第七讲X射线衍射分析

下列哪种X射线衍射方法的工作原理与众不同？A劳埃法B周转晶体法C德拜法D衍射仪法随堂小议1从右下角的衍射图谱，我们可以判断，该图谱是由以下哪种方法得到的？A劳埃法B周转晶体法C德拜法D衍射仪法随堂小议2关于劳埃法，下列说法正确的是A

劳埃法是用单色X射线照射固定单晶体衍射方法，一般以垂直于入射线束的照相底片来记录衍射花样。

B劳埃法可分为透射法、背射法与反射法。C相比较于透射劳埃法，背射劳埃法较为常用。D以上均错．随堂小议2/5/20233材料化学研究方法从右下角的衍射图谱，我们可以判断，该图谱是由以下哪种方法得到的？随堂小议A劳埃法B周转晶体法C德拜法D上述答案均错4德拜相机中，底片的安装有三种方法：A，正装，B，反装C，偏装，请判断以下图解为何种装片方法所得？随堂小议5德拜相机中，哪种底片安装方式可以消除因底片收缩，试样偏心以及相机半径不准确所产生的误差A，正装B，反装C，偏装D，上述答案均错随堂小议6从右下角的衍射图谱，我们可以判断，该图谱是由以下哪种方法得到的？随堂小议A劳埃法B周转晶体法C德拜法D上述答案均错73.4.2样品制备样品的制备情况是影响实验结果的重要因素，它对衍射线的强度、峰位的影响尤为明显。实验者必须根据分析目的和要求制祥。一般说要考虑到样品的均匀性、颗粒度大小、注意消除制样过程引起结构上的变化.衍射仪用的试祥大都要求平板状，由粉末压制而成，或是由块状切割而成。样品类型粉末试样：是指用物理方法（锉刀、研钵等）将待分析的物质粉碎成为粉末状的小颗粒，然后用粘结剂粘合或压制等办法制成的试样.多晶体试样：一般是指由大量小单晶体聚合而成的样品，如陶瓷、金属板等。(防止产生区域择优取向.)择优取向：多晶体试样中，如果小晶体聚合成多晶体时，沿某些晶向排列的小晶粒比较多或很多，则称该多晶体是有择优取向的。粉未样品制备对于粉末样品，通常要求其颗粒平均粒径控制在5μm左右，亦即通过320目的筛子;在加工过程中，应防止由于外加物理或化学因素而影响试样其原有的性质。非常小0.1μm以下小～10μm粗～50μm实验室衍射仪常用的粉末样品形状为平板形。支承粉末制品的支架有两种，即透过试样板和不透孔试样板，如下图所示。

单一物相的鉴定或验证物相定性分析

物相分析混合物相的鉴定（物相鉴定）物相定量分析

点阵常数（晶胞参数）测定

晶体结构分析晶体对称性（空间群）的测定等效点系的测定

晶体定向,非晶体结构分析,晶粒度测定,宏观应力分析3.5X射线衍射技术的应用3.5.1XRD物相分析物相：把材料中由各种元素形成的具有确定结构的化合物称为一个相。物相分析是指确定物质（材料）由哪些相组成（即物相定性分析）和确定各组成相的含量（常以体积分数或质量分数表示，即物相定量分析）。X射线物相分析给出的结果，不是试样的化学成分，而是由各种元素组成的具有固定结构的物相。粉末晶体X射线物相分析是根据晶体对X射线的衍射特征即衍射线的方向及强度来达到鉴定结晶物质的。

原因：

1）每一种结晶物质都有各自独特的化学组成和晶体结构结构，不会存在两种结晶物质的晶胞大小、质点种类和质点在晶胞中的排列方式完全一致的物质;

2）结晶物质有自己独特的衍射花样。（d、θ和I）;

3）多种结晶状物质混合或共生，它们的衍射花样也只是简单叠加，互不干扰，相互独立。（混合物物相分析）☻总之，与结构有关的信息都会在衍射花样中得到体现，主要表现在衍射线条数目、位置及其强度上，如同指纹，反应每种物质的特征。定性分析：根据衍射线条的位置可确定物相是什么。定量分析：根据衍射线条的位置和强度可以确定物相有多少。将实验测定的衍射花样与已知标准物质的衍射花样比较，从而判定未知物相。

