第四章 多晶体分析方法.ppt

了解德拜相拍摄程序，样品的准备，选靶和滤波片及影响德拜相分辨本领的因素和误差产生及修正。 掌握立方晶系物质粉末法衍射谱指数化程序。 了解X射线衍射仪的构造和常用探测器，重点掌握测角仪构造和工作原理。 Modern Analytical Instruments and Technology for Materials Modern Analytical Instruments and Technology for Materials Chapter 4 多晶体分析方法 Multi Crystal Analytic Methods 本章要求 4.0 Introduction 本章将介绍X射线衍射的最基本的实验方法和装置 粉末法：以单色X射线照射粉末试样为基础 照相法 德拜-谢乐法（Debye-scherrer method） 聚焦照相法（Focusing method） 针孔法（Pinhole method） 衍射仪法 4.1.1 德拜相的摄照 相机构造 4.1 德拜-谢乐法（Debye-scherrer method） 图 1 德拜相机及结构示意图 1-圆筒相盒， 2-样品夹， 3-X射线入口（入射光阑），4-荧光屏（承光管） 原理图 实例 57.3mm或114.6mm 试样的制备 样品粉末一般要经玛瑙研钵研细，粒度约在微米数量级，可将粉末与树脂匀和后粘接在0.05~0.08mm直径的玻璃丝上或装入塞璐珞胶管中。做好的粉末样其直径为0.2 ~1 mm，长10 ~ 15mm。 底片安装法 ●正装法 ●反装法 ●偏装法 图示 ● 选择阳极 应使阳极元素所发射的标识X射线不激发出试样元素的二次标识X射线。 一般原则： 当不能满足此关系时，可将选择极限推延至： 对Z极小的样品，可选较重的阳极元素如Cu靶、Mo靶。 摄照规程的选择 Z阳 ≤ Z样 Z阳 ＝ Z样 ＋ 1 回顾 ● 选择虑片 选择原则： 当 Z靶 ＜ 40时，则 Z片＝ Z靶－1 当 Z靶 ≥ 40时，则 Z片＝ Z靶－2 ?Kβ(光源） ?K(滤波片） ?Kα(光源） ● 选择管电压 阳极元素的K系标识谱出现的最低电压称为该元素的K系临界激发电压UK。 当管电压为临界激发电压的 倍时，标识谱与连续谱的强度比例可达到最佳值。工作电压就选用这一范围。 U管压 ≈ (3~5) UK 3～5 ●选择曝光时间 它与试样、相机及上述摄照规程等相关，故通常通过试验来确定。例如Cu靶，小直径相机拍摄Cu试样时，30min左右即可，而Co靶拍摄Fe样品，则约需2h，拍摄复杂结构的化合物甚至需要十几小时。 ● 选择管电流 X射线管的额定功率除以管电压便是许用的最大管电流。工作管电流不得超过此数值。 教材Page 44上表4-1列出了拍摄粉末相部分常用数据，可供参考。 德拜相机的分辨本领 X射线相机的分辨本领表示：当一定波长的X射线照射到两个间距相近的晶面上时，或当两种波长相近的X射线照射到同一晶面上时，底片上两根相应的衍射线条分离的程度。 若相机的半径为R，则相机的分辨本领?为： R ? ? ? ? ? d ? 4.1.2 德拜相的误差及其修正 引起德拜相衍射线位置误差的因素很多，其中有两种主要的因素： 试样吸收误差 2 L外缘＝2 L0 ＋ R 或 2 L0 ＝ 2 L外缘－ R 试样对X射线的吸收将使衍射线偏离理论位置，在计算德拜相时应用下式进行修正： R为样品直径 底片伸缩误差 根据德拜相机的几何关系可以求出掠射角? ： 如果相机直径制造不准确，或底片未紧贴相机内腔，或底片在显影定影及干燥过程中收缩或伸长，则将使2πR有误差，从而影响? 角的准确度。 采用底片的不对称装法可以纠正这种误差。从偏装底片上，可以直接测量出底片所围成圆筒的周长（有效周长）： C0＝A＋B 采用经吸收校正的线对距离2L0及有效周长C0可计算出较准确的? ? 对各弧对标号 ? 测量有效周长 C有效 ? 测量并计算弧对间距 ? 计算 θ ? 计算 d ? 估计各线条的相对强度值 I / I1 ? 查卡片 ? 标注衍射线指数 ? 计算点阵参数 4.1.3 立方系物质德拜相的计算（重点掌握） P46 纯铝多晶体的德拜像 标定各衍射线的干涉指数？ 系统消光规律 111 200 2