修改多晶体的分析方法资料.pptx

第四章第四章 多晶体分析方法多晶体分析方法 4.1 4.1 4.1 4.1 引言引言引言引言4.2 4.2 4.2 4.2 粉末照相法粉末照相法粉末照相法粉末照相法4.4 X4.4 X4.4 X4.4 X射线衍射仪射线衍射仪射线衍射仪射线衍射仪返回总目录返回总目录返回总目录返回总目录4.3 4.3 4.3 4.3 其他照相法简介其他照相法简介其他照相法简介其他照相法简介4.1 4.1 引言引言 一一.衍射方法回顾衍射方法回顾1.1.劳埃法：劳埃法：连续连续X X射线（射线（变化）变化）单晶体（单晶体（不变）不变）通过通过改变改变使一些晶面和使一些晶面和之间满足布之间满足布拉格方程而产生衍射。拉格方程而产生衍射。衍射花样：衍射花样：一些排列规则的斑点。一些排列规则的斑点。2 2 周转晶体法：周转晶体法：单色单色X X射线射线 单晶体单晶体 通过旋转晶体通过旋转晶体改变改变各个晶面和入射各个晶面和入射X X射射线之间的线之间的夹角（夹角（）而产生衍射。而产生衍射。衍射花样：衍射花样：排列整齐的斑点。排列整齐的斑点。3.粉末法粉末法：单色单色X X射线射线 粉末多晶体，粉末多晶体，利用粉末多晶体中利用粉末多晶体中各晶粒随机分布的千变万化各晶粒随机分布的千变万化的取向的取向，而产生衍射，而产生衍射.衍射花样：衍射花样：在空间形成圆在空间形成圆锥锥。平底片上为同心圆环；平底片上为同心圆环；圆筒形底片上为一对对弧圆筒形底片上为一对对弧对对。粉末法分为粉末法分为照相法照相法和和衍射仪法衍射仪法 1.照相法：照相法：常用的是常用的是德拜德拜-谢乐法谢乐法，通过德拜，通过德拜相机拍摄出衍射线，从而计算出相机拍摄出衍射线，从而计算出角角dd晶面和晶体结构。晶面和晶体结构。2.2.衍射仪法：衍射仪法：采用测角仪和计数器，准确地测采用测角仪和计数器，准确地测出出22角以及衍射强度。角以及衍射强度。其优点：其优点：22角以及衍射强度的测量比照相角以及衍射强度的测量比照相法准确，减少了人为的误差。法准确，减少了人为的误差。4.2 4.2 粉末照相法粉末照相法一一.德拜法及德拜相机德拜法及德拜相机在底片上所留的在底片上所留的衍射花样衍射花样：一对对的弧对。一对对的弧对。根据弧对的位置根据弧对的位置角角dd晶体结构。晶体结构。需要需要注意注意的是：根据的是：根据2dsin=2dsin=最小的最小的角角，对应着最大的晶面间距对应着最大的晶面间距d d。细长底片细长底片：围成圆筒形围成圆筒形试样试样：位于圆筒轴心位于圆筒轴心入射入射X-rayX-ray:与圆筒轴垂直与圆筒轴垂直.德拜法的思路德拜法的思路 (二二)德拜相机德拜相机构造构造：1.1.(不透光不透光)金属筒形外壳金属筒形外壳：将底片固定成圆筒形，紧将底片固定成圆筒形，紧紧附在相机盒内壁；紧附在相机盒内壁；2.2.试样架试样架：位于筒形轴心：位于筒形轴心位置，用来固定试样；位置，用来固定试样；3.3.光阑光阑：固定入射：固定入射X-rayX-ray的的 方向和位置，限制入射线的不平行度、尺寸，也方向和位置，限制入射线的不平行度、尺寸，也 称准直管；称准直管；4.4.承光管承光管：监视入射线和试样的相对位置，同：监视入射线和试样的相对位置，同 时吸收透射的时吸收透射的X-rayX-ray。.德拜相机德拜相机另外，德拜相机的直径也不是随另外，德拜相机的直径也不是随便一个尺寸，为了方便计算便一个尺寸，为了方便计算2角设角设计了两个尺寸：计了两个尺寸：D=57.3mm周长周长180mmD=114.6mm周长周长360mm(1).(1).正装法正装法：X-rayX-ray从底片接口处入射。从底片接口处入射。(2).(2).反装法反装法：X-rayX-ray从底片中心孔射入。从底片中心孔射入。(3).(3).偏装法（不对称装法）偏装法（不对称装法）：底片上有两个孔，分：底片上有两个孔，分 别对装在光阑和承光管的位置。别对装在光阑和承光管的位置。（三）（三）.底片的安装底片的安装注意：注意：穿入点穿入点2 2为为180180。，穿，穿出点为出点为0 0。二二.试样制备：试样制备：试样尺寸：试样尺寸：0.20.21mm 10 1mm 10 15mm15mm要求要求:粉末要有合适的细度粉末要有合适的细度(过过250 250 325325目目 筛筛),),过粗过粗,参加衍射的晶粒数减少参加衍射的晶粒数减少,衍射线条不连续衍射线条不连续;过细过细,则衍射线条则衍射线条 变宽变宽,不利于分析不利于分析 。制粉注意事项：制粉注意事项：圆柱试样的制备：圆柱试样的制备：细玻璃丝在粉末中滚动；细玻璃丝在粉末中滚动；将粉末填充到玻璃毛细管中；将粉末填充到玻璃毛细管中；用金属毛细管成型；用金属毛细管成型；金属细棒（金属多为多晶体），但要注意金属细棒（金属多为多晶体），但要注意 择优取向。择优取向。制粉注意事项：制粉注意事项：要取脆性项、韧性相混合均匀的相，不能要取脆性项、韧性相混合均匀的相，不能漏掉韧性相；漏掉韧性相；机械方法制粉避免产生内应力，或将粉末机械方法制粉避免产生内应力，或将粉末退火以消除内应力。因为内应力使晶格畸变，退火以消除内应力。因为内应力使晶格畸变，不利于分析。不利于分析。圆柱试样的制备：圆柱试样的制备：制粉注意事项：制粉注意事项：三三.摄照规程的选择摄照规程的选择 入射入射X X射线波长射线波长：避免激发出试样的荧光：避免激发出试样的荧光 辐射（二次特征辐射）辐射（二次特征辐射）入入略略kk试试激发出荧光辐射激发出荧光辐射Z靶靶Z试样试样+1k试试激发出荧光辐射激发出荧光辐射太大太大易被试样吸收，衍射强度低易被试样吸收，衍射强度低（2 2）选择合适的滤波片，滤掉选择合适的滤波片，滤掉K K线（阳线（阳极靶的极靶的K K）。）。（3）管电压管电流管电压管电流I强，时间短强，时间短I弱，时间长弱，时间长影响影响I I的因素有许多，比如试样，相机直径：的因素有许多，比如试样，相机直径：D D大，大，I I与距离成反比，与距离成反比，I I弱弱 D D小，距底片距离短，小，距底片距离短，I I强强调整管电压、管电流使调整管电压、管电流使I I特征特征/I/I连连最大，最大，一般取工作电压为一般取工作电压为k k系激发电压的系激发电压的3535倍；倍；工作管流应工作管流应小于小于最大管流。最大管流。I强，时间短强，时间短I弱，时间长弱，时间长（4）曝光时间曝光时间：与与衍射线强度直接相关衍射线强度直接相关四四德拜相的误差及修正德拜相的误差及修正 1 1 德拜相衍射花样计算的思路德拜相衍射花样计算的思路R R4L4=L/R 可求出可求出但但L的测量精度受到试样的测量精度受到试样对衍射线吸收的影响；对衍射线吸收的影响；底片底片的的安装对安装对R有影响有影响2 2 试样吸收的误差试样吸收的误差由于吸收，只有试样表层的晶面参与衍射，由于吸收，只有试样表层的晶面参与衍射，使衍射线偏离了理论位置，衍射线（圆弧对）有使衍射线偏离了理论位置，衍射线（圆弧对）有一宽度。