材料分析方法 ppt课件.ppt

《材料分析方法 ppt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、§3.1多晶体衍射图像及衍射强度的引出§3.2结构因子§3.3洛仑兹因数§3.4影响衍射强度的其他因数§3.5多晶体衍射的积分强度公式第三章X射线衍射强度返回总目录一粉末衍射花样的形成由于入射X-ray与衍射线之间的夹角总是2θ，因此衍射线在空间排列成一个圆锥面（以入射线为轴，顶角为4θ）；在垂直于入射线的方向上放一平底片，所记录的衍射花样为一系列同心圆；长条形底片围绕试样一周，所记录的衍射花样为一系列圆弧对。从中可看出两种信息：衍射线位置（2θ）衍射线强度（线条黑度）§3.1多晶体衍射图像及衍射强度的引出二衍射强度的引出利用X-ray在晶体中的衍射可进

2、行晶体结构分析，也就是进行物相的定性分析和定量分析，晶体结构的信息的获知是通过两类信息得到的:衍射方向2θ角、衍射强度。衍射方向，可根据布拉格方程，当λ一定时，取决于d值；因此衍射方向反映了晶胞的大小以及形状因素（根据d得知）——由布拉格方程决定。但是，造成结晶物质种类千差万别的原因不仅是由于晶格常数不同，最重要的是组成晶体的原子种类、原子在晶胞中的位置不同所造成的。这两种信息均可反映在衍射线强度的大小和衍射线的有无；衍射强度：用衍射仪法可反映在衍射峰的高低上（峰高强度大）、用照相法反映在底片的黑度上（越黑强度越大）。图示为衍射线强度曲线的例子。这是钢中马

3、氏体(200)和残余奥氏体(220)的衍射强度,曲线所包围的面积(阴影部分)即为该衍射峰的积分强度(integratedintensity)。衍射线绝对强度测量困难也无实际意义。常提到的强度为相对强度。一个电子对X射线的散射强度(偏振因子)原子内各电子散射波合成一个原子对X射线的散射强度(原子散射因子)晶胞内各原子散射波合成一个晶胞对X射线的散射强度(结构因子)小晶体内各晶胞散射波合成一个小晶体对X射线的散射强度与衍射(积分)强度(干涉函数)(粉末)多晶体衍射(积分)强度引入吸收因子、温度因子、多重性因子温度对强度的影响吸收对强度的影响等同晶面数对强度

4、的影响参加衍射的晶粒(小晶体)数目单位弧长衍射强度图X射线衍射强度问题的处理过程图底心晶胞(a)与体心斜方晶胞(b)的比较§3.2结构因子一.结构因子的引出（一）晶胞中原子的位置对X射线衍射强度的影响一个晶胞中原子位置不同，强度将发生变化。假设X-ray在图（a）晶胞中（001）面上产生衍射，且波程差AB+BC=λ，则图（b）晶胞中多出（002）面，波程差：DE+EF=1/2λ由于晶面的重复性、相消干涉持续下去，因此（001）晶面的反射强度变为零。图3-3底心晶胞(a)和体心斜方晶胞(b)(001)面的衍射由此可见，图3-2（a）中的（100）晶面会参于衍

5、射，而（b）中（100）面却不产生衍射，也就是说原子位置改变，衍射强度改变。（二）.结构因子的概念原子种类不同，其电子数及排列也不同，因此首先讨论一个电子对X-ray的散射，再讨论一个原子中所有电子的位置对散射强度的影响。系统消光——因原子在晶体中的位置不同或原子种类不同而引起的某些方向上衍射线消失的现象称之系统消光。结构因子——定量地表征原子排布以及原子种类对衍射强度影响规律的参数。即晶体结构对衍射强度影响规律的参数。二.一个电子对X-ray的散射根据电磁波理论，原子对X-ray的相干散射主要是由核外电子而不是原子核引起的，因为原子核相对光子来说质量很大

6、，不容易受到激发而产生振动，因此我们首先要讨论一个电子对X射线的相干散射。假设有一束非偏振的X射线被一个电子散射，其散射波向四面八方，散射波强度的大小I与入射束I。和散射角度有关。在距电子R处的强度可表示为:I。——入射波强度re——经典电子半径2θ——电场中任一点P到原点连线与入射X-ray方向的夹角。当2θ=0。时——散射光最强当2θ=90。时——Ie为2θ=0时的一半偏振光——光强在空间各个方向不相等。非偏振光——在0~2π的范围光强相等，即强度在空间各个方向上是相等的。对公式分析，发现电子对X-ray散射的特点：⑴.散射线强度很弱，约为入射强度的几

7、十分之一;⑵.散射线强度与观察点距离的平方成反比；⑶.一束非偏振的X-ray经电子散射后其散射强度偏振化了（衍射线的强度在不同的方位大小不同）。三.一个原子对x射线的散射1.原子核对X-ray的散射由于散射波强度与引起散射的粒子质量成反比，原子核质量是电子质量的1800倍，因此原子核引起的散射强度极弱，可忽略不计。2.原子中z个电子对X-ray的散射⑴.首先假设原子中的电子集于一点，即所有电子散射波之间无位相差，则原子序数为z的原子对X-ray散射波振幅Ea为电子散射波振幅Ee的z倍，即:Ea=zEe而Ia正比于Ea2∴Ia=z2Ie（Ia为原子散射波强度

8、）⑵.而实际情况与假设不符，核外电子按电子云分布规律分布在原子核外