X射线衍射分析方法的应用.ppt

第4章 X射线衍射分析方法的其它应用

多晶粉末衍射可用于已知材料点阵常数的精确测定:点阵常数是晶体物质的基本结构参数,它与晶体原子间的结合能有直接的关系,点降常数的变化反映了晶体内部成分、受力状态、空位浓度等的变化。所以点阵常数的精确测定可用于晶体缺陷及固溶体的研究、测量膨胀系数及物质的真实密度,而通过点阵常数的变化测定弹性应力已发展为一种专门的方法。
精确测定已知多晶材料点阵常数的基本步骤:
1获取待测试样的粉末衍射相,用照相法或衍射仪法
2根据衍射线的角位置计算晶面间距d;
3标定各衍射线条的指数hkl(指标化);
4内d及相应的hkl计算点阵常数(a,b,c等)
5消除误差;
6得到精确的点阵常数值。
0、粉末衍射花样的指标化
要计算点阵常数,首先必须知道各衍射线条对应的晶面指数。当作完物相定性分析后,如果没有获悉晶面指数资料,就需要对衍射花样进行指标化。衍射线的指标化、除了在晶体结构分析工作中是必不可少的前提外,在物构鉴定方面也有重要意义、指标化的规律同时也反映了各种点阵衍射线条分布的持点。主要介绍常见的立方、四方和斜方晶体粉末衍射花样的指标化问题。
1、晶胞参数已知时衍射线的指标化
要计算点阵常数,首先必须知道各衍射线条对应的晶面指数。当作完物相定性分析后,如果没有获悉晶面指数资料,就需要对衍射花样进行指标化。衍射线的指标化、除了在晶体结构分析工作中是必不可少的前提外,在物构鉴定方面也有重要意义、指标化的规律同时也反映了各种点阵衍射线条分布的持点。主要介绍常见的立方、四方和斜方晶体粉末衍射花样的指标化问题。
1、晶胞参数已知时衍射线的指标化
根据面网间距d的计算公式和布拉格公式可以得出各晶系中衍射线的掠射角,即半衍射角与晶胞参数及衍射指标之间有如下关系式:
显然,当晶胞参数a,b,c及辐射波长λ均为确定值时,掠射角θ便仅仅是衍射指标hkl的函数。,根据上式或者其他晶系的类似关系式,可以从理论上求出与所有可能满足这些关系式的衍射面指标值hkl相对应的sin2θ值;然后,根据衍射诺图上衍射强度分布曲线测算出各衍射线的θ值(现代衍射仪可以自动打印出相府的θ值),进而求得相应的sin2θ值。
1、晶胞参数已知时衍射线的指标化
对比上述理论计算值和实测计算值的结果,凡两者的sin2θ值相符者,即表明它们应具有相同的衍射指标。从而就对所测的各衍射线作出了指标化。这就是粉晶法中,当晶胞参数已知时指标化的原理和过程。

从上式中可知,在只知道面网间距d(或θ)的情况下,要进行指标化,首先应知道晶胞参数;而晶胞参数又需要根据已经指标化了的d值来求得。显然,衍射指标和晶脑参数两者是相互依赖的。
不过,在不同晶系中,晶胞参数中未知值的个数是多寡不一的,在立方晶系中仅有—个未知数a,在中级晶族中为a和b两个未知数,在低级晶族中未知数则有3、4和6个。因此,在粉晶法中,此时的指标化只有对立方晶系是肯定可能的,对中级晶族—般来说是有可能的,而对低级晶族则—般是较为困难的。

粉晶衍射线的指标化工作是一种费时的工作,仅随着电子计算技术的发展,可以用电子计算机自动进行处理,月前已编制出处理各种晶系衍射线指标化的多种实用程序。对于低级晶族的衍射线指标化,一般采用伊藤方法。

用x射线衍射方法测定晶体物质的点阵常数是一种间接的方法,它的实验依据是衍射谱图上各条衍射线所处位置的θ值,然后用布拉格方程和各个晶系的面间距公式、求出该晶体的点阵常数,根据上述衍射线指标化的内容可知,?