化工檢測(cè)方法XRD課件

1、第二章 多晶X射線衍射法催化劑性能評(píng)價(jià)與表征物質(zhì)性能當(dāng)今材料科學(xué)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究中化學(xué)組成結(jié)構(gòu)型式功能意識(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)與性能聯(lián)系規(guī)律認(rèn)識(shí)以性能為導(dǎo)向?qū)ふ液驮O(shè)計(jì)最適宜結(jié)構(gòu)的材料結(jié)構(gòu)分析測(cè)試方法有著重要意義和不可限量的前景相關(guān)原子在空間結(jié)合成分子或物質(zhì)的方式X射線衍射單晶衍射多晶衍射固體材料大都是多晶物質(zhì)如催化材料、納米材料、有機(jī)-無機(jī)雜化材料等樣品易得以及樣品與實(shí)際體系相接近作為一項(xiàng)研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的技術(shù)，在學(xué)科研究和工程技術(shù)中的應(yīng)用日趨廣泛和富有成效 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí) 2.2 X射線的產(chǎn)生 2.3 X射線衍射的基本原理 2.4 X衍射粉末衍射技術(shù) 2.5 物相分析 2.6 定量相分析 2.

2、7 晶胞參數(shù)測(cè)定 2.8 線寬法測(cè)平均晶粒大小 2.9 原位高溫XRD第二章 多晶X射線衍射法X射線衍射技術(shù)應(yīng)用于固體材料的目的 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí)研究晶體空間結(jié)構(gòu)的特征揭示其構(gòu)成特點(diǎn)與性能的關(guān)系晶體幾何學(xué)的基本知識(shí) 1、晶體 2、點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元 3、空間點(diǎn)陣與晶體 4、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo) 5、晶系 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí)1、晶體晶體：由原子（離子或分子）在三維空間中按照一定規(guī)則以周期性排列而構(gòu)成的固體物質(zhì)無定形物質(zhì)：原子的無序排列構(gòu)成微晶：晶體到無定形物質(zhì)之間的過渡區(qū)域 晶體和無定形物質(zhì)之間沒有截然分開的界線，從晶態(tài)到無定形是原子周期排列重復(fù)次數(shù)由多到少的量變到質(zhì)

3、變的過程基本性質(zhì)確定的熔點(diǎn)規(guī)則的多邊形外形均勻性各向異性對(duì)稱性對(duì)X射線的衍射在不同方向上具有不同的導(dǎo)熱、導(dǎo)電、光學(xué)等物理性質(zhì)晶體的理想外形和晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都具有特定的對(duì)稱性晶體結(jié)構(gòu)的周期大小和X射線的波長相當(dāng)，可作為三維光柵，使X射線產(chǎn)生衍射非晶物質(zhì)沒有周期性結(jié)構(gòu)，不能產(chǎn)生效應(yīng) 上述晶體的特點(diǎn)是由晶體內(nèi)部原子或分子排列的周期性所決定的，是各種晶體所共有一塊晶體內(nèi)部各個(gè)部分的宏觀性質(zhì)是相同的，例如有著相同的密度、相同的化學(xué)組成等晶體的均勻性來源于晶體中原子排布的周期很小，宏觀觀察分辨不出微觀的不連續(xù)性氣體、液體和玻璃體也有均勻性，是由于原子雜亂無章地分布，來源于原子無序分布的統(tǒng)計(jì)性規(guī)律晶體在生長

4、過程中自發(fā)形成晶面，晶面相交成為晶棱，晶棱會(huì)聚成頂點(diǎn)，從而出現(xiàn)具有多面體外形的特點(diǎn)，其決定于晶體的周期性結(jié)構(gòu)晶體在理想環(huán)境中生長應(yīng)長成凸多面體F (晶面數(shù))+V (頂點(diǎn)數(shù))E (晶棱數(shù))十2第一章 催化劑性能評(píng)價(jià)1.1 概述1.2 催化劑的活性1.3 催化劑的選擇性1.4 催化劑的失活、再生與壽命1.5 催化劑活性測(cè)試方法 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí) 2.2 X射線的產(chǎn)生 2.3 X射線衍射的基本原理 2.4 X衍射粉末衍射技術(shù) 2.5 物相分析 2.6 定量相分析 2.7 晶胞參數(shù)測(cè)定 2.8 線寬法測(cè)平均晶粒大小 2.9 原位高溫XRD第二章 多晶X射線衍射法X射線衍射技術(shù)應(yīng)用于固體cat

5、的目的 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí)研究晶體空間結(jié)構(gòu)的特征揭示其構(gòu)成特點(diǎn)與性能的關(guān)系晶體幾何學(xué)的基本知識(shí) 1、晶體 2、點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元 3、空間點(diǎn)陣與晶體 4、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo) 5、晶系 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí)1.晶體、無定形體、微晶2.晶體的基本性質(zhì)確定的熔點(diǎn)規(guī)則的多邊形外形均勻性各向異性對(duì)稱性對(duì)X射線的衍射 1、晶體 2、點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元 3、空間點(diǎn)陣與晶體 4、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo) 5、晶系 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí)（1）點(diǎn) 陣 （2）格 子 （3）結(jié)構(gòu)基元 （4）十四種空間點(diǎn)陣型式 （5） 布拉維法則（6）點(diǎn)陣參數(shù)簡便地描述晶體內(nèi)部原子(離子或分子)的

6、周期性排列空間點(diǎn)陣把原子、離子或分子抽象成一個(gè)幾何的點(diǎn)，將此點(diǎn)沿空間的三個(gè)方向a、b、c周期地、無限地排列下去點(diǎn)陣將表示各類等同質(zhì)點(diǎn)的抽象幾何點(diǎn)稱為點(diǎn)陣點(diǎn)或陣點(diǎn)概念是一組無限的點(diǎn)，連接其中任意兩點(diǎn)可得一向量，將各個(gè)點(diǎn)按此向量平移能使它復(fù)原，凡滿足這條件的一組點(diǎn)稱為點(diǎn)陣(lattice)注意平移必須是按向量平行移動(dòng)，沒有絲毫轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)陣中每個(gè)陣點(diǎn)都具有完全相同的周圍環(huán)境（1）點(diǎn) 陣點(diǎn)陣分類直線點(diǎn)陣（一維點(diǎn)陣）平面點(diǎn)陣（二維點(diǎn)陣）空間點(diǎn)陣（三維點(diǎn)陣）直線點(diǎn)陣（一維點(diǎn)陣）分布于一維空間內(nèi)的點(diǎn)陣陣點(diǎn)排列為一直線的點(diǎn)陣單位向量為分布于二維空間內(nèi)的點(diǎn)陣單位向量為 、平面格子把平面點(diǎn)陣內(nèi)的各陣點(diǎn)用兩組使它們發(fā)生

