X射線(xiàn)衍射原理詳解

1、X射線(xiàn)衍射原理詳解現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 21.什么是X射線(xiàn)？X射線(xiàn)是由于原子中的電子在能量相差懸殊的兩個(gè)能級(jí)之間的躍遷而產(chǎn)生的粒子流，是波長(zhǎng)介于紫外線(xiàn)和射線(xiàn) 之間的電磁輻射。其波長(zhǎng)很短約介于0.01100埃之間。由德國(guó)物理學(xué)家W.K.倫琴于1895年發(fā)現(xiàn)，故又稱(chēng)倫琴射線(xiàn)。射線(xiàn)的波長(zhǎng)范圍是多少？0.01100埃之間。射線(xiàn)衍射儀常用的靶材？Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Ag4. X射線(xiàn)的產(chǎn)生條件?（1）產(chǎn)生自由電子；（2）使電子作定向的高速運(yùn)動(dòng)；（3）在其運(yùn)動(dòng)的路徑上設(shè)置一個(gè)障礙物（靶）使電子突然減速或停止。射線(xiàn)的性質(zhì)有哪些？ 肉眼不能觀(guān)察到，但可使照相底片感光、熒光

2、板發(fā)光和使氣體電離； 能透過(guò)可見(jiàn)光不能透過(guò)的物體； 這種射線(xiàn)沿直線(xiàn)傳播，在電場(chǎng)與磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)，在通過(guò)物體時(shí)不發(fā)生反射、折射現(xiàn)象，通過(guò)普通光柵亦不引起衍射； 這種射線(xiàn)對(duì)生物有很厲害的生理作用。6.誰(shuí)第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的X射線(xiàn)？倫琴回顧上章節(jié)內(nèi)容回顧上章節(jié)內(nèi)容現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 一一.x .x射線(xiàn)衍射原理射線(xiàn)衍射原理3射線(xiàn)衍射的理論基礎(chǔ)射線(xiàn)衍射的理論基礎(chǔ)1. 1.材料學(xué)基礎(chǔ)引申材料學(xué)基礎(chǔ)引申2.1 布拉格方程布拉格方程X X射線(xiàn)衍射條件（方向）射線(xiàn)衍射條件（方向）2.3 倒易點(diǎn)陣倒易點(diǎn)陣X X射線(xiàn)衍射強(qiáng)度射線(xiàn)衍射強(qiáng)度現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 41. 1.基礎(chǔ)引申基礎(chǔ)引申空間點(diǎn)陣的概念

3、空間點(diǎn)陣的概念結(jié)構(gòu)基元：能體現(xiàn)晶體周期性的最小物質(zhì)結(jié)構(gòu)（分子、原子、原子團(tuán)等），結(jié)構(gòu)基元：能體現(xiàn)晶體周期性的最小物質(zhì)結(jié)構(gòu)（分子、原子、原子團(tuán)等），基元的確定有一定的隨機(jī)性?；拇_定有一定的隨機(jī)性。晶體：結(jié)構(gòu)基元在三維空間有規(guī)則排列形成的固體。晶體：結(jié)構(gòu)基元在三維空間有規(guī)則排列形成的固體。晶格：將結(jié)構(gòu)基元抽象為幾何點(diǎn)（點(diǎn)陣）便得到一個(gè)空間陣列（點(diǎn)陣），晶格：將結(jié)構(gòu)基元抽象為幾何點(diǎn)（點(diǎn)陣）便得到一個(gè)空間陣列（點(diǎn)陣），將陣點(diǎn)用直線(xiàn)連接成的空間格子將陣點(diǎn)用直線(xiàn)連接成的空間格子晶體結(jié)構(gòu)：晶體結(jié)構(gòu)：現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 5現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 6現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)

