《第3章X射线多晶衍射法(2010)》-课件设计（公开).ppt

X射线衍射方法 德拜法（德拜-谢乐法） 照相法 聚焦法 多晶体衍射方法 针孔法 衍射仪法 劳埃（Laue）法 单晶体衍射方法 周转晶体法 四圆衍射仪 3.1多晶体衍射方法 1、（粉末）照相法 （粉末）照相法以光源（X射线管）发出的单色光（特征X射线，一般为K?射线）照射（粉末）多晶体（圆柱形）样品，用底片记录产生的衍射线。 用其轴线与样品轴线重合的圆柱形底片记录者称为德拜（Debye）法； 用平板底片记录者称为针孔法。 较早的X射线衍射分析多采用照相法，而德拜法是常用的照相法，一般称照相法即指德拜法，德拜法照相装置称德拜相机 这种取向的晶体在三维空间上都有。所以，产生的不仅仅是一条衍射线，而是一个衍射锥。衍射锥的顶角为4θ。据此，每一组具有一定晶面间距的晶面根据它们的d值分别产生各自的衍射锥，其4θ角当然是不同的。一种晶体就形成自己特有的一套衍射锥。我们可以通过各种方法记录下衍射锥的位置，即θ角和它们的强度。 根据记录方法的不同，粉末法分为二大类，即照相法和衍射仪法。 3.1粉末衍射图的获得 2：衍射仪法 50年代以前的X射线衍射分析，绝大多数是用底片来记录衍射线的。后来，用各种辐射探测器（即计数器）来进行记录已日趋普遍。目前，专用的仪器———X射线衍射仪已广泛应用于科研部门及实验室，并在各主要领域中取代了照相法。衍射仪测量具有方便、快速、准确等优点，它是进行晶体结构分析的最主要设备。近年由于衍射仪与电子计算机的结合，使从操作、测量到数据处理已大体上实现了自动化，这就使衍射仪的威力得到更进一步的发挥。 衍射仪的思想最早是由布拉格提出来的。可以设想，在德拜相机的光学布置下，若有个仪器能接受衍射线并记录。那么，让它绕试样旋转一周，同时记录下旋转角和X射线的强度，就可以得到等同于德拜图的效果。 X射线衍射仪由X射线发生器、测角仪、X射线探测器、记录单元或自动控制单元等部分组成。下面以学院购置于2006年的荷兰菲利浦公司的X’Pert Pro型X射线粉末衍射仪为例，介绍衍射仪结构与工作原理。 X射线衍射仪的结构1：X射线测角仪 测角仪是X射线衍射仪的核心部分 。 C-计数管 D-样品 E-支架 F-接收(狭缝)光栏 G-大转盘(测角仪圆) H-样品台 M-入射光栏 O-测角仪中心 S-管靶焦斑 （线型）和二维（面型）阵列探测器来满足此类快速、同时多点测量的实验要求。所谓阵列探测器就是将许多小尺寸（如50μm）的固体探测器规律排列在一条直线上或一个平面上，构成线型或平面型阵列式探测器。阵列探测器一般用硅二极管制作。这种一维的（线型）或二维的（面型）阵列探测器，既能同时分别记录到达不同位置上的X射线的能量和数量，又能按位置输出到达的X射线强度的探测器。阵列探测器不但能量分辨率好，灵敏度高，且大大提高探测器的扫描速度，特别适用于X射线衍射原位分析。 X射线检测记录装置 这一装置的作用是把从计数管输送来的脉冲信号进行适当的处理，并将结果加以显示或记录。它由一系列集成电路或晶体管电路组成。其典型的装置如图所示。 目前的衍射仪都用计算机将这些信号进行自动处理。如福州大学材料学院的日本岛津XD-5A型X射线粉末衍射仪经过改造，可由计算机控制和设定参数，以及图谱记录、处理。下图是计算机记录的图谱，横坐标为衍射峰位置2θ角，纵坐标为衍射峰强度的光子数量，以cps表示。 试样制备 在粉晶衍射仪法中，样品制作上的差异，对于衍射结果所产生的影响，要比在照相法中大得多。因此，制备合乎要求的样品，是粉晶衍射仪技术中重要的一环。 1、制备样品的方法 ?? 1）样品的制备方法 ??? 与照相法的粉末试样制备一样，试样中晶体微粒的线性大小以在10-3mm数量级为宜，对无机非金属样品，可以将它们放在玛瑙研钵中研细至用手指搓摸无颗粒感时即可。金属或合金试样用锉刀挫成粉末。所需的样品量比照相法要多，大约在1克左右。 ??? 与照相法不同的是在粉晶衍射仅技术中通常都采用平板状样品。样品板为一表面平整光滑的矩形玻璃板，其上开有一个矩形（也有为圆形