XRD名词ZQ.docx

相干散射：相干散射是指入射电子与原子内受核束缚较紧的电子（如内层电子）发生弹性碰撞作用，其辐射出的电磁波的波长与频率与入射电磁波完全相同，新的散射波之间可以发生相互干涉。
非相干散射：当χ射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后，可以得到波长比入射χ射线长的χ射线，且波长随散射方向不同而改变，这种散射现象称为非相干散射。
光电效应：当入射X射线光子能量等于某一阈值，可击出原子内层电子， 产生光电效应。
二次特征辐射（X射线荧光辐射）：一个具有足够能量的χ射线光子从原子内部打出一个K电子，当外层电子来填充K空位时，将向外辐射K系χ射线，这种由χ射线光子激发原子所发生的辐射过程，称荧光辐射或二次荧光。
俄歇效应：当原子中K层的一个电子被打出后，它就处于K激发状态，其能量为Ek。如果一个L层电子来填充这个空位，K电离就变成了L电离，其能由Ek变成El，此时将释Ek-El的能量，可能产生荧光χ射线，也可能给予L层的电子，使其脱离原子产生二次电离。即K层的一个空位被L层的两个空位所替代，这种现象称俄歇效应。
俄歇电子：原子外层电子跃迁填补内层空位后释放能量并产生新的空位，这些能量被包括空位层在内的临近原子或较外层电子吸收，受激发逸出原子的电子叫做俄歇电子。
吸收限：指χ射线通过物质时光子的能量大于或等于使物质原子激发的能量，如入射光子的能量必须等于或大于将K电子从无穷远移至K层时所作的功W，称此时的光子波长λ称为K系的吸收限。
短波限：电子与靶材相撞，其能量（eV）全部转变为辐射光子能量，此时光子能量最大、波长最短，因此连续谱有一个下限波长l0，即称为短波限。
选择反射：X射线的晶面反射与可见光的镜面反射是完全不同的概念。镜面可以任意角度反射可见光，但X射线只有在满足布拉格条件时才能衍射加强（这时看起来出现了反射）。因此，我们将X射线这种只有在特定角度下才出现的反射（衍射），称之为选择反射。
晶带轴：在晶体中如果若干个晶面同时平行于某一轴向时，则这些晶面属于同一晶带，而这个轴向就称为晶带轴。
晶带轴定律：若晶带轴的方向指数为[uvw]，晶带中某晶面的指数为HKL)，则有uH + vK + wL = 0，此公式称为晶带定理。
倒易点阵：将空间点阵（真点阵或实点阵)经过倒易变换，就得到倒易点阵.倒易点阵的外形也很象点阵，但其上的节点是对应着真点阵的一组晶面。
倒易矢量的基本性质： ① r*HKL ^正点阵中相应(HKL)晶面；② | r*HKL| = 1/ dHKL （长度为晶面间距的倒数）
结构因子：结构因子即一个晶胞散射强度与单电子散射强度之比，反映了原子排布以及原子种类对散射强度的影响。

多重因子：在多晶体衍射中同一晶面族{HKL}各等同晶面的面间距相等，根据布拉格方程这些晶面的衍射角2 q都相同，因此，等同晶面族的反射强度都重叠在一个衍射圆环上。把同族晶面{HKL}的等同晶面数P称为衍射强度的多重因子
原子散射因子:

系统消光：由于结构因子Fhkl=0而使衍射线消失的现象。
点阵消光：在复杂点阵中，由于面心或体心上有附加阵点而引起的Fhkl=0，称为点阵消光。
织构圆锥：
连续X射线谱：当管压较低时，呈现在一定波长范围内连续分布的X射线波谱，即连续谱。
特征X射线谱：管压超过一定程度后，在某些特定波长位置出现强度很高、非常狭窄的谱线，它们叠加在连续谱强度分布曲线上；当改变管压或管流时，这类谱线只改变强度，而波长值固定不变，这就是X射线特征谱。
干涉面、干涉指数：晶面（hkl）的n级反射面(nh,nk,nl)，可以表示成(HKL)，称为反射面或者干涉面，其中H=nh, K=nk, L=nl；干涉面的面指数称为干涉指数。
面角重合定律：在相同的热力学条件下，同一物质的各晶体之间比较，相应晶面的大小、形状和个数可以不同，但相应晶面间的夹角不变，一组特定的夹角构成这种物质所有晶体的共同特征。
X射线散射、衍射、反射：x射线散射：X射线照射晶体，电子受迫振动产生相干散射；同一原子内各电子散射波相互干涉形成原子散射波。衍射：晶体中各原子相干散射波叠加（合成）的结果。反射：入射线照射各原子面产生的反射线实质是各原子面产生的反射方向上的相干散射线。记录的样品反射线实质是各原子面反射方向上散射线干涉加强的结果，即衍射线。所以，在材料的衍射分析中，“反射”与“衍射”作为同义词使用。
质量吸收系数：设 mm= m/r （r为物质密度）， 称mm为质量吸收系数，mm 为X射线通过单位质量物质时能量的衰减，亦称单位质量物质对X射线的吸收。
劳埃法：该法采用连续X射线照射不动的单晶体。连续谱的波长有一个范围，对应的反射球也会处于两个球面之间，处于这两个球面内的倒易阵点，均会在一定的波长下会满足布拉格条件，从而产生衍射。
旋转晶体法：该法采用单色X射线照射转动的单晶体。在晶体转动的过程中，相当于处于O点的倒易点阵绕某个轴旋转，在某一瞬间总会有某一倒易阵点与厄瓦尔德球相交，相交的瞬间，与该倒易阵点对应的晶面就会产生衍射。
粉末法：该法采用单色X射线照射多晶试样。相当于位于O点的倒易阵点中，任意位向的阵点都有，则其中总会有与厄瓦尔德相交的，与该套倒易阵点对应的晶粒中，与厄瓦尔德球相交的晶面就能产生衍射。
相机的分辨本领与下列因素有关：相机的半径越大，分辨率本领越高；θ角越大，分辨本领越高；X射线波长越长，分辨本领越高；晶面间距越大，分辨本领越低。
X射线衍射分析：利用X射线衍射的方法对试样中由各种元素形成的具有确定结构的化合物（物相），进行定性和分析
物相定性分析时应注意的问题：
a) 考虑到实验数据存在一定的误差，故允许所得的晶面间距和相对强度与卡片的数据略有出入：一般来说，晶面间距的误差约为0.2%，不能超过1%；而相对强度的误差则允许大一些；
b) 晶面间距比相对强度相对重要：从实验数据中得到的晶面间距和相对强度均会存在误差，但是由于影响衍射花样中强度的因素要复杂得多，因此在定性分析时晶面间距的数据要更为重要；
c) 低角度线比高角度线重要：这是因为低角度的晶面间距比较大，其间隔也大，而高角度的晶面间距较小，其间隔一般比较小；因此对于不同的晶体而言，低角度时晶面间距相同的机会要比高角度时小；
d) 强线比弱线重要：在衍射花样中，最重要的是三强线；在衍射花样中，较强的线一般都会出现，而较弱的线在某些特殊情况下可能不会出现；
e) 要重视衍射花样中的特征线：衍射花样中晶面间距较大同时强度较高的线，在不同的衍射条件下一般都会出现，而且与其它物相的衍射线条相重的机会出较小，一般可以作为该物相的特征线，应该予以重视；
f) 在衍射分析以前，最好先弄清楚试样的来源和化学成分：对于物相较多较复杂的试样，事先弄清楚试样中的化学成分和可能存在的物相，对衍射分析非常重要；在某些情况下有的物相的线条位置比较相近，此时如果衍射花样中还有相重的线条的话，衍射分析会相当麻烦，但如果我们事先知道试样的化学成分和可能存在的物相，则分析工作就会变得相对简单；
g) 不要过分迷信卡片上的数据，注意资料的可靠性：查到卡片后，首先要注意卡片上的可靠性标志，如果可靠性标志为不高时，应该引起注意；另外，早期的X射线衍射一般是采用照像的方法，因此其强度可能与衍射仪法得到的花样存在一定的差别；
h) X射线衍射只能肯定某个物相存在，而不能确定某个相不存在：当混合物中某个物相的量很少或者该物相的散射能力较差时，它的衍射线条可能很难测到；比如在钨和碳化钨的混合物中，仅含0.1~0.2wt%钨时，就能观察到它的衍射线条；而碳化钨的含量在不少于0.3~0.5wt%时，其衍射线条才可见。
布拉菲晶胞类型与衍射花样的相关性
布拉菲点阵
单胞原子数
原子坐标
HKL
F HKL
晶面反射
简单
1
000
任意
f
存在
底心

2
000，½½0
H+K奇数
0
不存在
H+K偶数
2f
存在
体心
2
000，½½½
H+K+L奇数
0
不存在
H+K+L偶数
2f
存在
面心
4
000，½½0，½0½，0½½
H+K+L异性数
0
不存在
H+K+L同性数
4f
存在

晶粒大小对粉末衍射线形的影响：
粉末颗粒适当大小时，这些颗粒的取向完全是无规则的，各晶粒中指数相同的晶面取向分布于空间的任意方向。当粉末颗粒过大（大于10-3cm）时，参加衍射的晶粒数少，会使衍射线条起麻甚至不连续。但如果粉末颗粒过细（小于10-5cm）时，会使衍射线条变宽。这些都不利于分析工作。
为什么说衍射方向与点阵参数等几何因素有关，而衍射强度的大小与分布取决于组成晶胞的结构基元中各原子的性质、数目、位置以及晶体的不完整性？
答：从布拉格方程2dsinθ=nλ可知，在波长一定的情况下，衍射线的方向是晶面间距的d的函数，而d的大小又与点阵参数有关，所以衍射方向与点阵参数等几何因素有关
性质：不同性质的原子，含有的电子数不同，而电子是散射
位置：原子占据不同的坐标位置，它们的散射振幅和相位是各不相同的
金刚石消光：
面心点阵
金刚石型点阵
HKL
F2HKL
HKL
F2HKL
111
16f2
111
32f2
200
16f2
200
0
220
16f2
220
64f2
311
16f2
311
32f2
222
16f2
222
0
400
16f2
400
64f2
331
16f2
331
32f2
420
16f2
420
0
422
16f2
422
64f2
金刚石型点阵200,222,420 晶面不能产生衍射

金刚石结构属于面心立方布拉菲点阵，
同面心布拉菲点阵的系统消光规律，凡HKL为异性数的反射面不能产生衍射线
但由于金刚石型结构的晶胞中有8个原子，比一般的面心立方结构个原子，因此需要引入附加的系统消光2)、3)、4)。