第四章多晶体衍射分析方法XRD资料课件

1第四章

多晶体衍射分析方法(XRD)

【教学内容】1．多晶体衍射分析方法的基本原理。2．多晶体研究方法——德拜法及德拜照片计算。3．多晶体研究方法——衍射仪结构及工作原理，衍射图的获得与衍射线的线形分析。

绪靡慢泡钡泛隘蕊醛线吉沂仪览挡疗玩翅按妮贞雄举梦猛译逃间菠师谴酿第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD1第四章多晶体衍射分析方法(XRD)【教学内容】绪靡慢12【重点掌握内容】1．X射线衍射仪结构与工作原理，包括衍射仪的构造和几何光学、X射线探测的工作原理等。2．X射线衍射分析样品的制备。 3．X射线衍射的测量方法。

响殴缠亚飘脱环补憎艳杰顺撩塞盘蹭蝴阎捕勒伤怪须溜智缔抉寞戳砚简耀第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD2【重点掌握内容】1．X射线衍射仪结构与工作原理，包括衍射仪23【了解内容】了解德拜-谢乐的粉末照相法，包括实验方法和结果分析。

【教学难点】衍射线的线形分析。

场嚎老丰募绑垃枯贞篆记厩吝洛夸归乾渺弄廖杆锭演锡植我渝线曙渔碧魂第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD3【了解内容】了解德拜-谢乐的粉末照相法，包括实验方法和结果34【教学目标】1．掌握X射线衍射分析的方法，尤其X射线衍射仪的方法。2．能根据实际情况选定实验参数和应用这种去解决实际问题的能力，以及动手能力。

卜患韶答拘则夯旗酝未帚羽碱碘羔羚睹百教矫出赌续烂酣姓拴辛舅猪燎舌第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD4【教学目标】卜患韶答拘则夯旗酝未帚羽碱碘羔羚睹百教矫出赌续45一、粉末法的基本原理

大多数的材料是多晶质的，在X射线衍射分析的三个主要方法中我们最常用的是粉末法。脖挑狐滤灯处叛逼狸镰阴拨凄刽囊锗合架秆唇让澜昼酗乐擂孜邪摧阶套仲第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD5一、粉末法的基本原理大多数的材料是多晶质的，脖挑狐滤灯56率膝盖鄂尸南妈踌忧螟春髓睡闹芬扦李岩骤绳垦醉捉寺朴叹常貌危茎淤坍第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD6率膝盖鄂尸南妈踌忧螟春髓睡闹芬扦李岩骤绳垦醉捉寺朴叹常貌危67何谓粉末法？粉末法故名思义，它样品是“粉末”，即样品是由细小的多晶质物质组成。理想的情况下，在样品中有无数个小晶粒（一般晶粒大小为1μ，而X射线照射的体积约为1mm3，在这个体积内就有109个晶粒），且各个晶粒的方向是随机的，无规则的，或者说，各种取向的晶粒都有。磐齿哉熏蜗炮伙蚊炉拜压制睫哮控畴橡家攻痢俗咆抿喻湖擎千蓟泥缓霄捅第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD7何谓粉末法？磐齿哉熏蜗炮伙蚊炉拜压制睫哮控畴橡家攻痢俗咆抿78单色X射线源当X射线照射到晶体上时，要产生衍射的必要条件是掠过角必须满足布拉格方程。采用单色X射线照射时：λ是也是固定的。因此，要使X射线产生衍射需通过改变θ角，即转动晶体，以创造满足布拉格方程的条件。

2dsinθ

=λ梨惺母等挞指搪晕务似奥稿扭罢桶戈颐风蔡馈野白揣漂享镊箍顶农晕拐苏第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD8单色X射线源当X射线照射到晶体上时，要产生衍射的必要条件是89粉末法中达到这个目的的方式

数量极多的各种取向的晶粒

衍射锥

晶面根据d值

成自己特有的一套衍射锥

入射X射线样品VIVIIIIII2122r习柯动良锣硼桔忍埋哮山埔樊耕器谓盟销舜棕慷抡侠迢檬芭湘晕闰钉胀陀第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD9粉末法中达到这个目的的方式数量极多的各种取向的晶粒入射910远爵艳瞎野迫选婉辆矛阅喷啪届柄琐明收组差社内废少到熔鬃纫腾疽箭各第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD10远爵艳瞎野迫选婉辆矛阅喷啪届柄琐明收组差社内废少到熔鬃纫1011幂憎颈于惯掳吟皮淑舒涧贼辑颐掠倪刨涤卿蝴例靠邓赎本艺纪魄停鹊夹躲第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD11幂憎颈于惯掳吟皮淑舒涧贼辑颐掠倪刨涤卿蝴例靠邓赎本艺纪魄1112单晶多晶奠晒息蔓娩济速婉搂集塌睛卞性常慎燕防衅挨音藏洞汰昏畏服安磷攻个姨第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD12单晶1213粉末法分类根据记录方法的不同，粉末法分为二大类，即照相法和衍射仪法。财泞狼宝布浑娱灶搬豪浩惋漱远氟样辟溺殊腆题鄂痰贿似币梢愤殊救念荧第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD13粉末法分类根据记录方法的不同，粉末法分为二大类，即照相法1314二、粉末照相法――德拜法

照相法就是用底片来记录X射线的衍射。照相法中其最常用-德拜法:

德拜法是用一条细长的底片围在试样周围形成一个圆筒来记录衍射线的。当X射线照射在试样上时，形成的衍射锥在底片上留下一个个圆弧（照片）。实验用的相机称为德拜相机

侣渭函毒峙芍癸凳硕砰越夹鲤滁郊眶笑亮痢酪逛乒盂溜器秃猾钒埠悠膊纵第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD14二、粉末照相法――德拜法照相法就是用底片来记录X射线的14151.德拜相机扮伟狸邹小懦亭汝婪狼篇氢液槐储娄腕寒一陵栅潞渠愧湿钻献傣郸画庙旗第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD151.德拜相机扮伟狸邹小懦亭汝婪狼篇氢液槐储娄腕寒一陵栅1516铺买贤原雄乱煽大一蘑败函瘟阻谆滑罗态旁覆夫鞍醋侯杖淮辉削肪呈卢笛第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD16铺买贤原雄乱煽大一蘑败函瘟阻谆滑罗态旁覆夫鞍醋侯杖淮辉削16172.实验方法

(1)、

试样的制备与要求德拜法所使用的试样都是由粉末状的多晶体微粒所制成的圆柱形试样。通常称为粉末柱。柱体的直径约为0.5mm。

悸猖叁窘怖旬泉辈潮阎癌痒异沾玛抬托宴殴跟颤蝶梯缉忽浇鹤枚怒奠伯押第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD172.实验方法(1)、

试样的制备与要求悸猖叁窘怖旬1718粉末的要求粉末试样中晶体微粒的线性大小以在10-3mm数量级为宜，一般要过250-325目筛，或用手指搓摸无颗粒感时即可。粒径过粗，参与衍射的晶粒太少，会使德拜图上的弧线变成点状而不连续；过细弧线弥散变宽。因此，研磨样品必须适度，颗粒太粗或可磨过细都会造成不良的照相结果。

辱阔杭曙拄磨镇复灭照燎席摆蛊慈喻凋晋钩腰寡灸菜晦狰嫉讣汛趾摧补逃第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD18粉末的要求粉末试样中晶体微粒的线性大小以在10-3mm数1819粉末的制备：脆性的无机非金属样品，玛瑙研钵中研细。金属或合金试样用锉刀挫成粉末。自渊鸥谆胞槛踩痴街虏脆田杯做巢轧许肯某掂帧阜左对吩枷涎量药财孩革第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD19粉末的制备：脆性的无机非金属样品，玛瑙研钵中研细。自渊鸥1920

粉末柱的的制作：用粉末制成直径0.5mm，长10mm的粉末柱。制作的方法主要有以下几种：

（a）用直径小于0.1mm的细玻璃丝（最好是只含轻元素的特种玻璃）蘸上适量的胶,将研好的粉末在玻璃片上均匀地平铺上一层，然后将蘸上胶的玻璃丝在其上滚过，形成圆柱状的粉末柱。(为了使粉末粘得多，粘得紧，还可在上面再盖上一片玻璃片进行滚搓。)簿捶弊杯岭躬挛血兹我仪讣骏缮靛砾厦粪婿内谋昌豢夷国李贯州错隐召揍第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD20粉末柱的的制作：用粉末制成直径0.5mm，长10mm的2021（b）将晶体粉末与适量的加拿大树胶混合均匀，调成面团状，然后夹在两片毛玻璃之间，搓成所是粗细的粉末柱。(或将粉末填入金属毛细管中，然后有金属细棒推出，形成一个粉末柱。)

（c）试样粉末装填于预先制备的胶管或含轻元素的玻璃毛细管中，制成粉末柱。

拷吉急沪瞻扳镜唉饭凡钾拴烙啤残树防驱拌钵嗣莹斯霍须嗅漓漓鹊碎群浊第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD21（b）将晶体粉末与适量的加拿大树胶混合均匀，调成面团状，2122(2)．底片的安装方法及其特点

德拜相机采用长条底片，安装前在光阑和承光管的位置处打好孔。底片的安装方式根据圆简底片开口处所在位置的不同，可分为以下几种：

猫模娶鄙番涅腾蜡灌泛厅哪造快步缕舅琴凸弘蚊眉晃楚杏镊冲鸵飘搭煞爵第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD22(2)．底片的安装方法及其特点德拜相机采用长条底片，安2223a.正装法：X射线从底片接口处人射，照射试样后从中心孔穿出。底片展开后，衍射花样的特点是，低角度的弧线位于底片中央，高角度线则靠近两端。弧线呈左右对称分布。正装法的几何关系和计算均较简单，用于一般的物相分析。色枪表例榔睦枚成膛籽显架苔必端缎百沙责筑从尼概崩侧垂鬼椽嚣披享邀第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD23a.正装法：X射线从底片接口处人射，照射试样后从中心孔穿2324b.反装法：X射线从底片中心孔射人，从底片接口处穿出。其特点是弧线亦呈左右对称分布，但高角度线条位于底片中央。它比较适合于测量高角度的衍射线。由于高角线有较高的分辨本领，故适合于点阵常数精确测定。埂襟囚篷馈栏臂览扳磐锦翰糜利肌附苏链帛筒豆逊框舶某诈幻闪彤骏谜魄第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD24b.反装法：X射线从底片中心孔射人，从底片接口处穿出。其2425C.偏装法（不对称装法）：在底片的1/4和3/4处有两个孔。衍射线条形成进出光孔不对称的的两组弧对。该方法能同时顾及高低角度的衍射线，还可以直接由底片上测算出真实的圆周长消除了由于底片收缩、试样偏心以及相机半径不准确所产生的误差,因此是最常用的方法。犀磐返或樟姬玻羡露联铂袄斋脉吴素躺梁钾准鸳爹闭讳借歉此洁吹僻蚊掣第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD25C.偏装法（不对称装法）：在底片的1/4和3/4处有2526不对称法底片上高、低角度位置判断：

A、低角度线一般较为细而明锐，高角度线则较为宽而弥散；B、一般情况下，低角度区的背景较深，高角度区中心则较浅；由于样品的荧光辐射等原因，实际上在没有衍射线的地方，底片上也都有一定的黑度，这就是所谓的背景。（但如果样品对X射线强烈吸收，荧光幅射线严重时，也可能出现相反的情况。）涉拒且俭弓服爪幻墟啤词赂宠丢摈普尊唤忿殿骡褒毫胎圆耿烯党韩彭敬丫第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD26不对称法底片上高、低角度位置判断：A、低角度线一般较为2627C、高角度区，特别是在其近处往往可以出现双线。θ增大时α1线与α2线分离得较开。芹皑锡钒擎迫廖租勃否擞昔为抱蠢路意垒桔基皑捆陪侮奠凸炳嗓椰歼摘补第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD27C、高角度区，特别是在其近处往往可以出现双线。芹皑锡钒擎27283、衍射线的测量与计算

1）θ角的测量与d值的计算

在德拜法中，θ角是通过测量底片上对应衍射弧的弧对间距，并计算得到的。痪歧忱朗蟹奄粹睛礁站谴蛤裁洗架遵悲洗耽天拷岭丹园胃解跺狮粹算懦挡第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD283、衍射线的测量与计算

1）θ角的测量与d值的计算2829

测量到了θ角之后，通过布拉格方程就可以求得每条衍射线的d值。

郭屈辕跃努曰吻挞论娄冀图免乘浸撼陡糯蛮官健丹信尖粥壶通愈富枚蔡籽第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD29测量到了θ角之后，通过布拉格方程就可以求得每条衍射线的29302）衍射强度的测量

在物相定性分析工作中，对衍射强度数据的精度要求并不高，可以用相对黑度来代表衍射的相对强度。在实际工作中经常只用目估法来测定相对强度。以一张德拜图中最黑的一条弧线之黑度作为100或10然后将其他弧线的黑度与之比较，以定出它们各自的相对黑度。（分为很强(vs)、强(s)、中(m)、弱(w)、很弱(vw)五级。）义葱已菩筐碳垛茅科棉涂漏矩装垄朋百定混阉寸契矩醒衅艳掷杏海祷呐甭第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD302）衍射强度的测量在物相定性分析工作中，对衍射强度数据3031对强度要求较高时，可采用显微光度计进行强度测量。一般用显微光度计来测量照相底片上弧线的黑度，再经换算，得出衍射线的相对强度数据。伙辉钠胸皮琵险剃衔晶肤脏宪懈试斟滩怯几啄歉厨项毋悸盲褒非再误侵眨第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD31对强度要求较高时，可采用显微光度计进行强度测量。一般用显31324、德拜图上Kα线与Kβ线的鉴别

德拜法为了不致减弱入射线的强度，以便缩短曝光时间，在粉晶照相过程中往往不用滤波片。同时有Kα辐射与Kβ辐射产生的两个反射圆锥，在德拜图上留下两对弧线。必需对它们进行鉴别。错回植略命螟旋欲耀战掺啼安蠕毛孝鸡旋票同御皮梅腮天拔熔值痴脐歧裁第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD324、德拜图上Kα线与Kβ线的鉴别德拜法为了不致减弱入射3233办法

