《多晶体粉末衍射》PPT课件

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1、第四章多晶体的分析方法4.1引言多晶体衍射的照相方法采用单色(标识)X射线作辐射源，被分析的试样多数情况为很细(10－310－5厘米)的粉末，故称之为粉末法。具体如下：试样：多晶粉末集合体、粉末园柱或其它多晶试样；辐射：标识谱（即特征谱）；记录：照相法。用长条形底片，用德拜相机摄照。衍射花样：衍射弧对（对称弧对）——德拜环。讯号：衍射谱线的位置、强度大小、线形等。信息：晶体结构、点阵常数；定性物相分析、定量物相分析；宏观内应力、微观内应力（线型）;晶块大小（线型）。衍射实验方法：德拜法（照相法）、衍射仪法另外介绍（辐射探测器）4.2粉末法成像原理粉末试样是由数目极多的微小晶粒组

2、成。晶粒的取向完全是任意无规则的。如果采用倒易空间的概念，各晶面的倒易矢量分布于整个倒易空间的各个方向，而它们的倒易结点布满在以倒易矢量的长度

3、g*

4、为半径的倒易球面上。图4－1粉末法成像原理图4－2圆筒底片摄照示意图4.3德拜—谢乐法4.3.1 相机结构特点德拜照相机是按图4-2的衍射几何原理设计的德拜法实验专用相机。如图，相机是由一个带有盖子的不透光的金属圆筒型外壳、试样架、光栏、承光管、调中及维持试样旋转或摆动的装置等部分组成。（具体在实验时介绍）试样先要用胶泥粘在试样杆上，再安装在相机中心的试样架上，调整到与相机轴线同心。并由马达带动绕轴旋转。图4－3德拜相机剖面示意图

5、4.3.2相机直径德拜相机的直径一般为57.3mm或114.6mm，底片上每1mm长度对应1°或2°的园心角。当直径D=57.3mm时,其周长πD=180mm对应360°,即：底片上每1mm长度对应2°的圆心角。当直径D=114.6mm时，其周长πD=360mm对应360°，即：底片上每1mm长度对应1°的圆心角。实验中，只要量出底片上的弧对间距便可知衍射圆锥的顶角（4θ）。这样的相机直径可使衍射花样的计算简化。4.3.3德拜相机的分辨本领照相机的分辨本领，是一定波长的X射线照射两个相邻晶面时，衍射花样中两条相邻线条分离程度的定量表征。即底片上两根衍射线条能够分开的程度。它表示

6、晶面变化时引起线条位置相对变化的灵敏度。定义：若试样晶体的面间距d发生微小改变△d，在衍射花样中引起线条位置的相应变化为△L，则相机的分辨率本领为：=ΔL/(Δd/d)，如相机的半径为R，则：4.3.4影响相机分辨率的因素相机直径2R→当直径增加时，增加。即大直径相机的大于小直径的。在57.3mm直径的相机上分不开的线条，到了114.6mm直径的相机上可以分开。但采用大直径的相机后，曝光时间大量增加。所以一般工作中使用较小的相机（直径2R=57.3mm）值→增大时，增大。在低角区分不开的kα和Κβ线条，在高角区可以分开，衍射分析工作中要充分利用高角区的线条。值→

7、增大时，增大，可能的情况下应尽量选用长波长的靶子照相；面间距d值→面间距d越大，分辨本领越低，对大晶胞的试样尽量用长波长X射线。4.3.5相机性能一台好的德拜相机必须具有的性能有：①．衍射线要细，以便精确测定谱线位置；②．光栏和承光管的“死区”要小，才能记录下更多的谱线；③．衍射线的衬度要高。要求寄生散射，如连续谱、光栏散射试样中无关物质（如胶水等试样粘结剂）的散射、空气的散射等尽可能弱，使照片的背景浅，以便把那些强度最弱的线条都辨认出来；④．曝光时间短。相机的半径越小越好（一般用D＝57.3mm的德拜相机），这样效率高；⑤．分辨率高。上述要求是互相矛盾的，不能同时满足。4

8、.4德拜法实验技术4.4.1试样制备德拜法实验采用细圆柱状的粉末集合体试样或多晶体细棒。为获得适用粒度的粉末，事先要作出一系列处理。(1).粉末处理：脆性材料先用锤子敲碎，韧性金属则用锉刀锉下（注意不能掺入工具的粉末）。再将较粗的粉末置于玛瑙研钵中充分细研，亦可用球磨机粉碎。(2).粉末粒度：10-3-10-5cm，要求得到的粉末要通过250－325目的筛孔。颗粒过大（>10-3cm），晶粒数目很少，衍射线条不连续；颗粒过细（<10-5cm），衍射线条宽化。(3).粉末粘接：一般引用一根＝0.2－0.3mm的细玻璃丝，粘一层胶水，在制好的粉末中滚动蘸上一层结实粉末即成。制得的

9、粉末圆柱试样必须是长10mm，直径=0.5－0.8mm的均匀直棒，将圆柱试样插在相机中心的橡皮泥上即可。4.4.2底片安装德拜相机采用长条底片，其长短宽窄应根据相机的大小而定。安装前在光栏和承光管的位置处打好孔。底片的安装方式按圆筒底片开口处所在位置的不同，可分为以下几种：1.正装法：中心孔是承光管处,大多用于物相分析；2.反装法：中心孔位于光栏处，常用于点阵常数测量3.偏装法：底片上有两个孔，底片开口在光栏和承光管之间。(a)正装法(b)反装法(c)不对称装法4.4.3曝光时间影响曝光时