一宽度。测量时，用测量时，用2L0/R=4计算的计算的角较为准确。角较为准确。计算如下：试样半径为计算如下：试样半径为，则，则 2L2L外缘外缘=2L=2L0 0+2+2 所以所以2L0=2L外缘外缘23 3 底片伸缩的误差底片伸缩的误差底片的安装使底片的安装使R也存在误差，可以通过底片卷成圆筒形时的有效也存在误差，可以通过底片卷成圆筒形时的有效周长周长C0来计算准确的来计算准确的R.C0的测量的测量可通过可通过290 的两对弧对求出，的两对弧对求出，C0=A+B所以：所以：五五.衍射花样的测量及计算衍射花样的测量及计算德拜法衍射花样的测量主要是德拜法衍射花样的测量主要是测量测量线线条的条的相对位置相对位置和和相对强度相对强度，然后再，然后再计算计算角角和和晶面间距晶面间距。以立方晶系为例（底片为偏装）以立方晶系为例（底片为偏装）1 1 对各弧对标号：从低角到高角依次标对各弧对标号：从低角到高角依次标1 11 1,2,22 22 2 测量有效周长测量有效周长C C0 03 3 测量弧对间距，注意测量测量弧对间距，注意测量2L2L外缘外缘，计算出，计算出2L2L0 0,高角弧对高角弧对的测量用的测量用C C0 0减去相对应的低角弧对，即减去相对应的低角弧对，即2L=C2L=C0 0-2L-2L4 4 计算计算角。角。5 5 计算计算d d值。值。6 6 估计各线条的相对强度估计各线条的相对强度I/II/I1 17 7 查查PDFPDF卡片，根据三强峰对应的卡片，根据三强峰对应的d d值，鉴定物相。值，鉴定物相。德德拜拜法法衍衍射射几几何何8 衍射线指标化，判别物质的点阵类型衍射线指标化，判别物质的点阵类型对于立方系：对于立方系：对同一晶体而言对同一晶体而言 相同相同 ，令，令则：则：当当角：由角：由小小大大排列；排列；d：由由大大小小排列；排列；N：由由小小大大排列；排列；不同晶系的不同晶系的N值由小值由小大排列有表可查。大排列有表可查。将将Ni/N1比值按顺序排列出来。比值按顺序排列出来。衍射线的干涉指数衍射线的干涉指数关于简单立方和体心立方衍射花样的判别：关于简单立方和体心立方衍射花样的判别：用头两根线的用头两根线的衍射强度衍射强度作为判别。作为判别。由于相邻线条由于相邻线条相差不大，在衍射强度诸因素中，相差不大，在衍射强度诸因素中，多重性因子多重性因子等起主导作用。等起主导作用。简单立方：简单立方：头两根线的指数分别为头两根线的指数分别为100100及及110110，P P分别为分别为6 6、1212；体心立方：体心立方：头两根线的指数则为头两根线的指数则为110110与与200200。P P分别为分别为6 6、1212；简单立方花样中第二根线应较强，简单立方花样中第二根线应较强，体心立方体心立方则第一根线应较强。则第一根线应较强。9 计算点阵常数计算点阵常数根据公式根据公式可粗略的计算点阵常数可粗略的计算点阵常数注意：注意：尽量采用高角比较准确尽量采用高角比较准确第三节 其他照相法简介一一对称聚焦照相法对称聚焦照相法1 思路：思路：同类（同类（HKL）面的衍射线分布在衍射）面的衍射线分布在衍射圆锥上，单位弧长上的衍射强度较弱，底圆锥上，单位弧长上的衍射强度较弱，底片曝光时间很长，若能将同类（片曝光时间很长，若能将同类（HKL）面）面的衍射线集中于一点，则大大提高衍射强的衍射线集中于一点，则大大提高衍射强度。