4、7射線(xiàn)衍射的基本原理射線(xiàn)衍射的基本原理衍射：光線(xiàn)照射到物體邊沿后通過(guò)散射繼續(xù)在空間發(fā)射的現(xiàn)象由于干涉的存在，產(chǎn)生不同的衍射花樣，可用于分析晶體的性質(zhì)必須事先建立X射線(xiàn)衍射的方向和強(qiáng)度與晶體結(jié)構(gòu)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 8布拉格方程布拉格方程布拉格實(shí)驗(yàn) 布拉格實(shí)驗(yàn)裝置ndSin2現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 9 在真空中光的波長(zhǎng)為在真空中光的波長(zhǎng)為 ，光速為，光速為 C，進(jìn)入折射率為，進(jìn)入折射率為 n 的介質(zhì)中后，波長(zhǎng)的介質(zhì)中后，波長(zhǎng)n , 光光速為速為 v , ,則有：則有：vCn nn光源的頻率不變，光在傳播過(guò)程中頻率保持不變。同一頻率的光在光源的頻率不變，光在傳播

5、過(guò)程中頻率保持不變。同一頻率的光在不同介質(zhì)中波長(zhǎng)不相同。不同介質(zhì)中波長(zhǎng)不相同。nvC而而1.1.光程光程 設(shè)光在設(shè)光在折射率為折射率為 n 的的介質(zhì)中傳播的幾何路程為介質(zhì)中傳播的幾何路程為 L，vtL vCn, tncL ctnL 光程光程 ：光在介質(zhì)中傳播的波程與介質(zhì)折射率的乘積。：光在介質(zhì)中傳播的波程與介質(zhì)折射率的乘積。nLC=f:波長(zhǎng)f:頻率現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 1010光程的意義：光在光程的意義：光在t t時(shí)刻內(nèi)在真空中通過(guò)的路程時(shí)刻內(nèi)在真空中通過(guò)的路程nLnL就相當(dāng)于光在介質(zhì)中在相同的時(shí)就相當(dāng)于光在介質(zhì)中在相同的時(shí)間內(nèi)所通過(guò)的路程。間內(nèi)所通過(guò)的路程。2.2.光程差光程差

6、1 .1 .光程差光程差 ：兩束光的光程之差。：兩束光的光程之差。12 設(shè)一束光經(jīng)歷光程設(shè)一束光經(jīng)歷光程 1 1，另一速光經(jīng)歷光程，另一速光經(jīng)歷光程 2 2，則這兩束光的光程差為：，則這兩束光的光程差為：注意光程與光程差的區(qū)別：注意光程與光程差的區(qū)別：nL同一波線(xiàn)上兩點(diǎn)間的光程同一波線(xiàn)上兩點(diǎn)間的光程12兩束光的光程差兩束光的光程差現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 11布拉格方程推導(dǎo)布拉格方程推導(dǎo)X射線(xiàn)在單原子面上的鏡面反射射線(xiàn)在單原子面上的鏡面反射當(dāng)一束當(dāng)一束X射線(xiàn)照射在一層原子上，入射角射線(xiàn)照射在一層原子上，入射角與反射角相等，無(wú)光程差。與反射角相等，無(wú)光程差。現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技

7、術(shù) 12ndSin2SinSin2 SinAOBOdddd 衍射面間距, 入射掠射角,n 衍射(反射)級(jí)數(shù),為X射線(xiàn)的波長(zhǎng)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 13ndSin2n 衍射(反射)級(jí)數(shù)，當(dāng)n=1, 2dSin=, 2 Sind通式 布拉格方程的討論n選擇反射選擇反射n產(chǎn)生衍射的極限條件產(chǎn)生衍射的極限條件n干涉面和干涉指數(shù)干涉面和干涉指數(shù)n衍射花樣和晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系衍射花樣和晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系選擇反射選擇反射 X射線(xiàn)在晶體中的衍射實(shí)質(zhì)上是晶體中各射線(xiàn)在晶體中的衍射實(shí)質(zhì)上是晶體中各原子散射波之間的干涉結(jié)果。只是由于衍射線(xiàn)原子散射波之間的干涉結(jié)果。只是由于衍射線(xiàn)的方向恰好相當(dāng)于某原子面對(duì)入射線(xiàn)的反

