单晶电子衍射花样的标定ppt课件
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单晶体电子衍射花样标定
指数计算值和测量值误差为1.06°,标定正确。如果这里的检验误差过大,表明标定错误,
应该从确定四边形开始,重新标定花样。
15
6. 求晶带轴指数 通过A和C(或B)点的指数求出晶带轴指数;按下列顺序写出A、
C指数
1) 膜面向上
011011
2) 逆时针:g1-g2
211211
0 2 -2 即: [uvw] = [ 01 1 ] ,
19
电子衍射要点
1 反射球切倒易杆 2 花样标定
结构振幅(强度)加权、 偏离矢量 晶体厚度
基本步骤
1]特征四边形 2]d值测量计算 3]卡片-族指数 4]斑点A指数 5]B点指数 C点指数 7]校核 8]求晶带轴 9]标写
已知条件
1 Lλ = Rd 2 PDF 卡片 2 晶面夹角公式:7个晶系 3 材料和工艺: 可能相
(h2k2l2)
(h1k1l1)
在倒空间的一个平面上/组成 一个倒易平面
倒易平面的法线就是晶带轴
电子束入射方向//晶带轴 B=[UVW]
17
211 200
011 000
B = [011 ]
211 200
011 000
B = [011 ]
18
7.其它倒易点指数
000
倒易平面
1) 对称 2)矢量相加
14
5 对标定指数进行检验 C点的指数是由A点和B点指数得来的,如果标定正确,C点的指数同A(或B 点)的指数也应该符合晶面夹角公式。把C点和A点指数带入晶面夹角公式:
cos2
0 2 1111
3
02 12 12 22 12 12 3
2 54.74 °
夹角测量值:
2 = (R1∧R3)=55.8°
单晶电子衍射分析及应用.ppt
衍射图的五种平面点阵
倒易点阵的对称性可以用晶体的正点阵加以描述。
由于点阵平移对称性的制约,点阵平面内允许存在的旋转 对称操作的种类受到限制,旋转的角度只有2π,π,2π/3, π/2 和π/3五种。
由晶体几何学可知,这五种旋转对称操作和镜面反映对称 操作相联系的点阵平面阵点的几何构型可分为五种类型, 称为五种平面点阵 。
电子衍射花样的标定 大角度倾转电子衍射
旋转+单倾样品台: tan=sinω·tanα ω-旋转角, α-倾转角
电子衍射花样的标定
电子衍射花样的标定
电子衍射花样的标定
La4Cu2.9Zn0.1MoO12 的 SAED 图 。 b1, b2, b3, b4 之间的转角均为 30°. b5 是重构出的倒易面.
1. 有的与一次衍射束重合,使一次衍射束强度出现 反常;
2. 有的则出现多余衍射斑。
❖ 二次衍射一般发生在一下三种场合:
1. 两相晶体间,如基体与析出物; 2. 同结构的不同方位晶体间,如孪晶界、反相畴界
附近; 3. 同一晶体内部,如在消光位置出现额外衍射斑。
2、二次衍射
电子衍射图标定的问题
满足关系
电子衍射花样的标定
2.利用reci程序 ❖ 举例:Al单晶衍射花样,L=1.521mmnm。
测量:R1=6.5mm, R2=16.4mm, R3=16.8mm, 1=82
电子衍射花样的标定
❖ 举例:钢经淬火-回火处理后得到的板条马氏体及其间残余 奥氏体的选取电子衍射花样。其中的一套斑点属于马氏体, 测量:R1=10.1mm, R2=17.5mm, R1与R2间夹角为107
2、二次衍射
电子衍射图标定的问题
出现在禁止位置
单晶电子衍射花样的标定PPT(32张)
2.标定完以后,一定要验算它的相机 常数。
2.尝试-校核法标定斑点花样
➢确定斑点所属的晶面族指数{hkl}
h4k4l4
h2k2l2
R4 R3
h3k3l3
①矢径的长度 R1 , R2 ,
R3 …Rj
夹角 θ1, θ2,θ3…θj
R2
②矢径的长度 R1,R2,R3…Rj
O
R1 h1k1l1 晶面间距 d1,d2,d3…
会聚束花样:汇聚入射
束与单晶作用产生的盘、 线状花样。
二.单晶电子衍射花样 主要标定方法
1.标准衍射花样对照法 2.尝试-校核法
7
1.标准衍射花样对照法
(100)*晶带
常见晶体标准电子衍射花样
体心立方晶体的低指数晶带电子衍射图
(111)*晶带
体心立方晶体的低指数晶带电子衍射图
注意
1.这种方法只适用于简单立方、面心 立方、体心立方和密排六方的低指数 晶带轴。
只能用来分析方向问题,不能用来测量衍射强度
要求试样薄,试样制备工作复杂
在精度方面也远比X射线低
1.2 电子衍射花纹的特征
单晶体
斑点花样
多晶体
同心圆环
无定形试样(非晶)
弥散环
1.3 TEM衍射花样的分类
斑点花样:平行入射的
电子ห้องสมุดไป่ตู้经薄单晶弹性散射 形成。
菊池线花样:平行入射束
经单晶非弹性散射失去很 少能量,随之又被弹性散 射而产生的线状花样。
cos
