1、復(fù)習(xí)題復(fù)習(xí)題 復(fù)習(xí)晶體結(jié)構(gòu)的有關(guān)知識(shí)（固體物理，第一章）。復(fù)習(xí)晶體結(jié)構(gòu)的有關(guān)知識(shí)（固體物理，第一章）。 預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)X射線衍射（射線衍射（XRD）的原理。）的原理。 結(jié)合本專(zhuān)業(yè)查閱文獻(xiàn)體會(huì)如何根據(jù)理論設(shè)計(jì)結(jié)合本專(zhuān)業(yè)查閱文獻(xiàn)體會(huì)如何根據(jù)理論設(shè)計(jì)(shj)、制備新材料。、制備新材料。第1頁(yè)/共55頁(yè)第一頁(yè)，共56頁(yè)。物質(zhì)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)(jigu)分析分析 進(jìn)行物質(zhì)進(jìn)行物質(zhì)(wzh)結(jié)構(gòu)分析方法主要有結(jié)構(gòu)分析方法主要有3大類(lèi)大類(lèi) 各種衍射技術(shù)各種衍射技術(shù) 直接和精確測(cè)定分子和晶體結(jié)構(gòu)的方法直接和精確測(cè)定分子和晶體結(jié)構(gòu)的方法 各種光譜技術(shù)各種光譜技術(shù) 紅外光譜、激光拉曼光譜、紫外光紅外光譜、激光拉曼光譜

2、、紫外光 在各種狀態(tài)測(cè)定結(jié)構(gòu)，如液體在各種狀態(tài)測(cè)定結(jié)構(gòu)，如液體 分子模擬、量子力學(xué)計(jì)算分子模擬、量子力學(xué)計(jì)算第2頁(yè)/共55頁(yè)第二頁(yè)，共56頁(yè)。現(xiàn)代現(xiàn)代(xindi)分析測(cè)試分析測(cè)試 材料的結(jié)構(gòu)分析材料的結(jié)構(gòu)分析 衍射方法衍射方法(fngf) X射線衍射射線衍射 （X-Ray Diffraction， XRD） 粉末衍射粉末衍射 微區(qū)、薄膜微區(qū)、薄膜 高溫、常溫、低溫衍射儀高溫、常溫、低溫衍射儀 四園單晶衍射四園單晶衍射 電子衍射（電子衍射（Transmission Electron Microscopy， TEM） 中子衍射中子衍射 穆斯堡譜穆斯堡譜 射線衍射射線衍射第3頁(yè)/共55頁(yè)第三頁(yè)，共

3、56頁(yè)。物質(zhì)物質(zhì)(wzh)的結(jié)構(gòu)分析的結(jié)構(gòu)分析 測(cè)定物質(zhì)測(cè)定物質(zhì)(wzh)結(jié)構(gòu)的本質(zhì)結(jié)構(gòu)的本質(zhì) 某種波，如微波、紅外光、某種波，如微波、紅外光、X射線；射線；或某種粒子或某種粒子(lz),如光子、電子、中子等如光子、電子、中子等試樣改變?cè)嚇又性踊蚍肿拥暮嘶螂娮拥哪撤N能態(tài)試樣中原子解離或電子電離入射波（粒子）的散射、衍射衍射或吸收產(chǎn)生與入射波長(zhǎng)不同的波或粒子得到物質(zhì)結(jié)構(gòu)的信息第4頁(yè)/共55頁(yè)第四頁(yè)，共56頁(yè)。10 10 10 10 10 10 1010X射線衍射射線衍射(ynsh)可見(jiàn)可見(jiàn)(kjin)和和拉曼光譜拉曼光譜97531-1-3-5Wavenumbers 能量能量(nngling)增

4、加增加紫外紫外可見(jiàn)可見(jiàn)近紅外近紅外遠(yuǎn)紅外遠(yuǎn)紅外微波微波順磁共振順磁共振無(wú)線電波無(wú)線電波Wavelength in microns核轉(zhuǎn)變核轉(zhuǎn)變電子躍遷電子躍遷分子振動(dòng)分子振動(dòng)10 10 10 10 10 10 10 10躍遷躍遷-5-3-113579轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)電磁光譜電磁光譜核磁共振核磁共振紅外光譜紅外光譜紫外紫外紫外紫外紫外和紫外和拉曼光譜拉曼光譜X射線射線第5頁(yè)/共55頁(yè)第五頁(yè)，共56頁(yè)。XRD分析方法分析方法 X-射線物理學(xué)基礎(chǔ)射線物理學(xué)基礎(chǔ) X-射線與物質(zhì)射線與物質(zhì)(wzh)的相互作用的相互作用 X-射線衍射分析原理射線衍射分析原理 X-射線衍射分析應(yīng)用射線衍射分析應(yīng)用 XRD圖譜的物相鑒

