第六章X射线衍射方法

1、Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 第六章第六章 X射线衍射方法射线衍射方法第一节第一节 多晶衍射分析法多晶衍射分析法第二节第二节 单晶衍射分析法单晶衍射分析法 Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua Universi

2、ty Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 照相法照相法 衍射仪法衍射仪法多晶体衍射方法多晶体衍射方法 单晶体衍射方法单晶体衍射方法 德拜法（德拜德拜法（德拜-谢乐法）谢乐法）聚焦法聚焦法针孔法针孔法劳埃（劳埃（Laue）法）法周转晶体法周转晶体法 四圆衍射仪四圆衍射仪常用的常用的X射线衍射方法射线衍射方法Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemist

3、ry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 第一节第一节 多晶体衍射方法多晶体衍射方法一、照相法一、照相法 照相法以光源（照相法以光源（X射线管）发出的射线管）发出的单色光单色光（特征（特征X射线，射线，一般为一般为K 射线）照射多晶体（射线）照射多晶体（圆柱形）样品圆柱形）样品，用，用底片记录底片记录产产生的衍射线。生的衍射线。Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemi

4、stry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 底片卷成圆柱状与样品同轴安装的方法称为底片卷成圆柱状与样品同轴安装的方法称为德拜德拜（Debye）法法用用平板底片平板底片记录者称为记录者称为针孔法针孔法较早的较早的X射线衍射分析多采用照相法，而德拜法是常用的照相法，射线衍射分析多采用照相法，而德拜法是常用的照相法，一般称照相法即指德拜法，德拜法照相装置称一般称照相法即指德拜法，德拜法照相装置称德拜相机德拜相机 。1. 1. 成像原理与衍射花样特征成像原理与衍射花样特征Huaihua Universit

5、y Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 晶面（晶面（h k lh k l）的反射线分布在）的反射线分布在一个以入射线为轴，以衍射角一个以入射线为轴，以衍射角22为半顶角的圆锥面上，不同为半顶角的圆锥面上，不同的晶面族衍射角不同，衍射线所在的圆锥半顶角不同，从而的晶面族衍射角不同，衍射线所在的圆锥半顶角不同，从而不同晶面族的衍射就会共同构成一系列以入射线为轴

6、的同顶不同晶面族的衍射就会共同构成一系列以入射线为轴的同顶点圆锥点圆锥Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 2. 2. 德拜相机与实验技术德拜相机与实验技术图图6-2 德拜相机的结构示意图德拜相机的结构示意图 圆筒形暗盒，在其内壁安装照相底片平行光管使圆柱形样品与相机中心同轴限制入射光的发散度，固定入射线位置和控制入射线

7、截面的大小Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 构成：（1）圆筒形暗盒，在其内壁安装照相底片；（2）装在暗盒中心的样品轴，用以安装样品，它附有 调节样品到暗盒中心轴的螺丝及带动样品转动的 电机；（3）装在暗盒壁上的平行光管，以便使入射X射线成 为近平行光束投射到样品上；（4）暗盒的另一侧壁上装有承光管，以便让透射光束 射

8、出，并装有荧光屏，用以检查X射线是否投射 到样品上。 底片安装方法 ： 正装法、反装法、不对称法Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 三种不同底片安装方法三种不同底片安装方法常用于物相分析常用于物相分析常用于测定点阵常数常用于测定点阵常数点阵常数的精确测量点阵常数的精确测量根据底根据底片圆孔片圆孔位置和位置和开口所开口所

9、在位置在位置不同不同Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 1、正装法：底片中心开一圆孔，底片两端中心开半圆孔。底片安装时光栏穿过两个半圆孔和成的圆孔，承光管穿过中心圆孔 2、反装法：底片开孔位置同上，但底片安装时光栏穿过中心孔 3、偏装法：底片上开两个圆孔，间距仍然是R。当底片围成圆时，接头位于射线束的垂线上。底片安装时

10、光栏穿过一个圆孔，承光管穿过另一个圆孔。 Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 选靶和滤波 当当X射线穿过物体时，由于物质对射线的吸收，其强度按指数规律下降。射线穿过物体时，由于物质对射线的吸收，其强度按指数规律下降。m为质量吸收系数为质量吸收系数选靶目的：尽可能少地激发样品的荧光辐射，降低衍射花样背底，使图像清晰。滤波

