《X射线多晶衍射法》课件.pptVIP

X射线多晶衍射法X射线多晶衍射法是一种重要的材料分析方法，它利用X射线照射晶体材料，通过分析衍射图案来确定材料的晶体结构、晶格参数、晶粒尺寸、应力等信息。

课程简介X射线多晶衍射一种重要的材料分析技术，基于X射线与晶体物质相互作用的原理。晶体结构分析通过分析衍射图案，可以确定物质的晶体结构、晶胞参数、晶粒尺寸等信息。材料科学应用在材料科学、化学、物理学等领域有着广泛的应用，例如材料的结构分析、相变研究、应力测量等。

X射线的基本特性电磁辐射X射线是一种电磁辐射，具有波粒二象性，既具有波动性又具有粒子性。X射线波长范围在0.01-10纳米之间，能量范围在100电子伏特到100千电子伏特之间。穿透性X射线具有很强的穿透能力，可以穿透大多数物质，但穿透能力取决于物质的密度和原子序数。X射线被广泛应用于医疗诊断、工业检测、材料分析等领域。电离作用X射线与物质相互作用时，可以使物质中的原子发生电离，产生自由电子和离子。电离作用是X射线引起生物效应的主要原因，需要采取防护措施避免过度照射。衍射现象X射线照射晶体时，会发生衍射现象，衍射图式可以用于分析晶体的结构和性质。X射线衍射是材料科学和物理学中一种重要的分析方法。

X射线衍射的原理1波长相干X射线波长与晶体间距相当2相互作用X射线与晶体原子发生散射3相位叠加散射波相互干涉，形成衍射4衍射图谱衍射强度随角度变化，形成图谱X射线衍射利用了X射线波长与晶体原子间距相当的特点，当X射线照射到晶体时，会与晶体原子发生相互作用，产生散射波。由于晶体具有周期性结构，散射波会相互干涉，形成衍射现象。衍射强度随散射角变化，形成衍射图谱。通过分析衍射图谱，可以获得晶体结构信息，包括晶胞参数、晶系、空间群、原子坐标等。

布拉格衍射定律11.衍射条件当入射X射线束与晶体中晶面间距d满足布拉格方程时，发生衍射。22.衍射角衍射角2θ由入射角θ和晶面间距d决定，且与X射线波长λ有关。33.应用布拉格定律是X射线衍射分析的基础，用于测定晶体结构、晶胞参数等。

Laue条件晶格矢量Laue条件是描述晶体结构中X射线衍射发生的必要条件。反射面它指出当入射X射线的波矢与反射面的法线之间的夹角满足特定条件时，才能产生衍射现象。衍射强度Laue条件决定了衍射光束的强度和方向，是X射线衍射分析的基础。

晶体结构与衍射图式晶体结构决定了X射线衍射图式。每个晶体具有独特的衍射图式。不同的晶体结构，衍射图式各不相同。衍射图式可用于识别晶体类型和晶体结构。

旦氏环法原理通过旋转样品，在样品表面产生一个圆形区域。优势可以同时观察多个衍射斑点，方便研究样品结构。应用用于研究晶体结构、晶粒大小、晶体取向等。缺点对样品的形状和尺寸有一定要求，操作相对复杂。

粉末法粉末法概述粉末法广泛应用于多晶材料的结构分析，是X射线衍射方法中最常用的一种方法。基本原理多晶体粉末中，晶粒的取向是随机的，可以得到所有晶面族衍射线的完整信息。样品要求样品需呈粉末状态，粒度均匀，且无明显的择优取向。

Debye-Scherrer法样品制备样品需要制成直径约为0.5毫米的细丝或粉末状，确保样品均匀分布在X射线束中。仪器结构采用聚焦型X射线管产生X射线，并使用狭缝和准直器将X射线束聚焦到样品上，形成细长的X射线束。衍射图谱通过接收器收集样品散射的X射线，形成环形衍射图谱，每个衍射环对应一个晶面族。

焦点聚焦法焦点聚焦法用于提高衍射信号强度，提升分析精度。通过聚焦X射线束，可以有效地将能量集中在样品上，获得更清晰的衍射图样。焦点聚焦法可用于分析各种材料，如金属、陶瓷、聚合物和生物材料。该方法可用于测定材料的晶体结构、相组成、晶粒大小和应力等重要信息。

反射法11.样品表面X射线束入射到样品表面，发生反射。22.衍射信号反射的X射线束被探测器接收，产生衍射信号。33.表面结构分析衍射信号，可以得到样品表面的晶体结构信息。44.薄膜材料反射法特别适合分析薄膜材料的结构和厚度。

透射法透射电子显微镜使用高能电子束穿透样品，获得样品内部结构图像。薄样品透射法需要样品薄到电子束能穿透。晶体结构透射法可以提供晶体内部结构信息。衍射图样电子束穿过晶体后，产生衍射图样。

样品的制备1粉末样品粉末样品需要研磨至细小颗粒，并确保颗粒大小均匀。可以用研钵或球磨机进行研磨。研磨时要注意避免样品的污染。2块状样品块状样品需要切割成合适的形状和大小。可以用切割机或锯子进行切割。切割时要注意避免样品的变形或损坏。3薄膜样品薄膜样品需要制备成合适的厚度，并确保其表面平整。可以使用溅射镀膜、蒸镀、或旋涂等方法制备薄膜样品。

样品的固定样品台将样品放置在衍射仪的样品台上，确保样品表面平整且与X射线束垂直。固定装置使用夹具、胶带或其他固定装置将样品固定在样品台上，防止样品在测试过程中移动。对