7、周期性重復(fù)的平移矢量聯(lián)接，則整個(gè)平面點(diǎn)陣將被劃分成一系列排列的平行四邊形，稱平面格子平面點(diǎn)陣的單元平面點(diǎn)陣與平面格子平面點(diǎn)陣（二維點(diǎn)陣）分布于三維空間內(nèi)的點(diǎn)陣單位向量為 、 、空間格子把空間點(diǎn)陣內(nèi)的各陣點(diǎn)用三組使它們發(fā)生周期性重復(fù)的平移矢量聯(lián)接，則整個(gè)空間點(diǎn)陣被劃分成一系列平行并置的平行六面體，構(gòu)成空間格子空間點(diǎn)陣的單元空間點(diǎn)陣（三維點(diǎn)陣）單晶和多晶單晶為一個(gè)空間點(diǎn)陣所貫穿的一整塊固體多晶整塊固體不僅為一個(gè)空間點(diǎn)陣所貫穿由許多小的單晶體按不同的取向聚集而成的固體。金屬材料及較多的粉狀物質(zhì)素格子（素單位）復(fù)格子（復(fù)單位） 每個(gè)格子單位的點(diǎn)陣點(diǎn)數(shù)目每個(gè)空間格子單位占有的點(diǎn)陣點(diǎn)數(shù)： 格子N內(nèi) 格子內(nèi)

8、的陣點(diǎn)數(shù)N棱 棱上的陣點(diǎn)數(shù)N頂點(diǎn)頂點(diǎn)上的陣點(diǎn)數(shù)陣點(diǎn)數(shù)目=1陣點(diǎn)數(shù)目22、點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元（2）格 子2、點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元（3）結(jié)構(gòu)基元點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)中每個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)所代表的具體內(nèi)容包括原子或分子的種類和數(shù)量及其在空間按一定方式排列的結(jié)構(gòu)通常是晶體的周期重復(fù)最小的部分可以是單個(gè)原子或分子，也可以是離子團(tuán)或多個(gè)分子一個(gè)Cu原子二個(gè)C原子三個(gè)Se原子相鄰的一個(gè)Na+和一個(gè)Cl-CH2-CH2-平面格子一個(gè)陣點(diǎn)一個(gè)CuCuCu 的點(diǎn)陣平面格子一個(gè)陣點(diǎn)一個(gè)Na+和一個(gè)Cl-NaClNaCl 的點(diǎn)陣?石墨石墨的點(diǎn)陣平面格子一個(gè)陣點(diǎn)二個(gè)C硼酸平面格子一個(gè)陣點(diǎn)二個(gè)硼酸分子NaClNaCl點(diǎn)陣及空間格子每個(gè)陣點(diǎn)：

9、一個(gè)Na+和一個(gè)Cl-CsClCsCl點(diǎn)陣及空間格子每個(gè)陣點(diǎn)：一個(gè)Cs+和一個(gè)Cl-（3）結(jié)構(gòu)基元結(jié)構(gòu)基元與陣點(diǎn)的關(guān)系結(jié)構(gòu)基元是每個(gè)陣點(diǎn)所代表的具體內(nèi)容，指重復(fù)周期中的具體內(nèi)容陣點(diǎn)是一個(gè)抽象的點(diǎn)，是一個(gè)結(jié)構(gòu)基元抽象出的一個(gè)幾何點(diǎn)若在晶體點(diǎn)陣中各陣點(diǎn)的位置上按同一種方式安置結(jié)構(gòu)基元，則 晶體結(jié)構(gòu) 點(diǎn)陣 十 結(jié)構(gòu)基元2、點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元（4）十四種空間點(diǎn)陣型式 據(jù)晶體點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，將陣點(diǎn)在空間分布按正當(dāng)單位形狀的規(guī)定和帶心型式進(jìn)分類，共14種型式最早(1866年)由布拉維推得，又稱布拉維點(diǎn)陣或布拉維點(diǎn)陣型式所在晶體均可分別用以上14種空間點(diǎn)陣來描述其原子排布規(guī)則14種空間點(diǎn)陣形式練習(xí)：計(jì)算

10、面心（F）立方格子的陣點(diǎn)數(shù)？由于選擇單位矢量不同，空間點(diǎn)陣中可構(gòu)成多種平行六面體布拉維法則：用于多種平行六面體中，挑選出一個(gè)能代表點(diǎn)陣特征的平行六面體。 (i) 平行六面體對(duì)稱性和點(diǎn)陣對(duì)稱性一致 (ii)平行六面體各棱之間直角數(shù)目盡量多 (iii)遵守以上兩條后，平行六面體體積盡量小2、點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元（5） 布拉維(Brarisa)法則 、 、 、 、 布拉維法則限制下所劃分的平行六面體的邊長 、 、 及夾角、 和2、點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元（6）點(diǎn)陣參數(shù) 1、晶體 2、點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元 3、空間點(diǎn)陣與晶體 4、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo) 5、晶系 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí)（1）晶胞

11、（2）研究晶體結(jié)構(gòu)的實(shí)質(zhì)（3）晶面（4）晶棱（5）晶體與點(diǎn)陣的對(duì)應(yīng)關(guān)系晶胞參數(shù)表示空間格子對(duì)應(yīng)實(shí)際晶體的部位，則稱為晶胞。是晶體的基本重復(fù)單位晶胞參數(shù)：描述晶胞的大小和形狀晶胞中三個(gè)基本向量（晶胞構(gòu)型的邊長、三個(gè)方向的重復(fù)周期）a、b、c三個(gè)方向的夾角、 bc ac ab晶胞參數(shù)=點(diǎn)陣參數(shù)3、空間點(diǎn)陣與晶體（1）晶胞晶體結(jié)構(gòu) = 點(diǎn)陣 + 結(jié)構(gòu)基元 = 平行六面體（空間格子） + 結(jié)構(gòu)基元 = 點(diǎn)陣參數(shù)( 、 、 、 、)+結(jié)構(gòu)基元 = 晶胞3、空間點(diǎn)陣與晶體（2）研究晶體結(jié)構(gòu)的實(shí)質(zhì)晶胞是晶體的基本重復(fù)單位整個(gè)晶體是按晶胞在三維空間周期地重復(fù)排列，相互平等取向，按每一頂點(diǎn)為8個(gè)晶胞共有的方式堆

