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电镜和XRD比较.docx

上传人:shugezhang1 2022/8/16 文件大小:62 KB

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电镜和XRD比较.docx

文档介绍

文档介绍:1样品物象的表征包括形貌、粒度和晶相三个方面。物相分析一般使用X 一射线粉末衍 射仪(XRD)和电子显微镜。形貌和粒度可通过扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)直 接观测到粒子的大小和形状。但由于电镜只能观测局部区域,可能产生较大的统计误体的比表面积
s = 6 / pD
在这里,N为堆垛层数,D仙表示垂直于晶面(h k l)的厚度,d成为晶面间距;s为比表面积, p为纳米材料的晶体密度。
电子透射电镜(TEM)
TEM主要由三部分组成:电子光学部分、真空部分和电子部分。它的成像原理是阿贝提出 的相干成像。
(1) 当一束平行光束照射到具有周期性结构特征的物体时,便产生衍射现象。除零级衍 射束外,还有各级衍射束,经过透镜的聚焦作用,在其后焦面上形成衍射振幅的极 大值,每一个振幅的极大值又可看作次级相干源,由它们发出次级波在像平面上相 干成像。在透射电镜中,用电子束代替平行入射光束,用薄膜状的样品代替周期性 结构物体,就可重复以上衍射成像过程。
(2) 对于透射电镜,改变中间镜的电流,使中间镜的物平面从一次像平面移向物镜的后 焦面,可得到衍射谱。反之,让中间镜的物平面从后焦面向下移到一次像平面,就
可看到像(图1)。这就是为什么透射电镜既能看到衍射谱又能观察像的原因。
图1 TEM中成像 (a)和成衍射谱(b) 的光路图
粉末X射线衍射XRD(X Ray Diffraction)分析仪多为旋转阳极X射线衍射仪,由单色 X射线源、样品台、测角仪、探测器和X射线强度测量系统所组成。Cu靶X射线发生器发 出的单色X射线。
透射电子显微镜TEM(Transmission Electron Microscope)是通过撷取穿透物质的直射电 子或弹性电子成像或做成衍射图样来做微细组织和晶体结构研究,分析时,通常是利用电子成 像的衍射对比,做成明视野或暗视野影像,并配合衍射图案来进行观察⑶。
原子力显微镜AFM(Atomic Force Microscope)也称扫描力显微镜,其工作原理如图 所示回。一个对力非常敏感的微悬臂,其尖端有一个微小的探针,当探针接近样品表面时, 由于原子间的相互作用力,使得装配探针的悬臂发生微弯曲,检测到微弯曲的情况,就知道 表面与原子力之间的原子力大小。将微悬臂弯曲的信号的形变转换成光电信号并放大,就可 以得到原子之间力的微弱变化信号。利用微悬臂间接地感受和放大原子之间的作用力,从而 达到检测的目的。在探针沿表面扫描时,保持尖端与表面原子力恒定所需施加于压电材料两 端的电压波形,就反映了表面形貌。原子力显微镜能观察到纳米尺度的物体,甚至可看到原 子。
讨论
采用X射线衍射法(本研究中采用4条低角度(2OM50°) X射线衍射线)计算纳米粒子的平 均粒径是因为高角度(20>50°)X射线衍射线的Ka1与Ka2双线会分裂开,造成线宽化的假象, 这会影响实际线宽化测量值。其次,X射线衍射法测定的是纳米粒子的晶粒度,当纳米粒子 为单晶时,测量的直径即为颗粒粒径;当粒子为多晶时,测量的为平均晶粒大小。所以,此 时的粒径测量值可能会小于实际粒径值。当小晶体的尺寸和形状基本一致时,计算结果比较 可靠。但一般粉末试样的具体大小都有一定的分布,谢乐的微晶尺度计算公式需修正,否则 只能是近似结果。X射线衍射法是非破坏性检测方法,