5、定圖譜的物相鑒定第6頁(yè)/共55頁(yè)第六頁(yè)，共56頁(yè)。X射線物理學(xué)基礎(chǔ)射線物理學(xué)基礎(chǔ)(jch) X射線的產(chǎn)生射線的產(chǎn)生 德國(guó)科學(xué)家倫琴德國(guó)科學(xué)家倫琴(lnqn)，1895年年 使相片底片感光，并有很強(qiáng)的穿透力使相片底片感光，并有很強(qiáng)的穿透力 X射線的應(yīng)用射線的應(yīng)用 科學(xué)研究科學(xué)研究 (XRD) 醫(yī)療（透視）醫(yī)療（透視） 技術(shù)工程技術(shù)工程 (無(wú)損探傷無(wú)損探傷)第7頁(yè)/共55頁(yè)第七頁(yè)，共56頁(yè)。衍射分析技術(shù)衍射分析技術(shù)(jsh)的發(fā)展的發(fā)展 與與X X射線及晶體射線及晶體(jngt)(jngt)衍射有關(guān)的部分諾貝爾獎(jiǎng)獲得者名單衍射有關(guān)的部分諾貝爾獎(jiǎng)獲得者名單 年 份學(xué) 科得獎(jiǎng)?wù)邇?nèi) 容1901物理倫琴W

6、ilhelm Conral RontgenX射線的發(fā)現(xiàn)1914物理勞埃Max von Laue晶體的X射線衍射亨利.布拉格Henry Bragg勞倫斯.布拉格Lawrence Bragg.1917物理巴克拉Charles Glover Barkla元素的特征X射線1924物理卡爾.西格班Karl Manne Georg Siegbahn X射線光譜學(xué)戴維森Clinton Joseph Davisson湯姆孫George Paget Thomson1954化學(xué)鮑林Linus Carl Panling化學(xué)鍵的本質(zhì)肯德魯John Charles Kendrew帕魯茲Max Ferdinand Per

7、utz1962生理醫(yī)學(xué)Francis H.C.Crick、JAMES d.Watson、Maurice h.f.Wilkins脫氧核糖核酸DNA測(cè)定1964化學(xué)Dorothy Crowfoot Hodgkin青霉素、B12生物晶體測(cè)定霍普特曼Herbert Hauptman卡爾Jerome Karle魯斯卡E.Ruska電子顯微鏡賓尼希G.Binnig掃描隧道顯微鏡羅雷爾H.Rohrer布羅克豪斯 B.N.Brockhouse中子譜學(xué)沙爾 C.G.Shull中子衍射直接法解析結(jié)構(gòu)1915物理晶體結(jié)構(gòu)的X射線分析1937物理電子衍射1986物理1994物理1962化學(xué)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)測(cè)定1985化學(xué)

8、第8頁(yè)/共55頁(yè)第八頁(yè)，共56頁(yè)。X射線物理學(xué)基礎(chǔ)射線物理學(xué)基礎(chǔ)(jch) X射線的本質(zhì)射線的本質(zhì) 電磁波，波長(zhǎng)較短，一般在電磁波，波長(zhǎng)較短，一般在0.050.25nm; 勞厄，勞厄，1914年，晶體衍射年，晶體衍射(ynsh)實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)； X射線具有波粒二相性射線具有波粒二相性 衍射衍射(ynsh)：可見(jiàn)光：可見(jiàn)光 一定能量的光量子流一定能量的光量子流 h:普朗克常數(shù)普朗克常數(shù)6.62634JS E:能量；能量； P：動(dòng)量：動(dòng)量第9頁(yè)/共55頁(yè)第九頁(yè)，共56頁(yè)。X射線物理學(xué)基礎(chǔ)射線物理學(xué)基礎(chǔ)(jch)第10頁(yè)/共55頁(yè)第十頁(yè)，共56頁(yè)。X射線物理學(xué)基礎(chǔ)射線物理學(xué)基礎(chǔ)(jch) X射線的產(chǎn)生射

9、線的產(chǎn)生 原子內(nèi)的電子分布在一系列量子化的殼層上，按原子內(nèi)的電子分布在一系列量子化的殼層上，按K、L、M、N遞增；遞增； 最內(nèi)層的能量最低最內(nèi)層的能量最低 某層電子的能量某層電子的能量 當(dāng)沖向陽(yáng)極靶的電子具有足夠能量將內(nèi)層電子擊出成為當(dāng)沖向陽(yáng)極靶的電子具有足夠能量將內(nèi)層電子擊出成為(chngwi)自由電子（二自由電子（二次電子）；次電子）； 原子：高能的不穩(wěn)定原子：高能的不穩(wěn)定 自發(fā)向穩(wěn)態(tài)過(guò)渡：自發(fā)向穩(wěn)態(tài)過(guò)渡：第11頁(yè)/共55頁(yè)第十一頁(yè)，共56頁(yè)。X射線物理學(xué)基礎(chǔ)射線物理學(xué)基礎(chǔ)(jch) X射線的產(chǎn)生射線的產(chǎn)生(chnshng) K層出現(xiàn)空位，層出現(xiàn)空位， K激發(fā)態(tài)；激發(fā)態(tài)； L層躍遷至層躍遷

