多晶体分析方法(XRD).doc

四、多晶体分析方法 一、德拜—谢乐法 德拜相机为圆筒形暗盒，相机圆筒常常设计为内圆周长为180 mm和360 mm，对应的圆直径为57.3 mm和114.6 mm。 （一）、德拜相的摄照 （1）、底片安装 正装法：底片中心开一圆孔，底片两端中心开半圆孔。底片安装时光栏穿过两个半圆孔和成的圆孔，承光管穿过中心圆孔。 反装法：底片开孔位置同上，但底片安装时光栏穿过中心孔。 偏装法：底片上开两个圆孔，间距仍然是。当底片围成圆时，接头位于射线束的垂线上。底片安装时光阑穿过一个圆孔，承光管穿过另一个圆孔。 （2）、摄像规程的选择 （a）X射线管阳极靶材元素 根据吸收规律，所选择的阳极靶产生的X射线不会被试样强烈地吸收，即 （b）滤波片 滤波片的选择是根据阳极靶材确定的。滤波片原子序数低于靶材元素原子序数，在确定了靶材后，选择滤波片的原则是： （c）管电压 通常管电压为阳极靶材临界电压的3-5倍，此时特征谱与连续谱的强度比可以达到最佳值。 （三）、德拜相的误差及修正 （1）试样吸收 理论衍射线为自试样中心发出,形成角的圆锥，与圆筒底片相交的弧对距离为但实际上入射线易被试样吸收，仅在表面一薄层产生衍射线,实测弧对外缘宽于理论，，。 （2）底片伸缩误差 如果底片未贴紧相机内径、相机半径误差、底片冲洗干 燥后伸缩 ，对此要加以校正。从偏装底片上可以直接测量 出底片所围成圆筒的周长，这个周长称为有效周长。 （四）、德拜相的分析计算 通常低角线条较窄且清晰，附近背底较浅，高脚线条则相 反，特别高的线条，还能看到分离的双线。 （1）对各弧对标号 过底片中心画一基准线，并对各弧对进行标号。从低角区起，按递增顺序表上1-1’，2-2’，3-3’等。 （2）测量有效周长 在高低角区分别选出一个弧对，测量A、B值并按公式计算有效周长。 （3）测量并计算弧对的间距 测量底片上全部弧对的距离。 对低角的线条，只要测得弧线外缘距离，根据计算出 对于高角线条，如5-5’弧对，可测，根据有效周长即可计算出 。 （4）计算，。 （5）计算， 如果双线能分开，采用相应值，否则采用双线的权重平均值。 （6）估计各线条的相对强度值 指最强的强度，为任一线的强度。用目测法将黑度最大的线条强度定为100 (即100%)，其余可酌情定值。 （7）查卡片 根据系列与系列，对照物质的标准卡片，若与某卡片很好的吻合，则该卡片所载物质即为待定物质。系列为主要的依据。 （8）标注衍射线指数 (指标化)，判别点阵类型 根据布拉格公式，确定照片上每一条衍射线条的晶面指数。 （9）计算点阵参数 ， 则， 两边平方，即掠射角正弦的平方比等于干涉面指数平方和之比。 对于简单立方点阵，面指数平方和纸币为1:2:3:4，体心立方点阵2:4:8:10，面心立方点阵3:4:8:11:12:16:19，计算出的连比，即可判断点阵类型。 注： 当采用114.6 mm的德拜相机时，测量的衍射线弧对间距(2L)每毫米对应的角为 若采用57.3 mm的德拜相机时，测量的衍射线弧对间距(2L)每毫米对应的角为 二、X射线衍射仪 一、X射线测角仪 X射线衍射仪由X射线发生器、测角仪、辐射探测器、记录单元或自动控制单元等部分组成，其中测角仪是仪器的中心部分。 衍射仪采用具有一定发散度的入射线，也用“同一圆周上的同弧圆周角相等”的原理聚焦，不同的是其聚焦圆半径随的变化而变化。 衍射仪法与德拜法的区别 1) 接收X射线方面衍射仪用辐射探测器，德拜法用底片感光； 2) 衍射仪试样是平板状，德拜法试样是细丝。衍射强度公式中的吸收项不一样； 3) 衍射仪法中辐射探测器沿测角仪圆转动，逐一接收衍射，德拜法中底片是同时接收衍射。 联动: 试样表面处在入射线和衍射线的反射位置上，确保狭缝光阑、探测器处于衍射方向，接收相应晶面的衍射线，即试样台转过时，计数管转过。 在运转过程中，聚焦圆时刻在变化着，当较小时其直径较大，增大时则相反。 多晶体中晶粒取向混乱，在入射线照射到试样表面的大量晶粒时，只有那些平行于试样表面、满足布拉格方程的晶面产生衍射线，而且反射是瞬时的。而其它晶面虽满足布拉格方程，但与试样表面不平行，产生的衍射线不能会聚于狭缝光阑而接收。可见衍射仪接收的衍射线强度小于德拜法。 （一）、光学布置 梭拉狭缝由一系列金属片组成，限制竖直方向的射线发散。发散狭缝、防散射狭缝和接受狭缝限制衍射线的水平发散，只让处于平行方向的X射线通过，狭缝增大可以获得较强射线。 （二）、试样 平板试样。粉末颗粒大小适中，过粗难压紧成型，且照射的颗粒少，衍射强度不稳定；过细使衍射线宽化，并妨碍弱线的出现。 （三）、弯晶单色器 消除线，降低由于连续X射线及荧光辐射所产生的背底。 二、探测器与记录系统 （一）、探测器 (1) 正比计数器 (PC) 入射光子与