12、砌而成只要清楚一個(gè)晶胞的結(jié)構(gòu)，則清楚整個(gè)晶體的結(jié)構(gòu)研究晶體研究晶胞空間點(diǎn)陣中的平面點(diǎn)陣所構(gòu)成的平面，在晶體外形上表現(xiàn)為晶面3、空間點(diǎn)陣與晶體（3）晶面兩平面點(diǎn)陣的交線是直線點(diǎn)陣，在晶體外形上表現(xiàn)為晶棱3、空間點(diǎn)陣與晶體（4）晶棱空間點(diǎn)陣（無限）空間格子陣點(diǎn)點(diǎn)陣單元平面點(diǎn)陣直線點(diǎn)陣點(diǎn)陣參數(shù)晶體（有限）具體抽象晶格結(jié)構(gòu)基元晶胞晶面晶棱晶胞參數(shù)3、空間點(diǎn)陣與晶體（5）晶體與點(diǎn)陣的對(duì)應(yīng)關(guān)系 1、晶體 2、點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元 3、空間點(diǎn)陣與晶體 4、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo) 5、晶系 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí)（1）晶胞二個(gè)要索（2）微粒的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)（3）晶面及晶面指數(shù)（4）干涉指數(shù)及晶面間距 4、

13、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo)（1）晶胞二個(gè)要索晶胞的大小、型式大?。河删О麉?shù)確定型式：指晶胞是素晶胞還是復(fù)晶胞素晶胞：含一個(gè)結(jié)構(gòu)基元，對(duì)應(yīng)簡單格子復(fù)晶胞：含一個(gè)以上結(jié)構(gòu)基元，對(duì)應(yīng)帶心格子晶胞的內(nèi)容晶胞中微粒（原子、分子或離子）的種類和位置表示原子位置要用分?jǐn)?shù)坐標(biāo)解：I、實(shí)線格子 （1）晶胞的大小立方面心格子 abc，=90立方面心格子對(duì)應(yīng)的立方面心點(diǎn)陣參數(shù)a0.564nm立方面心點(diǎn)陣參數(shù)abc= 0.564nm ，=90點(diǎn)陣參數(shù)=晶胞參數(shù)晶胞參數(shù)為abc= 0.564nm ，=90例：圖為NaCl的兩種空間格子（實(shí)線和虛線），實(shí)線格子為立方面心格子，其對(duì)應(yīng)的立方面心點(diǎn)陣參數(shù)a0.564nm。

14、求：確定二種NaCl晶胞的大小和型式解：I、實(shí)線格子 （2）晶胞的型式實(shí)線格子為復(fù)格子實(shí)線格子對(duì)應(yīng)的晶胞為復(fù)晶胞素晶胞?復(fù)晶胞？素格子?復(fù)格子？格子占有陣點(diǎn)數(shù)？例：圖為NaCl的兩種空間格子（實(shí)線和虛線）， 實(shí)線格子為立方面心格子，其對(duì)應(yīng)的立方面心點(diǎn)陣參數(shù)a0.564nm。求：確定二種NaCl晶胞的大小和型式結(jié)構(gòu)基元數(shù)目？解：II、虛線格子 （1）晶胞的大小點(diǎn)陣參數(shù)abc= ?=？點(diǎn)陣參數(shù)=晶胞參數(shù)晶胞參數(shù)為abc= 0.386nm ，=60例：圖為NaCl的兩種空間格子（實(shí)線和虛線）， 實(shí)線格子為立方面心格子，其對(duì)應(yīng)的立方面心點(diǎn)陣參數(shù)a0.564nm。求：確定二種NaCl晶胞的大小和型式解：

15、II、虛線格子 （2）晶胞的型式實(shí)線格子為素格子對(duì)應(yīng)的晶胞為素晶胞例：圖為NaCl的兩種空間格子（實(shí)線和虛線）， 實(shí)線格子為立方面心格子，其對(duì)應(yīng)的立方面心點(diǎn)陣參數(shù)a0.564nm。求：確定二種NaCl晶胞的大小和型式 1、晶體 2、點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元 3、空間點(diǎn)陣與晶體 4、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo) 5、晶系 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí) 1、晶體 2、點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元 3、空間點(diǎn)陣與晶體 4、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo) 5、晶系 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí)（1）點(diǎn) 陣 （2）格 子 （3）結(jié)構(gòu)基元 （4）十四種空間點(diǎn)陣型式 （5） 布拉維法則（6）點(diǎn)陣參數(shù)1.點(diǎn)陣一組無限的點(diǎn)，連接

16、其中任意兩點(diǎn)可得一向量，將各個(gè)點(diǎn)按此向量平移能使它復(fù)原，凡滿足這條件的一組點(diǎn)稱為點(diǎn)陣平移必須按向量平行移動(dòng)，無絲毫轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)陣中每個(gè)點(diǎn)具有完全相同的周圍環(huán)境2.點(diǎn)陣分類直線點(diǎn)陣、平面點(diǎn)陣、空間點(diǎn)陣1.格子素格子（素單位）復(fù)格子（復(fù)單位）2.每個(gè)空間格子單位占有的點(diǎn)陣點(diǎn)數(shù)1.結(jié)構(gòu)基元點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)中每個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)所代表的具體內(nèi)容可以是單個(gè)或多個(gè)原子、分子、離子團(tuán)通常是晶體的周期重復(fù)最小的部分2.結(jié)構(gòu)基元與陣點(diǎn)的關(guān)系結(jié)構(gòu)基元是每個(gè)陣點(diǎn)所代表的具體內(nèi)容，陣點(diǎn)是一個(gè)結(jié)構(gòu)基元抽象出的一個(gè)幾何點(diǎn)3. 晶體結(jié)構(gòu) 點(diǎn)陣 + 結(jié)構(gòu)基元 1、晶體 2、點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元 3、空間點(diǎn)陣與晶體 4、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo)