h1h2 k1k2 l1l2
h12 k12 l12 h22 k22 l22
14
15
R12:R22:R32:….= 1/d12: 1/d22: 1/d32:… = N1:N2:N3 :… (N=H2+K2+L2)
2.尝试-校核法标定斑点花样
➢确定斑点所属的晶面族指数{hkl}
h4k4l4
h2k2l2
R4 R3
h3k3l3
①矢径的长度 R1 , R2 ,
R3 …Rj
夹角 θ1, θ2,θ3…θj
R2
②矢径的长度 R1,R2,R3…Rj
O
R1 h1k1l1 晶面间距 d1,d2,d3…
会聚束花样:汇聚入射
束与单晶作用产生的盘、 线状花样。
二.单晶电子衍射花样 主要标定方法
1.标准衍射花样对照法 2.尝试-校核法
7
1.标准衍射花样对照法
(100)*晶带
常见晶体标准电子衍射花样
体心立方晶体的低指数晶带电子衍射图
(111)*晶带
体心立方晶体的低指数晶带电子衍射图
注意
1.这种方法只适用于简单立方、面心 立方、体心立方和密排六方的低指数 晶带轴。
只能用来分析方向问题,不能用来测量衍射强度
要求试样薄,试样制备工作复杂
在精度方面也远比X射线低
1.2 电子衍射花纹的特征
单晶体
斑点花样
多晶体
同心圆环
无定形试样(非晶)
弥散环
1.3 TEM衍射花样的分类
斑点花样:平行入射的
电子ห้องสมุดไป่ตู้经薄单晶弹性散射 形成。
菊池线花样:平行入射束
经单晶非弹性散射失去很 少能量,随之又被弹性散 射而产生的线状花样。
cos
h1h2 k1k2 l1l2
h12 k12 l12 h22 k22 l22
14
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R12:R22:R32:….= 1/d12: 1/d22: 1/d32:… = N1:N2:N3 :… (N=H2+K2+L2)
电子衍射及衍射花样标定ppt
研究土壤、水等环境样品的成分和结构。
研究人体组织、细胞等生物样品的结构和功能。
02
电子衍射实验结果分析
03
数据处理与筛选
对采集到的数据进行处理和筛选,去除异常值和噪声,确保数据的质量和可靠性。
实验数据收集与整理
01
选择合适的实验条件
根据需要选择适当的加速电压、束流强度、样品厚度等实验条件,以确保实验数据的可靠性和稳定性。
药物设计与筛选
基于生物大分子的结构信息,电子衍射技术可用于药物设计与筛选,发现能够与目标分子结合的药物分子,提高药物研发的效率和成功率。
药效机制研究
01
通过对药物作用靶点的结构分析,电子衍射技术有助于研究药物的疗效机制和作用方式。
药物研发与筛选
药物优化设计
02
基于药物的靶点结构和药效机制,电子衍射技术可以优化药物设计,提高药物的疗效和降低副作用。
研究材料合成方法
新材料研发
04
电子衍射技术在医学及生物学中的应用
医学影像分析
高分辨率成像
电子衍射技术能够提供医学影像的高分辨率成像,有助于诊断病情和评估治疗效果。
蛋白质结构分析
通过电子衍射技术,可以解析蛋白质的三维结构,有助于研究蛋白质的功能和作用机制。
生物大分子结构解析
核酸结构研究
电子衍射技术也可用于研究核酸的结构,如DNA和RNA的双螺旋结构和高级结构,揭示遗传信息的传递和表达调控机制。
高能电子衍射技术的发展将促进材料科学、物理学和化学等学科的交叉与融合。
03
原位电子衍射技术的应用将推动材料科学、物理化学等领域的发展,为实际应用提供更多有价值的信息。
原位电子衍射技术应用
01
原位电子衍射技术能够实时观察材料在特定条件下的结构变化。
研究人体组织、细胞等生物样品的结构和功能。
02
电子衍射实验结果分析
03
数据处理与筛选
对采集到的数据进行处理和筛选,去除异常值和噪声,确保数据的质量和可靠性。
实验数据收集与整理
01
选择合适的实验条件
根据需要选择适当的加速电压、束流强度、样品厚度等实验条件,以确保实验数据的可靠性和稳定性。
药物设计与筛选
基于生物大分子的结构信息,电子衍射技术可用于药物设计与筛选,发现能够与目标分子结合的药物分子,提高药物研发的效率和成功率。
药效机制研究
01
通过对药物作用靶点的结构分析,电子衍射技术有助于研究药物的疗效机制和作用方式。
药物研发与筛选
药物优化设计
02
基于药物的靶点结构和药效机制,电子衍射技术可以优化药物设计,提高药物的疗效和降低副作用。
研究材料合成方法
新材料研发
04
电子衍射技术在医学及生物学中的应用
医学影像分析
高分辨率成像
电子衍射技术能够提供医学影像的高分辨率成像,有助于诊断病情和评估治疗效果。
蛋白质结构分析
通过电子衍射技术,可以解析蛋白质的三维结构,有助于研究蛋白质的功能和作用机制。
生物大分子结构解析
核酸结构研究
电子衍射技术也可用于研究核酸的结构,如DNA和RNA的双螺旋结构和高级结构,揭示遗传信息的传递和表达调控机制。
高能电子衍射技术的发展将促进材料科学、物理学和化学等学科的交叉与融合。
03
原位电子衍射技术的应用将推动材料科学、物理化学等领域的发展,为实际应用提供更多有价值的信息。
原位电子衍射技术应用
01
原位电子衍射技术能够实时观察材料在特定条件下的结构变化。
单晶电子衍射花样的标定(PPT32张)【精品】
会聚束花样:汇聚入射
束与单晶作用产生的盘、 线状花样。
二.单晶电子衍射花样 主要标定方法
1.标准衍射花样对照法 2.尝试-校核法
7
1.标准衍射花样对照法
(100)*晶带
常见晶体标准电子衍射花样
体心立方晶体的低指数晶带电子衍射图
(111)*晶带
体心立方晶体的低指数晶带电子衍射图
注意
1.这种方法只适用于简单立方、面心 立方、体心立方和密排六方的低指数 晶带轴。
• 消除办法 • 转动晶体法 • 借助复杂电子衍射花样分析
三、单晶电子衍射花样标定 实例
例1 低碳合金钢基体的电子衍射花样
➢确定斑点所属的晶面族指数{hkl}
选中心附近A、B、C、D四斑 点
A
C D 测得RA=7.1mm,RB=
B
10.0mm,
RC=12.3mm,RD= 21.5mm
求得R2比值为2:4:6:18, 表明样品该区为体心立方点阵
cos
h1h2 k1k2 l1l2
h12 k12 l12 h22 k22 l22
14
15
R12:R22:R32:….= 1/d12: 1/d22: 1/d32:… = N1:N2:N3 :… (N=H2+K2+L2)
No 简单立方
体心立方
面心立方
HKL N
HKL
N
HKL
N
1
100 1
(h2k2l2) 晶带轴指数 [uvw]
➢任取不在一条直线上的两斑点确定晶带轴指数 [uvw]
h4k4l4
R4
h2k2l2
R2
R3
O
R1
h3k3l3 h1k1l1
HH21uu
束与单晶作用产生的盘、 线状花样。
二.单晶电子衍射花样 主要标定方法
1.标准衍射花样对照法 2.尝试-校核法
7
1.标准衍射花样对照法
(100)*晶带
常见晶体标准电子衍射花样
体心立方晶体的低指数晶带电子衍射图
(111)*晶带
体心立方晶体的低指数晶带电子衍射图
注意
1.这种方法只适用于简单立方、面心 立方、体心立方和密排六方的低指数 晶带轴。
• 消除办法 • 转动晶体法 • 借助复杂电子衍射花样分析
三、单晶电子衍射花样标定 实例
例1 低碳合金钢基体的电子衍射花样
➢确定斑点所属的晶面族指数{hkl}
选中心附近A、B、C、D四斑 点
A
C D 测得RA=7.1mm,RB=
B
10.0mm,
RC=12.3mm,RD= 21.5mm
求得R2比值为2:4:6:18, 表明样品该区为体心立方点阵
cos
h1h2 k1k2 l1l2
h12 k12 l12 h22 k22 l22
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R12:R22:R32:….= 1/d12: 1/d22: 1/d32:… = N1:N2:N3 :… (N=H2+K2+L2)
No 简单立方
体心立方
面心立方
HKL N
HKL
N
HKL
N
1
100 1
(h2k2l2) 晶带轴指数 [uvw]
➢任取不在一条直线上的两斑点确定晶带轴指数 [uvw]
h4k4l4
R4
h2k2l2
R2
R3
O
R1
h3k3l3 h1k1l1
HH21uu
单晶电子衍射花样的标定ppt课件
R4 R3
h3k3l3
①矢径的长度 R1 , R2 ,
R3 …Rj
夹角 θ1, θ2,θ3…θj
R2
②矢径的长度 R1,R2,R3…Rj
O
R1 h1k1l1 晶面间距 d1,d2,d3…
a. 已知的相机常数K
b. 电子衍射的基本公式:R=K/d, 晶面间距 d1,d2,d3…
精品课件
12
③RR2 Rj2/R12 点阵类型晶面族指数{hkl}
精相品符课;件 依此类推。
24
➢确定物相
已知K=14.1mmÅ,d=K/R,
A 1 1 0 112 114
C
D
ddAC==11..918466ÅÅ,,ddB=D=1.04.1605Å6Å, 与-Fe标准d值符合的很好
000 B 002 E 004 ➢确定晶带轴方向 得选B取[1r1B=0](002), rA=(1-10),求
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3
420
2
1 11
331
000 1 331
11 1
420
➢ 假定斑点1为(111),尝试 斑点2 (-3 3 1) , f=820, 相符;
R3= R2-R1,斑点3为(-4 20);同理,推出其它点 指数。
➢ 求出晶带轴指数[uvw]
[uvw]=[123]
精品课件
31
谢谢!
精品课件
32
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R2
R3
O
R1
h3k3l3 h1k1l1
HH21uuKK12vvLL12ww00
电子衍射5(单晶电子衍射花样标定)—雨课堂课件
第三章 电子衍射
五、单晶电子衍射花样的标定
➢ 选取靠近中心斑的不在一条直 线上的几个斑点(应包括与中心斑组 成特征平行四边形的3个斑点) ➢ 测量各斑点R值及各R之夹角。 ➢ 按Rd=C,由各R求相应衍射晶 面间距d值。 ➢ 按晶面间距公式(立方系为d2= a2/N),由各d值及a值求相应各N值。
图6 某低碳钢基体电子衍射花样,由 底片正面描绘下来的图
第三章 电子衍射
五、单晶电子衍射花样的标定
➢ 由各N值确定各晶面族指数HKL。 ➢ 选定R最短(距中心斑最近)之斑点指数。 ➢ 按N尝试选取R次短之斑点指数并用(最短与次短的R之间的夹角)校核。 决定第二个斑点的指数。第二个斑点的指数不能任选,因为它和第一个斑点 间的夹角必须符合夹角公式。对立方晶系来说,两者的夹角
单选题 1分
下图为某单晶的电子衍射花样,RA 与RB 夹角为90°。若A点
为(1-10)面,那么衍射斑点B对应晶面为( )。
A (002) B (200) C (020) D (220)
提交
单选题 1分
下图为某单晶的电子衍射花样,A点为(1-10)面,B点为 (002)面,那么,C 点对应晶面为( )。
五、单晶电子衍射花样的标定
单晶电子衍射花样标定包括 确定各衍射斑点对应的晶面指数(hkl) 衍射花样所属晶带轴指数[uvw] 对于未知晶体结构的样品,还包括确定晶体点阵类型。
单晶电子衍射花样可视为某个 uvw 零层倒易平面的放大像 0 uvw平面法线方向[uvw]近似平行于入射束方向(但反向) 0
第三章 电子衍射
五、单晶电子衍射花样的标定
3、标准花样对照法
预先制作各种晶体点阵主要晶带的倒易平面(图),称为标准 花样。
材料研究方法电子衍射花样与标定
k2 1
l2 1
h2 2
k2 2
l2 2
算出任意两个衍射斑点的夹角。核对夹角,若符合则标定正确,否则重返设定新的晶面, 直至符合为止。
3)矢量法得其它各点。并由矢量叉乘得晶带轴指数,晶带轴与电子束的入射方向反向平行。
4)核查各过程,计算晶格常数。
四、单晶体电子衍射花样的标定
2. 未知晶体结构的花样标定
未知晶体结构时,可由N规律,初步确定其结构,再定其晶面指数。 举例2 已知相机常数K=1.700mm.nm,各直径见表,确定物相。
由N的规律确定为BCC结构,由d=Lλ/r得d,查ASTM卡片发现α-Fe最符,故为α-Fe相。
谢谢!再见!
五、多晶体的电子衍射花样
多晶体的电子衍射花样等同于多晶体的X射线衍射花样,为系列同心圆。 其花样标定相对简单,同样分以下两种情况: 1.已知晶体结构 具体步骤如下: 1)测定各同心圆直径Di,算得各半径Ri; 2)由Ri/K(K为相机常数)算得1/di; 3)对照已知晶体PDF卡片上的di值,直接确定各环的晶面指数{hkl}。 2.未知晶体结构
四、单晶体电子衍射花样的标定
6)由确定了的两个斑点指数(h1k1l1)和(h2k2l2),通过矢量合成其它点
7)定出晶带轴。
u k1l 2 k 2l1
v
l1h2
l 2h1
w h1k 2 h2k1
8)系统核查各过程,算出晶格常数。
举例1已知纯镍(fcc)简单电子 衍射花样(a=0.3523nm),花样 见图,定谱。
当晶体的点阵结构未知时,首先分析斑点的特点,确定其所属的点阵结构,然后再由前面所 介绍的8步骤标定其衍射花样。如何确定其点阵结构呢?主要从斑点的对称特点(见表6-1) 或1/d2值的递增规律(见表6-2)来确定。 花样标定的具体步骤: 1)判断是否简单电子衍射谱。如是则选择三个与中心斑点最近斑点:P1、 P2、P3,并与中心构成平行四边形,并测量三个斑点至中心的距离ri。 2)测量各衍射斑点间的夹角。 3)由rd=Lλ,将测的距离换算成面间距di。 4)由试样成分及处理工艺及其它分析手段,初步估计物相,并找出相应的卡片,与实验得到 的di对照,得出相应的{hkl}. 5)用试探法选择一套指数,使其满足矢量叠加原理。 6)由已标定好的指数,根据ASTM卡片所提供的晶系计算相应的夹角,检验计算的夹角是否 与实测的夹角相符。 7)若各斑点均已指数化,夹角关系也符合,则被鉴定的物相即为STAM卡片相,否则重新标 定指数。
单晶电子衍射花样的标定课件资料
B
例2 Al单晶(fcc)衍射花样,K=15.21mmÅ , 标定电子衍射谱
2
确定斑点所属的晶面族指数{hkl}
3
R3 2
斑点
1
R
6.5 16.4 16.8
R2
6.52 16.42 16.82
N
3 19 20
{hkl}
111 133 024
1
2 3
确定衍射斑点的晶面指数(hkl) 假定斑点1为(111),尝试斑点 2 (133) ,代入晶面夹角公式
H1u K1v L1w 0 H 2u K 2 v L2 w 0
u:v:w K1 K2 L1 L2 L2 : L1 H1 H2 H2 : H1 K1 K2
R3
R1
h1k1l1
u=k1l2-k2l1
v=l1h2-l2h1 w=h1k2-h2k1
单晶花样的不唯一性
2.尝试-校核法标定斑点花样
确定斑点所属的晶面族指数{hkl}
h4k4l4 h2k2l2 R4 R3 h3k3l3 R2 O R1 h k l 1 11 ①矢径的长度 R1 , R2 , R3 …Rj 夹角 θ1, θ2,θ3…θj ②矢径的长度 R1,R2,R3…Rj 晶面间距 d1,d2,d3…
会聚束花样:汇聚入射
二.单晶电子衍射花样 主要标定方法
1.标准衍射花样对照法 2.尝试-校核法
7
1.标准衍射花样对照法
(100)*晶带
常见晶体标准电子衍射花样
体心立方晶体的低指数晶带电子衍射图
(111)*晶带
体心立方晶体的低指数晶带电子衍射图
注意
1.这种方法只适用于简单立方、面心 立方、体心立方和密排六方的低指数 晶带轴。 2.标定完以后,一定要验算它的相机 常数。
电子衍射及衍射花样标定讲解
标定衍射花样时,根据对待标定相信息的了解程度,相应有 不同的方法。一般,主要有以下几种方法:
指数直接标定法:
已知相机常数和样品晶体结构时衍射花样的标定
尝试-校核法:
相机常数未知、晶体结构已知时衍射花样的标定 相机常数已知、晶体结构未知时衍射花样的标定
标准花样对照法:
相机常数未知、晶体结构未知时衍射花样的标定
A
C
B 000
4.单晶电子衍射花样标定
解: 1)从 Rd=lL, 可得 dA=1.99 Å ,dB=1.41 Å, dC=1.15 Å. 2)查对应于 Fe的 PDF卡片, 从卡片上 可知 dA={110}, dB={200}, dC={211}.
选 A=1 1 0, B=002, C= 1 1 2
h12 k12 l12 h22 k22 l22
24
2
与测量值不一致。测量值(RARB)90o
4 )假定B 为 002,与测量值一致。 所以 A= 1 1a0nd B=002
❖ 但是满足上述条件的要求,也未必一定产生衍射,这样,把满足布拉 格条件而不产生衍射的现象称为结构消光。
这是因为衍射束强度
I hkl Fhkl 2
1.电子衍射的原理
入射束 厄瓦尔德球 试样
2q
倒易点阵
底板 电子衍射花样形成示意图
1.电子衍射的原理
Bragg定律:2d sinθ=λ
d = 晶面间距≈10-1nm
λ =电子波长 ≈10-3nm
故sin θ ≈10-2的弧度, θ 相当小、 ∴可认为所有和入射光束相平行的
晶面产生衍射, 这些晶面的交 线互相平行,都平行于某一轴向 (晶向),故属于一个晶带,用 [uvw]表示。 因此当电子束以平行与某一轴向 L [uvw]照射到样品, [uvw]晶带中 包括的晶面满足布拉格方程的即 要产生衍射。
指数直接标定法:
已知相机常数和样品晶体结构时衍射花样的标定
尝试-校核法:
相机常数未知、晶体结构已知时衍射花样的标定 相机常数已知、晶体结构未知时衍射花样的标定
标准花样对照法:
相机常数未知、晶体结构未知时衍射花样的标定
A
C
B 000
4.单晶电子衍射花样标定
解: 1)从 Rd=lL, 可得 dA=1.99 Å ,dB=1.41 Å, dC=1.15 Å. 2)查对应于 Fe的 PDF卡片, 从卡片上 可知 dA={110}, dB={200}, dC={211}.
选 A=1 1 0, B=002, C= 1 1 2
h12 k12 l12 h22 k22 l22
24
2
与测量值不一致。测量值(RARB)90o
4 )假定B 为 002,与测量值一致。 所以 A= 1 1a0nd B=002
❖ 但是满足上述条件的要求,也未必一定产生衍射,这样,把满足布拉 格条件而不产生衍射的现象称为结构消光。
这是因为衍射束强度
I hkl Fhkl 2
1.电子衍射的原理
入射束 厄瓦尔德球 试样
2q
倒易点阵
底板 电子衍射花样形成示意图
1.电子衍射的原理
Bragg定律:2d sinθ=λ
d = 晶面间距≈10-1nm
λ =电子波长 ≈10-3nm
故sin θ ≈10-2的弧度, θ 相当小、 ∴可认为所有和入射光束相平行的
晶面产生衍射, 这些晶面的交 线互相平行,都平行于某一轴向 (晶向),故属于一个晶带,用 [uvw]表示。 因此当电子束以平行与某一轴向 L [uvw]照射到样品, [uvw]晶带中 包括的晶面满足布拉格方程的即 要产生衍射。
衍射标定学习.pptx
• 此即指各衍射圆环半径平方(由小到大)顺序比等于各圆环对应 衍射晶面N值顺序比。
• 立方晶系不同结构类型晶体系统消光规律不同,故产生衍射各晶 面的N值顺序比也各不相同[参见表6-1,表中之m即此处之N (有关电子衍射分析的文献中习惯以N表示H2+K2+L2,此处遵 从习惯)]。
• 因此,由测量各衍射环R值获得R2顺序比,以之与N顺序比对照, 即可确定样品点阵结构类型并标出各衍射环相应指数。
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2.会聚束衍射分析
• 会聚束电子衍射(CBED)是电子显微镜中最早实现的电子衍射方式 (Kossel和Mollenstedt,1939),远早于前面所讲的选区电子衍射 (Lepoole,1947)。
• 但是,由于仪器方面的原因,在较长的一段时间内这一技术未得 到应有的发展。
第25页/共56页
2. 标准花样对照法
• 预先制作各种晶体点阵主要晶带的倒易平面(图),称为标准花样。 • 通过与标准花样对照,实现电子衍射花样斑点指数及晶带轴标定的方法即为标准花样对
照法。 • 标准花样对照法标定过程简单,不需烦琐计算。但一般文献资料中给出的标准花样(见
本书附录)数量有限,往往不能满足标定工作的需要。而根据实际需要,利用计算机自 行制作标准花样,可以解决这一问题
• “180不唯一性”或“偶合不唯一性”现象的产生,根源在于一 幅衍射花样仅仅提供了样品的“二维信息”。
• 通过样品倾斜(绕衍射斑点某点列转动),可获得另一晶带电子衍 射花样。而两个衍射花样组合可提供样品三维信息。
• 通过对两个花样的指数标定及两晶带夹角计算值与实测(倾斜角) 值的比较,即可有效消除上述之“不唯一性”。
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(1)高阶劳埃区电子衍射谱
032电子衍射花样的标定27页PPT
(7)按矢量运算求出C和D的指数: RC=RA+RB
因为 hC=hA+hB,kC=kA+kB,lC=lA+lB
求得 C 和 D的指数。 15
(8)求晶带轴[uvw]。 用两个不共线的斑点(h1k1l1)和(h2k2l2)求
出晶带轴方向。 由晶带定律,用行列式表示:
u:v:w =
k1 k2
l1 :l1 l2 l2
24
单晶
多晶
R1,R2 ,R3 . . . ; 由 dhkl = Lλ/R 求
d1, d2 , d3 … ;
(h1k1l1 ) , ( h2k2l2 ), …..
R1,R2 ,R3 . . . ; 由 dhkl = Lλ/R 求
d1, d2 , d3 … ;
{h1k1l1
}
,
{
h2k2l2
},
….. 25
A 110
55°
O
C 112 B 002
21
3.晶体结构未知,相机常数K已知 (1)测定低指数斑点的R值。 (2)根据R,计算出各个d值。
dhkl=Lλ/R =K/R
(3)查ASTM卡片和各d值都相符的物相 即为待测的晶体。
22
4. 标准花样对照法
铝单晶
23
多晶电子衍射花样及其标定
单晶
多晶
非晶
(110),(101),(011),(110) ,(101),(011) , (110) ,(101) ,(011),(110) ,(101),(011) 。
可以任选一指数,有12种选法。
(4)R矢量之间夹角的测量:
RA与RB约90º,
RA与RC约55º,
RA与RD约71º。
14
因为 hC=hA+hB,kC=kA+kB,lC=lA+lB
求得 C 和 D的指数。 15
(8)求晶带轴[uvw]。 用两个不共线的斑点(h1k1l1)和(h2k2l2)求
出晶带轴方向。 由晶带定律,用行列式表示:
u:v:w =
k1 k2
l1 :l1 l2 l2
24
单晶
多晶
R1,R2 ,R3 . . . ; 由 dhkl = Lλ/R 求
d1, d2 , d3 … ;
(h1k1l1 ) , ( h2k2l2 ), …..
