多晶体分析方法课件.ppt

《多晶体分析方法课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四章多晶体衍射分析方法1引言前面讨论了：X射线产生、X射线在晶体中衍射基本原理；本章将介绍：X射线衍射基本实验方法和装置。多晶体衍射方法（粉末法）：早期称为粉末照相法。它是由德国的德拜（Debye）和谢乐（Scherrer）于1916年提出的，故也称德拜-谢乐照相法。此法最为方便，可提供晶体结构的大多数信息。粉末法：以单色X射线照射粉末样为基础的。“单色”：X射线中强度最高的K系X射线；“粉末”：可为粉末或多晶体试样。粉末法可分为：照相法和衍射仪法。2粉末照相法照相法：以单色X光照射粉末多晶体，使之发生衍射，用照相底片

2、记录衍射花样的方法。故又称粉末照相法。照相法：可用非粉末块、板或丝状样品。粉末照相法分类：由试样和底片相对位置不同，可分三种：（1）德拜-谢乐法(Debye-Scherrermethod)底片位于相机圆筒内表面，试样位于中心轴上；（2）聚焦照相法(focusingmethod)底片、试样、X射线源均位于圆周上；（3）针孔法(Pinholemethod)平板底片与X光束垂直放置，试样居二者之间位置。3第一节德拜-谢乐法（Debye-Scherrermethod）4粉末衍射法成像原理粉末衍射法成像原理：X射线照射粉末样品，总

3、会有足够多晶粒的某（hkl）晶面满足布拉格方程；则在与入射线呈2θ角方向产生衍射，形成以4θ顶角的衍射圆锥，称（hkl）衍射圆锥。衍射线空间分布及德拜法成像原理5衍射法成像原理与衍射花样特征（2）衍射束：均在衍射圆锥面上；衍射圆锥：以入射束为轴，各衍射圆锥是特定晶面的反射。等同晶面：衍射圆锥重叠（2θ相同）。图4-1衍射线空间分布及德拜法成像原理6一、德拜－谢乐法原理德拜－谢乐法衍射原理：用细长的底片围成圆筒，细棒状试样位于圆筒的轴心，X射线与圆筒轴相垂直入射到试样上，各衍射圆锥的母线与底片相交成一系列弧对。71.德拜相

4、机（1）德拜相机：按上图衍射几何设计的。德拜相机外观为圆筒形的暗盒。直径为57.3mm或114.6mm图4-2德拜相机的外观图4-1德拜法成相原理图81.德拜相机（2）德拜相机：由带盖子不透光金属筒形外壳、试样架、光阑和承光管等组成。底片紧附在相机盒内壁。德拜相机剖面示意图承光管作用：监视入射线和试样相对位置，且透射X射线经一层黑纸和荧光屏被铅吸收，保护操作者安全。光阑作用：限制入射线不平行度；固定入射线尺寸和位置，也称为准直管。91.德拜相机（3）为简化计算，德拜相机直径：Φ57.3mm或Φ114.6mm。1.若相机直

5、径＝Φ57.3mm，圆周长为180mm，圆心角为360o，故底片上每1mm对应2o圆心角；2.若相机直径＝114.6mm，底片上每1mm对应1o圆心角。102.德拜像由德拜相机拍摄的照片叫德拜像，将底片张开可得：图4-1b)德拜法摄照德拜像照片（热801班同学实验拍摄）纯铝多晶体经退火处理后的德拜法摄照照片113.德拜像特征（1）1.德拜像花样：在2θ＝90o时为直线，其余角度下均为曲线且对称分布，即一系列衍射弧对。2.每一弧对对应某一晶面（干涉面）衍射结果，可用相应晶面指数（hkl）（干涉指数HKL）标记。德拜法摄照示

6、意图2θ＝90o每一弧对对应某一hkl晶面123.德拜像特征（2）3.测量各衍射弧对间距，可算出各衍射相应衍射角θ，4.由布拉格方程2dsinθ=λ，算出该反射晶面间距dhkl。5.各衍射弧对对应的d值，得d值序列：d1、d2、d3…等。就可确定物相组成、点阵类型、晶胞尺寸等重要的问题。13二、实验方法1．试样的制备圆柱试样：粉末集合体或多晶体细捧。Φ0.5mm×10mm。块状金属或合金：用锉刀挫成粉末，但内应力大，会导致衍射线变宽，不利于分析，故须在真空退火。脆性样：先打碎－研磨－过筛，约250～325目（微米级）。粉

7、末颗粒过大：参加衍射晶粒数减少，使衍射线条不连续，粉末颗粒过细：会使衍射线条变宽，不利于衍射分析。两相以上合金粉末：须反复过筛粉碎，让全部粉末通过筛孔，混合均匀，不能只选取细粉，而将粗粉丢掉。141．试样的制备合金中微量相：用电解法萃取、分离，得粉末经清洗和真空干燥后，再制成圆柱试样。制备圆柱试样的方法很多:1.用涂有粘结剂的细玻璃丝，粘附粉末，做成圆柱试样。2.将粉末填充入赛璐珞毛细胶管中，制成圆柱试样。3.用胶水调好粉末，填入胶管，用金属细丝将其推出2～3mm长，作为摄照试样，余下部分作支承柱，以便安装。4.金属细棒

8、：可直接做试样。但因拉丝时产生择优取向，因此，衍射线条往往是不连续的。152．底片安装（1）安装方式：由底片开口处位置不同，可分为：1）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。优点：低角线接近中心孔，高角线则靠近端部。高角线：分辨本领高，有时能将Kα双线分开。正装法几何关系和计算较简单，常用于物相分析