玻璃丝粘结粉末。（2）采用石英毛细管、玻璃毛细管来制备试样。将粉末填入石英毛细管或玻璃毛细管中即制成试样。（3）用胶水将粉末调成糊状注入毛细管中，从一端挤出2-3mm长作为试样。德拜法的实验参数选择选择阳极靶和滤波片是获得一张清晰衍射花样的前提。根据吸收规律，所选择的阳极靶产生的X射线不会被试样强烈地吸收，即Z靶≤Z样+1滤波片的选择是为

8、了获得单色光，避免多色光产生复杂的多余衍射线条。实验中通常仅用靶材产生的Kα线条照射样品，因此必须滤掉Kβ等其它特征射线。滤波片的选择是根据阳极靶材确定的。在确定了靶材后，选择滤波片的原则是：当Z靶≤40时，Z滤=Z靶-1；当Z靶>40时，Z滤=Z靶–2，德拜相的指数标定在获