晶体分析方法
第4章多晶体分析方法-课件
X 射线衍射仪主要由 X射线发生器、测角仪、辐射探测器、 记录单元和自动控制单元等组成，其中测角仪是仪器的核 心部件
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第三节 X射线衍射仪
一、 X射线测角仪
(一) 概述
图4-12是测角仪示意图，平板试样D安装在可绕轴O旋转 的试样台H上，S处发射的一束发散X射线照射到试样上时，
正比计数器输出的脉冲峰 值与所吸收的光子能量成 正比，强度测定较可靠
图4-17 正比计数管及其基本电路
反应快、能量分辨率高、 背底脉冲低、计数率高、 性能稳定；但对温度比较 敏感，电压稳定度要求高
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第三节 X射线衍射仪
二、探测与记录系统
(一) 探测器
2) 闪烁计数器(SC) 如图4-18， 闪烁计数器主要由磷光体和 光电倍增管组成。磷光体一般为加入约0.5% 的铊活化的碘 化钠单晶体；光电倍增管有光敏阴极和10个联极，每个联 极递增100V正电压，最后一个联极与测量电路连接
图4-8 对称聚焦照相法 1-光阑 2-照相机壁 3-底片 4-试样
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第二节 其他照相法简介
二、背射平板照相法(针孔法)
平板照相法分为透射和背射两种，图4-9为背射平板照相 法示意图，由于聚焦圆直径很大，一般采用平面试样。该法 要求试样、光阑和衍射环A与B四点共圆，且试样与圆相切
其衍射花样由同心衍射环组 成，由于衍射环太少，不适 用于物相分析，用于研究晶 粒大小、择优取向、晶体完 整性，及点阵参数精确测定
7) 查卡片 根据d系列和I系列，对照物质标准卡片。如果这 两个系列均与卡片符合很好，则可确定物相。其中d 系列 是物相鉴定的主要依据
区分晶体和非晶体方法
区分晶体和非晶体方法
晶体和非晶体是固体材料的两种基本结构状态。
晶体具有有序排列的结构、定向性良好和规则的几何形状，而非晶体没有有序排列的结构、定向性较差和无规则的几何形状。
下面是一些区分晶体和非晶体的方法：
1. X射线衍射：晶体材料的结构具有明显的点阵结构，可以通过X射线衍射图谱来确定其晶体结构。
而非晶体材料没有点阵结构，因此X射线衍射图谱呈现出弥散环形。
2. 热分析：晶体材料在特定温度范围内具有明显的热稳定性，即熔点和结晶温度。
非晶体材料则没有这些性质，其热分析图形似乎缺少明显的熔点和结晶峰。
3. 密度：晶体材料的密度通常比同种元素的非晶体材料高，因为晶体具有更紧密的结构和更少的空隙。
4. 光学性质：晶体具有各向异性，即其物理性质（如光学、电学和磁学等）取决于不同方向的取向。
而非晶体的物理性质是各向同性的。
5. 硬度：晶体材料的表面有规则的细微结构，通常比非晶体材料更坚硬。
6. 拉伸性能：晶体通常具有较好的拉伸性能，而非晶体则通常较为脆性。
材料的晶体结构表征方法
材料的晶体结构表征方法晶体结构表征是研究材料性质和结构的重要手段之一。
准确了解材料的晶体结构可以帮助我们理解其物理和化学性质，以及在设计新材料和改良现有材料中的应用。
本文将介绍几种常用的晶体结构表征方法。
一、X射线衍射X射线衍射是一种应用X射线衍射定律研究晶体结构的技术。
它通过测量入射X射线与晶体相互作用后的衍射图案来确定晶体的晶胞参数和原子位置。
这种方法可以得到高分辨率的结构信息，常用于分析晶体的晶体结构。
X射线衍射实验通常需要使用X射线衍射仪器，如X射线衍射仪、X射线衍射分析软件等。
实验过程中要注意选择合适的X射线入射功率和测量角度范围，以保证得到可靠的结果。
二、扫描电子显微镜（SEM）扫描电子显微镜通过扫描样品表面并测量所产生的电子信号来获取样品的表面形貌和结构信息。
通过SEM可以观察到晶体的形貌、晶粒大小以及晶界等细节信息。
在进行SEM观察时，需要使用适当的样品制备方法，如金属镀膜、样品切割等，以确保样品表面平整和导电性。
同时，还要设置合适的电子束参数和探测器参数，以获取清晰的显微图像。
三、透射电子显微镜（TEM）透射电子显微镜通过透射样品的电子束来观察样品的内部结构。
TEM可以提供比SEM更高的分辨率，可以观察到原子级别的细节信息，如晶体排列、原子位置等。
使用TEM观察晶体结构时，需要适当的样品制备方法，如薄片切割、离子薄化等，以获得透过电子束的样品。
同时，还需要进行高分辨率的图像采集和处理，以获取清晰的晶体结构图像。
四、能谱分析能谱分析是通过测量材料中的元素组成和电子能级信息来表征材料晶体结构的方法。
常用的能谱分析技术包括X射线能谱分析、电子能谱分析等。
X射线能谱分析使用X射线与材料相互作用后产生的特征X射线谱线来判断材料中的元素组成。
电子能谱分析则使用电子束与材料相互作用后产生的特征能量损失谱线来得到材料的电子能级信息。
这些能谱信息能够提供材料中不同元素的分布、化学键的信息等。
在进行能谱分析时，需要准确的仪器设备和适当的样品制备方法。
晶体学与晶体结构分析方法
晶体学与晶体结构分析方法晶体学是研究晶体的形成、结构和性质的学科。
晶体是一种固态物质，由一定数量的原子、离子或分子按照特定的排列方式组成。
晶体的结构对物质的性质有着重要影响，因此晶体学在材料科学、固体物理、化学等研究领域有着广泛的应用。
在晶体学中，晶体结构分析是一项非常重要的技术和方法。
晶体结构分析可以帮助我们理解晶体的内部结构、原子或分子的排列方式以及晶体中的非晶质区域。