11、目的： 获得纯K射线。xmeII0Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 质量吸收系数与质量吸收系数与X射线波长的射线波长的关系关系如图：如图： 由一系列吸收突变点和这些突变点之间的连续曲线组由一系列吸收突变点和这些突变点之间的连续曲线组成。在突变点处的波长称为吸收限。吸收限与光电吸成。在突变点处的波长称为吸收限。吸收限与

12、光电吸收有关。存在收有关。存在K、L、M系等吸收限系。系等吸收限系。Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 利用吸收限两边吸收系数相差悬殊的特点，制作滤波片，以获得单色X射线。 选适当材料，使其K吸收限位于所用的K与 K之间，则K大部被吸收； K损失较小。滤波片作用示意图滤波片作用示意图IK /IK1/5IK /IK1/6

13、00Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 当样品中含有多种元素时，一般按含量较多的几种元素中当样品中含有多种元素时，一般按含量较多的几种元素中Z最小的元素选靶最小的元素选靶切记当阳极靶的元素的原子序数大切记当阳极靶的元素的原子序数大2-3时，激发荧光时，激发荧光X射线的现象最为严重射线的现象最为严重Huaihua Uni

14、versity Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method Z滤滤 Z靶靶(12): Z靶靶 40, Z滤滤= Z靶靶2滤波片的选择：滤波片的选择：Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egin

15、eering DepartmentMaterial modern analysis method 4. 衍射花样的测量和计算 主要是通过测量底片上衍射线条的相对位置计算主要是通过测量底片上衍射线条的相对位置计算 角角对于对于前反射区前反射区（2 90 ），有），有2L R4 （ 为弧度）。为弧度）。若若 用角度表示，则有用角度表示，则有 式中，式中， 90 。 当相机直径当相机直径2R57.3mm时，由上述二式有时，由上述二式有 应用上述各式计算应用上述各式计算 时，时， 值受相机值受相机半径误差半径误差和和底片收缩底片收缩误差误差等的影响等的影响。RL43 .572 RL43 .572 Hu

16、aihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 衍射强度的测量衍射强度的测量用底片上衍射弧的相对黑度来代表衍射的相对强度。用底片上衍射弧的相对黑度来代表衍射的相对强度。*目估法来测定相对强度：目估法来测定相对强度：它是以一张德拜图中最黑的一条弧线它是以一张德拜图中最黑的一条弧线之黑度作为之黑度作为100，然后将其他弧线的黑度与之比较，

17、以定出它们，然后将其他弧线的黑度与之比较，以定出它们各自的相对黑度。有的把相对强度分为很强各自的相对黑度。有的把相对强度分为很强(vs)、强、强(s)、中、中(m)、弱、弱(w)、很弱、很弱(vw)五级。五级。*用显微光度计测量：用显微光度计测量：先测量底片上弧线的黑度，再经换算，先测量底片上弧线的黑度，再经换算，得出衍射线的相对强度数据。得出衍射线的相对强度数据。照相法一般做定性分析照相法一般做定性分析Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and

18、chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method Ld/d 5.相机的分辨本领相机的分辨本领 X射线相机的分辨本领是指：射线相机的分辨本领是指：当一定波长的当一定波长的X射线照射到两个晶射线照射到两个晶面间距相近的晶面上时，底片上两根相应衍射线的分离程度。面间距相近的晶面上时，底片上两根相应衍射线的分离程度。 假定两个晶面的晶面间距相差假定两个晶面的晶面间距相差d , 相应的衍射线在底片的间相应的衍射线在底片的间距为距为L，相机的分辨率，相机的分辨率为为:晶面间距的变化引起的衍射线条的位置改变晶面间距的变化引起的衍射线条

19、的位置改变Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method L2R=d/d-ctg 22sinsinn /2d2R=2R=2Rcos1-sin1-(n /2d) Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chem

