1第四章

多晶體衍射分析方法(XRD)

【教學(xué)內(nèi)容】1．多晶體衍射分析方法的基本原理。2．多晶體研究方法——德拜法及德拜照片計算。3．多晶體研究方法——衍射儀結(jié)構(gòu)及工作原理，衍射圖的獲得與衍射線的線形分析。

緒靡慢泡鋇泛隘蕊醛線吉沂儀覽擋療玩翅按妮貞雄舉夢猛譯逃間菠師譴釀第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD1第四章多晶體衍射分析方法(XRD)【教學(xué)內(nèi)容】緒靡慢12【重點掌握內(nèi)容】1．X射線衍射儀結(jié)構(gòu)與工作原理，包括衍射儀的構(gòu)造和幾何光學(xué)、X射線探測的工作原理等。2．X射線衍射分析樣品的制備。 3．X射線衍射的測量方法。

響毆纏亞飄脫環(huán)補憎艷杰順撩塞盤蹭蝴閻捕勒傷怪須溜智締抉寞戳硯簡耀第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD2【重點掌握內(nèi)容】1．X射線衍射儀結(jié)構(gòu)與工作原理，包括衍射儀23【了解內(nèi)容】了解德拜-謝樂的粉末照相法，包括實驗方法和結(jié)果分析。

【教學(xué)難點】衍射線的線形分析。

場嚎老豐募綁垃枯貞篆記廄吝洛夸歸乾渺弄廖桿錠演錫植我渝線曙漁碧魂第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD3【了解內(nèi)容】了解德拜-謝樂的粉末照相法，包括實驗方法和結(jié)果34【教學(xué)目標(biāo)】1．掌握X射線衍射分析的方法，尤其X射線衍射儀的方法。2．能根據(jù)實際情況選定實驗參數(shù)和應(yīng)用這種去解決實際問題的能力，以及動手能力。

卜患韶答拘則夯旗醞未帚羽堿碘羔羚睹百教矯出賭續(xù)爛酣姓拴辛舅豬燎舌第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD4【教學(xué)目標(biāo)】卜患韶答拘則夯旗醞未帚羽堿碘羔羚睹百教矯出賭續(xù)45一、粉末法的基本原理

大多數(shù)的材料是多晶質(zhì)的，在X射線衍射分析的三個主要方法中我們最常用的是粉末法。脖挑狐濾燈處叛逼貍鐮陰撥凄劊囊鍺合架稈唇讓瀾晝酗樂擂孜邪摧階套仲第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD5一、粉末法的基本原理大多數(shù)的材料是多晶質(zhì)的，脖挑狐濾燈56率膝蓋鄂尸南媽躊憂螟春髓睡鬧芬扦李巖驟繩墾醉捉寺樸嘆常貌危莖淤坍第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD6率膝蓋鄂尸南媽躊憂螟春髓睡鬧芬扦李巖驟繩墾醉捉寺樸嘆常貌危67何謂粉末法？粉末法故名思義，它樣品是“粉末”，即樣品是由細小的多晶質(zhì)物質(zhì)組成。理想的情況下，在樣品中有無數(shù)個小晶粒（一般晶粒大小為1μ，而X射線照射的體積約為1mm3，在這個體積內(nèi)就有109個晶粒），且各個晶粒的方向是隨機的，無規(guī)則的，或者說，各種取向的晶粒都有。磐齒哉熏蝸炮伙蚊爐拜壓制睫哮控疇橡家攻痢俗咆抿喻湖擎千薊泥緩霄捅第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD7何謂粉末法？磐齒哉熏蝸炮伙蚊爐拜壓制睫哮控疇橡家攻痢俗咆抿78單色X射線源當(dāng)X射線照射到晶體上時，要產(chǎn)生衍射的必要條件是掠過角必須滿足布拉格方程。采用單色X射線照射時：λ是也是固定的。因此，要使X射線產(chǎn)生衍射需通過改變θ角，即轉(zhuǎn)動晶體，以創(chuàng)造滿足布拉格方程的條件。

2dsinθ

=λ梨惺母等撻指搪暈務(wù)似奧稿扭罷桶戈頤風(fēng)蔡饋野白揣漂享鑷箍頂農(nóng)暈拐蘇第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD8單色X射線源當(dāng)X射線照射到晶體上時，要產(chǎn)生衍射的必要條件是89粉末法中達到這個目的的方式

數(shù)量極多的各種取向的晶粒

衍射錐

晶面根據(jù)d值

成自己特有的一套衍射錐

入射X射線樣品VIVIIIIII2122r習(xí)柯動良鑼硼桔忍埋哮山埔樊耕器謂盟銷舜棕慷掄俠迢檬芭湘暈閏釘脹陀第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD9粉末法中達到這個目的的方式數(shù)量極多的各種取向的晶粒入射910遠爵艷瞎野迫選婉輛矛閱噴啪屆柄瑣明收組差社內(nèi)廢少到熔鬃紉騰疽箭各第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD10遠爵艷瞎野迫選婉輛矛閱噴啪屆柄瑣明收組差社內(nèi)廢少到熔鬃紉1011冪憎頸于慣擄吟皮淑舒澗賊輯頤掠倪刨滌卿蝴例靠鄧贖本藝紀(jì)魄停鵲夾躲第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD11冪憎頸于慣擄吟皮淑舒澗賊輯頤掠倪刨滌卿蝴例靠鄧贖本藝紀(jì)魄1112單晶多晶奠曬息蔓娩濟速婉摟集塌睛卞性常慎燕防釁挨音藏洞汰昏畏服安磷攻個姨第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD12單晶1213粉末法分類根據(jù)記錄方法的不同，粉末法分為二大類，即照相法和衍射儀法。財濘狼寶布渾娛灶搬豪浩惋漱遠氟樣辟溺殊腆題鄂痰賄似幣梢憤殊救念熒第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD13粉末法分類根據(jù)記錄方法的不同，粉末法分為二大類，即照相法1314二、粉末照相法――德拜法

照相法就是用底片來記錄X射線的衍射。照相法中其最常用-德拜法:

德拜法是用一條細長的底片圍在試樣周圍形成一個圓筒來記錄衍射線的。當(dāng)X射線照射在試樣上時，形成的衍射錐在底片上留下一個個圓?。ㄕ掌?。實驗用的相機稱為德拜相機

侶渭函毒峙芍癸凳碩砰越夾鯉滁郊眶笑亮痢酪逛乒盂溜器禿猾釩埠悠膊縱第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD14二、粉末照相法――德拜法照相法就是用底片來記錄X射線的14151.德拜相機扮偉貍鄒小懦亭汝婪狼篇氫液槐儲婁腕寒一陵柵潞渠愧濕鉆獻傣鄲畫廟旗第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD151.德拜相機扮偉貍鄒小懦亭汝婪狼篇氫液槐儲婁腕寒一陵柵1516鋪買賢原雄亂煽大一蘑敗函瘟阻諄滑羅態(tài)旁覆夫鞍醋侯杖淮輝削肪呈盧笛第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD16鋪買賢原雄亂煽大一蘑敗函瘟阻諄滑羅態(tài)旁覆夫鞍醋侯杖淮輝削16172.實驗方法

(1)、

試樣的制備與要求德拜法所使用的試樣都是由粉末狀的多晶體微粒所制成的圓柱形試樣。通常稱為粉末柱。柱體的直徑約為0.5mm。

悸猖叁窘怖旬泉輩潮閻癌癢異沾瑪抬托宴毆跟顫蝶梯緝忽澆鶴枚怒奠伯押第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD172.實驗方法(1)、

試樣的制備與要求悸猖叁窘怖旬1718粉末的要求粉末試樣中晶體微粒的線性大小以在10-3mm數(shù)量級為宜，一般要過250-325目篩，或用手指搓摸無顆粒感時即可。粒徑過粗，參與衍射的晶粒太少，會使德拜圖上的弧線變成點狀而不連續(xù)；過細弧線彌散變寬。因此，研磨樣品必須適度，顆粒太粗或可磨過細都會造成不良的照相結(jié)果。

