第七講X射線衍射分析

下列哪種X射線衍射方法的工作原理與眾不同？A勞埃法B周轉(zhuǎn)晶體法C德拜法D衍射儀法隨堂小議1從右下角的衍射圖譜，我們可以判斷，該圖譜是由以下哪種方法得到的？A勞埃法B周轉(zhuǎn)晶體法C德拜法D衍射儀法隨堂小議2關(guān)于勞埃法，下列說法正確的是A

勞埃法是用單色X射線照射固定單晶體衍射方法，一般以垂直于入射線束的照相底片來記錄衍射花樣。

B勞埃法可分為透射法、背射法與反射法。C相比較于透射勞埃法，背射勞埃法較為常用。D以上均錯．隨堂小議2/5/20233材料化學(xué)研究方法從右下角的衍射圖譜，我們可以判斷，該圖譜是由以下哪種方法得到的？隨堂小議A勞埃法B周轉(zhuǎn)晶體法C德拜法D上述答案均錯4德拜相機中，底片的安裝有三種方法：A，正裝，B，反裝C，偏裝，請判斷以下圖解為何種裝片方法所得？隨堂小議5德拜相機中，哪種底片安裝方式可以消除因底片收縮，試樣偏心以及相機半徑不準(zhǔn)確所產(chǎn)生的誤差A(yù)，正裝B，反裝C，偏裝D，上述答案均錯隨堂小議6從右下角的衍射圖譜，我們可以判斷，該圖譜是由以下哪種方法得到的？隨堂小議A勞埃法B周轉(zhuǎn)晶體法C德拜法D上述答案均錯73.4.2樣品制備樣品的制備情況是影響實驗結(jié)果的重要因素，它對衍射線的強度、峰位的影響尤為明顯。實驗者必須根據(jù)分析目的和要求制祥。一般說要考慮到樣品的均勻性、顆粒度大小、注意消除制樣過程引起結(jié)構(gòu)上的變化.衍射儀用的試祥大都要求平板狀，由粉末壓制而成，或是由塊狀切割而成。樣品類型粉末試樣：是指用物理方法（銼刀、研缽等）將待分析的物質(zhì)粉碎成為粉末狀的小顆粒，然后用粘結(jié)劑粘合或壓制等辦法制成的試樣.多晶體試樣：一般是指由大量小單晶體聚合而成的樣品，如陶瓷、金屬板等。(防止產(chǎn)生區(qū)域擇優(yōu)取向.)擇優(yōu)取向：多晶體試樣中，如果小晶體聚合成多晶體時，沿某些晶向排列的小晶粒比較多或很多，則稱該多晶體是有擇優(yōu)取向的。粉未樣品制備對于粉末樣品，通常要求其顆粒平均粒徑控制在5μm左右，亦即通過320目的篩子;在加工過程中，應(yīng)防止由于外加物理或化學(xué)因素而影響試樣其原有的性質(zhì)。非常小0.1μm以下小～10μm粗～50μm實驗室衍射儀常用的粉末樣品形狀為平板形。支承粉末制品的支架有兩種，即透過試樣板和不透孔試樣板，如下圖所示。

單一物相的鑒定或驗證物相定性分析

物相分析混合物相的鑒定（物相鑒定）物相定量分析

點陣常數(shù)（晶胞參數(shù)）測定

晶體結(jié)構(gòu)分析晶體對稱性（空間群）的測定等效點系的測定

晶體定向,非晶體結(jié)構(gòu)分析,晶粒度測定,宏觀應(yīng)力分析3.5X射線衍射技術(shù)的應(yīng)用3.5.1XRD物相分析物相：把材料中由各種元素形成的具有確定結(jié)構(gòu)的化合物稱為一個相。物相分析是指確定物質(zhì)（材料）由哪些相組成（即物相定性分析）和確定各組成相的含量（常以體積分數(shù)或質(zhì)量分數(shù)表示，即物相定量分析）。X射線物相分析給出的結(jié)果，不是試樣的化學(xué)成分，而是由各種元素組成的具有固定結(jié)構(gòu)的物相。粉末晶體X射線物相分析是根據(jù)晶體對X射線的衍射特征即衍射線的方向及強度來達到鑒定結(jié)晶物質(zhì)的。

原因：

1）每一種結(jié)晶物質(zhì)都有各自獨特的化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，不會存在兩種結(jié)晶物質(zhì)的晶胞大小、質(zhì)點種類和質(zhì)點在晶胞中的排列方式完全一致的物質(zhì);

2）結(jié)晶物質(zhì)有自己獨特的衍射花樣。（d、θ和I）;

3）多種結(jié)晶狀物質(zhì)混合或共生，它們的衍射花樣也只是簡單疊加，互不干擾，相互獨立。（混合物物相分析）?總之，與結(jié)構(gòu)有關(guān)的信息都會在衍射花樣中得到體現(xiàn)，主要表現(xiàn)在衍射線條數(shù)目、位置及其強度上，如同指紋，反應(yīng)每種物質(zhì)的特征。定性分析：根據(jù)衍射線條的位置可確定物相是什么。定量分析：根據(jù)衍射線條的位置和強度可以確定物相有多少。將實驗測定的衍射花樣與已知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的衍射花樣比較，從而判定未知物相。

