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X射線衍射的一些常見問題分析

更新時(shí)間:2020-10-26點(diǎn)擊次數(shù):7175
 
  
  X射線衍射作為一電磁波投射到晶體中時(shí),會(huì)受到晶體中原子的散射,而散射波就像從原子中心發(fā)出,每個(gè)原子中心發(fā)出的散射波類似于源球面波。由于原子在晶體中是周期排列的,這些散射球波之間存在固定的相位關(guān)系,會(huì)導(dǎo)致在某些散射方向的球面波相互加強(qiáng),而在某些方向上相互抵消,從而出現(xiàn)衍射現(xiàn)象。
  
  每種晶體內(nèi)部的原子排列方式是單一的,因此對(duì)應(yīng)的衍射花樣是單一的,類似于人的指紋,因此可以進(jìn)行物相分析。其中,衍射花樣中衍射線的分布規(guī)律是由晶胞的大小、形狀和位向決定。衍射線的強(qiáng)度是由原子的種類和它們?cè)诰О械奈恢脹Q定。
  
  X射線衍射常見問題:
  
  1)在做X射線衍射時(shí),如果選用不同的陽極靶材,例如用銅靶或者鈷靶,得到的衍射譜圖會(huì)一樣嗎?如果不同的話,峰的位置和強(qiáng)度有啥變化嗎?有規(guī)律嗎?
  
  不同的靶,其X射線特征波長(zhǎng)不同,根據(jù)布拉格方程2dsinθ=nλ,某一間距為d的晶面族其衍射角將不同,各間距值的晶面族的衍射角將表現(xiàn)出有規(guī)律的改變。因此,使用不同靶材的X射線管所得到的衍射圖上的衍射峰的位置是不相同的,衍射峰位置的變化是有規(guī)律的。(每種晶體結(jié)構(gòu)的晶面間距d是固定的,與何種靶材X射線管無關(guān))
  
  衍射圖上衍射峰間的相對(duì)強(qiáng)度主要決定于晶體的結(jié)構(gòu),但是由于樣品的吸收性質(zhì)也和入射線的波長(zhǎng)有關(guān)。因此同一樣品用不同靶所取得的圖譜上衍射峰間的相對(duì)強(qiáng)度會(huì)稍有差別,與靶材有關(guān)。
  
 ?。?)獲得了一批Co合金試樣的XRD衍射數(shù)據(jù),試樣中Co含量超過95%。試樣的譜線均在純鈷譜線左側(cè),低角度譜線偏離0.2度左右,高角度譜線偏離0.3-0.4度左右。請(qǐng)問它們是第二相固溶引起的嗎?它們與固溶程度有什么定性和定量的關(guān)系?
  
  根據(jù)布拉格公式,峰位置向左偏移,相當(dāng)于d值變大了,反映其晶胞參數(shù)變大了,說明在Co的晶格中滲入了其他的原子。另外,沒有出現(xiàn)新的衍射峰,說明是鋁的無序固溶體,保持著純鋁的晶體結(jié)構(gòu)。
  
  (3)已知X射線衍射數(shù)據(jù),如何計(jì)算晶粒尺寸晶格常數(shù)和畸變?
  
  根據(jù)衍射峰的峰形數(shù)據(jù)可以計(jì)算晶粒尺寸晶格常數(shù)和畸變。在衍射峰的寬化僅由于晶粒的細(xì)小產(chǎn)生的情況下,根據(jù)衍射峰的寬化量應(yīng)用Scherrer公式便可以估算晶粒在該衍射方向上的厚度。
  
  
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