下面将介绍一些常用的晶体结构分析方法。
1. X射线衍射法X射线衍射法是一种常见且广泛应用的晶体结构分析方法。
它利用X射线与晶体中的原子或分子相互作用，通过对衍射图样的分析来确定晶体结构。
X射线衍射法可以得到晶体的晶胞参数、原子位置、晶面间距等信息，具有高精度和准确性。
2. 中子衍射法中子衍射法是一种与X射线衍射法类似的晶体结构分析方法。
不同的是，中子与物质相互作用的方式不同于X射线，因此中子衍射法对于轻元素和氢原子有着较好的灵敏度。
中子衍射法在研究生物大分子和轻元素晶体结构方面具有独特的优势。
3. 电子衍射法电子衍射法是利用电子束与晶体中的原子或分子相互作用来确定晶体结构的方法。
与X射线和中子衍射法相比，电子衍射法具有较高的分辨率和成像能力，可用于研究纳米晶体和晶体中的缺陷结构。
4. 原子力显微镜（AFM）原子力显微镜是一种通过测量原子间的相互作用力来观察和测量物质表面和晶体结构的高分辨率显微镜。
AFM可以直接测量晶体表面的原子或分子的位置、高度和形貌，对于研究纳米晶体的结构和表面形貌具有重要意义。
5. 核磁共振（NMR）核磁共振是通过探测原子核的磁共振现象来研究物质的结构和性质的方法。
在晶体学中，核磁共振可以用于研究晶格动力学、宏观晶体中的局部结构和固相反应等。
总之，晶体学与晶体结构分析方法为我们提供了研究晶体结构和性质的重要工具。
通过这些方法，我们可以深入了解晶体内部结构的细节，为材料科学、化学和固体物理等领域的研究和应用提供有力支持。
晶体单晶的晶向标定与分析
晶体单晶的晶向标定与分析
晶体的晶向标定和分析是材料学和晶体学中的重要课题。
下面是一般的晶向标定和分析方法：
晶向的标定：
1. 初步确定晶向。
使用显微镜或X射线衍射仪观察晶体,确定晶体中的某个区域。
2. 用比色法标定晶体定向。
将金属板或玻璃板放置在待测的晶向上,用酸或者盐溶液自下而上浸泡,由于不同的晶向会使得其表面在所反射的光的波长或者颜色不同。
在标定时,可以通过比较反射光下表面的颜色来确定晶体的晶向。
3. X射线晶体衍射法。
这是晶向标定的最常用方法之一。
将待测晶体放置于X射线衍射仪中,在不同的角度下,观察晶体的衍射图样,以此来确定晶体的晶向。
晶向的分析：
1. X射线衍射方法。
使用X射线衍射仪分析晶体的结构。
2. 电子衍射方法。
使用电子衍射仪或透射电子显微镜分析晶体的结构。
3. 晶体缺陷分析。
在图像中观察到的缺陷可以告诉我们关于晶体的晶向和结构的信息。
以上是晶体单晶的晶向标定与分析的一些基本方法和步骤,当然,在实际操作中可能还会有其他方法和技术。
第四章多晶体分析方法
第四章多晶体分析方法
多晶体分析方法是一种合成晶体的方法，其主要特征是使用多种原料（多层晶体）制备一种特定晶体，由于每一种原料都具有不同的性质，因
此可以产生不同的效果。
基于此原理，多晶体分析方法运用多种晶体构成
复杂的晶体，来控制晶格中的性质，从而形成具有特定性质和功能的晶体。
多晶体分析方法首先以电子微分析的方法，对晶体的晶格结构进行初
步研究，了解它的晶体结构参数。
然后，通过透射电子显微镜（TEM）研
究分析晶体中的原子排列情况，以此来判断不同结构层之间的相互关系。
其次，利用X射线衍射仪，实验室将利用衍射数据进行结构解析，得出晶
体中原子类型来推导不同层之间的关系。
此外，多晶体分析还可以用拉曼光谱技术进行分析，拉曼光谱可以测
量不同原料的晶体中的物理和化学性质，以此来确定晶体的晶格结构。
此外，还可以采用质谱法分析多晶体中的原子，了解该晶体的组成。
最后，
用动力学模型，以模拟晶体结构中各层之间的相互作用。
所有这些分析方法将有助于我们更加清晰地了解多晶体的结构，从而
对其进行更好地调控和改性，以便在不同的应用中使用。
几种常见晶体结构分析
几种常见晶体结构分析晶体结构分析是研究晶体的空间结构和原子排列方式的科学方法。
通过晶体结构分析，可以确定晶体的晶系、晶胞参数和原子位置等重要的结构信息。
晶体结构分析方法主要包括X射线衍射、电子衍射和中子衍射等。
一、X射线衍射：X射线衍射是最常用的晶体结构分析方法。
它利用X射线与晶体中的原子发生相互作用后发生衍射现象，通过收集和测量衍射光的强度和角度等信息，可以推断晶体中原子的位置和排列方式。
1.单晶X射线衍射：单晶X射线衍射是一种通过测量单个晶体中的衍射光来推断晶体结构的方法。
这种方法需要得到高质量的单晶样品，并使用X射线源和衍射仪器对单晶样品进行测量，得到全息图样品的X射线衍射图案。
通过分析衍射图案的形状和强度，可以确定晶体的晶系、晶胞参数和原子位置等结构信息。
2.粉末X射线衍射：粉末X射线衍射是一种通过测量晶体样品中的多个晶粒的衍射光来推断晶体结构的方法。
这种方法适用于非晶态样品或无法得到高质量单晶样品的情况。
在粉末X射线衍射中，晶体样品首先被粉碎成细粉末，然后通过X射线衍射仪器测量粉末的衍射光。
通过分析衍射光的谱线形状和位置，可以得到晶体的晶胞参数和结构信息。
二、电子衍射：电子衍射是一种利用电子束与晶体中的原子发生相互作用后发生衍射现象来推断晶体结构的方法。
电子衍射通常借助透射电子显微镜（TEM）来观察和测量晶体样品的衍射图案。
通过分析衍射图案的形状和强度，可以确定晶体的晶系、晶胞参数和原子位置等结构信息。
电子衍射由于电子波的波长较短，能够分辨比X射线衍射更小的晶体和结构细节。
三、中子衍射：中子衍射是一种利用中子束与晶体中的原子发生相互作用后发生衍射现象来推断晶体结构的方法。
中子衍射和X射线衍射类似，但由于中子与晶体的相互作用较X射线更复杂，所得到的衍射图案在一定程度上可以提供更多的结构信息。
中子衍射通常借助中子源和衍射仪器进行测量，通过分析衍射图案的形状和强度，可以确定晶体的晶胞参数、原子位置以及磁性和动力学等信息。
无机物的晶体结构分析方法综述
无机物的晶体结构分析方法综述晶体结构是材料科学的重要研究内容之一，其研究工作日益重要。
而晶体结构分析是确定化合物晶体结构的主要方法。
在化学和物理学领域中，研究和解析晶体结构一直是研究者对化合物特性和性质的理解的基础。
无机物的晶体结构分析方法多样，我们将在本文中对其中常用的三种方法进行综述。
一、衍射方法晶体衍射是一种利用晶体衍射样品中原子散射波的方法，用于分析物质的晶体结构。
由于晶体具有规则的排列方式和重复单位，当X射线、中子或电子，经过晶体后，就会形成衍射。
不同晶体的衍射图案是唯一的，这意味着一个给定的晶体可以通过衍射图案来确定其晶体结构。
衍射方法最大的优点是精度高，能够解析出细微的晶体结构细节。
不过，使用衍射方法要求样品必须为单晶体，这也是衍射方法最大的限制。
二、粉末衍射方法粉晶衍射是无机物结构分析中常用的方法之一。
和衍射方法相比，这种方法可以处理不规则的晶体、非晶态样品，大大地扩宽了晶体结构分析的范围。
要想粉晶衍射有效，需要将样品研磨成颗粒状态，然后将粉末按一定方式均匀地分布在玻璃纤维上形成薄层（致密粉垫）。
最后，样品直接暴露在X或者中子射线下，记录出X或中子衍射的图样。
粉晶衍射方法的优点是可以处理非晶态、多晶态的材料，并且可以同时进行测量和分析。
三、核磁共振核磁共振是分子结构分析中极为常见的技术。
该领域大量应用于化学、物理和生物化学等区域，其分析精度甚至能够达到与X 射线衍射相媲美的水平。
核磁共振的工作原理是利用氢原子的磁性对其进行分析。
简单的说，核磁共振是通过氢原子中的质子的磁性来分析该物质的晶体结构和化学环境。
通过测量样品分子中的质子排布及磁性，然后通过计算机程序来还原分子的结构，从而得到样品的爱因斯坦晶体结构图。
总结综上所述，无机物结构分析方法多种多样，每一种方法都有各自的优缺点。
有弊就有利，不同的分析方法会有针对不同的分析需求。
因此，在选择分析方法时，需要根据不同的情况来确定最合适的分析方法。
测定晶体结构的方法
测定晶体结构的方法晶体结构是物质的基本结构，它是物质的最小单位，是物质的基本特征。
晶体结构的测定是物理学、化学和材料科学等学科的重要内容，也是研究物质性质的基础。
晶体结构的测定主要有X射线衍射法、电子衍射法、拉曼光谱法、热重分析法、粒子谱法、核磁共振法、扫描电子显微镜法等。
X射线衍射法是晶体结构测定的最常用方法，它可以测定晶体的晶体结构参数，如晶胞参数、晶面法向等。
它是利用X射线照射晶体，晶体内部电子受到X射线的作用而发生衍射，从而推测出晶体结构的方法。
电子衍射法是利用电子束照射晶体，晶体内部电子受到电子束的作用而发生衍射，从而推测出晶体结构的方法。
它可以测定晶体的晶体结构参数，如晶胞参数、晶面法向等。
拉曼光谱法是利用拉曼散射原理，通过拉曼光谱来研究晶体结构的方法。
它可以测定晶体的晶体结构参数，如晶胞参数、晶面法向等。
热重分析法是利用晶体在加热过程中的重量变化，从而推测出晶体结构的方法。
它可以测定晶体的晶体结构参数，如晶胞参数、晶面法向等。
粒子谱法是利用粒子谱仪，通过观察晶体中粒子的数量和结构，从而推测出晶体结构的方法。
它可以测定晶体的晶体结构参数，如晶胞参数、晶面法向等。
核磁共振法是利用核磁共振原理，通过核磁共振仪来研究晶体结构的方法。
它可以测定晶体的晶体结构参数，如晶胞参数、晶面法向等。
扫描电子显微镜法是利用扫描电子显微镜，通过观察晶体的形状、结构和尺寸，从而推测出晶体结构的方法。
它可以测定晶体的晶体结构参数，如晶胞参数、晶面法向等。
以上就是晶体结构测定的几种常用方法，它们都可以用来测定晶体的晶体结构参数，为研究物质性质提供重要的参考依据。
物理实验技术中的晶体结构分析方法
物理实验技术中的晶体结构分析方法晶体结构分析是物理实验技术领域中重要的研究手段之一。
通过对晶体的结构进行分析，可以揭示物质的内部构成和排列方式，为理解物质的性质和行为提供了有力的支持。
常见的晶体结构分析方法包括X射线衍射、中子衍射、电子衍射和红外光谱等。
这些方法利用了不同的物理现象和实验技术，以获取有关晶体结构的信息。
首先，X射线衍射是最常见和广泛应用的晶体结构分析方法之一。
X射线衍射实验利用了X射线的波动性和晶格的周期性排列特性。
当入射X射线照射到晶体表面时，会发生散射现象。
通过测量散射光的方向和强度，可以推断出晶体的晶格常数、晶胞结构以及原子的位置等重要信息。
X射线衍射技术的发展和应用，为科学家们提供了揭示无数物质结构的窗口。
其次，中子衍射是一种利用中子波的干涉现象研究晶体结构的方法。
中子是一种不带电荷的微粒子，具有与X射线不同的散射特性。
中子衍射技术主要利用了中子和原子核之间的弹性散射现象，通过测量散射中子的方向和强度，可以确定晶体中原子的位置和晶格结构。
相对于X射线衍射，中子衍射对嵌有轻元素或具有磁性行为的材料有更好的灵敏度和解析能力。
另外，电子衍射是一种利用电子波的干涉和散射现象研究晶体结构的方法。
电子具有波粒二象性，其波动性使得电子在穿过物质时会发生衍射现象。
电子衍射技术主要应用于透射电子显微镜中，通过对衍射图样的分析，可以获得物质的晶体结构和晶格参数等信息。
相对于X射线和中子衍射，电子衍射在研究纳米材料和表面结构方面具有更高的分辨率和灵敏度。
此外，红外光谱也可以用于物质的结构分析。
红外光谱是利用物质吸收红外光的不同频率来研究分子结构和化学键特性的方法。