20、istry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 相机的分辨本领的特点：相机的分辨本领的特点：l）相机半径）相机半径R越大，分辨本领越高。但是相机直径的增大，会延越大，分辨本领越高。但是相机直径的增大，会延长曝光时间，并增加由空气散射而引起的衍射背影。一般情况下长曝光时间，并增加由空气散射而引起的衍射背影。一般情况下仍以仍以57.3mm的相机最为常用。的相机最为常用。2）角越大，分辨本领越高。所以衍射花样中高角度线条的角越大，分辨本领越高。所以衍射花样中高角度线条的K1和和 K2双线可明显的分开。双线

21、可明显的分开。3）X射线的波长越长，分辨本领越高。所以为了提高相机的分辨射线的波长越长，分辨本领越高。所以为了提高相机的分辨本领，在条件允许的情况下，应尽量采用波长较长的本领，在条件允许的情况下，应尽量采用波长较长的X射线源。射线源。4）面间距越大，分辨本领越低。因此，在分析大晶胞的试样时）面间距越大，分辨本领越低。因此，在分析大晶胞的试样时，应尽可能选用波长较长的，应尽可能选用波长较长的X射线源，以便抵偿由于晶胞过大对射线源，以便抵偿由于晶胞过大对分辨本领的不良影响。分辨本领的不良影响。Huaihua University Chemistry and chemical egineering

22、DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 6. 衍射花样指数标定 衍射花样指数标定，即确定衍射花样中各衍射花样指数标定，即确定衍射花样中各线条线条(弧对弧对)相应晶面相应晶面(即产生该衍射线条的晶面即产生该衍射线条的晶面)的的干涉指数干涉指数，并，并以之标识衍射线条，又称以之标识衍射线条，又称衍射花样指数化衍射花样指数化。Huaihua University Chemistry and chemical egineering D

23、epartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 222LKHadHKL晶面间距晶面间距布拉格方程布拉格方程2sinHKLd立方晶系衍射花样指数标定立方晶系衍射花样指数标定m衍射晶面干涉指数平方和衍射晶面干涉指数平方和对于同一底片同一对于同一底片同一(物物)相各衍射线条的相各衍射线条的sin2 (从小到大的从小到大的)顺序比顺序比(因因 2/4a2为常数为常数)等于各线条相应晶面干涉指数平方和等于各线条相应晶面干涉指数平方和(m)的顺序的

24、顺序比，即比，即Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 立方系不同结构类型晶体因系统消光规律不同，其产立方系不同结构类型晶体因系统消光规律不同，其产生衍射各晶面的生衍射各晶面的m顺序比也各不相同顺序比也各不相同。立方晶系衍射晶面及其干涉指数平方和立方晶系衍射晶面及其干涉指数平方和(m) Huaihua University

25、 Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method X射线衍射仪是采用以特征X射线照射多晶样品，并以辐射探测器记录衍射信息的衍射实验装置。优点：检测快速，工作效率高。操作简单，数据处理方便，精度高，自动化程度高。应用范围广泛。（如高温衍射工作） 二二. . 衍射仪法衍射仪法Huaihua University Chemistry and chemical egineer

26、ing DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 送水装置X线管高压发生器X线发生器(XG)测角仪样品计数管控制驱动装置显示器数据输出计数存储装置(ECP)水冷高压电缆角度扫描a. 粉末衍射仪的构造1. 粉末衍射仪的主要构成及衍射几何光学布置Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and

27、 chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 常用粉末衍射仪主要由X射线发生系统、测角及探测控制系统、记数据处理系统三大部分组成 。核心部件是测角仪。Huaihua University Chemistr

28、y and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method X射线测角仪结构示意C-计数管 D-样品 E-支架 F-接收(狭缝)光栏 G-大转盘(测角仪圆) H-样品台 M-入射光栏 O-测角仪中心 S-管靶焦斑 DMFC在在100o165o测角仪由两个同轴转盘测角仪由两个同轴转盘G，H构构成，小转盘成，小转盘H中心装有样品支架中心装有样品支架，大转盘，大转盘G支架（摇臂）上装有支架（摇臂）上装

29、有辐射探测器辐射探测器D及前端接收狭缝及前端接收狭缝RS，X射线源射线源S固定在仪器支架上固定在仪器支架上，它与接收狭缝，它与接收狭缝RS均位于以均位于以O为为圆心的圆周上圆心的圆周上. 当试样围绕轴当试样围绕轴O转动时，接收转动时，接收狭缝和探测器则以试样转动速度狭缝和探测器则以试样转动速度的的两倍两倍绕绕O轴转动，转动角可由轴转动，转动角可由转动角度读数器或控制仪上读出转动角度读数器或控制仪上读出GHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and c

