X射线分析(5)——数据指标化

1、第一部分第一部分 X射线衍射分析射线衍射分析 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 4 4 粉晶粉晶X X射线衍射仪方法射线衍射仪方法 5 5 衍射数据的获得衍射数据的获得 6 6 衍射线条的指标化衍射线条的指标化 3 3 粉晶粉晶X X射线照相方法射线照相方法 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 4 4 粉晶粉晶X X射线衍射仪方法射线衍射仪方法 （1 1） 方法原理：方法原理：

2、与德拜照相法基本一致，只是把粉末柱换 成了平板状样品，把底片换成了测角仪。 4 4 粉晶粉晶X X射线衍射仪方法（射线衍射仪方法（2 2） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 衍射原理解释 4 4 粉晶粉晶X X射线衍射仪方法（射线衍射仪方法（3 3） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 与照相方法相比： 照相法是在整个圆 周记录，因此每一 对弧线对应的角度 是4。（0360） 而衍射仪法则只在 半圆周上记录，因 此对应的角度为2 （0180） 4 4 粉晶粉晶X X射线衍射仪方法（射线衍射仪方法（4 4） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射

3、强度和衍射方法 照相法底片与衍射仪图谱的对应关系 4 4 粉晶粉晶X X射线衍射仪方法（射线衍射仪方法（5 5） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 聚焦法原理使得平板状 样品产生类似于照相法 的点(柱)状样品的衍射 效果。 光源、样品、探测器处 于一个大园上。 在弧段AB中的任一点上 能发生衍射的同一组面 网产生的衍射都应汇聚 在该圆周上的同一点J 上，不同面网的衍射线 则分别聚焦于该圆周上 不同的点上。 4 4 粉晶粉晶X X射线衍射仪方法（射线衍射仪方法（6 6） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 X射线粉末衍射仪中平板样品的聚焦的进一步解释

4、： 4 4 粉晶粉晶X X射线衍射仪方法（射线衍射仪方法（7 7） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 在衍射仪探测衍射信号的时候，为了使聚焦园始终存在，探 测器与入射线夹角为2，样品与入射线夹角为。 4 4 粉晶粉晶X X射线衍射仪方法（射线衍射仪方法（8 8） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 粉晶X射线衍射仪由： A）X射线发生器 B）测角仪 C）X射线强度测量系统 D）以及衍射仪自动控制与衍射数据采集、处理系统 四大部分组成。 4 4 粉晶粉晶X X射线衍射仪方法（射线衍射仪方法（9 9） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍

5、射方法 粉晶X射线衍射仪的构成方块图 4 4 粉晶粉晶X X射线衍射仪方法（射线衍射仪方法（1010） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 粉晶X射线衍射仪外观 4 4 粉晶粉晶X X射线衍射仪方法（射线衍射仪方法（1111） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 X射线发生器： 是高稳定度的。它由X射线管、高压发生器、管压管流稳定 电路和各种保护电路等部分组成。 4 4 粉晶粉晶X X射线衍射仪方法（射线衍射仪方法（1212） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 测角仪：光路系统 4 4 粉晶粉晶X X射线衍射仪方法（射线衍射仪

6、方法（1313） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 强度测量系统： 常用于X射线检测的检测器有： Geiger-Muller检测器（GC）、正比检测器（PC）和NaI(Tl) 闪烁检测器（SC）。 功能：把X射线的强度信号转化成物理的数字信号 4 4 粉晶粉晶X X射线衍射仪方法（射线衍射仪方法（1414） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 衍射仪自动控制与衍射数据采集、处理系统： 控制控制：扫描速度，扫描范围，扫描速度。 角度校正，测角仪转动等。 衍射数据处理分析系统衍射数据处理分析系统 由一些常用的衍射图处理程序集成，主要有6项： 1. 图谱