度。2 2 聚焦相机的衍射几何聚焦相机的衍射几何将光源（发散光源）、试样以及反射线的聚焦将光源（发散光源）、试样以及反射线的聚焦点设在同一圆上（该圆称为聚焦圆），该圆与点设在同一圆上（该圆称为聚焦圆），该圆与相机的内腔重合，底片贴于圆内侧。相机的内腔重合，底片贴于圆内侧。由光源发出的由光源发出的X射线经试样上不同部位的同射线经试样上不同部位的同类（类（HKL）晶面反射后衍射线仍能聚集于一点。）晶面反射后衍射线仍能聚集于一点。（为什么？）（为什么？）3 3 优点优点分辨本领高，有利于摄取高分辨本领高，有利于摄取高角的衍射线（如角的衍射线（如图图2 90o），常用于点阵常数的测量。），常用于点阵常数的测量。二二 背射平板照相法背射平板照相法1 1思路：思路：德拜法摄取的是衍射圆弧中的部分德拜法摄取的是衍射圆弧中的部分弧对，但当需要分析晶粒大小、择优取弧对，但当需要分析晶粒大小、择优取向、晶体完整性等一些信息时就需要拍向、晶体完整性等一些信息时就需要拍摄整个圆环摄整个圆环平板照相法采用平板相平板照相法采用平板相匣（底片）达到此目的。匣（底片）达到此目的。2 衍射几何衍射几何光源（发散）、试样、衍射线聚焦点位于同一光源（发散）、试样、衍射线聚焦点位于同一圆上，平板底片位于背散射位置，衍射花样为圆上，平板底片位于背散射位置，衍射花样为一系列同心圆环，每摄取一个花样，试样和平一系列同心圆环，每摄取一个花样，试样和平板底片间的距离都要改变（根据板底片间的距离都要改变（根据d d值计算改变）值计算改变）3 3 用途：用途：在已知物相和晶体结构的基础上分析晶体在已知物相和晶体结构的基础上分析晶体的完整性、择优取向、晶粒大小等信息。的完整性、择优取向、晶粒大小等信息。三三 晶体单色器晶体单色器1 1 目的：目的：产生单色纯净的产生单色纯净的X X射线，用于衍射分析时的光射线，用于衍射分析时的光源。源。2 2 思路：思路：选择反射本领强的单晶体，其表面制作成与选择反射本领强的单晶体，其表面制作成与某个反射本领大的晶面平行，当一束多色的某个反射本领大的晶面平行，当一束多色的X X射线照射线照到单晶上后只有符合布拉格方程的单色到单晶上后只有符合布拉格方程的单色X X射线才能衍射线才能衍射，利用聚焦圆将单色的衍射线汇聚到预分析的试样射，利用聚焦圆将单色的衍射线汇聚到预分析的试样上，再进行衍射分析。上，再进行衍射分析。目前常用的单色器为石墨晶体，利用其（目前常用的单色器为石墨晶体，利用其（00020002）面族）面族反射反射CuKCuK射线，对其进行单色化处理。射线，对其进行单色化处理。4.4 X4.4 X射线衍射仪射线衍射仪 组成部分：组成部分：X X射线发生器、测角仪、辐射探射线发生器、测角仪、辐射探测器、记录单元、自动控制单元等。测器、记录单元、自动控制单元等。优点：优点：（1 1）工作效率高（照相法底片处）工作效率高（照相法底片处理时间长）理时间长）;（2 2）探测器灵敏度高）探测器灵敏度高;（3 3）样品范围广，制样简便）样品范围广，制样简便;（4 4）分析快速，结果直观。分析快速，结果直观。