【正文】 ，則稱為晶胞。 – 金屬材料及較多的粉狀物質(zhì) 素格子（素單位） 復(fù)格子（復(fù)單位） 每個(gè)格子單位的點(diǎn)陣點(diǎn)數(shù)目 ? 每個(gè)空間格子單位占有的點(diǎn)陣點(diǎn)數(shù)： 格子 N內(nèi) — 格子內(nèi)的陣點(diǎn)數(shù) N棱 — 棱上的陣點(diǎn)數(shù) N頂點(diǎn) — 頂點(diǎn)上的陣點(diǎn)數(shù) 82頂 點(diǎn)面內(nèi)NNNN ???陣點(diǎn)數(shù)目 =1 陣點(diǎn)數(shù)目 ≥2 點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元 （ 2）格 子 點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元 （ 3）結(jié)構(gòu)基元 ? 一個(gè) Cu原子 ? 二個(gè) C原子 ? 三個(gè) Se原子 ? 相鄰的一個(gè) Na+和一個(gè) Cl ? CH2CH2 平面格子 ?一個(gè)陣點(diǎn) ?一個(gè) Cu Cu Cu 的點(diǎn)陣 ? 平面格子 – 一個(gè)陣點(diǎn) – 一個(gè) Na+和一個(gè) Cl NaCl NaCl 的點(diǎn)陣 ? 石墨 石墨 的點(diǎn)陣 平面格子 ? 一個(gè)陣點(diǎn) ? 二個(gè) C 硼酸 ? 平面格子 ? 一個(gè)陣點(diǎn) ? 二個(gè) 硼酸 分子 NaCl NaCl點(diǎn)陣及空間格子 每個(gè)陣點(diǎn)：一個(gè) Na+和一個(gè) Cl CsCl CsCl點(diǎn)陣及空間格子 每個(gè)陣點(diǎn)：一個(gè) Cs+和一個(gè) Cl （ 3）結(jié)構(gòu)基元 ? 結(jié)構(gòu)基元與陣點(diǎn)的關(guān)系 – 結(jié)構(gòu)基元是每個(gè)陣點(diǎn)所代表的具體內(nèi)容，指重復(fù)周期中的具體內(nèi)容 – 陣點(diǎn)是一個(gè)抽象的點(diǎn)，是一個(gè)結(jié)構(gòu)基元抽象出的一個(gè)幾何點(diǎn) ? 若在晶體點(diǎn)陣中各陣點(diǎn)的位置上按同一種方式安置結(jié)構(gòu)基元，則 –晶體結(jié)構(gòu) ＝ 點(diǎn)陣 十 結(jié)構(gòu)基元 點(diǎn)陣、格子、結(jié)構(gòu)基元 （ 4）十四種空間點(diǎn)陣型式 ? 據(jù)晶體點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，將陣點(diǎn)在空間分布按正當(dāng)單位形狀的規(guī)定和帶心型式進(jìn)分類，共14種型式 ? 最早 (1866年 )由布拉維推得，又稱布拉維點(diǎn)陣或布拉維點(diǎn)陣型式 ? 所在晶體均可分別用以上 14種空間點(diǎn)陣來(lái)描述其原子排布規(guī)則 14種空間點(diǎn)陣形式 練習(xí)： 計(jì)算面心（ F）立方格子的陣點(diǎn)數(shù)？ ? 由于選擇單位矢量不同，空間點(diǎn)陣中可構(gòu)成多種平行六面體 ? 布拉維法則：用于多種平行六面體中，挑選出一個(gè)能代表點(diǎn)陣特征的平行六面體。 ? 求：確定二種 NaCl晶胞的大小和型式 結(jié)構(gòu)基元數(shù)目？ 解： II、虛線格子 （ 1）晶胞的大小 ? 點(diǎn)陣參數(shù) – a’ ＝ b’ ＝ c’ = ? – α’ =β’ =γ’ ＝？ ? 點(diǎn)陣參數(shù) =晶胞參數(shù) ? 晶胞參數(shù)為 a＝ b＝ c= ， α=β=γ＝ 60? ? 例：圖為 NaCl的兩種空間格子（實(shí)線和虛線）， 實(shí)線格子為立方面心格子，其對(duì)應(yīng)的立方面心點(diǎn)陣參數(shù) a＝ 。 即： 14 種布拉維點(diǎn)陣歸納為七個(gè)晶系 晶系 ? 