射线衍射分析课件.ppt

X射線的衍射強度：I=PF2φ（θ）P：多重性因數F：結構因數φ（θ）：角因數考慮晶胞中都是同一原子，每個結點上的原子為一個質點，取任意結點為原點，則在觀察方向：式中，j=1,2,…..,n為結點數 fj為j個原子的散射因數 h,k,l為晶面指數 u,v,w為結點座標 s為倒易點陣向量s=ha*+kb*+lc* r為正點陣向量r=ua+vb+wc 對於簡單點陣，每個晶胞中含一個原子，座標為0、0、0，則F=f，任何符合布拉格方程的晶面都能產生衍射峰。對於底心點陣，每個晶胞中含兩個原子，座標為0、0、0，1/2、1/2、0，則 h、k同為奇數或同為偶數時，F=2f，h、k一為奇數一為偶數時，F=0。底心點陣只有在h、k同為奇數或同為偶數時才發生衍射。對於體心點陣，只有在h、k、l中有兩個奇數和一個偶數或同為偶數時才發生衍射。面心點陣只有在h、k、l同為奇數或同為偶數時才發生衍射。結構因數Fhkl中不包含晶胞參數，即結構因數不受晶胞的形狀和大小的影響，只與晶胞中原子的種類、數目和位置有關。符合布拉格方程的晶面，由於結構因數的作用，而不能產生衍射的現象稱為系統消光。X射線衍射測試的試樣製備與測試條件選取有代表性的樣品均勻磨細（10μm）選擇適當的管電壓、電流。掃描速度（每分鐘掃過的2θ角度）掃描範圍計數量程（自動）衍射儀工作方式連續掃描：使探測器以一定的角速度在選定的角度範圍內連續掃描，獲得衍射圖譜。快速而方便，誤差較大。步進掃描：使探測器以一定的角度間隔逐步移動，對衍射峰強度進行逐點測量。結果準確，分辨力好，但速度慢。衍射峰位確定方法a)峰頂法b)切線法c)半高寬中點法d)7/8高度法e)中點連線法f)重心法X射線物相分析確定某種材料中包含哪幾種結晶物質，或是某種物質以何種結晶狀態存在，為物相定性分析。為了確定物相，需要將所得材料的衍射譜與各種結晶物質的標準衍射花樣進行對比。編制了專用的卡片和索引。JCPDS卡片和索引國際粉末衍射標準聯合會及其所編輯的粉末衍射圖譜（PDF）卡片索引： 字順索引 數值索引 卡片編號三強線面間距三強線強度物質化學式物質礦物名實驗條件晶體學參數光學性質試樣來源面間距、相對強度、密勒指數定性分析獲得待分析樣品的衍射圖譜測量衍射線的d值確定衍射線的相對強度查閱索引 已知樣品組成——查字順索引 未知組成樣品——數值索引核對卡片Hanawalt數字索引該索引將已經測定的所有物質的三條最強線的d1值從大到小按順序分組排列。每組內則按次強線的面間距d2減小的順序排列。考慮到影響強度的因素比較複雜，為了減少因強度測量差異而帶來的查找困難，索引中將每種物質列出三次，一次將三強線以d1d2d3的順序列出，然後又在索引書的其他地方以d2d3d1和d3d1d2的順序再次列出。每條索引包括物質的三強線的d和I/I1、化學式、名稱及卡片的順序號。例如在索引書中可以查到：2.281.501.7810010070CsBi(NO2)6CesiumBismuthNitrite2-1129用數字索引進行物相鑒定的步驟1．獲得待測樣品的衍射譜。2．確定衍射譜中所有錢條的相對強度I/I0計算晶面間距d，並選出前反射區(2d＜90°）三條最強線。3．根據最強線的面間距d1在數字索引中找到所屬的組，再根據d2和d3找到其中的一行。用數字索引進行物相鑒定的步驟4.比較此行中的三條線，看其相對強度是否與所測物質的三強線基本一致。如d和I/I0都基本一致，則可初步斷定未知物質中含有卡片所載的這種物質。5．根據索引中找到的卡片號，從卡片盒中找出所需卡片。6．將卡片上全部的d和I/I0與未知物質的d和I/I0對比，如果完全吻合，卡片所載物質就是要鑒定的未知物質。Fink數字索引該索引是用8強線迴圈排列在8個d值中d1、d2、d3和d4為最強線；然後再從剩下的線條中按強度遞減的順序選出4個附於其後。每條索引的順序是，附有強度腳標的8個d值、化學式、卡片編號、顯微檢索順序號。腳標標明的強度分為10級，最強者為10，以X標示，其餘則直接標明數字。為了減少因強度變化引起的檢索困難，索引中，8個d值除按d1、d2、d3…d8排列外，還按d2、d3、…d1和d3、d4、…d2以及d4、d5、…d3的順序排列，即同一物質在索引中出現4次。X射線濾波片利用吸收限兩邊吸收係數相差懸殊的特點，製作濾波片，以獲得單色X射線。選適當材料，使其K吸收限位於所用的Kα與