XRDX射线衍射技术与应用.pptx

X射线衍射技术与应用;为什么X-射线衍射?;X射线与物质相互作用;理论衍射强度;其中：Yik;影响峰形f(x)的因素;;围绕以下内容展开;（一）晶体学基础;;基本要求;1.1晶体的周期性和空间点阵;晶体结构最基本的特征是具有三维空间（平移）周期性准晶体：结构不具有平移周期性

非晶体：结构不具有周期性;1、均匀性：一块晶体内部各部分的宏观性质相同，如有相同的密度，相同的化学组成。晶体的均匀性来源于晶体由无数个极小的晶体单位（晶胞）组成，每个单位里有相同的原子、分子按相同的结构排列而成。

气体、液体和非晶态的玻璃体也有均匀性，但那些体系中原子无规律地杂乱排列，体系中原子的无序分布导致宏观上统计结果的均匀性。;2、各向异性：晶体在不同的方向上具有不同的物理性质，如不同的方向具有不同的电导率，不同的折光率和不同的机械强度等。

晶体的这种特征，是由晶体内部原子的周期性排列所决定的。在周期性排列的微观结构单元之中，不同方向的原子或分子的排列情况是不同的，这种差异通过亿万次叠加,在宏观体现出各向异性。

而玻璃体等非晶态物质，微观结构的差异，由于无序分布而平均化了，所以非晶态物质是各向同性的。;3、各种晶体生长中会自发形成确定的多面体外形。晶体在生长过程中自发形成晶面，晶面相交成

为晶棱，晶棱聚成顶点，使晶体具有某种多面体外形的特点。

晶体的外形体现了晶体内部结构的对称性。

熔融的玻璃体冷却时，随着温度降低，粘度变大，流动性变小，逐渐固化成表面光滑的无定形物，工匠因此可将玻璃体制成各种形状的物品，它与晶体有棱、有角、有晶面的情况完全不同。;4、晶体有确定的熔点而非晶态没有。

晶体加热至熔点开始熔化，熔化过程中温度保持不变，熔化成液态后温度才继续上升。

而非晶态玻璃体熔化时，随着温度升高，粘度逐渐变小，成流动性较大的液体。;晶体与非晶体关系

区别：晶体都具有长程有序结构

界限不明显,如液晶

晶体与非晶体相互转化

玻璃调整内部结构基元的排列方式——晶体（退玻璃化或晶化）

晶体——非晶体（玻璃化或非晶化）;1.1.2晶体点???与空间点阵;晶体结构和晶格的区别：

晶格：格点排列类型是有限的

晶体结构：实际晶体结构类型是无限的

不同晶体结构可以有相同的空间点阵：如Cu，NaCl，金刚石;;;1.2布拉菲点阵;晶胞的不同取法;选取晶体学晶胞的原则：;简单格子;晶胞的大小和形状的表示方法;布拉菲格子;简单三斜晶胞;简单单斜晶胞;简单正交;简单六方晶胞;简单三方晶胞;简单四方;简单立方;晶系;CsCl的晶体结构;金刚石的晶胞也是一个a=b=c，α=β=γ＝90o的立方晶胞，除了顶点8×1/8=1个C原子外，每个面心位置各有1个C原子，面心位置C原子为2个晶胞共有。故6×1/2=3个C原子，

此外晶胞内部还有4个C原子，金刚石晶胞共有1＋3＋4＝8

个C原子。晶胞中只有4个点阵点。;三维周期排列的结构及其点阵（黑点代表点阵点）;1.3、晶向指数和晶面指数;1.3.1.晶向指数;例:立方晶系晶向指数的标注;晶向指数还有如下规律：;1.3.2晶面指数;几点说明：

hkl分别对应xyz上的截距，不可互换

若晶面与对应坐标平行，则在该坐标上的指数为0

hkl表示沿三个坐标单位长度范围内所含该晶面的个数，即晶面线密度。

晶面指数规律：

（1）某一晶面指数代表了在原点同一侧的一组相互平行且无限大的晶面。

(2)若晶面指数相同，但正负符号相反，则两晶面是以点为对称中心，且相互平行的晶面。如（110）和（110）互相平行。;例：晶面指数的标注;例：立方晶系晶面指数的标注;;1.3.3六方晶系的晶面指数与晶向指数;a3＝－（a1＋a2）

六方晶系的晶面指数与晶向指数;三指数系统→四指数系统;1.4晶面间距、晶面夹角和晶带定理;⑴晶体的对称性除了具有分子对称性的4种类型的对称操作和对称元素外，还具有与平移操作有关的3种类型的对称操作和对称元素。;⑵晶体的对称操作和对称元素受到点阵的制约：其中旋转轴、螺旋轴和反轴的轴次只能为1、2、3、4、6等几种；螺旋轴和滑移面中的滑移量也只能符合点阵结构中平移量的几种数值。

晶体结构中可能存在的对称元素有：对称中心(i)；镜面(m)；轴次为1、2、3、4、6的旋转轴(1,2，3,4,6)、螺旋轴(21,31,32,41,42,43,61,62,63,64,65)、反轴

(3,4,6)；滑移面(a，b，c，n，d)等。;周期性是晶体结构最基本的特点，我们可用空间点阵与平移来描述晶体结构，它与分子对称性不同，分子的所有对称元素必须交于一点，是一种点对称性。而晶体是要描述一种具有无穷点的空间点阵结构，除了分子对称所拥有的旋转轴、对称面、对称心等对称元素外，晶体结构还有其特有的对称元素。下面一一介绍：