X射线谱学介绍.ppt

简单胞(P):平均阵点数为1的初基胞 体心胞(I):平行六面体中心有一个阵点 面心胞(F):六个面的各面心各有一个阵点 底心胞(C):只在上下底面中心各有一个阵点 底心胞的符号与坐标轴选择有关. R:三角(菱形)晶系的单胞,本身是简单胞,但仍单独视为一类. 布拉菲胞5个类别的符号在标注晶体结构类型时常用到,请熟记! 对称操作:使物体的相同部分作有规律重复的操作. 对称要素:进行对称操作时,依据的几何点,线,面. 规则晶体的外形对称,可能出现的对称素有: 对称中心 反映面 旋转轴 倒转轴(旋转+倒反) 与对称操作相对应的对称元素 对称中心:是一个几何点,操作前后的相同点与该点共处于同一直线,方向相反,距对称中心相等.这种对称又称为中心对称或倒反. 反映面:是一个几何面,他垂直平分对应点的连线 旋转轴:是一根直线,相同部分绕此直线旋转一定角度后,图形重复.图示为二次,三次,四次,六次旋转轴示意图n次旋转轴国际符号用数字表示,如2,3,4,6;神圣弗莱斯符号Cn;对称素符号为Ln 点群 注意： 1.平移不应是点群对称操作 2.单斜晶系：二次轴在c方向或在b方向 3.正交晶系：a、b、c三个轴向可互换 4.立方晶系：不一定有4次轴，但一定有两个以上3次轴 空间群 X射线衍射学 X射线衍射的发现 亨利·布拉格（W. H. Bragg 1862~1942）劳伦斯·布拉格（W. L. Bragg 1890~1971）父子分享了1915年的诺贝尔物理学奖。 X射线与物质的相互作用 1.X射线的性质 X射线是电磁波，λ＝10-3～101nm ，也是一种无静止质量并以光速运动的光子。 不可见，可使气体电离、某些物质发出荧光、胶片感光、有穿透物质的能力、很强的杀伤生物细胞的能力，可被物质吸收和散射。 X射线的本质是电磁辐射，与可见光完全相同，仅是波长短而已，因此具有波粒二像性。 表现形式：在晶体作衍射光栅观察到的X射线的衍射现象，即证明了X射线的波动性。 上节内容 X射线衍射的发现 X射线的本质是电磁辐射，与可见光完全相同，仅是波长短而已，因此具有波粒二像性。 波长较长的软X射线能量较低，穿透性弱，可用于非金属的分析;波长较短的硬X射线能量较高，穿透性较强，适用于金属部件的无损探伤及金属物相分析。 连续X射线和特征X射线 单色X射线束照射单一晶体用于:1）晶体结构测定；2）结构微变异的分析；3）晶体取向测定 多色X射线束照射单一晶体用于晶体的定向 单色X射线束照射多晶体可用于结构分析；晶体状态（晶粒度、应力、取向等分析）；物相分析；晶体结构测定。 散射 物质对X射线的散射主要是物质中的电子与X射线的相互作用。当X射线光子与物质中的电子相遇时，改变了原来的传播方向，造成了在原来传播方向上强度的减弱，这种现象就称为散射。包括相干散射和非相干散射。 在晶体中产生的不相干散射不能引起干涉现象。这是因为散射波波长较入射波变长了一些，而且散射波与入射波之间无一定周向关系，因此不能引起干涉现象产生。 系统消光：由于晶体结构的原因（原子在晶胞中的位置不同）而导致某些衍射线不能出现的现象。系统消光规律是研究晶体结构的重要依据。 结构因子：当X射线入射到一个晶胞上时，由于晶胞内各个原子所散射的波具有不同的周相和振幅，所以晶胞中所有原子散射的合成振幅不可能等于个原子散射政府振幅的简单相加。为此需要引入一个称为结构因子FHKL的参量来表征晶胞的相干散射与单个电子散射之间的对应关系。 试样制备 ?试样制备方法 在衍射仪方法中，因聚焦条件要求，通常采用平板试样。平板试样的制备，首先是制取足够数量的粒度为5μm左右的无应力粉末. ?注意事项 1.粉末粒度大小 2.粉末的应力 3.粉末的压紧程度 4.试样表面平坦程度 5.试样的择优取向 6.块状样品 测试条件选择 根据被测材料能否被激发荧光、穿透能力、衍射角度以及线条分离度等因素选用X射线源，一般常用MoKa。但在只测绘反射区极图时，有时为获得较大的角分离度，也可选用铁、钴、镍、铜等的Ka辐射。Kb线可用滤波片滤去。或用接收狭缝前的石墨晶体单色器把Kb连同荧光辐射一并滤去，这样铁试样也可用CuKa辐射来测量。 可参考下列限制来选择狭缝：入射光束水平发散角度限制在1～3o，入射光束垂直发散角限制在0.2o,接收狭缝限制在相当于2q角的1o左右。织构测角仪按Schulz反射法要求与Decker透射法要求设计，试样能绕三条相互垂直的轴线转动q、a、b角，且可在自身平面内振动，振动距离大小可调。 探测器固定在hkl反射晶面反射角2q处不动，常使用闪烁计数器等及相应电子线路进行衍射强度的记录。衍射线强度控