【正文】 相分離且具有特定波長的譜線組成，其強(qiáng)度大大超過連續(xù)譜線的強(qiáng)度并可疊加于連續(xù)譜線之上，為一線性光譜。 這兩部分射線是基于兩種不同的機(jī)制產(chǎn)生的。類似 ,L殼層、 M殼層 …被激發(fā)時(shí)，產(chǎn)生 L系、 M系 … 標(biāo)識(shí) X射線。 ? 在 X射線多晶衍射工作中，主要利用 K系輻射，它相當(dāng)于一束單色 X射線。 ? 經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng) U取 35倍 UK時(shí)為最佳。 X射線與物質(zhì)的相互作用 X射線與物質(zhì)相互作用時(shí)，產(chǎn)生各種不同的和復(fù)雜的過程。 X射線被物質(zhì) 散射 時(shí)，產(chǎn)生兩種現(xiàn)象： 相干散射 和 非相干散射 。新的散射波之間發(fā)生的干涉現(xiàn)象稱為相干散射。 非相干散射 ： X射線光子與束縛力不大的外層電子或自由電子碰撞時(shí)，電子可能被 X光子撞離原子成為反沖電子。 X射線光子離開原來方向，能量減小，波長增加。是 X射線能量損失精細(xì)結(jié)構(gòu)譜分析的基礎(chǔ)。非相干散射突出地表現(xiàn)出X射線的微粒特性，只能用量子理論來描述，亦稱量子散射。 物質(zhì)對 X射線的 吸收 指的是 X射線能量在通過物質(zhì)時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰浚?X射線發(fā)生了能量損耗，吸收的實(shí)質(zhì)是發(fā)生能量轉(zhuǎn)換。這個(gè)過程中主要發(fā)生 X射線的 光電效應(yīng) 和 俄歇效應(yīng) 。當(dāng)入射 X光子的能量足夠大時(shí)，可將原子內(nèi)層電子擊出使其成為光電子，被打掉了內(nèi)層電子的受激原子將產(chǎn)生外層電子向內(nèi)層躍遷的過程，同時(shí)輻射出一定波長的特征 X射線。產(chǎn)生光電效應(yīng)， X射線光子波長必須小于吸收限 λk。 2. 產(chǎn)生二次電離，使另一個(gè)核外電子成為二次電子 — 俄歇電子。 我們將光電效應(yīng)、俄歇效應(yīng)和熱效應(yīng)所消耗的那部分 入射 X射線能量稱為物質(zhì)對 X射線的真吸收。 X射線衰減規(guī)律 ：當(dāng)一束 X射線通過物質(zhì)時(shí)，由于散射和吸收的作用使其透射方向上的強(qiáng)度衰減。 質(zhì)量衰減系數(shù) μm：表示單位質(zhì)量物質(zhì)對 X射線強(qiáng)度的衰減程度。突變對應(yīng)的波長為 K吸收限。例如使 Kα和 Kβ兩條 特征譜線中去掉一條，實(shí)現(xiàn)單色的特征輻射。 Z靶 ≤Z試樣＋ 1 濾波片的選擇： ? 1. 它的吸收限位于輻射源的 Kα和 Kβ之間，且盡量靠近 Kα，強(qiáng)烈吸收 Kβ，而 K吸收很?。? ? 2. 濾波片以將 Kα強(qiáng)度降低一半最佳。 ? 如果采用單色平行光，則衍射后將產(chǎn)生干涉結(jié)果。 ? 衍射的條件，一是相干波（點(diǎn)光源發(fā)出的波），二是光柵。 ? 根據(jù)衍射花紋可以反過來推測光源和光柵的情況。用于可見光譜的光柵每毫米要刻有約 500到 5000條線 。 ? X射線波長的數(shù)量級(jí)是 108cm ,這與固體中的原子間距大致相同。 ? 顯然，在 X射線一 定的情況下，根據(jù) 衍射的花樣可以分 析晶體的性質(zhì)。 晶體對 X射線的衍射－ Bragg方程 W. H. Bragg 和 W. L. Bragg父子 把 Laue 的衍射理論簡化為反射原理 ?Bragg 方程 2 d sin? = n ? n 取正整數(shù) 產(chǎn)生衍射的極限條件 ? 