8、射，的方向恰好相當(dāng)于某原子面對(duì)入射線(xiàn)的反射，所以借用鏡面反射規(guī)律來(lái)描述衍射幾何。所以借用鏡面反射規(guī)律來(lái)描述衍射幾何。 但是但是X射線(xiàn)的原子面反射和可見(jiàn)光的鏡面射線(xiàn)的原子面反射和可見(jiàn)光的鏡面反射不同。一束可見(jiàn)光以任意角度投射到鏡面反射不同。一束可見(jiàn)光以任意角度投射到鏡面上都可以產(chǎn)生反射，上都可以產(chǎn)生反射，而原子面對(duì)而原子面對(duì)X射線(xiàn)的反射射線(xiàn)的反射并不是任意的，只有當(dāng)并不是任意的，只有當(dāng) 、 、d三者之間滿(mǎn)足三者之間滿(mǎn)足布拉格方程時(shí)才能發(fā)生反射布拉格方程時(shí)才能發(fā)生反射，所以把，所以把X射線(xiàn)這射線(xiàn)這種反射稱(chēng)為選擇反射。種反射稱(chēng)為選擇反射?，F(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試

9、技術(shù) 15射線(xiàn)衍射方向射線(xiàn)衍射方向( (衍射條件衍射條件) )衍射方向?qū)嶋H上就是衍射條件問(wèn)題，可用布拉格方程描述選擇反射只有當(dāng)、和d三者之間滿(mǎn)足布拉格方程時(shí)才能發(fā)生反射產(chǎn)生衍射的極限條件能夠被晶體衍射的電磁波的波長(zhǎng)必須小于參加反射的晶體中最大面間距的2倍（ /2衍射級(jí)數(shù)n稱(chēng)為衍射級(jí)數(shù)n = 1稱(chēng)為一級(jí)衍射， n = 2稱(chēng)為二級(jí)衍射 產(chǎn)生衍射的極限條件產(chǎn)生衍射的極限條件 根據(jù)布拉格方程，根據(jù)布拉格方程，Sin 不能大于不能大于1， 因此：因此： 對(duì)衍射而言，對(duì)衍射而言，n的最小值為的最小值為1，所以，所以在任何可觀(guān)測(cè)的衍射角下，產(chǎn)生衍射的在任何可觀(guān)測(cè)的衍射角下，產(chǎn)生衍射的條件為條件為 2d，這也

10、就是說(shuō)，能夠被晶體，這也就是說(shuō)，能夠被晶體衍射的電磁波的波長(zhǎng)必須小于參加反射衍射的電磁波的波長(zhǎng)必須小于參加反射的晶面中最大面間距的二倍，否則不能的晶面中最大面間距的二倍，否則不能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。dnSindn212，即現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 17（HKL）稱(chēng)為衍射面的衍射指數(shù)或干涉指數(shù)。把（hkl）晶面的n級(jí)反射看成為與（hkl）晶面平行、面間距為(nh,nk,nl) 的晶面的一級(jí)反射。面間距為dHKL的晶面并不一定是晶體中的原子面，而是為了簡(jiǎn)化布拉格方程所引入的反射面，把這樣的反射面稱(chēng)為干涉面。干涉面的面指數(shù)稱(chēng)為干涉指數(shù)。在布拉格方程2

11、dsin=n中，n取正整數(shù)，n=1為一級(jí)衍射，n=2為二級(jí)衍射，但這樣處理問(wèn)題不夠方便，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，常將問(wèn)題這樣處理，將布拉格方程進(jìn)行一下變換，即：2dhklsin=n 得：2sindhkl/n =，令dnhnkln=dhkl/n，則得2sindnhnkln =，令H=nh,K=nk,L=nl，又得2sindHKL =，這一形式表示，晶面（hkl）的任何一級(jí)衍射均可看作是（HKL）衍射面的一級(jí)衍射。干涉面和干涉指數(shù)干涉面和干涉指數(shù)布拉格方程的應(yīng)用布拉格方程的應(yīng)用布布拉格拉格 方程的兩種用途方程的兩種用途：1）結(jié)構(gòu)分析：已知波長(zhǎng)的特征）結(jié)構(gòu)分析：已知波長(zhǎng)的特征X射線(xiàn)，射線(xiàn)，通過(guò)測(cè)量通過(guò)測(cè)量 角角

12、,計(jì)算晶面間距計(jì)算晶面間距d2）X X射線(xiàn)光譜學(xué)：已知晶面間距射線(xiàn)光譜學(xué)：已知晶面間距d d的晶的晶體，通過(guò)測(cè)量體，通過(guò)測(cè)量 角角, ,計(jì)算未知計(jì)算未知X X射線(xiàn)的射線(xiàn)的波長(zhǎng)波長(zhǎng)Sind2現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 192.3 2.3 倒易點(diǎn)陣倒易點(diǎn)陣 倒易點(diǎn)陣倒易點(diǎn)陣：在晶體點(diǎn)陣的基礎(chǔ)上按一定對(duì)應(yīng)在晶體點(diǎn)陣的基礎(chǔ)上按一定對(duì)應(yīng)關(guān)系建立起來(lái)的空間幾何圖形，是晶體點(diǎn)陣關(guān)系建立起來(lái)的空間幾何圖形，是晶體點(diǎn)陣的另一種表達(dá)形式。它既不是客觀(guān)存在，有的另一種表達(dá)形式。它既不是客觀(guān)存在，有無(wú)確定的物理意義，虛構(gòu)的無(wú)確定的物理意義，虛構(gòu)的 數(shù)學(xué)工具。數(shù)學(xué)工具。晶體產(chǎn)生衍

13、射的方向只與晶胞參數(shù)有關(guān)晶體產(chǎn)生衍射的方向只與晶胞參數(shù)有關(guān),與與 晶體結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，只與晶胞的大小有關(guān)，與晶晶體結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，只與晶胞的大小有關(guān)，與晶體結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，不同晶體結(jié)構(gòu)、不同晶胞、不體結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，不同晶體結(jié)構(gòu)、不同晶胞、不同元素衍射線(xiàn)的干涉，在同元素衍射線(xiàn)的干涉，在X射線(xiàn)衍射的強(qiáng)度射線(xiàn)衍射的強(qiáng)度上，差別明顯。上，差別明顯。現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 20 x x射線(xiàn)衍射理論能將晶體結(jié)構(gòu)與衍射花樣有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，它包射線(xiàn)衍射理論能將晶體結(jié)構(gòu)與衍射花樣有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，它包括衍射線(xiàn)束的方向、強(qiáng)聲和形狀。衍射線(xiàn)束的方向由晶胞的形括衍射線(xiàn)束的方向、強(qiáng)聲和形狀。衍射線(xiàn)束的方向由晶胞的形狀大小決定，衍射線(xiàn)

14、束的強(qiáng)度由晶胞中原子的位置和種類(lèi)決定，狀大小決定，衍射線(xiàn)束的強(qiáng)度由晶胞中原子的位置和種類(lèi)決定，而衍射線(xiàn)束的形狀大小與晶體的形狀大小相關(guān)。在討論一個(gè)小而衍射線(xiàn)束的形狀大小與晶體的形狀大小相關(guān)。在討論一個(gè)小晶體的衍射強(qiáng)度時(shí)，可以引出衍射線(xiàn)束的方向和形狀，即三者晶體的衍射強(qiáng)度時(shí)，可以引出衍射線(xiàn)束的方向和形狀，即三者為一有機(jī)整體。為一有機(jī)整體。 X X射線(xiàn)能夠揭示衍射晶體的結(jié)構(gòu)特征，主要取決于兩個(gè)方面射線(xiàn)能夠揭示衍射晶體的結(jié)構(gòu)特征，主要取決于兩個(gè)方面1. X射線(xiàn)衍射束方向反映了晶胞的形狀和射線(xiàn)衍射束方向反映了晶胞的形狀和 大小大小; 2. X射線(xiàn)衍射束的強(qiáng)度反映了晶胞中的原射線(xiàn)衍射束的強(qiáng)度反映了晶胞中