X X射线衍射仪是采用辐射探测器和测角仪来记录衍射线位射线衍射仪是采用辐射探测器和测角仪来记录衍射线位置和强度的分析仪器。置和强度的分析仪器。X X射线衍射仪的测量原理：射线衍射仪的测量原理：利用德拜相机的光学原理。利用德拜相机的光学原理。德拜相机德拜相机-利用底片记录衍射花样利用底片记录衍射花样;X射线衍射仪射线衍射仪-用仪器接受衍射用仪器接受衍射X-rayX-ray并加并加以记录以记录测量出所有晶面参与衍射的测量出所有晶面参与衍射的22角，角，并准确记录其对应的衍射线的强度并准确记录其对应的衍射线的强度I I再将其再将其绘制成曲线，即可进行晶体结构分析。绘制成曲线，即可进行晶体结构分析。要解决的关键问题：要解决的关键问题：相同的（相同的（hklhkl）面的衍射线是全方位散射的）面的衍射线是全方位散射的（衍射线在空（衍射线在空间为圆锥）间为圆锥）设法加以聚焦。设法加以聚焦。试样对衍射线的吸收大试样对衍射线的吸收大使用板状试样，减小吸收；使用板状试样，减小吸收；衍射线接受装置衍射线接受装置计数管（探测器）；计数管（探测器）；计数管和试样的的移动要满足布拉格条件计数管和试样的的移动要满足布拉格条件移动要满移动要满足足 2关系关系。这些问题解决的关键是由两个机构实现的：这些问题解决的关键是由两个机构实现的：1.X1.X射线测角仪射线测角仪解决聚焦和精确测量解决聚焦和精确测量2角的问题；角的问题；2.2.辐射探测仪辐射探测仪解决记录分析衍射线能量解决记录分析衍射线能量(强度强度)问题。问题。一一 X X射线测角仪射线测角仪侧角仪是衍射仪的最侧角仪是衍射仪的最核心部件，它相当于核心部件，它相当于德拜法中的相机。其德拜法中的相机。其基本构造：基本构造：（一）概述（一）概述 1 X1 X射线测角仪的构造射线测角仪的构造 样品台样品台H H位于侧角仪中心，可绕位于侧角仪中心，可绕O O轴轴(垂直于画垂直于画面面)旋转，平板样品旋转，平板样品C C放置于样品台。放置于样品台。X X射线源射线源由由X-rayX-ray管的靶管的靶T T上的线状焦点上的线状焦点S S发出的，发出的，S S位于以位于以O O轴为中心的圆周上，轴为中心的圆周上，S S（线焦点）（线焦点）O O轴。轴。计数管计数管G G和光源和光源S S位于同一圆周上位于同一圆周上,G,G前有一接前有一接受狭缝受狭缝F F，F F、G G均固定于支架均固定于支架E E（称为测角仪台）上，（称为测角仪台）上，支架支架E E可绕可绕O O轴旋转。轴旋转。3 3 测量动作测量动作：样品台与测角仪台可绕：样品台与测角仪台可绕O O轴转动轴转动,当样品表当样品表面相对入射面相对入射X-rayX-ray转过转过角，测角仪台相对于入射线角，测角仪台相对于入射线转动转动22角角，这一动作称为，这一动作称为-2-2连动。连动。扫描时扫描时：计数管的角位置（：计数管的角位置（22）可从刻度）可从刻度K K上直接读出，上直接读出，计数管从计数管从2=32=3160160进行转动，记录下每个进行转动，记录下每个22角方向衍射线对应的强度，并绘制成图角方向衍射线对应的强度，并绘制成图衍射图。衍射图。问题：问题：1 1同类（同类（HKLHKL）晶面的衍射线怎样才能聚焦于接受狭缝）晶面的衍射线怎样才能聚焦于接受狭缝F?F?2 2为何为何-2-2连动就可记录下所有晶面的衍射线？（计连动就可记录下所有晶面的衍射线？（计数管如何能刚好转到有衍射线的位置？）数管如何能刚好转到有衍射线的位置？）2 2 光源光源由由S S发出的发散光束，样品发出的发散光束，样品采用平板试样采用平板试样（二）（二）测角仪的衍射几何测角仪的衍射几何1 1 聚焦问题：聚焦问题：使点光源使点光源S S、试样表面、接受狭缝试样表面、接受狭缝F F必须必须位于同一圆上位于同一圆上聚焦圆，（此时，同一（聚焦圆，（此时，同一（HKLHKL）面）面的衍射线与入射线形成的圆周角均为的衍射线与入射线形成的圆周角均为-2-2，故能聚，故能聚焦）焦）在计数管与样品连动扫描过程中，聚焦圆的的大在计数管与样品连动扫描过程中，聚焦圆的的大小在变化。因此样品表面的曲率也应随之变化，但样小在变化。因此样品表面的曲率也应随之变化，但样品表面不可能实现这一要求，只能做近似处理，采用品表面不可能实现这一要求，只能做近似处理，采用平板样品，使试样上的一点平板样品，使试样上的一点O O始终和聚焦圆相切，则从始终和聚焦圆相切，则从o o点发出的衍射线聚焦最好，其余部分采用近似聚焦。点发出的衍射线聚焦最好，其余部分采用近似聚焦。2 2 为何为何-2-2连动就可记录下所有晶面的衍射线？连动就可记录下所有晶面的衍射线？（计数管如何能刚好转到有衍射线的位置？）（计数管如何能刚好转到有衍射线的位置？）注意：在衍射仪法中能参与衍射的晶面是与表面平行的晶面。因此，当试样表面与入射线的夹角为因此，当试样表面与入射线的夹角为，且连续从小且连续从小角向大角向大角转动时，计数管沿测角转动时，计数管沿测角仪圆以角仪圆以22角连动，当某个（角连动，当某个（hklhkl）面刚好满）面刚好满足布拉格方程产生衍射线时，计数管刚好处于足布拉格方程产生衍射线时，计数管刚好处于22角方向记录下衍射线。角方向记录下衍射线。（三）测角仪的光学布置（三）测角仪的光学布置狭缝光阑狭缝光阑a限制入射限制入射X射线的水平发散度射线的水平发散度梭拉光阑梭拉光阑S1限制了入限制了入射射X射线的垂直发散度射线的垂直发散度狭缝光阑狭缝光阑b控制入射控制入射线在试样上的照射面积线在试样上的照射面积梭拉光阑梭拉光阑S2限制了衍限制了衍射线的垂直发散度；射线的垂直发散度；接受狭缝接受狭缝F限制了衍限制了衍射线的水平发散度，射线的水平发散度，控制衍射线进入计数器控制衍射线进入计数器的辐射能量。的辐射能量。线焦点线焦点S S可使较多的入射线能量照射到试可使较多的入射线能量照射到试 样上；样上；狭缝光阑狭缝光阑a a限制入射限制入射X X射线的水平发散度；射线的水平发散度；梭拉光阑梭拉光阑S S1 1限制了入射限制了入射X X射线的垂直发散度；射线的垂直发散度；狭缝光阑狭缝光阑b b控制入射线在试样上的照射面积；控制入射线在试样上的照射面积；试样试样与线焦点与线焦点S S平行；平行；梭拉光阑梭拉光阑S S2 2限制了衍射线的垂直发散度；限制了衍射线的垂直发散度；接受狭缝接受狭缝F F限制了衍射线的水平发散度，限制了衍射线的水平发散度，控制衍射线进入计数器的辐射能量。控制衍射线进入计数器的辐射能量。（四）对试样的要求（四）对试样的要求粉末试样不能过细或过粗，粒度在几微米粉末试样不能过细或过粗，粒度在几微米几十几十微米较合适。微米较合适。太细：太细：衍射线宽化，妨碍弱衍射线的出现，干衍射线宽化，妨碍弱衍射线的出现，干扰分析。