X射线衍射方向.ppt

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1、X射线衍射分析——衍射方向条件主讲教师：张华所属单位：山东理工大学材料科学与工程学院7/22/20211材料化学研究方法内容纲要：布拉格方程——衍射条件的数字化衍射矢量方程——衍射条件的矢量化厄瓦尔德图解——衍射条件的可操作化本节任务：解读单晶和多晶的X射线衍射花样。1、正点阵与倒易点阵的相互转化2、r*HKL的基本性质：(1)r*HKL垂直于正点阵中相应的（HKL）晶面。(2)r*HKL的长度等于(HKL)之晶面间距dHKL的倒数。前导知识图（010）与（020）面（干涉指数引例）若仅考虑晶面的空间方位，则

2、A1，B1，A2，B2，…与A1，A2，A3，…一样，均以晶面指数（010）标识，但若进一步考虑二者晶面间距之不同，则可分别用（010）和（020）标识，此即为干涉指数。3、干涉指数NaCl单晶的X射线衍射斑点石英(SiO2)的X射线衍射斑点连续波长X射线下单晶的衍射花样劳厄法的X射线衍射实验示意图衍射斑纹（劳厄斑）晶体X射线（硫化铜）记录底片单波长X射线下多晶（粉末）的衍射花样布拉格实验装置一、布拉格方程1.布拉格实验装置相位集中时发生干涉相互增强衍射现象qqd2.布拉格方程的模型布拉格模型特点①晶体结构的

3、周期性，可将晶体视为由许多相互平行且晶面间距（d）相等的原子面组成；②X射线具有穿透性，可照射到晶体的各个原子面上；③光源及记录装置至样品的距离比d数量级大得多，故入射线与反射线均可视为平行光。单一原子面的反射3.1必须满足反射定律任意两相邻原子(P和Q)散射线光程差=QR-PS＝PQcosθ-PQcosθ＝0．3.布拉格方程的导出=ML+LN=2dsin；干涉一致加强的条件为=n，即2dsin=n3.2必须满足各层间光程差为nλ二、衍射矢量方程满足布拉格条件的衍射矢量示意图1、模型2、衍射矢量

4、方程条件s-s0//N(s-s0)=r*HKL②s-s0矢量的大小(s-s0)=r*HKL①s-s0矢量的方向注：(r*HKL=1/dHKL)矢量条件表达式：三、厄瓦尔德图解同一晶体各晶面衍射矢量三角形关系脚标1、2、3分别代表晶面指数H1K1L1、H2K2L2和H3K3L31、衍射矢量条件给出反射球模型单波长X射线下单晶的厄瓦尔德图解2、将样品的倒易点阵引入反射球模型2.1单晶情况连续波长X射线下单晶的衍射花样单波长X射线下多晶（粉末）的厄瓦尔德图解2.2多晶（粉末）情况单波长X射线下多晶（粉末）的

5、衍射花样（示意图）单波长X射线下多晶（粉末）的衍射花样（照片）思考题1、请思考布拉格模型的条件③“光源及记录装置至样品的距离比d数量级大得多，故入射线与反射线均可视为平行光。”，两条平行的反射光线可以衍射叠加吗？2、布拉格模型中的原子面可以有不同的选取办法的，这会造成同一条光线入射角和反射角的变化，入射角一定要等于反射角吗？如果不相等，影响是什么？3、满足本节所讲的衍射条件的X光一定会衍射加强吗？（充分条件OR必要条件）