第一部分 X射线衍射分析 1武汉理工大学资环学院 管俊芳第四章. 衍射强度和衍射方法4 粉晶X射线衍射仪方法5 衍射数据的获得 6 衍射线条的指标化2武汉理工大学资环学院 管俊芳3 粉晶X射线照相方法第四章. 衍射强度和衍射方法3武汉理工大学资环学院 管俊芳3 粉晶X射线照相方法第四章. 衍射强度和衍射方法4武汉理工大学资环学院 管俊芳第四章. 衍射强度和衍射方法4 粉晶X射线衍射仪方法 （1）方法原理：与德拜照相法基本一致，只 是把粉末柱换成了平板状样品，把底片换 成了测角仪。5武汉理工大学资环学院 管俊芳4 粉晶X射线衍射仪方法（2）第四章. 衍射强度和衍射方法衍射原理解释6武汉理工大学资环学院 管俊芳4 粉晶X射线衍射仪方法（3）第四章. 衍射强度和衍射方法与照相方法相比：照相法是在整个圆 周记录，因此每一 对弧线对应的角度 是4，(0360 )而衍射仪法则只在 半圆周上记录，因 此对应的角度为2（0180）7武汉理工大学资环学院 管俊芳4 粉晶X射线衍射仪方法（4）第四章. 衍射强度和衍射方法照相法底片与衍射仪图谱的对应关系8武汉理工大学资环学院 管俊芳4 粉晶X射线衍射仪方法（5）第四章. 衍射强度和衍射方法聚焦法原理使得平板状 样品产生类似于照相法 的点(柱)状样品的衍射 效果。光源、样品、探测器处 于一个大园上。在弧段AB中的任一点上 能发生衍射的同一组面 网产生的衍射都应汇聚 在该圆周上的同一点J 上，不同面网的衍射线 则分别聚焦于该圆周上 不同的点上。9武汉理工大学资环学院 管俊芳4 粉晶X射线衍射仪方法（6）第四章. 衍射强度和衍射方法X射线粉末衍射仪中平板样品的聚焦的进一步解释： 10武汉理工大学资环学院 管俊芳4 粉晶X射线衍射仪方法（7）第四章. 衍射强度和衍射方法在衍射仪探测衍射信号的时候，为了使聚焦园始终存在，探 测器与入射线夹角为2，样品与入射线夹角为。11武汉理工大学资环学院 管俊芳4 粉晶X射线衍射仪方法（8）第四章. 衍射强度和衍射方法粉晶X射线衍射仪由：A）X射线发生器B）测角仪C）X射线强度测量系统D）以及衍射仪自动控制与衍射数据采集、处 理系统四大部分组成。 12武汉理工大学资环学院 管俊芳4 粉晶X射线衍射仪方法（9）第四章. 衍射强度和衍射方法粉晶X射线衍射仪的构成方块图 13武汉理工大学资环学院 管俊芳4 粉晶X射线衍射仪方法（10）第四章. 衍射强度和衍射方法粉晶X射线衍射仪外观 14武汉理工大学资环学院 管俊芳4 粉晶X射线衍射仪方法（11）第四章. 衍射强度和衍射方法X射线发生器：是高稳定度的。它由X射线管、高压发生器、管压管流稳定 电路和各种保护电路等部分组成。 15武汉理工大学资环学院 管俊芳4 粉晶X射线衍射仪方法（12）第四章. 衍射强度和衍射方法测角仪：光路系统16武汉理工大学资环学院 管俊芳4 粉晶X射线衍射仪方法（13）第四章. 衍射强度和衍射方法强度测量系统：常用于X射线检测的检测器有：Geiger-Muller检测器（GC）、正比检测器（ PC）和NaI(Tl)闪烁检测器（SC）。功能：把X射线的强度信号转化成物理的数 字信号 17武汉理工大学资环学院 管俊芳4 粉晶X射线衍射仪方法（14）第四章. 衍射强度和衍射方法衍射仪自动控制与衍射数据采集、处理系统：控制：扫描速度，扫描范围，扫描速度。角度校正，测角仪转动等。衍射数据处理分析系统 由一些常用的衍射图处理程序集成，主要有6项： 1. 图谱处理； 2. 寻峰； 3. 求面积、重心、积分宽； 4. 减背景； 5. 衍射图比较（多重衍射图的叠合显示）； 6. 平滑处理。 18武汉理工大学资环学院 管俊芳4 粉晶X射线衍射仪方法（15）第四章. 衍射强度和衍射方法衍射图谱处理过程示例(1)原始图谱(2)平滑以后 (3)去掉背景(4)标注峰位 (5)图谱比较19武汉理工大学资环学院 管俊芳4 衍射数据的获得 （1）第四章. 