《X射线衍射分析》课件

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1、第二章X射线衍射方法及应用§2.1多晶体衍射方法本节主要内容徳拜照相法衍射仪法立方晶系衍射花样的测量、计算和标定一、徳拜照相法以光源（X射线管）发出特征X射线（单色光）照射多晶体样品，使之发生衍射，并用照相底片记录衍射花样的方法。试样可为非粉末块、板、丝等形状，但最常用粉末（黏结成圆柱形）多晶体样品，故称粉末照相法或粉末法。德拜相机的摄照德拜相机构造原理图1-机身2-样品架3-光阑4-承光管光阑主要作用是限制入射x射线的不平行度，并根据孔径的大小调整入射线的束径和位置。承光管主要作用是监视入射x射线的和试样的相对位置，同时吸收透射的x射线，减弱底片的背景。它的头部有一块荧

2、光片和一块铅玻璃。德拜相机的构造机壳用来放置底片的，为圆筒形金属盒，底片紧贴机盒的内壁。相机的直径一般有57.3mm和114.6mm两种。它使得底片上的1mm长度恰好对应于2°或1°的圆心角。试样架用来安置试样并对其进行调整的。它位于相机的中心轴线上。试样的制备德拜法所使用的试样都是由粉末状的多晶体微粒所制成的圆柱形试样。通常称为粉末柱。柱体的直径约为0.5mm。粉末的制备：脆性的无机非金属样品，可以将它们粉碎后，在玛瑙研钵中研细。金属或合金等韧性试样用锉刀挫成粉末，而且应在真空或保护气氛下退火，以消除加工应力。粉末晶体微粒的大小以在数量级为宜，一般要过250-325目筛

3、，或用手指搓摸无颗粒感时即可。用粉末制成直径0.5mm，长10mm的粉末柱。底片的安装正装法X射线从底片接口处入射，照射试样后从中心孔穿出。衍射花样的特点：低角度的弧线位于底片中央，高角度线则靠近两端。弧线呈左右对称分布。正装法的几何关系和计算均较简单，用于一般的物相分析。底片安装方法（a）正装法（b）反装法(c)偏装法在满足衍射条件时,根据厄瓦尔德原理,样品中各晶粒同名晶面倒易点集合成倒易球，倒易球与反射球相交成一垂直于入射线的圆,从反射球中心向这些圆周连线成数个以入射线为公共轴的共顶圆锥—衍射圆锥，圆锥的母线就是衍射线的方向,锥顶角等于4。X射线衍射线的空间分布反装

4、法X射线从底片中心孔射入，从底片接口处穿出。特点：弧线亦呈左右对称分布，但高角度线条位于底片中央。它比较适合于测量高角度的衍射线。由于高角线弧对间距较小，底片收缩造成的误差也较小，故适合于点阵常数精确测定。偏装法（不对称法）在底片的1/4和3/4处有两个孔。特点：弧线是不对称的。低角度和高角度的衍射线分别围绕两个孔形成对称的弧线。该方法能同时顾及高低角度的衍射线，还可以直接由底片上测算出真实的圆周长，便于消除误差。因此是最常用的方法。摄照参数的选择管电压阳极靶材激发电压的3~5倍管电流尽可能大，但不能超过X射线管的额定功率。摄照时间根据具体实验条件通过试照确定。选靶靶材产

5、生的特征X射线尽可能少的激发样品的荧光辐射，以降低衍射花样背底，使图像清晰。滤波滤波片的选择要根据阳极靶材来决定。德拜相机的分辨本领照相机的分辨本领可以用衍射花样中相邻线条的分离程度来定量表征，它表示晶面间距变化所引起的衍射线条位置相对改变的灵敏程度。相机半径R越大，分辨本领越高。但是相机直径的增大，会延长曝光时间，并增加由空气散射而引起的衍射背影。一般情况下仍以57.3mm的相机最为常用。角越大，分辨本领越高。所以衍射花样中高角度线条的K1和K2双线可明显的分开。X射线的波长越长，分辨本领越高。所以为了提高相机的分辨本领，在条件允许的情况下，应尽量采用波长较长的

6、X射线源。面间距越大，分辨本领越低。因此，在分析大晶胞的试样时，应尽可能选用波长较长的X射线源，以便抵偿由于晶胞过大对分辨本领的不良影响。衍射花样的测量与计算德拜相机衍射几何2=180°2=0°德拜法的衍射花样11'24'3'2'34测量与计算步骤对各弧线对标号测量并计算弧线对的间距计算θ计算d得到θ角之后，可通过布拉格方程求得每条衍射线的d值。立方晶系衍射花样指数标定即确定衍射花样中各线条（弧对）相应晶面的干涉指数，并用来标识衍射线条，又称衍射花样指数化。对于立方晶系：衍射线顺序号简单立方体心立方面心立方金刚石立方HKLMM/MIHKLMM/MIHKLMM/MIHK

7、LMM/MI11001111021111311113１2110222004220041.3322082.66311133211632208266311113.6742004422084311113.67400165.33521055310105222124331196.33621166222126400165.33422248722088321147331196.33333,5112798300,22199400168420206.674403210.6793101010411,3301894222485313511.6710