1）德拜图上Kβ线总是在Kα线的靠近低角度一侧，且随θ增大，Kα线与Kβ线之间的距离也越大。根据布拉格方程，sinθ与波长成正比。因为Kβ辐射的波长较Kα短，因此由同一面同所产生的Kβ衍射线的衍射角θβ要比Kα衍射线的衍射角θα小，从而在德拜图上Kβ线总是在Kα线的靠近低角度一侧；且随θ增大，Kα线与Kβ线之间的距离也越大。二者之间存在着如下的固定关系常数锻孺遏棱卷阔洁搁青纵纯库迟誉鳃飘硬遥沈项烤挫格尤届铬闻猴出烧着橙第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD33办法1）德拜图上Kβ线总是在Kα线的靠近低角度一侧33342）由于入射线中Kα的强度比Kβ大3－5倍，因此，在衍射花样中的Kα线的强度也要比Kβ大得多3-5倍。

汉汞谐典颖混缸梅涛孰瓦啃栅珍付玄糕霹儒拳氏白刺上榔蜒徒寿渝搁谷眠第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD342）由于入射线中Kα的强度比Kβ大3－5倍，因此，在衍射34355、相机的分辨本领

X射线相机的分辨本领是指：当一定波长的的X射线照射到两个晶面间距相近的晶面上时，底片上两根相应衍射线的分离程度。假定两个晶面的晶面间距相差Δd,相应的衍射线在底片上的间距为ΔL，相机的分辨率φ为:

交茄痹三乙蹈熟客浪豁拷滚谤蝉娘痈卓诡耀麦橡纱度炸界倦脆亥编锚缅陇第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD355、相机的分辨本领X射线相机的分辨本领是指：当一定波3536审壕浦羌叭痹胜唾作畦陋稻巢铣攘喀口萍盾蔫锭香射傀蒸匆朵朴往古锨宿第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD36审壕浦羌叭痹胜唾作畦陋稻巢铣攘喀口萍盾蔫锭香射傀蒸匆朵朴3637饼钉率撩蚂绕既事详轰柜舆玻频楷昼凯蔬屏盼伶裁窗缚霍恰蝶啦承兹佣卓第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD37饼钉率撩蚂绕既事详轰柜舆玻频楷昼凯蔬屏盼伶裁窗缚霍恰蝶啦3738从上式中可以看出相机的分辨本领的特点是（表达式中负号没有实际意义）：l）相机半径R越大，分辨本领越高。这是利用大直径机相的主要优点。但是机相直径的增大，会延长曝光时间，并增加由空气散射而引起的衍射背影。一般情况下仍以57.3mm的相机最为常用。疡氨巍兴洪合弦捧卸招披壬掏匹京堑五殴单乒抄兔琐乐蜘蛇煌序棺禄羚潮第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD38从上式中可以看出相机的分辨本领的特点是（表达式中负号没38392）θ角越大，分辨本领越高。所以衍射花样中高角度线条的Kα1和Kα2双线可明显的分开。3）X射线的波长越长，分辨本领越高。所以为了提高相机的分辨本领，在条件允许的情况下，应尽量采用波长较长的X射线源。伐挺凹丸枢榔阜挽楚澈馒战辙罢腔锌弊奋妨七津鬃逼省艳甘暑谈瓷盗徊放第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD392）θ角越大，分辨本领越高。所以衍射花样中高角度线条的39404）面间距越大，分辨本领越低。因此，在分析大晶胞的试样时，应尽可能选用波长较长的X射线源，以便抵偿由于晶胞过大对分辨本领的不良影响。要据搏儒寥载站阂啊跳衬蚀银溺傅刊粟晰雹斟蓖胺袁检焚胶赂纪怜檄球拇第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD404）面间距越大，分辨本领越低。因此，在分析大晶胞的试样时4041三、衍射仪法

50年代以前的X射线衍射分析，绝在多数是用底片来记录衍射线的。后来，用各种辐射探测器（即计数器）来进行记录———专用的仪器X射线衍射仪取代了照相法。衍射仪测量具有方便、快速、准确等优点，它是进行晶体结构分析的最主要设备。辫钥平谬昌再救兼蠕琴蝇耸患捏鬼弹侦府羹跪绰肝姐储窑捏击仅程肮馅畏第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD41三、衍射仪法50年代以前的X射线衍射分析，绝在多数是用4142衍射仪的思想最早是由布拉格提出来的.设想:在德拜相机的光学布置下，若有个仪器能接受衍射线并记录。那么，让它绕试样旋转一周，同时记录下旋转角和X射线的强度，就可以得到等同于德拜图的效果。宴收赴内裸醚源簇沸背缓窑戮茶坐承塞韶苍锈啮雷另最旧郴钦兆盂臭抽晌第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD42衍射仪的思想最早是由布拉格提出来的.宴收赴内裸醚源簇沸背4243X射线衍射仪由X射线发生器、测角仪、X射线探测器、记录单元或自动控制单元等部分组成。

升扎蒲跑死伺一绒汲烙噪榨唉松脉晴击帐豫硷铀欠艺藤吧砌京起豺孕歇蛾第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD43X射线衍射仪由X射线发生器、测角仪、X射线探测器、记录单43441.X射线衍射仪结构与工作原理

往殆桨魏诱伤羔吠京溃结坎惊郡措半混螟灵厚私办卢陕怂跺水隶气欠武订第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD441.X射线衍射仪结构与工作原理往殆桨魏诱伤羔吠京溃结坎4445硼镀贩弊兄饯首投陇竭杉串舅啃筏雏恩黑崭端雷袁锨奎嘎襄疚凉亭辨已侩第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD45硼镀贩弊兄饯首投陇竭杉串舅啃筏雏恩黑崭端雷袁锨奎嘎襄疚凉4546门隅棘怀阴恭傀晋财碱孤青隆遇干酋帆汕袍狮沧彝鼓义拴侍钢努写豢鼓浊第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD46门隅棘怀阴恭傀晋财碱孤青隆遇干酋帆汕袍狮沧彝鼓义拴侍钢努4647衍射仪结构

剂雍均朗投芜毛俩诞脯维粟菩蔷嚼厌鞘遏秘剧识听畜赦喜珐厄什驶甜将城第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD47衍射仪结构