在晶體中晶面指數(shù)（或干涉指數(shù)）最低的晶面具有最大的晶面間距 – （ 100）、（ 010）或（ 001）的 d（ hkl） 最大 – 立方、四方或正交晶系中 ? d（ 100） =a、 d（ 010） =b、 d（ 001） = c 課堂練習(xí) 的坐標(biāo) 分別為 (3a， 2b， 4c) ， (3a，b， 2c)的兩個(gè)晶面的晶面指標(biāo)。 X射線的產(chǎn)生 特征 X射線 ? Kα X射線： ? K層電子被擊出， L層電子躍遷到 K層，輻射出的 X射線 ? Kβ X射線 ? M 層 → K層 ? Kγ X射線 ? N層 →K層 ? ….. ? Cu靶 Kα射線： ?λ（ Cu ， Kα1） = 197。 X射線的產(chǎn)生 X射線管 ? X射線管分類 – 可拆卸式的靶 ? 用在靶本身就是待分析樣品或者用來(lái)濾過(guò)不同波長(zhǎng)的單色 X射線。 晶體幾何學(xué)基本知識(shí) X射線的產(chǎn)生 X射線衍射的基本原理 X衍射粉末衍射技術(shù) 物相分析 定量相分析 晶胞參數(shù)測(cè)定 線寬法測(cè)平均晶粒大小 原位高溫 XRD 第二章 多晶 X射線衍射法 X射線衍射的基本原理 ? 絕大部分固體無(wú)機(jī)物和部分有機(jī)物是分子和原子有序排列的晶體 ? 晶體的基本性質(zhì)之一，對(duì) X射線產(chǎn)生衍射 ? X射線衍射法可用于研究晶體結(jié)構(gòu) – 是研究晶體結(jié)構(gòu)的分析方法，而不是直接研究試樣內(nèi)含有元素的種類及含量的方法 X射線衍射的基本原理 1. 相干散射 2. 衍射方向及 Bragg方程 3. 衍射強(qiáng)度 4. X射線衍射法的意義 1. 相干散射 ? 散射： X射線與原子作用而改變方向的現(xiàn)象 – 非相干散射 – 相干散射 ? 相干散射 – X射線入射散射體時(shí)，在電磁場(chǎng)作用下，散射體電子會(huì)受迫振動(dòng)而成為新輻射電磁波源，新輻射源的散射波長(zhǎng)與入射波相同，故新散射波間可以發(fā)生干涉作用 – 散射體的所有電子遇到入射 X射線束都可成為新輻射波源，于是構(gòu)成群相干的波源，故稱相干散射 ?相干散射僅改變 X射線的傳播方向，而不改變波長(zhǎng) ?是 X射線在晶體中產(chǎn)生衍射現(xiàn)象的基礎(chǔ) X射線衍射的基本原理 2. 衍射方向及 Bragg方程 波長(zhǎng) λ的 X射線入射任一點(diǎn)陣平面上，其上各個(gè)點(diǎn)陣點(diǎn)的散射波將相互加強(qiáng)的條件是 ?入射角與反射角相等 ?入射線、反射線和晶面法線在同一平面上 ? Bragg方程 2 d（ hkl） sinθ（ hkl） = nλ 或 2 d（ HKL） sinθ（ hkl） =λ X射線衍射的基本原理 ?入射角 =反射角 ?入射線、反射線和晶面法線在同一平面 ?2 d（ hkl） sinθ（ hkl） = nλ ? θ（ hkl） 衍射方向 （與 hkl相對(duì)應(yīng)的衍射角 ,即入射或衍射X射線與晶面間夾角） ? n 衍射級(jí)數(shù)（相當(dāng)于相干波之間的相位差） 在同一組點(diǎn)陣平面 (hkl)上可以產(chǎn)生 n級(jí)衍射 有限的正整數(shù)，其數(shù)值應(yīng)使 sin|θ（ hkl） |≤1 反射級(jí)數(shù)不清楚時(shí)，均以 n＝ 1求 d（ hkl） 3. 衍射強(qiáng)度 I（ hkl） =KJ ?λ（ Cu ， Kα2） = 197。P| F（ hkl） |2 X射線衍射的基本原理 ?I的單位為每秒脈沖數(shù) (CPS) X射線衍射的基本原理 4. X射線衍射法的意義 研究晶體結(jié)構(gòu) 晶胞 晶胞的大小和形式 衍射方向 晶胞的內(nèi)容 衍射強(qiáng)度 晶體幾何學(xué)基本知識(shí) X射線的產(chǎn)生 X射線衍射的基本原理 X衍射粉末衍射技術(shù) 物相分析 定量相分析 晶胞參數(shù)測(cè)定 線寬法測(cè)平均晶粒大小 原位高溫 XRD 第二章 多晶 X射線衍射法 X射線衍射譜圖 10 20 30 40 50 60 70020040060080010001200(110) (009) (006) (003) Intensity (CPS) 2 ? / (o) 晶體幾何學(xué)基本知識(shí) X射線的產(chǎn)生 X射線衍射的基本原理 X衍射粉末衍射技術(shù) 物相分析 定量相分析 晶胞參數(shù)測(cè)定 線寬法測(cè)平均晶粒大小 原位高溫 XRD 第二章 多晶 X射線衍射法 物相分析 ? 