30、hemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 2. 辐射探测器 衍射仪的衍射仪的X射线探测器为计数管。它是根据射线探测器为计数管。它是根据X射线光射线光子的计数来探测衍射线的强度。它与检测记录装置子的计数来探测衍射线的强度。它与检测记录装置一起代替了照相法中底片的作用。其主要作用是将一起代替了照相法中底片的作用。其主要作用是将X射线信号变成电信号。射线信号变成电信号。 探测器的种类：用气体的探测器的种类：用气体的正比计数器和盖革计数器正比计数器和盖革计数器和固体的和固体的闪烁计数器和硅探测器闪烁计数器和硅探测器。闪烁计

31、数器与正比计数器是目前使用最为普遍的闪烁计数器与正比计数器是目前使用最为普遍的计数器。计数器。 要求要求定量定量关系较为准确的情况下习惯使用关系较为准确的情况下习惯使用正比计数正比计数器器，盖革计数器的使用已逐渐减少。，盖革计数器的使用已逐渐减少。Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 1）正比计数器 X射线光子能使气体电

32、离，所产生的电子在电场作用下向阳极加速运动，这些高速的电子足以再使气体电离，而新产生的电子又可引起更多气体电离，于是出现电离过程的连锁反应。在极短时间内，所产生的大量电子便会涌向阳板金属丝，从而出现一个可以探测到的脉冲电流。这样，一个X射线光子的照射就有可能产生大量离子，这就是气体的放大作用。计数管在单位时间内产生的脉冲数称为计数率，它的大小与单位时间内进入计数管的X射线光子数成正比，亦即与X射线的强度成正比。图图6-12正比计数器结构示意图正比计数器结构示意图Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuai

33、hua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 2）闪烁计数器闪烁计数器是利用X射线激发某些晶体的荧光效应来探测X射线的。它由首先将接收到的X射线光子转变为可见光光子，再转变为电子，然后形成电脉冲而进行计数的。它主要由闪烁体和光电倍增管两部分组成。闪烁计数器结构示意图闪烁计数器结构示意图Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemist

34、ry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 3、X射线检测记录装置 Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 4. 计数测量方法与测量参数选择 a. 连续扫描 连续扫描就是让试样和探测器以1：2的角速度作匀速圆周运动，在转动过程中同

35、时将探测器依次所接收到的各晶面衍射信号输入到记录系统或数据处理系统，从而获得的衍射图谱。它 能进行峰位测定、线形、相对强度测定，主要用于物相的定性分析工作。多晶体衍射仪计数测量方法分为多晶体衍射仪计数测量方法分为连续扫描连续扫描和和步进步进(阶梯阶梯)扫描扫描两种两种Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method b.步进扫描 步

36、进扫描又称阶梯扫描。步进扫描工作是不连续的，试样每转动一定的角度即停止，在这期间，探测器等后续设备开始工作，并以定标器记录测定在此期间内衍射线的总计数，然后试样转动一定角度，重复测量，输出结果。某一衍射峰的步进扫描图形某一衍射峰的步进扫描图形常用于定量分析常用于定量分析Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 5. 衍射数据

37、的测量衍射花样千变万化，3个基本要素： 衍射线的峰位 线形 强度Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method a) 峰顶法b) 切线法c) 半高宽中点法d) 7/8高度法e) 中点连线法以上方法中以峰顶法最为简便，但以上方法中以峰顶法最为简便，但重复性不好，中点法重复性较好。重复性不好，中点法重复性较好。一般情况下，多采用峰顶法

38、。一般情况下，多采用峰顶法。1）衍射峰2角的确定方法Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 绝对强度：绝对强度：由定标器所测得的计数率，单位为由定标器所测得的计数率，单位为cps，即每秒多少个计数。，即每秒多少个计数。相对强度：相对强度：以最强峰的强度作为以最强峰的强度作为100，然后与其他各个衍射峰进行对比计，然后与其他