红外光谱分析技术可以通过对物质在红外波段的吸收特征进行定性和定量分析，得到物质分子的结构组成、功能基团等信息。
由于红外光谱能够非常敏感地检测物质中的化学键振动，因此在有机化学和生物化学领域有着广泛的应用。
综上所述，晶体结构分析是物理实验技术中一个重要的研究方向。
《晶体结构分析》实验
实验一、晶体结构分析一一、实验目的掌握14种空间格子的几何特征与球体密堆积理论，了解配位多面体的配置。
二、实验仪器十四种空间点阵结构模型，球形模型三、实验内容1．了解14种空间格子的几何形态，分析空间格子类型；2．熟悉密堆积理论，注意观察球体堆积时，周围空隙的类型、位置与数量情况；3．了解几种配位多面体的配置情况。
四、实验方法1．观察14种空间格子模型表征14种空间格子，用晶格常数α、β、γ和a、b、c；并判断其所属晶系。
2．观察球体密堆积模型用球体模型进行面心立方紧密堆积、六方紧密堆积和体心立方近似密堆积，分析球体周围空隙的类型、数目和位置分布。
观察分析面心立方紧密堆积、六方紧密堆积和体心立方近似密堆积的单位晶胞，注意其四、八面体空隙分布，判断其数量。
3．观察配位多面体模型模型五、实验报告1．绘制14种空间格子的几何形态，并用注明晶格常数的形式表示出所有14种空间格子；2．分析三种常见的球体堆积情况，绘制出其单位晶胞，画出其（111）、（110）（100）晶面原子排布图[ 密排六方需画出（0001）晶面 ]；3．分析体心立方与面心立方单位晶胞中四、八面体空隙的位置分布与数量，并绘图；4．对不同配位多面体绘图，讨论其临界半径比。
（注：在预习报告中要将14种空间格子的几何图形画好）六、思考题面心立方结构中四面体空隙的数目有几个？他们都是如何分布的？八面体空隙有几个？如何分布？实验二、典型晶体结构分析一、实验目的掌握几种典型矿物的结构，了解晶胞的几何特征。
二、实验仪器晶体结构模型，球和短棒三、实验内容1．对照实际具体结构模型，熟悉金刚石、石墨、氯化钠、氯化铯、闪锌矿、纤锌矿、金红石、碘化镉、萤石、钙钛矿、尖晶石的晶体结构特征；2．观察层状和架状硅酸盐矿物的晶体结构模型的特点，注意观察高岭土、方石英的结构；3．标定萤石模型中所有质点的几何位置；4．组装一个晶体结构模型。
四、实验方法1．分析晶胞模型金刚石、石墨、氯化钠、氯化铯、闪锌矿、纤锌矿、金红石、碘化镉、萤石、钙钛矿、尖晶石均为一个单位晶胞，通过一个单位晶胞，分析晶胞所属空间格子类型及正负离子或原子所处的空间位置，对照模型，分析正负离子的配位数。
辨别晶体和非晶体科学方法
辨别晶体和非晶体科学方法
晶体和非晶体是固体物质的两种基本状态。
晶体具有规则的、有序的
排列结构，而非晶体则是无序的、无规则的结构。
辨别晶体和非晶体
的科学方法有以下几种：
1. X射线衍射
X射线衍射是一种常用的辨别晶体和非晶体的方法。
晶体的结构具有
周期性，可以通过X射线衍射的方式进行分析。
而非晶体则没有规则
的结构，因此无法通过X射线衍射进行分析。
通过X射线衍射可以得
到晶体的晶格常数、晶体结构等信息，从而确定物质的晶体状态。
2. 热分析
热分析是一种通过物质在不同温度下的热性质来辨别晶体和非晶体的
方法。
晶体和非晶体在热性质上有很大的差异。
晶体具有明确的熔点，而非晶体则没有明确的熔点，而是在一定温度范围内逐渐软化。
通过
热分析可以确定物质的熔点、玻璃转变温度等信息，从而确定物质的
晶体状态。
3. 电学性质
晶体和非晶体在电学性质上也有很大的差异。
晶体具有明确的电学性质，如电导率、介电常数等，而非晶体则没有明确的电学性质。
通过
测量物质的电学性质可以确定物质的晶体状态。
4. 光学性质
晶体和非晶体在光学性质上也有很大的差异。
晶体具有明确的光学性质，如双折射、偏振等，而非晶体则没有明确的光学性质。
通过测量
物质的光学性质可以确定物质的晶体状态。
综上所述，辨别晶体和非晶体的科学方法有很多种，其中X射线衍射、热分析、电学性质和光学性质是常用的方法。
通过这些方法可以确定
物质的晶体状态，为物质的研究和应用提供了重要的依据。
判断晶体类型的方法
判断晶体类型的方法引言晶体是由原子或分子有序排列而形成的固态结构。
不同类型的晶体在结构特征和物理性质上存在差异，因此准确判断晶体的类型对于理解其性质和应用具有重要意义。
本文将介绍几种常见的判断晶体类型的方法，并进行分析和比较。
光学显微镜观察光学显微镜是一种常用的实验仪器，可通过观察晶体的外形特征来初步判断其类型。
不同类型的晶体在显微镜下具有不同的形态表现，例如立方晶系的晶体会呈现出正方形或立方形的外形，而斜方晶系的晶体则呈现出长方形或斜方形的外形。
通过比对晶体的外形与已知的晶体类型进行对比，可以初步推测晶体的类型。
X射线衍射分析X射线衍射是一种常用的分析方法，可以通过测量X射线在晶体中的衍射现象来确定晶体结构和类型。
不同晶体类型具有不同的结构特征，因此它们对入射X射线的衍射模式也会有所不同。
通过测量晶体衍射光的强度分布和角度，可以得到晶胞参数和晶体类型的信息。
例如，立方晶体的衍射图样具有四方对称性，而斜方晶体的衍射图样则具有二方对称性。
通过对衍射图样进行定量分析，可以确切判断出晶体的类型。
傅里叶变换红外光谱傅里叶变换红外光谱（FTIR）是一种常用的分析方法，可用于鉴定晶体的结构和类型。
不同类型的晶体由于分子或晶格结构的差异，其红外吸收峰的位置和强度也会有所不同。
通过测量晶体在红外光谱范围内的吸收峰，可以判断晶体的类型。
例如，氢键的存在会导致特定波数范围内的吸收峰出现，通过检测这些吸收峰的位置和强度可以推断晶体中氢键的存在与否，从而判断晶体的类型。
热分析技术热分析技术是一种通过测量晶体在不同温度下的热性能变化来判断其类型的方法。
不同类型的晶体在热性能上有所差异，例如熔点、热容和热导率等。
通过对晶体在不同温度下进行热分析，包括热重分析（TG）、差示扫描量热法（DSC）等，可以测得晶体在不同温度范围内的质量变化、热效应等信息，从而判断晶体的类型。
表面形貌观察晶体的表面形貌也是一种判断其类型的重要方法。
物理学中的晶体结构分析方法
物理学中的晶体结构分析方法晶体结构分析是研究物质的基本结构的重要手段。
在实际应用中，晶体结构分析被广泛应用于化学、物理、材料学等领域。
在这个过程中，物理学家发明了许多用于晶体结构分析的方法。
晶体X-射线衍射法X-射线晶体衍射法是分析晶体结构的最常用方法之一。
它是通过将X-射线照射到晶体上，然后测量出晶体在空间中的各项异性能够确定晶体原子排列方式的方法。
X-射线晶体衍射法包括初级解构和更复杂的结构分析。
在实施初级解构之前，在加热晶体之前，需要使用X-射线管产生一束X-射线。
这些X-射线会被晶体中的原子散射和衍射，形成一种具有各向同性的球形构造。
初级解构操作可以使用计算机程序进行计算，以提供大量有用的信息，包括晶体的空间群、点群、晶胞参数、原子坐标等。
后续进行的结构分析通常需要更多的实验数据。
此时，实验数据需要在计算机程序中经过处理，以提取有关晶体结构的更多信息。
这些信息包括晶体中原子之间的键长度、键角等。
由于其准确性以及在基础和应用科学中的广泛应用，X-射线晶体衍射法在物理学中是最受欢迎的晶体结构分析方法之一。
透射电子显微镜透射电子显微镜是现代物理学中另一种用于晶体结构分析的强大工具。
透射电子显微镜可以获得超高分辨率的影像，以及有关晶体各个原子位置和结构的详细信息。
透射电子显微镜需要在高真空中使用，以防止电子与其他物质相互作用和散射。
由于电子束的性质，这种技术的分辨率比X-射线晶体衍射法高得多。
透射电子显微镜的一个缺点是，它的样品很容易受到电子束的损伤。
因此，在使用透射电子显微镜之前，必须小心地制备样品，以使其尽可能保持最佳状态。
中性子衍射中性子衍射是一种用于晶体结构分析的同位素替代和散射方法。
与X-射线晶体衍射法相比，中性子衍射可以通过散射中性子而不是光子获得样品的信息。
中性子对样品的影响更小，因此可以减少样品的破坏性，同时允许研究更大的样品。
将中性子束通过晶体，可以获得中性子与晶体原子之间的交互信息。
金属材料的晶体结构分析
金属材料的晶体结构分析金属材料作为重要的结构材料，其性能与其晶体结构密切相关。
晶体结构分析可以揭示金属材料的微观组织及其物理性质的起源。
本文将介绍金属材料的晶体结构分析方法、常见的晶体结构类型以及晶体缺陷的影响。
一、金属材料的晶体结构分析方法金属材料的晶体结构分析可以通过多种方法进行。
下面将介绍常用的晶体结构分析方法。
1. X射线衍射X射线衍射是一种常用的晶体结构分析方法。
通过将X射线照射到金属材料上，观察其衍射图样，可以得到材料的晶体结构信息。
这是因为X射线在晶体中的衍射受到晶体原子间的排列和晶体平面的间距等因素的影响。
2. 电子衍射电子衍射是以电子束代替X射线来照射样品进行衍射分析的方法。
电子衍射具有高分辨率和灵敏度的优势，可以用于研究金属材料的晶体结构以及晶体缺陷。
3. 中子衍射中子衍射是利用中子束照射样品进行衍射分析的方法。
中子具有波长和能量与晶体结构相匹配的特点，可以透射或散射到晶体中，通过测量散射角度和强度等信息来分析晶体结构。
二、金属材料的晶体结构类型金属材料的晶体结构可以分为多种类型，下面将介绍几种常见的晶体结构类型。
1. 面心立方结构（FCC）面心立方结构是一种常见的金属晶体结构。
在该结构中，晶体的顶点和每个面的中心都有原子存在。
这种结构具有高密度和良好的塑性，常见于铝、铜、银等金属中。
2. 体心立方结构（BCC）体心立方结构是另一种常见的金属晶体结构。
在该结构中，晶体的顶点处有原子，同时晶体的中心也有一个原子存在。
这种结构具有较高的强度和韧性，常见于铁、钴、钽等金属中。
3. 密排六方结构（HCP）密排六方结构是一种特殊的金属晶体结构。
在该结构中，晶体的顶点和面的中心都有原子存在，呈现出六边形的密排模式。
这种结构常见于钛、锆等金属中。
三、金属材料晶体缺陷的影响晶体缺陷是晶体结构中存在的不完美区域，对金属材料的性能和性质产生重要影响。
1. 点缺陷点缺陷是晶体结构中最简单的缺陷，例如晶格中原子的缺失或位错。
辨别晶体和非晶体科学方法
辨别晶体和非晶体科学方法引言晶体和非晶体是固态材料中常见的两种状态。
晶体由具有一定规律排列的原子或分子组成，而非晶体则没有明显的周期性结构。
在材料科学中，准确辨别晶体和非晶体的方法非常重要。
本文将介绍几种常用的科学方法来辨别晶体和非晶体。
X射线衍射X射线衍射是一种经典的方法，可用于确定物质的晶体结构。
晶体的周期性结构会导致入射的X射线在晶体中发生衍射现象，形成特定的衍射图案。
非晶体则不会产生这样的现象。
因此，通过观察样品的衍射图案，我们可以判断其是晶体还是非晶体。
步骤： 1. 准备待测样品。
2. 使用X射线衍射仪器对样品进行测量。
3. 观察样品的衍射图案。
4. 根据衍射图案的特征判断样品的结晶性质。
热分析热分析是一种基于材料热性质的方法，可用于辨别晶体和非晶体。
晶体和非晶体在热性质上往往有明显的差异。
例如，晶体的熔点通常比非晶体的熔点更加清晰和明确。
因此，通过热分析可以确定样品的熔点，从而判断其结晶性质。
步骤： 1. 准备待测样品。
2. 使用热分析仪器（如差热分析仪）对样品进行测试。
3. 对样品进行温度升降过程的监测。
4. 观察样品的热曲线，并确定其熔点。
5. 根据熔点的特征判断样品的结晶性质。
电子显微镜观察电子显微镜是一种强大的工具，可用于观察物质的微观结构。
晶体和非晶体在电子显微镜下通常表现出不同的特征。
晶体会呈现出周期性的晶格结构，而非晶体则表现为无序的结构。
步骤： 1. 准备待测样品。
2. 使用电子显微镜对样品进行观察。
3. 调节仪器参数，获得高分辨率的显微照片。
4. 分析样品的显微照片，观察其微观结构。
5. 根据晶体或非晶体的特征来判断样品的性质。
热导率测量热导率是指物质导热能力的大小。
晶体和非晶体在热导率上往往存在差异。
通过测量样品的热导率，我们可以间接地判断其结晶性质。
步骤： 1. 准备待测样品。
2. 使用热导率测量仪器对样品进行测试。
3. 测试仪器会同时测量样品的热导率和温度。
材料科学中的晶体结构分析方法
材料科学中的晶体结构分析方法材料科学是一门跨学科的学科，其涵盖了化学、物理学、材料科学和工程等多个领域。
其中晶体学是材料科学的重要分支之一，它主要研究的是晶体的结构和性质等方面。
而晶体结构的分析则是晶体学中的一个重要研究方向。
晶体结构是指晶体中各原子的相对排列方式，其有着至关重要的作用。
通过对晶体结构的研究，可以深入了解材料的基本性质以及其特殊功能。
而晶体结构分析方法则是对晶体结构研究的基础和关键，下面将逐一介绍几种常见的晶体结构分析方法。
1. X射线衍射方法X射线衍射是一种重要的晶体学研究方法，它通过对晶体中的原子结构进行散射分析，来测定晶体的空间排列方式和结构性质。
这种方法可对晶体中的元素种类、构成关系和配位数等进行精确的分析。
在X射线衍射实验中，需要将试样置于X射线束中，通过照射样品，使样品中的原子散射出来的X射线被检测器捕捉，进而通过X射线的衍射图案来计算出晶体的结构参数。
该方法适用于各类晶体的结构研究，包括大分子晶体的结构分析。
2. 电子衍射方法电子衍射是一种多平面干涉技术，可用于研究各种纳米材料的晶体结构，如纳米线、纳米片、纳米珠等。
与X射线衍射相比，电子衍射方法有着更高的分辨率和更强的敏感性。
因此，它可以用于研究尺寸非常小的样品，如单个分子或原子。
在电子衍射实验中，电子束会照射到样品表面，经过散射和干涉等效应后会产生衍射图案，通过衍射图案可以得到样品的晶体结构信息。
该方法适用于单颗纳米粒子的晶体结构分析。
3. 中子衍射方法中子衍射也是一种经典的晶体结构分析方法，主要用于研究材料样品中重元素的分布和动力学行为。
相比于X射线和电子衍射，中子衍射方法具有很好的穿透性和较高的灵敏性。
在中子衍射实验中，需要用一束中子照射样品，通过探测器来测定中子在样品中的散射强度。
然后，再通过一系列衍射和反演技术等方法来计算出样品的晶体结构参数。
该方法适用于含有氢、锂等轻元素的晶体结构分析。
综上所述，晶体结构分析方法是非常重要的研究手段。
晶型鉴别方法
晶型鉴别方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：晶体是自然或人工形成的具有周期性结构的固体物质，在地球上存在着各种各样的晶体，如矿物晶体、有机晶体、金属晶体等。
对晶体进行鉴别是矿物学、化学、材料科学等领域的重要研究内容之一。
晶体的鉴别方法多样，其中晶型鉴别方法是最常用的一种，其通过观察晶体的形态、结构、外观等特征来进行鉴别。
下面将介绍一些常用的晶型鉴别方法。
1. X射线衍射法X射线衍射法是晶体结构分析的重要手段，它通过测定晶体对X射线的衍射图案来确定晶体的结构。
X射线衍射法是一种高精度、高灵敏度的分析方法，能够确定晶体晶胞参数、原子位置和晶体结构类型等信息，是理解晶体结构和性质的重要手段。
2. 光学显微镜观察法光学显微镜观察法是一种常用的晶体鉴别方法，通过观察晶体在光学显微镜下的形貌、颜色、透明度等特征来进行鉴别。
不同晶体在光学显微镜下呈现出不同的形貌和光学性质，可以通过这些特征将其鉴别出来。
3. 晶体生长特征观察法晶体生长特征观察法是一种简单直观的鉴别方法，通过观察晶体的生长形貌、颗粒大小、晶面角度等特征来进行鉴别。
不同晶体在生长过程中会表现出不同的特征，可以通过这些特征来辨认晶体的种类。
4. 物理性质测定法晶体的物理性质包括密度、硬度、熔点、磁性等，这些物理性质对不同晶体有着特定的表现，可以通过测定这些性质来进行鉴别。
钻石的硬度非常高，可以用来划玻璃，而石英的密度较大，可以通过比重法来鉴别。
5. 化学性质检测法晶体的化学性质也是其鉴别的重要依据，通过对晶体进行化学性质检测，如酸碱反应、熔融性等，可以鉴别不同晶体的种类。
方解石在酸中会起反应产生气泡，可以通过这个特征将其与其他晶体区分开来。
晶型鉴别方法是晶体鉴别中最常用的方法之一，通过多种手段的综合应用可以有效地对晶体进行鉴别。
不同的鉴别方法有着各自的特点和适用范围，可以根据实际需要选择合适的方法进行鉴别工作。
在实际工作中，需要结合多种鉴别方法，并进行综合分析，才能准确快速地鉴别出目标晶体的种类。
检测晶体的方式
检测晶体的方式
1. X射线衍射：利用X射线照射晶体，通过衍射图案来确定晶体的结构和空间群。
2. 傅里叶变换红外（FTIR）光谱：通过测量物质吸收和反射红外辐射的能力，来确定晶体中的成分和结构。
3. 红外、紫外-可见（UV-vis）、核磁共振（NMR）光谱：这些方法可用于分析晶体中其他化学组分的性质和结构。
4. 热重分析（TGA）：在温度升高时，测量晶体质量的变化，以确定其热稳定性和其他热性质。
5. 电子显微镜（SEM）：通过观察晶体的形态和结构来确定其晶体形貌和晶体缺陷。
6. 热力学分析（DSC）：通过测量晶体在不同温度下的热稳定性和其他热性质，以确定其热性质。
7. 等离子体质谱（ICP-MS）：通过对晶体中的化学元素进行分析，来确定其元素成分和含量。
8. 高分辨电感耦合等离子体质谱（HR-ICP-MS）：用于检测晶体中的微量元素，并提供更高的分辨率和灵敏度。
析出晶体的方法
析出晶体的方法
提取晶体的方法
提取晶体是一种手动抽取晶体的方法，是实验室或临床检测分析中应用最广泛
的一种方法之一。
晶体提取方法可以简单地分为理化学方法和生物学方法。
一、理化学方法提取晶体
1、压滤法：利用压力来使悬浮液通过滤纸或其他滤料，从而离心抽滤出溶液
中的晶体物质。
2、沉淀法：将搅拌或搅拌后的溶液加入主沉淀剂，使离子或分子间形成固相，从而实现对晶体物质的提取。
3、浓缩法：通过离心或蒸馏等手段将溶液逐渐浓缩，当浓度达到一定程度时，使得溶液中的物质脱水而出，获得晶体物质。
4、沸石吸附法：沸石具有良好的吸附性，可将有机的、无机的晶体物质以及
溶质通过吸附的方式提取出来。
二、生物学方法提取晶体
1、冷凝法：在培养组织中，通常通过冷凝的方式提取细胞组织中存在的晶体
物质，通常会加入特定的琼脂粉，使细胞悬浮液凝结，剩下的溶质可以抽滤出来而晶体即可进行提取。
2、悬浮液中分离法：在细胞悬浮液中加入活性氧，一部分溶质会与活性氧发
生反应被去除了，而晶体就可以提取出来。
3、离心分离法：若要得到晶体物质，就必须采取离心分离的方式，可以利用
离心机将悬浮液中大分子物质和晶体物质进行有效的分离，以达到提取晶体物质的目的。
总之，提取晶体的方法有很多种，每种方法都有特点，应根据实际情况选择最
合适的方法来获取晶体。
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• 这些衍射信息就是各种实际应用问题的原 始数据。
测角仪
• 测角仪是X射线的核心组成部分 • 试样台位于测角仪中心，试样台的中心轴ON
与测角仪的中心轴(垂直图面)O垂直。 • 试样台既可以绕测角仪中心轴转动，又可以绕
– 聚焦照相法（focusing method）：底片、试样、X射 线源均位于圆周上；
– 针孔法（pinhole method）：底片为平板形与X射线 束垂直放置，试样放在二者之间适当位置。
• 德拜－谢乐法，简称德拜法，是照相法中最基 本的方法。本节主要简介这一方法。
4－2 粉末照相法
德拜照相原理
• 计数器内注入一个大气压的氩气(90％)和甲 烷(10％)的混合气体。
• 计数器窗口由对X射线透明度很高的铍箔制 成。
正比计数器的工作原理
• 正比计数器以辐射光子对气体电离为基础。 • 当一个X射线光子进入计数器时，使气体电
离，在电场作用下，电离后的电子和正离子 分别向两极运动，电子运动过程中获更高的 动能，引起气体分子进一步的电离，产生大 量的电子涌到阳极，发生一次电子“雪崩效 应”。
自身中心轴转动。 测角仪的工作原理
测角仪的衍射几何
测角仪的光路布置
粉末多晶德拜照相原理
衍射仪的结构与原理
• 特点单色X-射线照射多晶试样 • 衍射仪通过测角仪1:2联动满足布拉格条件 • 平行于试样的晶面才可能发生衍射
2020/3/30
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测角仪的工作原理
• 入射线从X射线管 焦点S发出，经入 射光阑系统A、DS 投射到试样表面产 生衍射，衍射线经 接收光阑系统B、 RS进入计数器D。
射线仪中的主要电 路是记数测量电路
计数测量电路是将 电脉冲信号转变成 操作者能直接读取 或记录的数值。如 图。
• 脉冲高度分析器； • 定标器； • 计数率计。
脉冲高度分析器
• 脉冲高度分析器是利用计数器产生的脉冲 高度与X射线光子能量呈正比的原理来辨别 脉冲高度，剔除干扰脉冲，由此可达到降 低背底和提高峰背比的作用；
• 测量精度高，没有滞后 效应，效率不高。
• 精度取决于步进宽度和 步进时间。
测量参数的选择
狭缝光阑宽度的选择 时间常数的选择 扫描速度的选择
靶材的选择（入射线波长） 滤波片的选择（元素种类、滤波片厚度） 电压、电流的选择 扫描范围的选择10°-80°
测量参数的选择
狭缝光阑的宽度 • 要选择宽度的狭缝光阑有： • 发散狭缝光阑DS， • 接收狭缝光阑RS， • 防寄生散射光阑SS 。
时间常数的增大，峰高下降，线形不对称，峰 顶(峰位)向扫描方向移动
步进宽度和步进时间
• 选择步进宽度时，主要考虑两个因素： • (1)步进宽度一般不应大于接收狭缝宽度； • (2)对衍射线形变化剧烈的情况，要选用较
小的步进宽度，以免漏掉衍射细节。 • 常用步进宽度小于等于0.01°。 • 步进时间一般要大于等于时间常数， • 常用步进时间为1-5S。
q = ? 57.3 4R
4－3 X射线衍射仪
• X射线衍射仪是按着晶体对X射线衍射的几何原 理设计制造的衍射实验仪器。
• 1912年布拉格(W.H.Bragg)最先使用电离室探测X 射线信息的装置，即最原始的X射线衍射仪。
• 1943年弗里德曼(H.Fridman)设计出近代X射线衍 射仪。
• 50年代X射线衍射仪得到了普及应用。 • 随着科学技术的发展，衍射仪向高稳定、高分辨、
• 要定期检查坪台电 压特性，使用适当 的工作电压。
•图
位敏正比计数器
• 位敏正比计数器是在一般正比计数器的中 心轴上安装一根细长的高电阻丝制成的。 利用芯线接收不同脉冲的时间差，具有位 置分辨能力。
• 它适用于高速记录衍射花样；测量瞬时变 化的研究对象；易随时间而变的不稳试样； 易受X射线照射而损伤的试样；微量试样和 强度弱的衍射信息。
2. Cu-0.65Cr-0.19Zr合金衍射峰位置及峰强
加工状态
直径mm
第一峰
位置 强度
第二峰
位置 强度
第三峰
位置 强度
第四峰
位置 强度
第五峰
位置 强度第六峰位置 强度第七峰位置 强度
1# 吸铸
2 43.28 484 50.4 162 74.2 105 89.94
92 95.24
63 116.66
测角仪的光路布置
测量参数的选择
发散狭缝光阑的宽度 • 发散狭缝光阑DS的作用是控制入射线的能
量和发散度，选择以入射线的投射面积不 超出试样的工作表面为原则。 • 测量范围内以2θ角最低的衍射峰为依据。 • 常用参数为1/6°、1/4°、1/2°
测量参数的选择
接受狭缝光阑的宽度 • 接收狭缝光阑RS是用来控制衍射线进入计
4# 拉拔
8 43.44 464 50.46 164 74.3 113 90.06 107 95.46
64 116.72
54 136.6
89
5# 吸铸
10 43.42 454 50.52 169 74.12 127 89.96 110 95.02
58 116.6
56 136.38
87
增加： 衍射花样标定（指数化）
53 136.56
79
2# 吸铸
5 43.32 463 50.48 159 74.1 123 89.88 101 94.9
66 116.8
54 136.82
79
3# 吸铸
8 43.4 481 50.52 169 74.2 116 89.9 122 95.14 70 116.36 55 136.66 82
第四章 多晶体分析方法
引言 粉末照相法 X射线衍射仪 衍射仪测量方法与实验参数 点阵常数精确测定及其误差分析
4－1 引言
• 多晶体粉末的衍射花样可以用照相法和衍射仪 法获得。
• 照相法根据试样和底片的相对位置不同可分为 三种：
– 德拜－谢乐法（Debye-scherrer method）：底片位 于相机圆筒内表面，试样位于中心轴上；
s= N
s ( %) = s ? 100
N
1 ? 100
N
计数率计
• 计数率计的功能是把脉冲高度分析器传送 来的脉冲信号转换为与单位时间脉冲数成 正比的直流电压值输出。
• 它由脉冲整形电路，RC(电阻、电容)积分 电路和电压测量电路组成。
• 核心部分为RC积分电路；时间常数(RC)愈 小，计数愈灵敏。可根据需要设定。
• 通过照相法和衍射仪法获得的衍射花样， 存在许多衍射线条（峰），每一个衍射 峰代表一组干涉面，将这些干涉面指数 标定出来就是“指数化”要完成的任务。
多功能、全自动的联合组机方向发展。
X射线仪的基本组成
• 1.X射线发生器； • 2.衍射测角仪(图4.6)； • 3.辐射探测器； • 4.测量电路； • 5.控制操作和运行软件的
电子计算机系统。
X射线仪结构框图
X射线衍射仪的原理
• 在测试过程，由X射线管发射出的X射线照 射到试样上产生衍射现象；
• 经过气体的放大作用，每当有一个光子 进入计数器时，就产生一次电子雪崩， 在计数器两极间就有一个易于探测的电 脉冲通过。
• 在电压一定时，正比计数器所产生的电 脉冲值与被吸收的光子能量呈正比。
• 正比计数器是一种高速计数器，它能分 辨输入率高达 106 / s 的分离脉冲。
正比计数器注意事项
• 正比计数器的工作 电压应处于坪台中 心或坪台起点1/3处。
4-4 衍射仪的测量方法与实验参数
• 计数测量方法 • 测量参数的选择
计数测量方法
连续扫描：
• 将计数器与计数率计连 接，测角仪的θ/2θ以1:2 的角速度联合驱动，得 衍射花样。
• 扫描速度快，工作效率 高。
• 精度受扫描速度和时间 常数的影响。
步进(阶梯)扫描：
• 将计数器合与定标器连 接，在起始2θ角位置按 计数时间测量脉冲数。
闪烁计数器
• 闪烁计数器是利用固体发光(荧光)作用的计 数器，基本结构如下图
• 发光体是用少量(0.5%左右)铊活化的碘化 钠(NaI)单晶体。
• 它可以吸收所有的入射光子， 在整个X射 线波长范围其吸收效率都接近100％。
• 主要缺点是本底脉冲过高，即产生所谓热 噪声。
• 需要冷却。
X射线测量中的主要电路
衍射峰位的确定方法
• (1)峰顶法：用衍射峰形的表观最大值所对应的 衍射角(2θ)作为衍射峰位P0；
• (2)切线法：将衍射峰形两侧的直线部分延长， 取其交点Px所对应的衍射角作为衍射峰位。
• (3)半高宽中点法； • (4)7/8高度法； • (5)弦中点连线法； • (6)三点抛物线法； • (7)重心法。
• 脉冲高度分析器的结构
– 线性放大器；
– 上限甄别电路； – 下限甄别电路； – 反符合电路。
只有脉冲高度介于上、下限甄别器 之间的脉冲才能通过反符合电路， 才有信号给计数电路。
定标器
• 定标器是对设定时间内输入脉冲进行计数 的电路。
• 采用定时计数和定数计时两种方式工作。
• 在给定时间内，脉冲数N围绕平均值呈高斯 分布，标准误差σ和相对误差σ(%)为：
数器的能量，在衍射强度足够时，尽可能 地选用较小的接收狭缝。 • 接受狭缝光阑影响峰背比和半高宽。 • 接受狭缝光阑越大峰背比越小，半高宽越 大，反之亦然。 • 常用参数为0.05mm、0.1mm、0.2mm
测量参数的选择
防寄生散射光阑的宽度 • 防寄生散射光阑SS的作用是挡住衍射线以
外的寄生散射，宽度应稍大于衍射线束的 宽度，选与发散狭缝宽度相同的光阑。 • 防寄生散射光阑影响峰背比，光阑宽度越 小，峰背比越大，反之亦然。 • 常用参数为1/6°、1/4°、1/2°