多晶X射线衍射法 PPT课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一定规则以周期性排列而构成的固体物质
• 无定形物质：原子的无序排列构成
• 微晶：晶体到无定形物质之间的过渡区域
晶体和无定形物质之间没有截然分开的界
线，从晶态到无定形是原子周期排列重复次数
由多到少的量变到质变的过程
• 基本性质
ຫໍສະໝຸດ Baidu
晶体在生长过程中自 一块晶体内部各个部分的宏观 发形成晶面，晶面相交 – 确定的熔点 性质是相同的，例如有着相同 成为晶棱，晶棱会聚成 的密度、相同的化学组成等 – 规则的多边形外形 顶点，从而出现具有多 晶体的均匀性来源于晶体中原 – 均匀性 面体外形的特点，其决 子排布的周期很小，宏观观察 晶体结构的周期大小和 X射 定于晶体的周期性结构 – 各向异性 分辨不出微观的不连续性 在不同方向上具有不同的导热、 线的波长相当，可作为三维 晶体在理想环境中生 导电、光学等物理性质 气体、液体和玻璃体也有均匀 – 对称性 晶体的理想外形和晶体的内部 光栅，使X射线产生衍射 性，是由于原子杂乱无章地分 长应长成凸多面体 结构都具有特定的对称性 非晶物质没有周期性结构， – 对X射线的衍射 布，来源于原子无序分布的统 F (晶面数)+V (顶点 不能产生效应 计性规律 上述晶体的特点是由晶体内部原子或分子排列 数)＝E (晶棱数)十2
期性重复的平移矢量联接，则整个平面点阵 将被划分成一系列排列的平行四边形，称平 面格子 平面点阵的单元
• 空间点阵（三维点阵）
分布于三维空间内的点阵
单位向量为 a、b、c
空间格子
把空间点阵内的各阵点用三组使它们发生周
期性重复的平移矢量联接，则整个空间点阵被 划分成一系列平行并置的平行六面体，构成空 间格子 空间点阵的单元
4、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指标
④各向异性
5、晶系
2.1 晶体几何学基本知识
1、晶体
2、点阵、格子、结构基元
3、空间点阵与晶体
（1）点 阵
4、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指标 （2）格 子
（ 3 ）结构基元 5、晶系
（4）十四种空间点阵型式 （5） 布拉维法则 （6）点阵参数
简便地描述晶体内部原子(离子或分子)的周期性排列 把原子、离子或分子抽象成一个几何的点， 将此点沿空间的三个方向a、b、c周期地、无限地排列下去
• 可以是单个原子或分子，也可以是离子团 或多个分子
• 每个空间格子单位占有的点阵点数：
N面 N顶点 N N内 2 8
N内 —格子内的阵点数 N棱 —棱上的阵点数 N顶点—顶点上的阵点数
2、点阵、格子、结构基元 （3）结构基元 • 点阵结构中每个点阵点所代表的具体内容 • 包括原子或分子的种类和数量及其在空间 按一定方式排列的结构 • 通常是晶体的周期重复最小的部分
的周期性所决定的，是各种晶体所共有
第一章 催化剂性能评价
• 1.1 概述
• 1.2 催化剂的活性
• 1.3 催化剂的选择性 • 1.4 催化剂的失活、再生与寿命
• 1.5 催化剂活性测试方法
第二章 多晶X射线衍射法
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 晶体几何学基本知识 X射线的产生 X射线衍射的基本原理 X衍射粉末衍射技术 物相分析 定量相分析 晶胞参数测定 线宽法测平均晶粒大小 原位高温XRD
2.1 晶体几何学基本知识
X射线衍射技术应用于固体材料的 目的 研究晶体空间结构的特征 揭示其构成特点与性能的关系 晶体几何学的基本知识
2.1 晶体几何学基本知识
1、晶体
2、点阵、格子、结构基元
3、空间点阵与晶体 4、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指标 5、晶系
1、晶体
• 晶体：由原子（离子或分子）在三维空间中按照
<II>点阵分类 • 直线点阵（一维点阵）
• 平面点阵（二维点阵）
• 空间点阵（三维点阵）
• 直线点阵（一维点阵）
分布于一维空间内的点阵
阵点排列为一直线的点阵
单位向量为 a
• 平面点阵（二维点阵）
平面点阵与平面格子