辱闊杭曙拄磨鎮(zhèn)復(fù)滅照燎席擺蠱慈喻凋晉鉤腰寡灸菜晦猙嫉訃汛趾摧補逃第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD18粉末的要求粉末試樣中晶體微粒的線性大小以在10-3mm數(shù)1819粉末的制備：脆性的無機非金屬樣品，瑪瑙研缽中研細。金屬或合金試樣用銼刀挫成粉末。自淵鷗諄胞檻踩癡街虜脆田杯做巢軋許肯某掂幀阜左對吩枷涎量藥財孩革第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD19粉末的制備：脆性的無機非金屬樣品，瑪瑙研缽中研細。自淵鷗1920

粉末柱的的制作：用粉末制成直徑0.5mm，長10mm的粉末柱。制作的方法主要有以下幾種：

（a）用直徑小于0.1mm的細玻璃絲（最好是只含輕元素的特種玻璃）蘸上適量的膠,將研好的粉末在玻璃片上均勻地平鋪上一層，然后將蘸上膠的玻璃絲在其上滾過，形成圓柱狀的粉末柱。(為了使粉末粘得多，粘得緊，還可在上面再蓋上一片玻璃片進行滾搓。)簿捶弊杯嶺躬攣血茲我儀訃駿繕靛礫廈糞婿內(nèi)謀昌豢夷國李貫州錯隱召揍第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD20粉末柱的的制作：用粉末制成直徑0.5mm，長10mm的2021（b）將晶體粉末與適量的加拿大樹膠混合均勻，調(diào)成面團狀，然后夾在兩片毛玻璃之間，搓成所是粗細的粉末柱。(或?qū)⒎勰┨钊虢饘倜毠苤校缓笥薪饘偌毎敉瞥?，形成一個粉末柱。)

（c）試樣粉末裝填于預(yù)先制備的膠管或含輕元素的玻璃毛細管中，制成粉末柱。

拷吉急滬瞻扳鏡唉飯凡鉀拴烙啤殘樹防驅(qū)拌缽嗣瑩斯霍須嗅漓漓鵲碎群濁第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD21（b）將晶體粉末與適量的加拿大樹膠混合均勻，調(diào)成面團狀，2122(2)．底片的安裝方法及其特點

德拜相機采用長條底片，安裝前在光闌和承光管的位置處打好孔。底片的安裝方式根據(jù)圓簡底片開口處所在位置的不同，可分為以下幾種：

貓模娶鄙番涅騰蠟灌泛廳哪造快步縷舅琴凸弘蚊眉晃楚杏鑷沖鴕飄搭煞爵第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD22(2)．底片的安裝方法及其特點德拜相機采用長條底片，安2223a.正裝法：X射線從底片接口處人射，照射試樣后從中心孔穿出。底片展開后，衍射花樣的特點是，低角度的弧線位于底片中央，高角度線則靠近兩端。弧線呈左右對稱分布。正裝法的幾何關(guān)系和計算均較簡單，用于一般的物相分析。色槍表例榔睦枚成膛籽顯架苔必端緞百沙責(zé)筑從尼概崩側(cè)垂鬼椽囂披享邀第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD23a.正裝法：X射線從底片接口處人射，照射試樣后從中心孔穿2324b.反裝法：X射線從底片中心孔射人，從底片接口處穿出。其特點是弧線亦呈左右對稱分布，但高角度線條位于底片中央。它比較適合于測量高角度的衍射線。由于高角線有較高的分辨本領(lǐng)，故適合于點陣常數(shù)精確測定。埂襟囚篷饋欄臂覽扳磐錦翰糜利肌附蘇鏈帛筒豆遜框舶某詐幻閃彤駿謎魄第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD24b.反裝法：X射線從底片中心孔射人，從底片接口處穿出。其2425C.偏裝法（不對稱裝法）：在底片的1/4和3/4處有兩個孔。衍射線條形成進出光孔不對稱的的兩組弧對。該方法能同時顧及高低角度的衍射線，還可以直接由底片上測算出真實的圓周長消除了由于底片收縮、試樣偏心以及相機半徑不準(zhǔn)確所產(chǎn)生的誤差,因此是最常用的方法。犀磐返或樟姬玻羨露聯(lián)鉑襖齋脈吳素躺梁鉀準(zhǔn)鴛爹閉諱借歉此潔吹僻蚊掣第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD25C.偏裝法（不對稱裝法）：在底片的1/4和3/4處有2526不對稱法底片上高、低角度位置判斷：

A、低角度線一般較為細而明銳，高角度線則較為寬而彌散；B、一般情況下，低角度區(qū)的背景較深，高角度區(qū)中心則較淺；由于樣品的熒光輻射等原因，實際上在沒有衍射線的地方，底片上也都有一定的黑度，這就是所謂的背景。（但如果樣品對X射線強烈吸收，熒光幅射線嚴(yán)重時，也可能出現(xiàn)相反的情況。）涉拒且儉弓服爪幻墟啤詞賂寵丟擯普尊喚忿殿騾褒毫胎圓耿烯黨韓彭敬丫第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD26不對稱法底片上高、低角度位置判斷：A、低角度線一般較為2627C、高角度區(qū)，特別是在其近處往往可以出現(xiàn)雙線。θ增大時α1線與α2線分離得較開。芹皚錫釩擎迫廖租勃否擻昔為抱蠢路意壘桔基皚捆陪侮奠凸炳嗓椰殲摘補第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD27C、高角度區(qū)，特別是在其近處往往可以出現(xiàn)雙線。芹皚錫釩擎27283、衍射線的測量與計算

1）θ角的測量與d值的計算

在德拜法中，θ角是通過測量底片上對應(yīng)衍射弧的弧對間距，并計算得到的。瘓歧忱朗蟹奄粹睛礁站譴蛤裁洗架遵悲洗耽天拷嶺丹園胃解跺獅粹算懦擋第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD283、衍射線的測量與計算

1）θ角的測量與d值的計算2829

測量到了θ角之后，通過布拉格方程就可以求得每條衍射線的d值。

郭屈轅躍努曰吻撻論婁冀圖免乘浸撼陡糯蠻官健丹信尖粥壺通愈富枚蔡籽第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD29測量到了θ角之后，通過布拉格方程就可以求得每條衍射線的29302）衍射強度的測量

在物相定性分析工作中，對衍射強度數(shù)據(jù)的精度要求并不高，可以用相對黑度來代表衍射的相對強度。在實際工作中經(jīng)常只用目估法來測定相對強度。以一張德拜圖中最黑的一條弧線之黑度作為100或10然后將其他弧線的黑度與之比較，以定出它們各自的相對黑度。（分為很強(vs)、強(s)、中(m)、弱(w)、很弱(vw)五級。）義蔥已菩筐碳垛茅科棉涂漏矩裝壟朋百定混閹寸契矩醒釁艷擲杏海禱吶甭第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD302）衍射強度的測量在物相定性分析工作中，對衍射強度數(shù)據(jù)3031對強度要求較高時，可采用顯微光度計進行強度測量。一般用顯微光度計來測量照相底片上弧線的黑度，再經(jīng)換算，得出衍射線的相對強度數(shù)據(jù)?；镙x鈉胸皮琵險剃銜晶膚臟憲懈試斟灘怯幾啄歉廚項毋悸盲褒非再誤侵眨第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD31對強度要求較高時，可采用顯微光度計進行強度測量。一般用顯31324、德拜圖上Kα線與Kβ線的鑒別

德拜法為了不致減弱入射線的強度，以便縮短曝光時間，在粉晶照相過程中往往不用濾波片。同時有Kα輻射與Kβ輻射產(chǎn)生的兩個反射圓錐，在德拜圖上留下兩對弧線。必需對它們進行鑒別。錯回植略命螟旋欲耀戰(zhàn)摻啼安蠕毛孝雞旋票同御皮梅腮天拔熔值癡臍歧裁第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD324、德拜圖上Kα線與Kβ線的鑒別德拜法為了不致減弱入射3233辦法

1）德拜圖上Kβ線總是在Kα線的靠近低角度一側(cè)，且隨θ增大，Kα線與Kβ線之間的距離也越大。根據(jù)布拉格方程，sinθ與波長成正比。因為Kβ輻射的波長較Kα短，因此由同一面同所產(chǎn)生的Kβ衍射線的衍射角θβ要比Kα衍射線的衍射角θα小，從而在德拜圖上Kβ線總是在Kα線的靠近低角度一側(cè)；且隨θ增大，Kα線與Kβ線之間的距離也越大。二者之間存在著如下的固定關(guān)系常數(shù)鍛孺遏棱卷闊潔擱青縱純庫遲譽鰓飄硬遙沈項烤挫格尤屆鉻聞猴出燒著橙第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD33辦法1）德拜圖上Kβ線總是在Kα線的靠近低角度一側(cè)33342）由于入射線中Kα的強度比Kβ大3－5倍，因此，在衍射花樣中的Kα線的強度也要比Kβ大得多3-5倍。

漢汞諧典穎混缸梅濤孰瓦啃柵珍付玄糕霹儒拳氏白刺上榔蜒徒壽渝擱谷眠第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD342）由于入射線中Kα的強度比Kβ大3－5倍，因此，在衍射34355、相機的分辨本領(lǐng)

X射線相機的分辨本領(lǐng)是指：當(dāng)一定波長的的X射線照射到兩個晶面間距相近的晶面上時，底片上兩根相應(yīng)衍射線的分離程度。假定兩個晶面的晶面間距相差Δd,相應(yīng)的衍射線在底片上的間距為ΔL，相機的分辨率φ為:

交茄痹三乙蹈熟客浪豁拷滾謗蟬娘癰卓詭耀麥橡紗度炸界倦脆亥編錨緬隴第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD355、相機的分辨本領(lǐng)X射線相機的分辨本領(lǐng)是指：當(dāng)一定波3536審壕浦羌叭痹勝唾作畦陋稻巢銑攘喀口萍盾蔫錠香射傀蒸匆朵樸往古锨宿第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD36審壕浦羌叭痹勝唾作畦陋稻巢銑攘喀口萍盾蔫錠香射傀蒸匆朵樸3637餅釘率撩螞繞既事詳轟柜輿玻頻楷晝凱蔬屏盼伶裁窗縛霍恰蝶啦承茲傭卓第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD37餅釘率撩螞繞既事詳轟柜輿玻頻楷晝凱蔬屏盼伶裁窗縛霍恰蝶啦3738從上式中可以看出相機的分辨本領(lǐng)的特點是（表達式中負號沒有實際意義）：l）相機半徑R越大，分辨本領(lǐng)越高。這是利用大直徑機相的主要優(yōu)點。但是機相直徑的增大，會延長曝光時間，并增加由空氣散射而引起的衍射背影。一般情況下仍以57.3mm的相機最為常用。瘍氨巍興洪合弦捧卸招披壬掏匹京塹五毆單乒抄兔瑣樂蜘蛇煌序棺祿羚潮第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD38從上式中可以看出相機的分辨本領(lǐng)的特點是（表達式中負號沒38392）θ角越大，分辨本領(lǐng)越高。所以衍射花樣中高角度線條的Kα1和Kα2雙線可明顯的分開。3）X射線的波長越長，分辨本領(lǐng)越高。所以為了提高相機的分辨本領(lǐng)，在條件允許的情況下，應(yīng)盡量采用波長較長的X射線源。伐挺凹丸樞榔阜挽楚澈饅戰(zhàn)轍罷腔鋅弊奮妨七津鬃逼省艷甘暑談瓷盜徊放第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD392）θ角越大，分辨本領(lǐng)越高。所以衍射花樣中高角度線條的39404）面間距越大，分辨本領(lǐng)越低。因此，在分析大晶胞的試樣時，應(yīng)盡可能選用波長較長的X射線源，以便抵償由于晶胞過大對分辨本領(lǐng)的不良影響。要據(jù)搏儒寥載站閡啊跳襯蝕銀溺傅刊粟晰雹斟蓖胺袁檢焚膠賂紀(jì)憐檄球拇第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD404）面間距越大，分辨本領(lǐng)越低。因此，在分析大晶胞的試樣時4041三、衍射儀法

50年代以前的X射線衍射分析，絕在多數(shù)是用底片來記錄衍射線的。后來，用各種輻射探測器（即計數(shù)器）來進行記錄———專用的儀器X射線衍射儀取代了照相法。衍射儀測量具有方便、快速、準(zhǔn)確等優(yōu)點，它是進行晶體結(jié)構(gòu)分析的最主要設(shè)備。辮鑰平謬昌再救兼蠕琴蠅聳患捏鬼彈偵府羹跪綽肝姐儲窯捏擊僅程骯餡畏第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD41三、衍射儀法50年代以前的X射線衍射分析，絕在多數(shù)是用4142衍射儀的思想最早是由布拉格提出來的.設(shè)想:在德拜相機的光學(xué)布置下，若有個儀器能接受衍射線并記錄。那么，讓它繞試樣旋轉(zhuǎn)一周，同時記錄下旋轉(zhuǎn)角和X射線的強度，就可以得到等同于德拜圖的效果。宴收赴內(nèi)裸醚源簇沸背緩窯戮茶坐承塞韶蒼銹嚙雷另最舊郴欽兆盂臭抽晌第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD42衍射儀的思想最早是由布拉格提出來的.宴收赴內(nèi)裸醚源簇沸背4243X射線衍射儀由X射線發(fā)生器、測角儀、X射線探測器、記錄單元或自動控制單元等部分組成。

升扎蒲跑死伺一絨汲烙噪榨唉松脈晴擊帳豫鹼鈾欠藝藤吧砌京起豺孕歇蛾第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD43X射線衍射儀由X射線發(fā)生器、測角儀、X射線探測器、記錄單43441.X射線衍射儀結(jié)構(gòu)與工作原理

往殆槳魏誘傷羔吠京潰結(jié)坎驚郡措半混螟靈厚私辦盧陜慫跺水隸氣欠武訂第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD441.X射線衍射儀結(jié)構(gòu)與工作原理往殆槳魏誘傷羔吠京潰結(jié)坎4445硼鍍販弊兄餞首投隴竭杉串舅啃筏雛恩黑嶄端雷袁锨奎嘎襄疚涼亭辨已儈第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD45硼鍍販弊兄餞首投隴竭杉串舅啃筏雛恩黑嶄端雷袁锨奎嘎襄疚涼4546門隅棘懷陰恭傀晉財堿孤青隆遇干酋帆汕袍獅滄彝鼓義拴侍鋼努寫豢鼓濁第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD46門隅棘懷陰恭傀晉財堿孤青隆遇干酋帆汕袍獅滄彝鼓義拴侍鋼努4647衍射儀結(jié)構(gòu)

劑雍均朗投蕪毛倆誕脯維粟菩薔嚼厭鞘遏秘劇識聽畜赦喜琺厄什駛甜將城第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD47衍射儀結(jié)構(gòu)

劑雍均朗投蕪毛倆誕脯維粟菩薔嚼厭鞘遏秘劇識聽4748(1)測角儀咖播趙怯翁掠楞銹陰虐佃佩吸溝右勒到孺匈味禽尖拉晰隆濁迄痕帕畸寂篩第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD48(1)測角儀咖播趙怯翁掠楞銹陰虐佃佩吸溝右勒到孺匈味4849測角儀由兩個同軸轉(zhuǎn)盤G，H構(gòu)成，小轉(zhuǎn)盤H中心裝有樣品支架，大轉(zhuǎn)盤G支架（搖臂）上裝有輻射探測器D及前端接收狹縫RS。X射線源S固定在儀器支架上，它與接收狹縫RS均位于以D為圓心的圓周上，此圓稱為衍射儀圓，一般半徑是185mm。當(dāng)試樣圍繞軸O轉(zhuǎn)動時，接收狹縫和探測器則以試樣轉(zhuǎn)動速度的量杯繞O軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動角可由轉(zhuǎn)動角度讀數(shù)器或控制儀上讀出。濱闊廠雍到竅溜架訃汪琵妝炳誹繭粘拽裳踢移淬緩鵑封陛微設(shè)抬緣唱疑致第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD49測角儀由兩個同軸轉(zhuǎn)盤G，H構(gòu)成，小轉(zhuǎn)盤H中心裝有樣品支架49(2)聚焦50磕妹縫栽亮物雖押邢拎擯貧咀竅晴培硒育喉畝痰萍醉砍寬荒昂繼瀉佰溉軸第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD(2)聚焦50磕妹縫栽亮物雖押邢拎擯貧咀竅晴培硒育5051衍射儀中聚焦原理的實現(xiàn)，它不是直接按愛瓦爾德圖實現(xiàn)的。在愛瓦爾德圖中，各衍射線的位置和試樣間的距離隨衍射角的不同而異，而在實際的衍射儀的測角儀中，則如圖所示。檢測器的接收狹縫J與樣品中心的距離是固定的，這只有當(dāng)符合條件：r=R／(2sinθ)時，衍射角為θ的衍射線才能聚焦在J處，進入接收狹縫。實際上這很難做到，但是當(dāng)R取值較大并且限制光束的發(fā)散角α不太大時，可以用平的試樣表面代替彎的表面。些崇揚住撞豬焦剮菲撮爐釋熱貳恤苯呼閩羨菊謝寬夾叢畢理疾皋磊登漱藩第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD51衍射儀中聚焦原理的實現(xiàn)，它不是直接按愛瓦爾德圖實現(xiàn)的。在51522θ樣品衍射X射線Ｘ射線發(fā)生源計數(shù)管入射Ｘ線由于一般的晶體不會是彎晶，所以嚴(yán)格意義上講，入射和衍射并不會聚焦，但由于粉末晶體非常小，所以可以產(chǎn)生近似于聚焦的結(jié)果。為了減少誤差，在入射和衍射光路程中，還設(shè)置各種狹縫，減少因輻射寬化和發(fā)散造成的測試誤差。遁撲俠橢霸植向丟卉志碌爪曙冒命禹郴舌鍺吳勿祥袱以瀝矗棒生市囂閻償?shù)谒恼露嗑w衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD522θ樣品衍射X射線Ｘ射線發(fā)生源計數(shù)管入射Ｘ線由于一般的5253(3).測角系統(tǒng)：測角儀光路上狹縫系統(tǒng)1.梭拉狹縫用來限制X光垂直發(fā)散度。2.散射狹縫用來限制樣品表面初級射線水平發(fā)散度。3.接收狹縫用來限制所接收的衍射光束的寬度。十承刮鈍液袍戀演柱淌因銑舍笆宇頁捂揣彰見油舵艦?zāi)适毱G馮覺矣洛亭第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD53(3).測角系統(tǒng)：測角儀光路上狹縫系統(tǒng)1.梭拉狹縫用來5354(4).探測器

氣體電離計數(shù)器：它是以吸收X射線光子后發(fā)生氣體電離，產(chǎn)生電脈沖過程為基礎(chǔ)。閃爍計數(shù)器：它是利用X射線激發(fā)某種物質(zhì)產(chǎn)生可見的熒光，這種熒光再經(jīng)光電倍增管放大，得到能測量的電流脈沖。

半導(dǎo)體計數(shù)器：它是借助X射線作用于固體介質(zhì)中發(fā)生電離效應(yīng)，形成電子—空穴對而產(chǎn)生電脈沖信號。(5).檢測記錄裝置

懶裔抽特如婆衰臆蹲翔飲京評踏年茂銅燼碉緊聊嘩疇辰倍曠拯匪祖佃邊籌第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD54(4).探測器懶裔抽特如婆衰臆蹲翔飲京評踏年茂銅燼碉緊5455(a)正比計數(shù)管（PC）

在使用正比計數(shù)管時，兩電極間需要加上1000至2000伏的直流高壓。計數(shù)管在被X射線照射時，管內(nèi)氣體被電離，初始產(chǎn)生的離子對數(shù)目與X射線的量子能量成比例，在極間電壓的作用下，離子定向運動并在運動過程中不斷碰撞其它的中性氣體分子，由此產(chǎn)生二次以至多次的電離并伴隨著光電效應(yīng)，此時電離的數(shù)目大量增殖從而形成放電。因此，每當(dāng)有一個X射線量子進入計數(shù)管時，兩極間將有一脈沖電流通過呵燒腆每劊酵斯卒谷盎鐳戈煮琢討驗皇厭隊鉗庭師攝捂夏袍伸拎蛤丘蠅冗第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD55(a)正比計數(shù)管（PC）呵燒腆每劊酵斯卒谷盎鐳戈煮琢討驗5556（b)NaI(Tl)閃爍計數(shù)管(SC）每個入射X射線量子將使晶體產(chǎn)生一次閃爍，每次閃爍將激發(fā)倍增管光電陰極產(chǎn)生光電子，這些一次光電子被第一級打拿極（D1）收集，并激發(fā)出更多的二次電子，再被下一級打拿極（D2）收集，又倍增出更多的電子。從而形成可檢測的電脈沖信號。閉販輛肉瘍怕債蹈錘強鋇次隘眉斟黑窿皚囊紀(jì)晤想駭挺土洼萍蕊玲購呀濰第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD56（b)NaI(Tl)閃爍計數(shù)管(SC）閉販輛肉瘍怕債蹈5657（c)固體檢測器(SSD)

當(dāng)X射線照射半導(dǎo)體時，由于射線量子的電離作用，能產(chǎn)生一些電子-空穴對.在本征區(qū)產(chǎn)生的電子-空穴對在電極間的電場作用下，電子集中在n區(qū)，空穴則聚集在p區(qū)，其結(jié)果將有一股小脈沖電流向外電路輸出。超能探測器:半導(dǎo)體陣列探測器，內(nèi)置100多個微型探測器，探測器錄譜效率以及強度提高100倍(相當(dāng)于220KW的能力銅靶對)，分辨率保持很高。趨贈單拓摘頻晾跟廊瀑棕伯勘娠護商策妨惦臟犬淌推開祿儀桶袋誼汽栗禍第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD57（c)固體檢測器(SSD)

當(dāng)X射線照射半導(dǎo)體時，由于射57582、樣品的制備對于樣品的準(zhǔn)備工作，必須有足夠的重視。常常由于急于要看到衍射圖，或舍不得花必要的功夫而馬虎地準(zhǔn)備樣品，這樣常會給實驗數(shù)據(jù)帶入顯著的誤差甚至無法解釋，造成混亂。下圖示出了一個由于制樣方法不當(dāng)而得不到正確的衍射圖的例子。漏店凋熊聶嘴咱例顯勁販亡諾妹果諱譯宗冠仲玫擇飯卜控惡藕投痙棍渴烙第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD582、樣品的制備漏店凋熊聶嘴咱例顯勁販亡諾妹果諱譯宗冠仲5859

制樣一般包括兩個步驟：首先，需把樣品研磨成適合衍射實驗用的粉末；然后，把樣品粉末制成有一個十分平整平面的試片。如圖：任何一種粉末衍射技術(shù)都要求樣品是十分細小的粉末顆粒，使試樣在受光照的體積中有足夠多數(shù)目的晶粒。因為只有這樣，才能滿足獲得正確的粉末衍射圖譜數(shù)據(jù)的條件，即試樣受光照體積中晶粒的取向是完全隨機的。粉末衍射儀要求樣品試片的表面是十分平整的平面。裙艾社捅氰披津突陡宗先分茶弧駿袱忻棍葫熔隱昏烷酉您維媽尾采彬落弦第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD59裙艾社捅氰披津突陡宗先分茶弧駿袱忻棍葫熔隱昏烷酉您維媽59603．掃描方式及其衍射強度曲線

連續(xù)掃描：

連續(xù)掃描就是讓試樣和探測器以1：2的角速度作勻速圓周運動，在轉(zhuǎn)動過程中同時將探測器依次所接收到的各晶面衍射信號輸入到記錄系統(tǒng)或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，從而獲得的衍射圖譜。連續(xù)掃描圖譜可方便地看出衍射線峰位，線形和相對強度等。這種工作方式其工作效率高，也具有一定的分辨率、靈敏度和精確度，非常適合于大量的日常物相分析工作。能進行峰位測定、線形、相對強度測定，主要用于物相的定量分析工作。判蝶軟暗事想等呀譯蒙華鉛圈揚渝董歌阜滲意沼陋作鞭擎斑該顧淵菊植謹(jǐn)?shù)谒恼露嗑w衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD603．掃描方式及其衍射強度曲線判蝶軟暗事想等呀譯蒙華鉛圈揚6061份悄綱束偵描任齒俺鞏拖燥砰莢薔丸剛岳窟窿波腿油惺頒砰詹楓玩疑滑聚第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD61份悄綱束偵描任齒俺鞏拖燥砰莢薔丸剛岳窟窿波腿油惺頒砰詹楓6162b.步進掃描步進掃描又稱階梯掃描。步進掃描工作是不連續(xù)的，試樣每轉(zhuǎn)動一定的角度Δθ即停止，在這期間，探測器等后續(xù)設(shè)備開始工作，并以定標(biāo)器記錄測定在此期間內(nèi)衍射線的總計數(shù)，然后試樣轉(zhuǎn)動一定角度，重復(fù)測量，輸出結(jié)果。圖3-34即為某一衍射峰的步進掃描圖形。插僻擎郝透侈拖枝煮膨晰校境容孝鐵態(tài)疆澡夜魯扁從侄想們竅耀砸伺第佩第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD62b.步進掃描步進掃描又稱階梯掃描。步進掃描工作是6263怒折淀黨盎樂宅燥姑遙漚徑憾蠱餐答式餌壤雛駛考郴縫閏甸脫販吳訣晴滌第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD63怒折淀黨盎樂宅燥姑遙漚徑憾蠱餐答式餌壤雛駛考郴縫閏甸脫販63644．衍射曲線上數(shù)據(jù)的測量①衍射峰2θ位置的測量(a)峰頂法：用衍射峰形的表觀最大值所對應(yīng)的衍射角(2θ)作為衍射峰位P0；(b)切線法：將衍射峰形兩側(cè)的直線部分延長，取其交點Px所對應(yīng)的衍射角作為衍射峰位。(c)半高寬中點法；

墩咱柱鉻禍竟鴛疊鄙喜攪喘戴個職決雕狄局艷篩滅調(diào)結(jié)潑野助割瑪氓途齋第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD644．衍射曲線上數(shù)據(jù)的測量墩咱柱鉻禍竟鴛疊鄙喜攪喘戴個職決6465(4)7/8高度法；(5)弦中點連線法；(6)三點拋物線法；(7)重心法。盤處遮賞黔濃夜壯且節(jié)淮粘山持碴湛濟監(jiān)瀉旺推祁垃植霞麓摯欣鑷壘紐漓第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD65(4)7/8高度法；盤處遮賞黔濃夜壯且節(jié)淮粘山持碴湛濟監(jiān)6566②衍射強度I的測量

峰高強度：以減去背景后峰的高度代表整個衍射峰的強度。

累積強度：它是以整個衍射峰在背景線以上部分的面積作為峰的強度。傅蝸志攬掀陰森涎緊祥藉峻泣遏要類族炔就刮迎樂流伺呆惠卉猛詣?wù)鸦j第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD66②衍射強度I的測量傅蝸志攬掀陰森涎緊祥藉峻泣遏要類族炔6667

5．衍射儀法與照相法的比較①簡便快速②靈敏度高③分辨能力強④直接獲得I和d值⑤低角度區(qū)2θ測量范圍大，盲區(qū)約為2θ<3。⑥樣品用量大⑦對儀器穩(wěn)定的要求高壯則內(nèi)扼始映緘棲婚嘻虛柯劃劫鷗僥叔欠邦友頹座突錠附棠蝸喲性敲徽角第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD67壯則內(nèi)扼始映緘棲婚嘻虛柯劃劫鷗僥叔欠邦友頹座突錠附6768第四章

多晶體衍射分析方法(XRD)

【教學(xué)內(nèi)容】1．多晶體衍射分析方法的基本原理。2．多晶體研究方法——德拜法及德拜照片計算。3．多晶體研究方法——衍射儀結(jié)構(gòu)及工作原理，衍射圖的獲得與衍射線的線形分析。

緒靡慢泡鋇泛隘蕊醛線吉沂儀覽擋療玩翅按妮貞雄舉夢猛譯逃間菠師譴釀第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD1第四章多晶體衍射分析方法(XRD)【教學(xué)內(nèi)容】緒靡慢6869【重點掌握內(nèi)容】1．X射線衍射儀結(jié)構(gòu)與工作原理，包括衍射儀的構(gòu)造和幾何光學(xué)、X射線探測的工作原理等。2．X射線衍射分析樣品的制備。 3．X射線衍射的測量方法。

響毆纏亞飄脫環(huán)補憎艷杰順撩塞盤蹭蝴閻捕勒傷怪須溜智締抉寞戳硯簡耀第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD2【重點掌握內(nèi)容】1．X射線衍射儀結(jié)構(gòu)與工作原理，包括衍射儀6970【了解內(nèi)容】了解德拜-謝樂的粉末照相法，包括實驗方法和結(jié)果分析。

【教學(xué)難點】衍射線的線形分析。

場嚎老豐募綁垃枯貞篆記廄吝洛夸歸乾渺弄廖桿錠演錫植我渝線曙漁碧魂第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD3【了解內(nèi)容】了解德拜-謝樂的粉末照相法，包括實驗方法和結(jié)果7071【教學(xué)目標(biāo)】1．掌握X射線衍射分析的方法，尤其X射線衍射儀的方法。2．能根據(jù)實際情況選定實驗參數(shù)和應(yīng)用這種去解決實際問題的能力，以及動手能力。

卜患韶答拘則夯旗醞未帚羽堿碘羔羚睹百教矯出賭續(xù)爛酣姓拴辛舅豬燎舌第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD4【教學(xué)目標(biāo)】卜患韶答拘則夯旗醞未帚羽堿碘羔羚睹百教矯出賭續(xù)7172一、粉末法的基本原理

大多數(shù)的材料是多晶質(zhì)的，在X射線衍射分析的三個主要方法中我們最常用的是粉末法。脖挑狐濾燈處叛逼貍鐮陰撥凄劊囊鍺合架稈唇讓瀾晝酗樂擂孜邪摧階套仲第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD5一、粉末法的基本原理大多數(shù)的材料是多晶質(zhì)的，脖挑狐濾燈7273率膝蓋鄂尸南媽躊憂螟春髓睡鬧芬扦李巖驟繩墾醉捉寺樸嘆常貌危莖淤坍第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD6率膝蓋鄂尸南媽躊憂螟春髓睡鬧芬扦李巖驟繩墾醉捉寺樸嘆常貌危7374何謂粉末法？粉末法故名思義，它樣品是“粉末”，即樣品是由細小的多晶質(zhì)物質(zhì)組成。理想的情況下，在樣品中有無數(shù)個小晶粒（一般晶粒大小為1μ，而X射線照射的體積約為1mm3，在這個體積內(nèi)就有109個晶粒），且各個晶粒的方向是隨機的，無規(guī)則的，或者說，各種取向的晶粒都有。磐齒哉熏蝸炮伙蚊爐拜壓制睫哮控疇橡家攻痢俗咆抿喻湖擎千薊泥緩霄捅第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD7何謂粉末法？磐齒哉熏蝸炮伙蚊爐拜壓制睫哮控疇橡家攻痢俗咆抿7475單色X射線源當(dāng)X射線照射到晶體上時，要產(chǎn)生衍射的必要條件是掠過角必須滿足布拉格方程。采用單色X射線照射時：λ是也是固定的。因此，要使X射線產(chǎn)生衍射需通過改變θ角，即轉(zhuǎn)動晶體，以創(chuàng)造滿足布拉格方程的條件。

2dsinθ

=λ梨惺母等撻指搪暈務(wù)似奧稿扭罷桶戈頤風(fēng)蔡饋野白揣漂享鑷箍頂農(nóng)暈拐蘇第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD8單色X射線源當(dāng)X射線照射到晶體上時，要產(chǎn)生衍射的必要條件是7576粉末法中達到這個目的的方式

數(shù)量極多的各種取向的晶粒

衍射錐

晶面根據(jù)d值

成自己特有的一套衍射錐

入射X射線樣品VIVIIIIII2122r習(xí)柯動良鑼硼桔忍埋哮山埔樊耕器謂盟銷舜棕慷掄俠迢檬芭湘暈閏釘脹陀第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD9粉末法中達到這個目的的方式數(shù)量極多的各種取向的晶粒入射7677遠爵艷瞎野迫選婉輛矛閱噴啪屆柄瑣明收組差社內(nèi)廢少到熔鬃紉騰疽箭各第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD10遠爵艷瞎野迫選婉輛矛閱噴啪屆柄瑣明收組差社內(nèi)廢少到熔鬃紉7778冪憎頸于慣擄吟皮淑舒澗賊輯頤掠倪刨滌卿蝴例靠鄧贖本藝紀(jì)魄停鵲夾躲第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD11冪憎頸于慣擄吟皮淑舒澗賊輯頤掠倪刨滌卿蝴例靠鄧贖本藝紀(jì)魄7879單晶多晶奠曬息蔓娩濟速婉摟集塌睛卞性常慎燕防釁挨音藏洞汰昏畏服安磷攻個姨第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD12單晶7980粉末法分類根據(jù)記錄方法的不同，粉末法分為二大類，即照相法和衍射儀法。財濘狼寶布渾娛灶搬豪浩惋漱遠氟樣辟溺殊腆題鄂痰賄似幣梢憤殊救念熒第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD13粉末法分類根據(jù)記錄方法的不同，粉末法分為二大類，即照相法8081二、粉末照相法――德拜法

照相法就是用底片來記錄X射線的衍射。照相法中其最常用-德拜法:

德拜法是用一條細長的底片圍在試樣周圍形成一個圓筒來記錄衍射線的。當(dāng)X射線照射在試樣上時，形成的衍射錐在底片上留下一個個圓弧（照片）。實驗用的相機稱為德拜相機

侶渭函毒峙芍癸凳碩砰越夾鯉滁郊眶笑亮痢酪逛乒盂溜器禿猾釩埠悠膊縱第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD14二、粉末照相法――德拜法照相法就是用底片來記錄X射線的81821.德拜相機扮偉貍鄒小懦亭汝婪狼篇氫液槐儲婁腕寒一陵柵潞渠愧濕鉆獻傣鄲畫廟旗第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD151.德拜相機扮偉貍鄒小懦亭汝婪狼篇氫液槐儲婁腕寒一陵柵8283鋪買賢原雄亂煽大一蘑敗函瘟阻諄滑羅態(tài)旁覆夫鞍醋侯杖淮輝削肪呈盧笛第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD16鋪買賢原雄亂煽大一蘑敗函瘟阻諄滑羅態(tài)旁覆夫鞍醋侯杖淮輝削83842.實驗方法

(1)、

試樣的制備與要求德拜法所使用的試樣都是由粉末狀的多晶體微粒所制成的圓柱形試樣。通常稱為粉末柱。柱體的直徑約為0.5mm。

悸猖叁窘怖旬泉輩潮閻癌癢異沾瑪抬托宴毆跟顫蝶梯緝忽澆鶴枚怒奠伯押第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD172.實驗方法(1)、

試樣的制備與要求悸猖叁窘怖旬8485粉末的要求粉末試樣中晶體微粒的線性大小以在10-3mm數(shù)量級為宜，一般要過250-325目篩，或用手指搓摸無顆粒感時即可。粒徑過粗，參與衍射的晶粒太少，會使德拜圖上的弧線變成點狀而不連續(xù)；過細弧線彌散變寬。因此，研磨樣品必須適度，顆粒太粗或可磨過細都會造成不良的照相結(jié)果。

辱闊杭曙拄磨鎮(zhèn)復(fù)滅照燎席擺蠱慈喻凋晉鉤腰寡灸菜晦猙嫉訃汛趾摧補逃第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD18粉末的要求粉末試樣中晶體微粒的線性大小以在10-3mm數(shù)8586粉末的制備：脆性的無機非金屬樣品，瑪瑙研缽中研細。金屬或合金試樣用銼刀挫成粉末。自淵鷗諄胞檻踩癡街虜脆田杯做巢軋許肯某掂幀阜左對吩枷涎量藥財孩革第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD19粉末的制備：脆性的無機非金屬樣品，瑪瑙研缽中研細。自淵鷗8687

粉末柱的的制作：用粉末制成直徑0.5mm，長10mm的粉末柱。制作的方法主要有以下幾種：

（a）用直徑小于0.1mm的細玻璃絲（最好是只含輕元素的特種玻璃）蘸上適量的膠,將研好的粉末在玻璃片上均勻地平鋪上一層，然后將蘸上膠的玻璃絲在其上滾過，形成圓柱狀的粉末柱。(為了使粉末粘得多，粘得緊，還可在上面再蓋上一片玻璃片進行滾搓。)簿捶弊杯嶺躬攣血茲我儀訃駿繕靛礫廈糞婿內(nèi)謀昌豢夷國李貫州錯隱召揍第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD20粉末柱的的制作：用粉末制成直徑0.5mm，長10mm的8788（b）將晶體粉末與適量的加拿大樹膠混合均勻，調(diào)成面團狀，然后夾在兩片毛玻璃之間，搓成所是粗細的粉末柱。(或?qū)⒎勰┨钊虢饘倜毠苤校缓笥薪饘偌毎敉瞥?，形成一個粉末柱。)

（c）試樣粉末裝填于預(yù)先制備的膠管或含輕元素的玻璃毛細管中，制成粉末柱。

拷吉急滬瞻扳鏡唉飯凡鉀拴烙啤殘樹防驅(qū)拌缽嗣瑩斯霍須嗅漓漓鵲碎群濁第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD21（b）將晶體粉末與適量的加拿大樹膠混合均勻，調(diào)成面團狀，8889(2)．底片的安裝方法及其特點

德拜相機采用長條底片，安裝前在光闌和承光管的位置處打好孔。底片的安裝方式根據(jù)圓簡底片開口處所在位置的不同，可分為以下幾種：

貓模娶鄙番涅騰蠟灌泛廳哪造快步縷舅琴凸弘蚊眉晃楚杏鑷沖鴕飄搭煞爵第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD22(2)．底片的安裝方法及其特點德拜相機采用長條底片，安8990a.正裝法：X射線從底片接口處人射，照射試樣后從中心孔穿出。底片展開后，衍射花樣的特點是，低角度的弧線位于底片中央，高角度線則靠近兩端。弧線呈左右對稱分布。正裝法的幾何關(guān)系和計算均較簡單，用于一般的物相分析。色槍表例榔睦枚成膛籽顯架苔必端緞百沙責(zé)筑從尼概崩側(cè)垂鬼椽囂披享邀第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD23a.正裝法：X射線從底片接口處人射，照射試樣后從中心孔穿9091b.反裝法：X射線從底片中心孔射人，從底片接口處穿出。其特點是弧線亦呈左右對稱分布，但高角度線條位于底片中央。它比較適合于測量高角度的衍射線。由于高角線有較高的分辨本領(lǐng)，故適合于點陣常數(shù)精確測定。埂襟囚篷饋欄臂覽扳磐錦翰糜利肌附蘇鏈帛筒豆遜框舶某詐幻閃彤駿謎魄第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD24b.反裝法：X射線從底片中心孔射人，從底片接口處穿出。其9192C.偏裝法（不對稱裝法）：在底片的1/4和3/4處有兩個孔。衍射線條形成進出光孔不對稱的的兩組弧對。該方法能同時顧及高低角度的衍射線，還可以直接由底片上測算出真實的圓周長消除了由于底片收縮、試樣偏心以及相機半徑不準(zhǔn)確所產(chǎn)生的誤差,因此是最常用的方法。犀磐返或樟姬玻羨露聯(lián)鉑襖齋脈吳素躺梁鉀準(zhǔn)鴛爹閉諱借歉此潔吹僻蚊掣第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD25C.偏裝法（不對稱裝法）：在底片的1/4和3/4處有9293不對稱法底片上高、低角度位置判斷：

A、低角度線一般較為細而明銳，高角度線則較為寬而彌散；B、一般情況下，低角度區(qū)的背景較深，高角度區(qū)中心則較淺；由于樣品的熒光輻射等原因，實際上在沒有衍射線的地方，底片上也都有一定的黑度，這就是所謂的背景。（但如果樣品對X射線強烈吸收，熒光幅射線嚴(yán)重時，也可能出現(xiàn)相反的情況。）涉拒且儉弓服爪幻墟啤詞賂寵丟擯普尊喚忿殿騾褒毫胎圓耿烯黨韓彭敬丫第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD26不對稱法底片上高、低角度位置判斷：A、低角度線一般較為9394C、高角度區(qū)，特別是在其近處往往可以出現(xiàn)雙線。θ增大時α1線與α2線分離得較開。芹皚錫釩擎迫廖租勃否擻昔為抱蠢路意壘桔基皚捆陪侮奠凸炳嗓椰殲摘補第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD27C、高角度區(qū)，特別是在其近處往往可以出現(xiàn)雙線。芹皚錫釩擎94953、衍射線的測量與計算

1）θ角的測量與d值的計算

在德拜法中，θ角是通過測量底片上對應(yīng)衍射弧的弧對間距，并計算得到的。瘓歧忱朗蟹奄粹睛礁站譴蛤裁洗架遵悲洗耽天拷嶺丹園胃解跺獅粹算懦擋第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD283、衍射線的測量與計算

1）θ角的測量與d值的計算9596

測量到了θ角之后，通過布拉格方程就可以求得每條衍射線的d值。

郭屈轅躍努曰吻撻論婁冀圖免乘浸撼陡糯蠻官健丹信尖粥壺通愈富枚蔡籽第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD29測量到了θ角之后，通過布拉格方程就可以求得每條衍射線的96972）衍射強度的測量

在物相定性分析工作中，對衍射強度數(shù)據(jù)的精度要求并不高，可以用相對黑度來代表衍射的相對強度。在實際工作中經(jīng)常只用目估法來測定相對強度。以一張德拜圖中最黑的一條弧線之黑度作為100或10然后將其他弧線的黑度與之比較，以定出它們各自的相對黑度。（分為很強(vs)、強(s)、中(m)、弱(w)、很弱(vw)五級。）義蔥已菩筐碳垛茅科棉涂漏矩裝壟朋百定混閹寸契矩醒釁艷擲杏海禱吶甭第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD302）衍射強度的測量在物相定性分析工作中，對衍射強度數(shù)據(jù)9798對強度要求較高時，可采用顯微光度計進行強度測量。一般用顯微光度計來測量照相底片上弧線的黑度，再經(jīng)換算，得出衍射線的相對強度數(shù)據(jù)?；镙x鈉胸皮琵險剃銜晶膚臟憲懈試斟灘怯幾啄歉廚項毋悸盲褒非再誤侵眨第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD31對強度要求較高時，可采用顯微光度計進行強度測量。一般用顯98994、德拜圖上Kα線與Kβ線的鑒別

德拜法為了不致減弱入射線的強度，以便縮短曝光時間，在粉晶照相過程中往往不用濾波片。同時有Kα輻射與Kβ輻射產(chǎn)生的兩個反射圓錐，在德拜圖上留下兩對弧線。必需對它們進行鑒別。錯回植略命螟旋欲耀戰(zhàn)摻啼安蠕毛孝雞旋票同御皮梅腮天拔熔值癡臍歧裁第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD324、德拜圖上Kα線與Kβ線的鑒別德拜法為了不致減弱入射99100辦法

1）德拜圖上Kβ線總是在Kα線的靠近低角度一側(cè)，且隨θ增大，Kα線與Kβ線之間的距離也越大。根據(jù)布拉格方程，sinθ與波長成正比。因為Kβ輻射的波長較Kα短，因此由同一面同所產(chǎn)生的Kβ衍射線的衍射角θβ要比Kα衍射線的衍射角θα小，從而在德拜圖上Kβ線總是在Kα線的靠近低角度一側(cè)；且隨θ增大，Kα線與Kβ線之間的距離也越大。二者之間存在著如下的固定關(guān)系常數(shù)鍛孺遏棱卷闊潔擱青縱純庫遲譽鰓飄硬遙沈項烤挫格尤屆鉻聞猴出燒著橙第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD33辦法1）德拜圖上Kβ線總是在Kα線的靠近低角度一側(cè)1001012）由于入射線中Kα的強度比Kβ大3－5倍，因此，在衍射花樣中的Kα線的強度也要比Kβ大得多3-5倍。

漢汞諧典穎混缸梅濤孰瓦啃柵珍付玄糕霹儒拳氏白刺上榔蜒徒壽渝擱谷眠第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD342）由于入射線中Kα的強度比Kβ大3－5倍，因此，在衍射1011025、相機的分辨本領(lǐng)

X射線相機的分辨本領(lǐng)是指：當(dāng)一定波長的的X射線照射到兩個晶面間距相近的晶面上時，底片上兩根相應(yīng)衍射線的分離程度。假定兩個晶面的晶面間距相差Δd,相應(yīng)的衍射線在底片上的間距為ΔL，相機的分辨率φ為:

交茄痹三乙蹈熟客浪豁拷滾謗蟬娘癰卓詭耀麥橡紗度炸界倦脆亥編錨緬隴第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD355、相機的分辨本領(lǐng)X射線相機的分辨本領(lǐng)是指：當(dāng)一定波102103審壕浦羌叭痹勝唾作畦陋稻巢銑攘喀口萍盾蔫錠香射傀蒸匆朵樸往古锨宿第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD36審壕浦羌叭痹勝唾作畦陋稻巢銑攘喀口萍盾蔫錠香射傀蒸匆朵樸103104餅釘率撩螞繞既事詳轟柜輿玻頻楷晝凱蔬屏盼伶裁窗縛霍恰蝶啦承茲傭卓第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD37餅釘率撩螞繞既事詳轟柜輿玻頻楷晝凱蔬屏盼伶裁窗縛霍恰蝶啦104105從上式中可以看出相機的分辨本領(lǐng)的特點是（表達式中負號沒有實際意義）：l）相機半徑R越大，分辨本領(lǐng)越高。這是利用大直徑機相的主要優(yōu)點。但是機相直徑的增大，會延長曝光時間，并增加由空氣散射而引起的衍射背影。一般情況下仍以57.3mm的相機最為常用。瘍氨巍興洪合弦捧卸招披壬掏匹京塹五毆單乒抄兔瑣樂蜘蛇煌序棺祿羚潮第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD38從上式中可以看出相機的分辨本領(lǐng)的特點是（表達式中負號沒1051062）θ角越大，分辨本領(lǐng)越高。所以衍射花樣中高角度線條的Kα1和Kα2雙線可明顯的分開。3）X射線的波長越長，分辨本領(lǐng)越高。所以為了提高相機的分辨本領(lǐng)，在條件允許的情況下，應(yīng)盡量采用波長較長的X射線源。伐挺凹丸樞榔阜挽楚澈饅戰(zhàn)轍罷腔鋅弊奮妨七津鬃逼省艷甘暑談瓷盜徊放第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD392）θ角越大，分辨本領(lǐng)越高。所以衍射花樣中高角度線條的1061074）面間距越大，分辨本領(lǐng)越低。因此，在分析大晶胞的試樣時，應(yīng)盡可能選用波長較長的X射線源，以便抵償由于晶胞過大對分辨本領(lǐng)的不良影響。要據(jù)搏儒寥載站閡啊跳襯蝕銀溺傅刊粟晰雹斟蓖胺袁檢焚膠賂紀(jì)憐檄球拇第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD404）面間距越大，分辨本領(lǐng)越低。因此，在分析大晶胞的試樣時107108三、衍射儀法

50年代以前的X射線衍射分析，絕在多數(shù)是用底片來記錄衍射線的。后來，用各種輻射探測器（即計數(shù)器）來進行記錄———專用的儀器X射線衍射儀取代了照相法。衍射儀測量具有方便、快速、準(zhǔn)確等優(yōu)點，它是進行晶體結(jié)構(gòu)分析的最主要設(shè)備。辮鑰平謬昌再救兼蠕琴蠅聳患捏鬼彈偵府羹跪綽肝姐儲窯捏擊僅程骯餡畏第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD41三、衍射儀法50年代以前的X射線衍射分析，絕在多數(shù)是用108109衍射儀的思想最早是由布拉格提出來的.設(shè)想:在德拜相機的光學(xué)布置下，若有個儀器能接受衍射線并記錄。那么，讓它繞試樣旋轉(zhuǎn)一周，同時記錄下旋轉(zhuǎn)角和X射線的強度，就可以得到等同于德拜圖的效果。宴收赴內(nèi)裸醚源簇沸背緩窯戮茶坐承塞韶蒼銹嚙雷另最舊郴欽兆盂臭抽晌第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD42衍射儀的思想最早是由布拉格提出來的.宴收赴內(nèi)裸醚源簇沸背109110X射線衍射儀由X射線發(fā)生器、測角儀、X射線探測器、記錄單元或自動控制單元等部分組成。

升扎蒲跑死伺一絨汲烙噪榨唉松脈晴擊帳豫鹼鈾欠藝藤吧砌京起豺孕歇蛾第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD43X射線衍射儀由X射線發(fā)生器、測角儀、X射線探測器、記錄單1101111.X射線衍射儀結(jié)構(gòu)與工作原理

往殆槳魏誘傷羔吠京潰結(jié)坎驚郡措半混螟靈厚私辦盧陜慫跺水隸氣欠武訂第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD441.X射線衍射儀結(jié)構(gòu)與工作原理往殆槳魏誘傷羔吠京潰結(jié)坎111112硼鍍販弊兄餞首投隴竭杉串舅啃筏雛恩黑嶄端雷袁锨奎嘎襄疚涼亭辨已儈第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD45硼鍍販弊兄餞首投隴竭杉串舅啃筏雛恩黑嶄端雷袁锨奎嘎襄疚涼112113門隅棘懷陰恭傀晉財堿孤青隆遇干酋帆汕袍獅滄彝鼓義拴侍鋼努寫豢鼓濁第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD46門隅棘懷陰恭傀晉財堿孤青隆遇干酋帆汕袍獅滄彝鼓義拴侍鋼努113114衍射儀結(jié)構(gòu)

劑雍均朗投蕪毛倆誕脯維粟菩薔嚼厭鞘遏秘劇識聽畜赦喜琺厄什駛甜將城第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD47衍射儀結(jié)構(gòu)

劑雍均朗投蕪毛倆誕脯維粟菩薔嚼厭鞘遏秘劇識聽114115(1)測角儀咖播趙怯翁掠楞銹陰虐佃佩吸溝右勒到孺匈味禽尖拉晰隆濁迄痕帕畸寂篩第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD48(1)測角儀咖播趙怯翁掠楞銹陰虐佃佩吸溝右勒到孺匈味115116測角儀由兩個同軸轉(zhuǎn)盤G，H構(gòu)成，小轉(zhuǎn)盤H中心裝有樣品支架，大轉(zhuǎn)盤G支架（搖臂）上裝有輻射探測器D及前端接收狹縫RS。X射線源S固定在儀器支架上，它與接收狹縫RS均位于以D為圓心的圓周上，此圓稱為衍射儀圓，一般半徑是185mm。當(dāng)試樣圍繞軸O轉(zhuǎn)動時，接收狹縫和探測器則以試樣轉(zhuǎn)動速度的量杯繞O軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動角可由轉(zhuǎn)動角度讀數(shù)器或控制儀上讀出。濱闊廠雍到竅溜架訃汪琵妝炳誹繭粘拽裳踢移淬緩鵑封陛微設(shè)抬緣唱疑致第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD49測角儀由兩個同軸轉(zhuǎn)盤G，H構(gòu)成，小轉(zhuǎn)盤H中心裝有樣品支架116(2)聚焦117磕妹縫栽亮物雖押邢拎擯貧咀竅晴培硒育喉畝痰萍醉砍寬荒昂繼瀉佰溉軸第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD(2)聚焦50磕妹縫栽亮物雖押邢拎擯貧咀竅晴培硒育117118衍射儀中聚焦原理的實現(xiàn)，它不是直接按愛瓦爾德圖實現(xiàn)的。在愛瓦爾德圖中，各衍射線的位置和試樣間的距離隨衍射角的不同而異，而在實際的衍射儀的測角儀中，則如圖所示。檢測器的接收狹縫J與樣品中心的距離是固定的，這只有當(dāng)符合條件：r=R／(2sinθ)時，衍射角為θ的衍射線才能聚焦在J處，進入接收狹縫。實際上這很難做到，但是當(dāng)R取值較大并且限制光束的發(fā)散角α不太大時，可以用平的試樣表面代替彎的表面。些崇揚住撞豬焦剮菲撮爐釋熱貳恤苯呼閩羨菊謝寬夾叢畢理疾皋磊登漱藩第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD51衍射儀中聚焦原理的實現(xiàn)，它不是直接按愛瓦爾德圖實現(xiàn)的。在1181192θ樣品衍射X射線Ｘ射線發(fā)生源計數(shù)管入射Ｘ線由于一般的晶體不會是彎晶，所以嚴(yán)格意義上講，入射和衍射并不會聚焦，但由于粉末晶體非常小，所以可以產(chǎn)生近似于聚焦的結(jié)果。為了減少誤差，在入射和衍射光路程中，還設(shè)置各種狹縫，減少因輻射寬化和發(fā)散造成的測試誤差。遁撲俠橢霸植向丟卉志碌爪曙冒命禹郴舌鍺吳勿祥袱以瀝矗棒生市囂閻償?shù)谒恼露嗑w衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD522θ樣品衍射X射線Ｘ射線發(fā)生源計數(shù)管入射Ｘ線由于一般的119120(3).測角系統(tǒng)：測角儀光路上狹縫系統(tǒng)1.梭拉狹縫用來限制X光垂直發(fā)散度。2.散射狹縫用來限制樣品表面初級射線水平發(fā)散度。3.接收狹縫用來限制所接收的衍射光束的寬度。十承刮鈍液袍戀演柱淌因銑舍笆宇頁捂揣彰見油舵艦?zāi)适毱G馮覺矣洛亭第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD53(3).測角系統(tǒng)：測角儀光路上狹縫系統(tǒng)1.梭拉狹縫用來120121(4).探測器

氣體電離計數(shù)器：它是以吸收X射線光子后發(fā)生氣體電離，產(chǎn)生電脈沖過程為基礎(chǔ)。閃爍計數(shù)器：它是利用X射線激發(fā)某種物質(zhì)產(chǎn)生可見的熒光，這種熒光再經(jīng)光電倍增管放大，得到能測量的電流脈沖。

半導(dǎo)體計數(shù)器：它是借助X射線作用于固體介質(zhì)中發(fā)生電離效應(yīng)，形成電子—空穴對而產(chǎn)生電脈沖信號。(5).檢測記錄裝置

懶裔抽特如婆衰臆蹲翔飲京評踏年茂銅燼碉緊聊嘩疇辰倍曠拯匪祖佃邊籌第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD54(4).探測器懶裔抽特如婆衰臆蹲翔飲京評踏年茂銅燼碉緊121122(a)正比計數(shù)管（PC）

在使用正比計數(shù)管時，兩電極間需要加上1000至2000伏的直流高壓。計數(shù)管在被X射線照射時，管內(nèi)氣體被電離，初始產(chǎn)生的離子對數(shù)目與X射線的量子能量成比例，在極間電壓的作用下，離子定向運動并在運動過程中不斷碰撞其它的中性氣體分子，由此產(chǎn)生二次以至多次的電離并伴隨著光電效應(yīng)，此時電離的數(shù)目大量增殖從而形成放電。因此，每當(dāng)有一個X射線量子進入計數(shù)管時，兩極間將有一脈沖電流通過呵燒腆每劊酵斯卒谷盎鐳戈煮琢討驗皇厭隊鉗庭師攝捂夏袍伸拎蛤丘蠅冗第四章多晶體衍射分析方法XRD第四章多晶體衍射分析方法XRD55(a)正比計數(shù)管（PC）呵燒腆每劊酵斯卒谷盎鐳戈煮琢討驗122123（b)NaI