第二章 結構鑒定-XRD

1、12X-radiation（波長（波長0.00110nm，一般，一般X射線分析用射線分析用的波長為的波長為0.05-0.25nm）g g-radiation紫外線紫外線紅外線紅外線Radio waves10-6 10-3 1 103 106 109 1012Wavelength(nm)可見光可見光無線電波無線電波3u 波動性：波動性：以一定的頻率和波長在空間傳播以一定的頻率和波長在空間傳播 波動性反映在它的干涉與衍射現(xiàn)象。波動性反映在它的干涉與衍射現(xiàn)象。粒子性：粒子性：表現(xiàn)為以光子形式輻射和吸收時，具有一定的質(zhì)表現(xiàn)為以光子形式輻射和吸收時，具有一定的質(zhì)量、能量和動量。量、能量和動量。 粒子性反

2、映在它與物質(zhì)的相互作用和能量交換。粒子性反映在它與物質(zhì)的相互作用和能量交換。X X射線本質(zhì)射線本質(zhì)電磁波電磁波 具有波粒二象性具有波粒二象性 是具有一定能量、動量、質(zhì)量的是具有一定能量、動量、質(zhì)量的X X光子光子流。流。粒子性往往表現(xiàn)的比較突出粒子性往往表現(xiàn)的比較突出4X X射線的射線的特點特點 ，能透過許多對可見，能透過許多對可見光不透明的物質(zhì)，如墨紙、木料等。光不透明的物質(zhì)，如墨紙、木料等。 ，在電場磁場中不偏轉(zhuǎn)，在電場磁場中不偏轉(zhuǎn)，在通過物體時不發(fā)生反射、折射現(xiàn)象。在通過物體時不發(fā)生反射、折射現(xiàn)象。 ，但可以使照相底片，但可以使照相底片感光、熒光板發(fā)光和使氣體分離。感光、熒光板發(fā)光和使氣

3、體分離。5 高速運動的電子或高能輻射流被某種物質(zhì)阻高速運動的電子或高能輻射流被某種物質(zhì)阻止時猝然減速，伴隨電子動能的消失與轉(zhuǎn)化，產(chǎn)止時猝然減速，伴隨電子動能的消失與轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生生X射線。射線。1 1） X X射線產(chǎn)生的條件射線產(chǎn)生的條件u自由電子自由電子（加熱的鎢絲可發(fā)射電子加熱的鎢絲可發(fā)射電子）u電子做定向高速運動電子做定向高速運動（加高壓加高壓）u電子運動的路徑上有障礙物電子運動的路徑上有障礙物（設置電子撞擊靶，又稱陽設置電子撞擊靶，又稱陽極靶極靶）u 真空條件真空條件（使電子無阻地撞擊使電子無阻地撞擊）62 2） X X射線產(chǎn)生的裝置射線產(chǎn)生的裝置封閉式封閉式X X射線管射線管 X射線射線

4、真空真空電子束電子束7X X射線譜：射線譜：X X射線強度（射線強度（I I ）與波長（）與波長（）的關系曲線）的關系曲線X X射線的強度（射線的強度（I I ）：單位時間內(nèi)通過與）：單位時間內(nèi)通過與X X射射線傳播方向垂直的單位面積上的光量子數(shù)。線傳播方向垂直的單位面積上的光量子數(shù)。兩兩種種 X X射射線線譜譜連續(xù)連續(xù)X X射線譜射線譜（管壓低時）（管壓低時）特征特征X X射線譜射線譜（管壓高時）（管壓高時）8 連續(xù)連續(xù)X X射線譜是由射線譜是由最短最短波長波長。開始的一系列連續(xù)波長組開始的一系列連續(xù)波長組成，連續(xù)成，連續(xù)X X射線也稱射線也稱“白色白色X X射線射線”。最短波長最短波長（。

5、）的計算）的計算 eV=h=eV=h= hc/hc/0 0 。 1.24/V 1.24/V（nmnm） （注意：注意：管電壓管電壓V V的單位為千伏的單位為千伏KVKV， 。的單位為。的單位為nmnm） 撞擊陽極靶后，電子的動能轉(zhuǎn)變?yōu)樽矒絷枠O靶后，電子的動能轉(zhuǎn)變?yōu)閄射線和熱能。射線和熱能。每個電子動能轉(zhuǎn)變?yōu)槊總€電子動能轉(zhuǎn)變?yōu)閄射線的比例各不相同，相應射線的比例各不相同，相應的的X射線的頻率也各不相同。成千上萬電子產(chǎn)生的射線的頻率也各不相同。成千上萬電子產(chǎn)生的X射線構成連續(xù)譜。射線構成連續(xù)譜。 相當于電子把其全部的能量轉(zhuǎn)變?yōu)橄喈斢陔娮影哑淙康哪芰哭D(zhuǎn)變?yōu)閄射線能射線能量。是頻率最大、波長最短的量

