多晶体X射线衍射分析方法 分析测试教学PPT课件.ppt

立方晶系点阵消光规律（前10条线） 衍射线序号 简单立方 体心立方 面心立方 HKL N N/N HKL N N/N HKL N N/N 1 100 1 1 110 2 1 111 3 1 2 110 2 2 200 4 2 200 4 1.33 3 111 3 3 211 6 3 220 8 2.66 4 200 4 4 220 8 4 311 11 3.67 5 210 5 5 310 10 5 222 12 4 6 211 6 6 222 12 6 400 16 5.33 7 220 8 8 321 14 7 331 19 6.33 8 221,300 9 9 400 16 8 420 20 6.67 9 310 10 10 411,330 18 9 422 24 8 10 311 11 11 420 20 10 333 27 9 再根据N值给出对应的晶面指数（hkl)。 晶面指数确定后，可求得晶格常数a。一个衍射花样有多条衍射线条，每一条衍射线计算的晶格常数a数值可能都不相同， 不能用它们的平均值作晶格常数a，θ角越高的衍射线对应的晶格常数数值越接近精确值。 简单立方与体心立方的识别 如果衍射线数目多于七根，则间隙比较均匀的是体心立方；而出现线条空缺的是简单立方。因为后者不可能出现指数平方和为7，15，23，28，31等数值的线条。 当衍射线数目较少时，可以头两根线的衍射强度判别。 由于相邻线条的θ角相差不大，多重性因子P将起主导作用。简单立方头两条线的指数为100及110，而体心立方为110与200。而100与200的P＝6，110的P＝12。故简单立方花样中第二条线较强；体心立方中第一条线较强。 利用结构因子知识减少错误。如简单立方的hkl为任意整数；而体心立方的h＋k＋l＝偶数，面心立方的hkl为同性指数等。 第二节 X射线衍射仪法 X射线衍射仪主要组成部分： X射线发生器－X射线管 测角仪－仪器中心部分 辐射探测器 测量系统 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 接收X射线方面衍射仪用辐射探测器，德拜法用底片感光。 试样形状不同，衍射仪试样是平板状，德拜法试样是细丝。衍射强度公式中的吸收项不一样。 衍射仪法中辐射探测器沿测角仪圆转动，逐一接收衍射；德拜法中底片是同时接收衍射。 衍射仪记录衍射花样与德拜法区别： 一、X射线测角仪 1、测角仪的构造 （1）样品台H：位于测角仪中心，可绕O轴旋转，O轴与台面垂直，平板状试样C放置于样品台上，要与O轴重合，误差≤0.1mm。 （2）X射线源：X射线源是由X射线管的靶T上的线状焦点S发出的，S也垂直于纸面，位于以O为中心的圆周上，与O轴平行。 （3）光路布置：发散的X射线由线状焦点S发出，透射到试样上，衍射线中可以收敛的部分在光阑F处形成焦点，然后进入计数管G。光学布置上要求S、G(实际是F)位于同一圆周上，这个圆周叫测角仪圆。测角仪圆直径可为Φ401，435，500，600。 A和B是获得平行入射线和衍射线的狭缝。 （4）测角仪台面：狭缝B、光阑F和计数管G固定于测角仪台E上，台面可以绕O轴转动，计数管的角位置可以从刻度盘K上读取。 （5）测量动作：样品台H和测角仪台E可以分别绕O轴转动，也可机械连动。 机械连动时，样品台转过θ角时计数管转2θ角，这样设计可确保探测到的衍射线和入射线始终保持2θ的关系。常称这一动作为θ-2θ连动。 计数管从低角到高角转动的过程中逐一探测和记录各条衍射线的位置(2θ角)和强度。计数管扫描范围从－20o到165o，这样的2θ角度可保证接收到所有X射线。 2、测角仪的衍射几何 （1）测角仪的衍射几何条件： 满足布拉格方程反射条件 满足衍射线的聚焦条件 1－测角仪圆；2－聚焦圆 （2）聚焦圆 X射线管的焦点S、样品表面O、计数器接收光阑F位于聚焦圆 满足布拉格方程的(hkl)反射是向四面八方的 平行于试样表面的（hkl）晶面满足入射角=反射角=θ的条件 聚焦圆的圆周角为（π-2θ） 但聚集条件是：试样应当是弯曲的，试样表面应永远保持与聚焦圆有相同的曲率。 衍射仪的衍射花样均来自于与试样表面相平行的那些反射面的反射。 （3）测角仪中计数器的测量动作 计数器并不沿聚焦圆移动，而是沿测角仪圆移动。除X射线管焦点S之外，聚焦圆与测角仪圆只能有一个公共交点F。 无论衍射条件如何改变，只可能有一个（hkl）衍射线聚焦到F点接受检测。 （4）测角仪圆与聚焦圆的关系 聚焦圆半径r，测角仪圆半径R，则： 当θ=0时，聚焦圆半径为∞。 当θ=90o时，聚