![材料科學(xué)第2章X-射線衍射方向課件_第1頁](http://file4.renrendoc.com/view/f72fce3bbd8ef6ddbc7143abdd680516/f72fce3bbd8ef6ddbc7143abdd6805161.gif)
![材料科學(xué)第2章X-射線衍射方向課件_第2頁](http://file4.renrendoc.com/view/f72fce3bbd8ef6ddbc7143abdd680516/f72fce3bbd8ef6ddbc7143abdd6805162.gif)
![材料科學(xué)第2章X-射線衍射方向課件_第3頁](http://file4.renrendoc.com/view/f72fce3bbd8ef6ddbc7143abdd680516/f72fce3bbd8ef6ddbc7143abdd6805163.gif)
![材料科學(xué)第2章X-射線衍射方向課件_第4頁](http://file4.renrendoc.com/view/f72fce3bbd8ef6ddbc7143abdd680516/f72fce3bbd8ef6ddbc7143abdd6805164.gif)
![材料科學(xué)第2章X-射線衍射方向課件_第5頁](http://file4.renrendoc.com/view/f72fce3bbd8ef6ddbc7143abdd680516/f72fce3bbd8ef6ddbc7143abdd6805165.gif)
版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)
文檔簡介
第2章X射線衍射幾何條件一.衍射的概念與布拉格方程二.衍射方向三.衍射方法第2章X射線衍射幾何條件1二.衍射的概念與布拉格方程衍射的概念可見光的干涉條件:一個點光源發(fā)出的光波,振動方向相同,頻率相同,位向一定時能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。X射線的衍射條件:基于光的干涉條件,還要做一些假設(shè)。1.平行光;2.電子集中在原子中心;3.原子不作熱振動。二.衍射的概念與布拉格方程衍射的概念2晶體物質(zhì)是由原子、離子或原子團在三維空間按一定規(guī)律周期性排列構(gòu)成的。當具有一定波長的單色平面X射線波射入晶體時,這些規(guī)則排列的質(zhì)點將對入射波中與其靠近的光子產(chǎn)生散射,由于散射強度較大,于是各個質(zhì)點作為新波源發(fā)射次級波.樣品對X射線的散射晶體物質(zhì)是由原子、離子或原子團在三維空間按一定規(guī)律周期性排列3次級波在空間傳播,互相干涉次級波在空間傳播,互相干涉4那么,什么情況下次級波相干加強,得到極大值,即產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。什么情況下次級波相干減弱或者趨于零呢?下面討論相干加強產(chǎn)生衍射的條件。那么,什么情況下次級波相干加強,得到極大值,即產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。5波動光學(xué)原理
根據(jù)波動光學(xué)原理,相鄰原子面層的散射波其干涉加強的條件是,它們的波程差應(yīng)為波長的整數(shù)倍。波動光學(xué)原理根據(jù)波動光學(xué)原理,相鄰原子面層的散射6波的合成示意圖波的合成示意圖7RdQTSAλθBB’θA’布拉格方程的引入RdQTSAλθBB’θA’布拉格方程的引入8布拉格方程d:衍射晶面間距。λ:入射X射線的波長。Θ:入射束與衍射晶面之間的夾角。n:
衍射級數(shù)(n=0,1,2,3……),當n=0就是透射束,與入射束平行。為了應(yīng)用的方便,僅考慮一級衍射,布拉格方程寫為布拉格方程d:衍射晶面間距。9布拉格方程的應(yīng)用1.波長λ恒定,通過測θ求晶面間距d,進行X射線晶體結(jié)構(gòu)分析。**2.晶面間距d恒定,通過測θ求λ,X射線光譜學(xué)分析(元素分析)。布拉格方程的應(yīng)用1.波長λ恒定,通過測θ求晶面間距d,進10三.X射線的衍射方向從布拉格方程可以看出,在波長一定的情況下,衍射線的方向是晶面間距d的函數(shù)。如果將某晶系的d值代入布拉格方程,就可以得到該晶系的衍射方向表達式。例如對于立方晶系三.X射線的衍射方向從布拉格方程可以看11立方晶系衍射方向表達式晶胞常數(shù)為a的(hkl)晶面對波長為λ的X射線的衍射方向公式。通過測定衍射束的方向,可以測出晶胞的形狀和尺寸。立方晶系衍射方向表達式晶胞常數(shù)為a的(hkl)晶12X射線衍射方向和晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系
由此可見,布拉格方程可以反映出晶體結(jié)構(gòu)中晶胞大小及形狀的變化,但是并未反映出晶胞中原子的種類和位置。立方晶系:正方晶系:斜方晶系:X射線衍射方向和晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系由此可見13四.勞埃方程與布拉格方程的一致性
由于晶體中原子呈周期性排列,勞埃設(shè)想晶體為光柵(點陣常數(shù)為光柵常數(shù)),晶體中原子受X射線照射產(chǎn)生球面散射波并在一定方向上相互干涉,形成衍射光束。四.勞埃方程與布拉格方程的一致性由于晶體中原子141.一維勞埃方程一維勞埃方程的導(dǎo)出設(shè)s0及s分別為入射波及任意方向上原子散射波單位矢量,a為點陣基矢,0為s0與a之間的夾角,為s與a之間的夾角,則原子列中任意兩相鄰原子(A與B)散射波間光程差()為
=AM-BN=acos-acos0
α為s與a之夾角αo為so與a之夾角1.一維勞埃方程一維勞埃方程的導(dǎo)出α為s與a之夾角αo為15散射波干涉加強的條件為=H,即
a(cos-cos0)=H
式中:H——任意整數(shù)。此式表達了單一原子列對入射波()及入射方向(0)和衍射線方向()的相互關(guān)系,稱為一維勞埃方程。亦可寫為a·(s-s0)=H
散射波干涉加強的條件為=H,即16同理2.二維勞埃方程
a(cos-cos0)=Hb(cos-cos0)=K
或a·(s-s0)=Hb·(s-s0)=K
同理2.二維勞埃方程a(cos-cos0)17同理3.三維勞埃方程a(cos-cos0)=Hb(cos-cos0)=Kc(cos-cos0)=L
把上式聯(lián)立并求解,就可以推導(dǎo)出布拉格方程。三維勞埃方程也可寫成a·(s-s0)=Hb·(s-s0)=Kc·(s-s0)=L同理3.三維勞埃方程a(cos-cos0)=H18勞埃方程的約束性或協(xié)調(diào)性方程
cos20+cos20+cos20=1cos2+cos2+cos2=10,0,0
為入射X射線與單胞矢量的夾角,,為衍射X射線與單胞矢量的夾角勞埃方程的約束性或協(xié)調(diào)性方程cos20+cos20+c19五.X射線衍射方法衍射現(xiàn)象只有滿足布拉格方程時才能發(fā)生。如果在X射線光路中簡單的放上單晶體,那么,不一定會產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。必須采用滿足布拉格方程的方法。要么連續(xù)改變波長λ,要么連續(xù)改變?nèi)肷浣铅取7椒ňw波長入射角勞埃照相法單晶體變化不變化周轉(zhuǎn)晶體法單晶體不變化變化粉末法多晶體不變化變化X射線衍射常用的三種方法五.X射線衍射方法衍射現(xiàn)象只有滿足布拉格方程時才20單晶體晶體單晶體晶體211.勞埃法(改變波長)
根據(jù)X射線源,晶體,膠片的位置不同分為透射法和反射法兩種。膠片為平板形,與入射線垂直放置。DR
tg2θ=R/D透射法反射法1.勞埃法(改變波長)根據(jù)X射線源,晶體,22鋁單晶的透射勞埃和反射勞埃照片規(guī)則排列的斑點,叫做“勞埃斑”,同一曲線上的勞埃斑屬于同一晶帶。
透射反射鋁單晶的透射勞埃和反射勞埃照片規(guī)則排列的斑點,叫做“勞埃斑23
勞埃法可以得到衍射晶面,晶體取向,晶體不完整等信息。D為試樣到底片的距離R為底板上衍射斑到透射斑的距離勞埃法可以得到衍射晶面,晶體取向,晶體不完整等信息。242.周轉(zhuǎn)晶體法周轉(zhuǎn)晶體法的特點是波長不變,通過旋轉(zhuǎn)晶體,使晶面與入射束的θ角滿足布拉格方程。將單晶體的某一晶軸或某一重要晶向垂直于X射線安裝,再將膠片在單晶體四周圍成圓筒形。讓晶體繞選定的晶向旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)軸與圓筒狀膠片的中心軸重合。在單晶體不斷的旋轉(zhuǎn)過程中某些晶面會在某個瞬間和入射線的夾角滿足布拉格方程,于是在此瞬間就會產(chǎn)生一根衍射線,膠片上就得到一個感光點。用途:未知晶體的晶體結(jié)構(gòu)分析。2.周轉(zhuǎn)晶體法周轉(zhuǎn)晶體法的特點是波長不變,通過旋轉(zhuǎn)晶體,使25周轉(zhuǎn)晶體法示意圖
將單晶體的某一晶軸或某一重要的晶向垂直于X射線安裝,再將底片在單晶體周圍成圓筒形。拍照時讓晶體繞選定的晶向旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)軸與圓筒狀底片的中心軸重合。特點是入射線的波長λ不變,靠旋轉(zhuǎn)單晶體以連續(xù)改變各個晶面與入射線的θ角來滿足布拉格條件。在單晶體不斷旋轉(zhuǎn)的過程中,某組晶面在某個瞬間會與入射線的夾角能滿足布拉格方程,于是便產(chǎn)生一根衍射線,在底片上得到一個感光點。
周轉(zhuǎn)晶體法示意圖將單晶體的某一晶軸或某一重要263.