扰分析。太粗：太粗：参与衍射的晶面太少，衍射强度不稳定，参与衍射的晶面太少，衍射强度不稳定，也会干扰分析。也会干扰分析。一般用粉末压制成的平板试样，也可采用一般用粉末压制成的平板试样，也可采用多晶块状试样。多晶块状试样。二二 衍射仪的测量方法衍射仪的测量方法连续扫描连续扫描：在选定的：在选定的22角范围内，计数器以一定角范围内，计数器以一定的扫描速度与样品（台）实现的扫描速度与样品（台）实现 2从小到大的从小到大的连动连动扫描，测量从小到大的衍射角（扫描，测量从小到大的衍射角（22）及相应的衍射强）及相应的衍射强度，结果获得度，结果获得I-2I-2曲线。（见下图）曲线。（见下图）特点特点：可获得完整而连续的衍射图，扫描速度快、工可获得完整而连续的衍射图，扫描速度快、工作效率高，常用于物相的作效率高，常用于物相的定性分析定性分析。分为连续扫描和步进扫描分为连续扫描和步进扫描1.1.连续扫描连续扫描常用于试样的定性分析常用于试样的定性分析2.2.阶梯扫描法（步进扫描法阶梯扫描法（步进扫描法常用于定量分析工作常用于定量分析工作）计数器首先固定在起始计数器首先固定在起始22角（已知）位置，按设定时角（已知）位置，按设定时间定时计数（间定时计数（例如例如5s5s）获得）获得该该22处衍射强度；处衍射强度；然后将计数器以一定的步进宽度转动然后将计数器以一定的步进宽度转动一个角度（一个角度（0.02），再记录该角度处的完整衍射峰的衍射强度；再记录该角度处的完整衍射峰的衍射强度；每转动一个角度，重复上述过程；每转动一个角度，重复上述过程；结果获得两两相隔一个步长结果获得两两相隔一个步长（0.02）的各的各22角对应的角对应的衍射强度。衍射强度。特点特点：常用于定量分析工作，可精确测量衍射峰的积分强常用于定量分析工作，可精确测量衍射峰的积分强 度、位置；度、位置；精度高，但费时，通常只用于测量角范围不大的衍精度高，但费时，通常只用于测量角范围不大的衍 射图。射图。本章习题1.某单一物相粉末样品的某单一物相粉末样品的X射线衍射谱图中射线衍射谱图中2 由小到由小到大的前几个衍射峰的大的前几个衍射峰的d值分别为：值分别为：3.260 2.821 1.994 1.701 1.628 1.410 1.294 1.261 1.152()。已知该。已知该样品属立方晶系，试问它是简单立方、体心立方还是样品属立方晶系，试问它是简单立方、体心立方还是面心立方？为什么？求该物相的点阵常数。面心立方？为什么？求该物相的点阵常数。2.采用采用CuK=0.15418nm对某氧化物粉体进行对某氧化物粉体进行X射线射线衍射分析，测得在衍射分析，测得在2=28.26 处的衍射峰的半高宽为处的衍射峰的半高宽为1.82，假设样品晶粒无择优生长，试计算该样品的，假设样品晶粒无择优生长，试计算该样品的平均晶粒大小。平均晶粒大小。测量参数（自学）测量参数（自学）1.狭缝光栏宽度狭缝光栏宽度.增加狭缝光栏宽度可使衍射强度增加，增加狭缝光栏宽度可使衍射强度增加，但分辨率下降；但分辨率下降；.增大发散狭缝宽度增大发散狭缝宽度b时应避免在时应避免在角较小角较小时因光束过宽而照射到样品之外为原则时因光束过宽而照射到样品之外为原则（否则降低了有效衍射强度，并带来样品（否则降低了有效衍射强度，并带来样品框等产生的干扰线条和背底强度）；框等产生的干扰线条和背底强度）；.