06-X射线衍射方法课案.ppt

立方晶系晶格常数计算 由d HKL及H2+K2+L2值可求晶格常数a。 理论上每条线计算的a相等，由于实验误差不等。 利用德拜照片测定晶体常数 对照片中各对弧对进行编号、标注。 测量有效周长（半周长L）。 测量并计算各弧对的间距（S/2）。 计算 和 指数标定，计算晶体常数。 照相方法：得到一张德拜图，并从德拜图可以获得如下数据：（1） d可测量计算得出；（2） I/Io用目测的方法估计得到 衍射仪方法： 得到一张衍射图谱，并经过处理以后同时得到一张数据表。 3、试样的制备 在粉晶衍射仪中，试样制作上的差异，对衍射结构产生的影响，要比在照相法中大得多。因此，制备合乎要求的试样，是粉晶衍射技术中个重要的一环。 （1）粒度要求： 试样受光照体积中晶粒的取向是完全随机的，因此要求粒度为十分细小的粉末，具体对晶粒大小不同的样品要求也有差异。对于粉末衍射仪，适宜的晶粒大小为0.1μm－10μm。 （2）试片准备： 要求试片表面十分平整并避免择优取向。 表面平整不规则、不平整、毛糙等会引起衍射线的宽化、位移以及使强度产生复杂的变化。 另外，大多数晶体都是各向异性，把粉末压平的过程很容易引起择优取向，尤其是片状、棒状的样品。择优取向严重影响衍射强度的正确测量。克服择优取向没有通用的方法，根据实际情况可具体采取一些措施。 但是为了研究试样的某一特征衍射，择优取向却是十分有用的。如研究粘土矿物的001面，可制作“定向试片” （3）试片的厚度 试样对X射线透明度的影响，会引起衍射峰的位移和不对称的宽化，此误差使衍射峰位移向较低的角度。尤其对于线吸收系数μ值小的试样，在低角度引起的位移很显著。若厚度为，Xt则2θ位移为： ︱ △（2θ）穿透 ︱＝Xtcosθ/R 因此，如果要求准确测量2θ或要求提高仪器分辨率，应该使用薄层粉末试样。试样的厚度应满足 Xt ≥( ρ/ ρ ′)(3.2/μ)sinθ(cm) ρ/ ρ ′分别为粉末的真正密度和表现密度。 通常仪器所附的制作试样的样框厚度（1－2mm）对于所有试样的要求均已足够了。 （4）试样的制作方法 通常采用的方法： 压片法： 涂片法： 制备无择优取向试片的专门方法： 喷雾法： 塑合法： 4、X射线衍射仪的检测步骤 （1）仪器条件的准备： （2）具体实验条件的选定： a、狭缝的宽度的选择：发散狭缝（DS)、接收狭缝(RS)、防散射狭缝（SS) 发散狭缝（DS）的影响 不同DS试样的照射情况 b、扫描方式 连续扫描方式：试样和接收狭缝以角速度1：2的关系匀速转动，在转动过程中，检测器连续地测量X射线的散射强度，各晶面的散射强度依次被接收。 步进扫描方式：试样每转动一步（固定的Δθ）就停下来，测量记录系统开始测量该位置上的衍射强度。强度的测量也有一两种方式：定时计数方式和定数计时方式。然后试样再转过一步，再进行强度测量。如此一步步进行下去，完成制定角度范围内衍射图的扫描。 c、扫描速度 常采用2?/min－4?/min。提高扫描速度，可节约测试时间，但却会导致强度和分别率下降，使衍射峰位置向扫描方向偏移并引起衍射峰的不对称化。 d、扫描范围 扫描范围根据测定试样而定，如铜靶对无机物进行物相分析，一般2θ扫描范围为2?－90?，而对有机物和高分子，常用2?－60?，也可根据具体范围设定更小。 X射线的检测还有广角和小角之分，要根据具体的样品要求选择。小角检测范围为0.5－2?。 （3）图谱处理 三. 单晶X射线衍射方法 单晶X射线衍射方法有多种，如劳埃法、旋转法和四元单晶衍射仪法等等。 其原理是布拉格方程：λ＝2dsinθ。为了使更多的面网满足布拉格方程，可通过改变λ和θ来得到d值。 所用 X 射线随摄像方法不同而不同. 回转法和四圆衍射法(面探法)用特征X射线. 而Laue法等则用白色X射线(连续X射线, 包含了从短波限λm开始的全部波长，其强度随波长变化连续地改变.) 样品要求：单晶体，50um-0.5mm，形状最好为浑圆状。 （样品必须为单一的晶体，不能是混和物，不能存在双晶、裂缝、位错等） 下面以旋转法照相和四圆单晶衍射仪方法为例，说明单晶X射线分析方法的原理及用途。 旋转法照相的原理及用途 l =0 l Hl 转动 单晶 R ?l x射线 底片 原理：单色X射线垂直于晶体的某一晶轴方向穿过晶体，同时晶体绕该轴旋转。 设晶体绕c轴旋转，如图： 由于波长?恒定，根据劳埃方程 c(cos?l －cos?0) ＝l? 因 ?0＝90o, 故上式简化为