高等结构分析第九章X射线多晶体衍射.ppt

高等结构分析第九章 X射线多晶体衍射 一 原理 样品为多晶体（粉末） 三维衍射线变成一维衍射圆锥 ?常用衍射几何： Debye-Scherres几何，细条状样品 Bragg-Brenteno几何，平板状样品 二 衍射峰位置的测量和应用 1. 测量方法： 1）峰顶法、眼估法、微分法、拟合法 2）中点法 3）质心法 2. 点阵常数的测定和应用 1）依据：d和点阵常数的关系式 如：立方晶系 只要一条衍射线 不同晶系需要线数不同 三 衍射线强度的测量和应用 1. 衍射峰强度和测量 两种定义 一为峰值强度 二为积分强度 四 衍射线形的分析与应用 1. 影响衍射线形的各种因素 实际衍射线形是多种因素影响的卷积 4）测定织构的用处 *用冲床冲制金属零件时，往往会因择优取向产生“制耳”而造成废品 *硅钢片却需要造成001方向与硅钢片法线平行的织构 *马口铁锡的耐腐蚀性能是各向异性的 (010)(110)(011)(100) 镀锡时要控制形成(010)织构 *高温超导体YBa2Cu3O7-x的超导特性 (001)面，也即ab面能承载大的电流密度 应制备这种(001)强织构超导材料 *氮化钛镀膜具有(111)织构是耐磨的 镀膜时加在基体上的偏压愈负，(111)织构就越严重 *随着氮气分压对钛蒸发量比值的加大或基体温度的升高颜色是由淡黄经金黄向红黄转变，同步以(111)织构的减弱，(200)织构的增强 * 多晶体衍射强度的公式： ?理想小晶体的衍射强度公式： N=N1N2N3， N1、N2、N3是a、b、c方向上的晶胞数 退回到散射 ?在衍射极大时，要求： 其中，gk为任意整数。此时， 对应于不同的gk，可有多个极大 ?在衍射极小时：?k=pk?/Nk 式中|pk|为小于Nk的任意整数，此时： 在两个极大值之间有Nk-1个极小 ?实际小晶体 累积能量EHKL： ?粉末样品 单位长度衍射圆弧上的积分强度IHKL： 从衍射图上可得到的信息： 衍射峰的位置、强度、峰形（峰宽） 2）误差分析： 要?(2?)小， ? ?90? 仪器因素：入射束发散度(A、D)，单色性和偏振 性(F)，加工与调整精度。样品表面 的粗糙度，偏心度(B)，测量条件(E) 样品因素：晶粒大小，均匀性，吸收及X线透入深 度(C) 多数误差在? ?90?时 减小或趋于零 3）精密测定点阵常数方法 *外延法 横标： *最小二乘精修 4）应用 固溶体组成 分子筛硅铝比的测定 离子交换机构的研究 应变和应力的测定 3. 物相定性分析及应用 （1）原理和方法：待测物的d和I/I1与参比谱比较 （2）参比谱集 1）Powder Diffraction File(PDF) JCPDS-International Centre for Diffraction Data (ICDD) (Joint Committee of Powder Diffraction Standard) 2）中科院贵阳地化所“矿物X射线粉晶鉴定手册” 3）辽宁地质局“矿物X射线鉴定表” 4）北京钢铁总院“钢和合金中常见相X射线鉴定手 册” 5）文献数据 6）自制标准 （3）注意 1）d为主，I/I1为辅 2）要全对上 3）小d值，强I/I1的衍射线比较重要 4）考虑到实验灵敏度和分辨率的提高 5）多相混合物中，注意低含量相 峰少而弱 （4）应用 1）物态判断：晶态非晶态 ?药物多相态： 巴比妥类药物及甾体类药物有70% 磺胺类药物的40% 磺胺–5–甲氧嘧啶，一种为无定形、二种为水合物、 三种为晶态 头孢菌素各有8~10种溶剂合物 ?不同相态的药物，有的药性相近，有的完全不同 氯霉素，其A型是无效的，B型有效 两种不同晶型阿斯匹林,血清中水杨酸盐浓度II型大 于I型 磺胺–5–甲氧嘧啶在研磨时会转变为IV型 2）组成分析 ?催化剂剖析， 内核由?–Al2O3及?–Al2O3组成，外复以Ni–Al尖晶石 Ni–Al尖晶石常用?–Al2O3与镍盐在1300?C烧成，而