17、5、晶系 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí)（1）晶胞（2）研究晶體結(jié)構(gòu)的實(shí)質(zhì)（3）晶面（4）晶棱（5）晶體與點(diǎn)陣的對(duì)應(yīng)關(guān)系1.晶胞空間格子對(duì)應(yīng)實(shí)際晶體的部位，則稱為晶胞。是晶體的基本重復(fù)單位2.晶胞參數(shù)：晶胞三個(gè)邊長（基本向量）a、b、c及三邊夾角、描述晶胞的大小和形狀3.晶胞參數(shù)=點(diǎn)陣參數(shù)晶體結(jié)構(gòu) = 點(diǎn)陣 + 結(jié)構(gòu)基元 =空間格子（平行六面體） + 結(jié)構(gòu)基元 = 晶胞空間點(diǎn)陣（無限）空間格子陣點(diǎn)點(diǎn)陣單元平面點(diǎn)陣直線點(diǎn)陣點(diǎn)陣參數(shù)抽象晶體（有限）晶格結(jié)構(gòu)基元晶胞晶面晶棱晶胞參數(shù)具體 1、晶體 2、點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元 3、空間點(diǎn)陣與晶體 4、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo) 5、晶系 2.1 晶體幾何學(xué)

18、基本知識(shí)（1）晶胞二個(gè)要索（2）微粒的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)（3）晶面及晶面指數(shù)（4）干涉指數(shù)及晶面間距1.晶胞的大小、型式大?。河删О麉?shù)確定型式：指晶胞是素晶胞還是復(fù)晶胞2.晶胞的內(nèi)容晶胞中原子的種類、數(shù)目和位置 1、晶體 2、點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元 3、空間點(diǎn)陣與晶體 4、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo) 5、晶系 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí)（1）晶胞二個(gè)要索（2）微粒的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)（3）晶面及晶面指數(shù)（4）干涉指數(shù)及晶面間距4、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo) （2）微粒的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)晶胞中原子P 的位置用向量OP代表 x、y、z就是分?jǐn)?shù)坐標(biāo) x1、y1、z1例：求CsCl晶胞的內(nèi)容立方格子(假設(shè)晶胞對(duì)應(yīng)的格子為立方

19、格子) CsCl晶胞實(shí)際具有的離子為1個(gè)Cl-離子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)(0,0,0)1個(gè)Cs+離子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)(1/2,1/2,1/2)晶面連接空間點(diǎn)陣的陣點(diǎn)所構(gòu)成的一系列相互平行的平面晶面一般用晶面指數(shù)（hkl）來表示晶面指數(shù)又稱晶面指標(biāo)、密勒（Miller）指數(shù)表示為(hkl)用于表示晶面在晶體中的取向通過晶面在三個(gè)晶軸上的截距比值來描述 4、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo)（3）晶面及晶面指數(shù)例：求晶面的晶面指數(shù)求晶面指數(shù)的方法：空間點(diǎn)陣中x、y、z坐標(biāo)軸系統(tǒng)（用點(diǎn)陣周期a、b、c為單位，三軸間夾角為、）量出晶面在x、y、z軸的截距分別為pa,qb,rc寫出三個(gè)截距的倒數(shù)連比形式1/p:1/q:1/r將三個(gè)

20、倒數(shù)化為三個(gè)互質(zhì)整數(shù)h:k:l(hkl)即為晶面指數(shù)解：截距3a、3b、5c 1/3:1/3:1/55:5:3晶面指數(shù)為（553）（hkl）表示一組平行且等距離的晶面當(dāng)晶面與某坐標(biāo)軸平行、則表示晶面與該軸的截距離為，其倒數(shù)為0如果晶面與某坐標(biāo)軸的負(fù)方向相交時(shí)，則在相應(yīng)的指數(shù)上加一負(fù)號(hào)來表示例（ ）即表示晶面與y軸的負(fù)方向相交晶面間距一族平行晶面中相鄰兩個(gè)晶面間的距離，稱晶面間距表示： d（hkl） 、 dhkl或d（hkl）或d表示（hkl）晶面中兩相鄰晶面的距離 4、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo)（4）干涉指數(shù)及晶面間距干涉指數(shù)（HKL）狹義的晶面指數(shù)，是可帶有公約數(shù)（n）的晶面指數(shù)，即（ n

21、h nk nl）或 n（hkl）在晶體中晶面指數(shù)（或干涉指數(shù)）最低的晶面具有最大的晶面間距（100）、（010）或（001）的這類晶面的d（hkl）最大立方、四方或正交晶系中，d（100）=a、 d（010） =b、 d（001） = c 1、晶體 2、點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元 3、空間點(diǎn)陣與晶體 4、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo) 5、晶系 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí) 按照晶軸與晶角關(guān)系（盡管點(diǎn)陣各不相同），單位晶胞只有七種，稱為七個(gè)晶系。 即：14 種布拉維點(diǎn)陣歸納為七個(gè)晶系5、晶系在晶體中晶面指數(shù)（或干涉指數(shù)）最低的晶面具有最大的晶面間距（100）、（010）或（001）的d（hkl）最大立方

22、、四方或正交晶系中d（100）=a、 d（010） =b、 d（001） = cd（hkl）與晶胞參數(shù)各種晶系的d（hkl）與晶胞參數(shù)（a、b、c、）之間存在著一定的函數(shù)關(guān)系課堂練習(xí)1.寫出立方面心晶胞所占原子的坐標(biāo)2.給出在三個(gè)坐標(biāo)軸上之截距分別為 (3a，2b，4c) ，(3a，-b，-2c)的兩個(gè)晶面的晶面指標(biāo)。 3.分別計(jì)算（321）、（246）、（121）、（369）晶面在三個(gè)坐標(biāo)軸上的截距4.畫出立方晶系以下各晶面（100）,（110）,（111），（200）1.寫出立方面心晶胞所占原子的坐標(biāo)4個(gè)原子所有頂點(diǎn)原子( 0,0,0) 后(前) 面心原子( 0,1/2,1/2)左(右)面

23、心原子(1/2,0,1/2)下(上) 面心原子( 1/2,1/2,0)2. 給出在三個(gè)坐標(biāo)軸上之截距分別為 (3a，2b，4c) ，(3a，-b，-2c)的兩個(gè)晶面的晶面指標(biāo)解：(1) 三個(gè)截距的倒數(shù)比為：(2)將三個(gè)倒數(shù)分別乘以分母的最小公倍數(shù)，化為三個(gè)互質(zhì)整數(shù)(3)三個(gè)互質(zhì)整數(shù)連寫并用括弧括起來即為晶面指數(shù)(hkl)立方晶系: a=b=c,=90方法一：利用d(hkl)與晶胞參數(shù)的函數(shù)關(guān)系示d(hkl)d（100）= a方法二：從圖形求取4.畫立方晶系 (100)、(110)、(111)、(200)晶面d（100）= ?(100)晶面d（100）= a 1、晶體 2、點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元

24、3、空間點(diǎn)陣與晶體 4、晶胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo) 5、晶系 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí)（1）晶胞二個(gè)要索（2）微粒的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)（3）晶面及晶面指數(shù)（4）干涉指數(shù)及晶面間距1.晶胞的大小、型式大小：晶胞參數(shù)=?型式：素晶胞? 復(fù)晶胞?2.晶胞的內(nèi)容晶胞中原子的種類、數(shù)目和位置分?jǐn)?shù)坐標(biāo): (x, y, z) x1、y1、z11.晶面指標(biāo)=晶面指數(shù)=密勒（Miller）指數(shù)表示符號(hào)：(hkl)代表: 晶面在晶體中的取向求?。和ㄟ^晶面在三個(gè)晶軸上的截距比值d（hkl）或dhkl、或d（hkl）或d表示屬于（hkl）晶面中兩相鄰晶面的距離 1、晶體 2、點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元 3、空間點(diǎn)陣與晶體 4、晶

25、胞中的微粒、晶棱和晶面指標(biāo) 5、晶系 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí)（110）晶面a=b=c,=90（111）晶面a=b=c,=90d（200）= ?(200)晶面a/2a=b=c,=90 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí) 2.2 X射線的產(chǎn)生 2.3 X射線衍射的基本原理 2.4 X衍射粉末衍射技術(shù) 2.5 物相分析 2.6 定量相分析 2.7 晶胞參數(shù)測(cè)定 2.8 線寬法測(cè)平均晶粒大小 2.9 原位高溫XRD第二章 多晶X射線衍射法2.2 X射線的產(chǎn)生1、X射線2、 X射線的分類3、特征X射線4、X射線管2.2 X射線的產(chǎn)生1、X射線本質(zhì)是一種電磁波短波長，波長0.01500，介于紫外線和射線之間具

26、有波粒二象性，具有動(dòng)量和動(dòng)能直線傳播，傳播速度與光速相同與物質(zhì)相遇會(huì)發(fā)生各種復(fù)雜的物理、化學(xué)作用照射物質(zhì)時(shí)，將發(fā)生透過、散射、衍射或吸收后發(fā)射出次級(jí)X射線，或激發(fā)原子核外電子生成光電子，由此構(gòu)成了X射線分析方法2、X射線的分類連續(xù)X射線 特征X射線對(duì)于X射線衍射分析，多數(shù)用特征X射線2.2 X射線的產(chǎn)生3、特征X射線高能電子與靶材碰撞，將靶材內(nèi)層電子擊出，致使內(nèi)電子層產(chǎn)生空軌道，此時(shí)原子處于不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài)，較外層電子會(huì)立即躍遷到能量低的空軌道填補(bǔ)電子空位，并釋放能量發(fā)射出特征X射線。靶材原子的內(nèi)層電子被激發(fā)所引起譜線的波長只與靶材金屬的原子序有關(guān)，與激發(fā)電子的速度無關(guān)，因此稱特征X射線。2.2

27、 X射線的產(chǎn)生3、特征X射線 K X射線：K層電子被擊出，L層電子躍遷到K層，輻射出的X射線K X射線 M 層 K層K X射線N層K層.Cu靶 K射線：（ Cu ，K1）=1.54056 （ Cu ，K2）=1.54439 通常，采用Cu 的K1和 K2的平均波長，1.5418 4、X射線管 X射線的產(chǎn)生局部抽真空的X射線管中，用電子束轟擊適當(dāng)元素而產(chǎn)生一種X射線管的示意圖發(fā)射出的電子在燈絲與陽極之間的高壓電位差作用下朝著靶加速運(yùn)動(dòng)。2.2 X射線的產(chǎn)生4、X射線管X射線管分類可拆卸式的靶用在靶本身就是待分析樣品或者用來濾過不同波長的單色X-射線。需要連續(xù)不斷地抽真空固定式靶永久密封的，不需要

28、真空泵。靶通常需用水冷卻，否則靶將熔化。因?yàn)?9的入射電子的動(dòng)能在靶上轉(zhuǎn)化為熱能。 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí) 2.2 X射線的產(chǎn)生 2.3 X射線衍射的基本原理 2.4 X衍射粉末衍射技術(shù) 2.5 物相分析 2.6 定量相分析 2.7 晶胞參數(shù)測(cè)定 2.8 線寬法測(cè)平均晶粒大小 2.9 原位高溫XRD第二章 多晶X射線衍射法2.3 X射線衍射的基本原理絕大部分固體無機(jī)物和部分有機(jī)物是分子和原子有序排列的晶體晶體的基本性質(zhì)之一，對(duì)X射線產(chǎn)生衍射X射線衍射法可用于研究晶體結(jié)構(gòu)是研究晶體結(jié)構(gòu)的分析方法，而不是直接研究試樣內(nèi)含有元素的種類及含量的方法2.3 X射線衍射的基本原理1. 相干散射2. 衍

29、射方向及Bragg方程3. 衍射強(qiáng)度4. X射線衍射法的意義1. 相干散射散射：X射線與原子作用而改變方向的現(xiàn)象非相干散射相干散射相干散射X射線入射散射體時(shí)，在電磁場作用下，散射體電子會(huì)受迫振動(dòng)而成為新輻射電磁波源，新輻射源的散射波長與入射波相同，故新散射波間可以發(fā)生干涉作用散射體的所有電子遇到入射X射線束都可成為新輻射波源，于是構(gòu)成群相干的波源，故稱相干散射相干散射僅改變X射線的傳播方向，而不改變波長是X射線在晶體中產(chǎn)生衍射現(xiàn)象的基礎(chǔ)2.3 X射線衍射的基本原理 2. 衍射方向及Bragg方程波長的X射線入射任一點(diǎn)陣平面上，其上各個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)的散射波將相互加強(qiáng)的條件是入射角與反射角相等入射線、反

30、射線和晶面法線在同一平面上Bragg方程 2 d（hkl）sin（hkl）= n 或2 d（HKL）sin（hkl）=2.3 X射線衍射的基本原理入射角=反射角入射線、反射線和晶面法線在同一平面2 d（hkl）sin（hkl）= n（hkl） - 衍射方向 （與hkl相對(duì)應(yīng)的衍射角,即入射或衍射X射線與晶面間夾角）n - 衍射級(jí)數(shù)（相當(dāng)于相干波之間的相位差）在同一組點(diǎn)陣平面(hkl)上可以產(chǎn)生n級(jí)衍射有限的正整數(shù)，其數(shù)值應(yīng)使sin|（hkl） |1反射級(jí)數(shù)不清楚時(shí)，均以n1求d（hkl） 3. 衍射強(qiáng)度 I（hkl）=KPLDJ|F（hkl）|2 K與樣品和實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)的常數(shù)P極化因子 LLo