7、处理； 2. 寻峰； 3. 求面积、重心、积分宽； 4. 减背景； 5. 衍射图比较（多重衍射图的叠合显示）； 6. 平滑处理。 4 4 粉晶粉晶X X射线衍射仪方法（射线衍射仪方法（1515） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 衍射图谱处理过程示例 (1)原始图谱(2)平滑以后 (3)去掉背景(4)标注峰位 (5)图谱比较 4 4 衍射数据的获得衍射数据的获得 （1 1） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 衍射数据: 面网间距(d)，衍射强度(I) 但由于无法真正获得绝对的衍射强度 数据，因为不同的晶体尺寸、不同的光源 特征、不同的仪器种类，所

8、获得的实测衍 射强度是完全不可比较的，因此在记录衍 射强度的时候，按相对强度记录（I/Io)。 4 4 衍射数据的获得衍射数据的获得 （2 2） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 照相方法： 得到一张德拜图，并从德拜图可以获得如下数据： （1） d按计算获得（布拉格方程式） （2） I/Io用目测的方法估计得到 4 4 衍射数据的获得衍射数据的获得 （3 3） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 衍射仪方法： 得到一张衍射图谱，并经过处理以后同时得到一张 数据表。 4 4 衍射数据的获得衍射数据的获得 （4 4） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射

9、方法衍射强度和衍射方法 4 4 衍射线条的指标化衍射线条的指标化 （1 1） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 指标化方法： 等轴晶系、中级晶族（四方、斜方、六方）一般可以 经过计算的方法，根据粉末衍射的数据可以求出各衍射线 的指数； 低级晶族（单斜、三斜）则一般无法计算出，必须从 单晶结构分析得出。 下面举例说明 4 4 衍射线条的指标化衍射线条的指标化 （2 2） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 含义：求出各衍射线条的衍射指数 应用：1）用粉末衍射法计算晶胞参数 2）鉴定衍射线条中有无杂线，即确定是否含杂质 3）确定一些与物质结构有关的信息

10、 4 4 衍射线条的指标化衍射线条的指标化 （3 3） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 例如：等轴晶系，根据面网间距的计算公式： 有有 (h(h2 2+k+k2 2+l+l2 2)= a)= a2 2/d/d2 2 4 4 衍射线条的指标化衍射线条的指标化 （3 3） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 等轴晶系，当晶胞大小已知时：例如 a =6.2921 4 4 衍射线条的指标化衍射线条的指标化 （4 4） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 等轴晶系，当晶胞大小未知时：用尝试法 4 4 衍射线条的指标化衍射线条的指标化

11、（5 5） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 其他晶系，由于未知的参数增多， 在晶胞参数已知的情况下尚可进行指标 化，在完全未知的情况下，对于比较高 对称性的，还可以计算出指标数值，而 对于对称低的则基本无法计算。 4 4 衍射线条的指标化衍射线条的指标化 （6 6） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 存在的hkl衍射无衍射效应的hkl 原始格子P全部无 体心格子I h+k+l=偶数h+k+l=奇数 面心格子F h,k,l全奇或全偶h,k,l奇、偶混杂 衍射指数的应用确定空间格子类型 (等轴为例) 根据不同格子类型的消光规律： 4 4 衍射线条的

12、指标化衍射线条的指标化 （7 7） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 （h2+k2+l2) = 立方原始立方原始：1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9 (缺7,15,23等) 立方体心立方体心：2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 立方面心立方面心：3, 4, 8, 11, 12, 16, 19, 29 4 4 衍射线条的指标化衍射线条的指标化 （8 8） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 4 4 衍射线条的指标化衍射线条的指标化 （9 9） 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 FP 作业作业 第四章第四章. . 衍射强度和衍射方法衍射强度和衍射方法 使用CuK射线（波长1.5418A)，对等轴晶系的氯化 钠粉末进行X射线衍射，得到的衍射峰的位置分别是： 227.45, 31.80, 45.60, 54.05