材料分析方法課件yansheqiangdu

1、X射線衍射束的強度結(jié)構(gòu)分析第3講 3.1 研究方法及思路一個電子對X射線的散射一個原子對X射線的散射單胞對X射線的衍射整個粉末多晶體所能給出衍射束的強度電子的散射強度（Thomson 公式）：特點：非偏振的X射線經(jīng)電子散射后，散射線被偏振化：沿原X射線傳播方向上的散射強度比垂直原X射線方向的散射強度大一倍。X射線偏振因子1 單個電子對X射線的散射2 一個原子對X射線的散射根據(jù)THOMPSON公式，單個電子的散射強度與電子質(zhì)量的平方成反比，而原子核質(zhì)量電子，于是原子核的受迫震動可忽略不計：原子散射強度所有核外電子的散射強度原子散射因子的引出(1) 若X射線波長原子直徑D，可近似認(rèn)為原子中所有電子

2、集中在一點同時振動。其散射強度為：Ia=Z2I0 一般X射線的波長與原子直徑處于同一數(shù)量級，不能認(rèn)為原子中所有電子都集中于一點，它們的散射波之間存在一定的位相差。必須引入新參量表達(dá)一個原子散射和一個電子散射間的對應(yīng)關(guān)系。一個原子相干散射強度為：Ia=f2Ief為原子散射因子一個原子散射的相干散射波振幅一個電子散射的相干散射波振幅f=Aa/Ae原子散射因子的引出(2)r -為任一電子到坐標(biāo)原點的距離3 單胞對X射線的衍射單位晶胞在空間的周期性排列實際晶體單位晶胞內(nèi)原子的不同排列方式反映晶體結(jié)構(gòu)對衍射強度的影響單位晶胞對X射線的衍射單胞的相干散射一個電子的相干散射結(jié)構(gòu)因子一個單胞內(nèi)所有原子散射的相

3、干散射波振幅一個電子散射的相干散射波振幅FHKL=Ab/Ae3.1 結(jié)構(gòu)因子公式的推導(dǎo)如圖所示，假定O為晶胞的一個頂點，取其為原點，A為晶胞中任一原子j,它的位置矢量為：OArjS0S0SSOA= rj = xja+yjb+zjcA原子的散射波與坐標(biāo)原點O處原子散射波之間的光程差為：j= rj(S-S0)相位差為：倒易矢量 若晶胞內(nèi)各原子的原子散射因子分別為：f1, f2, ,fn,各原子的散射波與入射波的相位差分別為：1，2，.,n則晶胞內(nèi)所有原子相干散射的合成振幅為： 于是，結(jié)構(gòu)因子可表示為：經(jīng)過歐拉變換等數(shù)學(xué)處理3.2 結(jié)構(gòu)因子與系統(tǒng)消光滿足布拉格方程產(chǎn)生衍射的充分條件FHKL01 點陣

4、消光 ：由于面心或體心有附加陣點而引起的FHKL=0。點陣類型出現(xiàn)的反射消失的反射簡單點陣全部無體心點陣H+K+L為偶數(shù)H+K+L為奇數(shù)面心點陣H、K、L全偶或全奇H、K、L奇偶混雜底心點陣H、K全偶或全奇H、K奇偶混雜四種基本類型點陣的系統(tǒng)消光規(guī)律2 結(jié)構(gòu)消光：對那些由兩類以上等同點構(gòu)成的復(fù)雜晶體結(jié)構(gòu)，除遵循布拉菲點陣消光以外，還有附加的消光條件，稱為結(jié)構(gòu)消光。金剛石結(jié)構(gòu)、密排六方結(jié)構(gòu)等4 粉末多晶體衍射的積分強度倒易球的定義： 等同晶面族HKL在倒易空間中倒易矢量的軌跡倒易球的半徑：倒易球的定義4.1 參與衍射的晶粒分?jǐn)?shù)4.2 影響衍射強度的其它因素一、多重性因素二、吸收因素三、溫度因素原子在平衡位置的震動會產(chǎn)生附加震動，影響散射強度。4.4 多晶體衍射的積分強度公式對同一衍射花樣中同一物相的各根衍射線相同作業(yè)2: