多晶結(jié)構(gòu)分析

1、第三節(jié)多晶結(jié)構(gòu)分衍射線指數(shù)標(biāo)定3、多晶試樣物相結(jié)構(gòu)的測(cè)定與分析在材料的合成，平衡相圖的測(cè)定工作中常常會(huì)碰到未知結(jié)構(gòu)的新相或者在已 知材料中摻雜，也可能引起這些材料的結(jié)構(gòu)發(fā)生一些變化，而這些結(jié)構(gòu)的變化正 是引起材料性能變化的原因，所以材料的組成結(jié)構(gòu)與性能是密切相關(guān)的，如何研 究，分析材料的組成是大學(xué)本科教學(xué)的重點(diǎn)，現(xiàn)在我們要討論如何研究、測(cè)定材 料的結(jié)構(gòu)，無(wú)機(jī)非金屬材料大部分是由晶體組成，而且絕大多數(shù)是多晶粉末，實(shí) 用的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，我們主要介紹多品（粉品）材料的結(jié)構(gòu)測(cè)定。一、多晶結(jié)構(gòu)測(cè)定的一般步驟：利用多晶材料的X射線衍數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)測(cè)定的一般步驟如下：1、用符合要求的多晶試樣拍照（Debye或Gu

2、inier）或用多晶衍射儀獲得衍 射花樣，測(cè)量衍射花樣的半衍射角（或d）和強(qiáng)度I，結(jié)構(gòu)分析用的強(qiáng)度數(shù)據(jù)要 測(cè)積分強(qiáng)度，而且要以最強(qiáng)線強(qiáng)度為100進(jìn)行歸一化處理。|求得各衍射線的相對(duì) 強(qiáng)度符合要求的試樣指：Q最好是單相（座相）若含有少量其它雜質(zhì)，也要能明確的從衍射數(shù)據(jù)中扣 除。（可用其它方法鑒定）。|粒度適中|, 10-3cm左右或過(guò)320400目篩。制樣時(shí)不產(chǎn)生擇優(yōu)取向。2、對(duì)衍射花樣進(jìn)行分析，盡可能的判斷末知相的晶系。3、標(biāo)定各衍射線的指標(biāo)，獲得各衍射線式的面網(wǎng)指數(shù)。4、根據(jù)指標(biāo)化結(jié)果，總結(jié)衍射消光規(guī)律，查閱系統(tǒng)消光規(guī)律表：決定多晶 花樣所屬點(diǎn)陣類(lèi)型和空間群。5、精確測(cè)定點(diǎn)陣參數(shù)和該物質(zhì)的密

3、度。6、測(cè)定晶胞中原子（或分子）的數(shù)目。7、測(cè)定晶胞中原子的位置。另外還應(yīng)根據(jù)化學(xué)分析確定各元素含量，結(jié)合晶胞中原子數(shù)目判斷各元素的 原子比，根據(jù)定組成定律確定新相的化學(xué)式。（對(duì)6、7是需要的）。完成14步的測(cè)定工作，常稱(chēng)為不計(jì)衍射強(qiáng)度的相結(jié)構(gòu)分析，這時(shí)可獲得多 品衍射譜|,結(jié)構(gòu)類(lèi)型甚至空間群粗略的點(diǎn)陣參數(shù)。完成17步的測(cè)定工作 稱(chēng)其衍射強(qiáng)度的相結(jié)構(gòu)分析。除獲上述數(shù)據(jù)外，還精確知道點(diǎn)陣參數(shù)，晶胞中原 子數(shù)目及衍射線的指數(shù)標(biāo)定：指定指標(biāo)的目的。當(dāng)晶胞參數(shù)已知時(shí)，可根據(jù)晶面間距與晶格常數(shù)之間的關(guān)系式直接指標(biāo)化。立萬(wàn):四方:八力；= h 2 + k 2 +12 ,，a 2hk11h2 + k 212

4、=+ d 2a 2c 2hke/上=3 (h 2d 24hke) , 12+ hk + k 2 a 2 + 正交:原斜:1h2k212=+d 2a 2b2c 2hke HYPERLINK l bookmark219 o Current Document 1 h 2k 2+2hecos p三斜:d 2 a 2 Sin 2 p b 2 c 2 Sin 2 p acSin p1177C=一 h2b2Sin2a x k 2a 2c2Sin2 p +12a 2b2Sin 27 + 2hkabc 2 v 2 l(co a c c|3s-C7O + kl a2 bcC o s y-c o s)(+2h 0

5、a2 (=0.0310 + 0= a2* 一 a*=0.1761 100Q010=0.0457二b2*Q020=4 b2*=0.1828Q020測(cè)=0.1816則：Q010= (0.1816-0.1828) /4=-0.0003Q 修=0.0457-0.0003二 b2*一 b*=0.2131010Q001=0.0730二C2*Q002=4 C2*二Q002測(cè)=0.2884則：。廣(0.2884-0.2920) /4=-0.0009Q010 修=0.0732-0.0009二 C2*一 c*=0.26852.倒易晶胞軸角的確定a * P*Y*由（1）式得:Q= k 2b*2 +1 心 + 2k1

6、b*c* cos a* (3)0 klQ= k 2b*2 +12c*2 - 2k1b*c* cos a* (4)0 kl(3) + (4)Q + Q - = 2(k 2b*2 +12C*2)(5)(3) - (4)001Q 一 Q = 4k1b*c* cos a*Q - Q - cos a* =g (6)4k1b*c*（1負(fù)的1）從（6）式可以算出a .但必須從尚未指標(biāo)化的衍射線是鑒定出屬于0如和0好的線，才能得到g 和g 中無(wú)法確定的值，因?yàn)橹笖?shù)未標(biāo)定淤Q(mào)0id和。州的獲得Q和Q的平均值用Q平均表示（由（5）式得）0kl0 kl0klQ 平均=（Q + Q 一 ）/2 = k 2b2* +

7、12C 2*（7）（平均值）0kl0 kl 0 klQ 一 Q平均=Q 一一 Q平均0 kl0 kl0 kl0 kl顯然Qkki和Q0kl是關(guān)于平均值k2b2* + 12C2*對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)值，找平均值（1）先選出平均值k 2b 2* + 12C 2*，（從最小的k，l選起）（2） 再找出關(guān)于k2b2* +12c2*對(duì)稱(chēng)的值，必為Q和Q -（3）計(jì)算a *A：若某一個(gè)測(cè)試值與平均值相等，則角度為90B：若某二個(gè)測(cè)試值與平均值對(duì)稱(chēng)，則按（6）式計(jì)算a 可求，同理6 *, Y *可求cos P * =_4h1a*c*Q 一 Q -cos y * = hk0hk04hka*b*至此，已經(jīng)得到了倒易晶胞參

8、數(shù)a*，b*，c*，a *，6 *，y *代入（1） 式，可以計(jì)算出一系列已知指標(biāo)的Qhki，與實(shí)驗(yàn)測(cè)定的Qhki值對(duì)比，若完全吻 合，則指標(biāo)化完畢，晶胞參數(shù)也可求出。若計(jì)算的Qhki與實(shí)驗(yàn)的Qhki不能完全 吻合，則重新假定Q 、Q、Q再計(jì)算。h000k000lQ = R*2 =h2a *2 + k2b*2 +12c*2 + 2hka * b* cosy * + 2h1a * c*cos P * + 2k1b*c* cos以*(1)hkl解析法指標(biāo)化步驟:1、作純相的粉未衍射圖，使衍射圖分辨率高，誤差小2、標(biāo)定衍射圖的d,換算成Q=1/d2,d值由大到小排列。3、令其中最小的三個(gè)Q實(shí)驗(yàn)為Qi。、（J?！?Qi代入公式=R*2 = = h2a *2 + k2b*2 +12c*2 + 2hka * b* cosy * + 2hla * c*cos P* + 2klb*c* cos以*(1) d 2hkl得：Q00i= c*2 - c* =001文件觀察與編輯重疊峰分離峰分離法結(jié)晶度分析 物理線形與晶粒大小 正極圖繪制Ruland法結(jié)晶度分析 點(diǎn)陣畸變與晶粒大小 JCPDS卡片編輯程序元素參數(shù)查閱單峰Ka2剝離的批處理 晶系分析（TREOR） ODF取向分布圖4、校正Q值（計(jì)算高級(jí)次衍射線）5、求倒易晶胞參數(shù)中的角a *,