混合试样物相的X射线衍射花样是各个单独物相衍射花样的简单迭加，根据这一原理，就有可能把混合物物相的各个物相分析出来。

3.5.1.1物相定性分析(是什么?)定性分析实质上就是信息的采集处理和查找核对标准花样两件事情。物相标准衍射图谱（花样）的获取将各种衍射花样的特征数字化，制成一张卡片或存入计算机，即将卡片上列出物相名称、该相经X－Ray衍射后得到的d值数量和相对应的I。这种方法是J.D.Hanawalt(哈那瓦特)于1938年创立的。标准粉末衍射数据指常用的ASTM（AmericanSocietyforTestingandMaterials)和PDF(PowderDiffractionfiles)卡片。定性分析-工具（PDF卡片）Hanawalt早在二十世纪三十年代就开始搜集上千种物质的衍射花样，保存为标准卡片－－粉末衍射卡片（PDF）。每年补充更新。既包括实验测量的数据，又包括由计算得到的数据。d1a1b1c1d

78I/I12a2b2c2ddÅI/I1hkldÅI/I1hklRad.λFilterDia.CutoffColl.I/I1dcorr.abs.?Ref.399Sys.S.G.a0b0c0ACΑβγZRef.4εα

nωβ

eγSign2VDmpColorRef.5

6

10PDF卡片（1）1a、1b、1c,三个位置上的数据是衍射花样中前反射区（2θ<90°）中三条最强衍射线对应的面间距，1d位置上的数据是最大面间距。

（2）2a，2b，2c，2d区间中所列的是（1）区域中四条衍射线的相对强度。最强线为100，当最强线的强度比其余线小强度高很多时，有时也会将最强线强度定为大于100。(3)实验条件辐射光源波长滤波片相机直径所用仪器可测最大面间距测量相对强度的方法数据来源（3）第三区间列出了所获实验数据时的实验条件。

Rad

所用X射线的种类（CuKα,FeKα…）

λ0X射线的波长（Å）

Filter为滤波片物质名。当用单色器时，注明“Mono”

Dia

为照相机镜头直径，当相机为非圆筒形时，注明相机名称

Cutoff.为相机所测得的最大面间距；

Coll.为狭缝或光阑尺寸；

I/I1

为测量衍射线相对强度的方法

（衍射仪法-Diffractometer，测微光度计法-Microphotometer，目测法-Visual）；

dcorrabs？所测d值的吸收矫正（No未矫正，Yes矫正）；

Ref.说明底3，9区域中所列资源的出处。(4)晶体学数据晶系空间群晶胞边长轴率A=a0/b0C=c0/b0轴角单位晶胞内“分子”数数据来源（4）第4区间为被测物相晶体学数据：

sys.物相所属晶系；

S·G.物相所属空间群；

a0，b0，c0

物相晶体晶格常数，A=a0/b0,B=c0/b0轴率比；

α，β，γ物相晶体的晶轴夹角；

Z.晶胞中所含物质化学式的分子数；

Ref.第四区域数据的出处。(5)光学性质折射率光学正负性光轴角密度熔点颜色数据来源（5）第五区间是该物相晶体的光学及其他物理常数：

εα,nωβ,eγ

晶体折射率；

sign.晶体光性正负；

2V.晶体光轴夹角；

D.物相密度；

MP.物相的熔点；

Color.物相的颜色，有时还会给

出光泽及硬度；

Ref.第5区间数据的出处。(6)样品来源、制备方法、升华温度、分解温度等(7)物相名称(8)物相的化学式与数据可靠性可靠性高-良好-i一般-空白较差-O计算得到-C（7）第7区间是该物相的化学式及英文名称

有时在化学式后附有阿拉伯数字及英文大写字母，其阿拉伯数表示该物相晶胞中原子数，而大写英文字母则代表16种布拉维点阵：

C—简单立方；B—体心立方；F—面心立方；T—简单四方；U—体心四方；R—简单三方；H—简单六方；O—简单正交；P—体心正交；Q—底心正交；S—面心正交；M—简单单斜；N—底