二氧化钛的XRD _原创精品文档.pdfVIP

山东大学实验报告

2018年5月14日

姓名李梦园系年级16化一组别15同组者

科目仪器分析实验题目二氧化钛的X射线粉末衍射分析仪器编号

一、实验原理

X射线衍射的基本原理：

1895年，德国物理学家伦琴(W.C.Rontgen)发现了穿透力特别强的X射线。X射线是一种波长很短(约为20～0.06

埃)的电磁波，能穿透一定厚度的物质，并能使荧光物质发光、照相乳胶感光、气体电离。在用高能电子束轰击金属

“靶”材产生X射线，它具有与靶中元素相对应的特定波长，称为特征（或标识）X射线。考虑到X射线的波长和晶体

内部原子面间的距离相近。

1912年德国物理学家劳厄(M.vonLaue)提出一个重要的科学预见：晶体可以作为X射线的空间衍射光栅,即当一

束X射线通过晶体时将发生衍射，衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上加强，在其他方向上减弱。分析在

照相底片上得到的衍射花样，便可确定晶体结构。这一预见随即为实验所验证。当一束单色X射线入射到晶体时，

由于晶体是由原子规则排列成的晶胞组成，这些规则排列的原子间距离与入射X射线波长有X射线衍射分析相同数

量级，故由不同原子散射的X射线相互干涉，在某些特殊方向上产生强X射线衍射，衍射线在空间分布的方位和强

度，与晶体结构密切相关，每种晶体所产生的衍射花样都反映出该晶体内部的原子分配规律。这就是X射线衍射的

基本原理。

山东大学实验报告

2018年5月14日

姓名李梦园系年级16化一组别15同组者

科目仪器分析实验题目二氧化钛的X射线粉末衍射分析仪器编号

与X射线有关的诺贝尔奖

X射线在光谱中位置：

X射线波长在电磁谱中，介于紫外线和γ射线之间

X射线的产生

X射线是一种频率很高的电磁波，其波长为10-8-10-12m远比可见光短得多，因为其穿透力很强，并且其在磁

场中的传播方向不受影响。小提示：X射线具有一定的辐射，对人体有一定的副作用，目前主要铅玻璃来进行屏蔽。

X射线是由高速运动的电子流或其他高能辐射流（γ射线、中子流等）流与其他物质发生碰撞时骤然减速，且

与该物质中的内层原子相互作用而产生的。

山东大学实验报告

2018年5月14日

姓名李梦园系年级16化一组别15同组者

科目仪器分析实验题目二氧化钛的X射线粉末衍射分析仪器编号

不同的靶材，因为其原子序数不同，外层的电子排布也不一样，所以产生的特征X射线波长不同。使用波长较

长的靶材的XRD所得的衍射图峰位沿2θ轴有规律拉伸；使用短波长靶材的XRD谱沿2θ轴有规律地被压缩。但需要

注意的是，不管使用何种靶材的X射线管，从所得到的衍射谱中获得样品面间距d值是一致的，与靶材无关。

辐射波长对衍射峰强的关系是:衍射峰强主要取决于晶体结构，但是样品的质量吸收系数（MAC）与入射线的

波长有关，因此同一样品用不同耙获得的图谱上的衍射峰强度会有稍微的差别。特别是混合物，各相之间的MAC

都随所选波长而变化，波长选择不当很可能造成XRD定量结果不准确。

因为不同元素MAC突变拥有不同的波长，该波长就称为材料的吸收限，若超过了这个范围就会出现强的荧光散

射。所以分析样品中的元素选择靶材时，一般选择原子序数比靶的元素的原子序数小1至4。就会出现强的荧光散

射。例如使用Fe靶分析主要成分元素为FeCoNi的样品是合适的，而不适合分析含有MnCrVTi的物质常见的

阳极靶材有：Cr,Fe,Co,Ni,Cu,Mo