X射線多晶衍射法.ppt

1、2020/7/30，頻譜導(dǎo)論，1，7.3 X射線多晶衍射法，實(shí)驗(yàn)條件：?jiǎn)紊玐射線，多晶樣品或粉末樣品，7.3.1特征和原理，角必須滿足布拉格方程2dH * K * L * Sin，獲得7.3.2粉末衍射I(2)，7.3 X射線多晶衍射法，7.3.3粉末衍射的應(yīng)用，1，物質(zhì)相分析，粉末衍射獲得的：I(2)，各種晶體的頻譜線具有固有位置、數(shù)量和強(qiáng)度。其中有幾個(gè)茄子更強(qiáng)的特點(diǎn)線路，可以進(jìn)行物相分析。jcpds(聯(lián)合委員會(huì)電源分配標(biāo)準(zhǔn))(也稱為PDF卡電源分配文件)、DA、dB、dC、dD，立方體a=b=c=ao，=90，7.3 X射線多晶衍射法，2020/7/30，光譜學(xué)簡(jiǎn)介，6，3，確定晶粒大小，

2、hkl=B經(jīng)常為0.89，hkk根據(jù)德布羅意的關(guān)系，=h/p=h/=h/=h/，10000V電場(chǎng)電子線路的波長(zhǎng)為12.3pm，7.4電子衍射法簡(jiǎn)介，2020/7/30，頻譜電子衍射法X射線衍射法穿透能力為10由于中子穿透能力大小，用中子衍射法確定晶體中H原子的位置更有效。7.4電子衍射法簡(jiǎn)介，2020/7/30，頻譜導(dǎo)論，9，7.4.2電子衍射法測(cè)量氣體分子的幾何，分子內(nèi)原子間的距離和相對(duì)取向是固定的，原子間散射差生波的干擾也引起衍射。原子散射系數(shù)Aj通過(guò)原子序數(shù)Zj，7.4電子衍射法簡(jiǎn)介，2020/7/30，頻譜導(dǎo)論，10，例如3360通過(guò)40000V的電子線獲得CS2蒸汽的衍射圖。其中強(qiáng)度

3、最大的衍射角分別為2.63o、4.86o。CS2被稱為求C-S鍵長(zhǎng)度的對(duì)稱線性分子。實(shí)驗(yàn)中獲得的S1=0.04713pm-1；S2=0.08698pm-1；S3=0.1265pm-1，通過(guò)衍射強(qiáng)度公式計(jì)算的： I=z2z 4 zczssin(RS)/RS 2 zs in(r s)/r s表示I=62 2162 4616 sin (RS)/157pm平均R=1551pm，7.4電子衍射簡(jiǎn)介，7.4.3低能量電子衍射在表面分析中的應(yīng)用，低能量電子衍射(LEED)，能量101000eV的低能量電子線波長(zhǎng)400但由于電子穿透能力弱，在牙齒能量范圍內(nèi)發(fā)生的衍射只是晶體內(nèi)500 1000 pm深度的電子散

4、射(與表面的幾層原子相同)。7.4電子衍射法簡(jiǎn)介，7.5 X射線熒光頻譜分析，7.5.1 X射線熒光分析方法和應(yīng)用，1，莫斯利定律和定性分析方法，莫斯利定律，=k(Z-s)-2；L1(0.5406nm)100；K2(0.0713nm)50；L2(0.5414nm)12；k1(0.0632nm)14；L1(0.5176nm) 50。其他元素的同名頻譜波長(zhǎng)變化規(guī)律：K1線Fe(Z=26)為0.1936nm是。Cu(Z=29)為0.1540nm是。Ag(Z=47)為0.0559nm是。Pb(Z=82)與0.0165nm、7.5 X射線熒光頻譜分析、2、定量分析、指定波長(zhǎng)處的X射線熒光強(qiáng)度與測(cè)量元素的

5、含量成正比，是定量分析的基礎(chǔ)。1氣體效果：氣體是指分析的元素以外的主要元素，氣體效果是指樣品的基本化學(xué)組成和物理、化學(xué)狀態(tài)變化，以及對(duì)分析譜線強(qiáng)度的影響。(1)影響定量分析的因素，A，輕元素作為稀釋物，與樣品均勻混合稀釋法；b、樣品制作得很薄的薄膜樣品法；c、使用標(biāo)準(zhǔn)樣品作為工作曲線進(jìn)行修改。7.5 X射線熒光頻譜分析，2020/7/30，頻譜簡(jiǎn)介，15，2非均勻效果：多相合金，粉末等非均勻材料的X射線熒光強(qiáng)度與粒子大小有關(guān)，粒子被大量吸收，粒子較小的熒光很強(qiáng)?？朔椒ǎ嚎梢跃?xì)研磨，制造液體或固體熔體。粉末表面可以壓縮，固體表面可以削平表面。3頻譜干涉：原子的X-張藝興光譜比光學(xué)光譜簡(jiǎn)單，但