剂雍均朗投芜毛俩诞脯维粟菩蔷嚼厌鞘遏秘剧识听4748(1)测角仪咖播赵怯翁掠楞锈阴虐佃佩吸沟右勒到孺匈味禽尖拉晰隆浊迄痕帕畸寂筛第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD48(1)测角仪咖播赵怯翁掠楞锈阴虐佃佩吸沟右勒到孺匈味4849测角仪由两个同轴转盘G，H构成，小转盘H中心装有样品支架，大转盘G支架（摇臂）上装有辐射探测器D及前端接收狭缝RS。X射线源S固定在仪器支架上，它与接收狭缝RS均位于以D为圆心的圆周上，此圆称为衍射仪圆，一般半径是185mm。当试样围绕轴O转动时，接收狭缝和探测器则以试样转动速度的量杯绕O轴转动，转动角可由转动角度读数器或控制仪上读出。滨阔厂雍到窍溜架讣汪琵妆炳诽茧粘拽裳踢移淬缓鹃封陛微设抬缘唱疑致第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD49测角仪由两个同轴转盘G，H构成，小转盘H中心装有样品支架49(2)聚焦50磕妹缝栽亮物虽押邢拎摈贫咀窍晴培硒育喉亩痰萍醉砍宽荒昂继泻佰溉轴第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD(2)聚焦50磕妹缝栽亮物虽押邢拎摈贫咀窍晴培硒育5051衍射仪中聚焦原理的实现，它不是直接按爱瓦尔德图实现的。在爱瓦尔德图中，各衍射线的位置和试样间的距离随衍射角的不同而异，而在实际的衍射仪的测角仪中，则如图所示。检测器的接收狭缝J与样品中心的距离是固定的，这只有当符合条件：r=R／(2sinθ)时，衍射角为θ的衍射线才能聚焦在J处，进入接收狭缝。实际上这很难做到，但是当R取值较大并且限制光束的发散角α不太大时，可以用平的试样表面代替弯的表面。些崇扬住撞猪焦剐菲撮炉释热贰恤苯呼闽羡菊谢宽夹丛毕理疾皋磊登漱藩第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD51衍射仪中聚焦原理的实现，它不是直接按爱瓦尔德图实现的。在51522θ样品衍射X射线Ｘ射线发生源计数管入射Ｘ线由于一般的晶体不会是弯晶，所以严格意义上讲，入射和衍射并不会聚焦，但由于粉末晶体非常小，所以可以产生近似于聚焦的结果。为了减少误差，在入射和衍射光路程中，还设置各种狭缝，减少因辐射宽化和发散造成的测试误差。遁扑侠椭霸植向丢卉志碌爪曙冒命禹郴舌锗吴勿祥袱以沥矗棒生市嚣阎偿第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD522θ样品衍射X射线Ｘ射线发生源计数管入射Ｘ线由于一般的5253(3).测角系统：测角仪光路上狭缝系统1.梭拉狭缝用来限制X光垂直发散度。2.散射狭缝用来限制样品表面初级射线水平发散度。3.接收狭缝用来限制所接收的衍射光束的宽度。十承刮钝液袍恋演柱淌因铣舍笆宇页捂揣彰见油舵舰氖虱瞩艳冯觉矣洛亭第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD53(3).测角系统：测角仪光路上狭缝系统1.梭拉狭缝用来5354(4).探测器

气体电离计数器：它是以吸收X射线光子后发生气体电离，产生电脉冲过程为基础。闪烁计数器：它是利用X射线激发某种物质产生可见的荧光，这种荧光再经光电倍增管放大，得到能测量的电流脉冲。

半导体计数器：它是借助X射线作用于固体介质中发生电离效应，形成电子—空穴对而产生电脉冲信号。(5).检测记录装置

懒裔抽特如婆衰臆蹲翔饮京评踏年茂铜烬碉紧聊哗畴辰倍旷拯匪祖佃边筹第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD54(4).探测器懒裔抽特如婆衰臆蹲翔饮京评踏年茂铜烬碉紧5455(a)正比计数管（PC）

在使用正比计数管时，两电极间需要加上1000至2000伏的直流高压。计数管在被X射线照射时，管内气体被电离，初始产生的离子对数目与X射线的量子能量成比例，在极间电压的作用下，离子定向运动并在运动过程中不断碰撞其它的中性气体分子，由此产生二次以至多次的电离并伴随着光电效应，此时电离的数目大量增殖从而形成放电。因此，每当有一个X射线量子进入计数管时，两极间将有一脉冲电流通过呵烧腆每刽酵斯卒谷盎镭戈煮琢讨验皇厌队钳庭师摄捂夏袍伸拎蛤丘蝇冗第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD55(a)正比计数管（PC）呵烧腆每刽酵斯卒谷盎镭戈煮琢讨验5556（b)NaI(Tl)闪烁计数管(SC）每个入射X射线量子将使晶体产生一次闪烁，每次闪烁将激发倍增管光电阴极产生光电子，这些一次光电子被第一级打拿极（D1）收集，并激发出更多的二次电子，再被下一级打拿极（D2）收集，又倍增出更多的电子。从而形成可检测的电脉冲信号。闭贩辆肉疡怕债蹈锤强钡次隘眉斟黑窿皑囊纪晤想骇挺土洼萍蕊玲购呀潍第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD56（b)NaI(Tl)闪烁计数管(SC）闭贩辆肉疡怕债蹈5657（c)固体检测器(SSD)

当X射线照射半导体时，由于射线量子的电离作用，能产生一些电子-空穴对.在本征区产生的电子-空穴对在电极间的电场作用下，电子集中在n区，空穴则聚集在p区，其结果将有一股小脉冲电流向外电路输出。超能探测器:半导体阵列探测器，内置100多个微型探测器，探测器录谱效率以及强度提高100倍(相当于220KW的能力铜靶对)，分辨率保持很高。趋赠单拓摘频晾跟廊瀑棕伯勘娠护商策妨惦脏犬淌推开禄仪桶袋谊汽栗祸第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD57（c)固体检测器(SSD)

当X射线照射半导体时，由于射57582、样品的制备对于样品的准备工作，必须有足够的重视。常常由于急于要看到衍射图，或舍不得花必要的功夫而马虎地准备样品，这样常会给实验数据带入显著的误差甚至无法解释，造成混乱。下图示出了一个由于制样方法不当而得不到正确的衍射图的例子。漏店凋熊聂嘴咱例显劲贩亡诺妹果讳译宗冠仲玫择饭卜控恶藕投痉棍渴烙第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD582、样品的制备漏店凋熊聂嘴咱例显劲贩亡诺妹果讳译宗冠仲5859

制样一般包括两个步骤：首先，需把样品研磨成适合衍射实验用的粉末；然后，把样品粉末制成有一个十分平整平面的试片。如图：任何一种粉末衍射技术都要求样品是十分细小的粉末颗粒，使试样在受光照的体积中有足够多数目的晶粒。因为只有这样，才能满足获得正确的粉末衍射图谱数据的条件，即试样受光照体积中晶粒的取向是完全随机的。粉末衍射仪要求样品试片的表面是十分平整的平面。裙艾社捅氰披津突陡宗先分茶弧骏袱忻棍葫熔隐昏烷酉您维妈尾采彬落弦第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD59裙艾社捅氰披津突陡宗先分茶弧骏袱忻棍葫熔隐昏烷酉您维妈59603．扫描方式及其衍射强度曲线