31、rentz因子D溫度因子 J倍數(shù)因子F（hkl）結(jié)構(gòu)因子（結(jié)構(gòu)因子的數(shù)值是由晶胞中原子的種類、數(shù)目和分?jǐn)?shù)坐標(biāo)決定的）衍射強(qiáng)度是由晶體一個(gè)晶胞中原子的種類、數(shù)目和排列方式?jīng)Q定的。儀器等實(shí)驗(yàn)條件對(duì)其數(shù)值也有影響 2.3 X射線衍射的基本原理X射線的強(qiáng)度用計(jì)數(shù)率表示，單位為每秒脈沖數(shù)(CPS)2.3 X射線衍射的基本原理4. X射線衍射法的意義研究晶體結(jié)構(gòu)晶胞晶胞的大小和形式衍射方向晶胞的內(nèi)容衍射強(qiáng)度 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí) 2.2 X射線的產(chǎn)生 2.3 X射線衍射的基本原理 2.4 X衍射粉末衍射技術(shù) 2.5 物相分析 2.6 定量相分析 2.7 晶胞參數(shù)測(cè)定 2.8 線寬法測(cè)平均晶粒大小 2

32、.9 原位高溫XRD第二章 多晶X射線衍射法2.4 X衍射粉末衍射技術(shù)1.衍射數(shù)據(jù)的收集2.衍射儀3.儀器操作條件的選擇4.多晶X射線衍射譜圖1.衍射數(shù)據(jù)的收集照相法 20世紀(jì)50年代前衍射儀法 20世紀(jì)50年代后2. 衍射儀主要由三部分組成：X射線發(fā)生單元衍射角測(cè)定單元X射線強(qiáng)度記錄單元3. 儀器操作條件的選擇（粉末X射線衍射） 靶的選擇 Cu、Fe、Cr、Co或MoX射線管電流、電壓的選擇 Ii（VV0）nI X射線強(qiáng)度 i電流V外加電壓 V0X射線管靶的激發(fā)電位n常數(shù)Cu靶，外加電壓一般為3040kV，電流1040mA 狹縫的選擇 發(fā)射狹縫，通常選1受光狹縫，通常選0.15mm或0.3m

33、m散射狹縫，通常選1so11ar狹縫，一般固定不變掃描速度 掃描速度越快，分辨率及X射線強(qiáng)度越低通常為210min測(cè)角范圍 Cu靶測(cè)定時(shí)，大多數(shù)物質(zhì)可選2在480范圍內(nèi)掃描角度修正 測(cè)試已知結(jié)構(gòu)的完美晶體標(biāo)樣。如高純硅（99.999），按試樣測(cè)試方法，測(cè)定其衍射圖將測(cè)出各衍射峰的2值與標(biāo)準(zhǔn)2值比較，算出差值，并進(jìn)行儀器校正4. 多晶X射線衍射譜圖 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí) 2.2 X射線的產(chǎn)生 2.3 X射線衍射的基本原理 2.4 X衍射粉末衍射技術(shù) 2.5 物相分析 2.6 定量相分析 2.7 晶胞參數(shù)測(cè)定 2.8 線寬法測(cè)平均晶粒大小 2.9 原位高溫XRD第二章 多晶X射線衍射法1、X

34、射線2、X射線的分類3、特征X射線4、X射線管1、X射線本質(zhì)是一種電磁波短波長(0.01500)，介于紫外線和射線之間具有波粒二象性，具有動(dòng)量和動(dòng)能直線傳播，傳播速度與光速相同與物質(zhì)相遇會(huì)發(fā)生透過、散射、衍射或吸收等現(xiàn)象2、X射線的分類連續(xù)X射線 特征X射線2.2 X射線的產(chǎn)生3、特征X射線產(chǎn)生：靶材原子的內(nèi)層電子被激發(fā)所引起譜線的波長只與靶材金屬的原子序有關(guān)分類：K系輻射K 射線： L 層 K層K1、K2K X射線：M 層 K層K X射線：N層K層L系輻射M系輻射Cu靶 K射線：通常，采用Cu 的K1和 K2的平均波長，0.1542nm（ Cu ，K1）=1.54056 （ Cu ，K2）=

35、1.54439 4、X射線管 X射線的產(chǎn)生局部抽真空的X射線管中，用電子束轟擊適當(dāng)元素而產(chǎn)生一種X射線管的示意圖發(fā)射出的電子在燈絲與陽極之間的高壓電位差作用下朝著靶加速運(yùn)動(dòng)。 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí) 2.2 X射線的產(chǎn)生 2.3 X射線衍射的基本原理 2.4 X衍射粉末衍射技術(shù) 2.5 物相分析 2.6 定量相分析 2.7 晶胞參數(shù)測(cè)定 2.8 線寬法測(cè)平均晶粒大小 2.9 原位高溫XRD第二章 多晶X射線衍射法1. 相干散射2. 衍射方向及Bragg方程3. 衍射強(qiáng)度4. X射線衍射法的意義1. 相干散射X射線入射晶體時(shí)，晶體中電子會(huì)受迫振動(dòng)而成為新輻射電磁波源，其散射波長與入射波相同，

36、故新散射波間可發(fā)生干涉作用。入射X射線束遇到的晶體的所有電子都可成為新輻射波源，于是構(gòu)成群相干波源，故稱相干散射相干散射僅改變X射線傳播方向，不改變波長、頻率、周期衍射發(fā)生相干散射時(shí)，當(dāng)兩個(gè)相鄰的波源在某個(gè)方向的波程差等于波長的整數(shù)倍時(shí)，則它們所發(fā)生的波位相一致，互相最大程度地增強(qiáng)，結(jié)晶學(xué)中將這種波的最大增強(qiáng)稱為衍射衍射方向：發(fā)生衍射的方向稱為衍射方向相干散射是X射線在晶體中產(chǎn)生衍射現(xiàn)象的基礎(chǔ)2.3 X射線衍射的基本原理3. 布拉格 (Bragg)方程n - 衍射方向 （與(hkl)相對(duì)應(yīng)的衍射角,即入射或衍射X射線與晶面間夾角）d(hkl) - (hkl)晶面間距n - 衍射級(jí)數(shù)2 d(hk