15、的原 子位置與種類(lèi)。子位置與種類(lèi)?，F(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 21射線(xiàn)衍射強(qiáng)度射線(xiàn)衍射強(qiáng)度現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 22現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 23二二 多晶體多晶體x x射線(xiàn)衍射分析方法射線(xiàn)衍射分析方法 概述概述 多晶多晶X X射線(xiàn)衍射發(fā)展歷程射線(xiàn)衍射發(fā)展歷程 多晶多晶X X射線(xiàn)衍射分析方法的分類(lèi)射線(xiàn)衍射分析方法的分類(lèi)勞厄法勞厄法粉晶法粉晶法粉晶衍射儀法粉晶衍射儀法4. X4. X射線(xiàn)衍射儀器與樣品的制備射線(xiàn)衍射儀器與樣品的制備現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 241. 1.概述概述X X射線(xiàn)多晶體衍射（射線(xiàn)多晶體衍射（X-ray Polycrystalline di

16、ffractionX-ray Polycrystalline diffraction）也稱(chēng)也稱(chēng)X X射線(xiàn)粉末衍射（射線(xiàn)粉末衍射（X-ray Powder diffractionX-ray Powder diffraction），），是是由德國(guó)科學(xué)家德拜（由德國(guó)科學(xué)家德拜（DebyeDebye）、）、謝樂(lè)（謝樂(lè)（ScherrerScherrer）在在19161916年年提出的。提出的。所謂多晶體衍射或粉末衍射是相對(duì)于單晶體衍射來(lái)命名的所謂多晶體衍射或粉末衍射是相對(duì)于單晶體衍射來(lái)命名的，在單晶體衍射中，被分析試樣是一粒單晶體，而在多晶，在單晶體衍射中，被分析試樣是一粒單晶體，而在多晶體衍射中被分析

17、試樣是一堆細(xì)小的單晶體（粉末）。體衍射中被分析試樣是一堆細(xì)小的單晶體（粉末）?，F(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 25時(shí)間大約是從時(shí)間大約是從2020世紀(jì)世紀(jì)4040年代后期至年代后期至7070年代后期。其標(biāo)志年代后期。其標(biāo)志是用計(jì)數(shù)器作為是用計(jì)數(shù)器作為X X射線(xiàn)探測(cè)器的衍射儀取代了用底片的射線(xiàn)探測(cè)器的衍射儀取代了用底片的照相機(jī)成為主要的實(shí)驗(yàn)儀器。照相機(jī)成為主要的實(shí)驗(yàn)儀器。最早使用的計(jì)數(shù)器是蓋格計(jì)數(shù)器，以后為正比計(jì)數(shù)器及最早使用的計(jì)數(shù)器是蓋格計(jì)數(shù)器，以后為正比計(jì)數(shù)器及閃爍計(jì)數(shù)器所取代。閃爍計(jì)數(shù)器因其時(shí)間分辨率可達(dá)閃爍計(jì)數(shù)器所取代。閃爍計(jì)數(shù)器因其時(shí)間分辨率可達(dá)1010- -6 6 s s，計(jì)數(shù)線(xiàn)性

18、范圍大，容易維護(hù)，壽命長(zhǎng)而被廣泛使用計(jì)數(shù)線(xiàn)性范圍大，容易維護(hù)，壽命長(zhǎng)而被廣泛使用，至今仍為重要的探測(cè)器。，至今仍為重要的探測(cè)器。由于由于X X射線(xiàn)衍射譜質(zhì)量的提高，特別衍射強(qiáng)度準(zhǔn)確性的射線(xiàn)衍射譜質(zhì)量的提高，特別衍射強(qiáng)度準(zhǔn)確性的提高，使物相定量分析在這一時(shí)期的到了較快的發(fā)展。提高，使物相定量分析在這一時(shí)期的到了較快的發(fā)展。主要有：內(nèi)標(biāo)法，參考強(qiáng)度比法（國(guó)內(nèi)常把他簡(jiǎn)稱(chēng)為主要有：內(nèi)標(biāo)法，參考強(qiáng)度比法（國(guó)內(nèi)常把他簡(jiǎn)稱(chēng)為K K值法），基體沖洗法和不用標(biāo)樣的無(wú)標(biāo)法。值法），基體沖洗法和不用標(biāo)樣的無(wú)標(biāo)法。2. 2.發(fā)展歷程發(fā)展歷程現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 26我國(guó)曾經(jīng)制定過(guò)幾個(gè)用于金屬材料定量相分析