防寄生散射狭缝影响峰背比，一般取其防寄生散射狭缝影响峰背比，一般取其宽度与发散狭缝同值；宽度与发散狭缝同值；.接收狭缝大小按强度及分辨率要求选接收狭缝大小按强度及分辨率要求选择，一般情况下，只要衍射强度足够择，一般情况下，只要衍射强度足够大，尽可能选用较小的狭缝宽度（增大，尽可能选用较小的狭缝宽度（增大分辨率）。大分辨率）。2.扫描速度扫描速度增大扫描速度可节省测试时间，但增大扫描速度可节省测试时间，但扫描速度过高，导致强度、分辨率下降，扫描速度过高，导致强度、分辨率下降，并导致衍射峰位偏移、峰形不对称、宽并导致衍射峰位偏移、峰形不对称、宽化等现象。化等现象。物相分析时，扫描速度常用物相分析时，扫描速度常用1/min或或2/min.X射线测量中的主要电路（自学）射线测量中的主要电路（自学）计数器计数器将进入计数器的衍射线变换成电流及电脉将进入计数器的衍射线变换成电流及电脉冲，并记录下单位时间内的电脉冲数，电脉冲数与冲，并记录下单位时间内的电脉冲数，电脉冲数与X射线射线强度成正比，固可精确的测定强度成正比，固可精确的测定X射线强度。射线强度。测量中的主要电路的测量中的主要电路的功能：功能：保证计数器能有最佳状态的输出脉冲；保证计数器能有最佳状态的输出脉冲；把计数电脉冲变为直观读取或记录的数据。把计数电脉冲变为直观读取或记录的数据。主要有以下几个装置：主要有以下几个装置：.脉冲高度分析器脉冲高度分析器：利用计数器产生的电脉冲高度（脉：利用计数器产生的电脉冲高度（脉冲电压）与冲电压）与X射线光子能量成正比的原理来判断射线光子能量成正比的原理来判断脉冲高度脉冲高度，达到剔除干扰脉冲，提高峰背比的目的。达到剔除干扰脉冲，提高峰背比的目的。.定标器定标器：对由计数器直接输入或经脉冲高度：对由计数器直接输入或经脉冲高度分析器输入的脉冲进行计数的电路，分析器输入的脉冲进行计数的电路，即测量即测量一段时间间隔内的脉冲数；定标器有定时计一段时间间隔内的脉冲数；定标器有定时计数和定数计时两种工作方式，数和定数计时两种工作方式，通常采用定时通常采用定时计数工作方式，计数时间和计数值由数显装计数工作方式，计数时间和计数值由数显装置显示，也可打印或由置显示，也可打印或由x-y记录仪绘图。记录仪绘图。.计数率仪计数率仪：直接地连续地测量平均脉冲速率：直接地连续地测量平均脉冲速率（单位时间内的脉冲数）。（单位时间内的脉冲数）。X X射线衍射仪的主要组成及功用射线衍射仪的主要组成及功用 脉冲高度脉冲高度分析器分析器高压发生器高压发生器测角仪测角仪计数器计数器计数率仪计数率仪定时定标器定时定标器为为X X射线管提供稳定的电压和电流，射线管提供稳定的电压和电流，使使X X射线管发出射线管发出X X射线。射线。t t定测定测N N，N N定测定测t将将X X射射线线光光子子信信号号变变成成电电信信号号便便于于记录记录x-rayx-ray强度强度1.1.脉冲幅度及其分布的精确测量脉冲幅度及其分布的精确测量;2.2.扣除干扰和噪声脉冲扣除干扰和噪声脉冲 精确测定样品的衍射角度精确测定样品的衍射角度22值值将将脉脉冲冲信信号号转转变变为为直直流流电电压压，驱驱动动电位差计，记录电位差计，记录X X射线的强度射线的强度本本 章章 结结 束束返回总目录返回总目录返回总目录返回总目录返回本章目录返回本章目录返回本章目录返回本章目录