6、復(fù)雜的樣品不可忽視。7.5 X射線熒光頻譜分析，2020/7/30，頻譜簡(jiǎn)介，16，(2)定量分析方法，1標(biāo)準(zhǔn)曲線法：準(zhǔn)備一系列標(biāo)準(zhǔn)樣品，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，確定標(biāo)準(zhǔn)曲線中要測(cè)量的元素含量。2標(biāo)準(zhǔn)添加法：也稱為增量法，將樣品分成N個(gè)，在n1個(gè)樣品中各添加不同的含量(1-3倍)。然后測(cè)量每個(gè)樣品的分析頻譜強(qiáng)度。通過(guò)映射以頻譜強(qiáng)度添加的元素含量，可以在測(cè)量目標(biāo)元素含量小的情況下得到近似的線校正曲線，直線外推到橫坐標(biāo)(含量)交點(diǎn)，是樣品中要測(cè)試的元素含量。3內(nèi)標(biāo)法：將相同的內(nèi)表元添加到樣品和一系列樣品中，以測(cè)量每個(gè)樣品的被測(cè)試元素分析頻譜善意熒光強(qiáng)度IL和內(nèi)表元內(nèi)表示線的熒光強(qiáng)度II。用IL/II測(cè)定系列

7、標(biāo)本中被測(cè)試元素的含量，得到耐表標(biāo)準(zhǔn)曲線。調(diào)查曲線中要測(cè)試的元素含量。7.5 X射線熒光頻譜分析，2020/7/30，頻譜簡(jiǎn)介，17，3，應(yīng)用，X射線熒光分析方法是測(cè)量原子序數(shù)592中元素的定性和定量分析的非常有效的成分分析方法，是同時(shí)檢測(cè)多個(gè)元素的快速、精確的分析方法，分析應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)分析x熒光法與原子發(fā)射光譜有很多共同點(diǎn)，但頻譜線更簡(jiǎn)單。方法特性強(qiáng)。不損傷樣品。分析含量范圍等突出優(yōu)點(diǎn)。隨著儀器技術(shù)及電腦技術(shù)的發(fā)展，它將成為要素分析的重要手段之一。7.5 X射線熒光頻譜分析，2020/7/30，頻譜簡(jiǎn)介，18，7.5.2 X射線熒光光譜儀，1，波長(zhǎng)色散X射線熒光光譜儀

8、，根據(jù)其光譜原理，X射線熒光光譜可分為波長(zhǎng)色散和能量色散兩種茄子主要類型。X-張藝興生成器，分光系統(tǒng)，探測(cè)器，記錄系統(tǒng)，7.5 X-張藝興熒光頻譜分析，2020/7/30，頻譜簡(jiǎn)介，19，(1)X-張藝興生成器，X-張藝興生成器熒光分析用x射線管功率較大，需要用水冷卻。通常，在分析重元素時(shí)，可以使用鎢靶，在分析輕元素時(shí)使用鉻靶，使用W-Cr靶材料的X射線可以用于廣泛的元素測(cè)量。高壓發(fā)生器通常輸出50-100kV、50-100mA，直流電源可以獲得更強(qiáng)的X射線。7.5 X射線熒光頻譜分析，2020/7/30，頻譜導(dǎo)論，20，(2)分光系統(tǒng)，使用晶體光譜儀，7.5 X射線熒光頻譜分析，2020/7

9、/30，頻譜簡(jiǎn)介，大量電子瞬間跑到兩極，電流突然變大，高電壓下降，產(chǎn)生脈沖輸出。在一定條件下，脈沖輸出寬度與入射X射線光子能量成正比。將X射線光子能量轉(zhuǎn)換為電能的裝置，一般使用：7.5 X射線熒光頻譜分析，2020/7/30，頻譜簡(jiǎn)介，22，2閃爍柜臺(tái)3360閃爍晶體和光電倍增管。當(dāng)X射線通過(guò)鈹窗進(jìn)入閃爍晶體時(shí)，閃爍晶體吸收X射線，發(fā)射一定數(shù)量的可見光電子，然后被光電倍增管檢測(cè)并轉(zhuǎn)換為傳記脈沖信號(hào)。脈沖高度與入射x射線光子能量成正比。3半導(dǎo)體柜臺(tái)：由摻鋰的硅(或钚)半導(dǎo)體制成，在N，P區(qū)域之間有Li漂移區(qū)域。x射線作用于鋰漂移區(qū)，鋰的離子半徑小，因此容易通過(guò)半導(dǎo)體，形成鋰離聚能，形成電子-霍爾對(duì)。在電場(chǎng)作用下，它們分別移動(dòng)到N層和P層，形成傳記脈沖，脈沖高度與X射線能量成正比。7.5 X射線熒光頻譜分析，2020/7/30，頻譜簡(jiǎn)介，23，(4)記錄系統(tǒng)，記錄系統(tǒng)由放大器，脈沖高度分析器，讀數(shù)標(biāo)記等三部分組成。其中，脈沖高度分析器是關(guān)鍵部件。以下是脈沖高度分析器電路圖：7.5 X射線熒光頻譜分析，2020/7/30，頻譜簡(jiǎn)介，24，2，能量色散X射線熒光光譜儀，通過(guò)將系數(shù)系數(shù)-熒光強(qiáng)度-坐標(biāo)、脈沖寬度-即通道數(shù)、光子能量或X射線熒光波長(zhǎng)-的坐標(biāo)，獲得能量色散熒光光譜。與波長(zhǎng)色散譜儀相