6、。是頻率最大、波長最短的X射線。射線。9 X射線連續(xù)譜的強度射線連續(xù)譜的強度 X X射線強度射線強度I I 與管電流與管電流 i i，管電壓，管電壓 U U，陽極靶的原子序數(shù)，陽極靶的原子序數(shù) Z Z 之間有一經(jīng)驗公式：之間有一經(jīng)驗公式：（了解）（了解） I I 連連aiZUaiZU2 2 a a為常數(shù)，約為為常數(shù)，約為(1.1(1.11.4)1.4)10109 9 即：即：電壓越高，管流越大、陽極材料的原子序數(shù)越大，電壓越高，管流越大、陽極材料的原子序數(shù)越大，連續(xù)譜的強度越高。連續(xù)譜的強度越高。10 隨管電壓增加，隨管電壓增加，X X譜線出現(xiàn)強度較強的尖峰，且尖峰在很譜線出現(xiàn)強度較強的尖峰，

7、且尖峰在很窄的波長范圍出現(xiàn)。稱為窄的波長范圍出現(xiàn)。稱為特征特征X X射線射線(characteristic (characteristic peaks)peaks)，也稱，也稱“單色單色X X射線射線” 管電壓增加，高速運動的管電壓增加，高速運動的電子動能增大，當電子的動電子動能增大，當電子的動能大于靶材料電子與原子核能大于靶材料電子與原子核的結合能時，會將其的結合能時，會將其內(nèi)層電內(nèi)層電子子激發(fā)出去，使原位置出現(xiàn)激發(fā)出去，使原位置出現(xiàn)空位，這時原子就處于不穩(wěn)空位，這時原子就處于不穩(wěn)定狀態(tài)。需要自發(fā)地向低能定狀態(tài)。需要自發(fā)地向低能態(tài)轉(zhuǎn)化。態(tài)轉(zhuǎn)化。 特征特征X射線的產(chǎn)生機理射線的產(chǎn)生機理1112

8、K K層電子被擊出稱為層電子被擊出稱為K K系激發(fā)系激發(fā)外層電子往外層電子往K K層躍遷產(chǎn)生的層躍遷產(chǎn)生的X X射線，稱為射線，稱為K K系輻射系輻射不同外層電子躍遷至不同外層電子躍遷至K K層所引起的輻射分別以層所引起的輻射分別以K 、K 、K等表示。等表示。 L LK K 產(chǎn)生產(chǎn)生K K 輻射，輻射， K 1， K 2 ； M MK K 產(chǎn)生產(chǎn)生K K 輻輻射射 在在K K激發(fā)態(tài)下，激發(fā)態(tài)下，L L層電子向?qū)与娮酉騅 K層躍遷的幾率遠大于層躍遷的幾率遠大于M M層向?qū)酉騅 K層，所以，層，所以，K 譜線的強度大于譜線的強度大于K 譜線的強度。譜線的強度。同樣同樣 也有也有L L 輻射、輻射

9、、L L 輻射等躍遷的幾率。輻射等躍遷的幾率。在在X X射線衍射分析中，主要利用射線衍射分析中，主要利用K K 線作為輻射源。線作為輻射源。13激發(fā)電壓：激發(fā)電壓：產(chǎn)生特征產(chǎn)生特征X射線的最低電壓射線的最低電壓 激發(fā)激發(fā)K系射線所需要的電位比激發(fā)系射線所需要的電位比激發(fā)L系線高，系線高，而而L系線比系線比M線要高；線要高； 原子序數(shù)越高，激發(fā)原子序數(shù)越高，激發(fā)K層電子所需的電壓也越層電子所需的電壓也越高；高； 激發(fā)電位隨原子的種類及射線的種類而異。激發(fā)電位隨原子的種類及射線的種類而異。 在在X射線結構分析中，采用的是特征射線結構分析中，采用的是特征X射線，射線，為了使特征為了使特征X射線在光譜

10、中突出，工作電壓一般射線在光譜中突出，工作電壓一般比比K系射線的電壓高系射線的電壓高5倍左右。倍左右。14 特征特征X射線譜的特點射線譜的特點每種元素都有特征每種元素都有特征X X射線譜。射線譜?？梢杂锰卣髯V來識別元素，進行化學成分分析?？梢杂锰卣髯V來識別元素，進行化學成分分析。15當當X X射線照射到物體上時，能量主要有三個轉(zhuǎn)換過程：射線照射到物體上時，能量主要有三個轉(zhuǎn)換過程：16實質(zhì)：物質(zhì)中的電子與實質(zhì)：物質(zhì)中的電子與X X光子的相互作用。當入射光子碰撞光子的相互作用。當入射光子碰撞電子后，若電子能牢固地保持在原位置上（電子后，若電子能牢固地保持在原位置上（原子對電子的束原子對電子的束縛力

11、很強縛力很強），則光子將產(chǎn)生剛性碰撞，其作用效果是輻射出），則光子將產(chǎn)生剛性碰撞，其作用效果是輻射出電磁波電磁波散射波。散射波。新的散射波與入射波的新的散射波與入射波的、相同，位相差恒定，相同，位相差恒定，之間將可以發(fā)生相互干涉之間將可以發(fā)生相互干涉相干散射相干散射（經(jīng)典散射）（經(jīng)典散射）1 1） X X射線的散射射線的散射 非非相干散射相干散射 相干散射相干散射u 相干散射相干散射17X X射線與射線與原子中原子中束縛較松的電子束縛較松的電子或自由電子或自由電子發(fā)生發(fā)生相撞相撞， 電子被撞離原運行方向成為電子被撞離原運行方向成為反沖電子（帶走一部分能量）反沖電子（帶走一部分能量） 原原X X

12、光子光子則偏離入射方向則偏離入射方向，能量減少，形成新的散射光子。能量減少，形成新的散射光子。u 非相干散射非相干散射這種散射由于各光子能量減這種散射由于各光子能量減小的程度各不相等，即散射小的程度各不相等，即散射線的波長各不相同，因此，線的波長各不相同，因此，相互之間不會發(fā)生干涉現(xiàn)象，相互之間不會發(fā)生干涉現(xiàn)象，故稱為故稱為非相干散射非相干散射。18192 2）X X射線的吸收射線的吸收 除了被散射和透射掉一部分外，除了被散射和透射掉一部分外，X X射線能量主要將被物射線能量主要將被物質(zhì)吸收，表現(xiàn)為二次特征輻射。質(zhì)吸收，表現(xiàn)為二次特征輻射。 光電光電子子K K層層L L層層X射線射線空位空位e

13、 以以光子光子激發(fā)物質(zhì)原激發(fā)物質(zhì)原子所子所發(fā)生發(fā)生的激發(fā)電子和的激發(fā)電子和輻射光子的過程稱為輻射光子的過程稱為光電效應光電效應。被激發(fā)出。被激發(fā)出去的電子稱為去的電子稱為光電子光電子。光電效應光電效應20 當入射當入射X X光子的能量足夠大光子的能量足夠大時，可以將被照射原子的內(nèi)層時，可以將被照射原子的內(nèi)層電子激發(fā)出去，外層高能態(tài)電電子激發(fā)出去，外層高能態(tài)電子要向空位躍遷，輻射出一定子要向空位躍遷，輻射出一定波長的特征波長的特征X X射線。射線。 為與入射為與入射X X射線相區(qū)別，將射線相區(qū)別，將這種這種由由X X射線輻照射線輻照發(fā)出的發(fā)出的特征特征X X射線射線稱為稱為“二次特征二次特征X

14、X射線射線”，也稱為也稱為“熒光熒光X X射線射線”。二次特征輻射二次特征輻射K K層層L L層層L L層電層電子躍遷子躍遷熒光熒光X射線射線與短波射線激發(fā)物質(zhì)產(chǎn)生次與短波射線激發(fā)物質(zhì)產(chǎn)生次生輻射的熒光現(xiàn)象本質(zhì)相同，生輻射的熒光現(xiàn)象本質(zhì)相同，故稱為熒光效應故稱為熒光效應21俄歇效應俄歇效應 二次特征輻射過程中，當二次特征輻射過程中，當原子中原子中K K層的一個電子被激發(fā)層的一個電子被激發(fā)出去，原子具有一定的能量，出去，原子具有一定的能量，其能量釋放一部分其能量釋放一部分使使L L層的一層的一個電子躍遷到個電子躍遷到K K層空位輻射出層空位輻射出熒光熒光X X射線，射線，另一部分能量會另一部分能