粉末法用X射線照射多晶體試樣,利用晶粒的不同取向來改變θ以滿足布拉格方程。多晶體試樣采用粉末,塊狀,板狀,絲狀等。3.粉末法用X射線照射多晶體試樣,利用晶粒的不同取向來改變27粉末法原理
在粉末中有無數(shù)個晶粒和無數(shù)個(hkl)晶面,當X射線照射到這些隨機分布的晶粒上時,滿足布拉格條件的(hkl)晶面,就會在2θ方向上產(chǎn)生衍射,形成以4θ為頂角的衍射圓錐。不同晶面會形成不同頂角的圓錐。如果用一張長條膠片以試樣為中心圍成圓筒,這樣所有的衍射圓錐都與膠片相交,感光出衍射圓環(huán)的部分弧段,將膠片展開得到同心圓環(huán)。測圓環(huán)的半徑可確定衍射晶面。粉末法原理在粉末中有無數(shù)個晶粒和無數(shù)個(hkl)28
多晶體試樣衍射圓錐的形成
多晶體試樣衍射圓錐的形成29粉末法拍攝照片意圖粉末法拍攝照片意圖30粉末法的主要特點主要特點1.試樣獲得容易、衍射花樣能全面反映晶體的信息。2.可以進行物相分析、點陣參數(shù)測定、應(yīng)力測定、織構(gòu)、晶粒度測定等。所以是衍射分析中最常用的一種方法。粉末法的主要特點主要特點31粉末樣品制備
粉末樣品制備一般經(jīng)過粉碎(韌性材料用挫刀挫)、研磨、過篩(250~325目)等過程,最后粘接為細圓柱狀(直徑0.2~0.8mm左右),長度約為10~15mm。經(jīng)研磨后的韌性材料粉末應(yīng)在真空或保護氣氛下退火,以清除加工應(yīng)力。粉末樣品制備粉末樣品制備一般經(jīng)過粉碎(韌性材料用挫刀挫)、32進行晶體結(jié)構(gòu)分析時,要把握兩類信息。1.衍射方向:即θ角,在λ一定的情況下取決于晶面間距d。衍射方向反映了晶胞的大小以及形狀因素,可以利用布拉格方程來描述。2.衍射強度:單位時間內(nèi)通過與衍射方向相垂直的單位面積上的X射線光量子數(shù)目。在衍射儀上反映的是衍射峰的高低(或積分強度——衍射峰輪廓所包圍的面積),在
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 餐廳前臺服務(wù)總結(jié)
- 酷咖食品科技產(chǎn)業(yè)園建設(shè)項目可行性研究報告模板-立項拿地
- 10月石家莊房地產(chǎn)市場調(diào)研總結(jié)報告
- 2025-2030全球環(huán)錠細紗機單錠檢測系統(tǒng)行業(yè)調(diào)研及趨勢分析報告
- 2025年全球及中國有機天然肥料行業(yè)頭部企業(yè)市場占有率及排名調(diào)研報告
- 2025年全球及中國風(fēng)冷單螺桿式冷水機組行業(yè)頭部企業(yè)市場占有率及排名調(diào)研報告
- 2025年全球及中國航空航天設(shè)備零部件用超聲波清洗機行業(yè)頭部企業(yè)市場占有率及排名調(diào)研報告
- 2025年全球及中國網(wǎng)紅孵化服務(wù)行業(yè)頭部企業(yè)市場占有率及排名調(diào)研報告
- 2025-2030全球電池護照(DDP)行業(yè)調(diào)研及趨勢分析報告
- 2025年全球及中國冷加工噴丸機行業(yè)頭部企業(yè)市場占有率及排名調(diào)研報告
- 蘇教版四年級數(shù)學(xué)下冊第三單元第二課時《常見的數(shù)量關(guān)系》課件
- 浙江省臺州市2021-2022學(xué)年高一上學(xué)期期末質(zhì)量評估政治試題 含解析
- 寧夏“8·19”較大爆燃事故調(diào)查報告
- 中國高血壓防治指南(2024年修訂版)解讀課件
- 2024年浙江省中考科學(xué)試卷
- 初三科目綜合模擬卷
- 2024年全國高考新課標卷物理真題(含答案)
- 勞動合同薪酬與績效約定書
- 消除醫(yī)療歧視管理制度
- 足療店營銷策劃方案
- 學(xué)校安全一崗雙責
評論
0/150
提交評論