10、至K層，層， L激發(fā)態(tài)；激發(fā)態(tài)； E=EL-EK, 能量差以能量差以X射線光量子的形式輻射出來(lái)；射線光量子的形式輻射出來(lái)；K L層有能量差別很小的亞能級(jí)，層有能量差別很小的亞能級(jí)， K1、 K2 特征特征X射線射線第12頁(yè)/共55頁(yè)第十二頁(yè)，共56頁(yè)。X射線物理學(xué)基礎(chǔ)射線物理學(xué)基礎(chǔ)(jch)靶試樣(sh yn)第13頁(yè)/共55頁(yè)第十三頁(yè)，共56頁(yè)。X射線物理學(xué)基礎(chǔ)射線物理學(xué)基礎(chǔ)(jch)第14頁(yè)/共55頁(yè)第十四頁(yè)，共56頁(yè)。物質(zhì)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)(jigu)分析分析 測(cè)定物質(zhì)結(jié)構(gòu)測(cè)定物質(zhì)結(jié)構(gòu)(jigu)的本質(zhì)的本質(zhì) 某種波，如微波、紅外光、某種波，如微波、紅外光、X射線；射線；或某種粒子或某種粒

11、子(lz),如光子、電子、中子等如光子、電子、中子等試樣改變?cè)嚇又性痈淖冊(cè)嚇又性踊蚍肿拥暮嘶蚧蚍肿拥暮嘶螂娮拥哪撤N能態(tài)電子的某種能態(tài)試樣中原子解離試樣中原子解離或電子電離或電子電離入射波（粒子）的入射波（粒子）的散射、散射、衍射衍射或吸收或吸收產(chǎn)生與入射波長(zhǎng)產(chǎn)生與入射波長(zhǎng)不同的波或粒子不同的波或粒子得到物質(zhì)結(jié)構(gòu)得到物質(zhì)結(jié)構(gòu)的信息的信息第15頁(yè)/共55頁(yè)第十五頁(yè)，共56頁(yè)。多晶粉末衍射多晶粉末衍射(ynsh)分析分析 multiple crystal powder diffraction analysis在入射在入射X光的作用光的作用(zuyng)下，原子中的電子構(gòu)成多個(gè)下，原子中的電子構(gòu)成

12、多個(gè)X輻射輻射源，以源，以 球面波向空間發(fā)射形成干涉光；球面波向空間發(fā)射形成干涉光；強(qiáng)度與原子類(lèi)型、晶胞內(nèi)原子位置有關(guān)；強(qiáng)度與原子類(lèi)型、晶胞內(nèi)原子位置有關(guān)； 衍射圖：晶體化合物的衍射圖：晶體化合物的“指紋指紋”；多晶粉末衍射法：測(cè)定晶體的結(jié)構(gòu)；多晶粉末衍射法：測(cè)定晶體的結(jié)構(gòu)；單色單色X射線源射線源樣品樣品(yngpn)臺(tái)臺(tái)檢測(cè)器檢測(cè)器第16頁(yè)/共55頁(yè)第十六頁(yè)，共56頁(yè)。X射線衍射射線衍射(ynsh)方程方程 晶體的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)是一致互相平行且等距離的原子平面晶體的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)是一致互相平行且等距離的原子平面 衍射的基礎(chǔ)衍射的基礎(chǔ)晶體的周期性和對(duì)稱(chēng)性晶體的周期性和對(duì)稱(chēng)性 衍射光束服從反射定律衍射光束服

13、從反射定律 反射光線在入射平面中，反射角等于入射角反射光線在入射平面中，反射角等于入射角 則這組晶面所反射的則這組晶面所反射的X射線，只有當(dāng)其光程射線，只有當(dāng)其光程(un chn)差是差是X射線波長(zhǎng)的整數(shù)射線波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)才相互增強(qiáng)，出現(xiàn)衍射倍時(shí)才相互增強(qiáng)，出現(xiàn)衍射 2dhklsinn第17頁(yè)/共55頁(yè)第十七頁(yè)，共56頁(yè)。2dhklsin光程光程(un chn)差差 BDBF2dhklsin n;只有當(dāng)只有當(dāng)d、 和和 滿足布拉格方程式時(shí)才能發(fā)生衍射。滿足布拉格方程式時(shí)才能發(fā)生衍射。d:面間距；面間距；：入射線（反射線）與：入射線（反射線）與 晶面的夾角；晶面的夾角；：入射光的波長(zhǎng)，：入射光的