15、量會使使L L層的一個電子逸出原子，層的一個電子逸出原子，此過程稱為俄歇效應此過程稱為俄歇效應。逸出。逸出原子的電子為原子的電子為俄歇電子俄歇電子俄歇俄歇電子電子K K層層L L層層e22K K層層L L層層光電子、熒光光電子、熒光X X射線、射線、俄歇電子之示意圖俄歇電子之示意圖X射線射線空位空位e光電光電子子K K層層L L層層L L層電層電子躍遷子躍遷熒光熒光X射線射線K K層層L L層層俄歇俄歇電子電子e23俄歇電子與熒光俄歇電子與熒光X X射線在同一過程中產(chǎn)生，幾率之射線在同一過程中產(chǎn)生，幾率之和為一；和為一；只有表面原子產(chǎn)生的俄歇電子才能逸出物只有表面原子產(chǎn)生的俄歇電子才能逸出物質(zhì)

16、表面被探測到，利用俄歇電子可以對物質(zhì)的表面質(zhì)表面被探測到，利用俄歇電子可以對物質(zhì)的表面成分進行分析。成分進行分析。24 當當X X射線穿過物質(zhì)時，由于受到散射，光電效應等作用，射線穿過物質(zhì)時，由于受到散射，光電效應等作用，強度會減弱，稱為強度會減弱，稱為X X射線的衰減。射線的衰減。X射線的強度衰減符合指數(shù)規(guī)律，即 I= =I0e-mx其中其中: :I-I-透射束的強度，透射束的強度，I I0 0-入射束的強度，入射束的強度， mm-質(zhì)量吸收系數(shù)質(zhì)量吸收系數(shù)(cm(cm2 2/g)/g)， -為物質(zhì)密度為物質(zhì)密度(g/cm(g/cm3 3) )，x-x-穿過物質(zhì)的厚度穿過物質(zhì)的厚度 (cm)

17、(cm)。I0e-mmxI0I2526 如果讓一束如果讓一束X射線照射到一薄片晶體上，在晶體后面放一射線照射到一薄片晶體上，在晶體后面放一黑紙包著的照相底片來探測黑紙包著的照相底片來探測X射線，則在底片顯影上可看到除射線，則在底片顯影上可看到除了透射光束造成的斑點外，還有許多其它斑點存在。為了透射光束造成的斑點外，還有許多其它斑點存在。為X射線射線的衍射斑點。的衍射斑點。1 1、X X射線衍射的概念射線衍射的概念晶體晶體底底片片鉛鉛屏屏X 射射線線管管衍射斑點衍射斑點27 28292 2、X X射線的衍射方向射線的衍射方向X射線在晶體中的衍射方向符合：勞厄方程 布拉格方程推導勞厄方程、布拉格方

18、程做的推導勞厄方程、布拉格方程做的兩點假設兩點假設：（1 1）入射線與衍射線都是平行波。）入射線與衍射線都是平行波。（2 2）原子尺寸忽略不計，晶體中各原子發(fā)出的）原子尺寸忽略不計，晶體中各原子發(fā)出的相干散射是由原子中心發(fā)出的。相干散射是由原子中心發(fā)出的。30H，K，L稱為衍射指數(shù)，為任稱為衍射指數(shù)，為任意整數(shù)意整數(shù) , , , , g g 分別為散射光與三個點分別為散射光與三個點陣軸的夾角陣軸的夾角 0 0, , 0 0, , g g0 0分別為入射光與三個分別為入射光與三個點陣軸的夾角點陣軸的夾角對于三維情形對于三維情形，衍射條件為：，衍射條件為：勞厄方程勞厄方程 a (cos a (co