19、的國(guó)家標(biāo)我國(guó)曾經(jīng)制定過(guò)幾個(gè)用于金屬材料定量相分析的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：如金屬材料定量相分析準(zhǔn)：如金屬材料定量相分析X X射線(xiàn)衍射射線(xiàn)衍射K K值法（值法（GB GB 522585522585）；）；高速鋼中碳化物相的定量分析高速鋼中碳化物相的定量分析X X射線(xiàn)衍射線(xiàn)衍射儀法（射儀法（GB 835987GB 835987）；）；鋼中殘余奧氏體定量測(cè)定鋼中殘余奧氏體定量測(cè)定X X射線(xiàn)衍射儀法（射線(xiàn)衍射儀法（GB 836287GB 836287）。）。我國(guó)在精密測(cè)定點(diǎn)陣常數(shù)方面也有許多工作，也曾經(jīng)制我國(guó)在精密測(cè)定點(diǎn)陣常數(shù)方面也有許多工作，也曾經(jīng)制定過(guò)一個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：金屬點(diǎn)陣常數(shù)的測(cè)定方法定過(guò)一個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：金屬點(diǎn)

20、陣常數(shù)的測(cè)定方法X X射線(xiàn)射線(xiàn)衍射儀法（衍射儀法（GB 8360GB 8360一一8787）。）?，F(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 27近代近代從從2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代后期至今，以計(jì)算機(jī)應(yīng)用于年代后期至今，以計(jì)算機(jī)應(yīng)用于X X射線(xiàn)多晶體射線(xiàn)多晶體衍射、全譜擬合法衍射、全譜擬合法( (Rietveld)Rietveld)處理數(shù)據(jù)及同步輻射處理數(shù)據(jù)及同步輻射X X射線(xiàn)射線(xiàn)衍射技術(shù)的應(yīng)用為標(biāo)志。衍射技術(shù)的應(yīng)用為標(biāo)志。計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于X X射線(xiàn)多晶體衍射，大大促近了射線(xiàn)多晶體衍射，大大促近了X X射線(xiàn)多射線(xiàn)多晶體衍射各方面的發(fā)展。其作用主要表現(xiàn)在：晶體衍射各方面的發(fā)展。其作用主

21、要表現(xiàn)在：（1 1）與衍射儀結(jié)合，使衍射儀的調(diào)試，操作的自動(dòng)化程）與衍射儀結(jié)合，使衍射儀的調(diào)試，操作的自動(dòng)化程度更高。度更高。（2 2）建立數(shù)據(jù)庫(kù)與做數(shù)據(jù)檢索。如粉末衍射卡片集（）建立數(shù)據(jù)庫(kù)與做數(shù)據(jù)檢索。如粉末衍射卡片集（PDFPDF）已轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)并有了相應(yīng)得檢索匹配程序，使物已轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)并有了相應(yīng)得檢索匹配程序，使物相定性分析自動(dòng)化等。相定性分析自動(dòng)化等?，F(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 28（3 3）數(shù)據(jù)處理）數(shù)據(jù)處理, ,如光滑、尋峰、扣本底、求出積分強(qiáng)度如光滑、尋峰、扣本底、求出積分強(qiáng)度和半峰寬及分峰等；更重要的是對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的物理量作和半峰寬及分峰等；更重要的是對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的

22、物理量作進(jìn)一步處理，如傅里葉變換、衍射線(xiàn)形的反卷積的研究進(jìn)一步處理，如傅里葉變換、衍射線(xiàn)形的反卷積的研究、衍射圖的指標(biāo)化和求晶胞參數(shù)、全譜擬合作晶體結(jié)構(gòu)、衍射圖的指標(biāo)化和求晶胞參數(shù)、全譜擬合作晶體結(jié)構(gòu)的精修及晶體結(jié)構(gòu)的從頭測(cè)定等。的精修及晶體結(jié)構(gòu)的從頭測(cè)定等。（4 4）網(wǎng)站的建立。如）網(wǎng)站的建立。如ICDDICDD已將已將PDFPDF以電子形式發(fā)行，網(wǎng)以電子形式發(fā)行，網(wǎng)址為址為 icdd icdd ?，F(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 29射線(xiàn)衍射分析方法分類(lèi)：射線(xiàn)衍射分析方法分類(lèi)： 按照成像原理按照成像原理: : 勞厄法、粉末法和周轉(zhuǎn)晶體法勞厄法、粉末法和周轉(zhuǎn)晶體法 勞厄法和周轉(zhuǎn)晶體法是用來(lái)對(duì)

