材料现代微观分析技术——基本原理及应用 教学课件 ppt 作者 李炎 编著第4章 电子衍射.ppt

第4章 电子衍射 电子衍射实验得出： 问题的提出 样品对入射电子的散射 晶体物质是由原子、离子或原子团在三维空间按一定规律周期性排列构成的。当具有一定波长的单色平面电子波射入晶体时，这些规则排列的质点将对入射电子束中与其靠近的电子产生散射，由于散射强度较大，于是各个质点作为新波源发射次级波. 波动光学原理 布拉格方程的引入 布拉格方程 n次衍射的解释 衍射角θ的解释 二. 埃瓦尔德球图解： 把布拉格方程变形为Sinθ= (1/d) / (2/λ) 埃瓦尔德球（衍射球） 三. 倒易点阵的概念 倒空间的3个基矢量 倒易点阵是一种以长度倒数为量纲的点阵 正，倒空间基本矢量之间的关系 倒空间3个基矢量的求法（适合于七大晶系） 特例：在直角坐标系中正.倒空间基矢量的关系 在倒易空间中，任意矢量的大小和方向可以用倒易矢量g来表示。 倒易矢量g的重要性质： 1．ghkl垂直于（hkl）晶面。平行与（hkl）晶面的 法线N（hkl）. 2．ghkl的长度为（hkl）晶面间距的倒数。g =1/dhkl 3．ghkl矢量端点的坐标就是与正空间对应的衍射晶面的指数。 倒易点阵中一个点代表着正空间中的一组平行晶面 以1/λ为半径做的埃瓦尔德球即倒空间的球，叫倒易球，入射束穿出球面的那一点叫倒易原点。 正点阵和倒易点阵的几何关系 四. 电子衍射基本公式 相机常数 K 单晶体的衍射 例： 1. 衍射强度与结构因素的关系 2. 产生衍射束的充分条件 3. 结构因素 共轭复数公式 注意： 结构因数的计算例 (1)简单晶胞 底心晶胞 F(hkl) 的计算 (3)体心晶胞 体心晶胞 F(hkl) 的计算 (4) 面心晶胞 面心晶胞 F (hkl) 的计算 (5) 六方晶胞 六方晶胞 F (hkl) 的计算 4. 结构消光 十四种布拉菲点阵 常见晶体结构的衍射消光条件表 正点阵与倒易点阵之间的关系 面心点阵和它的倒易点阵 体心点阵和它的倒易点阵 底心点阵和它的倒易点阵 常见晶体正点阵与倒易点阵的对应关系 六.晶带定律和零层倒易面 2.零层倒易面 标定目的和依据 2. 标定方法 (1).标准花样对照法（P167） 面心立方标准衍射图[100]和[110] 标定面心立方衍射谱 面心立方相应用例-1 体心立方标准衍射图[111]和[100] 体心立方标准衍射图[110]和[311] 体心立方标准衍射图[133]和[120] 体心立方相应用例 (2).尝试效核法 步骤: (a)选取基本特征平行四边形. 测出它的四个矢量R1, R2, R3, R4 和夹角φ, φ1, 两个基矢量R1和R2为最短邻边, R3为短对角线长度, R4为长对角线长度. 即R1≤R2≤R3≤R4, 两个基矢量夹角≤90°. 基本特征平行四边形的取法 若晶体结构未知: (d)试标出两个基矢量(h1k1l1), (h2k2l2), 矢量关系: (f) 任取不共线的两个基矢量, 确定晶带轴[uvw]. 应用例: 低碳马氏体电子衍射谱的标定 (b)列表计算d值 (d) 试标出两个基矢量 R1和R2, 再看R1和R2的矢量差是否满足R3, R1和R2的矢量和是否满足R4. 校核夹角 (e) 标定 解 1. 该晶体所属晶系为面心立方 2. 标定电子衍射花样（写出晶面指数和晶带指数）。 3. 求出单胞参数。 (3)比值规律法 (a)立方晶系的比值规律 根据消光规律, 对应的N值为 (b)四方晶系的比值规律 (c)六方晶系的比值规律 应用例-四方斑点α－Fe α－Fe四方斑点的标定 应用例-菱方斑点奥氏体 奥氏体菱方斑点的标定 复合斑点 4.4 多晶电子衍射谱的标定 任意排布的微小晶体 3.标定方法 应用例1: 多晶电子衍射环 应用例2 4.用环状花样精确测定相机常数 步骤 Fe环 四. 复杂电子衍射图 1.高阶劳埃斑 a. 形成原因 b.高阶劳埃斑指数与晶带轴的关系 2.超点阵斑点 3.二次衍射 二次衍射出现在三种场合 4.孪晶电子衍射图 孪晶类型 孪晶的晶体学特点-晶格条纹像 孪晶的晶体学特点-衍衬和衍射像 孪晶电子衍射谱的标定 反映孪晶衍射图的特点 反映孪晶的标定方法: 其它形式的孪晶-矩阵计算 其它形式的孪晶-六方晶系孪晶 5. 菊池衍射 a菊池线的形成 b 菊池线与衍射斑点形成的不同点 2． 某面心立方物质的单胞常数a＝4.05Ao， 衍射晶面111， 002， 022， 113所对应的d值分别为2.337， 2.025， 1.432，1.221。从该物质的多晶电子衍射图上测得， 环的半径 R1＝4.5mm， R2＝5.25mm， R3＝7.25mm， R4＝8.5mm， 问题：求出相机常数K 。 习题： 1. 简述布