文档介绍：二 X射线衍射
1895年伦琴发现X射线后,认为是一种波,但无法证明。
2. 当时晶体学家对晶体构造(周期性)也没有得到证明。
1912年劳厄将X射线用于CuSO4晶体衍射同时证明了这两个问题,从此诞生了X射线晶体衍射学。
布拉格定律的讨论------ (3) 干涉面
为了使用方便, 常将布拉格公式改写成。
如令,则
这样由(hkl)晶面的n级反射,可以看成由面间距为的(HKL)晶面的1级反射,(hkl)与(HKL)面互相平行。不一定是晶体中的原子面,而是为了简化布拉格公式而引入的反射面,常将它称为干涉面。
X射线衍射仪法
X射线衍射仪是广泛使用的X射线衍射装置。1913年布拉格父子设计的X射线衍射装置是衍射仪的早期雏形,经过了近百年的演变发展,今天的衍射仪如下图所示。
X射线衍射仪
X射线衍射仪的主要组成部分有X射线衍射发生装置、测角仪、辐射探测器和测量系统,除主要组成部分外,还有计算机、打印机等。
X射线衍射发生装置
测角仪
测角仪圆中心是样品台H。样品台可以绕中心O轴转动。平板状粉末多晶样品安放在样品台H上,并保证试样被照射的表面与O轴线严格重合。
测角仪圆周上安装有X射线辐射探测器,探测器亦可以绕O轴线转动。
工作时,探测器与试样同时转动,但转动的角速度为2:1的比例关系。
衍射仪中的光路布置
X射线经线状焦点S发出,为了限制X射线的发散,在照射路径中加入S1梭拉光栏限制X射线在高度方向的发散,加入DS发散狭缝光栏限制X射线的照射宽度。
试样产生的衍射线也会发散,同样在试样到探测器的光路中也设置防散射光栏SS、梭拉光栏S2和接收狭缝光栏RS,这样限制后仅让聚焦照向探测器的衍射线进入探测器,其余杂散射线均被光栏遮挡。
经过二道光栏限制,入射X射线仅照射到试样区域,试样以外均被光栏遮挡。
探测器与记录系统
X射线衍射仪可用的辐射探测器有正比计数器、盖革管、闪烁计数器、Si(Li)半导体探测器、位敏探测器等,其中常用的是正比计数器和闪烁计数器。
X射线衍射仪法
衍射仪记录花样
首先,接收X射线方面衍射仪用辐射探测器;
其次衍射仪试样是平板状,德拜法试样是细丝。衍射强度公式中的吸收项µ不一样。
第三,衍射仪法中辐射探测器沿测角仪转动,逐一接收衍射。
相比之下,衍射仪法使用更方便,自动化程度高,尤其是与计算机结合,使得衍射仪在强度测量、花样标定和物相分析等方面具有更好的性能。
衍射图谱
一张衍射图谱上衍射线的位置仅和原子排列周期性有关
强度则决定于原子种类、数量、相对位置等性质
衍射线的位置和强度就完整地反映了晶体结构的二个特征,从而成为辨别物相的依据