23、單晶進(jìn)行衍射分析的。勞厄法和周轉(zhuǎn)晶體法是用來(lái)對(duì)單晶進(jìn)行衍射分析的。 單晶衍射的主要目的是確定經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、晶體不完整性和晶體取向單晶衍射的主要目的是確定經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、晶體不完整性和晶體取向粉末衍射法中按照記錄方法分粉末衍射法中按照記錄方法分: : 照相法和衍射儀法照相法和衍射儀法現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 30 德拜法（德拜德拜法（德拜-謝勒法）謝勒法） 照相法照相法 聚焦法聚焦法 多晶體衍射方法多晶體衍射方法 針孔法針孔法 衍射儀法衍射儀法 勞埃（勞埃（Laue）法）法 單晶體衍射方法單晶體衍射方法 旋轉(zhuǎn)單晶法旋轉(zhuǎn)單晶法 四圓衍射儀四圓衍射儀X X射線(xiàn)衍射的方法射線(xiàn)衍射的方法分類(lèi)分類(lèi)現(xiàn)代分析測(cè)

24、試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 31X X射線(xiàn)衍射的方法射線(xiàn)衍射的方法-概述概述現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 32是應(yīng)用最早的一種衍射方法，它是用連續(xù)X射線(xiàn)投射到不動(dòng)的單晶體試樣上產(chǎn)生衍射的一種實(shí)驗(yàn)方法。 勞埃法要求所用的連續(xù)X射線(xiàn)具有較高的強(qiáng)度，以便在較短的時(shí)間內(nèi)得到清晰的衍射花樣。因此，勞埃法一般均選用原子序數(shù)較大的鎢（Z=74）靶X射線(xiàn)管作輻射源。3.1 3.1 勞埃法勞埃法現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 33特點(diǎn)：勞厄法主要用來(lái)測(cè)定晶體的取向。此外，還可以用來(lái)觀(guān)測(cè)晶體的對(duì)稱(chēng)性，鑒定晶體是否是單晶、以及粗略地觀(guān)測(cè)晶體的完整性。如若晶體的完整性良好，則勞厄斑點(diǎn)細(xì)而圓，均勻清晰。若晶體完整性不

25、好，則勞厄斑點(diǎn)粗而滿(mǎn)散，有時(shí)還呈破碎狀?，F(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 343.2 3.2 粉晶法粉晶法 粉晶法也稱(chēng)粉末法或多晶體法。采用粉末狀的多晶體樣品；入射線(xiàn)為波長(zhǎng)固定的標(biāo)識(shí)射線(xiàn)，以固定方向投射到樣品上。由于樣品中所包含的晶粒數(shù)目極為龐大，每mm3內(nèi)可達(dá)109個(gè)或更多，而且各晶粒在空間的取向又是雜亂無(wú)章的，以致總是存在著這樣的機(jī)遇可能：對(duì)于所有晶粒中任一給定的(hkl)面網(wǎng)族而言，它們與入射線(xiàn)之間的夾角，包含了從090的幾乎一切可能的值。這就相當(dāng)于成了可變量，從而總是可以找到某些晶粒，它們的某個(gè)（hkl）面網(wǎng)族與入射線(xiàn)恰好都相交成適當(dāng)?shù)闹?，使之能夠滿(mǎn)足反射條件而產(chǎn)生反射。 現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù) 353.3 3.3 粉晶衍射儀法粉晶衍射儀法 使一束平行的單色X射線(xiàn)垂直投射到一根粉晶樣品柱上，則將產(chǎn)生一組以入射線(xiàn)為軸的同軸反射圓錐面族。假定此時(shí)不用底片記錄，而是使一個(gè)輻射探測(cè)器處在相當(dāng)于圓筒形底片的位置上，繞