材料研究方法ppt課件-閱讀頁
2025-04-06 06:05本頁面
【正文】 及體心原子，其坐標(biāo)為 (1/2,1/2,1/2) ? 1）當(dāng) H+K+L=奇數(shù)時， ，即該晶面的散射強度為零，這些晶面的衍射線不可能出現(xiàn)，例如（ 100）、（ 111）、（ 210）、（ 300）、（ 311）等。這些晶面的指數(shù)平方和之比是（ 12+12）： 22：（ 22+12+12）：（ 32+12） …=2 ： 4： 6： 8： 10… 。能夠出現(xiàn)的衍射線，其指數(shù)平方和之比是： 3： 4： 8： 11； 12： 16… =1； ： ： ：4： … 222432243212)](c o s)(c o s)(c o s1[)]22(2s i n)22(2s i n)22(2s i n)0(2s i n[)]22(2c o s)22(2c o s)22(2c o s)0(2c o s[LHKHLKfLHfKHfLKffLHfKHfLKffFsH K L????????????????????????????????2222 16)1111( ffF H K L ?????0)1111( 222 ????? fF H K L三種晶體可能出現(xiàn)衍射的晶面 ?簡單點陣 :什么晶面都能產(chǎn)生衍射 ?體心點陣 :指數(shù)和為偶數(shù)的晶面 ?面心點陣 :指數(shù)為全奇或全偶的晶面 ?由上可見滿足布拉格方程只是 必要條件 ,衍射強度不為 0是充分條件 ,即 F不為 0 結(jié)構(gòu)因子的計算 ? 氯化銫（ CsCl）：立方晶系 為簡單點陣，每個晶胞包含一個 Cs正離子和一個 Cl負離子，其坐標(biāo)分別為（ 0， 0， 0）和（ 1\2， 1\2， 1\2) ? 代入結(jié)構(gòu)因子的表達式： 當(dāng) H+K+L為偶數(shù)時： 當(dāng) H+K+L為奇數(shù)時： 由于簡單立方晶體的所有衍射指數(shù)都可以出現(xiàn)，就氯化銫此類結(jié)構(gòu)的晶體而言：衍射線指數(shù)和為偶數(shù)的衍射線強度增加，而和為奇數(shù)時，強度降低 )( LKHiClCsH K L effF ???? ?22 )( ClCsH K L ffF ??22 )( ClCsH K L ffF ??結(jié)構(gòu)因子的計算 ? 氧化鎂（ MgO）：面心立方 ， 4個鎂離子和 4個氧離子，其坐標(biāo)： Mg： 0， 0， 0； 1\2， 1\2, 0； … Cl： 1\2， 1\2， 1\2； 0， 0， 1\2； … 帶入結(jié)構(gòu)因子的表達式： (1)當(dāng) H、 K、 L為奇數(shù)混雜時（ 2個奇數(shù) 1個偶數(shù)或 2個偶數(shù) 1個奇數(shù)） FHKL=0 (2) H、 K、 L為奇數(shù)時， FM=4, (3)當(dāng) H、 K、 L為偶數(shù)時， FM=4, 結(jié)論：對于此類晶體 ,當(dāng) H、 K、 L為奇數(shù)時衍射線減弱，當(dāng) H、K、 L為偶數(shù)時衍射線加強 MLKHiOMgLKiKHiLKHiOMgH K LFeffeeeffF)(]...1)[()()()()(?????????????????22 )(16 OMgH K L ffF ??22 )(16 OMgH K L ffF ??晶胞中不是同種原子時 結(jié)構(gòu)振幅的計算 ?由異類原子組成的物質(zhì)，例如化合物， 其結(jié)構(gòu)因數(shù)的計算與上述大體相同，但由于組成化合物的元素有別，致使衍射線條分布會有較大的差異。