14、波長(zhǎng)，Cu靶：靶： k1=1.54060, k2=1.54443；n：整數(shù)，反射的級(jí)數(shù)：整數(shù)，反射的級(jí)數(shù) 晶面組第18頁(yè)/共55頁(yè)第十八頁(yè)，共56頁(yè)。布拉格方程布拉格方程(fngchng)的討論的討論 反射反射衍射衍射 鏡面可以任意角度反射可見(jiàn)光鏡面可以任意角度反射可見(jiàn)光 X射線只有滿足布拉格方程的射線只有滿足布拉格方程的角上才能角上才能(cinng)發(fā)生反射，因此，這種反射亦發(fā)生反射，因此，這種反射亦成為選擇反射。成為選擇反射。 晶面間距晶面間距d,掠射角掠射角，反射級(jí)數(shù)，反射級(jí)數(shù)n,和和X射線的波長(zhǎng)射線的波長(zhǎng)四個(gè)量，已知三個(gè)量，就可以四個(gè)量，已知三個(gè)量，就可以求出其余一個(gè)量。求出其余一個(gè)量

15、。第19頁(yè)/共55頁(yè)第十九頁(yè)，共56頁(yè)。布拉格方程布拉格方程(fngchng)的討論的討論 (100)晶面發(fā)生二級(jí)衍射晶面發(fā)生二級(jí)衍射 2d100sin2 假設(shè)在每?jī)蓚€(gè)假設(shè)在每?jī)蓚€(gè)(lin )（100） 中間均插一個(gè)原子分中間均插一個(gè)原子分 布與之完全相同的面，布與之完全相同的面， 晶面指數(shù)（晶面指數(shù)（200） （200）的面間距是）的面間距是d/2 2d100sin 2(2d200)sin=2 2d200sin (hkl )的的n級(jí)衍射可看作級(jí)衍射可看作(nh nk nl)的一級(jí)衍射的一級(jí)衍射第20頁(yè)/共55頁(yè)第二十頁(yè)，共56頁(yè)。布拉格方程布拉格方程(fngchng)的討論的討論 sin/(

16、2d) 一定時(shí)，一定時(shí)，d減小，減小，將增大；將增大； 面間距小的晶面，其掠射角必須較大面間距小的晶面，其掠射角必須較大(jio d) 掠射角的極限范圍為掠射角的極限范圍為0-90，但過(guò)大或過(guò)小都會(huì)造成衍射的探測(cè)困難，但過(guò)大或過(guò)小都會(huì)造成衍射的探測(cè)困難石英石英(shyng)(shyng)的衍射儀計(jì)數(shù)器記錄圖（部分）的衍射儀計(jì)數(shù)器記錄圖（部分）* *右右上角為石英上角為石英(shyng)(shyng)的德拜圖，衍射峰上方為（的德拜圖，衍射峰上方為（hklhkl）值，）值，第21頁(yè)/共55頁(yè)第二十一頁(yè)，共56頁(yè)。第22頁(yè)/共55頁(yè)第二十二頁(yè)，共56頁(yè)。應(yīng)用應(yīng)用(yngyng) 已知波長(zhǎng)的已知波長(zhǎng)的

17、X射線，測(cè)量未知的晶體的面間距射線，測(cè)量未知的晶體的面間距(jin j)，進(jìn)而算出其晶胞參數(shù)，進(jìn)而算出其晶胞參數(shù) 結(jié)構(gòu)分析（結(jié)構(gòu)分析（XRD） 已知已知 ，測(cè)，測(cè)角，計(jì)算角，計(jì)算d；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)卡片，判斷其物相（晶體結(jié)構(gòu)）；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)卡片，判斷其物相（晶體結(jié)構(gòu)） 根據(jù)根據(jù)d=f(h,k,l,a,b,c,)可計(jì)算晶胞參數(shù)可計(jì)算晶胞參數(shù) 已知面間距已知面間距(jin j)的晶體來(lái)反射從樣品發(fā)射出來(lái)的的晶體來(lái)反射從樣品發(fā)射出來(lái)的X射線，求得射線，求得X射線的波長(zhǎng)，確定射線的波長(zhǎng)，確定試樣的組成元素試樣的組成元素 X射線能量色散譜儀射線能量色散譜儀(EDS,EDAX) 已知已知d 的晶體（單晶硅），測(cè)的晶體

18、（單晶硅），測(cè)角，得到特征輻射波長(zhǎng)角，得到特征輻射波長(zhǎng) ，確定元素，特征，確定元素，特征X射線分析射線分析的基礎(chǔ)的基礎(chǔ)第23頁(yè)/共55頁(yè)第二十三頁(yè)，共56頁(yè)。X射線衍射射線衍射(ynsh) (單晶或多晶單晶或多晶)晶體與晶體與x射線所產(chǎn)生的衍射作用射線所產(chǎn)生的衍射作用 衍射斑點(diǎn)或譜圖衍射斑點(diǎn)或譜圖 分析晶體結(jié)構(gòu)分析晶體結(jié)構(gòu) 確定晶體所屬的晶系（物相鑒定）、晶體的晶胞參數(shù)、確定晶體所屬的晶系（物相鑒定）、晶體的晶胞參數(shù)、晶粒尺寸的大小晶粒尺寸的大小(dxio)、結(jié)晶度、薄膜的厚度和應(yīng)力、結(jié)晶度、薄膜的厚度和應(yīng)力分布等分布等第24頁(yè)/共55頁(yè)第二十四頁(yè)，共56頁(yè)。X射線衍射射線衍射(ynsh) 實(shí)

19、際的衍射譜上并非只在符合實(shí)際的衍射譜上并非只在符合Bragg方程的方程的2處出現(xiàn)強(qiáng)度，在處出現(xiàn)強(qiáng)度，在2 的附近也有一定的衍射的附近也有一定的衍射強(qiáng)度分布，成峰狀，也叫衍射峰。強(qiáng)度分布，成峰狀，也叫衍射峰。 符合符合Bragg方程的方程的2處為峰頂。處為峰頂。 可以根據(jù)峰的位置、數(shù)目和強(qiáng)度得到可以根據(jù)峰的位置、數(shù)目和強(qiáng)度得到(d do)試樣的結(jié)構(gòu)信息。試樣的結(jié)構(gòu)信息。第25頁(yè)/共55頁(yè)第二十五頁(yè)，共56頁(yè)。第26頁(yè)/共55頁(yè)第二十六頁(yè)，共56頁(yè)。X射線衍射可以射線衍射可以(ky)得到的信息得到的信息 物相鑒定物相鑒定 定性定性 定量定量 晶胞參數(shù)的確定晶胞參數(shù)的確定 晶面的擇優(yōu)取向生長(zhǎng)晶面的擇

20、優(yōu)取向生長(zhǎng) 結(jié)晶度的測(cè)定結(jié)晶度的測(cè)定 晶粒尺寸晶粒尺寸(ch cun)的測(cè)定（謝樂(lè)公式）的測(cè)定（謝樂(lè)公式） 膜厚的測(cè)定膜厚的測(cè)定 薄膜的應(yīng)力分布薄膜的應(yīng)力分布第27頁(yè)/共55頁(yè)第二十七頁(yè)，共56頁(yè)。物相分析物相分析(fnx) X射線衍射鑒別樣品中的物相射線衍射鑒別樣品中的物相 石墨和金剛石石墨和金剛石 Al2O3有近有近20中結(jié)構(gòu)中結(jié)構(gòu) 化學(xué)分析、光譜分析（化學(xué)分析、光譜分析（AAS）、）、X射線光電子能譜（射線光電子能譜（XPX）、俄歇電子（）、俄歇電子（AES）、）、二次電子能譜（二次電子能譜（SIMS）、）、X射線能譜儀（射線能譜儀（EDS）等）等 試樣的元素試樣的元素(yun s)組成

21、組成第28頁(yè)/共55頁(yè)第二十八頁(yè)，共56頁(yè)。物相分析物相分析(fnx) 物相：純?cè)亍⒒衔锖凸倘荏w組成的晶相物相：純?cè)亍⒒衔锖凸倘荏w組成的晶相 分析的試樣一定分析的試樣一定(ydng)有結(jié)晶有結(jié)晶 物相分析物相分析 材料、冶金材料、冶金 機(jī)械、化工機(jī)械、化工 地礦、環(huán)保地礦、環(huán)保 醫(yī)藥、食品等醫(yī)藥、食品等第29頁(yè)/共55頁(yè)第二十九頁(yè)，共56頁(yè)。粉末粉末(fnm)衍射卡片衍射卡片 2 d 晶體結(jié)構(gòu)（晶體結(jié)構(gòu)（a,b,c） 卡片卡片(kpin)：一系列的：一系列的dhkl 對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)衍射圖譜2dhklsin國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)粉末數(shù)據(jù)卡（國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)粉末數(shù)據(jù)卡（JC