R1,R2 ,R3 . . . ; 由 dhkl = Lλ/R 求
d1, d2 , d3 … ;
{h1k1l1
}
,
{
h2k2l2
},
….. 25
A 110
55°
O
C 112 B 002
21
3.晶体结构未知,相机常数K已知 (1)测定低指数斑点的R值。 (2)根据R,计算出各个d值。
dhkl=Lλ/R =K/R
(3)查ASTM卡片和各d值都相符的物相 即为待测的晶体。
22
4. 标准花样对照法
铝单晶
23
多晶电子衍射花样及其标定
单晶
多晶
非晶
(110),(101),(011),(110) ,(101),(011) , (110) ,(101) ,(011),(110) ,(101),(011) 。
可以任选一指数,有12种选法。
(4)R矢量之间夹角的测量:
RA与RB约90º,
RA与RC约55º,
RA与RD约71º。
14
衍射标定PPT课件
(为R1与R2之夹
角)。设R1、R2与R3终点(衍射斑点)指数为H1K1L1、H2K2L2和
H3K3L3,则有
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单晶电子衍射花样的标定
• 立方晶系多晶体电子衍射标定时应用的关系式:
R
2
1
:
R
2 2
:
…
:
R
2
n=
N
1
:
N
2
:
…
:
N
n
在立方晶系单晶电子衍射标定时仍适
用,此时R=R。
• 单晶电子衍射花样标定的主要方法为:
• 单晶电子衍射花样标定时除应用衍射分析基本公式外还常涉及以 下知识:单晶衍射花样的周期性。
• 单晶电子衍射花样可视为某个(uvw)*0零层倒易平面的放大像 [(uvw)*0平面法线方向[uvw]近似平行于入射束方向(但反 向)]。因而,单晶电子衍射花样与二维(uvw)*0平面相似,具 有周期性排列的特征。
• 各共顶、共轴(HKL)衍射圆锥与垂直于入射束的感光平面相交, 其交线为一系列同心圆(称衍射圆环)即为多晶电子衍射花样。 多晶电子衍射花样也可视为倒易球面与反射球交线圆环(即参与 衍射晶面倒易点的集合)的放大像。
• 电子衍射基本公式[式(8-3)及其各种改写形式]也适用于多晶电 子衍射分析,式中之R即为衍射圆环之半径。
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“180不唯一性”或“偶合不唯一性”现象
• 无论是对于尝试-核算法还是标准花样对照法,关于样品结构的 已知条件越少,则标定工作越复杂,且花样标定的“不准一性” 现象越严重。
• 因而在标定单晶电子衍射花样时,应依据样品的“背景”情况 (如样品的化学成分、热处理工艺条件等),并依据衍射花样的对 称性特征等尽可能获得关于样品所属晶系、点阵类型以至可能是 哪种或哪几种物相等信息,以减少标定过程的复杂性与“不唯一 性”现象。
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会聚束花样:汇聚入射
二.单晶电子衍射花样 主要标定方法
1.标准衍射花样对照法 2.尝试-校核法
7
1.标准衍射花样对照法
(100)*晶带
常见晶体标准电子衍射花样
体心立方晶体的低指数晶带电子衍射图
(111)*晶带
体心立方晶体的低指数晶带电子衍射图
注意
1.这种方法只适用于简单立方、面心 立方、体心立方和密排六方的低指数 晶带轴。 2.标定完以后,一定要验算它的相机 常数。
单晶花样的不唯一性
根源:一幅衍射花样仅仅提供了样品“二维信息”
• 影响 作取向关系、计算缺陷矢量分析时 必须考虑 • 消除办法 • 转动晶体法 • 借助复杂电子衍射花样分析
三、单晶电子衍射花样标定 实例
例1 低碳合金钢基体的电子衍射花样
确定斑点所属的晶面族指数{hkl}
选中心附近A、B、C、D四斑点
420 422
19
20 24
⑥头两个斑点指数(h1k1l1)和(h2k2l2) 矢量合成法其他各斑点的指数
⑦ 不共线的任两斑点晶面指数(h1k1l1)和 (h2k2l2) 晶带轴指数 [uvw]
任取不在一条直线上的两斑点确定晶带轴指数 [uvw]
h4k4l4 R4 h2k2l2 R2 O h3k3l3
uK vL w 0 H 1 1 1 H uK vL w 0 2 2 2 Leabharlann R3R1h1k1l1
K 1 L 1 L 1 H 1 H 1 K 1 u : v : w : : K 2 L 2 L 2 H 2 H 2 K 2
u=k1l2-k2l1
v=l1h2-l2h1 w=h1k2-h2k1