分布于二维空间内的点阵
单位向量为 a、b
平面格子
把平面点阵内的各阵点用两组使它们发生周
点阵
将表示各类等同质点的抽象 几何点称为点阵点或阵点
空间点阵
（1）点 阵
<I>概念
– 是一组无限的点，连接其中任意两点可得一向 量，将各个点按此向量平移能使它复原，凡满 足这条件的一组点称为点阵(lattice) – 注意 • 平移必须是按向量平行移动，没有丝毫转动 • 点阵中每个阵点都具有完全相同的周围环境
<III>单晶和多晶
• 单晶
– 为一个空间点阵所贯穿的一整块固体
• 多晶
– 整块固体不仅为一个空间点阵所贯穿
– 由许多小的单晶体按不同的取向聚集而 成的固体。 – 金属材料及较多的粉状物质
2、点阵、格子、结构基元
（2）格 子
格 子
每个格子单位 的点阵点数目
素格子（素单位） 阵点数目=1 复格子（复单位） 阵点数目≥2
催化剂性能评价与表征
第二章 多晶X射线衍射法
物 化学组成 质 性 能 结构型式 相关原子在空间结合成分子或物质的方式
当今材料科学的基础研究和应用研究中
功能意识↑
对结构与性
能联系规律 认识↑
以性能为导向寻找 和设计最适宜结构 的材料
结构分析测试 方法有着重要 意义和不可限 量的前景
• X射线衍射
– 单晶衍射
– 多晶衍射 • 固体材料大都是多晶物质
– 如催化材料、纳米材料、有机-无机杂化材料等
• 样品易得以及样品与实际体系相接近
• 作为一项研究物质结构的技术，在学科研究和工
程技术中的应用日趋广泛和富有成效
第二章 多晶X射线衍射法
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 晶体几何学基本知识 X射线的产生 X射线衍射的基本原理 X衍射粉末衍射技术 物相分析 定量相分析 晶胞参数测定 线宽法测平均晶粒大小 原位高温XRD
2.1 晶体几何学基本知识
X射线衍射技术应用于固体cat的 目的 研究晶体空间结构的特征 揭示其构成特点与性能的关系 晶体几何学的基本知识
2.1 晶体几何学基本知识
1、晶体
1.晶体、无定形体、微晶
2.晶体的基本性质
2、点阵、格子、结构基元 ①确定的熔点
②规则的多边形外形 3、空间点阵与晶体 ③均匀性 ⑤对称性 ⑥对X射线的衍射
• 无定形物质：原子的无序排列构成
• 微晶：晶体到无定形物质之间的过渡区域
晶体和无定形物质之间没有截然分开的界
线，从晶态到无定形是原子周期排列重复次数
由多到少的量变到质变的过程
• 基本性质
ຫໍສະໝຸດ Baidu
晶体在生长过程中自 一块晶体内部各个部分的宏观 发形成晶面，晶面相交 – 确定的熔点 性质是相同的，例如有着相同 成为晶棱，晶棱会聚成 的密度、相同的化学组成等 – 规则的多边形外形 顶点，从而出现具有多 晶体的均匀性来源于晶体中原 – 均匀性 面体外形的特点，其决 子排布的周期很小，宏观观察 晶体结构的周期大小和 X射 定于晶体的周期性结构 – 各向异性 分辨不出微观的不连续性 在不同方向上具有不同的导热、 线的波长相当，可作为三维 晶体在理想环境中生 导电、光学等物理性质 气体、液体和玻璃体也有均匀 – 对称性 晶体的理想外形和晶体的内部 光栅，使X射线产生衍射 性，是由于原子杂乱无章地分 长应长成凸多面体 结构都具有特定的对称性 非晶物质没有周期性结构， – 对X射线的衍射 布，来源于原子无序分布的统 F (晶面数)+V (顶点 不能产生效应 计性规律 上述晶体的特点是由晶体内部原子或分子排列 数)＝E (晶棱数)十2
期性重复的平移矢量联接，则整个平面点阵 将被划分成一系列排列的平行四边形，称平 面格子 平面点阵的单元
• 空间点阵（三维点阵）
分布于三维空间内的点阵
单位向量为 a、b、c
空间格子
把空间点阵内的各阵点用三组使它们发生周
期性重复的平移矢量联接，则整个空间点阵被 划分成一系列平行并置的平行六面体，构成空 间格子 空间点阵的单元
4、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指标
④各向异性
5、晶系
2.1 晶体几何学基本知识
1、晶体
2、点阵、格子、结构基元
3、空间点阵与晶体
（1）点 阵
4、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指标 （2）格 子
