第二章-X射线衍射分析.pptVIP

第二章 X射线衍射方法及应用;§2.1多晶体衍射方法;本节主要内容;一、徳拜照相法;德拜相机的摄照;光阑 主要作用是限制入射x射线的不平行度，并根据孔径的大小调整入射线的束径和位置。 承光管 主要作用是监视入射x射线的和试样的相对位置，同时吸收透射的x射线，减弱底片的背景。它的头部有一块荧光片和一块铅玻璃。 ;机壳 用来放置底片的，为圆筒形金属盒，底片紧贴机盒的内壁。相机的直径一般有57.3mm和114.6mm两种。它使得底片上的1mm长度恰好对应于2°或1°的圆心角。 试样架 用来安置试样并对其进行调整的。它位于相机的中心轴线上。;试样的制备;底片的安装;底片安装方法 （a）正装法 （b）反装法 (c)偏装法;在满足衍射条件时,根据厄瓦尔德原理,样品中各晶粒同名晶面倒易点集合成倒易球，倒易球与反射球相交成一垂直于入射线的圆,从反射球中心向这些圆周连线成数个以入射线为公共轴的共顶圆锥—衍射圆锥，圆锥的母线就是衍射线的方向,锥顶角等于4?。;X射线衍射线的空间分布;反装法 X射线从底片中心孔射入，从底片接口处穿出。 特点：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。由于高角线弧对间距较小，底片收缩造成的误差也较小，故适合于点阵常数精确测定。;偏装法（不对称法） 在底片的1/4和3/4 处有两个孔。 特点：弧线是不对称的。低角度和高角度的衍射线分别围绕两个孔形成对称的弧线。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，便于消除误差。因此是最常用的方法。 ;摄照参数的选择;德拜相机的分辨本领;相机半径R越大，分辨本领越高。但是相机直径的增大，会延长曝光时间，并增加由空气散射而引起的衍射背影。一般情况下仍以57.3mm的相机最为常用。 ?角越大，分辨本领越高。所以衍射花样中高角度线条的K?1和 K?2双线可明显的分开。 X射线的波长越长，分辨本领越高。所以为了提高相机的分辨本领，在条件允许的情况下，应尽量采用波长较长的X射线源。 面间距越大，分辨本领越低。因此，在分析大晶胞的试样时，应尽可能选用波长较长的X射线源，以便抵偿由于晶胞过大对分辨本领的不良影响。 ;衍射花样的测量与计算;2?=180°;测量与计算步骤;得到θ角之后，可通过布拉格方程求得每条衍射线的d值。 ;立方晶系衍射花样指数标定;;三、X射线衍射仪法;（2）X射线测角仪;;狭缝系统： 由一组狭缝光阑和梭拉光阑组成。 狭缝光阑：发散狭缝a，防散射狭缝b 和接收狭缝f 。主要用于控制x射线的在水平方向的发散。 梭拉光阑：s1、s2。由一组水平排列的金属薄片组成，用于控制x射线在垂直方向的发散。 测角仪的转速与样品的转速之比为2：1。 ;为了能增大衍射强度，衍射仪法中采用的是平板式样品，以便使试样被x射线照射的面积较大。这里的关键： 一方面试样要满足布拉格方程的反射条件。 另一方面还要满足衍射线的聚焦条件，使整个试样上产生的x衍射线均能被计数器所接收。 ;测角仪的聚焦几何 1-测角仪圆；2-聚焦圆;聚焦圆的半径随掠射角变化;（3）辐射探测器;正比计数器;正比计数器的特点：;闪烁计数器 ;2.4.2 单晶体衍射方法;劳厄法衍射花样;周转晶体法原理图;周转晶体法衍射花样;§2.2 X射线物相分析;物相分析;物相定性分析;（一）基本原理;衍射花样;（二）粉末衍射卡片;;;物相分析步骤：;二、物相定量分析;假定：混合物中有n个相，测其中第j相的含量， 若该相参加衍射的体积为Vj，则第j相的衍射线强度为： 我们常用的是相的质量百分数wj，若混合物的密度为?，则混合物单位体积中j相的重量为 wj ?。于是j相的体积分数vj为 物质的质量吸收系数?m与质量百分数的关系: ;多相物质中任意一相的衍射强度与质量百分数的关系为： 如果混合物只有a、b两相，则a相的衍射强度为 ;定量分析方法——外标法（单线条法）;若各相的质量系数未知，可通过测定标准曲线来测定。具体做法是: 1）配制一系列已知含量的a、b混合物，如含a相20%、40%、60%和80%的混合物。测定这些混合物中a相中相应衍射峰的强度并与纯a相相应衍射峰的强度进行对比，并作出标准曲线。 2）测定未知试样中待测相的相应衍射峰的强度，并与纯相的衍射峰强度进行比较后，在标准曲线上就可求得试样中待测相的含量。 ;;外标法的优缺点：;定量分析方法——内标法（掺和法）; 为了求得比例系数K也要制作标准曲线。需先配制一系列a相的质量分数wa已知的标准混合样，并在每个样品中加入相同重量的内标物质S。 然后测定每个样品中a相与S相某一对衍射线的强??Ia 和Is。以Ia/Is