22、PDS）及及PCPDFWIN軟件（軟件（PDF）進(jìn)行檢索）進(jìn)行檢索第30頁(yè)/共55頁(yè)第三十頁(yè)，共56頁(yè)。化學(xué)式英文名實(shí)驗(yàn)(shyn)條件晶體學(xué)數(shù)據(jù)(shj)來(lái)源(liyun)制備等面間距衍射強(qiáng)度晶間指數(shù)第31頁(yè)/共55頁(yè)第三十一頁(yè)，共56頁(yè)。PCPDFWIN軟件軟件(run jin)（PDF）第32頁(yè)/共55頁(yè)第三十二頁(yè)，共56頁(yè)。X射線衍射射線衍射(ynsh)可以得到的信息可以得到的信息 1、物相鑒定、物相鑒定 1.1定性定性 當(dāng)當(dāng)X射線通過(guò)晶體時(shí)，每一種結(jié)晶物質(zhì)都有自己的獨(dú)特的衍射花樣，射線通過(guò)晶體時(shí)，每一種結(jié)晶物質(zhì)都有自己的獨(dú)特的衍射花樣， 多種物質(zhì)以混合物存在時(shí)，它的衍射數(shù)據(jù)多種物質(zhì)以

23、混合物存在時(shí)，它的衍射數(shù)據(jù)d 不會(huì)改變不會(huì)改變(gibin)（與紅外不同）（與紅外不同） 避免漏確定一些含量較少的物相的衍射峰避免漏確定一些含量較少的物相的衍射峰衍射衍射(ynsh)峰峰的位置的位置2 晶面的晶面的面間距面間距dhkl衍射峰的衍射峰的相對(duì)強(qiáng)度相對(duì)強(qiáng)度對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)衍射圖對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)衍射圖譜可以判斷該物質(zhì)譜可以判斷該物質(zhì)根據(jù)布拉根據(jù)布拉格方程格方程衍射峰的衍射峰的數(shù)目數(shù)目第33頁(yè)/共55頁(yè)第三十三頁(yè)，共56頁(yè)。檢索檢索(jin su) 字母檢索字母檢索 估計(jì)試樣中可能的數(shù)種物相估計(jì)試樣中可能的數(shù)種物相 通過(guò)通過(guò)(tnggu)其英文名稱(chēng)將有關(guān)卡片找出其英文名稱(chēng)將有關(guān)卡片找出 與待定衍射花樣對(duì)

24、比，可確定物相與待定衍射花樣對(duì)比，可確定物相 數(shù)字檢索（數(shù)字檢索（Hanawalt檢索）檢索） 無(wú)法得知試樣中物相的信息無(wú)法得知試樣中物相的信息 Hanawalt組合組合 將最強(qiáng)線的面間距將最強(qiáng)線的面間距d1處于某一范圍，如：處于某一范圍，如：0.2690.265nm 將面間距從將面間距從999.990.00共分為共分為40組組第34頁(yè)/共55頁(yè)第三十四頁(yè)，共56頁(yè)。字母字母(zm)檢索檢索 1、根據(jù)待測(cè)試樣元素組成、根據(jù)待測(cè)試樣元素組成(z chn)的信息；的信息；Ca3（PO4）2 2、從標(biāo)準(zhǔn)卡片中找出只包括待測(cè)試樣元素的化合物的卡片、從標(biāo)準(zhǔn)卡片中找出只包括待測(cè)試樣元素的化合物的卡片Ca、

25、P、O ； 3、對(duì)比待測(cè)試樣與標(biāo)準(zhǔn)卡片的衍射峰的位置、衍射強(qiáng)度、衍射峰的數(shù)目、對(duì)比待測(cè)試樣與標(biāo)準(zhǔn)卡片的衍射峰的位置、衍射強(qiáng)度、衍射峰的數(shù)目 如吻合，則為該物質(zhì)，如吻合，則為該物質(zhì)，第35頁(yè)/共55頁(yè)第三十五頁(yè)，共56頁(yè)。根據(jù)待測(cè)試樣元素根據(jù)待測(cè)試樣元素(yun s)組成的信息組成的信息第36頁(yè)/共55頁(yè)第三十六頁(yè)，共56頁(yè)。從標(biāo)準(zhǔn)卡片中找出只包括從標(biāo)準(zhǔn)卡片中找出只包括(boku)待測(cè)試樣元素的化合待測(cè)試樣元素的化合物的卡片物的卡片第37頁(yè)/共55頁(yè)第三十七頁(yè)，共56頁(yè)。對(duì)比待測(cè)試對(duì)比待測(cè)試(csh)樣與標(biāo)準(zhǔn)卡片的衍射峰的樣與標(biāo)準(zhǔn)卡片的衍射峰的位置、衍射強(qiáng)度、衍射峰的數(shù)目位置、衍射強(qiáng)度、衍射峰的

