测定有关晶体性质数据.ppt

1仪器的外观 2误差分析 3精确晶胞参数数据的应用 粉末衍射方法的应用 简介吴圣光 当今分析研究对晶体微观结构的分析越来越多，运用的方法也是越来越多，而其中的x射线衍射也被越来越多的应用。这次我要对x射线衍射中粉末衍射的应用进行介绍。 粉末衍射的应用有物相分析、晶胞参数精确测定及其应用以及衍射线强度分布数据的应用，我就对其中的晶胞参数精确测定进行讲解。 精确的晶胞参数数据能够反映一种物质的不同样品间在结构上的细微差异，或者一种晶体的结构在外界物理化学因素作用下产生的的微小变化。它有很多重要的应用，例如在相图研究、固溶体研究、晶体的密度、热膨胀系数的测定、金属材料中应力的测定以及矿物学中类质同象系列的研究等方面，均需要有精确的晶胞参数数据。 返回 新型粉末衍射仪 与之配套的高精密度测角仪 X射线发生器 X射线强度测量系统 返回 衍射角的测量误差Δθ与d值误差Δd的关系微分bragg方程可以得到: q q cot D - = D d d 这个式子给出了d的相对测定误差和θ的关系。从上式可见，无论是为了精确测定晶胞参数或者是为了比较结构参数的差异或变化，原则上都应该尽可能使用高角度衍射线的数据 下表是当Δθ = 0.01°时，对于不同衍射角的晶面所引入的d值测定的相对误差Δd/d : 0.003 0.010 0.021 0.048 0.099 Δd/d 80 60 40 20 10 角度 q 当Δd/d = 0.001时，不同衍射角的衍射线的位移2Δθ： 1.61 0.325 0.605 80 0.49 0.10 0.198 60 0.24 0.05 0.096 40 0.10 0.02 0.042 20 0.05 0.01 0.020 10 CuK1-CuK2双重线间的间距（2θ度） 线的位移（mm）（对于570.3的debye相机） -2△θ Θ（度） 衍射角测定中的系统误差： 衍射角测定中的系统误差有几方面的来源：一是物理因素带来的，如X射线折射的影响，波长色散的影响等；二是测量方法的几何因素产生的。用Debye相机进行精确测定时，仪器方法的几何因素如半经误差，底片收缩，样品偏心，以及样品的吸收等都能引入显著的系统误差，在此不作详细叙述 精确测定晶胞参数的方法 为了精确测定晶胞参数，必须有精确的数据，通常有两种方法，1用标准物质进行校正，2适当的处理方法。和以前作实验时基本上原理一样。 返回 3精确晶胞参数数据的应用 (1) 精确晶胞参数数据的应用 (2)固溶体成分的测定 (3)固溶度的测定 (4)金属材料中宏观应力的测量 (5)测定有关的晶体性质数据 谢谢观赏! 祝大家新年快乐!哈哈哈 ………… 固溶体也就是固态溶液，它是指在固态条件下，在一种组分内溶解其他的组分，由组成的呈单一物象的均匀固体，也就是说，固溶液是由两个或两个以上的物质组成的。 其中含量较高的可以看做是溶剂，其他的看作是溶质，固溶体就是由溶质均匀地“溶解”在固体溶剂后形成的，固体溶剂大多是晶体。其中，二元金属固溶剂是最简单的合金也是最简单的固溶体。 1.固体类型的研究 根据溶质质点在溶剂中所占的位置不同，可将固溶体分为填隙式、置换式和缺位式。可想而知，填隙式就是指溶质的原子只填充于溶剂晶格的原子间的空隙，此类的固溶体不多，多数是过度原子空隙里包含C,B,N和H等生成间隙物相。置换式是溶质的原子代替了部分溶剂晶格中的相应原子并占有其配位的位置而形成的固溶体，如矿石和离子化合物中广泛的各种混晶，其成分成分可以可连续变化，从而组成同类同相系列。缺位式也较为少见，这类固溶体中并不是每个结构位置都有质点占据，而是有空位存在着。 固溶体类型的确定主要是依据实验计算的晶胞内所含原子的总质量。从实验测量的晶胞参数和密度便可以计算得到的晶胞的总质量；从晶胞的总质量和固溶体的元素重量可以计算得单位晶胞中的各种原子或离子的数目；从而可以得知是否与结构位置的数目相当。这和以前无机中学过的晶胞的计算的原理基本是一样的。 例题 返回 例如： 一种奥氏体为例，其元素重量组成为：Fe％ = 86.5％，Mn％ = 12.1%，C％ = 1.34%，结构为面心立方，a0 = 3.631埃，密度测值ρ= 7.83克／厘米。 则：晶胞的总质量m=ρ*（a0）3=7.83*3.6313*10-24克 根据重量组成计算可得到一个晶胞内各种原子的数目n如下： N=m*N*Fe%/Fe=m*N*86.56%/55.85=3.5 n = m×N×Mn%／Mn = m×N×12.10%／54.93 = 0.5 n = m×N×C%／C = m×N×1.34%／12 = 0.25 所以 在一个晶胞中