1 方法的依據(jù) ? 2 JCPDS卡片介紹 ? 3 卡片集索引 1 方法的依據(jù) ? X射線入射到結(jié)晶物質(zhì)上，產(chǎn)生衍射的充分必要條件是 2dsinθ=nλ F(hkl)≠0 ? I∝ | F(hkl)|2 當(dāng) F(hkl)≠0， I(hkl)≠0 ? F(hkl)的數(shù)值取決于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，即晶胞中原子的種類、數(shù)目和排列方式 ? 確定衍射方向 ? 一定的實(shí)驗(yàn)條件下衍射方向取決于晶面間距 d ? d（ hkl） = f(a,b,c,α,β,γ） 決定 X射線衍射譜中衍射方向和衍射強(qiáng)度的一套 d和 I的數(shù)值與一個(gè)確定的結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的 任何一物相都有一套 dI特征值，兩種不同物相的結(jié)構(gòu)稍有差異其衍射譜中的 d和 I將有區(qū)別 I/I1稱為相對(duì)強(qiáng)度， I1為衍射圖譜中最強(qiáng)峰的強(qiáng)度值 ? 當(dāng)兩個(gè)樣品 dI/I1的數(shù)值都對(duì)應(yīng)相等時(shí)，這兩個(gè)樣品就是組成與結(jié)構(gòu)相同的同一種物相。每條列出其英文名稱、分子式、三個(gè)最強(qiáng)峰的 d值和相對(duì)強(qiáng)度以及卡片號(hào)等 ? 相對(duì)強(qiáng)度是在 d值的下標(biāo)位置出現(xiàn) – 最強(qiáng)峰的強(qiáng)度定為 10，以 x表示 – 其它的以整數(shù)表示 ? 變換物質(zhì)英文名稱關(guān)鍵詞的順序可使一種物相在索引中多次出現(xiàn) – 如硅鋁化合物 3Al2O3按 C、 H元素的數(shù)目排序，以 C為先，當(dāng) C的數(shù)目相同時(shí)再按 H的數(shù)目排列。 ?例如 15776這張卡片，當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果第 1個(gè)強(qiáng)峰的 d值為 ，這個(gè)條目將出現(xiàn)在 ~。 Al6Si2O13物相在 Fink數(shù)字索引中出現(xiàn) 4次。?*MSSS ,jS ,j μρwKI ?SSS ,jqqq ,jS ,jq ,jρwK/ρwKII 39。q39。?θ ? 儀器本身的系統(tǒng)誤差 – 需要對(duì)測(cè)得的 2θ角進(jìn)行校正 – 通常采用結(jié)晶完好的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（如石英、硅粉）與試樣混合，記錄試樣與標(biāo)準(zhǔn)物的衍射峰（兩峰靠近），用標(biāo)準(zhǔn)物的理論角度與測(cè)量角度之差，校正試樣峰的角度 ? 偶然誤差 – 是測(cè)量?jī)x器的偶然因素引起的，沒(méi)有固定的變化規(guī)律，也不可能完全排除 – 通過(guò)多次重復(fù)測(cè)量使它降至最小 ? 當(dāng)有其他物質(zhì)存在，并能生成固溶體，同晶取代或缺陷時(shí)，晶胞常數(shù)可能發(fā)生變化，因而可能改變材料的性能 晶體幾何學(xué)基本知識(shí) X射線的產(chǎn)生 X射線衍射的基本原理 X衍射粉末衍射技術(shù) 物相分析 定量相分析 晶胞參數(shù)測(cè)定 線寬法測(cè)平均晶粒大小 原位高溫 XRD 第二章 多晶 X射線衍射法 線寬法測(cè)平均晶粒大小 ? 是一種常規(guī)的晶粒測(cè)定方法 ? 優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)便、快速和直觀的 晶粒 許多物質(zhì)實(shí)際上是由許多細(xì)小晶體緊密聚集而成的二次聚集態(tài)，這些細(xì)小的單晶稱為一次聚集態(tài)，即晶粒。 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH