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1、多晶體X射線衍射分析方法德拜照相法3.1德拜照相法衍射原理衍射花樣一系列衍射弧對，其實質(zhì)為衍射圓錐與底片的交線。3.1.1德拜相機⒈結(jié)構(gòu)右圖為實驗用德拜相機實物照片，其結(jié)構(gòu)主要有相機圓筒、光闌、承光管和位于相機中心的試樣架構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)示意如右圖所示。⑴相機圓筒由上下結(jié)合緊密的底蓋，緊貼內(nèi)壁安裝照相底片。有兩種尺寸：直徑φ57.3mm和φ114.6mm，底片長度方向上每1mm分別對應(yīng)圓心角2°和1°。⑵光闌入射線的通道，限制入射線的發(fā)散度，固定入射線的位置和控制其截面尺寸。德拜照相法3.1.3實驗參數(shù)選擇⒈選靶和濾波選靶：Z靶≤Z樣或Z靶＞＞Z樣濾波：
2、Z靶≤40，Z濾=Z靶－1；Z靶＞40，Z濾=Z靶－2⒉其他參數(shù)通常管電壓為靶材臨界電壓的35倍，在不超過額定功率前提下盡可能選大的管電流。對于曝光時間，因其影響因素很多，最佳方法是先通過做實驗進行選擇。德拜照相法3.1.4德拜花樣標定德拜花樣標定是指確定花樣上每個衍射線條對應(yīng)的晶面指數(shù)。具體過程如下：⒈花樣的測量和計算以偏裝法為例：在低角反射區(qū)：在高角反射區(qū)：德拜照相法上式計算的θ值受相機半徑誤差和底片伸縮誤差的影響。解決方法是用沖洗后底片的周長S=2πR替代R，并采用偏裝法來測量S值，即可校正誤差，得德拜花樣的強度通常是相對強度，一般分5個等級：
3、很強、強、中、弱、很弱。德拜照相法⒉指數(shù)標定根據(jù)測定的θ角，代入布拉格方程求出晶面間距，若晶體結(jié)構(gòu)已知，則可立即標定衍射花樣；若晶體結(jié)構(gòu)未知，則需結(jié)合試樣的化學成分、加工工藝等進行嘗試標定。以立方系為例對于同一物質(zhì)的同一衍射花樣中的各線條，λ2/4a2是常數(shù)，則衍射線條對應(yīng)的晶面指數(shù)平方和（H2+K2+L2）與sin2θ是一一對應(yīng)的。德拜照相法德拜照相法根據(jù)立方系的消光規(guī)律，不同結(jié)構(gòu)消光規(guī)律不同，N值順序不同，據(jù)此可以得到與N對應(yīng)的晶面指數(shù)（HKL）。3.2X射線衍射儀法X射線衍射儀是廣泛使用的X射線衍射裝置?，F(xiàn)代衍射儀如圖示。其主要組成部分包括：X
4、射線發(fā)生裝置、測角儀、輻射探測器和測量系統(tǒng)及計算機、打印機等。衍射儀法與德拜法主要區(qū)別有：①在接收X射線方面，衍射儀用輻射探測器沿測角儀圓周運動逐一接收和記錄每一個衍射線的位置和強度；德拜法使用底片同時接收所有衍射圓錐，記錄其位置和強度。②試樣形狀不同，衍射儀是平板狀式樣，德拜法是細絲狀試樣。除此之外，衍射儀具有使用方便，自動化程度高，尤其與計算機結(jié)合，使得衍射儀在強度測量、花樣標定、物相分析上具有更好的性能。X射線衍射儀法3.2.1測角儀⒈結(jié)構(gòu)⑴樣品臺位于測角儀中心，可繞O軸轉(zhuǎn)動，用于安放樣品。X射線衍射儀法X射線衍射儀法⑵輻射探測器位于測角儀圓周
5、上，可沿圓周運動。工作時，探測器與樣品以2∶1角速度運動，保證接收到衍射線。探測器接收的是那些與樣品表面平行的晶面的衍射線，與表面不平行的晶面的衍射線不能進入探測器。⑶X射線源由X射線發(fā)生器產(chǎn)生，其線狀焦斑位于測角儀圓周上固定不動。⑷光闌——限制X射線發(fā)散度⒉工作過程探測器由低角向高角轉(zhuǎn)動的過程中，逐一接收和記錄衍射線的位置和強度。掃描范圍∶-20°~+165°3.2X射線衍射儀法X射線衍射儀法⒊光路布置X射線線狀焦斑S發(fā)出X射線進入梭拉光闌S1和狹縫光闌DS照射到試樣表面，產(chǎn)生的X射線經(jīng)狹縫光闌RS和梭拉光闌S2和防發(fā)散光闌SS在F處聚焦而進入探測
6、器。①梭拉光闌由一組相互平行重金屬體（鉬或鉭）構(gòu)成，每片厚度約0.05mm，片間距為0.5mm.主要是為了限制X射線在垂直方向的發(fā)散度。②狹縫光闌DS∶限制入射線照射寬度。寬度越大，通過的X射線越多，照射試樣面積越大。RS和SS∶限制衍射線。RS限制衍射線寬度，SS進一步遮擋其他散射線，兩者應(yīng)選擇同樣寬度，以保持發(fā)散度一致。狹縫光闌大小將影響探測結(jié)果，狹縫寬度增大時，X射線接收量增大，X射線強度提高，但衍射花樣背底同時也增大，分辨率下降。3.2X射線衍射儀法⒋聚焦圓試樣位于測角儀圓心，光源S和接收光闌F又位于同一測角儀圓周上，試樣、光源和光闌必須位于
7、同一圓周上才能獲得足夠高的衍射強度和分辨率。此圓周稱為聚焦圓。如圖示，聚焦圓半徑r=R/2sinθ，由于R固定不變，則r隨θ變化而變化，即聚焦圓的大小在測角儀工作過程中是不斷變化的。問題：聚焦圓半徑不斷變化，如何保證聚焦效果？3.2X射線衍射儀法Rr3.2.2探測器與記錄系統(tǒng)輻射探測器是將接收樣品X射線（X光子），并將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺ㄋ矔r脈沖）的裝置。常用探測器有：正比計數(shù)器、蓋革管、閃爍計數(shù)器、Si（Li）半導體探測器和位敏探測器等。⒈正比計數(shù)器⑴結(jié)構(gòu)如圖示，由金屬圓筒（陰極）和位于圓筒軸線上的金屬絲構(gòu)成，兩極間加一定電壓，圓筒內(nèi)充有惰性氣體。
8、3.2X射線衍射儀法⑵工作原理——電子“雪崩效應(yīng)”X光子由窗口進入管內(nèi)使氣體電離，電離產(chǎn)生的電子和離子分別向