37、l)sinn= n 3. 衍射強(qiáng)度 I（hkl）=KPLDJ|F（hkl）|2 儀器等實(shí)驗(yàn)條件對(duì)其數(shù)值也有影響衍射強(qiáng)度是由晶體一個(gè)晶胞中原子的種類、數(shù)目和排列方式?jīng)Q定的。2.3 X射線衍射的基本原理I的單位為每秒脈沖數(shù)(CPS)2.3 X射線衍射的基本原理4. X射線衍射法的意義研究晶體結(jié)構(gòu)晶胞晶胞的大小和形式衍射方向晶胞的內(nèi)容衍射強(qiáng)度 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí) 2.2 X射線的產(chǎn)生 2.3 X射線衍射的基本原理 2.4 X衍射粉末衍射技術(shù) 2.5 物相分析 2.6 定量相分析 2.7 晶胞參數(shù)測(cè)定 2.8 線寬法測(cè)平均晶粒大小 2.9 原位高溫XRD第二章 多晶X射線衍射法1.衍射數(shù)據(jù)的收

38、集2.衍射儀3.儀器操作條件的選擇4.多晶X射線衍射譜圖 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí) 2.2 X射線的產(chǎn)生 2.3 X射線衍射的基本原理 2.4 X衍射粉末衍射技術(shù) 2.5 物相分析 2.6 定量相分析 2.7 晶胞參數(shù)測(cè)定 2.8 線寬法測(cè)平均晶粒大小 2.9 原位高溫XRD第二章 多晶X射線衍射法2.5 物相分析1 方法的依據(jù)2 JCPDS卡片介紹3 卡片集索引1 方法的依據(jù)X射線入射到結(jié)晶物質(zhì)上，產(chǎn)生衍射的充分必要條件是 2dsin=n F(hkl)0I| F(hkl)|2 當(dāng)F(hkl)0，I(hkl)0 F(hkl)的數(shù)值取決于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，即晶胞中原子的種類、數(shù)目和排列方式 確定衍射

39、方向 一定的實(shí)驗(yàn)條件下衍射方向取決于晶面間距dd（hkl）= f(a,b,c,）應(yīng)用X射線衍射分析和鑒定物相的依據(jù)決定X射線衍射譜中衍射方向和衍射強(qiáng)度的一套d和I的數(shù)值與一個(gè)確定的結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的任何一物相都有一套d-I特征值，兩種不同物相的結(jié)構(gòu)稍有差異其衍射譜中的d和I將有區(qū)別d-I/I1數(shù)值取決于該物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)I/I1-稱為相對(duì)強(qiáng)度，I1為衍射圖譜中最強(qiáng)峰的強(qiáng)度值當(dāng)兩個(gè)樣品d-I/I1的數(shù)值都對(duì)應(yīng)相等時(shí)，這兩個(gè)樣品就是組成與結(jié)構(gòu)相同的同一種物相。當(dāng)一未知物相樣品的d-I/I1的數(shù)值與某一已知物相M的數(shù)據(jù)相合時(shí)，即可認(rèn)為未知物即是M相。物相分析由未知物的衍射實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果，獲得一套可靠的d-I

40、/I1數(shù)據(jù)，將其與已知物相的d-I/I1相對(duì)照，再依照晶體和衍射的理論對(duì)所屬物相進(jìn)行肯定與否定。當(dāng)今已儲(chǔ)備了相當(dāng)多物相的d-I/I1數(shù)據(jù)，若未知物在儲(chǔ)備范圍內(nèi)，物相分析工作即是實(shí)際可行X射線衍射可以對(duì)多種物相共存的體系進(jìn)行全分析每個(gè)物相產(chǎn)生的衍射將獨(dú)立存在，互不相干該物質(zhì)衍射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是各個(gè)單相衍射圖譜的簡單疊加2 JCPDS卡片介紹JCPDSJoint Committee Powder Diffraction Standard 1972年之后，美國、英國、法國和加拿大等國組成聯(lián)合機(jī)構(gòu)整理匯編 第1區(qū)1a、1b、1c和1d表明此卡片記載的物相在290的區(qū)間中最強(qiáng)的三個(gè)衍射峰的d值和本實(shí)驗(yàn)收集到

41、的最大d值第124組卡片的形式第4區(qū)晶體學(xué)數(shù)據(jù)第3區(qū)衍射的實(shí)驗(yàn)條件第5區(qū)物性數(shù)據(jù)和光學(xué)熱學(xué)性質(zhì)第6區(qū)樣品來源和簡單化學(xué)性質(zhì)第7區(qū)樣品的英文化學(xué)名稱及分子式第8區(qū)樣品的結(jié)構(gòu)式及英文礦物名稱第9區(qū)在上述實(shí)驗(yàn)條件下收集到的全部衍射的d、I/I1和hkl值第10區(qū)卡片編號(hào)數(shù)字第11區(qū)卡片質(zhì)量評(píng)定記號(hào)第2區(qū)2a、2b、2c、2d是上述各衍射峰相對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度，最強(qiáng)峰定為100第25組及以后卡片的形式3 卡片集索引字母索引 數(shù)字索引Hanawalt法Fink法依照化合物的英文名稱按字母順序編排的（編排方式與英文字典相同）每個(gè)物相占一個(gè)條目。每條列出其英文名稱、分子式、三個(gè)最強(qiáng)峰的d值和相對(duì)強(qiáng)度以及卡片號(hào)等相對(duì)

42、強(qiáng)度是在d值的下標(biāo)位置出現(xiàn)最強(qiáng)峰的強(qiáng)度定為10，以x表示其它的以整數(shù)表示變換物質(zhì)英文名稱關(guān)鍵詞的順序可使一種物相在索引中多次出現(xiàn)如硅鋁化合物3Al2O32SiO2字母索引字母索引分無機(jī)物和有機(jī)物兩部分。無機(jī)物：兩種按化合物英文名稱的字母編排進(jìn)行索引按化合物英文礦物名稱字母編排進(jìn)行索引如3Al2O32SiO2礦物名Mullite，在礦物索引中M字頭區(qū)域出現(xiàn)有機(jī)化合物：兩種按化合物英文名稱的字母編排的；分子式索引。按C、H元素的數(shù)目排序，以C為先，當(dāng)C的數(shù)目相同時(shí)再按H的數(shù)目排列。若C、H皆相同，則按分子式中其它元素的英文名稱順序排列當(dāng)被檢測(cè)物相的英文名稱已知，欲確認(rèn)在某體系中它是否存在時(shí)，應(yīng)用字