26、數(shù)目第38頁(yè)/共55頁(yè)第三十八頁(yè)，共56頁(yè)。XRD（HA）第39頁(yè)/共55頁(yè)第三十九頁(yè)，共56頁(yè)。字母字母(zm)檢索檢索 如不吻合如不吻合 衍射峰位置不吻合衍射峰位置不吻合 2 d 晶胞的結(jié)構(gòu)和大小（晶胞的結(jié)構(gòu)和大小（ a、b、c等等 ） 出現(xiàn)空位或離子替代等情況出現(xiàn)空位或離子替代等情況 衍射峰數(shù)目不吻合衍射峰數(shù)目不吻合 是否有衍射峰消失，原因？是否有衍射峰消失，原因？ 是否有新的衍射峰出現(xiàn)（一般衍射峰的強(qiáng)度較低），可能是否有新的衍射峰出現(xiàn)（一般衍射峰的強(qiáng)度較低），可能(knng)出現(xiàn)新的物相。出現(xiàn)新的物相。 衍射峰強(qiáng)度不吻合衍射峰強(qiáng)度不吻合 晶面的優(yōu)先生長(zhǎng)等晶面的優(yōu)先生長(zhǎng)等第40頁(yè)/共55

27、頁(yè)第四十頁(yè)，共56頁(yè)。檢索檢索(jin su) 字母檢索字母檢索 估計(jì)試樣中可能的數(shù)種物相估計(jì)試樣中可能的數(shù)種物相 通過(guò)其英文名稱(chēng)將有關(guān)卡片找出通過(guò)其英文名稱(chēng)將有關(guān)卡片找出 與待定衍射花樣對(duì)比，可確定物相與待定衍射花樣對(duì)比，可確定物相 數(shù)字檢索（數(shù)字檢索（Hanawalt檢索）檢索） 無(wú)法得知無(wú)法得知(d zh)試樣中物相的信息試樣中物相的信息 Hanawalt組合組合 將最強(qiáng)線的面間距將最強(qiáng)線的面間距d1處于某一范圍，如：處于某一范圍，如：0.2690.265nm 將面間距從將面間距從999.990.00共分為共分為40組組第41頁(yè)/共55頁(yè)第四十一頁(yè)，共56頁(yè)。數(shù)字?jǐn)?shù)字(shz)檢索（檢索

28、（Hanawalt檢索）檢索） 根據(jù)XRD圖譜和布拉格方程算出八強(qiáng)線對(duì)應(yīng)(duyng)晶面的面間距d2 2 221()11.62820.92829.271 30.50034.12734.41041.52150.176d 1()7.6104.2453.0512.9312.6272.6062.1751.818102030405060010000200003000040000500006000070000CountsPosition(2Theta)unit: mg/g 2.26 GSB 1.46 GSB 0.74 GSB 0.38 GSB 0.18 GSB Blank第42頁(yè)/共55頁(yè)第四十二頁(yè)，共

29、56頁(yè)。Hanawalt檢索檢索(jin su) ；卡片的質(zhì)量卡片的質(zhì)量(zhling)標(biāo)標(biāo)記記QM物相八根最強(qiáng)線的面間距；下方的小角碼表示物相八根最強(qiáng)線的面間距；下方的小角碼表示(biosh)相應(yīng)的強(qiáng)度相應(yīng)的強(qiáng)度, x代表衍射強(qiáng)度為代表衍射強(qiáng)度為100；8代表衍射強(qiáng)度約為代表衍射強(qiáng)度約為80PSC表示物質(zhì)所屬的布拉菲點(diǎn)陣，表示物質(zhì)所屬的布拉菲點(diǎn)陣，小寫(xiě)字母小寫(xiě)字母m、o、t、h、c等表示單斜、正交、四方、六方、立方等，等表示單斜、正交、四方、六方、立方等，大寫(xiě)字母大寫(xiě)字母P、C、F、I、R分別表示簡(jiǎn)單、底心、面心、體心和菱心等點(diǎn)陣。分別表示簡(jiǎn)單、底心、面心、體心和菱心等點(diǎn)陣。第43頁(yè)/共55