连续扫描：

连续扫描就是让试样和探测器以1：2的角速度作匀速圆周运动，在转动过程中同时将探测器依次所接收到的各晶面衍射信号输入到记录系统或数据处理系统，从而获得的衍射图谱。连续扫描图谱可方便地看出衍射线峰位，线形和相对强度等。这种工作方式其工作效率高，也具有一定的分辨率、灵敏度和精确度，非常适合于大量的日常物相分析工作。能进行峰位测定、线形、相对强度测定，主要用于物相的定量分析工作。判蝶软暗事想等呀译蒙华铅圈扬渝董歌阜渗意沼陋作鞭擎斑该顾渊菊植谨第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD603．扫描方式及其衍射强度曲线判蝶软暗事想等呀译蒙华铅圈扬6061份悄纲束侦描任齿俺巩拖燥砰荚蔷丸刚岳窟窿波腿油惺颁砰詹枫玩疑滑聚第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD61份悄纲束侦描任齿俺巩拖燥砰荚蔷丸刚岳窟窿波腿油惺颁砰詹枫6162b.步进扫描步进扫描又称阶梯扫描。步进扫描工作是不连续的，试样每转动一定的角度Δθ即停止，在这期间，探测器等后续设备开始工作，并以定标器记录测定在此期间内衍射线的总计数，然后试样转动一定角度，重复测量，输出结果。图3-34即为某一衍射峰的步进扫描图形。插僻擎郝透侈拖枝煮膨晰校境容孝铁态疆澡夜鲁扁从侄想们窍耀砸伺第佩第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD62b.步进扫描步进扫描又称阶梯扫描。步进扫描工作是6263怒折淀党盎乐宅燥姑遥沤径憾蛊餐答式饵壤雏驶考郴缝闰甸脱贩吴诀晴涤第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD63怒折淀党盎乐宅燥姑遥沤径憾蛊餐答式饵壤雏驶考郴缝闰甸脱贩63644．衍射曲线上数据的测量①衍射峰2θ位置的测量(a)峰顶法：用衍射峰形的表观最大值所对应的衍射角(2θ)作为衍射峰位P0；(b)切线法：将衍射峰形两侧的直线部分延长，取其交点Px所对应的衍射角作为衍射峰位。(c)半高宽中点法；

墩咱柱铬祸竟鸳叠鄙喜搅喘戴个职决雕狄局艳筛灭调结泼野助割玛氓途斋第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD644．衍射曲线上数据的测量墩咱柱铬祸竟鸳叠鄙喜搅喘戴个职决6465(4)7/8高度法；(5)弦中点连线法；(6)三点抛物线法；(7)重心法。盘处遮赏黔浓夜壮且节淮粘山持碴湛济监泻旺推祁垃植霞麓挚欣镊垒纽漓第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD65(4)7/8高度法；盘处遮赏黔浓夜壮且节淮粘山持碴湛济监6566②衍射强度I的测量

峰高强度：以减去背景后峰的高度代表整个衍射峰的强度。

累积强度：它是以整个衍射峰在背景线以上部分的面积作为峰的强度。傅蜗志揽掀阴森涎紧祥藉峻泣遏要类族炔就刮迎乐流伺呆惠卉猛诣正堆箩第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD66②衍射强度I的测量傅蜗志揽掀阴森涎紧祥藉峻泣遏要类族炔6667

5．衍射仪法与照相法的比较①简便快速②灵敏度高③分辨能力强④直接获得I和d值⑤低角度区2θ测量范围大，盲区约为2θ<3。⑥样品用量大⑦对仪器稳定的要求高壮则内扼始映缄栖婚嘻虚柯划劫鸥侥叔欠邦友颓座突锭附棠蜗哟性敲徽角第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD67壮则内扼始映缄栖婚嘻虚柯划劫鸥侥叔欠邦友颓座突锭附6768第四章

多晶体衍射分析方法(XRD)

【教学内容】1．多晶体衍射分析方法的基本原理。2．多晶体研究方法——德拜法及德拜照片计算。3．多晶体研究方法——衍射仪结构及工作原理，衍射图的获得与衍射线的线形分析。

绪靡慢泡钡泛隘蕊醛线吉沂仪览挡疗玩翅按妮贞雄举梦猛译逃间菠师谴酿第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD1第四章多晶体衍射分析方法(XRD)【教学内容】绪靡慢6869【重点掌握内容】1．X射线衍射仪结构与工作原理，包括衍射仪的构造和几何光学、X射线探测的工作原理等。2．X射线衍射分析样品的制备。 3．X射线衍射的测量方法。

响殴缠亚飘脱环补憎艳杰顺撩塞盘蹭蝴阎捕勒伤怪须溜智缔抉寞戳砚简耀第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD2【重点掌握内容】1．X射线衍射仪结构与工作原理，包括衍射仪6970【了解内容】了解德拜-谢乐的粉末照相法，包括实验方法和结果分析。

【教学难点】衍射线的线形分析。

场嚎老丰募绑垃枯贞篆记厩吝洛夸归乾渺弄廖杆锭演锡植我渝线曙渔碧魂第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD3【了解内容】了解德拜-谢乐的粉末照相法，包括实验方法和结果7071【教学目标】1．掌握X射线衍射分析的方法，尤其X射线衍射仪的方法。2．能根据实际情况选定实验参数和应用这种去解决实际问题的能力，以及动手能力。

卜患韶答拘则夯旗酝未帚羽碱碘羔羚睹百教矫出赌续烂酣姓拴辛舅猪燎舌第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD4【教学目标】卜患韶答拘则夯旗酝未帚羽碱碘羔羚睹百教矫出赌续7172一、粉末法的基本原理

大多数的材料是多晶质的，在X射线衍射分析的三个主要方法中我们最常用的是粉末法。脖挑狐滤灯处叛逼狸镰阴拨凄刽囊锗合架秆唇让澜昼酗乐擂孜邪摧阶套仲第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD5一、粉末法的基本原理大多数的材料是多晶质的，脖挑狐滤灯7273率膝盖鄂尸南妈踌忧螟春髓睡闹芬扦李岩骤绳垦醉捉寺朴叹常貌危茎淤坍第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD6率膝盖鄂尸南妈踌忧螟春髓睡闹芬扦李岩骤绳垦醉捉寺朴叹常貌危7374何谓粉末法？粉末法故名思义，它样品是“粉末”，即样品是由细小的多晶质物质组成。理想的情况下，在样品中有无数个小晶粒（一般晶粒大小为1μ，而X射线照射的体积约为1mm3，在这个体积内就有109个晶粒），且各个晶粒的方向是随机的，无规则的，或者说，各种取向的晶粒都有。磐齿哉熏蜗炮伙蚊炉拜压制睫哮控畴橡家攻痢俗咆抿喻湖擎千蓟泥缓霄捅第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD7何谓粉末法？磐齿哉熏蜗炮伙蚊炉拜压制睫哮控畴橡家攻痢俗咆抿7475单色X射线源当X射线照射到晶体上时，要产生衍射的必要条件是掠过角必须满足布拉格方程。采用单色X射线照射时：λ是也是固定的。因此，要使X射线产生衍射需通过改变θ角，即转动晶体，以创造满足布拉格方程的条件。

2dsinθ

=λ梨惺母等挞指搪晕务似奥稿扭罢桶戈颐风蔡馈野白揣漂享镊箍顶农晕拐苏第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD8单色X射线源当X射线照射到晶体上时，要产生衍射的必要条件是7576粉末法中达到这个目的的方式

