X射线衍射学基础 绝对好东西PPT.pptVIP

在极射赤平投影面上： 水平晶面的投影点位于基圆的中心； 直立晶面的投影点位于基圆的圆周； 倾斜晶面的投影点位于基圆内（且晶面倾角越小越近水平，投影点越近圆心）。 （《固体材料结构基础》P116图3-54，55） 立方晶胞{100}的极点 {100}的极射投影 光源在(-100)晶面的极点上 （《结晶学》P36图3-11） 与（幻灯）屏幕垂直的一组晶面的赤平极射投影： （这组晶面的法线均平行于屏幕平面） 上半球的极点 × 下半球的极点 定义：倒点阵的三个基矢与晶体点阵（又称正点阵）基矢的关系为 （1.10） 1.1.4.3 倒易点阵 （1.11） 式中：a、b、c——正点阵的三个基矢 a*、b*、c*——倒易点阵的三个基矢 V——点阵阵胞体积 ：a×b ·c 或用另一种形式： （1.12） 由式1.10 知：倒易基矢（矢量）垂直于其同指数晶面。 如： ∵ a* 同时垂直于b和c，即垂直于bc构成的平面——（100） ∴ a*⊥（100） 换言之：倒易矢量总是与其同指数晶面的法线方向平行 —— 指示晶面取向。 由式1.11 可得倒易基矢的标量形式，以求取倒易基矢的长度： （1.13） 式中：φ、ψ、ω 分别为倒易基矢与其同指数基矢之间的夹角。 （恰如式1.13中所对应） 显然，式1.10和式1.11确定了倒点阵基矢的长度和方向，因此，由其定义的倒点阵与原点阵是一一对应和互为倒易的。 1 X射线衍射物相分析 主要是对以晶体为主的具有固态结构的物质进行的定性定量分析。 确定未知物相的种类和数量。 测定晶体结构的完善程度。如：晶格常数、畸变、缺陷等 烧结体晶界附近原子排列无序、各种类型的固溶体等导致局部点阵常数改变等，这类内部构造的微小变化对材料性能的影响常常很大，而这些问题均可以采用X射线衍射分析技术进行研究，因此，X射线衍射分析技术是材料研究的基本手段。 在无机非金属材料中的主要应用： X射线衍射分析技术的发展 1895，R?ngtgen W. K.（德）在研究阴极射线时，发现性质不明X射线； 1912，Laue M. V.（德）首次完成利用晶体作光栅使X射线产生衍射； 确定了X射线电磁波的本质并使X射线波长的测定成为可能； 第一次用实验证实了关于晶体结构的几何理论——14种格子和230种群； 提供了用X射线来研究晶体具体构造的可能——X射线晶体学； 最先导出确定衍射方向的基本公式——劳厄方程。 1913，W. H. Bragg和W. L. Bragg父子（英）首次成功地用X射线衍射方法测定了第一个晶体结构——NaCl结构；提出了X射线衍射条件的基本公式——布拉格方程。 俄国学者吴里夫（ Byльф Г. В. ）同期推导出布拉格方程，因布拉格用自己发明的 电离箱证实了这一公式，故而命名。 1.1 X射线衍射学基础 1.1.1 X射线的本质与特性 （1）本质 一种电磁波。 X射线的波长范围约为: 10～10－3nm （介于紫外和γ 射线之间） 具波粒二象性: 或 （1.1） 波动性：以一定的频率和波长在空间传播; （传播过程中可能产生干涉--衍射现象） 粒子性：以光子形式辐射和吸收时，具有一定的质量、能量和动量. （与物质作用时可能发生能量交换） 电磁波谱及其在分析技术中的应用 （《测试方法》P2图1-1） EXAFS —— 扩展X射线吸收精细结构 Extended X-ray Absorption Fine Structure X射线的强度： 以单位时间内，通过垂直于X射线传播方向的单位面积上的能量表示。 作为波: （1.2） 式中E0 为电场强度向量的振幅。 作为光子： I＝光子流密度×每个光子的能量 1.1.2 X射线的产生及其特征 （《测试方法》P4图1－4） X射线衍射仪中使用的X射线是由X射线源产生。