30、頁(yè)第四十三頁(yè)，共56頁(yè)。化學(xué)式英文名實(shí)驗(yàn)(shyn)條件晶體學(xué)數(shù)據(jù)(shj)來(lái)源(liyun)制備等面間距衍射強(qiáng)度晶間指數(shù)第44頁(yè)/共55頁(yè)第四十四頁(yè)，共56頁(yè)。對(duì)比待測(cè)試樣與標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比待測(cè)試樣與標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)卡片的衍射卡片的衍射峰的峰的位置、衍射強(qiáng)度、衍射峰的數(shù)目位置、衍射強(qiáng)度、衍射峰的數(shù)目第45頁(yè)/共55頁(yè)第四十五頁(yè)，共56頁(yè)。Hanawalt檢索檢索(jin su) 根據(jù)布拉格方程和衍射圖譜中峰的位置計(jì)算所對(duì)應(yīng)的根據(jù)布拉格方程和衍射圖譜中峰的位置計(jì)算所對(duì)應(yīng)的面間距面間距d 計(jì)算衍射峰的強(qiáng)度（結(jié)晶好時(shí)，可近似計(jì)算衍射峰的強(qiáng)度（結(jié)晶好時(shí)，可近似(jn s)為峰為峰高）高） 選取強(qiáng)度最大的

31、八強(qiáng)線按強(qiáng)度遞減順序排列；選取強(qiáng)度最大的八強(qiáng)線按強(qiáng)度遞減順序排列； 從從Hanawalt檢索中找到對(duì)應(yīng)的檢索中找到對(duì)應(yīng)的d1組；組； 按次強(qiáng)線的面間距按次強(qiáng)線的面間距d2找到接近的幾行；找到接近的幾行； 檢查這幾行數(shù)據(jù)其檢查這幾行數(shù)據(jù)其d1是否與實(shí)驗(yàn)值很接近，得到肯是否與實(shí)驗(yàn)值很接近，得到肯定之后再依次查對(duì)第三條強(qiáng)線直至第八條強(qiáng)線，并找定之后再依次查對(duì)第三條強(qiáng)線直至第八條強(qiáng)線，并找出最可能的物相及其卡片，出最可能的物相及其卡片， 將實(shí)驗(yàn)所得的將實(shí)驗(yàn)所得的d及及I/I0與卡片上的數(shù)字詳細(xì)對(duì)照，如與卡片上的數(shù)字詳細(xì)對(duì)照，如果對(duì)應(yīng)得很好，物相鑒定結(jié)束。果對(duì)應(yīng)得很好，物相鑒定結(jié)束。第46頁(yè)/共55頁(yè)第

32、四十六頁(yè)，共56頁(yè)。Hanawalt檢索檢索(jin su) 衍射圖譜中的三強(qiáng)線順序，常會(huì)因各種因素的影響而有所變動(dòng)，常將同種物質(zhì)圖樣中幾衍射圖譜中的三強(qiáng)線順序，常會(huì)因各種因素的影響而有所變動(dòng)，常將同種物質(zhì)圖樣中幾根最強(qiáng)線的面間距順序調(diào)換排列根最強(qiáng)線的面間距順序調(diào)換排列; 如待測(cè)試樣的某個(gè)如待測(cè)試樣的某個(gè)d值在索引中找不到，假設(shè)該值在索引中找不到，假設(shè)該d對(duì)應(yīng)第二對(duì)應(yīng)第二(d r)相；相； 待第一相確定后，將剩余的衍射線的強(qiáng)度歸一化，再按上述程序檢測(cè)第二待第一相確定后，將剩余的衍射線的強(qiáng)度歸一化，再按上述程序檢測(cè)第二(d r)相；相； 注意不同物相的衍射線可能重疊；注意不同物相的衍射線可能重疊

33、；第47頁(yè)/共55頁(yè)第四十七頁(yè)，共56頁(yè)。定性分析定性分析(dngxngfnx)的過(guò)程的過(guò)程 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差 I/I0與卡片的數(shù)據(jù)約有出入與卡片的數(shù)據(jù)約有出入 d是可以較精確是可以較精確(jngqu)得出的，誤差約為得出的，誤差約為0.2，不能超過(guò)，不能超過(guò)1； I/I0的誤差則允許稍大一些，因?yàn)閷?dǎo)致強(qiáng)度不確定的因素較多。的誤差則允許稍大一些，因?yàn)閷?dǎo)致強(qiáng)度不確定的因素較多。第48頁(yè)/共55頁(yè)第四十八頁(yè)，共56頁(yè)。定性分析定性分析(dngxngfnx)的過(guò)程的過(guò)程 可能出現(xiàn)的困難可能出現(xiàn)的困難 混合試樣中，某相的含量過(guò)少，不足以產(chǎn)生自身完整的衍射圖樣，甚或根本不出現(xiàn)衍混合試樣中，某相的含量過(guò)少，不足以產(chǎn)生自身完整的衍射圖樣，甚或根本不出現(xiàn)衍射線；射線； 薄層、薄膜的相分析常如此；薄層、薄膜的相分析常如此； 由于晶體的擇優(yōu)取向，衍射圖樣中可能只有一兩條極強(qiáng)的線，要確定物相也相當(dāng)