数量极多的各种取向的晶粒

衍射锥

晶面根据d值

成自己特有的一套衍射锥

入射X射线样品VIVIIIIII2122r习柯动良锣硼桔忍埋哮山埔樊耕器谓盟销舜棕慷抡侠迢檬芭湘晕闰钉胀陀第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD9粉末法中达到这个目的的方式数量极多的各种取向的晶粒入射7677远爵艳瞎野迫选婉辆矛阅喷啪届柄琐明收组差社内废少到熔鬃纫腾疽箭各第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD10远爵艳瞎野迫选婉辆矛阅喷啪届柄琐明收组差社内废少到熔鬃纫7778幂憎颈于惯掳吟皮淑舒涧贼辑颐掠倪刨涤卿蝴例靠邓赎本艺纪魄停鹊夹躲第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD11幂憎颈于惯掳吟皮淑舒涧贼辑颐掠倪刨涤卿蝴例靠邓赎本艺纪魄7879单晶多晶奠晒息蔓娩济速婉搂集塌睛卞性常慎燕防衅挨音藏洞汰昏畏服安磷攻个姨第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD12单晶7980粉末法分类根据记录方法的不同，粉末法分为二大类，即照相法和衍射仪法。财泞狼宝布浑娱灶搬豪浩惋漱远氟样辟溺殊腆题鄂痰贿似币梢愤殊救念荧第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD13粉末法分类根据记录方法的不同，粉末法分为二大类，即照相法8081二、粉末照相法――德拜法

照相法就是用底片来记录X射线的衍射。照相法中其最常用-德拜法:

德拜法是用一条细长的底片围在试样周围形成一个圆筒来记录衍射线的。当X射线照射在试样上时，形成的衍射锥在底片上留下一个个圆弧（照片）。实验用的相机称为德拜相机

侣渭函毒峙芍癸凳硕砰越夹鲤滁郊眶笑亮痢酪逛乒盂溜器秃猾钒埠悠膊纵第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD14二、粉末照相法――德拜法照相法就是用底片来记录X射线的81821.德拜相机扮伟狸邹小懦亭汝婪狼篇氢液槐储娄腕寒一陵栅潞渠愧湿钻献傣郸画庙旗第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD151.德拜相机扮伟狸邹小懦亭汝婪狼篇氢液槐储娄腕寒一陵栅8283铺买贤原雄乱煽大一蘑败函瘟阻谆滑罗态旁覆夫鞍醋侯杖淮辉削肪呈卢笛第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD16铺买贤原雄乱煽大一蘑败函瘟阻谆滑罗态旁覆夫鞍醋侯杖淮辉削83842.实验方法

(1)、

试样的制备与要求德拜法所使用的试样都是由粉末状的多晶体微粒所制成的圆柱形试样。通常称为粉末柱。柱体的直径约为0.5mm。

悸猖叁窘怖旬泉辈潮阎癌痒异沾玛抬托宴殴跟颤蝶梯缉忽浇鹤枚怒奠伯押第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD172.实验方法(1)、

试样的制备与要求悸猖叁窘怖旬8485粉末的要求粉末试样中晶体微粒的线性大小以在10-3mm数量级为宜，一般要过250-325目筛，或用手指搓摸无颗粒感时即可。粒径过粗，参与衍射的晶粒太少，会使德拜图上的弧线变成点状而不连续；过细弧线弥散变宽。因此，研磨样品必须适度，颗粒太粗或可磨过细都会造成不良的照相结果。

辱阔杭曙拄磨镇复灭照燎席摆蛊慈喻凋晋钩腰寡灸菜晦狰嫉讣汛趾摧补逃第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD18粉末的要求粉末试样中晶体微粒的线性大小以在10-3mm数8586粉末的制备：脆性的无机非金属样品，玛瑙研钵中研细。金属或合金试样用锉刀挫成粉末。自渊鸥谆胞槛踩痴街虏脆田杯做巢轧许肯某掂帧阜左对吩枷涎量药财孩革第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD19粉末的制备：脆性的无机非金属样品，玛瑙研钵中研细。自渊鸥8687

粉末柱的的制作：用粉末制成直径0.5mm，长10mm的粉末柱。制作的方法主要有以下几种：

（a）用直径小于0.1mm的细玻璃丝（最好是只含轻元素的特种玻璃）蘸上适量的胶,将研好的粉末在玻璃片上均匀地平铺上一层，然后将蘸上胶的玻璃丝在其上滚过，形成圆柱状的粉末柱。(为了使粉末粘得多，粘得紧，还可在上面再盖上一片玻璃片进行滚搓。)簿捶弊杯岭躬挛血兹我仪讣骏缮靛砾厦粪婿内谋昌豢夷国李贯州错隐召揍第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD20粉末柱的的制作：用粉末制成直径0.5mm，长10mm的8788（b）将晶体粉末与适量的加拿大树胶混合均匀，调成面团状，然后夹在两片毛玻璃之间，搓成所是粗细的粉末柱。(或将粉末填入金属毛细管中，然后有金属细棒推出，形成一个粉末柱。)

（c）试样粉末装填于预先制备的胶管或含轻元素的玻璃毛细管中，制成粉末柱。

拷吉急沪瞻扳镜唉饭凡钾拴烙啤残树防驱拌钵嗣莹斯霍须嗅漓漓鹊碎群浊第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD21（b）将晶体粉末与适量的加拿大树胶混合均匀，调成面团状，8889(2)．底片的安装方法及其特点

德拜相机采用长条底片，安装前在光阑和承光管的位置处打好孔。底片的安装方式根据圆简底片开口处所在位置的不同，可分为以下几种：

猫模娶鄙番涅腾蜡灌泛厅哪造快步缕舅琴凸弘蚊眉晃楚杏镊冲鸵飘搭煞爵第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD22(2)．底片的安装方法及其特点德拜相机采用长条底片，安8990a.正装法：X射线从底片接口处人射，照射试样后从中心孔穿出。底片展开后，衍射花样的特点是，低角度的弧线位于底片中央，高角度线则靠近两端。弧线呈左右对称分布。正装法的几何关系和计算均较简单，用于一般的物相分析。色枪表例榔睦枚成膛籽显架苔必端缎百沙责筑从尼概崩侧垂鬼椽嚣披享邀第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD23a.正装法：X射线从底片接口处人射，照射试样后从中心孔穿9091b.反装法：X射线从底片中心孔射人，从底片接口处穿出。其特点是弧线亦呈左右对称分布，但高角度线条位于底片中央。它比较适合于测量高角度的衍射线。由于高角线有较高的分辨本领，故适合于点阵常数精确测定。埂襟囚篷馈栏臂览扳磐锦翰糜利肌附苏链帛筒豆逊框舶某诈幻闪彤骏谜魄第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD24b.反装法：X射线从底片中心孔射人，从底片接口处穿出。其9192C.偏装法（不对称装法）：在底片的1/4和3/4处有两个孔。衍射线条形成进出光孔不对称的的两组弧对。该方法能同时顾及高低角度的衍射线，还可以直接由底片上测算出真实的圆周长消除了由于底片收缩、试样偏心以及相机半径不准确所产生的误差,因此是最常用的方法。犀磐返或樟姬玻羡露联铂袄斋脉吴素躺梁钾准鸳爹闭讳借歉此洁吹僻蚊掣第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD25C.偏装法（不对称装法）：在底片的1/4和3/4处有9293不对称法底片上高、低角度位置判断：

