X射线衍射理论讲座.pptVIP

??? 扣除背景的方式有两种： ?? （a）水平去背景：即按照图中所示的蓝线扣除背景，这种方法扣除背景的优点是能使去背景后的图谱依然保持原来的图谱形状，缺点是对于背景起伏较大的样品，扣除背景不彻底。 ?? （b）按图谱的背景分布趋势去背景：即按图中的红线扣除背景，其优点是：扣除背景比较彻底，有利于有效自动寻峰。缺点是：改变了图谱的总体形状，例如不适合于衍射峰集中在低角度区的粘土矿物分析。 背景分布趋势的计算方法： ??? Pi：每个点的初估背景值（该点的测量强度），每点的背景值Mi计算方法如下： ????Mi：=（Pi-1+Pi+2）/ 2 ????????a: 若MiPi, 则用Mi替代Pi； ??????? b：上述过程逐点完成后，再把每点连接成曲线即得去背景时的红线； ??????? c：当曲率比较大时，用Mi+C代替Mi，C是一个常数 （3）峰位的确定 ??? 理论上，每条衍射线应该就是一个确定2θ位置，但在实际衍射图上，每一条衍表现为近似高斯峰或不对称峰的形式，有一定的宽度。因此，衍射数据的处理必然涉及到确定峰位的问题，而峰位的精确确定是X射线数据分析的核心问题，因为包括晶胞参数精确测定、结构细节精确分析、类质同象对晶格的微量影响等，都与峰位的精确确定密切相关。 （a）传统方法： ??? 有如下方法可以用来确定峰位（即确定峰位的衍射角2θ）。 ??? 峰顶法：选峰的最高点 (P0点)。 ??? 交点法：在衍射峰的两翼最接近直线的部分，各引一条延长线，以它们交点的2θ位置为峰位（Pjd点）。 ??? 弦中点法：以衍射峰的半高宽之中点（P1/2）为峰位，或者以峰高2/3处宽度的中点或3/4峰高处宽度的中点（P2/3和P3/4）为峰位。 ??? 中心线法：按衍射峰的若干弦的中点连线进行外推，与衍射峰曲线相交于一点，以此点为峰位（ Pwt点）。 ??? 重心法：以背景线之上整个衍射峰面积之重心2θ为峰位（ Pzx点）。 （b）微分法 ??? 现在在X射线数据处理中，自动确定峰位（寻峰）常用一级微分或二级微分法。 * XRD 粉末衍射理论 一、粉末衍射基础理论 二、衍射图谱处理 三、X射线定量分析 四、一例相变举例分析 一、衍射基础理论 1.Bragg方程 Δ = DB+BF = 2dsinθ= nλ ?＝2dsin? ?＝2dsin? 布拉格方程式中的?即为半衍射角，粉末衍射中的横坐标为2 ?--衍射方向与入射方向的夹角； d：面网间距，取决于晶胞参数和面网指数，三斜晶系计算公式如下(其它晶系可在此基础上约简)： Fm-3m a=5.6400A Na:4a (0 0 0) Cl: 4b (? ? ?) 2.NaCl的晶体结构及粉末衍射 如果只考虑衍射方向，只所得的XRD衍射图谱如下 现在来考虑衍射的强度： I = I0·K·M·|Fhkl|2 I0 为入射的单色X射线的强度； M 多重因子； K 是一个综合因子，它与实验时的衍射几何条件，试样的形状、吸收性质，温度以及一些物理常数有关。 强度与结构因子的平方成正比关系。 (1) 结构因子Fhkl： Fhkl = ∑fn·exp[2πi(hxn + kyn +lzn)] （复指数表达方式） Fhkl = ∑fn·cos2π(h xn + k yn +l zn) +i ∑ fn·sin2π(h xn + k yn +l zn) （三角表达方式） fn是晶体单胞中第n个原子的散射因子， （xn、yn、zn）是第n个原子的坐标， h、k、l是所观测的衍射线的衍射指标 晶胞中的原子 Fm-3m Na: 4a (0 0 0) Cl: 4b (? ? ?) 按等效点系表查阅可得 4a：000,0??,?0?,??0 4b: ?00,0?0,00?,??? 原子散射因子 可查阅图标，亦可按公式计算 公式计算得出： 计算Cl和Na原子散射因子时各所需要的11个参数 a1 b1 a2 b2 a3 b3 a4 b4 a5 b5 c Na 4.910127 3.281434 3.081783 9.119178 1.262067 0.102763 1.098938 132.01394 0.560991 0.405878 0.079712 Cl 1.446071 0.052357 6.870609 1.193165 6.151801 18.343416 1.750347 46.398396 0.634168