從方程式中可以看出，由于 sinθ不能大于 1，因此nλ/(2d)=sinθ≤1，即 nλ2d。這就是說，能夠被晶體衍射的電磁波的波長必須小于參加反射的晶體中最大面間距的 2倍，否則不會(huì)產(chǎn)生衍射。因此可以用這個(gè)關(guān)系來判斷一定條件下所能出現(xiàn)的衍射數(shù)目的多少。若 n=1,晶體的衍射稱為一級(jí)衍射， n=2則稱為二級(jí)衍射，依此類推。 ? 在實(shí)際工作中有兩種使用此方程的方法。已知 d，在實(shí)驗(yàn)中測定 θ，計(jì)算出 λ，可以研究產(chǎn)生 X射線特征波長，從而確定該物質(zhì)是由何種元素組成的，含量多少。 X射線的衍射強(qiáng)度和消光規(guī)律 ? 簡單點(diǎn)陣只由一種原子組成，每個(gè)晶胞只有一個(gè)原子，它分布在晶胞的頂角上，單位晶胞的散射強(qiáng)度相當(dāng)于一個(gè)原子的散射強(qiáng)度。 ? 復(fù)雜點(diǎn)陣單胞的散射波振幅應(yīng)為單胞中各原子的散射振幅的矢量合成。這種規(guī)律稱為系統(tǒng)消光 (或結(jié)構(gòu)消光 )。 2 2 20 0 0s c h k lF F F? ? ?或 均可使從而使晶體衍射線強(qiáng)度為零，這種滿足布拉格方程條件但衍射線強(qiáng)度為零的現(xiàn)象稱為消光。點(diǎn)陣相同，結(jié)構(gòu)不同的晶體， 的指數(shù)規(guī)律相同，但 的指數(shù)規(guī)律不同。 2 0cF ?2 0cF ? 2s 0F ?2 0cF ? 2hkl 0F ?晶面產(chǎn)生衍射，滿足布拉格方程只是必要條件，衍射強(qiáng)度不為 0是充分條件，即 F不為 0。目前專用的 X射線衍射已在各個(gè)主要領(lǐng)域中取代了照相法，它是近代以來晶體結(jié)構(gòu)分析的主要設(shè)備。發(fā)展的原位 X射線衍射法可以了解反應(yīng)中的相變過程，對研究催化反應(yīng)特別有用。 粉末法在晶體學(xué)研究中應(yīng)用廣泛，實(shí)驗(yàn)方法及樣品制備簡單，勞厄法和轉(zhuǎn)晶法主要應(yīng)用于單晶體的研究，特別是在晶體結(jié)構(gòu)分析中。 ? 衍射儀的實(shí)驗(yàn)參數(shù)主要有以下幾個(gè)，狹縫寬度、掃描速度、時(shí)間常數(shù)。因此，三種方法不可互相取代。 X射線衍射線的位置取決于晶胞形狀、大小，也取決于各晶面間距；而衍射線的相對強(qiáng)度則取決于晶胞內(nèi)原子的種類、數(shù)目及排列方式。 ? 定性分析鑒別出待測樣品是由哪些“物相”所組成。每種物質(zhì)都有特定的晶格類型和晶胞尺寸，而這些又都與衍射角和衍射強(qiáng)度有著對應(yīng)關(guān)系，所以可以象根據(jù)指紋來鑒別人一樣用衍射圖像來鑒別晶體物質(zhì)，即將未知物相的衍射花樣與已知物相的衍射花樣相比較。 Hanawalt早在 30年代就開始搜集并獲得了上千種已知物質(zhì)的衍射花樣，又將其加以科學(xué)分類，以標(biāo)準(zhǔn)卡片的形式保存這些花樣，這就是粉末衍射卡片（ PDF）。 粉末衍射卡片 (PDF) 第 1部分 1a,1b,1c為三根最強(qiáng)衍射線的晶面間距， 1d為試樣的最大面間距； 第 2部分 2a,2b,2c， 2d為上述四根衍射線條的相對強(qiáng)度； 第 3部分 所用實(shí)驗(yàn)條件 第 4部分 物相的結(jié)晶學(xué)數(shù)據(jù) 第 5部分 物相的光學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù) 第 6部分 化學(xué)分析、試樣來源、分解溫度、轉(zhuǎn)變點(diǎn)、熱處理、實(shí)驗(yàn)溫度等 第 7部分 物相的化學(xué)式和名稱 第 8部分 礦物學(xué)通用名稱、有機(jī)物結(jié)構(gòu)式。 