第四章多晶体衍射分析方法XRD

由于样品的荧光辐射等原因，实际上在没有衍射 线的地方，底片上也都有一定的黑度，这就是 所谓的背景。（但如果样品对X射线强烈吸收， 荧光幅射线严重时，也可能出现相反的情况。）
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C、高角度区，特别是在其近处往往可以出 现双线。
θ增大时α1线与α2线分离得较开。
该方法能同时顾及高低角度的衍射线，还可以直接由 底片上测算出真实的圆周长消除了由于底片收缩、 试样偏心以及相机半径不准确所产生的误差, 因此 是最常用的方法。
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不对称法底片上高、低角度位置判断：
A、低角度线一般较为细而明锐，高角度线则较 为宽而弥散；
B、一般情况下，低角度区的背景较深，高角度 区中心则较浅；
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(2)．底片的安装方法及其特点
德拜相机采用长条底片，安装前在光阑和 承光管的位置处打好孔。
底片的安装方式根据圆简底片开口处 所在位置的不同，可分为以下几种：
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a.正装法：X射线从底片接口处人射，照 射试样后从中心孔穿出。底片展开后，衍 射花样的特点是，低角度的弧线位于底片 中央，高角度线则靠近两端。弧线呈左右 对称分布。正装法的几何关系和计算均较 简单，用于一般的物相分析。
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粉末的制备：
• 脆性的无机非金属样品，玛瑙研钵中研 细。
• 金属或合金试样用锉刀挫成粉末。
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粉末柱的的制作：
用粉末制成直径0.5mm，长10mm的粉末柱。制 作的方法主要有以下几种： （a）用直径小于0.1mm的细玻璃丝（最好是只 含轻元素的特种玻璃）蘸上适量的胶,将研好的 粉末在玻璃片上均匀地平铺上一层，然后将蘸上 胶的玻璃丝在其上滚过，形成圆柱状的粉末柱。 (为了使粉末粘得多，粘得紧，还可在上面再盖 上一片玻璃片进行滚搓。)
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1. 德拜相机
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2. 实验方法
•(1)、 试样的制备与要求 德拜法所使用的试样都是由粉末状的
多晶体微粒所制成的圆柱形试样。通常称 为粉末柱。柱体的直径约为0.5mm。
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粉末法分类
根据记录方法的不同，粉末法分为二大类， 即照相法和衍射仪法。
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二、粉末照相法――德拜法
•照相法就是用底片来记录X射线的衍射。 •照相法中其最常用-德拜法:
德拜法是用一条细长的底片围在试样周围形 成一个圆筒来记录衍射线的。当X射线照射在试样 上时，形成的衍射锥在底片上留下一个个圆弧 （照片）。实验用的相机称为德拜相机
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单色X射线源
•当X射线照射到晶体上时，要产生衍射的 必要条件是掠过角必须满足布拉格方程。 •采用单色X射线照射时 ：
λ是也是固定的。因此，要使X射线产 生衍射需通过改变θ角，即转动晶体，以 创造满足布拉格方程的条件。
2 d sinθ = λ
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b.反装法：X射线从底片中心孔射人，从底
片接口处穿出。其特点是弧线亦呈左右对
称分布，但高角度线条位于底片中央。它
比较适合于测量高角度的衍射线。由于高
角线有较高的分辨本领，故适合于点阵常
数精确测定。
第在底片的1/4和3/4 处有两 个孔。衍射线条形成进出光孔不对称的的两组弧对。
第四章 多晶体衍射分析方法(XRD)
【教学内容】
1．多晶体衍射分析方法的基本原理。
2．多晶体研究方法——德拜法及德拜照片 计算。
3．多晶体研究方法——衍射仪结构及工作 原理，衍射图的获得与衍射线的线形分 析。
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【重点掌握内容】
1．X射线衍射仪结构与工作原理，包括衍 射仪的构造和几何光学、X射线探测的工 作原理等。
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粉末法中达到这个目的的方式
• 数量极多的各种取向的晶粒
V IV 样品
• 衍射锥
入射X射线
• 晶面根据d值
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III II
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• 成自己特有的一套衍射锥
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单晶
多晶
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• （b）将晶体粉末与适量的加拿大树胶混 合均匀，调成面团状，然后夹在两片毛 玻璃之间，搓成所是粗细的粉末柱。(或 将粉末填入金属毛细管中，然后有金属 细棒推出，形成一个粉末柱。)
• （c）试样粉末装填于预先制备的胶管 或含轻元素的玻璃毛细管中，制成粉末 柱。
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2．X射线衍射分析样品的制备。 3．X射线衍射的测量方法。
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【了解内容】
了解德拜-谢乐的粉末照相法，包括实验方 法和结果分析。
【教学难点】 衍射线的线形分析。
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【教学目标】
1．掌握X射线衍射分析的方法，尤其X射 线衍射仪的方法。
2．能根据实际情况选定实验参数和应用这 种去解决实际问题的能力，以及动手能 力。
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一、粉末法的基本原理
•大多数的材料是多晶质的 ， •在X射线衍射分析的三个主要方法中我们最 常用的是粉末法。
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何谓粉末法？
• 粉末法故名思义，它样品是“粉末”，即样品 是由细小的多晶质物质组成。理想的情况下， 在样品中有无数个小晶粒（一般晶粒大小为1μ， 而X射线照射的体积约为1mm3，在这个体积内 就有109个晶粒），且各个晶粒的方向是随机的， 无规则的，或者说，各种取向的晶粒都有。
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粉末的要求
粉末试样中晶体微粒的线性大小以 在10-3mm数量级为宜，一般要过250-325 目筛，或用手指搓摸无颗粒感时即可。
• 粒径过粗，参与衍射的晶粒太少， 会使德拜图上的弧线变成点状而不连续；
• 过细弧线弥散变宽。
因此，研磨样品必须适度，颗 粒太粗或可磨过细都会造成不良的照相 结果。
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