第九章 多晶體分析法 （北京科技大學）材料分析方法課件

1、第九章 多晶體分析法 北京科技大學材料分析方法課件 多晶體衍射的照相方法簡介：1照明源：單色X射線2樣品：很細的粉末10-310-5cm第九章 多晶體分析方法4.1 粉末法成相原理倒易球的定義： 等同晶面族HKL在倒易空間中倒易矢量的軌跡倒易球的半徑：HKLd1r 平面底片照相示意圖圓筒底片照相示意圖4.2 德拜謝樂法4.2.1 德拜相機4.2.2 試樣制備4.2.3 底片安裝4.2.4 衍射把戲的測量和計算4.2.1 德拜相機1設(shè)計原理衍射幾何德拜相機根本組成：圓筒形外殼、試樣架、光闌、承光管等；2根本結(jié)構(gòu)3根本特點 相機半徑等于底片的曲率半徑；對筒形外殼的內(nèi)外表的加工精度要求很高； 相機直

2、徑一般為或114.4mm.這樣底片上每1mm長度對應2度或1度圓心角，使衍射把戲計算簡化；試樣架位于相機中心軸上，通過專門的調(diào)整裝置可使圓柱試樣與相機中軸重合；光闌的主要作用：限制入射線的不平行度，固定入射線的尺寸和位置；承光管：在調(diào)整相機時，用于觀察入射線和試樣的相對位置。光闌示意圖承光管示意圖4.2.2 試樣制備最常用的試樣為圓柱狀粉末集合體，直徑左右，長度為10mm左右。粉末尺寸在10-3 cm10-5 cm之間。粉末制備方法機械法電解法圓柱樣品制備方法 粘結(jié)法填充法成型法直接法4.2.3 底片的安裝1正裝法特點特點：衍射角從底片中心向兩側(cè)逐漸增加；：衍射角從底片中心向兩側(cè)逐漸增加； 適

3、用于適用于物相物相分析分析。2反裝法特點特點：衍射角從底片中心向兩側(cè)逐漸減小；：衍射角從底片中心向兩側(cè)逐漸減??； 適用于適用于點陣常數(shù)的測定點陣常數(shù)的測定。3不對稱安裝法特點：可直接測定圓筒底片的曲率半徑，可直接測定圓筒底片的曲率半徑，可校正由于底片收縮、試樣偏心及相機半可校正由于底片收縮、試樣偏心及相機半徑不準確所產(chǎn)生的誤差，適用于徑不準確所產(chǎn)生的誤差，適用于點陣常數(shù)點陣常數(shù)的精確測定。的精確測定。4.2.4 衍射把戲的測量和計算1測量和計算依據(jù)：衍射弧對的間距布拉格公式掠射角計算面間距及晶格常數(shù)2根本原理掠射角衍射弧對的間距測量衍射線條的相對位置目測衍射線條的相對強度計算衍射角利用布拉格方

4、程計算每對衍射線所對應的衍射面間距dHKL計算晶格常數(shù)計算sin2、確定晶格類型、標注衍射面指數(shù)3根本思路4.3 衍射把戲的指數(shù)化4.3.1 立方晶系德拜相的計算根據(jù)系統(tǒng)消光規(guī)律 簡單立方 H、K、任取 體心立方 H+K+L為偶數(shù)才出現(xiàn)衍射 面心立方 H、K、L全奇或全偶才衍射面心立方體心立方簡單立方 :sin:sin:sin1916121184316141210864298654321322212于是，立方晶系中各晶體結(jié)構(gòu)衍射線的出現(xiàn)順序：又：222LKH1 12 23 34 45 56 67 78 89 91 0 01 0 01 1 01 1 01 1 11 1 12 0 02 0 02

5、1 02 1 02 1 12 1 12 2 22 2 23 0 03 0 0sin2 進行指數(shù)化時，只要首先計算出各衍射線條的sin2順序比，再根據(jù)下表確定晶體結(jié)構(gòu)類型和各衍射線的干預指數(shù)。注意問題：簡單立方與體心立方衍射把戲的判別 兩種衍射把戲中，前六條線的順序比相同，第七條起不同，因此判別兩種衍射把戲至少需8個線的把戲； 簡單立方中順序比沒有7、15、23等三個整數(shù)之和不能為7、15、23等； 強度：簡單立方I1I2(多重性因素的影響； 直觀判斷：簡單立方線條比體心立方多近一倍。1006110121101220064.3.2 標定根本步驟以不對稱安裝為例1區(qū)分前后反射區(qū)：在底片孔洞周圍有黑

6、暈由連續(xù)譜的短波局部造成者為前反射區(qū)；在孔洞周圍有剛好分開的雙線由構(gòu)成K輻射的K和K兩種不同波長的輻射構(gòu)成者為后反射區(qū)。2衍射線對編號：前反射區(qū) 后反射區(qū)3測量衍射線的強度： 用目測法將衍射線的強度分為五級：VS很強、S強、M中、W弱、VW很弱4確定各衍射線的中點連線及測量原點：5測量衍射線對間距2L對前衍射線和2L對后衍射線對前衍射線： 0右i-0左i=2L, i=1,2,3,對后衍射線： 0右i-0左i=2L, i=1,2,3,6) 計算有效周長S 由圖可知，相機內(nèi)壁有效圓周長S=AB+BC+CD+DA 而DA=BC，S=AB+2BC=CD。又 AB=0B-0A，CD=0D-0C，BC=0C-0BS=0D+0C-0B-0A即：S=0右i+0左i后反射線-0右i+0左i前反射線7) 計算布拉格角的值對前反射線： =90/S*2L對后反射線： = 90 -90