第 9部分 面間距、相對強(qiáng)度和衍射指數(shù) hkl 第 10部分 卡片序號(hào) 粉末衍射卡片索引及檢索方法 主要有字母 (Alphabetical)索引、哈那瓦爾特 (Hanawalt)索引和芬克 (Fink)索引三種。在每種物相名稱的后面，列出化學(xué)分子式、三根最強(qiáng)線的 d值和相對強(qiáng)度數(shù)據(jù)，并列出該物相的粉末衍射 PDF卡號(hào)。芬克索引中，每一行對應(yīng)一種物相，按 d值遞減列出該物相的八條最強(qiáng)線 d值、英文名稱、 PDF卡號(hào)及微縮膠片號(hào)，假若某物相的衍射線少于八根，則以 d值。選擇物相八條強(qiáng)線，用最強(qiáng)三條線 d值進(jìn)行組合排列，同時(shí)列出其余五條強(qiáng)線的 d值、相對強(qiáng)度、化學(xué)式和 PDF卡號(hào)。計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢索的原理是利用龐大的數(shù)據(jù)庫，盡可能地儲(chǔ)存全部相分析卡片資料，并將資料按行業(yè)分成若干分組，然后將實(shí)驗(yàn)測得的衍射數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，根據(jù)三強(qiáng)線原則，與計(jì)算機(jī)中所存數(shù)據(jù)一一對照，粗選出三強(qiáng)線匹配的卡片 50100張，然后根據(jù)其它查線的吻合情況進(jìn)行篩選，最后根據(jù)試樣中已知的元素進(jìn)行篩選，一般就可給出確定的結(jié)果。一般情況下，對于計(jì)算機(jī)給出的結(jié)果在進(jìn)行人工檢索，校對，最后得到正確的結(jié)果。一般可以有限定元素、 按照三強(qiáng)線、結(jié)合法等方法。 2. search match 可以實(shí)現(xiàn)和原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的直接對接，可以自動(dòng)或手動(dòng)標(biāo)定衍射 峰的位置，對于一般的圖都能很好的應(yīng)付。如放大功能、十字定位線、坐標(biāo)指示按鈕、網(wǎng)格線條 等。 3. jade （ 1）它可以進(jìn)行衍射峰的指標(biāo)化。 （ 3）根據(jù)標(biāo)樣對晶格參數(shù)進(jìn)行校正。 （ 5）出圖更加方便，你可以在圖上進(jìn)行更加隨意的編輯。 ? 常用的定量方法：外標(biāo)法、內(nèi)標(biāo)法、基體沖洗法。 薄膜分析 ? 測量的數(shù)據(jù)用于確定樣品性能，如化學(xué)組分、點(diǎn)陣間距、錯(cuò)配度、層厚、粗糙度、點(diǎn)陣缺陷及層錯(cuò)等。通常來說薄膜的衍射信息很弱，因此需采用一些先進(jìn)的 X射線光學(xué)組件和探測器技術(shù)。掠射入射 (GID)則克服了這種困難，通過以很低的入射角度進(jìn)行掠射分析可盡可能從薄膜層得到最大的信號(hào)，從而可分析相組份沿深度的分布。 ? 一般非晶態(tài)物質(zhì)的 XRD譜為一條直線 ? 漫散型峰的 XRD一般是由液體型固體和氣體型固體所構(gòu)成 ? 微晶態(tài)具有晶體的特征，但由于晶粒小會(huì)產(chǎn)生衍射