《多晶体分析方法》PPT课件.ppt

4.2转晶法(RotationMethod),底片,入射X射线,CO:入射方向。实际晶体旋转，即倒易点阵绕C*旋转，所有hkl晶面的倒易点都分布在与C*垂直的同一平面（l=1的层面）。,转晶法原理,当倒易点阵绕轴转动时，该平面将反射球截成一个小圆。hkl的倒易点在此圆上与反射球接触，衍射矢量S/终止于此圆上，即hkl衍射光束的方向。同理，kh0衍射和hk-1衍射也如此。,Reciprocallatticerotateshere,c,O*,Sphereofreflection,lthlevel,Zerothlevel,X-raybeam,lthlevel,0thlevel,Directbeam,Sphereofreflection,c*,(00l),O,C,1/,1/,hkl,Oscillationdiagramofapatite(sampleK7,Cu/Ni,40kV,20mA,exposed3h.,Oscillationaxis=caxis。,WeissenbergdiagramofapatitesampleK7Cu/Ni,40kV,20mA,exposed60h.,D=57.3mm,r=24mm。Rotationaxis=baxis,4.3粉晶法,2,可调节,样品,暗盒、胶片,X射线,通常微晶尺寸在10-210-2mm，设X射线照射体积为1mm3，被照射微晶数约为109个微晶无数，且无规则取向。波长不变，必然有某晶面(h1k1l1)的间距dhkl满足Bragg方程,，在2方向发生衍射，形成以4为顶角的圆锥面。不同的晶面匹配不同的2角，形成同心圆。,入射X射线,样品,V,IV,III,II,I,21,22,r,2dsin=,同心圆称为Debye环，环直径为2X，样品至底片距离2D若X光波长已知，可计算晶面间距dhkl，进而求晶胞参数若晶面间距dhkl已知，可计算X光波长。,最小的2(最内层)对应最大的d最大的2(最外层)对应最小的d,2,2x,以简单立方为例：最大的d意味着（h2+k2+l2）最小,(100),211,111,110,最大d100:（h2+k2+l2）=1,d100,其次d110:（h2+k2+l2）=2,d110,例：POM属六方晶系，求得d后，代入相应晶系的面间距计算公式中，得到晶胞参数。,hkl2x(mm)d()a()c()100343.864.46105552.607.6110682.234.46115891.897.8,第四章多晶体分析方法,前几章我们讨论了x射线的产生及其在晶体中衍射的基本原理，这一章将介绍x射线衍射的最基本的实验方法和装置。粉末法是由德国的Debye和Scherrerr于1916年提出的。如利用得当，粉未法是所有衍射法中最为方便的方法，它可以提供晶体结构的大多数信息。粉末法是以单色X射线照射粉末试样为基础的，所谓“单色”是指x射线中强度最高的K系X射线，“粉末”可以为真正的粉末(通常用粘结剂粘结)或多晶体试样。,粉末法可以分为照相法和衍射仪法，照相法中根据试样和底片的相对位置不同可以分为三种：(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)针扎法(Pinholemethod)，底片为平板形与X射线束垂直放置，试样放在二者之间适当位置。,所有的衍射法其衍射束均在反射圆锥面上，圆锥的轴为入射束。各个圆锥均由特定的晶面反射引起的。第二章已经述及，在粉末试样中有相当多个粉末颗粒，含有相当多的我们感兴趣的（hkl）晶面，而且是随颗粒一起在空间随机分布的。当一束X射线从任意方向照射到粉末样品上时，总会有足够多的（hkl）晶面满足布拉格方程，在与入射线呈2角的方向上产生衍射，衍射线形成一个相应的4顶角的圆锥。,图4-10绘出了x射线在粉末样品上发生衍射时的衍射线的空间分布(图中只绘出了四个衍射圆锥)。工程上及一般的科学试验中常见的是多晶体的块状试样，如果晶粒足够细(例如在30um以下)将得到与粉末试样相似的结果，但晶粒粗大时参与反射的晶面数量有限，所以发生反射的概率变小，这样会使得衍射圆锥不连续，形成断续的衍射花样。,(a)铜(b)钨(c)锌,入射X射线,样品,V,IV,III,II,I,21,22,r,4,R,S,O,S1,S2,010;5贵，使用条件要求高;便宜且简便;6样品量太大;样品极其微量;7常用用于定量相结构分析;定性，晶体颗粒大小。,3衍射仪法与Debey法的特点对比,1用CuK射线以粉晶法测定下列物质,求最内层的三个德拜环的2角及所代表晶面的hkl值:(1)简单立方晶体(a=3.00)(2)简单四方晶体(a=2.00,c=3.00),2:用MoK照射一简单立方粉末样品(a=3.30),用Ewald作图表示所发生的200衍射.MoK=0.7107,练习,3影响衍射强度的因素有哪些？4Debye图中在高、低角区出现双线的原因分别是什么？Whatmaycausethedoublelinesinlow-angleregion?AndWhatmaycausethedoublelinesinhigh-angleregion?,5试求直径为57.3mmDebye相机在=80o与20o时由K1、K2所引起的双线间距是多少。所用光源为Cu靶（1=0.154050nm;2=0.154434nm;=0.154178nm;)。如所用光源为Cr靶,结果将如何？Calculatethedistance(inmm)betweenthedoublelinesat=20and=80forDebyediagram(=57.3mm),CuK(=0.154178nm;1=0.154050nm;2=0.154434nm).IfCrwereused,whatdifferencesoccur?,6试求直径为57.3mmDebye相机在=60o时由K1、K2所引起的双线间距是多少。所用光源为Fe靶（1=0.193593nm;2=0.193991nm)Calculatethedistance(inmm)betweenthedouble