X射线材料结构分析上学期复习总结.pptx

-X射线衍射基础;Page 2;X射线管;X射线谱;注意：短波极限与材料无关，只与管电压有关;X射线光子能量E、动量P之间，遵循爱因斯坦关系式：;继续增加电压：特征波长不变，强度增加;原子结构相关 泡利不相容原理;激发电压Vk;取决于阳极靶物质的原子能级结构，材料固有特性;(特征X射线);X射线与束缚力不大的外层电子或自由电子碰撞时，电子获得一部分动能成为反冲电子，X射线也改变方向;光电子（光电效应）;或荧光X射线;一定范围内;第二章 X射线晶体学基础;21;22;阵胞中的阵点计数;24; 晶系 ;2. 黄铜矿是最重要的铜矿，全世界的2/3的铜是由它提炼的。回答下列问题： (1). 右图为黄铜矿的晶胞。计算晶胞中各种原子的数目：Cu 　Fe 　S 　写出黄铜矿的化学式　　　 (2). 在黄铜矿晶胞中含有　　 个结构单元（周期性重复的最小单位）？每个结构单元代表什么？　　　　　　 (3). 在高温下，黄铜矿晶体中的金属离子可以发生迁移。若铁原子与铜原子发生完全无序的置换，可将它们视作等同的金属离子，请在右图框中画出它的晶胞。;2.2、晶向、晶面及晶向、晶面指标; 在点阵中由结点构成的平面称为晶面。 空间点阵划分为平面点阵的方式是多种多样的. 不同的划法划出的晶面(点阵面)的阵点密度是不相同的. 意味着不同面上的作用力不相同. 所以给不同面以相应的指标(hkl)。;;立方晶系 ; 歪晶（distored crystal）——理想状态下成长的同种晶体，理论上应具有完全相同的外形。但在自然界中，没有完全相同的外部条件同时存在，因此同种晶体，由于生长条件的差异，会使相同晶面发育的形状和大小有很大差异，形成歪晶。 同一种晶体的各种歪晶与其相对应的理想晶体之间，纵然外观上相差很大，但相对应的晶面之间的面角是恒等的。其本质是由格子构造所决定的。因为同种晶体具有相同的格子构造，晶体上对应的晶面就是格子构造中的对应面网，在晶体生长过程中，不管环境条件如何，晶面都是平行地向外推移的。因此，不论晶面长得大小如何，对应晶面间的夹角将始终保持不变。 ;球面投影分类;极射赤面投影和吴里夫网;34;吴里夫网的应用;36;37;38;两个基本性质 ：;40;第三章;劳厄方程;由劳埃方程组可以看到，为了获得X射线衍射花样，必须在方程组中引入第四个变量。用以下的方法可以达到目的：;优点：可以用于测定晶体的取向和对称性，分析起来比较简单； 缺点：衍射花样中反射级不能分辨(Hl)；斑点强度难以确定。;二、周转晶体法;三、粉末法;布拉格方程;三、布拉格方程的讨论;2、反射级数;3、干涉面和干涉指数 将布拉格方程2d h k l sinθ= nλ改写为 2（d h k l / n）sinθ=λ 令d HKL =d h k l/n，则： 2 d H K L sinθ= λ 这样就把反射级数n隐含在d HKL之中，布拉格方程变为永远是一级反射的形式 ;; 为了应用上的方便，引入干涉面和 干涉指数概念; 这就是说，我们把（h k l）晶面的n级反射看成为与（h k l）晶面平行的、面间距为d HKL =d h k l / n的晶面的一级反射，而该晶面不一定是晶体中的一个真实原子面。 为了简化布拉格方程而引入的这个反射面称为干涉面，干涉面的面指数称为干涉指数。用HKL表示，它与晶面指数的关系为H = n h， K = n k， L =n l ;4、掠射角; 产生衍射的极限条件;产生衍射的极限条件;布拉格方程应用; 衍射花样和晶体结构的关系;衍射的矢量方程;在衍射方向两支光线的波程差可以表示为：;上式中OA是正空间中原子A的位矢，所以可以将其表示为： OA＝pa+qb+rc；其中p、q、r均为整数；如果这时我们将(S-S0)/λ表示成倒易空间中的一个矢量，就可以将X射线衍射条件同正、倒空间点阵同时联系起来。将其写成倒空间的矢量形式就有： (S-S0)/λ＝ha*+kb*+lc*；（h,k,l暂时为任意值） 这时的周相差可以表示为：;只有当周相差为2π的整数倍时，衍射束才能加强，因此(hp+kq+lr)必须为一整数才能产生衍射。 由于A是晶体中的某一个原子，而要产生衍射实际上要求晶体中的任意一个原子与原点处的原子周相差都应该是2π的整数倍，所以要求(hp+kq+lr)中的p、q、r在取遍所有整数时， (hp+kq+lr)等于整数都能成立，因此h、k、l必定同时为整数。 由以上分析可知，产生衍射的必要条件是： 矢量 (S-S0)/λ等于倒易矢量中代表某一晶面的倒易矢量。 可以表示成：;3.5.2.2 矢量方程的讨论;劳厄方程;劳厄方程 （确定衍射方向的基本公式）;转换成标量形式;由矢量方