4 多晶体分析.ppt

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1、第四章多晶体分析方法§4-1德拜照相法粉末多晶中不同的晶面族只要满足衍射条件都将形成各自的反射圆锥。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。**受底片大小的限制，一张底片不能记录下所有的衍射花样。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（见图）。**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

2、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。1.德拜相机德拜相机结构简单，主要由相机圆筒(机盒)、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.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。幻灯片111、当

3、多晶体晶粒的某一（hkl）晶面正好和入射X射线构成符合布拉格方程的掠射角θ时，则发生衍射，衍射方向为OP(见图2-4)。2、如果以入射线为轴，使晶粒转动，则衍射线OP也将绕入射线转动，形成一个衍射圆锥面，其顶角为4θ。3、在粉末法照相时，我们并没有真的将这个晶粒绕入射线为轴进行旋转，而是由于多晶体粉末试样中存在着数量极多的各种取向的晶粒，总有一部分晶粒的取向，恰巧使其（hkl）晶面正处于上述位置，这个晶面的衍射线也（将和上面一个晶粒转动所产生的衍射）将连续地分布在顶角为4θ的圆锥面母线上。**即样品是由细小的多晶质物质组成。理想的情况下，在样品中有无数个小晶粒（一般晶粒大小为

4、1μm，而X射线照射的体积约为1mm3，在这个体积内就有109个晶粒），且各个晶粒的方向是随机的，无规则的。或者说，各种取向的晶粒都有。#返回4在粉末法中由于试样中存在着数量极多的各种取向的晶粒。总有一部分晶粒的取向恰好使其（hkl）晶面正好满足布拉格方程，因而产生衍射线。衍射锥的顶角为4θ。5每一组具有一定晶面间距的晶面根据它们的d值分别产生各自的衍射锥。一种晶体就形成自己特有的一套衍射锥。可以记录下衍射锥θ角和强度。德拜相机中试样放置在位于圆筒中心轴线的试样架上。为校正试样偏心，在试样架上设有调中心的部件。圆筒半高处沿直径方向开两圆孔，一端插入光栏，另一端插入承光管。光栏

5、的作用是限制照射到样品光束的大小和发散度,即限制入射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。承光管包括让X射线通过的小铜管以及在底部安放的黑纸、荧光纸、和铅玻璃。承光管有两个作用，一可以检查X射线对样品的照准情况，监视入射X射线的和试样的相对位置.二将透过试样后入射线在管内产生的衍射和散射吸收，减弱底片的背景,避免这些射线混入样品的衍射花样，给分析带来困难.正装法：底片中心开一圆孔，底片两端中心开半圆孔。底片安装时光栏穿过两个半圆孔和成的圆孔，承光管穿过中心圆孔.正装法的几何关系和计算均较简单，用于一般的物相分析。2.底片安装方法反装法：底片开孔位置同上，底

6、片安装时光栏穿过中心孔.特点是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。由于高角线有较高的分辨本领，故适合于点阵常数精确测定。偏装法：在底片的1/4和3/4处有两个孔。特点是弧线是不对称的。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,是最常用的方法。根据衍射几何关系，偏装法固定了两个圆孔位置后就能求出相机的真实圆周长度,即底片所围成圆筒的周长,称为有效周长C0:C0=A+B偏装法可以消除底片收缩、试样偏心、相机直径不准等造成的误差。3.德拜法

7、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.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。4.德拜法的实验参数选择选择阳极靶和滤波片是获