X射線衍射方向

1、2022-7-4材料化學(xué)研究方法1 衍射方向條件衍射方向條件主講教師：張華主講教師：張華所屬單位：山東理工大學(xué)所屬單位：山東理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 內(nèi)容綱要內(nèi)容綱要： 布拉格方程布拉格方程 衍射條件的數(shù)字化衍射條件的數(shù)字化 衍射矢量方程衍射矢量方程衍射條件的矢量化衍射條件的矢量化 厄瓦爾德圖解厄瓦爾德圖解衍射條件的可操作化衍射條件的可操作化本節(jié)任務(wù)：本節(jié)任務(wù)：解讀單晶和多晶的解讀單晶和多晶的X X射線衍射花樣射線衍射花樣。1 1、正點(diǎn)陣與倒易點(diǎn)陣的相互轉(zhuǎn)化正點(diǎn)陣與倒易點(diǎn)陣的相互轉(zhuǎn)化2 2、r r* *HKLHKL的基本性質(zhì)的基本性質(zhì)：(1)r*HKL垂直于正點(diǎn)陣中相應(yīng)的

2、（垂直于正點(diǎn)陣中相應(yīng)的（HKL）晶面。）晶面。(2) r*HKL的長(zhǎng)度等于的長(zhǎng)度等于(HKL)之晶面間距之晶面間距dHKL的倒數(shù)。的倒數(shù)。前導(dǎo)知識(shí)前導(dǎo)知識(shí)圖圖 （010）與（）與（020）面（干涉指數(shù)引例）面（干涉指數(shù)引例） 若僅考慮晶面的空間方位，則若僅考慮晶面的空間方位，則A1，B1，A2，B2，與與A1，A2，A3，一樣，均以晶面指數(shù)（一樣，均以晶面指數(shù)（010）標(biāo)識(shí)，）標(biāo)識(shí)，但若進(jìn)一步考慮二者晶面間距之不同，則可分別用但若進(jìn)一步考慮二者晶面間距之不同，則可分別用（010）和（）和（020）標(biāo)識(shí)，此即為）標(biāo)識(shí)，此即為干涉指數(shù)干涉指數(shù)。 3 3、干涉指數(shù)、干涉指數(shù)NaCl 單晶的單晶的X

3、射線衍射斑點(diǎn)射線衍射斑點(diǎn)石英石英 (SiO2) 的的X 射線衍射斑點(diǎn)射線衍射斑點(diǎn)勞厄法的勞厄法的 X X 射線衍射實(shí)驗(yàn)示意圖射線衍射實(shí)驗(yàn)示意圖衍射斑紋（勞 厄 斑）晶體X射線（硫化銅）記記錄錄底底片片單波長(zhǎng)單波長(zhǎng)X射線下多晶（粉末）的衍射花樣射線下多晶（粉末）的衍射花樣布拉格實(shí)驗(yàn)裝置布拉格實(shí)驗(yàn)裝置一、布拉格方程一、布拉格方程相位集中時(shí)相位集中時(shí)發(fā)生干涉相發(fā)生干涉相互增強(qiáng)互增強(qiáng)衍射現(xiàn)象衍射現(xiàn)象qqd單一原子面的反射單一原子面的反射任意兩相鄰原子任意兩相鄰原子(P和和Q)散射線光程差散射線光程差 =QR-PSPQcos- PQcos 0 =ML+LN=2dsinq q ；干涉一致加強(qiáng)的條件；干涉一

4、致加強(qiáng)的條件為為 =n ，即，即2dsinq q=n 二、衍射矢量方程二、衍射矢量方程2、衍射矢量方程條件、衍射矢量方程條件s-s0/N (s-s0) = r*HKL s-s0矢量的大小矢量的大小(s-s0) = r*HKLs-s0矢量的方向矢量的方向注：注：(r*HKL=1/dHKL)矢量條件表達(dá)式：矢量條件表達(dá)式：同一晶體各晶面衍射矢量三角形關(guān)系同一晶體各晶面衍射矢量三角形關(guān)系腳標(biāo)腳標(biāo)1、2、3分別代表晶面指數(shù)分別代表晶面指數(shù)H1K1L1、H2K2L2和和H3K3L3 1、衍射矢量條件給出反射球模型、衍射矢量條件給出反射球模型單波長(zhǎng)單波長(zhǎng)X射線下單晶的厄瓦爾德圖解射線下單晶的厄瓦爾德圖解 2、將樣品的倒易點(diǎn)陣引入反射球模型、將樣品的倒易點(diǎn)陣引入反射球模型2.1 單晶情況單晶情況連續(xù)波長(zhǎng)連續(xù)波長(zhǎng)X射線下單晶的衍射花樣射線下單晶的衍射花樣 單波長(zhǎng)單波長(zhǎng)X射線下多晶（粉末）的厄瓦爾德圖解射線下多晶（粉末）的厄瓦爾德圖解 2.2 多晶（粉末）情況多晶（粉末）情況單波長(zhǎng)單波長(zhǎng)X射線下多晶（粉末）的衍射花樣（示意圖