2.尝试-校核法标定斑点花样
确定斑点所属的晶面族指数{hkl}
h4k4l4 h2k2l2 R4 R3 h3k3l3 R2 O R1 h k l 1 11 ①矢径的长度 R1 , R2 , R3 …Rj 夹角 θ1, θ2,θ3…θj ②矢径的长度 R1,R2,R3…Rj 晶面间距 d1,d2,d3…
HKL
100 110
N
1 2
HKL
110 200
N
2 4
HKL
111 200
N
3 4
3
4 5 6
111
200 210 211
3
4 5 6
211
220 310 222
6
8 10 12
220
311 222 400
8
11 12 16
7
8 9
220
300 310
8
9 10
321
400 411
14
16 18
331
B 002 E 004
例2 Al单晶(fcc)衍射花样,K=15.21mmÅ , 标定电子衍射谱
2
确定斑点所属的晶面族指数{hkl}
h3k3l3 3
h1k1l1
R3
R2
2
斑点
1
R
6.5 16.4 16.8
R2
6.52 16.42 16.82
N
3 19 20
{hkl}
111 133 024
h2k2l2
R1
1
h2k2l2
h1k1l1
h3 k 3l3
2 3
确定衍射斑点的晶面指数(hkl) 假定斑点1为(111),尝试斑点 2 (133) ,代入晶面夹角公式
cos
h h k k l l 1 2 1 2 1 2 h k l h k l
2 1 2 1 2 1 2 2 2 2 2 2
14
15
R12:R22:R32:….= 1/d12: 1/d22: 1/d32:… = N1:N2:N3 :… (N=H2+K2+L2)
No 1 2 简单立方 体心立方 面心立方
2
1.2 电子衍射花纹的特征
单晶体
斑点花样
多晶体
同心圆环
无定形试样(非晶)
弥散环
1.3 TEM衍射花样的分类
电子束经薄单晶弹性散射 形成。 经单晶非弹性散射失去很 少能量,随之又被弹性散 射而产生的线状花样。
斑点花样:平行入射的
菊池线花样:平行入射束
束与单晶作用产生的盘、 线状花样。
单晶电子衍射花样的标定
目录
一.单晶电子衍射花样优缺点、特征及分类 二.单晶电子衍射花样主要标定方法
三.单晶电子衍射花样标定实例
一、单晶电子衍射花样
优缺点、特征及分类
1.1 单晶电子衍射花样优缺点
1 优点 形貌观察与结构分析结合 使晶体结构的研究直观,比X射线衍射的简单。 散射能力强,曝光时间短 缺点 只能用来分析方向问题,不能用来测量衍射强度 要求试样薄,试样制备工作复杂 在精度方面也远比X射线低
000
B {200}
用量角器测得R之间的夹角:(RA, RB) =90˚, (RA, RC)=55 ˚, (RA, RD)=71 ˚ A斑N为2,{110},假定A为(1 -1 0)。 D {411} B斑点N为4,表明属于{200}晶面族 尝试(200),代入晶面夹角公式得f= E 450,不符;若选B斑点(002), f=900, 相符; RC= RA+RB,C为(1 –1 2),N=6与实 测R2比值的N一致,计算夹角为54.740,与 实测的550相符;RE=2RB,E为(004);RD= RA+RE=(1 –1 4),计算(1 -10)与(1 -14)的夹角为70.530,与实测相符;依此 类推。
a. 已知的相机常数K b. 电子衍射的基本公式:R=K/d, 晶面间距 d1,d2,d3…
③RR2 Rj2/R12
点阵类型晶面族指数{hkl}
④晶面族指数{hkl}首斑点晶面指数(h1k1l1) ( 为晶面族指数{h1k1l1}中的任意一个) ⑤首斑点晶面指数(h1k1l1)夹角公式第二 个斑点指数(h2k2l2)
A 110
112
114
C
000
D
确定物相 已知K=14.1mmÅ,d=K/R, dA=1.986Å, dB=1.410Å, dC=1.146Å, dD=0.656Å 与-Fe标准d值符合的很好 确定晶带轴方向 选取rB=(002), rA=(1-10),求 得B[110] u=k1l2-k2l1=-2 v=l1h2-l2h1= 2 w=h1k2-h2k1=0
A C
000
D
测得RA=7.1mm,RB=10.0mm,
RC=12.3mm,RD=21.5mm
B
求得R2比值为2:4:6:18,
表明样品该区为体心立方点阵
A、B、C、D四斑点分别属于
{110},{200},{211},{411}
确定衍射斑点的晶面指数(hkl)
A {110} {211} C