德拜--谢乐法.ppt

赫耳—戴维图 第4讲 多晶体分析方法 粉末法成相原理 德拜—谢乐法 衍射花样的指数化 主要内容: 多晶体衍射的照相方法简介： 1）照明源：单色X射线 2）样品：很细的粉末〔10-3—10-5cm〕 5.1 粉末法成相原理 倒易球的定义： 等同晶面族｛HKL｝在倒易空间中倒易矢量的轨迹 倒易球的半径： 平面底片照相示意图 圆筒底片照相示意图 5.2 德拜—谢乐法 德拜相机 试样制备 底片安装 衍射花样的测量和计算 德拜相机 1）设计原理（衍射几何） 德拜相机基本组成：圆筒形外壳、试样架、光阑、承光管等； 2）基本结构 3）基本特点 相机半径等于底片的曲率半径；对筒形外壳的内表面的加工精度要求很高； 相机直径一般为57.2mm或114.4mm.这样底片上每1mm长度对应2度或1度圆心角，使衍射花样计算简化； 试样架位于相机中心轴上，通过专门的调整装置可使圆柱试样与相机中轴重合； 光阑的主要作用：限制入射线的不平行度，固定入射线的尺寸和位置； 承光管：在调整相机时，用于观察入射线和试样的相对位置。 光阑示意图 承光管示意图 光阑的主要作用：限制入射线的不平行度， 固定入射线的尺寸和位置. 承光管：在调整相机时，用于观察入射线和试样的相对位置。 试样制备 最常用的试样为圆柱状粉末集合体，直径0.5mm左右，长度为10mm左右。粉末尺寸在10-3 cm－10-5 cm之间。 粉末制备方法 机械法 电解法 圆柱样品制备方法 粘 结 法 填 充 法 成 型 法 直 接 法 底片的安装 1）正装法 特点：衍射角从底片中心向两侧逐渐增加； 适用于物相分析。 2）反装法 特点：衍射角从底片中心向两侧逐渐减小； 适用于点阵常数的测定。 3）不对称安装法 特点：可直接测定圆筒底片的曲率半径，可校正由于底片收缩、试样偏心及相机半径不准确所产生的误差，适用于点阵常数的精确测定。 衍射花样的测量和计算 1）测量和计算依据： 衍射弧对的间距 布拉格公式 掠射角θ 计算面间距及晶格常数 2）基本原理 掠射角θ 衍射弧对的间距 测量衍射线条的相对位置 目测衍射线条的相对强度 计算衍射角θ 利用布拉格方程计算每对衍射线所对应的衍射面间距dHKL 计算晶格常数 计算sin2θ、确定晶格类型、标注衍射面指数 3）基本思路 5.3 衍射花样的指数化 立方晶系德拜相的计算 根据系统消光规律 简单立方 H、K、L任取 体心立方 H+K+L为偶数才出现衍射 面心立方 H、K、L全奇或全偶（才衍射） 于是，立方晶系中各晶体结构衍射线的出现顺序： 又： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 0 1 1 0 1 1 1 2 0 0 2 1 0 2 1 1 2 2 2 3 0 0 进行指数化时，只要首先计算出各衍射线条的sin2θ顺序比，再根据下表确定晶体结构类型和各衍射线的干涉指数。 注意问题： 简单立方与体心立方衍射花样的判别 两种衍射花样中，前六条线的顺序比相同，第七条起不同，因此判别两种衍射花样至少需8个线的花样； 简单立方中顺序比没有7、15、23等（三个整数之和不能为7、15、23等）； 强度：简单立方I1I2，而体心立方I1I2(多重性因素的影响）； 直观判断：简单立方线条比体心立方多近一倍。 100（6） 110（12） 110（12） 200（6） 标定基本步骤（以不对称安装为例） 1）区分前后反射区：在底片孔洞周围有黑晕（由连续谱的短波部分造成）者为前反射区；在孔洞周围有刚好分开的双线（由构成K辐射的K?和K?两种不同波长的辐射构成）者为后反射区。 2）衍射线对编号：前反射区 后反射区 3）测量衍射线的强度： 用目测法将衍射线的强度分为五级： VS（很强）、S（强）、M（中）、W（弱）、VW（很弱） 4）确定各衍射线的中点连线及测量原点： 5）测量衍射线对间距2L（对前衍射线）和2L’（对后衍射线） 对前衍射线： 0右i-0左i=2L, i=1,2,3,… 对后衍射线： 0右i-0左i=2L’, i=1,2,3,… 6) 计算有效周长S 由图可知，相机内壁有效圆周长S=AB+BC+CD+DA 而DA=BC，S=AB+2BC+CD。 又 AB=0B-0A，CD=0D-0C，BC=0C-0B S=（0D+0C）-（0B-0A） 即：S=（0右i+0左i）后反射线-（0右i+0左i）前反射线 7) 计算布拉格角θ的值 对前反射线： θ=（90°/S）*2L 对后反射线： θ= 90° -（90°/S）*2L’ 8）计算sin2θ 9）确定晶格类型及标注衍射线的指数HKL； 10）计算面间距d值； 11）计算晶格常数 5.4 Cu粉德拜相分析 5.