39、各个衍射峰进行对比计算。算。衍射峰强度的测量方法有各种不同方法：衍射峰强度的测量方法有各种不同方法：A、峰高强度、峰高强度：以减去背景后的峰顶高度代表整：以减去背景后的峰顶高度代表整个衍射峰的强度。个衍射峰的强度。具体的做法具体的做法：在两个峰脚之间作一条直线，从它在两个峰脚之间作一条直线，从它以上的峰高作为衍射峰的强度。以上的峰高作为衍射峰的强度。优点：简便；缺点：所测得的峰高，受实验条件优点：简便；缺点：所测得的峰高，受实验条件的影响相当大。的影响相当大。在一般的物相在一般的物相定性分析定性分析工作中，多采用峰高强度工作中，多采用峰高强度。2）衍射强度的测量Huaihua Universi

40、ty Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method B、积分强度：、积分强度：也称累积强度。它也称累积强度。它是以整个衍射峰在背景线以上部分是以整个衍射峰在背景线以上部分的面积作为峰的强度。的面积作为峰的强度。优点：尽管峰的高度和形状可随实优点：尽管峰的高度和形状可随实验条件的不同而变化，但峰的面积验条件的不同而变化，但峰的面积却比较稳定。因此，在诸如物相定却比较稳

41、定。因此，在诸如物相定量分析等要求强度尽可能精确的情量分析等要求强度尽可能精确的情况下，都采用积分强度。况下，都采用积分强度。Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 6 6. . 样品的制备样品的制备1、制备样品的方法与照相法的粉末试样制备一样，试样中晶体微粒的线性大小以在10-3mm数量级为宜，对无机非金属样品，可以将它

42、们放在玛瑙研钵中研细至用手指搓摸无颗粒感时即可。金属或合金试样用锉刀挫成粉末。所需的样品量比照相法要多，大约在0.5-1克左右。Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method u特殊试样的制备方法：u当样品很少时，可将粉末和胶调匀徐在平玻片上制成。u对一些多晶质的固体样品，如果其中的晶粒足够细，也可不必研磨成粉末。只要切磨出一个平

43、整的面，且样品的大小合适即可。如一些金属块、陶瓷片。被测试样制备良好，才能获得正确良好的衍射信息。 对于粉末样品，通常要求其颗粒平均粒径控制在5m左右，亦即通过320目的筛子，而且在加工过程中，应防止由于外加物理或化学因素而影响试样其原有的性质。Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 在样品制备过程中，应当注意： 1）在制

44、样过程中，由于粉末样品需要制成平板状，因此需要避免颗粒发生定向排列，存在取向，从而影响实验结果。 2）在加工过程中，应防止由于外加物理或化学因素而影响试样其原有的性质。Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 实验室衍射仪常用的粉末样品形状为平板形。其支承粉末制品的支架有两种，即透过试样板和不透孔试样板，如图所示。 粉末物质

45、制样示意图 Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 当样品面高于样品板平面时，实测的高于样品板平面时，实测的角会偏大角会偏大，计算所得的d值将偏小； 当样品面低于样品板平面时，实测的低于样品板平面时，实测的角会偏小角会偏小， 计算所得的d值将偏大。Huaihua University Chemistry and chemi

46、cal egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 3）管压和管流的选择实验中所采用的管压也取决于所采用的阳极靶材。管压阳极靶元素K系激发电压的3-5倍。管流选择与X射线管的功率有关。功率=电压电流 管流= 功率/电压4）扫描速度的选择扫描速度指计数管在测角仪圆上均匀转动的角速度，以度分表示。增大扫描速度，可节约测试时间，但同时将导致强度和分辨率的下降，并使衍射峰的位置向扫描方向偏移。因此，为了提高测量精确度

47、，应尽可能用小的扫描速度。但过低的扫描速度耗时太多也是不实际的。衍射仪最大扫描速度为4/分。 定性分析中一般用1-4/分。Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 样品制备X X射线衍射分析的样品主要有射线衍射分析的样品主要有粉末样品粉末样品、块状样品块状样品、薄膜样薄膜样品品、纤维样品纤维样品等。样品不同，分析目的不同（定

48、性分析或定等。样品不同，分析目的不同（定性分析或定量分析），则样品制备方法也不同。量分析），则样品制备方法也不同。X X射线衍射分析的粉末试样必需满足这样两个条件：射线衍射分析的粉末试样必需满足这样两个条件：晶粒要晶粒要细小细小，试样无择优取向试样无择优取向( (取向排列混乱取向排列混乱) )。所以，通常将试样。所以，通常将试样研细后使用，可用玛瑙研钵研细。研细后使用，可用玛瑙研钵研细。定性分析定性分析时粒度应时粒度应小于小于4444微米微米(350(350目目) )，定量分析定量分析时应将试样研细至时应将试样研细至1010微米微米左右。较方左右。较方便地确定便地确定1010微米粒度的方法是，

49、用拇指和中指捏住少量粉末微米粒度的方法是，用拇指和中指捏住少量粉末，并碾动，两手指间，并碾动，两手指间没有颗粒感觉没有颗粒感觉的粒度大致为的粒度大致为1010微米。微米。1 1 粉末样品粉末样品Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 常用的粉末样品架为常用的粉末样品架为玻璃试样架玻璃试样架，在玻璃板上蚀刻出试样填充区，在玻

50、璃板上蚀刻出试样填充区为为2018mm2。玻璃样品架主要。玻璃样品架主要用于粉末试样较少时用于粉末试样较少时(约少于约少于500mm3)使用。充填时，将试样使用。充填时，将试样粉末一点一点地放进试样填充区粉末一点一点地放进试样填充区，重复这种操作，使粉末试样在，重复这种操作，使粉末试样在试样架里均匀分布并用玻璃板压试样架里均匀分布并用玻璃板压平实，要求试样面与玻璃表面齐平实，要求试样面与玻璃表面齐平。如果试样的平。如果试样的量少量少到不能充分到不能充分填满试样填充区，可在玻璃试样填满试样填充区，可在玻璃试样架凹槽里先滴一薄层架凹槽里先滴一薄层用醋酸戊酯用醋酸戊酯稀释的火棉胶溶液稀释的火棉胶溶液

51、，然后将粉末，然后将粉末试样撒在上面，待干燥后测试。试样撒在上面，待干燥后测试。Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 先将块状样品表面先将块状样品表面研磨抛光研磨抛光，大小不超过，大小不超过202018mm18mm2 2, ,然后然后用用橡皮泥橡皮泥将样品粘在将样品粘在铝样品铝样品支架上，要求样品表面与铝样品支架上，要求

52、样品表面与铝样品支架表面平齐。支架表面平齐。2 2 块状样品块状样品Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 3.3.微量样品微量样品取微量样品放入玛瑙研钵中将取微量样品放入玛瑙研钵中将其研细，然后将研细的样品放其研细，然后将研细的样品放在在单晶硅样品支架单晶硅样品支架上（切割单上（切割单晶硅样品支架时使晶硅样品支架时使其表

53、面不满其表面不满足衍射条件足衍射条件），滴数滴），滴数滴无水乙无水乙醇醇使微量样品在单晶硅片上分使微量样品在单晶硅片上分散均匀，待乙醇完全挥发后即散均匀，待乙醇完全挥发后即可测试。可测试。Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 4.4.薄膜样品制备：薄膜样品制备：将薄膜样品剪成合适大小，用将薄膜样品剪成合适大小，用胶带纸胶

54、带纸粘在粘在玻璃样品支架玻璃样品支架上即可。上即可。 Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 衍射仪法基本分析项目 物相定性、定量分析 点阵常数测定 应力测定 晶粒度测定 织构测定Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua U

55、niversity Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 衍射仪法与Debey法的对比衍射仪法Debye法快0.31h45h，手工化灵敏，弱线可分辨用肉眼可重复，数据自动处理，结果自动检索无法重复，人工处理结果盲区小，2约为3盲区大， 2 10贵便宜且简便样品量大（0.5g以上）样品极其微量（510mg）常用于定量相结构分析定性，晶体颗粒大小Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua

56、University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentMaterial modern analysis method 第二节 单晶体衍射方法 单晶体X射线衍射分析的基本方法为劳埃（Laue）法与周转晶体法。Huaihua University Chemistry and chemical egineering DepartmentHuaihua University Chemi