根據(jù)超點陣線條的出現(xiàn)及其強度可判斷有序化的出現(xiàn)與否并測定有序度。 G的表達式為： ? 應(yīng)用級數(shù)求和的方法可以得到 G的表達式： P33，公式 （ 176） ? 干涉函數(shù)的圖象為參與衍射的晶胞數(shù) N１ 越多， 越大，峰也越尖銳。1,1,1321 NLNKNH ?????? ???2GMI衍射峰的形狀 ?上述主峰范圍就決定了衍射峰的形狀： ?片狀晶體－－棒狀 ?棒狀晶體－－盤狀 ?球狀晶體－－點狀 ?點狀晶體－－球狀 粉末多晶體的衍射強度 ?衍射強度的計算因衍射方法的不同而異，勞厄法的波長是變化的，所以強度隨波長而變。 ?我們這里只討論最廣泛應(yīng)用的粉末法的強度問題，在粉末法中影響衍射強度的因子有如下五項 粉末多晶體的衍射強度 ?（ 1） 結(jié)構(gòu)因子 ?（ 2） 角因子 （ 包括極化因子和羅侖茲因子 ） ?（ 3） 多重性因子 ?（ 4） 吸收因子 ?（ 5） 溫度因子 （ 1） 結(jié)構(gòu)因子和形狀因子 ?這個問題已經(jīng)述及，就是前面公式所表達的 22 GFIIeM ?（ 2）角因子 －－（ 羅侖茲因子 ） ?因為實際晶體不一定是完整的，存在大小、厚薄、形狀等不同；另外 X射線的波長也不是絕對單一，入射束之間也不是絕對平行，而是有一定的發(fā)散角。 晶粒大小的影響 ? 度 ? （ 1）晶體很薄時，一些原本要干涉相消的衍射線沒有相消。 ⊿θ 范圍內(nèi)出現(xiàn)強度。由于晶粒的空間分布位向各異，某個（ hkl）晶面的衍射線構(gòu)成一個反射圓錐。以一球面與圓錐相截，交線是圓上的一個環(huán)帶。 衍射線位置對強度測量的影響 ?在德拜照相法中，底片與衍射圓錐相交構(gòu)成感光弧對，這只是上述環(huán)帶中的一段。 （ 3） 多重性因子 ? 對多晶體試樣，因同一 {HKL}晶面族的各晶面組面間距相同，由布拉格方程知它們具有相同的 2，其衍射線構(gòu)成同一衍射圓錐的母線。 顯然，在其它條件相間的情況下，多重性因數(shù)越大，則參與衍射的晶粒數(shù)越多，或者說，每一晶粒參與衍射的幾率越多。 試樣的形狀各異 ， x射線在試樣中穿越的路徑不同 ， 被吸收的程度也就各異 。 所以這樣的吸收與 θ有關(guān) 。 （ 4）吸收因子 （ 5） 溫度因子 ?原子本身是在振動的 ， 當(dāng)溫度升高 ， 原子振動加劇 ， 必然給衍射帶來影響： 1.晶胞膨脹； ； 非相干散射 。指標(biāo)化標(biāo)定和強度計算如下 ? 總結(jié) ?本節(jié)主要講述三個問題 : ? ? ? 總結(jié) ?關(guān)于倒易點陣 ? ? (為什么倒易矢量能與正點陣的晶面一一對應(yīng) ?) ? ? ? ? 總結(jié) ?關(guān)于 X射線衍射方向 ? (講了哪些問題 ?) ? ! ? 衍射方向 反應(yīng)的是晶體的 晶胞大小與形狀 ,換句話說 ,就是可以通過衍射方向來了解晶體的晶胞大小與形狀 總結(jié) ?X射線衍射強度 ?核外電子散射波在衍射方向的干涉加強 .是一種集合效應(yīng) . ? 衍射強度 反應(yīng)的是晶體 原子位置與種類 . ? ,干涉函數(shù) ,粉末衍射強度和相對強度概念 . 總結(jié) ?通過本節(jié)介紹要深刻體會倒易點陣的意義和作用 ! 總結(jié) ?通過本節(jié)介紹我們可以從原理上回答 : ?為什么 X射線衍射可以用來分析表征晶體的結(jié)構(gòu)問題
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