混合試樣物相的X射線衍射花樣是各個單獨物相衍射花樣的簡單迭加，根據(jù)這一原理，就有可能把混合物物相的各個物相分析出來。

3.5.1.1物相定性分析(是什么?)定性分析實質(zhì)上就是信息的采集處理和查找核對標(biāo)準(zhǔn)花樣兩件事情。物相標(biāo)準(zhǔn)衍射圖譜（花樣）的獲取將各種衍射花樣的特征數(shù)字化，制成一張卡片或存入計算機，即將卡片上列出物相名稱、該相經(jīng)X－Ray衍射后得到的d值數(shù)量和相對應(yīng)的I。這種方法是J.D.Hanawalt(哈那瓦特)于1938年創(chuàng)立的。標(biāo)準(zhǔn)粉末衍射數(shù)據(jù)指常用的ASTM（AmericanSocietyforTestingandMaterials)和PDF(PowderDiffractionfiles)卡片。定性分析-工具（PDF卡片）Hanawalt早在二十世紀(jì)三十年代就開始搜集上千種物質(zhì)的衍射花樣，保存為標(biāo)準(zhǔn)卡片－－粉末衍射卡片（PDF）。每年補充更新。既包括實驗測量的數(shù)據(jù)，又包括由計算得到的數(shù)據(jù)。d1a1b1c1d

78I/I12a2b2c2dd?I/I1hkld?I/I1hklRad.λFilterDia.CutoffColl.I/I1dcorr.abs.?Ref.399Sys.S.G.a0b0c0ACΑβγZRef.4εα

nωβ

eγSign2VDmpColorRef.5

6

10PDF卡片（1）1a、1b、1c,三個位置上的數(shù)據(jù)是衍射花樣中前反射區(qū)（2θ<90°）中三條最強衍射線對應(yīng)的面間距，1d位置上的數(shù)據(jù)是最大面間距。

（2）2a，2b，2c，2d區(qū)間中所列的是（1）區(qū)域中四條衍射線的相對強度。最強線為100，當(dāng)最強線的強度比其余線小強度高很多時，有時也會將最強線強度定為大于100。(3)實驗條件輻射光源波長濾波片相機直徑所用儀器可測最大面間距測量相對強度的方法數(shù)據(jù)來源（3）第三區(qū)間列出了所獲實驗數(shù)據(jù)時的實驗條件。

Rad

所用X射線的種類（CuKα,FeKα…）

λ0X射線的波長（?）

Filter為濾波片物質(zhì)名。當(dāng)用單色器時，注明“Mono”

Dia

為照相機鏡頭直徑，當(dāng)相機為非圓筒形時，注明相機名稱

Cutoff.為相機所測得的最大面間距；

Coll.為狹縫或光闌尺寸；

I/I1

為測量衍射線相對強度的方法

（衍射儀法-Diffractometer，測微光度計法-Microphotometer，目測法-Visual）；

dcorrabs？所測d值的吸收矯正（No未矯正，Yes矯正）；

Ref.說明底3，9區(qū)域中所列資源的出處。(4)晶體學(xué)數(shù)據(jù)晶系空間群晶胞邊長軸率A=a0/b0C=c0/b0軸角單位晶胞內(nèi)“分子”數(shù)數(shù)據(jù)來源（4）第4區(qū)間為被測物相晶體學(xué)數(shù)據(jù)：

sys.物相所屬晶系；

S·G.物相所屬空間群；

a0，b0，c0

物相晶體晶格常數(shù)，A=a0/b0,B=c0/b0軸率比；

α，β，γ物相晶體的晶軸夾角；

Z.晶胞中所含物質(zhì)化學(xué)式的分子數(shù)；

Ref.第四區(qū)域數(shù)據(jù)的出處。(5)光學(xué)性質(zhì)折射率光學(xué)正負性光軸角密度熔點顏色數(shù)據(jù)來源（5）第五區(qū)間是該物相晶體的光學(xué)及其他物理常數(shù)：

εα,nωβ,eγ

晶體折射率；

sign.晶體光性正負；

2V.晶體光軸夾角；

D.物相密度；

MP.物相的熔點；

Color.物相的顏色，有時還會給

出光澤及硬度；

Ref.第5區(qū)間數(shù)據(jù)的出處。(6)樣品來源、制備方法、升華溫度、分解溫度等(7)物相名稱(8)物相的化學(xué)式與數(shù)據(jù)可靠性可靠性高-良好-i一般-空白較差-O計算得到-C（7）第7區(qū)間是該物相的化學(xué)式及英文名稱

有時在化學(xué)式后附有阿拉伯?dāng)?shù)字及英文大寫字母，其阿拉伯?dāng)?shù)表示該物相晶胞中原子數(shù)，而大寫英文字母則代表16種布拉維點陣：

C—簡單立方；B—體心立方；F—面心立方；T—簡單四方；U—體心四方；R—簡單三方；H—簡單六方；O—簡單正交；P—體心正交；Q—底心正交；S—面心正交；M—簡單單斜；N—底