19、s - cos - cos 0 0) = H) = H b (cos b (cos - cos - cos 0 0) = K) = K c (cos c (cosg g cos cos g g0 0) = L) = L 3132布拉格方程（布拉格方程（BraggBragg方程）方程）前提：前提：晶體是由許多晶體是由許多平行等距的原子面平行等距的原子面層層疊合而成的?？蓪訉盈B合而成的?？梢哉J為晶體是由晶面指數(shù)（以認為晶體是由晶面指數(shù)（hkl)hkl)的晶面堆垛而成的，晶面之的晶面堆垛而成的，晶面之間的距離為間的距離為d dhklhkl 同一晶面中原子的干涉同一晶面中原子的干涉 122 1D= B

20、C AD= BC ADABcosABcosABcosABcosAB(cosAB(coscos)cos) 時時方向最容易確定，方向最容易確定，且且 D D = = 0衍射波相互加強衍射波相互加強C D 研究反射方向上的散射波研究反射方向上的散射波33平行的原子面間平行的原子面間原子的干涉原子的干涉結論：同一晶面內(nèi)的所有原子在入射光的反射方向上，結論：同一晶面內(nèi)的所有原子在入射光的反射方向上，衍射波（散射波）位相相同，光程差為衍射波（散射波）位相相同，光程差為0 0，互相加強。，互相加強。同樣，也選取了反射方向來探討同樣，也選取了反射方向來探討D= = AB + BCAB + BC = d = d

21、hklhklsinsin + d + dhklhklsinsin = 2d = 2dhklhklsinsin 滿足衍射的條件為：滿足衍射的條件為： 2d2dhklhklsinsin = n = n 即為即為BraggBragg方程方程hklhkl34布拉格方程：布拉格方程：式中式中 為布拉格角（入射角、反射角）為布拉格角（入射角、反射角）d dhklhkl為面間距為面間距n n為整數(shù)（為整數(shù)（0 0，1 1，22），稱為反射級數(shù)（衍射級數(shù)），稱為反射級數(shù)（衍射級數(shù)） n n1 1，稱為第一級反射；，稱為第一級反射；n n2 2稱為第二級反射稱為第二級反射 2dhklhklsin = n 當當X

22、 X射線的波長（射線的波長（ ）和衍射面（）和衍射面（d dhklhkl）選定以后，可能有的）選定以后，可能有的衍射級數(shù)衍射級數(shù)n n也就確定了，它不是無限的（因也就確定了，它不是無限的（因sin sin 1 1）。）。35 根據(jù)布拉格方程根據(jù)布拉格方程 ：2dhklhklsin = n sinsin n n /2d/2dhklhkl1 1 2d2dhklhkl / n / n （因（因n n最小為最小為1 1） 2d2dhklhkl 但但 不能太小，否則不能太小，否則 就非常小，不利于測定就非常小，不利于測定36a a、已知特征、已知特征X X射線的射線的 ，通過測量，通過測量 角，可計算角

23、，可計算 出晶面間距出晶面間距d d；【用于晶體的結構分析用于晶體的結構分析】b b、已知晶面間距、已知晶面間距d d，通過測量，通過測量 角，可計算出未角，可計算出未知知X X射線的射線的 【X X射線光譜學射線光譜學】2dsin n 37習慣上，把習慣上，把X X射線射線的的衍射衍射稱為稱為X X射線的射線的反射反射。 X射線照射各原子面產(chǎn)生的反射線實質(zhì)是各原子面產(chǎn)生的射線照射各原子面產(chǎn)生的反射線實質(zhì)是各原子面產(chǎn)生的反射方向上的相干散射線，并且是干涉一致加強的結果，即反射方向上的相干散射線，并且是干涉一致加強的結果，即衍射線。衍射線。 在材料的衍射分析工作中在材料的衍射分析工作中，“反射反

24、射”等同于等同于“衍射衍射”。但但X X射線反射射線反射與與可見光反射可見光反射的作用原理不同的作用原理不同（a a）X X射線反射是射線反射是X X射線經(jīng)由晶體中的原子發(fā)生的相射線經(jīng)由晶體中的原子發(fā)生的相干散射干散射；而可而可見光的反射是在表層上產(chǎn)生，僅發(fā)生在兩種介質(zhì)的界面見光的反射是在表層上產(chǎn)生，僅發(fā)生在兩種介質(zhì)的界面（b b）X X射線則只能在有限的射線則只能在有限的 角（角（ 角滿足布拉格方程）方向才產(chǎn)角滿足布拉格方程）方向才產(chǎn)生反射；生反射；而可見光在任意入射角方向均能產(chǎn)生反射而可見光在任意入射角方向均能產(chǎn)生反射（c c）衍射線強度通常比入射強度低得多；）衍射線強度通常比入射強度低得