衍射强度和衍射方法衍射数据: 面网间距(d)，衍射强度(I)但由于无法真正获得绝对的衍射强度数 据，因为不同的晶体尺寸、不同的光源特征 、不同的仪器种类，所获得的实测衍射强度 是完全不可比较的，因此在记录衍射强度的 时候，按相对强度记录（I/Io)。20武汉理工大学资环学院 管俊芳4 衍射数据的获得 （2）第四章. 衍射强度和衍射方法照相方法：得到一张德拜图，并从德拜图可以获得如下数据：（1） d按计算获得（布拉格方程式）（2） I/Io用目测的方法估计得到21武汉理工大学资环学院 管俊芳4 衍射数据的获得 （3）第四章. 衍射强度和衍射方法衍射仪方法：得到一张衍射图谱，并经过处理以后同时得 到一张数据表。22武汉理工大学资环学院 管俊芳4 衍射数据的获得 （4）第四章. 衍射强度和衍射方法23武汉理工大学资环学院 管俊芳4 衍射线条的指标化 （1）第四章. 衍射强度和衍射方法指标化方法：等轴晶系、中级晶族（四方、斜方、六 方）一般可以经过计算的方法，根据粉末衍 射的数据可以求出各衍射线的指数；低级晶族（单斜、三斜）则一般无法计 算出，必须从单晶结构分析得出。下面举例说明24武汉理工大学资环学院 管俊芳4 衍射线条的指标化 （2）第四章. 衍射强度和衍射方法含义：求出各衍射线条的衍射指数应用：1）用粉末衍射法计算晶胞参数2）鉴定衍射线条中有无杂线，即确定是否含杂质3）确定一些与物质结构有关的信息25武汉理工大学资环学院 管俊芳4 衍射线条的指标化 （3）第四章. 衍射强度和衍射方法例如：等轴晶系，根据面网间距的计算公式：有 (h2+k2+l2)= a2/d226武汉理工大学资环学院 管俊芳4 衍射线条的指标化 （3）第四章. 衍射强度和衍射方法等轴晶系，当晶胞大小已知时：例如a =6.292127武汉理工大学资环学院 管俊芳4 衍射线条的指标化 （4）第四章. 衍射强度和衍射方法等轴晶系，当晶胞大小未知时：用尝试法28武汉理工大学资环学院 管俊芳4 衍射线条的指标化 （5）第四章. 衍射强度和衍射方法其他晶系，由于未知的参 数增多，在晶胞参数已知的情 况下尚可进行指标化，在完全 未知的情况下，对于比较高对 称性的，还可以计算出指标数 值，而对于对称低的则基本无 法计算。29武汉理工大学资环学院 管俊芳4 衍射线条的指标化 （6）第四章. 衍射强度和衍射方法存在的hkl衍射无衍射效应的hkl原始格子P全部无体心格子I h+k+l=偶数h+k+l=奇数面心格子F h,k,l全奇或全偶h,k,l奇、偶混杂衍射指数的应用确定空间格子类型 (等轴 为例)根据不同格子类型的消光规律：30武汉理工大学资环学院 管俊芳4 衍射线条的指标化 （7）第四章. 衍射强度和衍射方法（h2+k2+l2) =立方原始：1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9 (缺7,15,23 等)立方体心：2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18立方面心：3, 4, 8, 11, 12, 16, 19, 2931武汉理工大学资环学院 管俊芳4 衍射线条的指标化 （8）第四章. 衍射强度和衍射方法32武汉理工大学资环学院 管俊芳4 衍射线条的指标化 （9）第四章. 衍射强度和衍射方法FP33武汉理工大学资环学院 管俊芳作 业第四章. 衍射强度和衍射方法1使用CuK射线（波长1.5418A)，对等轴晶系的氯化 钠粉末进行X射线衍射，得到的衍射峰的位置分别是：227.45, 31.80, 45.60, 54.05, 56.70, 66.50,1 73.30, 75.60, 84.302 试将上述衍射峰进行指标化，并判定其空间格子类 型。2用CuK射线，对于下列结构的物质进行粉末衍射，试 预测随着衍射角度的增加次序，衍射图上开始出现的三 个衍射峰的2 值和对应的hkl值：3 (1) 立方原始 a = 3.00 (2) 立方面心 a = 5.628(3) 四方原始 a=2.00, c=3.00 34武汉理工大学资环学院 管俊芳