XRD方法报告.ppt

* 总结 衍射仪法 重点掌握 德拜法 掌握 其他衍射方法 了解 * 思考题 试总结衍射花样的背底来源，并提出一些防止和减少背底的措施。 德拜法衍射花样的背底来源是入射波的非单色光、进入试样后出生的非相干散射、空气对X 射线的散射、温度波动引起的热散射等。采取的措施有尽量使用单色光、缩短曝光时间、恒温试验等。 ？ 粉末样品颗粒过大或过小对德拜花样影响如何？为什么？多晶体样品晶粒过大或过小对衍射峰形影响又如何？为什么 粉末样品颗粒过大会使德拜花样不连续，或过小，德拜宽度增大，不利于分析工作的进行。因为当粉末颗粒过大（大于10-3cm）时，参加衍射的晶粒数减少，会使衍射线条不连续；不过粉末颗粒过细（小于10-5cm）时，会使衍射线条变宽，这些都不利于分析工作。 多晶体的块状试样，如果晶粒足够细将得到与粉末试样相似的结果，即衍射峰宽化。但晶粒粗大时参与反射的晶面数量有限，所以发生反射的概率变小，这样会使得某些衍射峰强度变小或不出现。 * * 封闭管 稳定性好 真空密闭 不可更换灯丝，光管一次性。 功率小 * 旋转阳极开放管 功率大，产生的X射线强，有利于产生高质量的衍射图形 可更换灯丝 需要抽真空 * 对X射线源的要求 稳定 对衍射花样的测量为“非同时测量”，即按顺序进行 强度大 提高光源强度可提高检测灵敏度、衍射强度测量的精确度、实现快速测量 光源的强度取决于管子的比功率，即管子的功率与管焦斑大小的比值 光谱纯度 光谱不纯，轻则增加背底，重则增加伪衍射峰，增加分析难度 * 光源的选择 焦点（焦斑） 阳极靶上被电子束轰击的区域 其形状和大小对X射线衍射图样的形状、清晰度、分辨率有影响 多采用线焦斑，其长边方向与测角仪平面垂直 线光源的特点 优点：水平发散度小，分辨率高，记录的衍射花样真实 缺点：垂直发散度较大，常用Soller狭缝来改善 一般衍射仪管子的焦斑大小 细焦斑：0.4x8mm2 正常焦斑：1X10mm2 宽焦斑：2X12mm2 * 辐射（阳极靶）的选择 一般选择波长为零点几个nm的特征X射线用于结构分析，因为物质的点阵常数为零点几个nm 最常选用的是CuK?，其波长为0.1542nm 适用于许多衍射分析 散热性能好 * X射线管最佳工作电压 利用特征X射线时， 连续谱的背底增加背景 V=（3～5）VK时，I标/I连最大。 铜靶的工作电压？ 1 2 3 4 5 6 IK/I连 V/VK * 辐射选择的原则 不产生强烈的荧光，否则会引起信噪比下降 衍射线的数量、位置、强度符合分析要求 X射线的入射深度符合分析要求 Co、Fe、Mn、Cr、V、Ti会强烈吸收CuK? ，样品中含这些元素时应更换X射线管 * X射线的单色化 滤波片 选用对K?有较大吸收的材料，阻止K?进入 晶体单色器 利用晶体衍射获得单色X射线的器件 选定单个晶体（通常为石墨晶体）的某个反射本领强的晶面，调整晶面与入射束的角度，使之只能反射特定波长的光子，其余的光子则因不满足Bragg方程不能被反射，从而获得单色X射线 单色器的效果好于滤波片 * 单色器 * 测角器－衍射仪的核心组成部分 测角器的作用：精确测定样品各晶面的衍射角度 基本结构： 测角圆：X射线管焦点F和接受狭缝G所在的圆周。F固定，G的位置可精确测量 * 衍射光路设计要求样品表面产生的衍射角为2 ?的衍射线都汇集于G点。 要求F点、样品表面、G点位于同一圆周上（即聚焦圆） 采用平板样品，使样品表面与测角器中心轴重合并始终与聚焦圆相切，这样，聚焦圆的圆心永远位于样品表面的法线上。 实现的方法：让样品与接受狭缝同时绕中心轴向同一方向转动，并保持1：2的角速度比值 测角器 * 测角器中的光阑系统 * Soller（索拉） slits 测角器中的光阑系统 * Soller光阑S1：由一组互相平行的重金属薄片组成，与测角器平行，控制入射束在垂直于测角器平面方向上的发散度 发散光阑A1：控制入射束在测角器平面方向上的发散度，从而控制入射束在样品上的照射面积 测角器中的光阑系统 * 防散射狭缝A2：使监测器只能接受来自样品表面2 ?的衍射线 S2：接受沿测角器平面的衍射线 G：控制衍射束进入计数管的宽度 测角器中的光阑系统 * 探测器 目的：检测X射线的能量、强度 性能： 效率（通过探测器窗口的X射线的分数，越高越好） 探测事件（detection event）: 越多越好 通常认为，光子的流量和产生的脉冲信号成线性关系 * 探测器分类 照相底片（简单，但不再使用） 光子计数器（目前常用，不具有空间分辨） 正比计数器（gas proportional） 闪烁计数（scintillation