25、多；而可見光的反射效率可接而可見光的反射效率可接近近100100。383 3、X X射線衍射的本質(zhì)射線衍射的本質(zhì)X X射線射線呈周期排列的原子呈周期排列的原子原子成為新的散射波源原子成為新的散射波源照射照射大部分方向相消干涉大部分方向相消干涉幾個方向相長干涉幾個方向相長干涉衍射束衍射束39目的目的:分析衍射線方向及強度，得到物質(zhì)的結構信息分析衍射線方向及強度，得到物質(zhì)的結構信息 2dsin=n照相法照相法 40衍射儀法衍射儀法特征特征X射線照射晶體樣品射線照射晶體樣品 晶體樣品發(fā)生衍射晶體樣品發(fā)生衍射 產(chǎn)生產(chǎn)生衍射花樣衍射花樣 采用采用輻射探測器輻射探測器記錄記錄衍射花樣衍射花樣。衍射花樣：強

26、度衍射花樣：強度(I)對位置對位置(2)的分布的分布(I- 2)曲線曲線41 常用衍射儀常用衍射儀主要由主要由X X射線射線發(fā)生系統(tǒng)、測發(fā)生系統(tǒng)、測角及探測控制角及探測控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)三大部理系統(tǒng)三大部分組成。分組成。核心核心部件是測角儀部件是測角儀。4243A X射線發(fā)生器射線發(fā)生器X 射線發(fā)生器由射線發(fā)生器由X光管和高電壓發(fā)生器光管和高電壓發(fā)生器組成。組成。一般分析一般分析重元素重元素時選用時選用鎢靶鎢靶，分析，分析輕元素輕元素時選用時選用鉻靶鉻靶。高電壓發(fā)生器一般輸出高電壓發(fā)生器一般輸出50-100kV，50-100mA.直流電源可獲得更強的直流電源可獲得更強的X射線。

27、射線。44B X射線測角儀射線測角儀測角儀是測角儀是X射線的核心組成射線的核心組成部分；試樣臺位于測角儀中部分；試樣臺位于測角儀中心。心。試樣臺的中心軸與測角儀的試樣臺的中心軸與測角儀的中心軸垂直。中心軸垂直。試樣臺既可以繞測角儀中心試樣臺既可以繞測角儀中心軸轉(zhuǎn)動，又可以繞自身中心軸轉(zhuǎn)動，又可以繞自身中心軸轉(zhuǎn)動。軸轉(zhuǎn)動。45C 探測器探測器作用作用是接收樣品衍射線（光子），并將是接收樣品衍射線（光子），并將光信號光信號轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變?yōu)闉殡姡ㄋ矔r脈沖）信號電（瞬時脈沖）信號。 正比計數(shù)器正比計數(shù)器 蓋革計數(shù)器蓋革計數(shù)器 閃爍計數(shù)器閃爍計數(shù)器閃爍計數(shù)器和正比計數(shù)器閃爍計數(shù)器和正比計數(shù)器是目前使用最為普遍

28、的計是目前使用最為普遍的計數(shù)器。要求定量關系較為準確的情況下習慣使用數(shù)器。要求定量關系較為準確的情況下習慣使用正正比計數(shù)器比計數(shù)器；蓋革計數(shù)器使用已逐漸減少。；蓋革計數(shù)器使用已逐漸減少。46D、掃描方式、掃描方式連續(xù)掃描法連續(xù)掃描法：讓試樣和探測器以：讓試樣和探測器以1 1：2 2的角速度作勻速圓周運的角速度作勻速圓周運動，在轉(zhuǎn)動過程中同時將探測器依次所接收到的各晶面衍射動，在轉(zhuǎn)動過程中同時將探測器依次所接收到的各晶面衍射信號輸入到記錄系統(tǒng)或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，從而獲得衍射圖譜。信號輸入到記錄系統(tǒng)或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，從而獲得衍射圖譜。 連續(xù)掃描方式掃描速度快、工作效率高，但誤差較大。連續(xù)掃描方式掃描速度