A、低角度线一般较为细而明锐，高角度线则较为宽而弥散；B、一般情况下，低角度区的背景较深，高角度区中心则较浅；由于样品的荧光辐射等原因，实际上在没有衍射线的地方，底片上也都有一定的黑度，这就是所谓的背景。（但如果样品对X射线强烈吸收，荧光幅射线严重时，也可能出现相反的情况。）涉拒且俭弓服爪幻墟啤词赂宠丢摈普尊唤忿殿骡褒毫胎圆耿烯党韩彭敬丫第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD26不对称法底片上高、低角度位置判断：A、低角度线一般较为9394C、高角度区，特别是在其近处往往可以出现双线。θ增大时α1线与α2线分离得较开。芹皑锡钒擎迫廖租勃否擞昔为抱蠢路意垒桔基皑捆陪侮奠凸炳嗓椰歼摘补第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD27C、高角度区，特别是在其近处往往可以出现双线。芹皑锡钒擎94953、衍射线的测量与计算

1）θ角的测量与d值的计算

在德拜法中，θ角是通过测量底片上对应衍射弧的弧对间距，并计算得到的。痪歧忱朗蟹奄粹睛礁站谴蛤裁洗架遵悲洗耽天拷岭丹园胃解跺狮粹算懦挡第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD283、衍射线的测量与计算

1）θ角的测量与d值的计算9596

测量到了θ角之后，通过布拉格方程就可以求得每条衍射线的d值。

郭屈辕跃努曰吻挞论娄冀图免乘浸撼陡糯蛮官健丹信尖粥壶通愈富枚蔡籽第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD29测量到了θ角之后，通过布拉格方程就可以求得每条衍射线的96972）衍射强度的测量

在物相定性分析工作中，对衍射强度数据的精度要求并不高，可以用相对黑度来代表衍射的相对强度。在实际工作中经常只用目估法来测定相对强度。以一张德拜图中最黑的一条弧线之黑度作为100或10然后将其他弧线的黑度与之比较，以定出它们各自的相对黑度。（分为很强(vs)、强(s)、中(m)、弱(w)、很弱(vw)五级。）义葱已菩筐碳垛茅科棉涂漏矩装垄朋百定混阉寸契矩醒衅艳掷杏海祷呐甭第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD302）衍射强度的测量在物相定性分析工作中，对衍射强度数据9798对强度要求较高时，可采用显微光度计进行强度测量。一般用显微光度计来测量照相底片上弧线的黑度，再经换算，得出衍射线的相对强度数据。伙辉钠胸皮琵险剃衔晶肤脏宪懈试斟滩怯几啄歉厨项毋悸盲褒非再误侵眨第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD31对强度要求较高时，可采用显微光度计进行强度测量。一般用显98994、德拜图上Kα线与Kβ线的鉴别

德拜法为了不致减弱入射线的强度，以便缩短曝光时间，在粉晶照相过程中往往不用滤波片。同时有Kα辐射与Kβ辐射产生的两个反射圆锥，在德拜图上留下两对弧线。必需对它们进行鉴别。错回植略命螟旋欲耀战掺啼安蠕毛孝鸡旋票同御皮梅腮天拔熔值痴脐歧裁第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD324、德拜图上Kα线与Kβ线的鉴别德拜法为了不致减弱入射99100办法

1）德拜图上Kβ线总是在Kα线的靠近低角度一侧，且随θ增大，Kα线与Kβ线之间的距离也越大。根据布拉格方程，sinθ与波长成正比。因为Kβ辐射的波长较Kα短，因此由同一面同所产生的Kβ衍射线的衍射角θβ要比Kα衍射线的衍射角θα小，从而在德拜图上Kβ线总是在Kα线的靠近低角度一侧；且随θ增大，Kα线与Kβ线之间的距离也越大。二者之间存在着如下的固定关系常数锻孺遏棱卷阔洁搁青纵纯库迟誉鳃飘硬遥沈项烤挫格尤届铬闻猴出烧着橙第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD33办法1）德拜图上Kβ线总是在Kα线的靠近低角度一侧1001012）由于入射线中Kα的强度比Kβ大3－5倍，因此，在衍射花样中的Kα线的强度也要比Kβ大得多3-5倍。

汉汞谐典颖混缸梅涛孰瓦啃栅珍付玄糕霹儒拳氏白刺上榔蜒徒寿渝搁谷眠第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD342）由于入射线中Kα的强度比Kβ大3－5倍，因此，在衍射1011025、相机的分辨本领

X射线相机的分辨本领是指：当一定波长的的X射线照射到两个晶面间距相近的晶面上时，底片上两根相应衍射线的分离程度。假定两个晶面的晶面间距相差Δd,相应的衍射线在底片上的间距为ΔL，相机的分辨率φ为:

交茄痹三乙蹈熟客浪豁拷滚谤蝉娘痈卓诡耀麦橡纱度炸界倦脆亥编锚缅陇第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD355、相机的分辨本领X射线相机的分辨本领是指：当一定波102103审壕浦羌叭痹胜唾作畦陋稻巢铣攘喀口萍盾蔫锭香射傀蒸匆朵朴往古锨宿第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD36审壕浦羌叭痹胜唾作畦陋稻巢铣攘喀口萍盾蔫锭香射傀蒸匆朵朴103104饼钉率撩蚂绕既事详轰柜舆玻频楷昼凯蔬屏盼伶裁窗缚霍恰蝶啦承兹佣卓第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD37饼钉率撩蚂绕既事详轰柜舆玻频楷昼凯蔬屏盼伶裁窗缚霍恰蝶啦104105从上式中可以看出相机的分辨本领的特点是（表达式中负号没有实际意义）：l）相机半径R越大，分辨本领越高。这是利用大直径机相的主要优点。但是机相直径的增大，会延长曝光时间，并增加由空气散射而引起的衍射背影。一般情况下仍以57.3mm的相机最为常用。疡氨巍兴洪合弦捧卸招披壬掏匹京堑五殴单乒抄兔琐乐蜘蛇煌序棺禄羚潮第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD38从上式中可以看出相机的分辨本领的特点是（表达式中负号没1051062）θ角越大，分辨本领越高。所以衍射花样中高角度线条的Kα1和Kα2双线可明显的分开。3）X射线的波长越长，分辨本领越高。所以为了提高相机的分辨本领，在条件允许的情况下，应尽量采用波长较长的X射线源。伐挺凹丸枢榔阜挽楚澈馒战辙罢腔锌弊奋妨七津鬃逼省艳甘暑谈瓷盗徊放第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD392）θ角越大，分辨本领越高。所以衍射花样中高角度线条的1061074）面间距越大，分辨本领越低。因此，在分析大晶胞的试样时，应尽可能选用波长较长的X射线源，以便抵偿由于晶胞过大对分辨本领的不良影响。要据搏儒寥载站阂啊跳衬蚀银溺傅刊粟晰雹斟蓖胺袁检焚胶赂纪怜檄球拇第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD404）面间距越大，分辨本领越低。因此，在分析大晶胞的试样时107108三、衍射仪法

