材料分析测试方法-4.ppt

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1、《材料分析测试方法》X射线衍射方法三种主要的衍射方法：劳埃法—连续X射线入射固定的单晶体周转晶体法—单色X射线入射绕某晶轴转动的单晶体粉末法—单色X射线入射多晶粉末上节课要点结构因子（Fhkl）结构因子——定量表征原子排布以及原子种类对衍射强度影响规律的参数，用单胞内所以原子的散射波在衍射方向上的合成振幅来表示。《材料分析测试方法》上节课要点一个电子对X射线的散射电子对X射线散射的本质——X射线光子与电子作用时，迫使电子绕平衡位置振动，产生相同频率和波长与入射束相同。电子散射强度——汤姆孙公式电子散射强度与散

2、射角有关（2θ=0处，散射强度最强，为相干散射）《材料分析测试方法》上节课要点一个原子对X射线的散射原子对X射线散射：完全由其中所含的电子产生。原子的散射强度：Ia=fIe（f≤Z）原子散射因子—以一个电子散射波振幅为单位度量的一个原子的散射波的振幅，反映一个原子将X射线散射到某一方向的效率。《材料分析测试方法》上节课要点一个晶胞对X射线的散射——结构振幅或结构因子F《材料分析测试方法》F表示以一个电子散射振幅度量的单胞中所有原子的散射波在（hkl）反射方向上的合成振幅。当时，（HKL）面既使与入射X射线满足

3、布拉格方程也无衍射——称为系统消光。——衍射的必要条件——衍射的充分条件上节课要点结构因子的计算《材料分析测试方法》掌握简单点阵、体心点阵、面心点阵结构因子的计算。方法：确定单胞中原子个数和位置坐标，分别带入结构因子计算公式中，归纳、讨论导出结果。当F=0消光；当F≠0衍射结论：体心立方：h+k+l偶数衍射、奇数消光面心立方：hkl全奇或全偶衍射，奇偶混杂消光上节课要点一个晶体对X射线的衍射——形状因子按位相对所有晶胞的散射波进行叠加，就得到整个晶体的散射波的合成波，即得到衍射束强度。强度与振幅的平方成正比，

4、故《材料分析测试方法》上节课要点消光规律：简单点阵：任意(hkl)晶面均可产生衍射，无消光体心点阵：当h+k+l=2n，(hkl)晶面衍射当h+k+l=2n+1，(hkl)晶面消光面心点阵：当h、k、l全奇或全偶，(hkl)晶面衍射当h、k、l奇偶混杂，(hkl)晶面消光《材料分析测试方法》上节课要点3.3多晶的衍射强度多晶粉末的衍射强度除了与结构因子有关外，还与衍射方向、样品吸收等因素有关。《材料分析测试方法》结构因子角因子多重性因子吸收因子温度因子多晶衍射强度（包括极化因子和洛伦兹因子）一、多重性因子对多

5、晶体试样，因同一{hkl}晶面族的各晶面组面间距相同，由布拉格方程知它们具有相同的θ，其衍射线构成同一衍射圆锥的母线。通常将同一晶面族中等同晶面数P称为多重性因子，用Phkl表示。显然，在其它条件相间的情况下，多重性因子越大，则参与衍射的晶粒数越多，或者说，每一晶粒参与衍射的几率越多。《材料分析测试方法》对于立方晶系{100}晶面族有__个等同晶面，P100=__{111}晶面族有__个等同晶面，P111=__{123}晶面族有__个等同晶面，P123=__注意多重性因子P与晶系有关！不同晶系和指数的P值见附

6、录《材料分析测试方法》66884848二、角因子因为实际晶体不一定是完整的，存在大小、厚薄、形状等不同；另外，X射线的波长也不是绝对单一，入射束之间也不是绝对平行，而是有一定的发散角。这样，X射线衍射强度将受到X射线入射角、参与衍射的晶粒数、衍射角的大小等因素的影响。在偏离布拉格角时衍射强度也不为零衍射线衍射峰《材料分析测试方法》将上述几种因素合并在一起，有：分别表示晶粒大小、晶粒个数、单位弧长积分强度的影响，总称为洛伦兹因子与极化因子合并，则有：化简得《材料分析测试方法》角因子三、吸收因子X射线穿过试样时，

7、必然有一些被试样所吸收。试样的形状各异，X射线在试样中穿过的路径不同，被吸收的程度也各异。1.圆柱试样的吸收因素，反射和背反射的吸收不同，吸收与θ有关。2.平板试样的吸收因素，在入射角与反射角相等时，吸收与θ无关。《材料分析测试方法》圆柱样品的吸收随θ角降低而增大《材料分析测试方法》四、温度因子原子本身是在振动的，且振幅随温度升高而增大。当温度升高，原子振动加剧，必然给衍射带来影响，主要表现在：1.晶胞膨胀；2.衍射线强度减小；3.产生非相干散射。温度因子定义：有热振动时的衍射强度与无热振动时的衍射强度之比综

8、合考虑，温度因子为e-2M(M为与θ、λ、T有关的函数)《材料分析测试方法》五、粉末法衍射强度1.强度绝对值《材料分析测试方法》吸收因子和温度因子随θ的变化规律相反，可认为这两个因子互相抵消，要求不严时可忽略。2.相对强度实际工作时无需测量I0值，一般只需要强度的相对值，即相对积分强度，它时同一衍射花样的同一物相各衍射线的相互比较。去掉常数项，得：《材料分析测试方法》德拜法的衍射相对强度衍射仪法的衍