29、快、工作效率高，但誤差較大。一般用于對樣品的全掃描測量一般用于對樣品的全掃描測量( (如物相定性分析時如物相定性分析時) )。 步進掃描法步進掃描法：又稱階梯掃描，步進掃描工作是不連續(xù)的，試：又稱階梯掃描，步進掃描工作是不連續(xù)的，試樣每轉(zhuǎn)動一定的角度即停止，在這期間，探測器等后續(xù)設備樣每轉(zhuǎn)動一定的角度即停止，在這期間，探測器等后續(xù)設備開始工作，并以定標器記錄測定在此期間內(nèi)衍射線的總計數(shù)，開始工作，并以定標器記錄測定在此期間內(nèi)衍射線的總計數(shù)，然后試樣轉(zhuǎn)動一定角度，重復測量，輸出結果。然后試樣轉(zhuǎn)動一定角度，重復測量，輸出結果。 步進掃描測量精度高并受步進寬度與步進時間的影響，步進掃描測量精度高并受

30、步進寬度與步進時間的影響，速度慢。適于做各種定性，定量分析工作。速度慢。適于做各種定性，定量分析工作。472 2）樣品的制備）樣品的制備48薄膜薄膜常需將若干層疊粘成片常需將若干層疊粘成片纖維纖維需剪成粉末狀，用玻璃片壓成表面平整的需剪成粉末狀，用玻璃片壓成表面平整的“氈片氈片”。顆?；蚍勰╊w?；蚍勰悠芬心サ绞钟|無顆粒感，然后填入樣品要研磨到手觸無顆粒感，然后填入框槽中，用玻璃輕壓抹平框槽中，用玻璃輕壓抹平高聚物樹脂高聚物樹脂可用壓機冷壓制樣?？捎脡簷C冷壓制樣。49典型聚集態(tài)衍射峰的特點典型聚集態(tài)衍射峰的特點晶態(tài)試樣衍射，特征是衍晶態(tài)試樣衍射，特征是衍射峰尖銳，基線緩平。射峰尖銳，基線緩平

31、。固態(tài)非晶試樣散射，呈現(xiàn)固態(tài)非晶試樣散射，呈現(xiàn)為一個（兩個）相當寬化為一個（兩個）相當寬化的的“隆峰隆峰”50有尖銳峰，且被隆拱起，有尖銳峰，且被隆拱起，表明試樣中晶態(tài)與非晶表明試樣中晶態(tài)與非晶態(tài)態(tài)“兩相兩相”差別明顯。差別明顯。隆峰之上有突出峰，但不隆峰之上有突出峰，但不尖銳，這表明試樣中晶相尖銳，這表明試樣中晶相很不完整。很不完整。5152物相分析物相分析 晶體結構分析晶體結構分析 晶粒度測定晶粒度測定 結晶度的測定結晶度的測定宏觀應力的測定宏觀應力的測定 取向研究取向研究物相定性分析物相定性分析 物相定量分析物相定量分析 衍射花樣的指數(shù)標定衍射花樣的指數(shù)標定點陣常數(shù)（晶胞參數(shù)）測定點陣常

32、數(shù)（晶胞參數(shù)）測定晶體對稱性（空間群）的測定晶體對稱性（空間群）的測定等效點系的測定等效點系的測定531、X射線物相定性分析射線物相定性分析衍射花樣衍射花樣（I、2）點陣類型、晶胞大點陣類型、晶胞大小和形狀、原子種小和形狀、原子種類、數(shù)目和位置類、數(shù)目和位置結構參數(shù)結構參數(shù)結論：每種晶體物質(zhì)都有其相應的衍射花樣結論：每種晶體物質(zhì)都有其相應的衍射花樣晶體物質(zhì)晶體物質(zhì)只需將所有晶體物質(zhì)進行衍射或照相，再將衍射花樣只需將所有晶體物質(zhì)進行衍射或照相，再將衍射花樣存檔，需要時將待分析的試樣的衍射花樣與之對比，存檔，需要時將待分析的試樣的衍射花樣與之對比，找出相同者即可。找出相同者即可。54根據(jù)根據(jù)X射線衍射強度，某一物相相對含量增加，其衍射強射線衍射強度，某一物相相對含量增加，其衍射強度隨之增加。但由于吸收（度隨之增加。但由于吸收（ ）的存在，強度與相對含）的存在，強度與相對含量間不是正比關系。量間不是正比關系。2、物相定量分析方法物相定量分析方法 jjjjjfBCVBCI 外標法、內(nèi)標法等外標法、內(nèi)標法等55KDBB 0()cos 56570()coskDBB58%