第四章x射线衍射分析应用 1指标化和晶格常数PPT.ppt

第三章内容回顾; ;2、粉末衍射强度公式; ;4、倒易畴与衍射线宽化 当赋予倒易点以衍射属性时，倒易点演化为倒易畴，其大小与形状与晶体的大小和形状有关，并且当倒易点偏离反射球为s时，仍会有衍射发生，只是比s=0时弱。 各种晶形 相应的 倒易畴 小立方体 六角形星芒 小球体 大球加球壳， 盘状体 杆 针状体 盘 ; 对于多晶粉末的情况，反射球交于倒易畴中心处的衍射最强，交于中心之外的倒易畴对应的衍射较弱。如果小晶粒较多，倒易畴较大，偏离倒易畴中心的衍射较多，导致衍射峰的宽化。 晶格畸变导致同一晶面的衍射矢量的大小有一定分布，增大了衍射的机会，也会导致衍射线的宽化。 因此利用衍射线的线形分析可以进行晶粒大小和晶格畸变的测定。 ;第四章 x射线衍射分析应用 ;基于衍射位置的应用 ⑴ 点阵参数的精确测定，膨胀系数的测定； ⑵ 由点阵参数测定相平衡图中的相界； ⑶ 固溶体类型的测定，固溶体组分的测定； ⑷ 薄膜厚度的测定； ⑸ 第一类（即宏观残余）应力的测定； ⑹ 晶体取向的测定； ⑺ 多晶材料中层错几率的测定；8⑺ 点缺陷引起的Bragg峰的漂移。 ;基于衍射强度测量的应用 (1) 物相的定量分析，结晶度的测定 (2) 微观应力的测定； (3) 有序固溶体长程有序度的测定； (4) 多晶体材料中晶粒择优取向的极图、反极图和三维取向分布的测定；;基于衍射线型分析的应用 (1) 晶粒大小和微应变的测定； (2) 多晶材料中位错密度的测定，层错能的测定，晶体缺陷的研究 ;基于衍射位置和强度的测定 (1) 物相的定性分析 (2) 相消失法测定相平衡图中的相界; (3) 晶体(相)结构,磁结构,表面结构,界面结构的研究 ;同时基于衍射位置、强度和线型的Rietveld多晶结构测定 需输入原子参数（晶胞中各原子的坐标、占位几率和湿度因子）、点阵参数、波长、偏正因子、吸收系数、择优取向参数等。 ;衍射分析应用的几个基本方面： 1. 衍射线的指标化 2. 点阵常数的精确测定 3. 物性的定性定量分析 4. 晶粒大小和点阵畸变的测定;4.1 衍射谱的指标化; 1）已知晶系和晶格常数a，从理论上求???，与实验值对比，两者相接近时，表明他们有相同的晶面指数。 2）晶系或者晶格常数未知时，由于四种晶格类型衍射线出现的顺序和它们对应的衍射线指数平方和具有不同的特征，找出这种特征或规律，就可以进行晶系确定和指数标定。; 按θ角从小到大的顺序，写出sin2θ的比值数列。 根据数列特点来判断 判断顺序： 先假定试样属于简单晶系，若不是，则假定为更复杂的晶系，即 立方晶系——四方晶系——六方晶系——菱方晶系——正交晶系;一、立方晶系的衍射谱标定;由于H、K、L均为整数，它们的平方和也必定为整数， sin2θ数值列必定是整数列——判断试样是否为立方晶系的充分和必要条件。 实验操作 测量衍射谱，计算sin2θ，写成比例数列 找到一个公因数，乘以数列中各项，使之成为整数列，则为立方晶系，反之，非立方晶系。;进一步判断 根据整数列的比值不同，可判断其是简单、面心或体心结构——(结构因子不同,消光条件不同。） 根据sin2θ ，可知H2+K2+L2，可计算出各衍射峰对应的衍射面指数。;1. 简单立方的sin2θ数值列;体心立方中，H+K+L为奇数的衍射面不出现，因此，比值数列应可化成： 对应的衍射面指数分别为 （110）、（200）、（211）、（220）、（310）、（222）、（321）; ;FCC结构因为不出现H、K、L奇偶混杂的衍射，因此，数值列应为： 相应的衍射面指数依次为 （111）、（200）、（220）、（311）、（222）、（400）、（331）、（420）、（422）; ;立方晶系的三种点阵结构的sin2θ比值数列：;某次实验测得数据如下（钼靶辐射），请标出是什么晶体结构，并计算出对应的晶面指数。 ;某次实验测得数据如下，请标出是什么晶体结构，并计算出对应的晶面指数。;立方晶系标定的问题;在实际测量时，某一条或几条衍射强度特别低的线条可能不会出现，可能导致判断错误。如数列为3:8:11:16:19，肯定不是简单立方，也不属于体心立方（数列中有奇有偶），因此，应为面心立方结构，但在实际测量时，没有出现4（200）、12（222）。因为结构因子太小。 简单立方的衍射线条数目最多，比面心和体心要多几倍。 面心立方的衍射线成对线条和单线交替出现。;(b) 面心立方：g-Fe a=b=c=0.360nm ;标定的第三步是计算晶体的点阵常数a;;同名原子立方晶系的标定;二、四方、六方和菱