第九课 衍射线的强度理论.pdf

X射线衍射晶体学 曹永革，袁轩一 010 caoyongge@ruc.edu.cn 在自然界中确实存在晶体结构和晶胞都相同的物质， 它们的衍射线条的位置是相同的，但由于原子性质 的不同，因而其衍射强度却不同，在这样的情况下， 如果把衍射的位置作为物相分析的唯一判据，就会 得出错误结论。 例如Au—Cu固溶体，随着成分的变化其点阵常数可 从0.36147nm变到0.40783nm，其中有一种成分的固 溶体，其点阵常数可以与Al （a=0.40496nm）完全 相同，尽管这种情况是特殊的，但也说明在对多晶 体进行物相分析时，必须同时应用两个判据。 例：应用哈氏索引和JCPDS卡片进行物相分析 1）应用哈氏索引和卡片进行物相分析的步骤 a、测量多晶衍射花样，计算出各衍射线对（峰） 所对应的晶面间距d，并确定出它们的相对强度。 b、将所有的d值，由大到小依次排列，并在其后标 出其对应的强度。 c、在透射区（2θ＜90°）选取三个强度最强的衍 射线对（峰），依照它们的强度由大到小，将其 面间距标为d1、d2、d3 。再在整个范围内找出另外 的5条最强线，分别记为d5～d8 d、根据d1的大小在索引中找出可能卡片所在的小组， 再根据d2找出可能卡片在小组中的范围，再由d3 和其它5个d值找出可能卡片号。 由于误差的存在所以d1、d2、d3值都有一定的范 围（通常为±0.002nm），因此找出的卡片号可能 有好几个甚至几十个。 e、根据可能卡片号从卡片盒中找出可能卡片。 f、将这些卡片上的数据与被测物质的数据进行仔 细对比，其吻合最好的那张卡片上标明的物相名 称即为所求的物相名称。 2）例:某多晶试样,应用衍射仪法，用Cokα辐射，其 衍射数据如下。强度为峰值强度，试求物质为何物 相？ d 3.67 2.70 2.51 2.29 2.21 2.08 1.84 1.68 1.63 1.60 I/I1 24 100 52 3 28 3 40 59 5 20 d 1.49 1.45 1.35 1.32 1.26 1.23 1.22 1.19 1.17 1.15 I/I1 38 36 6 20 10 4 5 10 12 15 以80年版的索引为检索工具，根据实验条件， λ 1.79021 Cokα 当θ=45°时，2dsin45°=1.79021，得d=1.27， 即当d=1.26时，所对应的θ值已经大于45°，所以 选三强线应在d≥1.32范围内。 a、测量衍射花样，计算所对应的d，并确定出相对强度。 （已完成，数据如上表） b、将所有的d值由大到小排列，并标出对应的强度。 （已完成） c、选三强线和其余五强线 由上面的数据，在2θ＜90°范围内，三强线的d值按 强度从大到小依次为 d1=2.70， d2=1.68， d3=2.51， 因为I2.51=52，I1.68=59，59-52/52=0.02是小于15%的， 所以认为它们的强度近似相等。按80年版，三强线分别 为：d1=2.70， d2=2.51， d3=1.68，其余5强线按强度 大小分别为：1.84，1.49，1.45，2.21，3.67 d、根据三强线检索 由索引知，2.70±0.02 （2.68～2.72）位于 2.74～2.70和2.69～2.65两个组内，因此必须在 这两个小组内检索。在2.69～2.65小组内，只有 卡片号为13-534的条目的8个数据与d1～