（ 3 ）结构基元 5、晶系
（4）十四种空间点阵型式 （5） 布拉维法则 （6）点阵参数
简便地描述晶体内部原子(离子或分子)的周期性排列 把原子、离子或分子抽象成一个几何的点， 将此点沿空间的三个方向a、b、c周期地、无限地排列下去
• 可以是单个原子或分子，也可以是离子团 或多个分子
• 每个空间格子单位占有的点阵点数：
N面 N顶点 N N内 2 8
N内 —格子内的阵点数 N棱 —棱上的阵点数 N顶点—顶点上的阵点数
2、点阵、格子、结构基元 （3）结构基元 • 点阵结构中每个点阵点所代表的具体内容 • 包括原子或分子的种类和数量及其在空间 按一定方式排列的结构 • 通常是晶体的周期重复最小的部分
的周期性所决定的，是各种晶体所共有
第一章 催化剂性能评价
• 1.1 概述
• 1.2 催化剂的活性
• 1.3 催化剂的选择性 • 1.4 催化剂的失活、再生与寿命
• 1.5 催化剂活性测试方法
第二章 多晶X射线衍射法
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 晶体几何学基本知识 X射线的产生 X射线衍射的基本原理 X衍射粉末衍射技术 物相分析 定量相分析 晶胞参数测定 线宽法测平均晶粒大小 原位高温XRD
2.1 晶体几何学基本知识
X射线衍射技术应用于固体材料的 目的 研究晶体空间结构的特征 揭示其构成特点与性能的关系 晶体几何学的基本知识
2.1 晶体几何学基本知识
1、晶体
2、点阵、格子、结构基元
3、空间点阵与晶体 4、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指标 5、晶系
1、晶体
• 晶体：由原子（离子或分子）在三维空间中按照
<II>点阵分类 • 直线点阵（一维点阵）
• 平面点阵（二维点阵）
• 空间点阵（三维点阵）
• 直线点阵（一维点阵）
分布于一维空间内的点阵
阵点排列为一直线的点阵
单位向量为 a
• 平面点阵（二维点阵）
平面点阵与平面格子
分布于二维空间内的点阵
单位向量为 a、b
平面格子
把平面点阵内的各阵点用两组使它们发生周
点阵
将表示各类等同质点的抽象 几何点称为点阵点或阵点
空间点阵
（1）点 阵
<I>概念
– 是一组无限的点，连接其中任意两点可得一向 量，将各个点按此向量平移能使它复原，凡满 足这条件的一组点称为点阵(lattice) – 注意 • 平移必须是按向量平行移动，没有丝毫转动 • 点阵中每个阵点都具有完全相同的周围环境
<III>单晶和多晶
• 单晶
– 为一个空间点阵所贯穿的一整块固体
• 多晶
– 整块固体不仅为一个空间点阵所贯穿
– 由许多小的单晶体按不同的取向聚集而 成的固体。 – 金属材料及较多的粉状物质
2、点阵、格子、结构基元
（2）格 子
格 子
每个格子单位 的点阵点数目
素格子（素单位） 阵点数目=1 复格子（复单位） 阵点数目≥2
催化剂性能评价与表征
第二章 多晶X射线衍射法
物 化学组成 质 性 能 结构型式 相关原子在空间结合成分子或物质的方式
当今材料科学的基础研究和应用研究中
功能意识↑
对结构与性
能联系规律 认识↑
以性能为导向寻找 和设计最适宜结构 的材料
结构分析测试 方法有着重要 意义和不可限 量的前景
• X射线衍射
– 单晶衍射
– 多晶衍射 • 固体材料大都是多晶物质
– 如催化材料、纳米材料、有机-无机杂化材料等
• 样品易得以及样品与实际体系相接近
• 作为一项研究物质结构的技术，在学科研究和工
程技术中的应用日趋广泛和富有成效
第二章 多晶X射线衍射法
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 晶体几何学基本知识 X射线的产生 X射线衍射的基本原理 X衍射粉末衍射技术 物相分析 定量相分析 晶胞参数测定 线宽法测平均晶粒大小 原位高温XRD
2.1 晶体几何学基本知识
X射线衍射技术应用于固体cat的 目的 研究晶体空间结构的特征 揭示其构成特点与性能的关系 晶体几何学的基本知识
2.1 晶体几何学基本知识
1、晶体
1.晶体、无定形体、微晶
2.晶体的基本性质
2、点阵、格子、结构基元 ①确定的熔点
②规则的多边形外形 3、空间点阵与晶体 ③均匀性 ⑤对称性 ⑥对X射线的衍射