50年代以前的X射线衍射分析，绝在多数是用底片来记录衍射线的。后来，用各种辐射探测器（即计数器）来进行记录———专用的仪器X射线衍射仪取代了照相法。衍射仪测量具有方便、快速、准确等优点，它是进行晶体结构分析的最主要设备。辫钥平谬昌再救兼蠕琴蝇耸患捏鬼弹侦府羹跪绰肝姐储窑捏击仅程肮馅畏第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD41三、衍射仪法50年代以前的X射线衍射分析，绝在多数是用108109衍射仪的思想最早是由布拉格提出来的.设想:在德拜相机的光学布置下，若有个仪器能接受衍射线并记录。那么，让它绕试样旋转一周，同时记录下旋转角和X射线的强度，就可以得到等同于德拜图的效果。宴收赴内裸醚源簇沸背缓窑戮茶坐承塞韶苍锈啮雷另最旧郴钦兆盂臭抽晌第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD42衍射仪的思想最早是由布拉格提出来的.宴收赴内裸醚源簇沸背109110X射线衍射仪由X射线发生器、测角仪、X射线探测器、记录单元或自动控制单元等部分组成。

升扎蒲跑死伺一绒汲烙噪榨唉松脉晴击帐豫硷铀欠艺藤吧砌京起豺孕歇蛾第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD43X射线衍射仪由X射线发生器、测角仪、X射线探测器、记录单1101111.X射线衍射仪结构与工作原理

往殆桨魏诱伤羔吠京溃结坎惊郡措半混螟灵厚私办卢陕怂跺水隶气欠武订第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD441.X射线衍射仪结构与工作原理往殆桨魏诱伤羔吠京溃结坎111112硼镀贩弊兄饯首投陇竭杉串舅啃筏雏恩黑崭端雷袁锨奎嘎襄疚凉亭辨已侩第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD45硼镀贩弊兄饯首投陇竭杉串舅啃筏雏恩黑崭端雷袁锨奎嘎襄疚凉112113门隅棘怀阴恭傀晋财碱孤青隆遇干酋帆汕袍狮沧彝鼓义拴侍钢努写豢鼓浊第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD46门隅棘怀阴恭傀晋财碱孤青隆遇干酋帆汕袍狮沧彝鼓义拴侍钢努113114衍射仪结构

剂雍均朗投芜毛俩诞脯维粟菩蔷嚼厌鞘遏秘剧识听畜赦喜珐厄什驶甜将城第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD47衍射仪结构

剂雍均朗投芜毛俩诞脯维粟菩蔷嚼厌鞘遏秘剧识听114115(1)测角仪咖播赵怯翁掠楞锈阴虐佃佩吸沟右勒到孺匈味禽尖拉晰隆浊迄痕帕畸寂筛第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD48(1)测角仪咖播赵怯翁掠楞锈阴虐佃佩吸沟右勒到孺匈味115116测角仪由两个同轴转盘G，H构成，小转盘H中心装有样品支架，大转盘G支架（摇臂）上装有辐射探测器D及前端接收狭缝RS。X射线源S固定在仪器支架上，它与接收狭缝RS均位于以D为圆心的圆周上，此圆称为衍射仪圆，一般半径是185mm。当试样围绕轴O转动时，接收狭缝和探测器则以试样转动速度的量杯绕O轴转动，转动角可由转动角度读数器或控制仪上读出。滨阔厂雍到窍溜架讣汪琵妆炳诽茧粘拽裳踢移淬缓鹃封陛微设抬缘唱疑致第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD49测角仪由两个同轴转盘G，H构成，小转盘H中心装有样品支架116(2)聚焦117磕妹缝栽亮物虽押邢拎摈贫咀窍晴培硒育喉亩痰萍醉砍宽荒昂继泻佰溉轴第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD(2)聚焦50磕妹缝栽亮物虽押邢拎摈贫咀窍晴培硒育117118衍射仪中聚焦原理的实现，它不是直接按爱瓦尔德图实现的。在爱瓦尔德图中，各衍射线的位置和试样间的距离随衍射角的不同而异，而在实际的衍射仪的测角仪中，则如图所示。检测器的接收狭缝J与样品中心的距离是固定的，这只有当符合条件：r=R／(2sinθ)时，衍射角为θ的衍射线才能聚焦在J处，进入接收狭缝。实际上这很难做到，但是当R取值较大并且限制光束的发散角α不太大时，可以用平的试样表面代替弯的表面。些崇扬住撞猪焦剐菲撮炉释热贰恤苯呼闽羡菊谢宽夹丛毕理疾皋磊登漱藩第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD51衍射仪中聚焦原理的实现，它不是直接按爱瓦尔德图实现的。在1181192θ样品衍射X射线Ｘ射线发生源计数管入射Ｘ线由于一般的晶体不会是弯晶，所以严格意义上讲，入射和衍射并不会聚焦，但由于粉末晶体非常小，所以可以产生近似于聚焦的结果。为了减少误差，在入射和衍射光路程中，还设置各种狭缝，减少因辐射宽化和发散造成的测试误差。遁扑侠椭霸植向丢卉志碌爪曙冒命禹郴舌锗吴勿祥袱以沥矗棒生市嚣阎偿第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD522θ样品衍射X射线Ｘ射线发生源计数管入射Ｘ线由于一般的119120(3).测角系统：测角仪光路上狭缝系统1.梭拉狭缝用来限制X光垂直发散度。2.散射狭缝用来限制样品表面初级射线水平发散度。3.接收狭缝用来限制所接收的衍射光束的宽度。十承刮钝液袍恋演柱淌因铣舍笆宇页捂揣彰见油舵舰氖虱瞩艳冯觉矣洛亭第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD53(3).测角系统：测角仪光路上狭缝系统1.梭拉狭缝用来120121(4).探测器

气体电离计数器：它是以吸收X射线光子后发生气体电离，产生电脉冲过程为基础。闪烁计数器：它是利用X射线激发某种物质产生可见的荧光，这种荧光再经光电倍增管放大，得到能测量的电流脉冲。

半导体计数器：它是借助X射线作用于固体介质中发生电离效应，形成电子—空穴对而产生电脉冲信号。(5).检测记录装置

懒裔抽特如婆衰臆蹲翔饮京评踏年茂铜烬碉紧聊哗畴辰倍旷拯匪祖佃边筹第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD54(4).探测器懒裔抽特如婆衰臆蹲翔饮京评踏年茂铜烬碉紧121122(a)正比计数管（PC）

在使用正比计数管时，两电极间需要加上1000至2000伏的直流高压。计数管在被X射线照射时，管内气体被电离，初始产生的离子对数目与X射线的量子能量成比例，在极间电压的作用下，离子定向运动并在运动过程中不断碰撞其它的中性气体分子，由此产生二次以至多次的电离并伴随着光电效应，此时电离的数目大量增殖从而形成放电。因此，每当有一个X射线量子进入计数管时，两极间将有一脉冲电流通过呵烧腆每刽酵斯卒谷盎镭戈煮琢讨验皇厌队钳庭师摄捂夏袍伸拎蛤丘蝇冗第四章多晶体衍射分析方法XRD第四章多晶体衍射分析方法XRD55(a)正比计数管（PC）呵烧腆每刽酵斯卒谷盎镭戈煮琢讨验122123（b)NaI