x射线衍射 课件..ppt

德拜照相法 粉末照相法只是粉末衍射法的一种。作为被测试的样品粉末很细，颗粒通常在10-3cm~10-5cm之间，每个颗粒又可能包含了好几颗晶粒，因此，试样中包含了无数个取向不同但结构一样的小晶粒。 当一束单色X射线照射到样品上时，对每一族晶面（h k l），总有某些小晶粒的（h k l）晶面族能够恰好满足布喇格条件而产生衍射。由于试样中小晶粒数巨大，所以满足布喇格条件的晶面族（h k l）也较多，与入射线的方位角都是θ，因而可看作是由一个晶面以入射线为轴旋转而得到，如上图所示。 从图中可以看到，小晶粒晶面（h k l）的反射线分布在一个以入射线为轴，以衍射角2θ为半顶角的圆锥面上，不同的晶面族衍射角不同，衍射线所在的圆锥半顶角不同，从而不同晶面族的衍射就会共同构成一系列以入射线为轴的同顶点圆锥，所以，当用围绕试样的圆筒形底片记录衍射线时，在底片上会得到一系列圆弧线段。 样品要求：a. 细度：10-3cm～10-5cm（过250目～300目筛）b. 制成直径为0.3mm～0.6mm，长度为1cm的细圆柱状粉末集合体 实验数据的测定： 德拜粉末照相法底片实验数据的测量主要是测定底片上衍射线条的相对位置和相对强度，然后根据测量数据再计算出θhkl和晶面间距dhkl。 衍射仪介绍 X射线衍射仪是采用衍射光子探测器和测角仪来记录衍射线位置及强度的分析仪器 8.3.2 衍射仪法 1. 粉末衍射仪的主要构成及衍射几何光学布置 a. 粉末衍射仪的构造 送水装置 X线管 高压 发生器 X线发生器(XG) 测角仪 样品 计数管 控制驱动装置 显示器 数据输出 计数存储装置(ECP) 水冷 ＨＶ 高压电缆 角度扫描 常用粉末衍射仪主要由X射线发生系统、测角及探测控制系统、记数据处理系统三大部分组成 。核心部件是测角仪 测 角 仪 粉末衍射仪常见相分析测试图谱（SiO2） 衍射仪所能进行的其他工作 峰位 面间距d → 定性分析 点阵参数 d漂移 → 残余应力 固溶体分析 半高宽 结晶性 微晶尺寸 晶格点阵 非晶质的积分强度 结晶质的积分强度 定量分析 结晶度 角度（2θ） 强度 判定有无谱峰—准晶质、非晶质样品方位与强度变化（取向） 集合组织 纤维组织 极图 2. 粉末衍射仪的工作方式  a. 连续扫描 连续扫描图谱可方便地看出衍射线峰位，线形和相对强度等。这种工作方式其工作效率高，也具有一定的分辨率、灵敏度和精确度，非常适合于大量的日常物相分析工作。 连续扫描就是让试样和探测器以1：2的角速度作匀速圆周运动，在转动过程中同时将探测器依次所接收到的各晶面衍射信号输入到记录系统或数据处理系统，从而获得的衍射图谱。上图即为连续扫描图谱。 能进行峰位测定、线形、相对强度测定，主要用于物相的定量分析工作。 下图为水泥熟料中最主要矿物C3A的X射线衍射谱 b.步进扫描 步进扫描又称阶梯扫描。步进扫描工作是不连续的，试样每转动一定的角度Δθ即停止，在这期间，探测器等后续设备开始工作，并以定标器记录测定在此期间内衍射线的总计数，然后试样转动一定角度，重复测量，输出结果。下图即为某一衍射峰的步进扫描图形。 3. 衍射线峰位的确定及衍射线积分强度的测量 a.衍射线峰位确定 峰位确定主要有3种方法： 图形法、曲线 近似法和重心法 图形法： 峰顶法、切线法、半高宽中点法、7/8高度法、中点连线法 4. 衍射线强度的确定 衍射线强度有峰高强度和积分强度两种。  峰高强度： 一般是指衍射图谱上衍射线的高度。通常是在同一实验条件下比较衍射线的高度来定性分析峰强。  曲线拟合法 曲线近似法中最常用的是将衍射线顶点近似成抛物线，再用3~5个峰形上的实验点来拟合抛物线，找出其顶点，将此顶点所对应的衍射角θb作为该衍射峰的峰位，图3-35（f）所示。此方法比较适于衍射峰形漫散及Kα双线分辨不清的情况。重心法 就是指确定衍射线峰形中心，重心所对应的衍射角θ即为该衍射线的线位。重心位置所对应的2θ： 图3-36为重心法确定峰位的过程。 4. 样品制备 被测试样制备良好，才能获得正确良好的衍射信息。 对于粉末样品，通常要求其颗粒平均粒径控制在5μm左右，亦即通过320目的筛子，而且在加工过程中，应防止由于外加物理或化学因素而影响试样其原有的性质。 在样品制备过程中，应当注意： 1）样品颗粒的细度应该严格控制，过粗将导致样品颗粒中能够产生衍射的晶