43、母索引是十分便利的。應(yīng)用最早的數(shù)字索引按衍射譜中的強(qiáng)度次序列出各個(gè)衍射峰的d值在大范圍內(nèi)取8個(gè)強(qiáng)衍射峰，列出8個(gè)d值，處在前3位的是260區(qū)域盡可能出現(xiàn)較多強(qiáng)度較高的衍射線，尤其最后一條衍射線的值應(yīng)盡可能接近90，這樣所求得的晶胞參數(shù)值才更精確 晶面間距d的誤差原則上，利用衍射圖上每條衍射線都可計(jì)算出晶胞參數(shù)值誤差的存在，哪一衍射峰確定的晶胞參數(shù)值最接近真實(shí)值？對(duì)布拉格方程微分，可推出晶面間距d的誤差表達(dá)式d/d=-ctg儀器本身的系統(tǒng)誤差需要對(duì)測(cè)得的2角進(jìn)行校正通常采用結(jié)晶完好的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（如石英、硅粉）與試樣混合，記錄試樣與標(biāo)準(zhǔn)物的衍射峰（兩峰靠近），用標(biāo)準(zhǔn)物的理論角度與測(cè)量角度之差，校正試

44、樣峰的角度偶然誤差是測(cè)量儀器的偶然因素引起的，沒有固定的變化規(guī)律，也不可能完全排除通過多次重復(fù)測(cè)量使它降至最小當(dāng)有其他物質(zhì)存在，并能生成固溶體，同晶取代或缺陷時(shí)，晶胞常數(shù)可能發(fā)生變化，因而可能改變材料的性能 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí) 2.2 X射線的產(chǎn)生 2.3 X射線衍射的基本原理 2.4 X衍射粉末衍射技術(shù) 2.5 物相分析 2.6 定量相分析 2.7 晶胞參數(shù)測(cè)定 2.8 線寬法測(cè)平均晶粒大小 2.9 原位高溫XRD第二章 多晶X射線衍射法2.8 線寬法測(cè)平均晶粒大小是一種常規(guī)的晶粒測(cè)定方法優(yōu)點(diǎn)：簡便、快速和直觀的晶粒 許多物質(zhì)實(shí)際上是由許多細(xì)小晶體緊密聚集而成的二次聚集態(tài)，這些細(xì)小的

45、單晶稱為一次聚集態(tài)，即晶粒。晶粒200nm每一個(gè)晶粒中晶面數(shù)目減少衍射線條彌散而產(chǎn)生明顯寬化 晶粒越小衍射線條的寬化就越嚴(yán)重，使衍射線強(qiáng)度在2范圍內(nèi)有一個(gè)較大分布測(cè)量晶粒大小的依據(jù)晶粒大小與衍射線寬化程度的關(guān)系謝樂方程謝樂方程 X射線波長，nm(hkl)布拉格角（半衍射角）B(hkl)衍射線的本征加寬度，又稱晶粒加寬。通常用衍射峰極大值一半處的寬度表示，radD(hkl)晶粒大小、表示晶粒在垂直于(hkl)晶面方向的平均厚度，nm半高寬的具體量法:在峰的極大值一半處平行本底畫一直線，與衍射峰相交兩點(diǎn)兩點(diǎn)間的角度間隔即為半高寬 實(shí)驗(yàn)測(cè)得的衍射峰半高寬B(hkl)由于晶粒大小引起的晶粒加寬B(hk

46、l)由于儀器本身構(gòu)造所引起的儀器加寬K1和K2衍射迭加造成的雙線加寬從衍射圖上得到的衍射峰半高寬B(hkl) ，應(yīng)經(jīng)儀器因子校正和雙線校正才能得到晶粒加寬B(hkl)，然后代入謝樂公式才能計(jì)算出晶粒大小D(hkl)儀器因子校正曲線和雙線校正曲線一般都由裝置負(fù)責(zé)人或者衍射儀生產(chǎn)廠家預(yù)先制好，實(shí)驗(yàn)者可直接查閱應(yīng)用這些曲線 2.1 晶體幾何學(xué)基本知識(shí) 2.2 X射線的產(chǎn)生 2.3 X射線衍射的基本原理 2.4 X衍射粉末衍射技術(shù) 2.5 物相分析 2.6 定量相分析 2.7 晶胞參數(shù)測(cè)定 2.8 線寬法測(cè)平均晶粒大小 2.9 原位高溫XRD第二章 多晶X射線衍射法2.9 原位高溫XRD傳統(tǒng)的常溫XR

47、D檢測(cè)方法，可用于研究溫度對(duì)樣品結(jié)構(gòu)影響T=25T=50T=150T=200T=250T=300.T=800測(cè)試 XRD譜圖焙燒 測(cè)試 XRD譜圖.焙燒 測(cè)試 XRD譜圖 例：研究T=25800范圍，樣品結(jié)構(gòu)受溫度的影響傳統(tǒng)的常溫XRD檢測(cè)方法，可用于研究溫度對(duì)樣品結(jié)構(gòu)影響的缺點(diǎn)：檢測(cè)過程繁瑣樣品消耗量大耗時(shí)長誤差大原位程序升溫XRD 原位程序升溫XRD衍射峰的位置、強(qiáng)度隨T的變化T對(duì)結(jié)構(gòu)的影響 原位法 in situ 對(duì)大型儀器分析方法而言，是指在儀器的樣品池（樣品槽或樣品架）外部增加一個(gè)附件，測(cè)試過程中樣品在樣品池固定，測(cè)定樣品的某一物理或化學(xué)參數(shù)隨某一變量的變化情況XRD衍射峰的位置、強(qiáng)度T或tT=25T=50T=150T=200T=250T=300.T=800原位程序升溫XRD測(cè)試過程萘普生插層LDHsJ. Solid State Chem, 2004, 2534陰離子層狀化合物L(fēng)DHsXRD測(cè)試分析軟件日本島津XRD-6000X射線粉末衍射儀測(cè)試條件的選擇：2、掃描速度、程序控溫等儀器測(cè)試參數(shù)的選擇：X射線管電流及電壓的選擇、狹縫的選擇、角度修正、循環(huán)水的控制等將測(cè)試結(jié)果轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)文件定量分析JCPDS卡片數(shù)據(jù)庫結(jié)晶度計(jì)算晶胞參數(shù)計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理多個(gè)樣品的XRD譜線的相互比較未知樣品的物相鑒定疊加衍射峰的分峰處理作業(yè)：1.對(duì)晶體A及B進(jìn)行XRD分析（使用銅靶